非均匀传输线中电磁暂态过程的新型时域算法

为了精确高效地计算非均匀传输线中的电磁暂态过程,提出了一种称为任意差分精细积分法的新型时域计算方法来计算非均匀传输线中的电磁暂态过程,该方法是空间域任意差分法和时间域精细积分法的结合,既能根据非均匀传输线的特性来任意地构建差分方程,同时又能够消除时间稳定性条件(CFL)的限制。采用该方法计算垂直导体中的电磁暂态过程,并与有限差分法和EMTP方法所得的结果比较。结果表明,由于该方法能够实现局部点加密,同时时间步长的选取不受稳定性条件的限制,该方法在相同的计算精度下具有更高的效率。

端接非线性负载的非均匀传输线瞬态分析

在均匀多导体传输线的时域有限差分法 (FDTD)基础上 ,对非均匀多导体传输线及端接非线性负载的情况进行了分析。结果表明 :对于非均匀多导体传输线 ,采用FDTD法进行瞬态分析极为方便 ,并且可以处理端接非线性负载的情况 ;同时 ,还可获得线上各点的电压、电流波过程。通过实例验证了所提出的FDTD算法的有效性 。

含二次项型非均匀传输线网络的灵敏度分析

应用科罗达等效方法可将二次项型无损耗非均匀线用无损耗均匀线及集中参数元件组成的等效电路表示。该文利用伴随网络法和基于科罗达等效的等效电路,提出了二次项型无损耗非均匀线的频域灵敏度分析方法,采用类似拉氏反变换的方法获得了无损耗非均匀线的时域灵敏度公式;以无损耗非均匀线的灵敏度公式为基础,通过集中处理非均匀线的损耗,推导出了二次项型有损耗非均匀线的频域和时域灵敏度公式,为解决求解含这类非均匀线网络的灵敏度提供了一种途径。

一种有损非均匀传输线时域分析方法

提出利用等效电路法解决电磁脉冲注入下有损非均匀传输线及其网络端接非线性负载的时域响应问题。采用分段逼近级联方法建立了有损非均匀传输线的等效电路模型。利用设计的快沿电磁脉冲源对有损非均匀微带线端接电阻、瞬态抑制二极管的响应进行了试验和仿真对比分析,验证了该等效电路模型的正确性和解决非线性负载响应问题上的有效性。通过与FDTD法对更复杂的有损非均匀传输线、不等长有损非均匀传输线、有损非均匀传输线网络的仿真结果和计算机运行时间进行对比分析,进一步验证了该等效电路法的正确性以及在解决有损非均匀传输线问题上的普遍适用性和高效性。

非均匀传输线时域响应的精细计算

应用精细计算法对非均匀传输线时域响应进行了分析．该方法考虑了非均匀传输线的非均匀性，避免了使用突变的级联模型及频域、时域转换，直接时域分析，极大地提高了分析的精度和效率．计算结果证实了该方法的可靠性．

确定非均匀传输线网络时域灵敏度的伴随网络法

基于模量分析、特征值灵敏度和数值逆拉普拉斯变换技术,提出采用伴随网络法计算含有耦合均匀与非均匀传输线网络的时域灵敏度。通过求解原网络方程和伴随方程,可一次计算出任意输出对网络元件以及传输线电气参数的灵敏度,与扰动法相比效率更高。通过仿真实例与采用扰动法的计算结果进行比较,验证了所提方法和公式的正确性。

抛物线型无损非均匀传输线的灵敏度研究

科罗达(Kuroda)等效方法,可将抛物线型非均匀线用均匀线及若干集中参数元件组成的等效电路表示。用这种等效方法可以求解抛物线型非均匀线的精确解。对于非均匀线的灵敏度分析,目前尚未提出很好的方法。利用基于科罗达等效的等效电路,在频域内推导出了抛物线型非均匀线的灵敏度公式,较好地解决了这类非均匀线的灵敏度求解问题。

高速电子系统非均匀传输线辐射问题

建立非均匀传输线简化后的阶跃型均匀传输线的散射参数模型,提出计算阶跃型非均匀传输线的散射参数和电压分布的方法.根据天线电流的假设理论,计算阶跃型非均匀传输线的远场辐射电场强度以及辐射方向分布情况,对天线电流的假设理论进行辐射方向修正.将计算结果与ANSYS公司高频电磁场数值计算软件HFSS仿真结果进行对比分析,讨论不同相对介电常数的板材和铜箔厚度变化时的远场辐射变化情况.当相对介电常数较小和铜箔厚度较厚时可以有效地降低阶梯型非均匀传输线远场辐射强度.

非均匀传输线特性重构中的噪声影响分析

利用时域反射技术(Time Domain Reflectometry,TDR),由测量得到的时域反射信号,可以重构出非均匀传输线的一些特征参数。当反射信号中混有噪声时,对非均匀传输线特性参数的重构会产生影响。采用Zakharov-Shabat类型逆散射问题的数值反演算法,以指数型非均匀传输线为例,对时域反射信号中混有高斯白噪声情况下的非均匀传输线特性参数重构问题进行了数值实验。数值计算结果表明,在噪声干扰下,算法本身是稳定的,在较宽的信噪比范围内,能有效地重构出非均匀传输线的特征参数。

基于辛浦生积分法的非均匀传输线瞬态响应分析

将辛浦生积分法用于非均匀传输线瞬态响应分析 ,实例分析表明 ,这种方法分析非均匀传输线瞬态响应是简单。

海上风机塔筒的非均匀传输线模型

风机塔筒的建模是海上风电机组防雷保护研究的重要组成部分,其模型的建立对分析结果有重要影响。首先分析塔筒多波阻抗模型在海上风机防雷研究中的不适用性;其次建立塔筒的非均匀传输线模型;然后,利用多波阻抗模型研究塔筒空间结构变化对自身电磁暂态特性的影响。研究结果表明:塔筒分段越多,其电磁暂态响应越准确。通过对采用非均匀传输线模型和采用多波阻抗模型的塔筒雷电暂态响应进行对比,证明了非均匀传输线模型更符合实际情况,从而给出了塔筒的推荐分段数。

基于微波网络参数的非均匀传输线终端响应研究

为了研究电磁场对有损大地非均匀传输线终端响应的影响,以传输线模型为基础,应用微波网络参数转移矩阵推导了平面波入射条件下有损大地上突变型非均匀传输线终端响应公式。利用该公式可精确计算突变型非均匀传输线的终端响应大小。为了证明该理论的正确性,对有损大地上接有转换器的突变型非均匀传输线结构进行了理论分析计算。分别对不同电导率有损大地的情况进行了理论分析计算:不同电导率对终端感应电流的影响相差小于3dB。最后结合实际选取大地电导率的典型值0.01S/m对该非均匀传输线结构终端电流响应进行了实测。实测结果与理论结果对比,两者吻合较好,因此该微波网络转移矩阵方法特别适合对突变型非均匀传输线场线耦合终端响应的求解计算。

非均匀传输线的宽带3分贝耦合器设计

利用非均匀耦合传输线的奇、偶模S-参数特性,提出了一种宽带3 dB耦合器的设计方法.用级连ABCD矩阵对所设计出的耦合器的分布参数特性进行仿真,结果表明非均匀耦合传输线可以有效适用于宽带方向性耦合器设计.

非均匀传输线间的串扰研究

应用时域有限差分法对非均匀传输线间的串扰耦合进行分析。基于细线散射的时域有限差分法分析非均匀结构时,采用阶梯式均匀传输线模型,对非均匀传输线进行分段逼近。针对不等长、线径变化、非平行线和交叉线4种情况分析其参数变化对串扰的影响。研究表明:不等长电缆超出部分长度对串扰耦合幅度影响较小,对谐振频率影响较大;电缆线径的变化对其串扰耦合影响较小;非平行线和交叉线的角度对电缆间串扰的影响较大。

特高压杆塔的非均匀传输线模型

随着输电电压等级的提高,线路杆塔也越来越高,其从底部到顶部空间结构变化也越大。如果特高压杆塔仍采用多波阻抗模型,则不能反应其呼高的空间结构变化所产生的影响。文中首先介绍了杆塔的多波阻抗模型,然后指出多波阻抗模型的不足,再从杆塔物理结构出发搭建了杆塔简化的非均匀传输线模型。文中还将杆塔呼高用多段波阻抗模拟,研究杆塔呼高空间结构变化对其电磁暂态特性的影响。最后,对比了非均匀传输线模型和分段多波阻抗模型下杆塔的雷电电磁暂态响应,表明相比于多波阻抗模型,非均匀传输线模型更适用于特高压杆塔雷电暂态分析。

非均匀传输线的仿真模型建立方法研究

利用分段线性和等效电路模型,结合Hspice电路仿真软件,提出了一种建立非均匀传输线仿真模型的方法,给出了非均匀传输线的Hspice等效电路模型。通过一个有代表性的算例,利用文中提出的仿真模型建立方法,得出了时域范围内的Hspice仿真结果。最后通过与已有的方法结果比较表明:该方法有较高的计算精度,且计算速度快,占用计算机资源少。

非均匀传输线定向耦合器的研究

给出了非均匀传输线定向耦合器的通用计算公式。并指出这种定向耦合器有两种特殊的用途:小型定向耦合器和超宽带定向耦合器。对每一种情况都给出了设计实例.并与全波电磁场分析进行了比较,结果是吻合的。

基于时域有限差分法的非均匀多导体传输线瞬态分析

基于传统的阶梯式均匀传输线逼近模型,对非均匀传输线进行分段指数逼近。同时,对于每一离散段,采用驻波变换,将相应的变系数偏微分方程变换为常系数偏微分方程,进而利用中心差分公式,得到可用于非均匀多导体传输线瞬态分析的改进时域有限差分算法。通过与传统处理方法的比较,验证了所提算法的有效性,并将其应用于外均匀传输线的研究。

非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度的分析方法

针对具有非线性负载的非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度分析困难的问题,提出了一种采用快速傅里叶变换的灵敏度分析方法——傅里叶变换法.该方法首先采用分段法将非均匀传输线均匀化,得到用无穷级数表示的非均匀传输矩阵,再通过对具有非线性负载的耦合传输线系统进行戴维宁等效,减少了瞬态响应非线性方程组数目,加快了计算的收敛速度,最后借助快速傅里叶变换得出时域内的传输线瞬态响应灵敏度.傅里叶变换分析法无需对耦合传输线进行解耦,能够分析任意类型传输线及任意负载.算例结果表明,在传输线分段数相同时,傅里叶变换法较微扰法的计算速度更快,当分段数大于16时,计算速度能提高37%以上.

非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度分析

在非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度分析中,提出了一种基于精细积分法的分析方法.这是一种半解析的时域分析方法,该方法将非均匀耦合传输线时域电报方程在空间差分离散,建立起传输线瞬态响应及传输线瞬态响应灵敏度对时间的一阶微分方程,通过分步积分,从而将求解传输线瞬态响应灵敏度问题转换成了求解传输线瞬态响应问题,极大地简化了问题的分析.该方法具有算法稳定、简单、精确及通用性强等特点,能够分析任意类型的传输线及负载.算例结果表明了文中方法的正确性和有效性.