автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.14, диссертация на тему:Развитие теории и методов анализа электромагнитной совместимости цепей линий связи при передаче аналоговых и цифровых сигналов

п

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РСФСР Московски'! ордена Трудового Красного Знамени институт связи

На правах рукописи

Андреев Владимир Александрович

Ш 621.315.2

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРО!МГНИТШМ СОВЖСТШОСТИ ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ СВЯЗИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ. АНАЛОГОВЫХ И ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ

Специальность 05.12.14 - Сети, узлы связи и распределение

информации

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1991

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте связи на кафедре "Линии связи" и в Поволжском институте информатики, радиотехники и связи на кафедре "Линии связи и измерения в технике связи"

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор С.Ы. ВЕРНИй - доктор технических наук, профессор В.М. ВОЛКОВ , - доктор технических наук, профессор С.Д. ХОЛОДНЫЙ

Ведущая организация - Центральный научно-исследовательский

■институт связи (ЩШС)

Защита состоится " 1992 г. в " /Ь" часов на

заседании специализированного Совета Д 118.06.01 в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте связи по адресу: 105855, Москва, Авиамоторная ул., д. 8-а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИС.

Автореферат разослан " /(/¿^1991 г.

/

Ученый секретарь специализированного совета Д 118.06.01

к.т.н., доцент " Ю.Ь. Лазарев

600

СщяЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность- темы. Физические цепи линий связи (JIC) являются важным компонентом любой системы связи, радиоэлектронной системы, информационно-измерительных систем, летательных аппаратов и т.д. Одной из важнейших проблем, связанных с использованием цепей связи (ДС), является их электромагнитная совместимость (ЭМС). Под S.iC ЦС понимается проблема обеспечения передачи сигналов по цепям с заданными качественными показателями (отношение сигнал/помеха или вероятность ошибки) при воздействии электромагнитных помех. Основными источниками помех в ЦС являются электромагнитные влияния соседних цепей и внешние мешающие электромагнитные влияний.

Особенно остро проблема ЭМС ЦС возникает в технике проводной связи. Именно взаимные электромагнитные влияния между цепями часто ограничивают возможное число передаваемых по ним каналов аналоговых или цифровых систем передачи (ДСП), а также длину регенерационных участков ЦСП. В настоящее время в связи с разработкой и внедрением ЦСП, а также новых аналоговых систем передачи (АСП) резко расширился частотный диапазон сигналов, передаваемых по цепям JIC, и возникла необходимость в анализе внешних и взаимных электромагнитных влияний в неустановившемся (импульсном) режиме. Существующая теория электромагнитных влияний дает существенные погрешности при анализе влияний между цепями в спектре частот, занимаемых ЦСП, и не отражает физических процессов, происходящих- в многопроводных JIC на высоких Частотах. Это связано, превде всего, с допущениями, которые принимались при выводе уравнений влияний и обосновывались ограниченностью частотного диапазона существующих АСП. Кроме этого, для ЦСП важно знать не только частотные характеристики, но и временные характеристики передачи • (ВХП) и влияния (ВХВ), отображающие изменение мгновенных значений сигнала и помехи во времени.

Вопросы KiC ЦС остро встают и в различных радиоэлектронных системах и летательных аппаратах, в которых ЦС наряду с активными элементами являются ванным компонентом электронных цепей,

SOO

- 3 -

во многом определяющих работоспособность и качество систем в целом. В связи с .этим на стадии проектирования технических объектов (ТО) возникает настоятельная необходимость в анализе ЭМС ЦС при передаче аналоговых и цифровых сигналов. Практика разработки кабельных сетей внутриобъектовой связи показывает, что сроки и стоимость их разработки тем меньше, чем на более ранних стадиях удается учесть требования ЭМС. Поэтому перед разработчиками ТО остро стоит проблема проектирования кабельных сетей объектов с учетом ЭМС ЦС. Для решения данной проблемы необходимы методы анализа ЭМС ЦС, в основу которых должна быть положена■единая теория электромагнитных влияний при передаче аналоговых и цифровых сигналов.

Таким образом, возникла актуальная проблема развития теории и методов анализа ЭМС ЦС при передаче аналоговых и цифровых сигналов с учетом многообразия конструкций ЦС, произвольного взаимного расположения взаимовлияющих цепей, их различной протяженности, асимметрии и несогласованности ЦС, неоднородности экранов и т.д.

Целью диссертационной работы является развитие теории электромагнитных влияний и методов анализа ЭМС различных конструкций цепей внутриобъектовой связи и кабелей дальней связи при передаче аналоговых и цифровых сигналов.

В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие основные задачи:

1. Развитие теории многосвязанных цепей с распределенными параметрами. Разработка методики решения обобщенной системы телеграфных уравнений (ОСТУ) методом последовательных приближений. Вывод интегральных уравнений, описывающих электромагнитные влияния мевду цепями и распространение сигналов по ЦС с учетом произвольного расположения цепей, их несогласованности и многократного перехода энергии между цепями. Получение- интегральных уравнений, описывающих внешние электромагнитные влияния на многопроводные ЛС с учетом электромагнитных связей между цепями.

2. Разработка математических моделей и исследование электромагнитных влияний между различными конструкциями ЦС мно-

гопроводных линий внутриобъектовой связи ТО и кабелей дальней связи в частотной и временной областях. Анализ электромагнитных влияний мевду ЦС при различных путях "перехода энергии, составляющих связей, законах изменения связей по длине ЛС с учетом произвольного расположения взаимовлияющих и соседних цепей 1С, произвольных значений нагрузочных сопротивлений, асимметрии цепей, эксцентриситета в расположении внутреннего и внешнего проводников коаксиальных цепей (КЦ), различных конструкций проводников и экранов.

3. Разработка методик идентификации электромагнитных влияний между ЦС по измеренным частотным или временным характеристикам влияния. Исследование влияния электромагнитных связей между цепями многопроводной ЛС на параметры передачи ЦС.

4. Разработка методов анализа ЭМС цепей внутриобъектовой связи ТО. 'Создание алгоритма и пакета программ для анализа и прогнозирования ЭМС ЦС многопроводных ЛС при передаче аналоговых и цифровых сигналов. Разработка методик расчета искажений импульсных сигналов в ЦС.

5. Разработка математических моделей и исследование электромагнитных влияний 1.'.е:эду цепями в строительных длинах и на элементарных кабельных участках ОКУ) ЦСП. Установление связи мелщу частотным и временными характеристиками влияния и разработка рекомендаций по контролю за ЭМС цепей симметричных кабелей связи (КС). Разработка методов расчета ВХВ на входах решающих устройств регенераторов, методик анализа ЗМС ЦС и практических рекомендаций по. обеспечению их ЗМС в линейных трактах ЦСП.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы решения дифференциальных уравнений, математический аппарат дифференциального и интегрального исчислений, теории цопей, вероятностей и операционных преобразований. Использовались также средства вычислительной техники. Выводы и рекомендации, сформулированные в работе, основаны на теоретических и экспериментальных исследованиях.

Личный вклад. Все результаты, изложенные в диссертации, подучены автором лично.

Научная новизна работы состоит в следующем.

1. Разработана теория многосвязанных цепей с распределенными параметрами, основанная на математическом описании электромагнитных процессов ОСТУ и ее- решение методом последовательных приближений. Впервые получены интегральные уравнения первых трех итераций, описывающие электромагнитные влияния между ЦС, внешние электромагнитные влияния на многопроводные JIG с учетом взаимных электромагнитных влияний между цепями и распространение сигналов с учетом нерегулярностей цепей и многократного перехода энергии через соседние цепи ЛС.

2. Получены обобщенные уравнения влияния для ЦС произвольной конструкции, записанные в виде итерационного ряда комплексных передаточных функций влияния. Дано математическое описание электромагнитных процессов в асимметричных цепях многопроводных ЛС.

3. Развита теория и разработаны математические модели электромагнитных влияний между симметричными цепями (СЦ) многопроводных ЛС в частотной и временной областях. Проведен теоретический и экспериментальный анализ изменения амплитудно-частотных, фазочастотных,и временных характеристик влияния в. зависимости от длины, частоты, времени, путей перехода энергии, характера изменения связей по длине, скрутки и комбинаций цепей. На базе проверенного анализа разработаны методики идентификации, позволяющие i/o измеренным частотным или временным характеристикам влияния построить математические модели электромагнитных влияний между ЦС.

4. Развита теория и разработаны математические модели электромагнитных влияний между КЦ, КЦ и СЦ, экранированными СЦ, КЦ и экранированными СЦ в частотной и временной областях. Полученные формулы справедливы для различных конструкций экранов и внешних проводников КЦ и-учитывают несогласованность цепей, разное состояние промелеточных цепей и эксцентриситет в расположении внутреннего и внешнего проводников КЦ.

5. На базе нормализованных ВХП разработана методика расчета искажений импульсных сигналов в одиночных несогласованных ЦС и ЦС многопроводных ЛС с учетом двойного перехода

- б -

энергии через соседние" цепи.

6. Разработаны спектральный и временной методы анализа ЭМС ЦС с использованием детерминированных и вероятностных методов расчета помех на концах ЦС. На базе полученньг/ аналитических выражений, описывающих электромагнитные влиянии между различными конструкциями несогласованных ЦС при их произвольном расположении, разработан пакет программ, позволяющий проводить анализ ЭМС ЦС при передаче аналоговых и цифровых сигналов.

7. Разработаны детер/янированные и вероятностные математические модели электромагнитных влияний в строительных длинах высокочастотных симметричных КС и на ЭНУ ЦСП. Разработан метод расчета ВХВ на регенераципнном участке по форме кодового импульса на выходе участка "кабелы-корректор" ЦСП. Предложено для расчета мгновенных значений помехи на входе решающего устройства регенератора пользоваться диаграммами 3X3. Разработаны математические модели для расчета вероятностных па- . раметров ВХВ на входе решающих устройств регенераторов. Получены аналитические выражения для расчета результирующего влияния между цепями на ЭКУ ЦСП.

8. Разработан метод расчета ВХВ на входе решающего устройства регенератора ЦСП, основанный на использовании интеграла свертки, ВХВ между цепями на ЭКУ и характеристик корректирующего усилителя регенератора или сквозного канала "кабелы-кор-ректор" ЦСП.

9. Разработаны методики спектрального и «ременного методов анализа ШС ЦС в линейных трактах ЦСП с использованием детерминированных и вероятностных моделей электромагнитных влияний между цепями.

Практическая ценность. Разработаны основы единой теории внесних и взаимных электромагнитных влияний различных конструкций ЦС кногопроводных ЛС, электромагнитные процессы в которых описываются ОСТУ. Получены обобщенные уравнения влияния для ЦС в виде итерационного ряда комплексных передаточных функций влияния, которые легли в основ., разработанных математических моделей электромагнитных влияний ЦС.

Разработаны детерминированные и вероятностные математичес-

еоо

- 7 -

кие модели и методики расчета электромагнитных влияний между различны:.:/; конструкциями ЦС в частотной и временной областях, на которых базируются описанные методы анализа Й.1С ЦС.

Предложены методики идентификации электромагнитных влияний кезду СЦ. Разработаны методики определения первичных параметров влияния ЦС по результатам измерения частотных и временных характеристик влияния.

Разработан пакет программ, позволяющий проводить расчет электромагнитных влияний и анализ Э(,.С различных конструкций ЦС в частотной и временной областях.

Предложенные аналитические выражения для расчета результирующего влияния между цепями на ЭКУ ЦСП позволяют по значениям защищенностей г.;ежду цепя;.:и в строительных длинах рассчитать результирующее влияние на ЭКУ в частотной области и на участке "кабель*корректор" во временной области, и наоборот, по требуемой имцульсной защищенности на входе решающего устройства регенератора определить допустимые значения защищенностей между цепями на полутактовых частотах ЦСП в строительных длинах и на ЭКУ.

Рекомендуется контроль за электромагнитными влияниями между цепями в строительных длинах и на ЭКУ осуществлять по результатам измерений результирующих влияний на полутактовых частотах линейных сигналов ЦСП. Разработаны методика контроля и 8-канальный измеритель результирующих переходных затуханий ИЗКЛ-8/17.

Предложены методы обеспечения Э1.1С ЦС в линейных трактах ЦСП.

Реализация в народном хозяйстве. Основные теоретические положения анализа и обеспечения Э1.1С ЦС, разработанные детерминированные и вероятностные математические модели электромагнитных влияний в частотной и временной областях, результаты теоретических и экспериментальных исследований» методы расчета ВХЗ внедрены в ЦНИИС и НИИ ЦСПИ "Такт" и использовались при определении допустимых длин реге-нерационных участков, выборе кодов линейных сигналов ЦСП, оптимизации корректирующих усилителей регенераторов, определении норм на параметры электромагнитных влияний между цепями в строительных длинах и на ЭКУ ЦСП, выборе методов контроля

за обеспечением ЭМС ЦС, а также при разработке ряда нормативных документов.

Разработанные рекомендации по контролю за ЭМС ЦС в строительных длинах и на ЭКУ ЦСП, комплект измерительных приборов ИЗКЛ-8/17, методики нормирования и измерения результирующей защищенности между цепями, рекомендации по обеспечению ЭМС ЦС в линейных трактах ЦСП одобрены ЦНИИС, ГЦУ МС и внедрены на опытной линии в ТПО-4 и в Мытищинском научно-исследователь-скпм институтр радиоизмеритольных приборов (МНШРИП).

Разработанные методики идентификации и математические модели электромагнитных влияний, рекомендации по нормированию и контролю электромагнитных влияний медду цепям!, методика подбора шагов скрутки ЦС внедрены на Куйбышевском заводе кабелей связи и Б5 ВНИИКП и использовались при выполнении ОКР, модернизации существующих и разработке новых кабелей связи применительно к требованиям ЦСП, определении норм на параметры влияния цепей кабелей связи.

Основные теоретические положения и .алгоритм анализа ЭМС ЦС, аналитические выражения и методики расчета помех, рекомендации по обеспечению ЭМС ЦС, разработанный пакет программ внедрены на ряд? предприятий и используются при анализе и прогнозировании ЭМС ЦС ТО, проектировании кабельных сетей ТО с учетом ЭМС ЦС, а также при разработке ОСТ "Совместимость радиоэлектронных средств Электромагнитная. Физические цепи кабелей, размещенных на типовом объекте (изделии). Методы и средства-анализа, прогнозирования и испытаний помехозащищенности", включенного в "Программу стандартизации и унификации изделий отрасли на 1991-1995г.г.".

Разработанная теория миогосвязанных цепей с распределенными параметрами, основные теоретические положения анализа и обеспечения ЭМС ЦС, формулы и методики расчета внедрены в учебный процесс Поволжского института информатики, радиотехники и связи и Новосибирского электротехнического института связи.

Основные положения, выносимые на защит Ук

1. Теория слабосвязанных и слабонерегулярных цепей многопроводных ЛС,_ базирующаяся на математическом описании электромагнитных процессов ОСТУ, и ее решение методом последовательных приближений.

2. Обобщенные интегральные уравнения, записанные в виде ¿1терациснного ряда комплексных передаточных функций влияния и описывающие электромагнитные влияния мезвду произвольными конструкциями ЦС, внешние электромагнитные влияния на многопроводные ЛС с учетов взаимных электромагнитных влияний между цепями и распространение сигналов с учетом нерегулярностей цепей, их несогласованности и многократного перехода энергии черэз соседние цепи ыногяпроводных ЛС.

3. Математические модели, методики расчета, результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных влияний между различными конструкциями ЦС при их произвольном взаимном расположении в многопроводных ЛС, в частотной и временной областях, полученных из уравнений влияний первых четырех итераций.

4. Методики идентификации, позволяющие по измеренным частотным или временным характеристикам влияния на базе полученных аналитических выражений построить математические модели электромагнитных влияний в частотной и временной областях между симметричными цепями многопроводных ЛС.

5. Аналитические выражения и методики расчета искажений импульсов в ЦС, учитывающие их несогласованность, потери в проводниках и диэлектрике, электромагнитные связи между цепя-

. ш многопроводных ЛС.

6. Спектральный и временной методы анализа 31,1С ЦС с использованием детерминированных и вероятностных методов расчета помех на концах ЦС, позволяющие проводить анализ ЗМС ЦС ТО при' передаче аналоговых и цифровых сигналов.

7. Детерминированные и вероятностные математические модели электромагнитных влияний в строительных длинах высокочастотных симметричных кабелей связи и на ЭКУ ЦСП в частотной обл- -ст>; и на участие "кабелы-корректор" во временной области.

8. Методы расчета БХВ на зходе решающего устройства регенератора ЦСИ, основанные на использовании формы кодового импульса на выходе участка "каболы-коррсктор" или интеграла свертки, ВХВ г.егеду цепями на ЭКУ и характеристик корректирующего усилителя регенератора.

9. Методика временного метода анализа а. С ЦС в линейных трактах ЦСП с использование:/ диаграмм ВХБ, детерминированных и вероятностных модёлей электромагнитных влияний между цепями. Аналитическая связь мезду значения!.и импульсной защищенности на входе решающего устройства регенератора и значениями защищенности между цепями на полутактовь./. частотах линейных сигналов ЦСП.

Апробация работ ы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных научных сессиях ШС РЭС, посаяцсннкх дню радио С'осква, 1977, 1978, 1990), на П Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов отрасли связи (Москва, 1979), на У1 Всесоюзно;'! конференции "Состояние и перспективы развития кабелей связи в XI пятилетке" (Одесса, 19йй), на УП Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития кабелей связи в пятилетке" (Бердянск, 19Ьб), на республиканских научно-технических конференциях "Методы и средства измерений в области электромагнитной совместимости" (Винница, 1987), "Передача аналоговой и цифровой информации по каналам связи" (Рига, 1968), на ¿111 Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых "Метрология и стандартизация" (Новосибирск, 1989), на Всесоюзной научно-технической конференции "Информационные методы повышения эффективности и помехоустойчивости радиосистем и систем связи" (Ташкент, 1990).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы представлены в монографии, 35 печатных работах, опубликованных в научно-технических куриалах, трудах Всесоюзных конференций, в описании изобретения и 3 депонированных статьях. На основе материалов диссертации написана глава в учебное пособие для высших учебных заведений "Линии связи".-М.:Радио и связь,1990.-С.64-89.

Некоторые результаты работы отображены также в 15 зарегистрированных во ВНТИЦ отчетах'по хоздоговорным НИР, в- которых ■ автор принимал участие в качестве научного руководителя или ответственного исполнителя.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из-введения, пяти глав, заключения, изложенных на 312 страницах машинописного текста, содержит 85 страниц рисунков и таблиц, а также 3 приложения. Список литературы включает 174 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введений обоснована актуальность темы, представлен анализ современного соЬтояния вопроса, сформулированы цель и'задачи работы, .-научная новизна и практическая ценность полученных результатов.'

Первая главй посвящена .математическому описанию электромагнитных процессов в шогопроводных JIG и выводу основных уравнений влияния г

Раасматривается мжяЬопроводаая J1C, в которой распространяются только квази-ТЕМ-волны. В квазистационарном режиме зада-, ча анализа электромагнитных процессов в многопроводных ЛС независимо от конструкций цепей сводится к решению неоднородной обобщенной системы телеграфных уравнений (ОСТУ) с переменными коэффициентами. Известно, что ОСТУ с переменными коэффициентами в общем виде не имеет замкнутого решения. Поэтому при математическом описании взаимных электромагнитных влияний между ЦС и внешних электромагнитных влияний на ЦС многопроводных ЛС принимались различные ограничения и допущения. В частности, при математическом описании электромагнитных влияний между цепями многопроводных ЛС рассматривалось всего три цепи: влияющая цепь; цепь, подверженная влиянию; третья цепь, в которую объединялись все искусственные и физические цепи многопроводной ЛС независимо от их конструкции, нагрузочных сопротивлений и протяженности. Предполагалось, что отсутс»ад-ют : обратное влияние со стороны подверженной влиянию цепи в третьей цепи на влияющую цепь; обратное водящее со стороим

подверженной влиянию цеп# на.третью цепь; влияние между цепями, образующими третью фпь. Перечисленные ограничения, а также другие допущения, которые принимались-тгрц выводе уравнений • влияний, обосновывались (ограниченностью частотного диапазона лдинейных сигналов, передаваемых по ДС, конструктивными осо-'бенностями ЦС и 1С._При решении систем уравнений, описывающих внешние электромагнитные влияния на цепи многопроводных 1С, ^принимались те же ограничения, что и для систем уравнений, описывающих взаимные электромагнитные влияния между цёпями. При прийятых ограничениях ОСТУ применительно к конкретным условиям сводится к двум, четырем или шести дифференциальным уравнениям, которые имеют замкнутое решение. Полученные уравнения влияния в результате решения данных систем уравнений имеют ограниченное применение,_приводят к существенным погрешностям в математическом описании электромагнитных влияний на высоких частотах и не отражают физических процессов, происходящих в многопроводных ЛС.

„ Для рёшения ОСТУ с переменныпя коэффициентами можно воспользоваться асимптотическими методами* решения уравнений. Анализ различных методов решения систем уравнений,роказал, что наиболее приемлемым-для решения ОСТУ с целью получения основных уравнений влияний является мотод последовательных приближений. Автору нэ ювестны работы, где для получения решения ОСТУ» в виде асимптотического ряда последовательных;?приближений использовался бы данный метод. Несмотря на всю громоздкость и трудоемкость решения, применение данного* метода имеет некоторое преимущество. Во-первых, данный метод позволяет получить'Аналитическое решение в виде ряда последовательных' приближений и, следовательно, проводить теоретический анализ Э.!С ЦС при передаче аналоговых и цифровых сигёзлов. Во-вторых, решение ОСТУ в первом приближении совпадаог с уравнениями влияния, полученными-ранее. Следовательно, использование данного метода не отрицает ранее разработанной теории электромагнитных влияний, а позволяет провести ее дальнейшее развитие и обобщение применительно к взаимным и внешним электромагнитным влияниям для всех возможных конструкций ЦС.

Для отыскания решения ОСТУ в виде асимптотического ряда

еоо

- 13 -

приняты следующие ограничения. I. Цепи многопроводной ЛС лв-ллются слабонерегулярными. В этом случае максимальное отклонение первичных параметров цепей относительно своих средних значений Zucp) , Yu<p) меньше последних: \ ДХцек-.р)! < <|zu(p)\, |Yu(pil , где Zuu.p)=Z.ucp)i-AZti«.p-) ;

Yn(x,p) =Yu<.puAYmx,p) - собственные полные сопротивление и проводимость в сечении v. i-й цепи. 2. Цепи "ногопроводнол ЛС яеляются слабосвязанными и для которых выполняются следующие неравенства: iznn(x,p)l>|zin(x,p:)|< lziutx,p)| ;

I ^'P^IXn'^P^ l~W*.P)l • гДе ZinCx,p).Yin(x,p) -- взаимные сопротивление и проводимость между цепям t и к .

Представляя распространение электромагнитных волн в многопроводной ЛС з виде суперпозиции отраженных U^ot.p') , "Soic.y.,p) и падающих Uni(y,p> , 1П1сх,р) волн напряжения и тока,ОСТУ при принятых допущениях для т. -й цепи принимает вид

и ■ '

n + i

¿U3loc.pviftUotot..P)+ ^[rltu,p)Uniu,p)-Wuw,p)Uoia.pil +

nil

где " Fn,u.p)=ZnlU.p)/zBr,-Vnlcy,p)ZBi ;

Uni.(x..p'>=ZnUx-.p)/ZB.n+YniC*,p)'iBi - коэффициенты электромагнитных связей на дальнем и ближнем концах линии; Flt<^Pi = azu(x.p)/zBi-bYuu.,p)ZBt ; Uii«.p>^zu(*,pyzBi+Avlt(xlpizei .

Используя принцип суперпозиции, решение данной системы уравнений отыскивается в два этапа. На первом этапе принимается Hlix.,pi = ^(х.р) = 0 и выводятся уравнения, описывающие распространение сигналов в ЦС с учетом влияния соседних цепей, и уравнения, описывающие электромагнитные влияния между произвольными слабонерегулярными цепями с учетом влияния всех других цепей. Реиение отыскивается отдельно для активной цепи, в начале которой включен источник сигнала, и пассивш.'х цепей, которые не имеют источников сигналов, и токи и напряжения, возникающие в них, обусловлены электромагнитным влиянии:, активной цепи.

Для упрощения записи решения полученной системы дифференциальных уравнений в виде ряда последовательных приближений получены рекуррентные формулы, позволяющие, не прибегая к сложным выкладкам, получить выражения требуемого приближения.

Интегральные уравнения влияния пёрвых трех приближений, записанные через передаточные функции влияния для ДК подверженной влиянию цепи, имеют следующий вид k^cp} = ехре-^М к Со"' ,

(1) I т, „ „ 'З-М <45

В PanRcí <+ to шк1пЛ ,

где функции , Ф^ , при t =-1 принимают вид

fjl

г) 0Г" í'*1 r!in

^t, — qi;ne*pi-e{nen \ aiKi4>d4 [ &nl(odz .

XokÍ У-Otn

"¡¡i)y ¡frican

ani w = N ni ^.pl ev-p | С J n t ío*. - KnXon - Ki*-oi | ,

где v-on , 40i > , %tl - координаты соответственно

начала, и конца цепей п и i ;

xoni , 4En¿ - координаты соответственно начала и конца участка сближения цепей п и t

Дана физическая интерпретация полученных решений для каждого приближения. Первое приближение для активной цепи описывает изменения напряжения и тока в несогласованной нерегулярной цепи многопроводной JIC без учета влияния на процессы распространения соседних цепей. Выражения для второго и третьего приближений описывают соответственно двойное и тройное отражение электромагнитных волн от нерегулярноетей цепи и двойной и трг'йноЛ переход энергии через соседние цепи. Для пассивной

цепи уравнения первого приближения описывают непосредственный переход энергии из влияющей цепи в цепь, подверженную влиянию. Уравнения второго и третьего приближений описывают соответственно двойной и тройной переход энергии из влияющей цепи в цепь, подверженную влиянию, через соседние цепи, а также дополнительный переход энергии за счет отраженных волн от нерегуляр-ностей цепей. Соответственно уравнения четвертого, пятого и последующих приближений описывают многократный переход энергии через цепи иного проводной ЛС с учетом их нерегулярности.

На втором этапе решения ОСТУ допускалось, что все цепи многопроводной ЛС являются пассивными и возбукдаются распределенными источниками напряжения Е^х-.р) и тока , возникающими в ЦС за счет внешних электромагнитных полей. Получены интегральные уравнения для первых трех приближений и рекуррентные формулы, позволяющие записать решение ОСТУ для многопроводной ЛС с распределенными источниками возбуждения в виде итерационного ряда последовательных приближений.

Дана физическая интерпретация подученных интегральных уравнений. Уравнения первого приближения описывают распределение токов и напряжений вдоль несогласованных ЦС без учета нерэгуля-рностей и электромагнитных связей между ЦС. В уравнениях второго приближения учитывается уже непосредственный переход энергии ыеадУ ЦС и отражение от нерегулярностей ЦС. В уравнениях третьего приближения учитывается двойной переход энергии между цепя-ir.i 1С и двойное отражение электромагнитных волн от нерегулярностей цепей.

Доказано, что ряды последовательных итераций,являщиеся асамп-тотичесгаш решением ОСТУ, сходятся абсолютно и равномерно в любом конечном промежутке. Приведена зависимость относительной - погрешности первых трех итераций мажорантного ряда от частоты си шала и значений электромагнитной связи. Показано, что с ростом частоты и значений электромагнитных связей необходимо увеличивать число итераций ряда последовательных приближений.

Во второй главе приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных влияний между СЦ многопроводных ЛС.

Дано математическое описание электромагнитных процессов в асимметричных цепях многопроводных ЛС. Показано, что при выпол-

нении условий слабой асимметрии СЦ электромагнитные процессы в них описываются ОСПУ и ранее полученншми интегральными уравнениями влияния, в которых коэффициенты электромагнитных связей определяются через параметры асимметрии СЦ.

Многообразие путей перехода энергии ызяду цепями многопро-водаых ЛС и случайный характер изменения связей по длине приводят к значительным трудностям при математическом описании и теоретическом анализа электромагнитных влияний шяду СЦ. В связи с этим в данной главе, используя полученные интегральные уравнения в виде итерационного ряда передаточных функций влияния, выведены аналитические выражения для частотных и временных характеристик влияния для регулярной и нерегулярной составлявши связей при их различных законах изменения по длине. Вывод аналитических соотношений для наведенных импульсов и ВХВ проводился с использованием операторного метода. Для математического описания входных импульсов использовалась функция fiuberietf/a-ft) , описывающая переходную характеристик регулярной согласованной цепи и позволяющая аппроксимировать с достаточной точностью реальные г-гяулъскые сигналы. Используя полученные выражения, проведен анализ изменения амплитудно-частотных, фазочастотных и временных характеристик влияния в.. зависимости от длины, частоты, времена, комбинаций и параметров передачи цепей, пагов их скрутки, составляющих связей и законов измзнения их по длине линии. Выявлены в процессе теоретического анализа основные закономерности в поведении переходашх затуханий А.(г ), А.( i ), фазоча-

О о

стоим чип , и временных u0(t) , це<л) характеристик

влияния. Так, например, для нерегулярной составляющей связи спад частотной характеристики защищенности на Щ цепи, подвер-Г.0КЮЯ вл1И1ппэ, с ростом частоты составляет б дБ на октаву, а при двойном и тройном переходе энергии через третьи цэп-.i - соответственно 12 и 18 дБ из октаву. ВХВ на ДК при непосредственном влиянии шздг 'цепями икеэт форму первой производной от входного воздействия, а при двойном и тройном переходе энергии через третьи цепи - соответственно форму второй и третьей производной. Показано, что наиболее полнуз гаформацип о характере изменения электрснапглтных ейязей по длкне взаиковлияющтгх цепей дают БХЬ на ЕК. Так, при непосредственном влиянии за счет нерегулярной составляющей связи ВХВ на БК имеют вид периодической затухающей

€оо

- 17 -

функции, период которой определяется шагами скрутки взаимовлия-ющих цепей. Установлено, что регулярная составляющая связи приводит при определенных длительностях входных импульсов и периодов их следования к резкому возрастанию влияния на БК цепи, подверженной влиянию. Полученные формулы позволяют по известным длительностям импульсов и периодов их следования определить "критические" шаги скрутки цепей в кабеле, и наоборот, по известной конструкции кабеля рассчитать все возможные "критические" значения длительностей импульсов и периодов их следования. Даны рекомендации по выбору шагов скрутки ЦС, предназначенных для передачи цифровых сигналов.

На базе полученных аналитических выражений для А0( £ ), А3(f ), . , и0Ш » Ufto и проведенного теоретического

анализа разработаны методики идентификации электромагнитных влияний между симметричными цепями. В общем случае задача идентификации сводится к построению математической модели электромагнитных влияний между ЦС по результатам теоретических и экспериментальных исследований. Для этого необходимо провести комплекс измерений частотных и временных характеристик влияния и, используя описанные в диссертационной работе основные отличительные признаки, определить по измеренным А0( í ), Ag( í ), Ф„щ , , ц„(о , uf(о характер изменения связей

по длине и пути перехода энергии между взаимовлияющими цепями. По результатам исследований выбираются аналитические выражения, описывающие электромагнитные влияния между данными цепями. Входящие в формулы коэффициенты электромагнитных связей и их вероятностные характеристики могут быть определены через конструктивные размеры цепей или по измеренным частотным или временным характеристикам влияния. Получены аналитические выражения и даны рекомендации по определению коэффициентов электромагнитных связей и их вероятностных параметров по измеренным частотным и временным характеристикам слияния.

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны математические модели электромагнитных влияний между симметричными цепями высокочастотных симметричных кабелей связи в частотной и временной областях. Установлено, что влияние на ДК между цепями, расположенными в одной четверке,

обусловлено непосредственным переходом энергии мэаду цепями за счет нерегулярной составляющей связи; двойным переходом опертой через третьи цепи по закону ДК за счет- регулярной и нерегулярной составляющих связей; тройным переходом внергии через третьи цепи за счет нерегулярной связи. Преобладающими в шо-гочетверочных кабелях., в диапазоне частот до 17 МГц являются регулярное влияние при двойном переходе энергии через третьи цепи и непосредственное влияние за счет нерегулярной связи. В одно-четверочных кабелях определяющими являются влияния, обусловленные непосредственным переходом энергии, а такхе двойным я тройным переходом энергии через третьи цепи за счет нерегулярных составляют?« связей. Влияние кеяду цепяш, расположенными в разных четверках, обусловлено в основном непосредственным переходом энергии между цепями, а такге косвенным при двойном и тройном переходах энергии через третьи цепи за счет нерегулярных состав-ляюегих связей. Так, например, выражения для усредненной характеристики запущенности и среднего значения модуля ВХВ при входном воздействии ивха) ^иехс-г(с ) • для внутричетве-рочных комбинаций цепей тлеют вид

7»си0 = с2 * в{со1 + 61пр)6н,к(о> +

= ^ '*

г

где 6,(0) = 2 - от^сгШг - дисперсия интеграла от стационарной случайной функции К*) , описывающей изменение элек-тромапштных связей мезду цепями по длине.

Предложена методика расчета ВХВ на ДК по нормализованным функциям и.сср ФЦЛ , "-рсср , ф(чл , позволяющая значительно уменьшить трудоемкость расчетов.

о

В третьей главе выводятся формулы, описывающие электромагнитные влияния в частотной и временной областях ыек-ду коаксиальными, симметричными и экранированными цепями.

Показано, что влияния между КЦ описываются уравнениями первого, второго, третьего и последующих приближений в зависимости от конструкций их внешних проводников, взаимного расположения и состояния промежуточных цепей. Получены формулы для частотных и временных характеристик влияния макду несогласованными КЦ с однородными и неоднородными внешними проводниками применительно к электрически длинным и коротким JIC для случаев, когда взаимовлияюцие цепи изолированы или соприкасаются по всей длине/ и когда внешние проводники КЦ имеют экраны. Дана аналитическая связь мезду временными и частотными характеристиками влияния.

Показано, что влияние между идеальной КЦ и СЦ происходит в основном через промежуточную цепь за счет асимметрии СЦ. Если КЦ имеет щели во внешнем проводнике, то необходимо учитывать при анализе влияний ещо и непосредственное влияние за счет поперечного электромагнитного поля, проникающего через щели. В стоа случае

Кок^ = Кок'Р^ * - = + •

Используя интегральные уравнения для передаточных функций плия-получаны аналитические uupasoram для частотных и вроыекных характеристик елшкя мовду КЦ и СЦ.

Показано, что эластромапгатныэ влияния мезду СЦ, разделешы-ц;: экраном, огксываэтсп следующими ypaEMQHiui:.r,i

со w со «1

K03(pi = K03(pw K03cpî , Кеэср5= кеэср; + кгэф>.

Влияния ыевду СЦ, расположенными в разных экранированных группах, когда экраны изолированы относительно друг друга, описываются уравнениями

m С41 СО СЛ)

KQ3cpî = ■<■ К0Э ср) , кеэср) =■ кеэср) + kt3 <pi - 20 -

/

Получены формулы для частотных и временных характеристик влияния между СЦ, разделенными экраном. В результате теоретических и экспериментальных исследований установлено, что в низкочастотной области преобладает влияние за счет непосредственного перехода энергии меяду взаимовлияющими цепями, а на более высоких частотах преобладает косвенное влияние через промежуточные цепи. Полученные соотношения позволяют по допустимым значениям переходных затуханий подобрать необходимые конструкции экранов при заданных величинах асимметрии взаимовлияющих цепей. Показано, что уравнения, описывающие влияния между экранированными СЦ, справедливы и для математического описания влияний между КЦ и экранированными СЦ. Установлено, что при анализе электромагнитных влияний необходимо учитывать эксцентриситет в расположении внутреннего и внешнего проводников КЦ. Предложено КЦ с эксцентриситетом представлять в виде суперпозиции идеальной КЦ и экранированной СЦ, у которой расстояние между проводниками равно эксцентриситету, а экраном служит внешний проводник.

Погрешность расчетов временных и частотных характеристик влияния по полученным формулам зависит в основном от точности определения первичных параметров влияния: коэффициентов электромагнитных связей; сопротивлений и проводимостей связи; коэффициентов экранирования. При теоретическом определении указанных параметров для реальных ЦС и неоднородных экранов неизбежно возникает погрешность, связанная с допущениями, принятыми при выводе аналитических соотношений, с нерегулярностью изменения конструктивных размеров по длине, с контактным эффектом мсзду отдельными конструктивными элементами экранов и т.д. В связи с этим предлагается в отдельных случаях проводить определение первичных параметров по результатам измерения частотных или временных характеристик влияния. Разработаны методики и получены аналитические соотношения, позволяющие определять первичные параметры влияния по результатам измерения частотных или временных характеристик влияния. Для этой цели разработано устройство, на которое получено авторское свидетельство.

Используя формулы первых трех итераций передаточных функций влияния, разработаны программы, позволяющие проводить расчет непосредственного и косвенных влияний между цепями, а также

пакет программ (ПП) для расчета коэффициентов электромагнитных связей, сопротивлений и проводимоетей связи, параметров передачи различных конструкций ЦС. Разработанный Ш позволяет проводить анализ электромагнитных влияний ыезду различными конструкциям» ЦС в частотной и временной областях при произвольном взаимном расположении координат начала и конца взаимовлияющих цепей и произвольности их нагрузочных сопротивлений. Расчет ввестромагиитных вгияний может проводиться как по конструктив-ш параметрам цепей, так и по эмпирическим форцулам.

Четвертая глава посвящена разработке алгоритма и катодов анализа ВМС- цепей внутриобьектовой связи и методик расчета искажений импульсных сигналов в несогласованных ЦС.

Анализ ЭИС ЦС проводится с целью определения возможностей передачи сигналов по ЦС о.т передатчика к при омни щ1 с требуемыми качественными показателями. Показано;'что значения всех пока-затэвей качества передачи сигналов по ЦС зависят от отношения снгналДиум плюс помеха). Применительно к конкретной системе передачи определяется допустимое значение качественного показателя. 2МС и допустимые значения сигнала uC9on , Ц90П и помехи U<i9on , Рпдоп - или допустимые значения отношений 4 ^ Рс/Рп, t^iiUc/Un на входе приемного устройства, подключенного к ЦС. Отсюда следует, что для анализа ШС ЦС необходимо знание следуввдах параметров Рс, Рп, Uc , \Jn , которые могут язвоться детерминированными или случайными функциями, зависящая от частоты или времени.

Используя общее решение ОСТУ для активной цепи, получены, аналитические выражения, а также разработаны методики расчета ВХП и искажений импульсов для одиночной несогласованной ЦС и ЦС киогопроводаой ЛС с учетом двойного перехода энергии через соседние цепи. Ранее полученные формулы ВХП справедливы только для согласованных цепей и не учитывают дополнительных искажений шцульсов за счет несогласованности ЦС и перехода энергии через соседние цепи. На базе нормализованиях ВХП разработана методика расчета искажений импульсов в ЦС. Проведено исследование влияния несогласованности ЦС на ВХП. Доказано, что при Т?е=х1/т?0 искажения сигнала в ЦС, обусловленные отражениями на входе и выходе кз-за частотно-зависимого изменения волнового сопротивле-

ния, взаимно компенсируются, и БХП по форме получаются такми яе, как для согласованных ЦС. Проведены исследования влияний температурных изменений и потерь в диэлектрике на БХП ЦС. Показано, что при выполнении неравенства ?>го/т расчет ВХП ЦС могяо проводить боз учета потерь в диэлектрике {т=<гопД-0А. тап , Т0А - постоянные времени ЦС с учетом потерь только в проводниках и только в диэлектрике). Погрекность определе:п!я ВХП в этом случае не будет превышать 3%. Разработана методика расчета ВХП с учетом потерь в проводниках и диэлектрике. Получены формулы для ВХП и рабочего затухания ЦС шогопроводной ЛС с учетом двойного перехода энергии через соседние цепи. Показано, что на высоких частотах и в области малых времен за счет двойного перехода энергии через соседние цегп происходит дополнительное увеличение рабочего затухания и испзленло 1г.,щульсоз в ЦС.

Определены основные этапы и задачи апрпорюго и апостериорного анализа С"С ЦС. Разработан алгоритм анализа С11С ЦС, который включает в себя: подготовку исходам даашх; расчет или пз-мерение необходимых параметров передачи и вяишят ЦС; беязлкпю потенциально несовместима; ЦС по временному, спектральному и энергетическому .критериям; расчет сигналов и помех на концах ЦС; определение необходимых качественных показателей 2МС и сравнение полученных значений с допустимыми} разработку организационно-технических мероприятий по обеспечению ЗМС ЦС и снижению стоимости и массы кабельной сети ТО.

Разработаны частотный и временной методы анализа с'.С ЦС с использованием детерминированных и вероятностных методов расчета помех и сигналов на концах ЦС. Приведены методики расчета спектральных и временных характеристик помех и сигналоз на входах приемных устройств ЦС. В частности, при спектральном методе анализа ШС ЦС расчет спектральной плотности помехи на ДК к-й цепи при Я цопёй в агуте, когда у э цепей источник сигнала расположен на Ш по отношению к-й цепи проводится по следующей формуле

п-рк

600

где U^tju,) - спектральная плотность помехи, обусловленная внешними влияниями. При использовании вэроятностннх моделей электромагнитных влияний, а такке при случайных сигналах и помехах необходимо перейти от спектральных плотностей сигнала и помехи Lfc„4"> .tWj") uwi^ к их энергетическим спектрам Scn^i , S^c^) , SBkk сю) , а от передаточных функций передачи и влияния к передаточным функциям мощности ^ке|1>л!ио|а , |xonktjco))г

Для решения.задачи анализа ЭМС ЦС кабельной сети ТО разработан на основе полученных математических выражений ПП, который позволяет проводить анализ сМС группы цепей, объединенных в жгут. Число цепей в жгуте может достигать 20. Жгут может содержать до 8 подгрупп цепей, имеющих принципиально различные конструкции. Цепи могут иметь произвольные координаты начала и . конца, а также произвольное взаимное расположение относительно друг друга. ПП позволяет проводить расчеты и анализ электромагнитных влияний между отдельными комбинациями цепей,, а также результирующего влияния всех цепей на отдельные цепи в частотной области и во временной области для произвольных импульсных сигналов.

Рекомендуется проводить выбор методов обеспечения ЙМС ЦС и оценку их эффективности в процессе цнализа Й1С ЦС с использованием разработанных методик и ПП. В частности, предложена методика выбора шагов скрутки СЦ с целью получения максимально возможной их помехозащищенности.

Пятая глава посвящена разработке математических моделей электромагнитных влияний между СЦ на ЭКУ и методик анализа н обеспечения ШС цепей линейных трактов ЦСП.

Используя описанный метод идентификации и результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных влияний между СЦ (глава 2), разработаны математические модели электромагнитных влияний между цепями на ЭКУ, которые позволяют по известным характеристикам влияния в строительных длинах рассчитать характеристики влияния на ЭКУ при заданных операторах скрещивания цепей в муфтах. Так,для вцутричетаерочных комбинаций цепей среднее значение квадрата модуля передаточной функции влияния на ДК описывается выражением йТТ. cje -2ct? г, _«>, г . ,г, (г> о V

msi

апк1гст _ знакопеременная функция, описывающая процесс снреп?!вання цепей в иуфтах; М - число строительных длин на ЭКУ^ Характеристики 5,тш) и составляющие связей г^^Е^, ? Трта,(ЕСт') принимают случайные значения для разных комбинаций цепей и строительных длин. Их вероятностные характеристики определяются по вероятностным характеристикам конструктивных раз-коров цепей кабеля или по результатам измерений переходных затуханий в строительных длинах. По вероятностным характеристикам б,т(0) 1 ГппксеСТ1) , грпксест) определяются вероятностные характеристики (математическое ожидание и дисперсия) случайных функций \ке с\е на ЭКУ. Так,для внутричотверочных комбинаций цепей имеем „

где ^ =0 при четном числе строительных длин ?с на ЭКУ; у -I при нечетном числе строительных длин на ЭКУ.

Проведен анализ изменения характеристик защищенностей от частоты, числа строительных длин на ЗКУ, операторов скрещивания

цепей в муфтах для внутричетверочных и межчетверочных комбинаций цепей. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных влияний в строительных длинах и в линиях различной протялсенности для кабелей типа МКС-4х4х1,2 и ЗК-1х4х1,2.'

Разработан истод расчета временных характеристик влияния на ре генерационном участке ЦСП по форме кодового импульса на выхода участка "кабелы-корректор" (КК). Так, для вцутричетверочных комбшаций и одиночного кодового имцульса на выходе участка КК uKv.(tKi имеем

-и Л

g нв •

Получены аналитические выражения для ВХВ при синусквадратной форм кодового импульса на выходе участка КК ЦСП. Предложено для ' расчета мгновешшх значений помехи на входе решающего устройства регенератора пользоваться диаграммами ВХВ, которые строятся по аналогии с глаз-диаграмме^ линейных сигналов ЦСП. Разработки.! математические модели для расчета вероятностных параметров (математическое опадание и дисперсия) ВХВ на входе решающих устройств регенераторов. Разработанные вероятностные математически о модели электромагнитных влияний в частотной области и на участка ЕЕабелъ+коррэк?оря во временной области позволяет по лэроятыосиши характеристикам влияния в строительных длинах pc.cc4i;ïû?b вероятностные характеристики влияния на ЭКУ. II наоборот, по требуемым характеристикам влияния на ЭКУ определить трабзваггхя к характеристикам влияния в строительных длинах, п татаз к их протяженности и операторам скрещивания цепей в муф-тшг. Используя соотноаения, связывающие конструктивны» размори цзпзй со виаченияыи электромагнитных связей, моаю тагами опрп-дееггь требовш^я к вероятностным характеристикам конструктивных рас-эров цепей кабеля.

Получены ш^гютеекпе выражения для расчета розультируещо-го влияния на ЗКУ, позволяете по результатам измерений зецкщ<!И-

ности между цепями в строительных длинах рассчитать результирующее влияние на ЭКУ ЦСП в частотной области и на участке "ка-бель*-корректор" во временной области. Приведены результаты экспериментальных исследований частотных характеристик результирующих защищенностей кабеля типа ЫКС-4х4х1,2 в линиях протяженностью 0,825; 1,65; 2,47; 3,3; 5 км.

На основе разработанных математических моделей электромагнитных влияний получены аналитические связи медду максимальными значениями импульсной запущенности на входе порогового устройства регенератора Аэ(и%н) и защищенностями между цепями на полутактовых частотах линейных сигналов ЦСП А3С^). Доказано, что для троичного линейного кода ЦСП при синусквадратной форме импульса на выходе участка "кабелы-корректор" А30%1)-А3С" /?). Б наихудшем случае импульсная результирующая защищенность на входе решающего регенератора не превышает результирующуэ защищенность на полутактовой частоте линейного сигнала ЦСП Аороз^ > АарЕЗЗ('^) • Приведенная методика позволяет получить сналитическуа связь между Аи А3) и для других форм кодовых импульсов И«,, Ц) .

Рекомендуется контроль за электромагнитными влияниями мегду цепями в строительных длинах и. на ЭКУ осуществлять по результатам измерений результирующих влияний на полутактовых частотах линейных сигналов ЦСП. Разработаны методика контроля и макетный образец 8-какального измерителя результирующих переходных затуханий ИЭКЛ-8/17. Показано, что данный метод контроля позволяет сократить объем измерений, повысить объективность контроля за электромагнитными влияниями и соответственно уменьшить объем работ на КЛС по повнпеншэ защищенности между цепями на ЭКУ.

В результате проведенных исследований рекомендуются в качестве нормы следугщие значезая результирующей защищенности в кабеле типа МКС-4х4£1,2 при скрещивании цепей в «уфтах по оператору х-- . Результарусщая защищенность на дальнем конце должна Сыть не менее: з строительных длинах - 36 дБ на частоте 4,2

и - 12 дБ на частоте 17,2 МГц; на участках регенерации системы передачи ИКМ-120 протяженностью не более 5,5 км - 24 дБ на частоте 4,2 Г.Тц; на участках регенерации ЦСП И1й.;-460С протяженностью не более 3,3 км - II дБ на частоте 17,2 МГц.

Получены формулы для расчета рабочего затухания цепей и ис-

каяения кодового импульса на участке КК ЦСП с учетом двойного перехода энергии из влияющей цепи и обратно через соседние цепи. 3 частности, формулы для среднего значения рабочего затухания и квадрата модуля временной характеристики при синусквад-ратной форме кодового импульса имеют- вид

Из приведенных выражений следует, что двойной переход энергии из влияющей цепи и обратно через соседние цепи приводит в частотной области к увеличению рабочего затухания цепей, а во временной области к дополнительному искажению кодовых импульсов.

У разработчиков ЦСП возникает необходимость в анализе влияния параметров корректирующего усилителя, кода линейного сигнала, формы его кодовых импульсов на изменение ВХВ на входе решающего устройства регенератора с целью получения максимальной помехоустойчивости регенератора ЦСП. Для этой цели разработан метод расчета ВХВ, основанный на использовании интеграла свертки, ВХВ между цепями на ЭКУ и характеристик корректирующего усилителя регенератора или характеристик сквозного канала КК ЦСП. Далньй метод позволяет проводить расчет ВХВ на входе решающего устройства регенератора при произвольной форме и длительности кодовых импульсов на входе влияющей цепи, а также при произвольных характеристиках корректирующего усилителя регенератора или канала КК цепи, подверженной влиянию.

На основе полученных аналитических выражений для частотных и временных характеристик влияния, результатов теоретических и экспериментальных исследований разработаны методики спектрального и временного методов анализа ШС ЦС в линейных трактах с использованием детерминированных или вероятностных моделей электромагнитных влияний.

Предложены методы обеспечения Э.1С ЦС в линейных трактах ЦСП. Синтезированы и рекомендованы типовые КП для повышения защищенности между цепями на регенерационных участках ЦСП.

а'*'«*» = с/ ПЕ - ю Ед 11

+ о'

\гэ\а]

3 приложении приведены полученные уравнения влияния для первых четырех итераций, описание пакета программ анализа Sil С ЦС, а также документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.

3 заключении сформулированы основные результаты работы. Результаты, имеющие научную новизну и практическую ценность,описаны и сформулированы в начале настоящего автореферата.

Основные публикации по диссертации

1. Андреев В.А. Временные характеристики кабельных линий связи.-М.:Радио и связь,1966.-104с.

2. Андреев З.А. Электромагнитные влияния между цепями кабелей связи и методы их уменьшения//В кн.:Ионов А.Д., Попов Б.Ь,-Линии связи.-М.:Радио и связь,1990.-С.64-87.

3. Андреев В.А., Дмитриев В.Н. Импульсный метод определения временных и частотных параметров влияния кабелей связи/Аннотации и тезисы докладов XXXII Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио.-:.;., 1977.-С.75-76.

4. Андреев В.А. Влияние между цепями симметричного кабеля в импульсном режиме//Аннотации и тезисы докладов ХХХШ Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио.-!/.., 1978.-С.95-96.

5. Аццреев В.А. Влияние между цепями на дальний конец симметричных кабелей связи при импульсном воздействии//Аннотации и тезисы докладов Л Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов отрасли связи.-;.!.,1979.-Т.I.-С.25.

6. Андреев В.А. Регулярное влияние между цепями симметричных кабелей при импульсном воздействии.-Там же.-С.31.

7. Андреев В.А., Червенко Б.И. Импульсный метод контроля взаимных влияний между цепями симметричных кабел;.;й связи/Дг.зи-сы докладов У1 Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития кабелей связи в XI пятилетке

Одесса,7-10 сентября 19Б2г.-!.'..:Информэлектро,1962.-С.27.

8. Андреев В.А. Импульсная система измерения характеристик кабелей связи на основе микро-Э1}М//Систекы контроля и управл<,-

6 0о

- 29 -

ния на основе микро-ЭШгКежвузовский сб. научн. тр.Дуйбыа. политехи, ин-т.-Куйбышев,1983.-С.86-88.

9. Андреев В.А,, Инякин В.В. Взаимные влияния между цепями разных четверок симметричных кабелей связи в спектре частот ЦСП//Сети, "узлы связи и распределение информации:СЗ. научн. тр. учебн. ин-гов сеязиДЭДС-Л. , 1983.-СЛ18-122.

10. Параметры передачи и взаимного влияние одночетвероч1шх кабелей зоновых сетей в диапазоне частот ЦСП/В.А. Андреев, Б.В. Попов, A.C. Волков, В.В. Инякин.//Электротехническая промышленность. Сер. Кабельная техника.-1983.-Вып.5(219).-С.4-7.

11. Андреев В.А. Влияние между цепями звездной четверки высокочастотных симметричных кабелей связи в спектре частот ЦСП//Радиотехнические системы и устройства:Сб. научн. тр. учебн. ин-тов связиДЭКС.-I.,1984: -С.113-120.

12. Исследование электрических характеристик симметричных кабелей связи в диапазоне частот до 70 МГц/В.А. Андреев,

В.В. Инякин, Б.В. Попов, Б.И. Червенко.//Электротехническая промышленность. Сер. Кабельная техника.-1984.-Вып.II (237).-C.IO-I3.

13. Андреев В.А., Золотов В.П. Оценка вероятностных характеристик нерегулярностей и взаимного влияния кабельных линий связи измерительной системой на основе микро-ЭШ//Геория и применение микропроцессорных средств. Межвузовский сборник научн. тр./Куйбыш. политехи, ин-т.-Куйбышев.:Авиационный институт.-1985.-С.83-85.

14. Андреев В.А. Электромагнитные влияния поеду симметричными и экранированными цепями//Состояние и перспектива развития кабелей связи в ХП пятилетке. УП Всесоюзная научно-техническая конференция. Тезисы докладов. Бердянск.-М.:Информ-электро.-198б.-СЛ5.

15. Андреев В.А., Инякин В.В., Попов Б.В. Исследование взаимных влияний между цепями разных четверок симметричных кабелей связи на длине регенерационного участка 1ЦСП//Коммутация и управление потоками в сетях связи:Сб. научн. тр. учебн. ин- ' тов связи/ЛЭИС.'^Л. ,1987.-С. 126-132.

16. Андреев В.А., Попов Б.В. Электромагнитные влияния между ко-

аксиальными цепями с продольными ije ляки //Си с т с у и и сети передачи информации: Сб. научн. тр. учебн. ин-тов связи/ ЛЭИС.-I.,1988.-С.52-58.

17. Андреев В.А., Алфимов И.Г., Ипатов A.B. Измерения результирующей помехозащищенности от взаимных электромагнитных влияний информационных цепей радиоэлектронных средств/Дет оды и средства измерений в области электромагнитной совмести-мости:Сб. научн. тр./Одесск. электротехн. ин-т связи им. A.C. Попова.-Одесса,IS88.-С.104.

18. Андр^ез В.А., Попов Б.В. Прогнозирование электромагнитных влияний меяду цепями связи и электропитания.-Там де.-С.Ю4.

19. Андреев В.А. Оценка внесшего электромагнитного поля двухпроводной симметричной экранированной цепи//)/.оделирование процессов связи:Сб. каучн. тр. учебн. :ш-тов связи/ЛЭИС.-Л.,1988.-С.Ю9-117.

20. Андреев' В.А., Косова А.Л. Импульсные помехи взаимного влияния симметричных цепей на регенерационных участках ЦСП// Сети и каналы связи:Сб. научн. тр. учебн. ин-тов связи/ЛЭИС.-I.,1989.-С.1-7.

21. Андреев В.А. Математическое описание электромагнитных влияний мездУ неспглааппатп^.гА цепяк!!//Антенно-золноводная техника и распространение радиоволн:Сб. научн. тр. учебн. ин-тов связи/ЛЭИС.-Л.,IS89.-С.50-52.

22. Андреэз В.А., Попов В.Б. Математическая модель электромагнитных влияний меяду несогласованными цепями с распределенными паргметрами/Л1дентификация и оптимизация управляемых технологических процессов:!-!езвузовский сборник научн. тр./ Куйбкэ. политехи, ин-т.-Куйбьшев,1989.-С.97-104.

23. Андреев В.А., Волкодаев В.А., Попов В.Б. Применение импульсного метода контроля для управления качеством кабельной про-дукции//УШ Всесоюзная научно-техническая конференция молодых ученых «'специалистов организаций и предприятий системы Госстандарта СССР. Метрология и стандартизация. Тезисы докладов.-Нов осибирс к.-1989.-С.58.

24. Андреев В.А. Связь временных и частотных характеристик влияния медду симметричными цепями на участке "кабелы-коррсктор" ЦСП/Днтекно-золноводная техника и распространение радиоволн:

Сб. научн. тр. учсбн. ин-тов связи/ДШС.-Л.,1989.-С.9б-Ю2.

25. Андреев В.А., Попов В.Б. Математическая модель электромагнитных влияний в несогласованных коаксиальных цепях с неоднородными внешними проводкиками/Куйбыш. электротехн. ин-т связи.-Куйбышев,1989.-19с. Деп. в ЦНТИ "Информсвязь" 20.07.

89.-ff 1549 -св.

26. Андреев В. А., Попов В.Б. Метод прогнозирования помехозащи-щонности информационных цепей систем связи//Информационные методы повышения эффективности и помехоустойчивости радиосистем связи. Всесоюзная научно-техническая конференция. Тезисы докладов.-Ташкент.-1990.-С.108.

27. Андреев В.А., Попов В.Б. Результаты исследования частотных и временных характеристик влияния информационных цепей// XL У Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню радио. Тезисы докладов. Часть I. (15-17 мая 1990г.,Москва).-41.:Ра-дио и связь,1990.-С.30.

28. Андреев В.А., Попов В.Б. Экспериментальные исследования электромагнитных влияний цепей внутриобъектовой связиДуй-быш. электротехн. ин-т связи.-Куйбышев,1990.-7с. Деп. в ЦНТИ "Информсвязь" 28.05.90.-]? 1701 -св.

29. A.c. I552I39 СССР. Устройство для измерения сопротивления связи цилиндрических экранов/В.А. Андреев, В.А. Бурдин, ß.A. Золкодаев, В.М. Дубов, В.Г. Иванов, В.В. Инякин.-Опубл. 23.03.90, ЕЬл. № И.-Зс.

30. Андреев З.А. !.'атсматическое описание электромагнитных влияний между цепями многопроводных линий связи//0птические системы передачи, распределение и обработка информации:Сб. научн. тр. учеб. ин-тов связиДЭИС.-Л., 1990.-С.93-100.

31. Андреев В.А. Математическое описание электромагнитных процессов в многопроводных линиях связи с внешними распределенными источниками возбувдения//Системы и средства передачи информации по каналам связи:Сб. научн. тр. учеб. ин-тов свя-зи/ЛЭИС.-Л.,1990.-С.87-92.

32. Андреев В.А. Математическое описание электромагнитных процессов в многопроводных линиях связи//Линии связиAíоск. ин-т связи.-!.'. ,1990.-С.105-116. Деп. в ЦНТИ "Инфорлсвязь", 29.11.

90.-ДО 1746 -св.

33. Андреев В.А., Попов В.Б. Исследование помехозащищенности цепей радиотехнических систем импульсным методов/Дискр-.т-ные и цифровые методы в радиотехнических устройствах и си-стемах:Межвуз. сб. научн. тр.;Цуйбыш авиац. ин-т.-1\/йбыпев, 1990.-С.92-98.

34. Андреев З.А., Попов В.Б. Выбор оптимальных способов заземления экранов кабелей внутриобъектовой связи для достижения их наибольшей покехозащищенности//Научно-техническлс достижения и передовой производственный опыт на предприятиях свя-зи:Научно-технический информационный с б лрни ц/,1н * ор - с в яз l.-М.,1990.-Был.8.-С.2-3.

35. Методика измерения характеристик симметричных и коаксиальных кабелей связи/В.А. Андреев, В.А. Бурдин, A.A. Ьоронков, В.А. Болкодаев/Дам же.-С.5-6.

26. Методика повышения защищенности цепей симметричных кабелей связи на длине элементарного кабельного участка системы передачи ИКК-480С/З.А. Андреев,Б.В. Попов, ¡/..Г. Ал;и:.-оВ, Инякин, A.B. Ипатов//Там же.-С.6-8.

37. Андреев В.А., Попов Б.В., Степанов Л.Е. Электрические характеристики симметричного кабеля связи с пленко-пористой полиэтиленовой изоляцией//Системы и средства передачи информации по каналам связи:Сб. научн. тр. учебн. ин-тов связи/ ЛЭКС.-Л.,1990.-С.181—188.

38. Андреев В.А., Ионов А.Д. Косвенные влияния при наличии нескольких третьих цепей//В кн.:Ионов А.Д. Статистически*; нерегулярные оптические и электрические кабели связи.-Томск: Радио и связь,1990.-C.I36-I38.

39. Андреев В.А., Щульга В.Г. Временные и частотны;; характеристики влияния между симметричными цепями на регенерацион-ных участках ЦСП//Электросвязь. -19Э1. -.76. -С.24-.:7.

Подписано в печать 19.II.91г. Формат £0x84/16. Печать су^-.ття. Объем 1,8 усл.п.л. Тираж 100 экз. Заказ 600. Бесплатно.

Отдел оперативной печати МИС. Москва, ул. Авиамоторная, о.