WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Известная теория распространения сигнала по цепи пучок-оболочка с учетом поверхностного эффекта, эффекта близости двух проводников и потерь в оболочке. Однако на основании этой теории инженерные формулы получены для кабеля с ограниченным количеством жил (16). При увеличения количества жил, структура формул существенно усложняется, а погрешность за счет неточности исходных данных – резко возрастает. Поэтому цепь пучок-оболочка многожильных конструкций рассчитана нами как коаксиальная структура, у которой радиус центральной жилы равен внешнему радиусу пучка жил.

Отметим особенности физической модели, построенной для расчета параметров передачи цепей электрического распределительного кабеля типа NYM 4x6. Для этого кабеля экранирующей поверхностью являются окружающие металлические массы (кабельросты, корпуса аппаратуры, металлические кабели в том же пакете кабелей). Этот кабель рассматривается как пучок проводов над горизонтальной проводящей поверхностью. При этом зеркальные заряды находятся с обратной стороны линии раздела на среднем расстоянии, равном радиусу кабеля. Конформное отображение переводит бесконечную линию раздела в окружность с радиусом, равным диаметру кабеля. При этом проводящая поверхность заменяется фиктивным цилиндрическим экраном с таким же радиусом.

В главе 2 изложены результаты разработки метода экспериментального исследования параметров передачи неспецифицированных цепей. При этом большое внимание уделено определению частотного диапазона для исследования параметров передачи неспецифицированных цепей. В ходе исследования рассмотрен волновой режим распространения электромагнитных колебаний в металлических кабелях.

Результаты расчета коэффициента затухания кабеля ТПП 20x2x0,5 в волновом режиме передачи поперечной магнитной волны TM01 приведены в таблице 1, а поперечной электрической волны TЕ01 –в таблице 2.

Таблица 1

Таблица 2

f, ГГц

f0/ f

, дБ/км

f, ГГц

f0/ f

, дБ/км

16

1

30

1

32

0,5

182

60

0,5

62,4

48

0,33

205

90

0,33

31,1

64

0,25

230

120

0,25

19,7

80

0,2

254

150

0,2

13,9

96

0,166

277

180

0,166

10,4

112

0,143

299

210

0,143

8,3

128

0,125

318

240

0,125

6,8

144

0,111

337

270

0,111

5,6

160

0,1

355

300

0,1

4,8

Показано, что потери в волноводном режиме на волнах (модах) высших порядков сопоставимы с потерями на волнах TM01 и TЕ01.

Реальные значения потерь в кабеле окажутся существенно выше за счет неоптимального возбуждения волн и дополнительных потерь в медных жилах. Кроме того, на этих длинах волн (0,3 … 2,0 см) ярко проявляется эффект экранирования.

Далее в работе определена верхняя граница частотного диапазона для технологии ВЧ-навязывания с учетом естественного ограничения - теплового шума. В качестве верхней границы диапазона для исследований параметров передачи кабельных цепей в технологии ВЧ-навязывания рекомендовано выбрать значение 300 МГц.

Поскольку это значение является достаточно высоким для рассматриваемых конструкций кабелей, далее в работе проведено исследование погрешностей методов холостого хода и короткого замыкания и разработаны рекомендации по их уменьшению. Показано, что и методическая, и случайная составляющие погрешности уменьшаются на критических частотах нечетно кратных отношению длины измеряемого отрезка кабеля к длине волны.

Завершает главу 2 анализ физической модели взаимного влияния неспецифицированных цепей. Эта модель объясняет неравномерный характер частотных характеристик коэффициентов затухания исследуемых цепей и показывает возможность образования так называемых «окон прозрачности», принципиальных для технологии ВЧ-навязывания.

Глава 3 содержит результаты исследования частотных характеристик параметров передачи неспецифицированных цепей.

Частотные характеристики параметров передачи неспецифицированных цепей многопарных телефонных кабелей приведены на рисунках 1-4.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Частотные характеристики параметров передачи неспецифицированных цепей кабелей управления, сигнализации и связи приведены на рисунках 5-8.

Рисунок 5

Рисунок 6

Рисунок 7

Рисунок 8

Частотные характеристики параметров передачи неспецифицированных цепей кабелей структурированных кабельных сетей типа UTP категории 5е приведены на рисунках 9 и 10.

Рисунок 9

Рисунок 10

Частотная характеристика коэффициента затухания неспецифицированных цепей кабелей распределительных электрических сетей типа NYM приведена на рисунке 11.

Рисунок 11

Частотная характеристика коэффициента затухания неспецифицированных цепей многопарных станционных кабелей приведены на рисунке 11-14.

Рисунок 11

Рисунок 12

Рисунок 13

Рисунок 14

Заключение

  1. При детальном рассмотрении любое электротехническое устройство является нелинейным в том смысле, что напряжение на его выходе связано с напряжением на его входе нелинейной зависимостью. Благодаря этому осуществляется модуляция несущей частоты информационным сигналом, этот сигнал перемещается в область высоких частот, где переходное затухание между цепями практически равно нулю, и свободно переходит на неспецифицированные цепи. Для разработки мер противодействия съему информации при помощи технологии ВЧ-навязывания необходимо исследовать параметры передачи неспецифицированных цепей узлов связи в широком диапазоне частот. Тема диссертационной работы актуальна.
  2. В исследуемом диапазоне частот гипотеза о квазистационарности справедлива для всех рассматриваемых конструкций кабелей. Это позволяет пренебречь магнитным полем токов смещения, и получить инженерные формулы для расчета параметров передачи неспецифицированных цепей. При этом кабель следует рассматривать в виде многопроводной системы из однопроводных цепей, а потери в соседних проводниках неспецифицированной цепи рассчитывать как потери в проводниках, помещенных в ее поперечное магнитное поле.
  3. При значительном количестве жил в кабеле структура известных формул для расчета параметров передачи цепи пучок-оболочка существенно усложняется, а погрешность за счет неточности исходных данных – резко возрастает. Поэтому цепь пучок-оболочка многожильных конструкций целесообразно рассчитывать как коаксиальную структура, у которой радиус центральной жилы равен внешнему радиусу пучка жил. Для силового кабеля NYM 4x6 экранирующей поверхностью является окружающие металлические массы. Этот кабель целесообразно рассматривать как пучок проводов над горизонтальной проводящей поверхностью. При этом зеркальные заряды находятся с обратной стороны линии раздела на среднем расстоянии, равном радиусу кабеля. Конформное отображение переводит бесконечную линию раздела в окружность с радиусом, равным диаметру кабеля. При этом проводящая поверхность заменяется фиктивным цилиндрическим экраном с таким же радиусом.
  4. Разработан метод теоретического расчета параметров передачи неспецифицированных цепей кабелей, при котором определяется верхняя частота квазистационарного режима электромагнитных колебаний; многожильный кабель рассматривается как совокупность однопроводных цепей; учитывается увеличение коэффициента затухания в активной цепи за счет потерь в соседних проводниках, находящихся в поперечном магнитном поле; а цепь: пучок – оболочка многопарных кабелей рассчитывается как коаксиальная направляющая система.
  5. Для определения границ частотного диапазона технологии ВЧ-навязывания рассмотрен волновой режим распространения электромагнитных колебаний в металлических кабелях. Электрические параметры кабелей, представленных в виде волноводов (критическая частота, волновое число, затухание, скорость передачи, характеристическое сопротивление) определены путем решения основных уравнений Максвелла, характеризующих распространение электромагнитных волн в пространстве. Получены частотные характеристики коэффициентов затухания волн типа ТМ01 и ТЕ01. Показано, что критическая длина волны для режима передачи ТМ01 составляет 16, а для режима передачи ТЕ01 - 30 ГГц.
  6. Определена верхняя частота диапазона технологии ВЧ-навязывания с учетом естественного физического ограничения - теплового шума. Она найдена из условия, что вероятность ошибки при приеме сигнала близка к 1. Этот подход не ограничивает общности, поскольку любой аналоговый сигнал можно заменить эквивалентным цифровым на основании теоремы отсчетов (теорема Котельникова). Численное значение верхней границы диапазона для исследований параметров передачи кабельных цепей в технологии ВЧ-навязывания следует выбрать равным 300 МГц.
  7. Проведено теоретическое исследование погрешностей классического метода измерения параметров передачи – метода холостого хода и короткого замыкания. Показано, что и погрешности измерения первичных и вторичных параметров передачи кабельных цепей минимальны на оптимальных частотах, определяемых из соотношения: частное от деления измеряемой длины цепи на длину волны должно быть нечетно кратно 1/8. Показано, что сглаживание экспериментальных частотных характеристик параметров передачи целесообразно проводить при помощи адекватных аппроксимирующих функций.
  8. Достоверность результатов измерения оценена сопоставлением значений коэффициентов затухания тех же самых кабельных цепей на частотах до 30 МГц с полученными ранее при помощи измерительных приборов более высокого класса точности. При этом расхождение результатов измерения не превышало 7%. Характер частотных зависимостей параметров передачи неспецифицированных цепей сравнивался с характером частотных зависимостей многократно исследованных симметричных цепей кабелей связи. Подтверждено единство природы этих зависимостей. На основании этого можно утверждать: во-первых, теоретическая модель адекватна рассматриваемым физическим явлениям; во-вторых, погрешности экспериментального метода исследования не существенны.
    Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»