Спосіб визначення первинної провідності втрат g0 симетричної лінії зв’язку в діапазоні частот від 0 до 125 мгц

Винахід відноситься до галузі техніки електричного зв'язку, зокрема - визначення первинних параметрів симетричної лінії зв'язку. Відомий спосіб визначення первинної провідності втрат G0 симетричної лінії зв'язку (аналог, кн. авт. Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи: Учебник для вузов. -5-е изд., перераб. и доп. -М.: Радио и связь, 1988, -С.165), згідно якого визначають суму провідності втрат постійному стр уму Gп симетричної лінії зв'язку та провідності втрат змінному струму Gf симетричної лінії зв'язку, при цьому провідність втрат змінному струму Gf визначають як добуток кругової частоти w , ємності C0 симетричної лінії зв'язку та тангенса кута діелектричних втрат tg D матеріалу, із якого виготовлена ізоляція проводів: G0 = Gп + wC0tg D . Однак, використання даного способу обмежується тим, що відсутні довідникові дані про тангенс кута діелектричних втрат tg D для симетричних кабелів зв'язку на частотах ви ще 1МГц. Відомий спосіб визначення первинної провідності втрат G 0 симетричної лінії зв'язку (найближчий аналог, кн. авт. Грицьків Р.В. Основи теорії довгих ліній. - Київ.: Вища школа, 1974, -С.7), згідно якого визначають суму провідності втрат постійному струму Gп симетричної лінії зв'язку та провідності втрат змінному струм у Gf симетричної лінії зв'язку, при цьому провідність втрат змінному струму Gf визначають як добуток коефіцієнта n і частоти f : G0 = Gп + nf . Однак, даний спосіб характеризується тим, що коефіцієнт n приведений у літературі лише для повітряної симетричної лінії зв'язку. В основу винаходу поставлена задача створення такого способу визначення первинної провідності втрат G0 симетричної лінії зв'язку в діапазоні частот від 0 до 125МГц, яким можливо визначати первинну провідність втрат будь-якої симетричної лінії зв'язку, зокрема, первинну провідність втрат кабеля типу неекранована скручена пара. Поставлене завдання досягається тим, що в способі визначення первинної провідності втрат G0 симетричної лінії зв'язку в діапазоні частот від 0 до 125МГц визначають суму провідності втрат постійному струм у Gп симетричної лінії зв'язку та провідності втрат змінному струму Gf симетричної лінії зв'язку, і згідно винаходу, провідність втрат змінному струму Gf визначають як добуток коефіцієнта n1 та десяткового логарифма від суми числа один і добутку коефіцієнта n2 та часто ти f G0 = Gп +n1 lg(1 + n2f ) , при цьому для певного типу симетричної лінії зв'язку експериментально вимірюють залежність коефіцієнта передачі по напрузі Ku або залежність коефіцієнта передачі по струму Ki , або залежність коефіцієнта передачі K по потужності p , або залежність коефіцієнта затухання a від частоти f у діапазоні частот від 0 до 125МГц, теоретично обчислюють (або експериментально вимірюють) первинні параметри симетричної лінії зв'язку в діапазоні частот від 0 до 125МГц - первинний опір втрат R0 , первинну індуктивність L0 , первинну ємність C0 , вимірюють провідність втрат постійному стр уму Gп симетричної лінії зв'язку і підбирають такі значення коефіцієнтів n1 і n2 , при яких відповідно експериментально виміряна залежність коефіцієнта передачі по напрузі Ku або залежність коефіцієнта передачі по струму Ki , або залежність коефіцієнта передачі по потужності Kp , або залежність коефіцієнта затухання a від частоти f та теоретично обчислена залежність коефіцієнта передачі по напрузі K =F(f,R ,G ,L ,C ) або залежність коефіцієнта передачі по струму Ki = F(f, R0, G0,L0, C0 ) , або u 0 0 0 0 K = F(f, R0 , G 0 ,L 0 , C 0 ) залежність коефіцієнта передачі по потужності p , або залежність коефіцієнта затухання a = F(f, R0, G0 , L0 , C0 ) від частоти f та первинних параметрів симетричної лінії зв'язку співпадуть найкращим чином в діапазоні частот від 0 до 125МГц за критерієм мінімальних математичного сподівання та середньоквадратичного відхилення. Це дозволяє визначати первинну провідність втрат G0 симетричної лінії зв'язку певного типу і завдяки тому підвищити точність моделювання процесів поширення сигналів у такій лінії зв'язку в діапазоні частот від 0 до 125МГц. Суть способу полягає в наступному. Для певного типу симетричної лінії зв'язку первинну провідність втрат G0 симетричної лінії зв'язку в діапазоні частот від 0 до 125МГц визначають як суму провідності втрат постійному струму Gп симетричної лінії зв'язку та провідності втрат змінному стр уму Gf симетричної лінії зв'язку, а провідність втрат змінному струму Gf симетричної лінії зв'язку визначають як добуток коефіцієнта n1 та десяткового логарифма від суми числа один і добутку коефіцієнта n2 та частоти f . При цьому для певного типу симетричної лінії зв'язку експериментально вимірюють залежність коефіцієнта передачі по напрузі Ku або K залежність коефіцієнта передачі по струму Ki , або залежність коефіцієнта передачі по потужності p , або залежність коефіцієнта затухання a від частоти f у діапазоні частот від 0 до 125МГц, теоретично обчислюють (або експериментально вимірюють) первинні параметри симетричної лінії зв'язку в діапазоні частот від 0 до 125МГц - первинний опір втрат R0 , первинну індуктивність L0 , первинну ємність C0 , вимірюють провідність втрат постійному струму Gп симетричної лінії зв'язку і підбирають такі значення коефіцієнтів n1 і n2 , при яких відповідно експериментально виміряна залежність коефіцієнта передачі по напрузі Ku або залежність K коефіцієнта передачі по струму Ki , або залежність коефіцієнта передачі по потужності p , або залежність коефіцієнта затухання a від частоти f та теоретично обчислена залежність коефіцієнта передачі по напрузі Ku = F(f, R0, G0,L0, C0 ) або залежність коефіцієнта передачі по струму Ki = F(f, R0 , G0, L0, C0 ) , або залежність Kp= F(f, R 0 , G0 , L 0 , C0 ) коефіцієнта передачі по потужності , або залежність коефіцієнта затухання a= F(f, R0, G0 , L0 , C0 ) від частоти f та первинних параметрів симетричної лінії зв'язку співпадуть найкращим чином в діапазоні частот від 0 до 125МГц за критерієм мінімальних математичного сподівання та середньоквадратичного відхилення. При теоретичному обчисленні коефіцієнта передачі по напрузі Ku використовують наступні формули: Ku = 2 Zc ö Z æ æ ç1 + ÷ exp gl0 + ç 1 - c ç ç Rн Rн ÷ è ø è ö ÷ exp - gl 0 ÷ ø Z де c - хвильовий опір лінії; Rн - опір навантаження лінії; g - коефіцієнт поширення лінії; l0 - довжина лінії. Хвильовий опір лінії становить: Zc = R 0 + j 2p fL 0 G0 + j2 pfC 0 де R0 - первинний опір втрат лінії; f - частота; L0 - первинна індуктивність лінії; G0 - первинна провідність втрат лінії; C0 - первинна ємність лінії. Коефіцієнт поширення становить: g = (R 0 + j 2 pfL 0 )(G0 + j2 pfC 0 ) . При теоретичному обчисленні коефіцієнта передачі по струму Ki використовують наступну формулу: Ki = 2 æR ö æ ö ç н + 1÷ exp gl0 - ç Rн - 1÷ exp - gl0 ç Zc ÷ ç Zc ÷ è ø è ø . При теоретичному обчисленні коефіцієнта передачі по потужності Kp = ææ Z ç ç1 + c çç Rн èè 4 ö öæ æ R ö æ ö ö æ Z ö ÷ exp gl0 + ç 1 - c ÷ exp - gl0 ÷ç ç н + 1÷ exp gl0 - ç R н - 1÷ exp - gl 0 ÷ ç ÷ ÷ ç ÷ç ç Zc ÷ ç Zc ÷ Rн ÷ ÷ ø è ø øè è ø è ø ø Kp . використовують наступну формулу: При теоретичному обчисленні коефіцієнта затухання a використовують наступну формулу: a = 101g ææ Z ç ç1 + c çç Rн èè ö æ Z gl ÷ exp 0 + ç 1 - c ÷ ç Rн ø è æ ö ö æR ö ö -gl ö æ R gl -gl ÷ exp 0 ÷ç ç н + 1÷ exp 0 - ç н - 1÷ exp 0 ÷ çç Z ÷ ÷ ÷ç ÷ çZ ÷ ÷ ø øè è c ø è c ø ø 4 . Значення коефіцієнтів n1 і n2 визначають окремо для різних типів симетричної лінії зв'язку (симетричного кабеля зв'язку), які відрізняються конструкцією та матеріалом, із якого виготовлена ізоляція проводів. За допомогою запропонованого способу визначена первинна провідність втрат G0 кабеля типу неекранована скручена пара (UTP) 5 категорії 4х2х0,51 (24 AWG) у діапазоні частот від 0 до 125МГц, при тому 1 См n2 » 4 × 10-8 n1 » 2 × 10 - 4 Гц . У такому випадку, наприклад, математичне м , встановлено значення коефіцієнтів сподівання та середньоквадратичне відхилення відносної похибки теоретично обчисленого коефіцієнта передачі по напрузі Ku для такого кабеля відносно експериментально виміряного коефіцієнта передачі по напрузі Ku не перевищує відповідно 0,5% та 4%. Такі ж значення коефіцієнтів n1 і n2 отримано для даного кабеля при використанні залежності коефіцієнта K передачі по струму Ki , або залежності коефіцієнта передачі по потужності p , або залежності коефіцієнта затухання a від частоти f та первинних параметрів. Точність визначення первинної провідності втрат G0 симетричної лінії зв'язку залежить від точності вимірювання залежності коефіцієнта передачі по напрузі Ku або залежності коефіцієнта передачі по струму Ki , K або залежності коефіцієнта передачі по потужності p , або залежності коефіцієнта затухання a від частоти f та точності визначення первинного опору втрат R0 , первинної індуктивності L0 , первинної ємності C0 й провідності втрат постійному струму Gп симетричної лінії зв'язку. Даний спосіб можна використовувати й на частотах вище 125МГц, проте, в такому випадку точність визначення первинної провідності втрат G0 симетричної лінії зв'язку буде нижчою.