III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Моделирования процессов распространения электромагнитных волн (ЭМВ) в многопроводных кабелях нужен для расчета технические характеристика таких кабелей.

Для моделирования процесса распространения ЭМВ в четырехпроводной кабеле была использована модель участка Dx, позволяющая учесть тепловые, диссипативные  потери и потери на отражение, предложенная в [1]. Для нее была получена дифференциальная матрица передачи D[a] через формирование дифференциальных матриц индуктивностей [L]Dx, емкостей [C]Dx, сопротивлений [R]Dx и проводимостей [G]Dx без записи системы дифференциальных уравнений. Матрица передачи [a] кабеля определялась перемножением матриц передачи D[a] участков Dx, количество которых М=10⁶ определяется заданной точностью e=10^-4. Точность расчета определялась сравнением с матрицами передачи, рассчитанные через гиперболические функции из [1]

Задав значения четырех Э.Д.С. и терминальных нагрузок, рассчитывались полные напряжения и токи по концам кабеля. Затем через них определялись электрические параметры кабеля - скорость распространения, волновое сопротивление, затухание, NEXT, FEXT и сравнивались с паспортными данными из [2]. 

Алгоритм расчета для пакета Mathcad выглядит следующим образом.

Находим скорость распространения ЭМВ в линии передачи.

Находим погонные параметры кабеля. Погонная индуктивность рабочих пар l1 определяется через электрическую емкость рабочей пары c1 из [2] и V_c

Формируем матрицы погонных индуктивностей [L], сопротивлений [R], емкостей [C], проводимостей [G]

Формируем матрицы Z и Y для участка dx=l/M

Найдем постоянные распространения γ и фазовую скорость v для чего перемножим Z и Y

Формируем дифференциальные матрицы комплексных сопротивлений и проводимостей [Z_i], [Y_i]

Рассчитываем матрицу передачи [a] кабеля:беля

Задаем значения терминальных Э.Д.С. Е1...Е4, нагрузок r1...r4 и формируем матрицы Э.Д.С. [E], левых [R_g] и правых [R_т] нагрузок кабеля

Сравнение результатов расчетов с паспортными данными электрических параметров кабелей из [2] показали удовлетворительную сходимость, а также теоретическую возможность работы этих кабелей до 300 МГЦ.

Список литературы

1. Воробьев П.А., Малютин Н.Д., Федоров В.Н. Квази-Т-волны в устройствах на связанных полосковых линиях с неуравновешенной электромагнитной связью // Радиотехника и электроника, 1982. Т.27. № 9. С. 1711-1718.м

2. Кабели категории 5е для локальных компьютерных сетей //http://www.ruscable.ru/info/lan/spcable/lan/kvp.htm

Код для цитирования: Скопировать