MoM-basierte Berechnung der Abstrahlung von Leitungssystemen in 3D-Modellen unter Einsatz des Oberflächenäquivalenzprinzips

Abstract:
Leitungssysteme sind wichtige Komponenten vieler elektrotechnischer Anlagen. Es kann zu signifikanten Überkopplungen zwischen Leitungen und der umgebenden metallischen 3D-Flächenstruktur kommen. Für dieses Problemfeld wird ein effizientes numerisches Lösungsverfahren vorgeschlagen. Eine Möglichkeit Leitungssysteme zu analysieren und ihre Wirkung auf die Reststruktur zu berücksichtigen, ist der Einsatz eines Mehrschrittverfahrens, welches eine MoM-basierte Oberflächenstromsimulation und die Leitungstheorie (LT) verbindet. Die Überkopplung zwischen einzelnen Leitern wird schon in der Leitungstheorie berücksichtigt. Die Störeinkopplung in die umgebende Struktur erfolgt durch die Beachtung eingeprägter Ströme als Anregungsterme des MoM-Gleichungssystems. Die Tatsache, dass die Leitungen üblicherweise sehr nahe über Grund liegen erfordert eine sehr feine Oberflächendiskretisierung unter den Leitungen [Ski05]. Dieses führt zu einem erheblichen Anstieg der Anzahl der Flächenbasisfunktionen, wodurch die Effizienz der MoM stark beeinträchtigt wird. Die vorgeschlagene Lösung dieses Problems, die zu einer erheblichen Reduzierung der unbekannten Ströme führen kann, liegt in der Substitution von Leitungsströmen durch äquivalente Ströme auf einer geschlossenen Oberfläche um die Leitung (Huygenssche Fläche), die die Abstrahlung der Leitungen repräsentiert. Die Anwendbarkeit und die Einschränkungen dieser Methode werden hier diskutiert.