题目：部分元等效电路法(PEEC)在机舱电缆信号完整性分析中的应用

随着近年来机载航电系统功能的强大，系统内部电缆互连结构也变得日益精密和复杂。机舱内电缆数量和密度的增加使其上所载信号及其返回电流更容易被其他电缆所影响。因此，机舱电缆信号完整性分析，特别是具有较高分析精度的三维全波信号完整性分析，已成为整机电磁兼容设计的一个必不可少的环节。为适应不断提升的精度要求，并节约计算时间和计算资源，本文将近年来已在印刷电路板和芯片信号完整性分析中得到广泛应用的部分元等效电路(Partial Element Equivalent Circuit, PEEC)方法成功移植到机舱电缆信号完整性分析中。本文首先论述了PEEC方法的起源和数学、物理本质。而后，本文针对机舱电缆结构的特殊性，提出一种“适用于机舱电缆信号完整性分析的PEEC方法”，并完成了该方法的实现。该方法对现有PEEC方法的发展包括：1）对机舱电缆及其返回平面结构进行节点重用剖分得到部分元。使用该剖分方法所得的部分元即能用于机舱电缆结构的三维全波信号完整性分析，又能最大限度节省剖分计算时间和部分元坐标信息存储资源。2）对于部分元间电容，由于其计算需要大规模矩阵转置，为提高计算效率，本PEEC算法放弃部分元间电容计算，而采用在电场梯度主要存在的电缆与返回平面间以及机舱电缆间添加校正电容的方式来弥补精度损失。3）利用Spice仿真器Advanced Design System的参数调节功能实现信号完整性优化设计。经与全波有限元商业软件的计算结果对比，本算法的正确性和计算高效性得到进一步验证。在此基础上，本文使用该“适用于机舱电缆信号完整性分析的PEEC方法”完成机舱电缆的时域和频域信号完整性分析，该分析工作包括：主控平台至机翼平直电缆输入阻抗分析、翼内拐角电缆时域反射分析以及机背并行电缆时域串扰分析。