单个包络周期微放电“最坏状态”全局优化

当多载波信号的包络在一个被称为“on interval”［5］的连续时间窗口内持续高于某一阈值，即可认为存在发生单个包络周期微放电的风险。以前，采用N2 P或T20规则结合单载波微放电阈值PSC来评估SMD的风险。N2 P和T20规则分别对应0和20个电子渡越时间窗口。T20规则被认为要比N2 P规则更为准确。由于缺乏明确的物理意义，该经验规则的适用性未被证实。

在等效单载波近似快速计算的基础上，单个包络周期微放电的“最坏状态”Φi可以通过进一步比较不仅是T20还可以是任意Tx时间窗口内单个包络周期内累积的电子数的最大瞬时值来确定，表示为NEmax。在这种情况下，本节提出一种“X电子渡越时间”的方法，其中Tx窗口的持续时间可以在0～Tmax范围内扫描，这里，Tmax表示被PSC削去顶部的Tx窗口的最大时间宽度。通过这样处理，我们可以分析不同Tx窗口的NEmax值，为单个包络周期微放电阈值分析提供大量新的信息。为了寻找给定Tx窗口的局部“最坏状态”Φi，首先要获得单个包络周期内满足Tx窗口的连续包络，这可以通过增加多载波单路载波功率直到被PSC削去顶部的连续包络持续时间达到Tx来获得，如图5－2所示。在该过程中，会获得一个或多个被削顶的时间段。例如，在图5－2中有三个被削去顶部的部分。对只有一个削顶部分的情况，可以通过假设初始电子数目为N0，只在这部分进行快速计算，NEmax就可以计算获得；对存在多个削顶部分的情况，前一个削顶部分累积的剩余电子可能会使得下一个削顶部分的初始电子数大于N0。因此，即使持续时间比Tx短，每个被削顶部分累积的二次电子都应被计入。

图5－2　对于特定Tx窗口的局部极小值分析示意图(www.xing528.com)

然后，对于给定的Tx，局部阈值最小的“最坏状态”Φi可以通过寻找能够产生最大NEmax的信号来优化获得。定义为：

式中，NEmax为给定Tx时间窗口计算的单个包络周期内累积的瞬时电子数目NSE（t）的最大值。

通过这样处理，对于给定Tx窗口，PSC和NEmax均参与到局部“最坏状态”Φi的确定。一旦针对这一Tx窗口的局部“最坏状态”Φi确定了，能够产生最大电子数目为NEmax对应的多载波信号功率就同时确定了，将该功率表示为PWC。通过在0～Tmax之间扫描Tx，可以获得“最坏状态”Φi及不同Tx窗口对应的PWC。