[发明专利]一种双芯电力线单位长度参数求解方法

说明书

本发明提出了一种双芯电力线单位长度参数求解方法。该方法基于电磁仿真得到单位长度电阻和电感的准确值，得到单位长度电容和电导的合理估计值，进一步结合末端开路下始端的输入阻抗测量结果对估计值进行修正。在修正过程中，基于电力线的低损耗特性进行单位长度参数的影响分析，将单位长度电容和电导对末端开路下始端的输入阻抗的影响分离，简化了单位长度参数修正和求解的过程。该方法能有效避免直接测量方法导致的数据发散问题，由于拟合的参数数目较少，参数修正范围较小，可以采用简单的线性拟合方法，避免了非线性优化方法所需的复杂计算和容易导致的非因果性问题。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种双芯电力线单位长度参数求解方法。

背景技术

电力线信道建模可以分为自底向上和自顶向下两类方法。自底向上方法基于传输线理论和网络拓扑结构计算信道传输和阻抗特性，难点在于电力线单位长度参数的准确获取。单位长度参数包括电阻、电感、电容和电导，从目前国内外相关研究工作看，单位长度参数主要获取方法包括：近似公式计算法，基于测量的方法，基于优化的方法，基于电磁仿真的方法。

基于近似公式计算单位长度参数时，由于实际电力线往往不能满足公式要求的介质均匀和导线宽间距的条件，所以无法得到通用的近似公式。

基于测量的方法计算单位长度参数时，由于开路和短路输入阻抗的极值在频域交替变化，受制于测量结果的精度，两者相乘或相除的结果会有较大的分散性，由此计算得到的单位长度参数误差较大。

基于优化的方法计算单位长度参数时，基于全部参数的最小误差作为优化目标，导致计算的复杂度较高。

基于电磁仿真方法得到单位长度参数，考虑了邻近效应的影响，能得到准确的单位长度电阻数值和电感数值。但是，由于不同电力线绝缘材料的高频特性也往往各不相同，仍然无法得到准确的单位长度电容数值和电导数值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种双芯电力线单位长度参数求解方法。该方法基于电磁仿真得到单位长度电阻和电感的准确值，得到单位长度电容和电导的合理估计值，进一步结合末端开路下始端的输入阻抗测量结果对估计值进行修正。在修正过程中，基于电力线的低损耗特性进行单位长度参数的影响分析，将单位长度电容和电导对末端开路下始端的输入阻抗的影响分离，简化了单位长度参数修正和求解的过程。该方法能有效避免直接测量方法导致的数据发散问题，由于拟合的参数数目较少，参数修正范围较小，可以采用简单的线性拟合方法，避免了非线性优化方法所需的复杂计算和容易导致的非因果性问题。

本发明实施例提供了如下技术方案：

一种双芯电力线单位长度参数求解方法，包括：

根据待测双芯电力线的两根导体的半径、间距以及周围绝缘介质的横截面尺寸，基于二维电磁场仿真工具提取单位长度电阻R的数值和电感L的数值；

预设待测双芯电力线的介电常数为第一数值，基于二维电磁场仿真工具提取待测的双芯电力线的单位长度电容C′，以C′作为实际单位长度电容修正的初值，计算得到末端开路下始端的输入阻抗；

将网络分析仪的端口1接到待测双芯电力线的始端，双芯电力线的末端开路，测量得到其反射系数S₁₁，根据所述反射系数S₁₁，测量得到待测双芯电力线末端开路下始端的输入阻抗为

基于计算得到的末端开路下始端的输入阻抗和测量得到的末端开路下始端的输入阻抗，利用线性修正方法对单位长度电容C和电导G进行求解，得到修正后的单位长度电容C和电导G。

其中，基于计算得到的末端开路下始端的输入阻抗和测量得到的末端开路下始端的输入阻抗，利用线性修正方法对单位长度电容C和电导G进行求解，得到修正后的单位长度电容C和电导G，具体包括：