Развитие теории и методов анализа высокоскоростных направляющих систем в устройствах вычислительной техники и распределенных системах управления

• Автор: Дмитриев, Вадим Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.05, 05.12.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 353 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
1. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И ВЫБОР ОБОБЩЕННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ М ЮГОПРОВОДНЫХ НАПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

1.1. Постановка задачи

1.2. Методы анализа переходных процессов в НС.

1.3. Классификация направляющих систем.

1.4. Классификация временных характеристик НС.

1.5. Условия квазистационарности для НС во временной области

1.6. Обобщенная математическая модель НС

1.7. Описание динамических процессов в С на основе их ВХ

1.7.1. Уравнения для ТЕМволн в многопроводных С

1.7.2. Анализ согласованно включенной линии.

1.7.3. Анализ линий передачи с нелинейной нагрузкой.
1.8. Выводы.
2. ОБОБЩЕННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОРОДНЫХ НАПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
2.1. Постановка задачи
2.2. Электрические характеристики проводников в обычных условиях
2.2.1. Частотнотемпературные зависимости параметров проводников
2.2.2. Обобщенное представление поверхностного сопротивления
2.3. Электрические характеристики проводников в условиях охлаждения .
2.4. Электрические характеристики НТСП
2.4.1. Частотнотемпературные зависимости параметров НТСП.
2.4.2. Обобщенное представление поверхностного сопротивления НТСП
2.5. Электрические характеристики ВТСП
2.5.1. Частотнотемпературные зависимости параметров ВТСП. .
2.5.2. Обобщенное представление поверхностного сопротивления ВТСП
2.6. Электрические характеристики реальных поверхностей проводников .
2.7. Электрические характеристики диэлектриков
2.8. Обобщенная форма частотных характеристик однородных НС
2.8.1. Коэффициент распространения
2.8.2. Волновое сопротивление.
2.9. Выводы.
3. ОБОБЩЕННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОД ЮРОДНЫХ НАПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.
3.1. Постановка задачи
3.2. Обобщенная форма передаточных функций однородных НС.
3.3. Обобщенные математические модели ВХ.
3.3.1. ВХ в интегральной форме
3.3.2. ВХ в форме рядов
. ф 3.3.3. ВХ в форме элементарных и специальных функций
3.3.4. ВХ для области малых и области больших времен.
3.4. Алгоритмы расчета временных характеристик
3.5. Исследование параметров ВХ однородных I I.
3.5.1. Параметры нормализованных ВХ
3.5.2. Взаимосвязь параметров частотных и временных функций
3.5.3. Зависимость параметров ВХ от расстояния.
3.5.4. Зависимость параметров ВХ от температуры
3.6. Выводы
4. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕДАЧИ НЕОДНОРОДНЫХ НАПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
, а 4.1. Постановка задач
4.2. Влияние отклонения конструктивных параметров НС на их ВХП
4.3. ВХП НС с равномерно распределенными по длине неоднородностями .
4.4. ВХП нерегулярных НС.
4.4.1. Математические модели нерегулярных НС в частотной области
4.4.2. Математические модели нерегулярных НС во временной области.
4.5. ВХП НС при частотнозависимом рассогласовании с нагрузкой
4.5.1. Обобщенные частотные характеристики несогласованной линии
4.5.2. Временные характеристики несогласованной линии
4.6. Выводы
5. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЛИЯНИЯ И ЭКРАНИРОВАНИЯ
0 НАПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
5.1. Постановка задачи
5.2. Обобщенная модель цепи взаимного влияния
5.3. Температурночастотные зависимости сопротивления связи
5.3.1. Общие соотношения для сопротивления связи.
5.3.2. Сопротивление связи проводников в криогенном режиме
5.3.3. Сопротивление связи сверхпроводящих экранов.
5.4. Временные характеристики взаимного влияния в НС.
5.4.1. ВХВ электрически коротких линий.
5.4.2. ВХВ электрически длинных линий.
5.4.3. Зависимость ВХВ от конструкции экрана и температуры.
5.5. Оценка защищенности цепей от импульсных взаимных помех
5.6. Оценка защитных свойств проводящих оболочек
от импульсных внешних помех
5.7. Частотные характеристики экранирования.
5.8. Временные характеристики экранирования проводящих оболочек
5.8.1. ВХЭ проводящих оболочек в обычных условиях
5.8.2. Временные функции поглощения обычных экранов.
5.9. Криогенные экранирующие оболочки.
5 Сверхпроводящие экранирующие оболочки.
. Экранирующие оболочки из НТСП материалов.
. Экранирующие оболочки из ВТСП материалов.
5 Влияние конструкции реальных оболочек на параметры ВХЭ.
5 ВХЭ коаксиальных трубок
5 Защита цепей от импульсных электромагнитных помех
5 Выводы.
I
6. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАПРАВЛЯЮЩИХ
СИСТЕМ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ
6.1. Постановка задачи.
6.2. Измерение временных характеристик передачи С
6.2.1. Прямые методы измерения ВХ
6.2.2. Косвенные методы измерения ВХ.
6.3. Определение параметров НС по результатам импульсных измерений .
6.4. Экспериментальные исследования НС во временной области
6.5. Расчет искажений импульсов в НС по их ВХ
6.6. Коррекция и восстановления импульсных сигналов
6.7. Параметрическая идентификация НС
1С 6.8. Оценка скоростных возможностей НС.
6.9. Оптимизации конструкции НС по их ВХП
6.9.1. Коаксиальные цепи.
6.9.2. Симметричные цепи.
6 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В работе исследуются математические модели ЭМВ между коаксиальными цепями кабелей объектовой связи. Фурье на ЭВМ. Анализ вышеприведенных работ показал, что существующие модели влияний в многопроводных линиях передачи не вполне удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ним разработчиками линий связи объектовых сетей и межсоединений ЭВМ, и приводит к недопустимым неточностям в анализе их ЭМС. Создание более эффективной модели возможно на основе структурной теории распределенных систем, путем введения семейства временных характеристик передачи и влияния отдельных цепей многопроводных НС 4. ЭВМ и пр. Спектр частот сигналов, передаваемых по НС, в современных системах передачи и обработки информации занимает диапазон 0. Гц. НС как линий передачи рис. Анализ данных о производстве металлических кабелей связи свидетельствует о практическом отсутствии за последние десять лет прироста объемов их выпуска, что обусловлено, прежде всего, острым 0 дефицитом меди. Однако строительство волоконнооптических линий связи, по крайней мере, до конца текущего столетия, предполагается лишь для магистральных и зоновых сетей, а также на межстанционных направлениях крупных ГТС. В связи с этим, в настоящее время продолжаются интенсивные исследования, как параметров оптических волокон, так и новых конструкций металлических линий передачи для широкополосных ЦСП в направлении увеличения пропускной способности, улучшения электрических и механических свойств, а также снижение себестоимости. Рис. НС специальной конструкции на основе ВТСП, в условиях охлаждения ниже критической температуры . В КНС используется фундаментальные свойства металлических проводников уменьшение удельного сопротивления и уровня собственных тепловых шумов при понижении температуры. Линейная зависимость удельного сопротивления проводников практически сохраняется до температуры . К. По абсолютному значению удельное сопротивление проводников из меди, серебра и алюминия при снижении температуры до температуры К уменьшается на порядок, а при снижении температуры до 4,2 К почти в сто раз. Именно благодаря этому свойству проводников были предприняты попытки создания КНС на базе охлажденных малогабаритных и микрокоаксиальных кабелей связи, которые специальными приемами охлаждались до температуры жидкого азота . Явление уменьшения тепловых шумов проводников при их охлаждении нашло практическое применение в криогенной радиоэлектронике , . Например, при температуре жидкого азота мощность тепловых шумов обычных металлов составляет Вт, т. С или 3 К, которая составляет 0,4 и Вт, при температуре жидкого гелия мощность тепловых шумов оставляет 8,5 Вт, т. Некоторые металлы и сплавы обладают свойством сверхпроводимости при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю Т3 С. СГ Омсм. Свойством низкотемпературной сверхпроводимости обладают такие металлы как алюминий Тк 1,2К, олово Тк 3,7К, свинец Тк 7,2К, ниобий Тк 9,3К и др. Реально для создания НС на основе НТСП могут быть использованы лишь проводники из свинца и ниобия при охлаждении их жидким гелием, имеющим температуру кипения порядка 4,1 К. Высокая стоимость получения жидкого гелия и сложность создания установок для поддержания температуры ниже критической, ограничивают возможности практического использования сверхпроводников на основе чистых металлов. Это положение стимулировало поиски сплавов, обладающих более высокой критической температурой. В годах такие сплавы были открыты. Это сплавы ниобия с оловом с. К, ниобия с германием 7 К и ниобия с кремнием Тк К . Охлаждение этих сплавов уже можно было производить жидким водородом, температура кипения которого К. Сверхпроводники, созданные на базе указанных сплавов получили название сверхпроводников на основе теплой сверхпроводимости или среднетемпературные сверхпроводники СТСП. На основе НТСП и СТСП уже созданы целая гамма сверхпроводящих коаксиальных кабелей, которые используются в антеннофидерной технике и в качестве соединительных линий ЭВМ и объектовой связи 9. В ряде стран были проложены опытные линии связи с использованием сверхпроводящих кабелей ФРГ, Япония, Россия и др.