Математическое моделирование методом Годунова передачи наносекундных импульсов в нерегулярных связанных линиях
Диссертация
Замена нерегулярной линии передач каскадным соединением однородных линий с различными, но постоянными в пределах каждого сегмента, волновыми сопротивлениями для дальнейшего численного анализа представлено в работах как зарубежных авторов (C.-W. Hsue, S.C. Burkhart, J.-F. Мао, Z.-F. Li, E. Schutt-Aine, так и отечественных (И.Н. Салий, Т. Р. Газизов). Расчет нерегулярных связанных линий сопряжен… Читать ещё >
Содержание
- Общая характеристика работы
- Методы анализа нерегулярных линий передачи. Обзор
- Методы анализа нелинейных нагружающих элементов. Обзор
- Глава 1. Постановка задачи. Модификация метода Годунова. Аппроксимация параметров нерегулярных линий
- 1. 1. Постановка задачи
- 1. 2. Метод Годунова для телеграфных уравнений
- 1. 3. Разностная схема
- 1. 4. Устойчивость и аппроксимация разностной схемы
- 1. 5. Явная одномерная схема для системы уравнений
- 1. 6. TVD-схема метода Годунова
- 1. 7. Аппроксимация параметров нерегулярных связанных линий и вольт-амперных характеристик нелинейных элементов
- 1. 8. Сплайн-аппроксимация
- 1. 9. Кубический сплайн
- §-1.10Экспоненциальный сплайн
- Глава 2. Алгоритм расчета помех отражения и перекрестных наводок при передаче наносекундных импульсов в нерегулярных связанных линиях с нелинейными нагрузами
- 2. 1. Граничные условия для многосегментной линии передачи
- 2. 2. Алгоритм расчета
- 2. 3. Тестовые задачи
- 2. 4. Аппроксимация вольт-амперных характеристик
- Глава 3. Расчет помех отражения и перекрестных наводок в нерегулярные связанные линии передачи с нелинейными нагружающими элементами
Список литературы
- SZIDAROVSZKY F. Clarification of a Decoupling Method for Multiconductor Transmission Lines / F. Szidarovszky, O. A. Palusinski // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1999. — Vol. 47. — No. 5. — P. 648−649.
- Schutt-Aine J.E. Nonlinear transient. analysis of coupled transmission lines / J.E. Schutt-Aine, R. Mittra // IEEE Transaction Circuits and Systems. -1989. Vol. 36. — No. 7. — P. 959−967.
- Schutt-Aine J.E. Scattering Parameter Transient Analysis of Transmission Lines Loaded with Nonlinear Terminations / J.E. Schutt-Aine, R. Mittra // IEEE Transaction microwave theoiy and techniques. 1988. — Vol. 36. — No. 3. — P. 529−536.
- Blazeck T. S. Transient analysis of lossy multiconductor transmission lines in nonlinear circuits / T. S. Blazeck, R. Mittra // IEEE Transaction on components, hybrids and manufacturing technology. 1991. — Vol. 14. — No 3. — P. 618−627.
- DJORDJEVIC A.R. Analysis of time response of lossy multiconductor transmission line network / A.R. Djordjevic, Т.К. Sarkar // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1987. — Vol. 35. — No. 10. — P. 898−908.
- Джорджевич A.P., Саркар Т. К., Харрингтон Р. Ф. Временные характеристики многопроводных линий передачи // ТИИЭР. 1987. Т.75. № 6. С.7−29.
- Grivet-Talocia S., Canavero F. Weak solution of the nonuniform multiconductor transmission lines // IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility. 1998. Vol. 2. P.964−968. •
- Grivet-Talocia S. Transient Analysis of Lossy Transmission Lines: An Efficient Approach Based on the Method of Characteristics / S. Grivet-Talocia, H.-M. Huang, etc. // IEEE Transactions on advanced packaging.- 2004. Vol. 27. — No. 1. — P. 45−56.
- Оптимальный синтез устройств СВЧ с Т-волнами/ Под ред В.П. Меща-нова // М. Радио и связь, 1984. 286 с.
- ФельдштеЙН А.Л., Явич JI.P. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников // М. Сов. Радио, 1972. 196 с.
- Мещанов В.П., ФельдштеЙН A.JI. Автоматизированное проектирование направленных ответвителей СВЧ // М. Связь, 1980. 144 с.
- Салий И.Н., хованова Н.А. Многопроводные канонические линии и их применение в сверхвысокочастотной технике // Радиотехника и электроника, 1998. Т.43, № 3. — С. 309−312.
- Козловский В.В., Сошников В. И. Устройства на неоднородных линиях. -К. Техшка, 1987. 191 с.
- Воронин М.Я. Нрегулярных линий передачи на СВЧ:теория и применение, ч. 1, 2. НГТУ, 1994. — 290 с.
- МАЛЮТИН Н. Д. Многосвязные полосковые структуры и устройства на их основе. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1990. 164 с.
- Khalaj-Amirhosseini М. Analysis of coupled or single nonuniform transmission lines using Taylor’s series expansion //Progress In Electromagnetics Research, PIER 60, 2006. P. 107−117.
- Khalaj-Amirhosseini M. Analysis of coupled or single nonuniform transmission lines using step-by-step numerical integration// Progress in Electromagnetics Research, PIER 58, 2006. P. 187−198.
- Салий И. Н, салий А., Перельмутер Г. И. Новые решения для матричных параметров нерегулярной линии передачи // Радиотехника и электроника. 1985.- Т. З, № 8.- 1505−1512.
- Салий И. Н, Салий А., Фелъдштейн A.JI. Взаимная связь элементов волновыхматриц неоднородных лиршй передачи // Радиотехника и электроника. 1983. — Т. 28, № 4. — С. 797−799.
- ФЕЛЪДШТЕЙН A.JI. Связанные неоднородные линии. Радиотехника.-1961. Т. 16,№ 5. — С. 7−14.
- САВИН С.К. К вопросу аппроксимации функций, заданных графически / С. К. Савин // Радиотехника. 1974. — № 2. — С. 82−84.
- Савин С. К Об аппроксимации нелинейных характеристик // Радиотехника. 1971.-№ 3.-С. 89−90.
- Cabiih С. К Аппроксимация характеристик нелинейных элементов по методу средних / С. К. Савин // Радиотехника. 1973. — № 4. — С. 9598.
- Бобков A.M. Аппроксимация характеристик нелинейного безинерцион-ного элемента / A.M. Бобков, Н. Н. Яковлев // Радиотехника. 1986. — № 5. — С. 25−26.
- Кочанов Н.С. Об аппроксимации заданных временных функций с помощью экспоненциальных полиномов / Н. С. Кочанов // Радиотехника. -1965. № 5. — С. 10−19.
- Гольдин С.М. Аппроксимация характеристик четырехполюсников с комплексной нелинейностью / С. М. Гольдин, Г. Н. Морозова // Радиотехника. 1973. — № 6. — С. 40−47.
- ШКВИРЯ В. И. Аппроксимация амплитудной характеристики детектора на операционном усилителе / В. И. Шквиря, А. А. Письменецкий // Радиотехника. 1976. — № 8. — С. 91−93.
- Щуров М.И. Аппроксимация вольт-амперной характеристики полупроводникового диода трансцендентной функцией // Радиотехника.- 1976. -№ 8. С. 90−91.
- Дегтерев Б.В. Критерий для определения порядка полинома, аппроксимирующего амплитудную характеристику / Б. В. Дегтерев, М. М, Панчен-ко // Радиотехника. 1987. — № 9. — С. 26−27.
- Волков И.С. Аппроксимация характеристик нелинейных элементов рядом Эджворта / И. С. Волков, Н. Д. Соловьев // Радиотехника. 1971. — № 12. — С. 59−64.
- Синицкий JI.A. О рациональной аппроксимации характеристик полупроводниковых диодов / JI.A. Синицкий, Ю. М. Шумков // Радиотехника. 1960. — № 12. — С. 35−42.
- Aciiar R., nakhla M.S. Simulation of high-speed interconnects // Proceedings of the IEEE. 2001. Vol.89. No. 5. P. 693 728.
- Князев А.Д., Кечиев Л. Н., Петров Б. В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости. М.: Радио и связь, 1989. 224 с.
- Газизов Т.Р. Уменьшение искажений электрических сигналов в межсоединениях / Под ред. Н. Д. Малютина. Томск: Изд-во НТЛ, 2003. 212 с.
- PAN T.-W., hsue C.-W. Modified Transmission and Reflection Coefficients of Nonuniform Transmission Lines and Their Applications // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. 1998. Vol. 46. No. 12. P. 2092−2097.
- BURKHART C., WILCOX R. Arbitrary Pulse Shape Synthesis via Nonuniform Transmission Lines// IEEE Transactions on microwave theory and techniques, 1990. VOL. 38, № 10. — P. 1514−1518.
- Xu Q. Time-Domain Modeling of High-Speed Interconnects by Modified Method of Characteristics / Q. Xu, Z.-F. Li, P. Mazumder, J.-F. Mao // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 2000. — Vol. 48. — No. 2. — P. 323−327.
- Mao J.-F. Analysis of time response of nonuniformly coupled multiconductor transmission lines with frequency-dependent losses / J.-F. Mao, Z.-F. Li // Electronics Letters 10th October. 1991. — Vol. 27. — No. 21. — P. 1941−1943.
- Mao J.-F. Fast Simulation and Sensitivity Analysis of Lossy Transmission Lines by the Method of Characteristics / J.-F. Mao, E. S. Kuh // IEEE
- Transactions on circuits and systems-I: fundamental theory and applications. 1997. — Vol. 44. — No. 5. — P. 391−401.
- Он K., Schutt-Aine J. E. Transient Analysis of Coupled, Tapered Transmission Lines with Arbitrary Nonlinear Terminations // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1993. VOL. 41, № 2. — P. 268−273.
- Маккартни Б.Дж. Применение экспоненциальных сплайнов в вычислительной гидродинамике // Аэрокосмическая техника. 1984. Т.2. No 4 С. 13−20.
- Де БОР К. Практическое руководство по сплайнам // М.:Радио и связь. -1985. 304 с.
- THIEL W. On the modeling of highly nonlinear circuits using total-variation-decreasing finite-difference scheme / W. Thiek, W. Menzel // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 2001. Vol. 49, № 9. — P. 1620−1624.
- Карамышев В.Б. Монотонные схемы и их приложения в газовой динамике. Учебное пособие. Новосибирск, 1994. 100 с.
- Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 2. 4-е изд./ Демирчян К. С., Нейман Л. Р., КоровкштН.В., Чечурин В. Л. СПб.:Питер, 2006. 576 с.
- Численное решение многомерных задач газовой динамики /Под ред. С. К. Годунова. М.:Наука, 1976. — 374 с.
- Годунов С.К. Разностный метод численного расчета разрывных решений гидродинамики // Мат. сборник. т. 47 (89) № 3. — 1959. — с. 271−306.
- ХОЛОДОВ А.С. О построении разностных схем с положительной аппроксимацией для уравнений гиперболического типа // Ж. вычисл. матем. и матем. физики. Т. 18,№ 6. — 1978. — С. 1476−1492.
- MlANO G., MAFFUCCI A. Transmission lines and lumped circuits // New York: John Wiley & Sons. 2001. 479 P.
- Paul C.R. A Brief History of Work in Transmission Lines for EMC Applications / C.R. Paul // IEEE Transactions on electromagnetic compability. 2007. Vol. 49. No. 2. P. 237−252.
- Itoh T. Overview of Quasi-Planar Transmission Lines / T. Itoh // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1989. — Vol. 37. — No. 2. — P. 275−280.
- СЕМЕНОВ А. Б. Структурированные кабельные системы // M.: Компьютер Пресс. 1999. — 482 с.
- ЗЕВЕКЕ Г. В. Основы теории цепей / Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин // М Л.: гос. энергетич издат. — 1963. — 750 с.
- Сычев А.Н. Управляемые СВЧ устройства на многомодовых полоско-вых структурах // Томск: Томский государственный университет. 2001. -318 с.
- MlANO G. Transmission lines and lumped circuits / G. Miano, A. Maffucci // New York: John Wiley & Sons. 2001. — 479 P.
- Chang F.-Y. The generalised method of characteristics for waveform relaxation anualysis of lossy coupled transmission lines / F.-Y. Chang // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1989. — Vol. 37. — No. 12. -P. 2028−2038.
- Chang F.-Y. Transient Analysis of Lossless Coupled Transmission Lines in a Nonhomogeneous Dielectric Medium / F.-Y. Chang // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1970. — Vol. MTT-18. — No. 9. — P. 616 626.
- Antonini G. A New Methodology for the Transient Analysis of Lossy and Dispersive Multiconductor Transmission Lines / G. Antonini // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 2004. — Vol. 52. — No. 9. — P. 2227−2239.
- Antonini G. A New Approach for Closed-Form Transient Analysis of Multiconductor Transmission Lines / G. Antonini // IEEE Transactions on electromagnetic compatibility. 2004. — Vol. 46. — No. 4. — P. 529−543.
- Antonini G. Efficient Transient Analysis of Long Lossy Shielded Cables / G. Antonini, A. Orlandi // IEEE Transactions on electromagnetic compatibility. 2006. — Vol. 48. — No. 1. — P. 42−56.
- Antonini G. A Dyadic Green’s Function Based Method for the Transient Analysis of Lossy and Dispersive Multiconductor Transmission Lines / G. Antonini // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 2008. -Vol. 56. — No. 4. — P. 880−895.
- YANG X. Efficient Computation of Double Series for the Planar Circuit Analysis via APA-E Algorithm / X. Yang, Z. Li // IEEE Microwave and guided wave letters. 2000. — Vol. 10. — No. 5. — P. 174−176.
- DOUNAVIS A. Passive Closed-Form Transmission-Line Model for General-Purpose Circuit Simulators / A. Dounavis, X. Li, M.S. Nakhla, R. Achar // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1999. — Vol. 47. — No. 12. — P. 2450−2459.
- DOUNAVIS A. Efficient Sensitivity Analysis of Lossy Multiconductor Transmission Lines With Nonlinear Terminations / A. Dounavis, R. Achar, etc. // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 2001. — Vol. 49.- No. 12. P. 2292−2299.
- Chinea A. A Passivity Enforcement Scheme for Delay-Based Transmission Line Macromodels / A. Chinea, S. Grivet-Talocia // IEEE Microwave ang wireless components letters. 2007. — Vol. 17. — No. 8,. — P. 562−564.
- Lau F.C.M. Transient analysis of lossy coupled Transmission line in a lossy medium using the waveform relaxation method / F.C.M. Lau, E.M. Deeley // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1995. — Vol. 43. — No 3. — P. 692−697.
- Lau F.C.M. Improvements in the Waveform Relaxation Method Applied to Transmission Lines / F.C.M. Lau, E.M. Deeley // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1995. — Vol. 43. — No 5. — P. 1201−1203.
- Lau F.C.M. Speed Improvement in the Transient Analysis of Transmission Lines / F.C.M. Lau, M. Yip // Proceedings of EEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems '96, Seoul, Korea. 1996. — P. 85−88.
- DOUNAVIS A. A General Class of Passive Macromodels for Lossy Multiconductor Transmission Lines / A. Dounavis, R. Achar, etc. // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 2001. — Vol. 49. — No. 10. -P. 1686−1696.
- Paul C.R. Decoupling the Multiconductor Transmission Line Equations / C.R. Paul // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1996. -Vol. 44. — NO. 8. — P. 1429−1440.
- Djordjevic A.R. SPICE-Compatible Models for Multiconductor Transmission Lines in Laplace-Transform Domain / A.R. Djordjevic // IEEE Transaction microwave theory and techniques. 1997. — Vol. 45. — No. 5. — p. 569−579.
- Gu Q. Analysis of transients in frequency-dependent interconnections and planar circuits with nonlinear loads / Q. Gu, D.M. Sheen, S.M. Ali // IEE Proceedings-H. 1992. — Vol. 139. — No. 1. — P. 38−44.
- Chang F.-Y. Waveform relaxation analysis of nonuniform lossy transmission lines characterized with frequency-dependent parameters / F.-Y. Chang // IEEE Transaction circuit and systems. 1991. — Vol. CAS-38. — P. 1484−1500.
- PAN G.W. Analysis of Nonlinear Termination Networks for Coupled Lossy and Dispersive Transmission Lines / G.W. Pan, G. Wang, B.K. Gilbert //
- EE Transaction microwave theory and techniques. 1993. — Vol. 41. — No. 3. — P. 531−535.
- Трофимов С.Н. Использование метода Годунова для определения отклика в несогласованных линиях / Е. А. Вершинин, С. Н. Трофимов // Информационные недра Кузбасса. IT технологии: сборник научных трудов. Кемерово: ИНТ. — 2007. — С. 275−280.
- Афанасьев К.Е. Анализ временного отклика в несогласованных многосегментных линиях связи / К. Е. Афанасьев, Е. А. Вершинин, С. Н. Трофимов // Вычислительные Технологии. 2008. — Т. 13. Спец. Выпуск 5. -С. 4- 8.
- ЛЕВИНШТЕЙН М. Л. Операционное исчисление и его приложения к задачам электротехники // М.: Энергия. 1964. — 468 с.
- КОНТОРОВИЧ М. И. Операционное исчисление и процессы в электрических цепях // М.: Советское радио. 1975. — 320 с.
- Заболоцкий A.M. Временной отклик многопроводных линий передачи / A.M. Заболоцкий, Т. Р. Газизов // Томск: Томский государственный университет. 2007. — 152 с.
- Афанасьев К.Е. Об аппроксимации характеристик нелинейных элементов с помощью экспоненциального сплайна с натяжением / К. Е. Афанасьев, Е. А. Вершинин, С. Н. Трофимов // Вестник Томского государственного университета. 2006. — № 19. — С.68−74.
- Афанасьев К.Е. Анализ помех отражения в неоднородных многопроводных линиях передачи сигналов / К. Е. Афанасьев, Е. А. Вершинин, С. Н. Трофимов // Вестник ТГУ Управление, вычислительная техника и информатика. 2009. — № 1 (6). — С. 14−25.
- Афанасьев К.Е. Анализ временного отклика в несогласованных многосегментных линиях связи К.Е. Афанасьев, С. Н. Трофимов // Вычислительные Технологии. 2010. — Т. 15, № 3. — С. 13−30.299.