Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.4: Витяг параметрів лінії електропередачі

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    28676

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У цьому розділі описані підходи до вилучення\(RLGC\) параметрів на одиницю довжини лінії електропередачі, а також ефективної діелектричної проникності та проникності середовищ лінії електропередачі з вимірювань. Вимірювання можуть бути зроблені експериментально або за допомогою моделювання.

    Ідеальна калібрування

    Описана тут процедура передбачає ідеальну калібрування до портів рівномірної лінії електропередачі, яка дасть симетричні\(S\) параметри лінії електропередачі з\(S_{11} = S_{22}\) і\(S_{12} = S_{21}\) для зворотної структури. Постійна поширення лінії електропередачі є

    \[\label{eq:1}\gamma=\sqrt{(R+\jmath\omega L)(G+\jmath\omega C)} \]

    і характеристичний імпеданс

    \[\label{eq:2}Z_{0}=\sqrt{\frac{(R+\jmath\omega L)}{(G+\jmath\omega C)}} \]

    Тоді

    \[\label{eq:3}R=\Re\{\gamma Z_{0}\},\quad L=\Im\left\{\frac{\gamma Z_{0}}{\omega}\right\},\quad G=\Re\{\gamma /Z_{0}\},\quad C=\Im\left\{\frac{\gamma /Z_{0}}{\omega}\right\} \]

    Ці параметри можуть бути витягнуті з виміряних\(S\) параметрів лінії електропередачі за умови, що може бути досягнута досить точна калібрування. Ця екстракція була описана в [22, 23, 24], даючи характеристичний імпеданс лінії

    \[\label{eq:4}Z_{0}=Z_{\text{REF}}\sqrt{\frac{(1+S_{11})^{2}-S_{21}^{2}}{(1-S_{11})^{2}-S_{21}^{2}}} \]

    де\(Z_{\text{REF}}\) - опорний імпеданс\(S\) параметрів. Константа поширення лінії отримується з

    \[\label{eq:5}\text{e}^{-\gamma\ell}=\left(\frac{1-S_{11}^{2}+S_{21}^{2}}{2S_{21}}\pm K\right)^{-1} \]

    де

    \[\label{eq:6}L=\left[\frac{(S_{11}^{2}-S_{21}^{2}+1)^{2}-(2S_{11})^{2}}{(2S_{21})^{2}}\right]^{\frac{1}{2}} \]

    Також можливе використання спеціалізованих випробувальних конструкцій для отримання параметрів ЛЕП. В [25] вимірюваннях вхідних опорів коротко- і розімкнутих заглушок використовуються для виведення параметрів лінії електропередачі.

    Неідеальна калібрування

    Вимірювання описаних вище\(S\) параметрів ЛЕП передбачає, що похибка моделі світильників може бути точно відкалібрована. Іноді буває важко досягти досить точної калібрування через труднощі вставки відомого резистивного стандарту імпедансу. У наскрізних методах калібрування, описаних у розділі 4.3.5, вимірювання фіксованої лінії електропередачі та вимірювання світильників «спина до спини» (наскрізне з'єднання) дає\(\gamma\) константу поширення лінії електропередачі, навіть якщо стандарт імпедансу недоступний. Один із способів вилучення характеристичного імпедансу лінії з вимірювань у цій ситуації був описаний у розділі 4.5.\(Z_{0}\) Ключовою ідеєю було зміна електричної довжини лінії електропередачі, щоб простежити коло на діаграмі Сміта. Частотно-залежний характеристичний опір можна отримати, використовуючи ряд ліній електропередачі різної довжини. Отже, з\(\gamma\) і\(Z_{0}\) відомі,\(RLGC\) параметри можна отримати за допомогою Equation\(\eqref{eq:3}\).

    4.4.1 Резюме

    Складність і витрата обладнання, що займається вимірюванням\(S\) параметрів, сильно залежить від частотного діапазону з векторними мережевими аналізаторами, здатними вимірювати\(S\) параметри понад сто гігагерц вартістю багато\(100\text{s}\) тисяч доларів. Також час, пов'язаний з калібруванням, може бути значним, що займає багато годин до днів на найвищих мікрохвильових частотах, але лише кілька хвилин на одногігагерцових частотах. Мікрохвильові вимірювання вимагають розвитку значної експертизи.