[发明专利]屏蔽双绞线RLCG模型及其传输特性的计算方法

权利要求书

1.一种屏蔽双绞线RLCG模型，其特征在于，将屏蔽双绞线的屏蔽层（2）作为第三根导体，并将该第三根导体作为屏蔽层内两根铜导线的参考，则单位长度dx上屏蔽双绞线RLCG模型包括：第一根铜导线（41）、第二根铜导线（42）和屏蔽层（2），所述的第一根铜导线（41）上依次串接有电阻R₁dx和电感L₁₁dx，所述的第二根铜导线（42）上依次串接有电阻R₂dx和电感L₂₂dx，所述的屏蔽层（2）上有电阻R₀dx，在第一根铜导线（41）和第二根铜导线（42）之间连接有电感L₁₂dx，第一根铜导线（41）与第二根铜导线（42）之间分别连接有电容C₁₂dx和电导G₁₂dx，第一根铜导线（41）与屏蔽层（2）之间分别连接有电容C₁₁dx和电导G₁₁dx，第二根铜导线（42）与屏蔽层（2）之间分别连接有电容C₂₂dx和电导G₂₂dx，其中，所述的第一根铜导线（41）的输入电流为I₁(x)，输入电压为V₁(x)，输出电流为I₁(x+dx)，输出电压为V₁(x+dx)；所述的第二根铜导线（42）的输入电流为I₂(x)，输入电压为V₂(x)，输出电流为I₂(x+dx)，输出电压为V₂(x+dx)；所述的屏蔽层（2）的输入电流为 输出电流为

2.一种基于权利要求1所述的屏蔽双绞线RLCG模型的屏蔽双绞线传输特性的计算方法，其特征在于，包括如下步骤： 

1）根据屏蔽双绞线RLCG模型设定RLCG参数矩阵的形式： 

式中，R₀为屏蔽层单位长度的直流电阻，R₁和R₂分别为两根导体单位长度的直流电阻，对于1553B屏蔽双绞线有R₁=R₂；L₁₁和L₂₂分别为两根导体与屏蔽层之间的互感，且L₁₁=L₂₂，L₁₂为两导体之间的互感；同理，C₁₁、G₁₁与C₂₂、G₂₂分别为两根导体与屏蔽层之间的电容与电导，C₁₂与G₁₂为两根导体之间的电容和电导，这些参数都是屏蔽双绞线的材料特性和结构参数的函数； 

2）根据屏蔽双绞线各部分的材料电参数以及尺寸、空间分布参数计算RLCG参数矩阵各元素值； 

3）根据步骤2）得到的RLCG参数值计算屏蔽双绞线的传输常数矩阵γ和屏蔽双绞线的特性阻抗矩阵Z₀，其中： 

式中，ω是输入信号的角频率，j是虚数单位； 

4）根据步骤3）得到的屏蔽双绞线的传输常数矩阵γ、屏蔽双绞线的特性阻抗矩阵Z₀和基尔霍夫定律，得到屏蔽双绞线上任意位置处与源位置处的电压/电流关系，也即屏蔽双绞线的传输特性矩阵T： 

T=[cosh(γ^Tdx)+sinh(γ^Tdx)Y_tZ₀]^-1

对应的传输矩阵Φ： 

式中，sinh是双曲正弦函数，cosh是双曲余弦函数，γ^T是屏蔽双绞线传输常数矩阵γ的转置矩阵，Z₀^-1是屏蔽双绞线特性阻抗矩阵Z₀的逆矩阵，Y_t是已知的负载的电纳矩阵。