一般传输线机辅瞬态分析

在超高频、微波和脉冲电路中,常常会遇到传输线。传输线的交流稳态分析在一般电路分析教科书中均有详细描述,其计算机辅助分析也有专著论述。一般说来,交流稳态分析方面不存在太大困难。传输线的瞬态分析在研究传输线的过渡特性和脉冲数字信号的传输等方面具有重要意义然而瞬态分析要比稳态分析复杂和困难。一般教科书导出的反射系数法和积分变换法往往仅可用来对传输线进行一般性理论分析或对简单的传输线网络进行手工计算。为地对具有复杂电路结构,复杂信号激励的任了有效意含传输线网络进行机辅分析,     

传输线脉冲发生器研制及其对电路板抗静电放电干扰的测试

为研究静电放电对电路板的干扰,利用传输线脉冲发生器提供激励脉冲,并配合测试探头,对电路板进行干扰测试,并以一单片机系统为测试对象进行干扰研究。首先,根据传输线脉冲生成原理,用同轴电缆、水银继电器及高压源设计和制作了1个传输线脉冲发生器,并将脉冲波的上升时间控制在1 ns以内;然后,分别用电场探头、磁场探头和注入探头建立了激励信号与被干扰对象之间的电场、磁场和传导耦合,通过试验观察了其耦合干扰信号,并研究了测试单片机系统的抗干扰特点。通过研究及测试得出:为保证传输线脉冲发生器的脉冲上升时间的要求,应选择快速继电器,控制好继电器与同轴电缆的连接以减少寄生参数的影响;用传输线脉冲发生器配合电场、磁场和注入探头进行测试,可以探查电路板的局部抗干扰薄弱环节;测试的单片机系统的抗干扰特点体现在:其局部区域对磁场干扰较敏感,晶振引脚和复位引脚对直接注入干扰更敏感。     

高压窄脉冲传输的研究

研究了利用储能电容产生（脉宽为５０－３００ｎｓ）的高压窄脉冲的传输，讨论了火花隙和传输线上脉冲耗能和畸变，结果表明旋转火花隙开关ＲＳＧＳ使单次脉冲能量可控并决定着脉冲特性。在传输过程中脉冲能量主要损耗在ＲＳＧＳ上，传输线长小于１０ｍ时，其上的损耗和畸变可以忽略。     

PW级脉冲驱动器的整体径向传输线的研究

PW级脉冲功率驱动器中通常需要使用整体径向传输线(MRTL),以便将能量汇聚到负载上。为了了解MRTL的脉冲功率传输特性,基于多段均匀传输线级联模型,推导出了非均匀传输线输出电压的解析表达式。并从数学上证明了非均匀传输线的一些重要传输特性(首达波特性、脉冲压缩特性、高通特性)。利用CST微波计算软件包,对MRTL进行了3维电磁场模拟。结果表明:和电路模拟结果类似,指数线的最大功率传输效率高于Gaussian线和双曲线。但是,所有电磁场模拟得到的最大功率传输效率均比电路模拟大约低15%,这表明存在可观的非TEM模电磁场分量,因而基于TEM假设得到的电路模拟结果存在相当的误差。考虑到采用平板电极以便将几个MRTL叠在一起的要求,重点比较了双曲线和开孔指数线。虽然双曲线传输效率略低于指数线,但双曲线不需要开孔而易于加工,显然是最佳的选择。     

电缆网络节点响应波形电磁拓扑分析及实验

采用了计算注入干扰下电缆网络节点响应波形的时域电磁拓扑求解方法。在传输线SPICE模型和电缆网络节点SPICE模型的基础上,通过SPICE软件求解电缆网络时域响应波形,该方法可以简化传输线网络时域响应波形求解的过程。为验证方法的有效性,建立简单的传输线网络,并将传输线网络转换成SPICE网络,通过SPICE模拟计算处在注入干扰下各电磁网络节点处的电磁响应波形,利用方波噪声源进行实验,对两个选定网络进行脉冲注入。实验表明,所述方法与实测数据有较好的一致性,当传输线均匀时,影响传输线网络响应波形的因素主要有:(1)传输线中的时延;(2)传输线网络节点上的反射。     

EAST-NBI串联高压缓冲器传输导线散热性能数值分析

离子源电源传输线插入高压缓冲器后,会因其大电流负荷累积热能导致传输线温度不断上升,而传输导线热平衡的温度是离子源安全运行以及导线绝缘材料选择的重要依据。笔者对以脉冲周期形式运行的离子源电源串联高压缓冲器传输线进行数值模拟,计算得到连续脉冲周期后的热平衡温度大大超过了绝缘材料的软化温度,对串联缓冲器之间传输线长度为2 m的模型的模拟结果表明,延长串联直流缓冲器之间的长度可以降低该缓冲器内部的传输线温度。     

聚龙一号装置磁绝缘传输线的电流损失特性

聚龙一号装置是我国自主研制的首台多路并联超高功率脉冲装置,可根据物理实验的需要工作在不同的脉冲输出模式,负载上获得的电流脉冲前沿75~600 ns、峰值5~10 MA可调。4层圆盘锥型磁绝缘传输线是聚龙一号装置实现超高功率脉冲向负载传输的关键部件,磁绝缘传输线中产生的电流损失会对负载电流波形产生影响并使能量传输效率降低。为此,针对聚龙一号装置,通过全电路计算,在长短两种脉冲输出模式下,研究了磁绝缘传输线的电流损失特性。研究表明:对于电流前沿较快的Z-pinch实验类型,磁绝缘形成过程中外磁绝缘线的损失电流总和约为940 k A,磁绝缘形成后在柱孔汇流区的损失为330~743 k A;而对于前沿较慢的准等熵压缩实验类型,对应的损失分别为223 k A和77~174 k A。     

衰减器和移相器在微波传输技术中的应用

衰减器和移相器是分别用来改变传输系统中电磁波场强的振幅和相位的元件。衰减器和移相器联合使用，可以调节传输线中电磁波的传播常数，因此它们是最基本的微波元件。衰减器和移相器的结构都有固定式和可调式两种，它们都是接入微波传输系统中的双口元件。     

用亚铁磁共振检测和产生磁泡畴

在泡畴层内的亚铁磁共振可用以耦合两个微波传输线。如果将一泡畴开关到大小与之相近的耦合区,则被传输的微波信号将发生变化。对于一个5μm的泡,0/1比已达到了6:1,与泡层相邻的参考层中的谐振传输亦可受泡畴杂散场的影响。在高功率下,观察到了微波与磁畴间的一个非线性相互作用,这可以用以产生泡畴。     

用于产生非平衡等离子体的纳秒级脉冲电源研制

为了给非平衡等离子体相关实验提供ns级高压脉冲,研制了一台基于传输线变压器(transmission linetransformer,TLT)原理的高压重频ns脉冲电源,通过在传输线外套加磁环增加二次阻抗,提高TLT的输出电压和能量传输效率。同时设计了一种电容-开关-传输线的紧凑化同轴结构。实验表明,在连接匹配负载条件下,电源输出脉冲电压峰值可以达到26kV,脉宽100ns,上升时间25ns,可在500Hz频率下稳定运行。同时成功地将其应用于大气压氩气等离子射流实验,发现与正弦电压相比,相同电压峰值下,脉冲电源作用下的等离子体射流长度更长,但2种电源作用下的射流长度均出现饱和现象,同时电源频率对射流长度无明显影响。     

基于微带传输线的生物溶液处理用纳秒脉冲电场发生器研制

研究纳秒脉冲电场生物学效应需要相应的高压纳秒脉冲发生器。为此,基于微带传输线与固态开关技术,通过波传播过程分析阐释了Blumlein型微带传输线方波的形成原理;采用CST微波实验室仿真分析了微带传输线充电过程中的电场分布;制作了小型化的纳秒脉冲发生器样机,并搭建测试系统对其进行了性能测试。结果表明,在电转杯负载端得到的纳秒脉冲电压幅值在0~2 k V内可调(即对间隙距离为1 mm的电转杯负载,电场强度在0~20 k V/cm内可调),脉宽为100 ns,上升沿约为20 ns,重复频率在0~1 k Hz内可调。     

一种测量纳米材料高频特性的新方法

本文介绍一种使用同轴线制备简易高频测试平台、运用射频设备测量纳米尺度样品高频性能的方法。使用该方法,窄脉冲射频信号在传输线中的延时测量精度达到10皮秒左右,发现了铜芯同轴传输线与多壁碳管同轴传输线的传输特性的区别。这一方法有可能推广到测试其他小尺度样品高频特性的研究中。     

基于FDTD法的传输线串扰时域响应分析与实验研究

为了研究传输线之间的串扰问题,基于传输线时域有限差分(FDTD)法,对二平行线模型的传输线串扰时域响应问题进行了仿真研究.通过在二平行线模型的干扰线端口加入上升沿为ns级的梯形波,仿真分析了二平行线模型各个端口的电压波形;同时,基于实验室研究设备,对共地平行传输线间的串扰电压进行了实验研究,并将部分实验结果与理论仿真结果进行了比较分析.结果显示:仿真波形的振荡与幅度和测量结果的振荡与幅度基本一致,仿真的脉冲宽度略大于测量脉冲宽度,仿真结果峰值略大于测量峰值.这说明传输线时域有限差分(FDTD)法在分析ns级上升沿的传输线耦合问题时是有效的.     

基于NILT的传输线串扰时域响应分析与实验研究

基于传输线分布参数节点导纳方程和数值拉普拉斯反变换(NILT)方法,仿真分析了传输线串扰电压响应及传输线参数和端接阻抗对串扰电压峰值的影响.基于实验室研究设备对共地并行传输线间的串扰电压进行了实验研究.将实验结果与理论仿真结果进行比较,结果显示仿真和测量结果波形基本一致,仿真的脉冲宽度要大于测量脉冲宽度,仿真结果峰值略小于测量峰值.     

控制系统I／O信号的处理和隔离（上）

和控制系统相连接的各类信号传输线,除了传输有效信号外,总会有外部干扰信号的侵入。介绍了如何通过软件、硬件等抗干扰措施来减弱那些业已进入到控制系统信号线路内的外部干扰。包括信号的滤波,长线传输干扰的抑制,变频器高次谐波的抑制、信号的隔离以及在应用中出现的相关问题。     

控制系统I／O信号的处理和隔离（下）

和控制系统相连接的各类信号传输线,除了传输有效信号外,总会有外部干扰信号的侵入。本文讲述如何通过软件、硬件等抗干扰措施来减弱那些业已进入到控制系统信号线路内的外部干扰。包括信号的滤波,长线传输干扰的抑制,变频器高次谐波的抑制、信号的隔离以及在应用中出现的相关问题。     

衰减器和移相器在微波传输技术中的应用

衰减器和移相器是分别用来改变传输系统中电磁波场强的振幅和相位的元件。衰减器和移相器联合使用,可以调节传输线中电磁波的传播常数,因此它们是最基本的微波元件。衰减器和移相器的结构都有固定式和可调式两种,它们都是接入微波传输系统中的双口元件。一、衰减器为了固定传输系统内传输功率的功率电平,传输系统内必须接入衰减器,对微波产生一定量的衰减。衰减量固定不变的称为固定衰减器;衰减量可在一定范围内调节的称为可变衰减器。衰减器的主要指标有:工作频带、输入端驻波比、起始衰减量、衰减量、衰减量的变化规律和精度等。下面讨论…     

屏蔽电缆共模感应干扰的数值计算方法

根据两线传输线的响应方程式，提出了传输就的电路模型，利用链型集中参数等效电路计算传输线上各点的感应电压放电流。根据镜像原理得到了一种用于计算屏蔽电缆的共模干扰电压放电流的时域解的方法。     

XLPE高压电缆本体中局部放电信号的传输特性

局部放电信号在电缆中的传输特性对于放电水平的确定、局部放电定位及干扰区分有着重要的意义。以珠海拱澳线路110 k V电缆为研究对象,在不同长度的电缆上进行单一频率正弦信号的现场实测。运用均匀传输线理论计算得到单一频率正弦信号在该电缆中的单频衰减系数。通过Fourier变换计算高斯函数模拟的局部放电脉冲在电缆本体中的传输衰减特性,对脉冲的幅值、宽度、面积随传播距离变化规律进行了计算,并在不同长度的电缆上对局部放电校正脉冲的传输进行了实验验证。研究结果表明:单一频率高频正弦信号在电缆中的单频衰减系数与频率成正比,高斯函数模拟的局部放电脉冲在电缆本体中的传输服从指数函数与余补误差函数成积的规律,上升时间10 ns的高斯模拟脉冲幅值衰减到10%的传播距离为490 m;脉冲面积在一定范围内为放电量Q与电缆特性阻抗Z的乘积。     

一种测量高压快脉冲用电阻分压器的设计

运用传输线原理设计了一种测量高压快脉冲用的新型电阻分压器。该分压器结构合理,在1GHz范围内传输特性好,分压比误差8.7%,上升时间误差5.38%。该分压器的分压比可调,适用范围广,使用方便,能够满足不同工作条件下高压快脉冲的测量工作。