高频单导体传输线模型及其乘积积分算法

低频情况下,可以使用经典传输线方程(电报方程)计算传输线网络沿线及负载上的电压和电流,由于采用了准TEM模近似,故经典传输线方程在处理更高频情况下的传输线问题时就不再适用.本文基于麦克斯韦方程和电磁散射理论,建立了高频单导体传输线方程,对该方程做低频近似即可得到经典方程;采用乘积积分方法对该高频方程进行数学变换,使其具有和经典方程类似的方程形式;根据边界条件和乘积积分解法最终计算出传输线沿线电流和电位分布.若干仿真算例证实,该模型及其方法可以给出和全波分析方法一致的计算结果,为精确分析高频传输线问题提供了全波分析之外的另一种途径.     

传输线理论教学的几个问题

传输线理论是微波技术和微波电路等课程教学的一个基础部分.这里本文作者给出自己的关于这部分内容教学的几个问题的理解和体会,它们分别是：1、不同传输线方程形式的适用条件;2、传输线分布参数的计算;3、用短路线来构成一个并联谐振电路;4、阻抗负载无耗传输线的特性;5、传输线效率计算公式的讨论.最后结束语对上述几个问题的讨论作了简单的总结.     

在高频条件下经典传输线理论的适用性

采用严格的理论推出了具有普遍性的传输线方程,并讨论了经典传输线方程的局限性．这对于研究高频条件下的电磁问题具有指导意义．     

电力线通信中三导体电缆高频传输参数模型

为寻求电力线通信中对称三导体电缆的高频传输参数的一般模型,定义了对称三导体电缆的两种不同工作模式。根据这两种工作模式构造了一个变换矩阵,通过变换矩阵将多导体传输线的参数矩阵对角化,得出了对称三导体电缆在这两种工作模式下的传输参数的理论计算公式,通过实验验证了用这种方法计算结果的正确性。和传统的求电力通信电缆传输参数的方法相比,该方法简单,避免了传统方法中复杂的电磁场的分析与计算,并且更具有通用性。     

趋肤效应下传输线高频交流电阻的分析

信号传输线的趋肤效应直接影响传榆性能。通常引用半无限大导体对入射电磁波的衰减规律来定性说明传输线上的趋肤效应。本文则根据麦克斯韦方程组对导线内的电流分布进行分析,得出了导线内电流存在趋肤效应的结论,并推导了孤立圆导线单位长度的电阻计算公式。     

偏心圆柱传输线壁上静电力及其分布

研究了偏心圆柱传输线壁上的静电力及其分布。分析获得了静电力分布和合力表达式的方法以助于计算和理解，指出所得结果在理论计算和工程实践中的意义。     

均匀传输线电路模型参数的测试

提出均匀传输线原始参数的求解方法．在均匀传输线终端开路的状态下,测量终端、始端以及其他各个测试点的电压,根据均匀传输线的正弦稳态解,利用madab求解非线性方程组,计算出不同频率下的衰减常数β和相移常数α,进一步求解含原始参数的非线性方程组,得到均匀传输线的4个原始参数．均匀传输线电路模型原始参数的确定为传输线的理论研究提供了计算的依据．用实验的方法获取均匀传输线的原始参数,比利用软件仿真获取的结果更具真实,更符舍实际情况,经过实验验证,提出的均匀传输线电路模型参数的测试方法是正确有效的．     

多导体传输线分布参数的分析计算

多导体传输线的串扰分析是信号完整性分析中经常遇到的问题.多导体传输线之间的串扰问题与传输线之间的分布参数存在密切联系,其分布参数分为分布电容矩阵和分布电感矩阵两个方面.本文采用有限元方法对由五条导线构成的一个多导体传输线结构进行建模,计算了该结构的单位长度分布电容矩阵和单位长度分布电感矩阵,分析了该结构中的串扰现象,通过与文献中结果对比,计算结果一致性很好,方法可行有效.     

基于等效传输线模型的腔体场分布快速算法

为实现外部电磁波照射下矩形金属腔内各点场值的快速有效计算,本文以等效传输线模型(TLM)方法为基础,建立孔缝耦合模型进行计算分析并编程实现.计算结果表明,等效传输线模型方法与三维全波分析商业软件的模拟计算结果吻合,但计算时间大大缩短.并且该方法计算结果与实验测量结果基本吻合,说明采用等效传输线模型算法计算腔体内的场分布是有效可行的.     

输电线路导地线和金具极限状态设计参数研究

考虑到安全系数设计法存在的许多问题,为了保持设计的统一性,同时与国际接轨,采用可靠度设计法对输电线路的导地线和金具进行设计。通过对按现行国家标准GB50545—2010和行业标准DL／T5154—2012设计的导地线和金具进行可靠度校准,选取目标可靠指标计算得到导地线和金具极限状态的荷载和抗力分项系数。研究结果表明,对于导地线,当恒荷载与风荷载组合时,弧垂最低点和悬挂点的平均可靠指标分别为4372和3968;当恒荷载、风荷载和覆冰荷载组合时,弧垂最低点和悬挂点的平均可靠指标分别为3157和2898。金具的平均可靠指标为399。导地线抗力分项系数γR的均值为1084,恒荷载分项系数γG的均值为1072,风荷载分项系数γW的均值为1828;金具抗力分项系数γR′的均值为1165,导地线竖向荷载分项系数γQ3的均值为1062,导地线风荷载分项系数γQ5的均值为1797。若采用基于可靠度理论的设计方法,建议导地线各分项系数取γR=11、γG=12、γW=18,金具各分项系数取γR′=12、γQ3=12、γQ5=18。     

远程输电线路分布电容对高频保护的影响

分析了远程输电线路分布电容在线路正常运行时、保护范围外部短路时、线路空载合闸时对高频保护的影响,提出采用补偿变压器的办法来消除分布电容对高频保护的影响。     

曲折波导结构尺寸参数对高频特性的影响

曲折波导作为一种能够在毫米波频段实现宽带大功率输出的放大管慢波结构,其结构尺寸参数很大程度上决定了整管的带宽、增益以及效率。文章对曲折波导结构的慢波特性进行了分析,并对曲折波导的几个重要结构尺寸参数影响问题进行了研究,给出了曲折波导的宽边、窄边以及直波导长度变化对工作带宽、耦合阻抗以及增益稳定性的影响,为曲折波导慢波结构的设计优化提供了参考。     

血管传输线模型的研究

在血管传输线模型的基础上，假设并证实了多普勒信号的最大频率曲线的形状和血管内血流量曲线相似的观点，给出了一种确定这两者间的比例常数的方法，并且根据这一观点，利用血管传输线模型对子宫动脉的正常生理状况和病变时的情况作了解释，最后提出在临床上应用这种模型的设想。     

高压交流输电线路工频电场强度理论计算公式改进研究

为使高压、超高压交流输电线路工频电场强度理论计算符合实际,在研究传统交流输电线路电场强度的二维和三维计算公式基础上改进为三维计算公式。通过对已建高压、超高压交流输电线路电场强度进行实地测量,并与改进后理论计算结果进行对比分析,得出其理论变化趋势、计算值都与实测值及变化趋势相近。不同于传统三维计算方法,改进后的计算公式简单易用,计算精度与传统三维理论计算精度相同,在保证计算精度的同时更具有实际应用价值。     

大跨越架空输电导线铝部应力分布试验

为了掌握大跨越架空输电导线铝部应力空间分布特性,以JLHA1/G6A-500/280型特强钢芯铝合金导线为研究对象,采用铝股丝表面激光刻槽,内嵌高灵敏、超大复用容量超弱光纤光栅,搭建了大跨越输电导线铝部应力试验平台,研究了不同张力条件下大跨越架空输电导线铝部应力分布规律,建立了大跨越导线实体有限元模型,分析了铝股应力分布特征,并验证了试验结果的正确性。结果表明：导线承受张力作用时,外层铝股和次外层铝股应力不同,外层铝股应力小于次外层铝股应力,导线同层铝股应力基本相同;铝股应力随导线张力的增大呈线性增大趋势,张力每增大1%,铝股应力增大约10%。不同导线张力作用时钢股和铝股应力均呈现环状分层特性,铝股平均应力小于钢股平均应力,铝部和钢股应力比约为3∶7;外层和次外层铝合金股丝应力沿圆周向分布不均匀,建议大跨越导线线型设计时考虑铝股丝分层特性。     

利用参数关联性的输电线检测方法

在无人机巡检输电线的航拍图像中,输电线通常受到如道路和建筑等背景噪声的干扰,为了提高输电线检测的鲁棒性,提出了一种输电线检测方法。首先进行直线增强;然后通过Hough变换将检测到的边缘进行直线检测并将直线转换到参数空间;再次对检测到的直线参数进行Hough变换并根据输电线簇参数关系提取出输电线图形信息。实验结果表明,利用输电线簇参数关联性的输电线检测方法可以有效地将输电线从具有干扰直线的背景中提取出来,从而提高航拍图像输电线检测的鲁棒性。     

一种自适应速率的线谱频率参数暂时分解算法

为了解决语音编码中线谱频率参数经传统暂时分解算法量化后编码速率波动的问题,对修正严格的暂时分解算法进行了改进,包括定义新的事件插入法则、引入事件消除机制和基于失真门限的编码速率自适应方法;提出了一种自适应速率的线谱频率参数暂时分解算法.在新算法中,暂时分解所得失真都能受到约束控制,事件分解也更加灵活,并且能够有效抑制编码速率的波动.实验结果表明,新算法通过一定时间的自适应能够将参数编码速率稳定在所需编码速率附近,获得了较好的效果.     

基于电流相角分布的光伏直流送出线保护方案

光伏直流送出线发生双极故障时会导致输电线路两端换流器快速闭锁,为保障系统稳定运行,保护装置需在换流器闭锁前快速准确识别故障.为此,提出一种基于两端电流极性变化的相角分布光伏直流送出线保护方案.该方案利用相角值描述故障前后一个数据窗线路两端暂态电流极性的异同,并以此分类构造保护判据,可以准确快速地判断出光伏直流送出线区内外故障.最后,在MATLAB/Simulink中搭建1 MW/±30 kV集中型光伏直流升压外送系统模型进行仿真验证.结果 表明,该方案能够快速可靠识别光伏直流送出线上的故障类型,且具有较好的抗干扰和抗过渡电阻能力.     

高压输电线路驱鸟装置的太阳能供电系统设计

研究太阳能供电系统设计的一般方法,提出相应的计算公式和模型,设计高压输电线路驱鸟装置太阳能供电系统.实验证明:该太阳能供电系统能为该驱鸟装置提供持续、稳定的电源.对小型太阳能供电系统设计具有现实指导意义.