[發明專利]一種對傳輸線瞬態響應的分析方法

在審

• 申請號: 201610021425.X
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105677998A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 李軒;張少卿;趙麗麗;關慶陽
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽火炬專利事務所(普通合伙) 21228
• 代理人: 李福義

1.一種對傳輸線瞬態響應的分析方法，其特征在于：具體包括以下幾個步驟

步驟一：結合BLT方程的一般形式和電磁拓撲理論，定義多導體傳輸線網絡節點的BLT方程以及定義方程中的各個參量的物理意義和計算方法；

步驟二：BLT-FDTD的混合計算；首先利用FDTD方法計算非均勻線段的S參數；然后將整個非均勻段當成節點，參與到整個線纜網絡的計算中；

步驟三：求解非均勻線段的瞬態響應以及實現BLT-FDTD的時頻結合。

2.根據權利要求1所述的一種對傳輸線瞬態響應的分析方法，其特征在于：所述定義多導體傳輸線網絡節點的BLT方程是指：根據電磁的拓撲理論，將多導體傳輸線網絡表示為節點與管道的組合，其中節點表示負載，管道表示傳輸線；對于管道i上的節點j，出射波向量和入射波向量的關系由散射參數表示，再表示出有物理節點的阻抗和無物理節點的阻抗。

3.根據權利要求1所述的一種對傳輸線瞬態響應的分析方法，其特征在于：所述BLT-FDTD的混合計算，具體包括：a:非均勻線段離散；將一段長為L的非均勻傳輸線從傳輸網絡中獨立出來，形成一個二端口網絡；采用時域有限差分方法，將非均勻傳輸線離散成M段，每段長度為△x，計算出第m段的特性組坑Z_cm；

在兩端口外接阻抗Z_l1、Z_l2，并有如式(1)所示：

Z_l1＝Z_c1,Z_l2＝Z_cM(1)

式中，Z_c1為與端口1相連接離散段的特性阻抗：Z_cM為與端口2相連接離散段的特性阻抗；

b:求解非均勻線段S參數：在端口1引入理想電壓源，采用FDTD方法求解兩個端口負載的電壓響應v_l1,v_l2和電流響應i_l1,i_l2：

通過FFT變換將v_l1,v_l2和i_l1,i_l2變換到頻域，得到其頻域形式和將入射波和反射波分離，令端口1的歸一化入射波和歸一化出射波分別為a₁,b₁，端口2的歸一化入射波和歸一化出射波分別為a₂,b₂，根據S參數的定義有如式(2)所示：

則能夠得到端口1的反射系數s₁₁和端口1至端口2的傳輸系數s₂₁為如式(3)所示：

同理，在端口2引入理想電壓源，重復上述步驟，可得到如式(4)所示：

得到端口2的反射系數s₂₂和端口2至端口1的傳輸系數s₁₂為如式(5)所示：

綜合式(3)和式(5)，得到非均勻線纜部分S參量為如式(6)所示：

。