RU2456588C1

RU2456588C1 - Apparatus for detecting pulses in multiwire transmission lines

Info

Publication number: RU2456588C1
Application number: RU2010152388/28A
Authority: RU
Inventors: Тальгат Рашитович Газизов (RU); Тальгат Рашитович Газизов; Александр Михайлович Заболоцкий (RU); Александр Михайлович Заболоцкий; Павел Евгеньевич Орлов (RU); Павел Евгеньевич Орлов
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-07-20

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: apparatus for detecting pulses in multiwire transmission lines has a control unit for coordinating operation of components of the device, a pulse generator which is connected to the connected line, a transmission unit, a signal processing unit, a connected line, external wires which form with the connected line a resultant structure in a nonuniform dielectric filling which is such that pulse-excited modes propagate in the structure with unequal delays, wherein the minimum difference between these delays is greater than the pulse duration. The pulse generator is not connected to the control unit. A receiving unit receives signals from the end of at least one of the external wires.

EFFECT: possibility of detecting pulses in multiwire transmission lines whose duration is shorter than the minimum difference between modes of the resultant structure.

3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, конкретно - к устройствам обнаружения импульсных сигналов в многопроводных линиях передачи.The invention relates to measuring equipment, specifically to a device for detecting pulse signals in multi-wire transmission lines.

Наиболее близким по техническому решению является устройство обнаружения, идентификации и диагностики многопроводных линий передачи (патент РФ на изобретение №2386964), применяемое для обнаружения, идентификации и диагностики многопроводных линий передачи, выбранное за прототип, содержащее блок управления, предназначенный для координации работ всех узлов, входящих в состав устройства, генератор импульсов, предназначенный для генерации зондирующих сигналов, приемный блок, предназначенный для приема сигналов с входа/выхода подключаемой линии, блок обработки, предназначенный для обработки сигналов, принятых с входа/выхода подключаемой линии, подключаемую линию между генератором импульсов и приемным блоком, отличающееся тем, что в результирующей структуре, образованной подключаемой линией и внешними проводниками в неоднородном диэлектрическом заполнении, зондирующий сигнал возбуждает моды, распространяющиеся в результирующей структуре с неравными задержками, причем минимальная разность этих задержек больше длительности зондирующего сигнала.The closest in technical solution is a device for detecting, identifying and diagnosing multi-wire transmission lines (RF patent for the invention No. 2386964), used for detection, identification and diagnostics of multi-wire transmission lines, selected as a prototype, containing a control unit designed to coordinate the work of all nodes, included in the device, a pulse generator, designed to generate sounding signals, a receiving unit, designed to receive signals from the input / output of the connected lines, a processing unit for processing signals received from the input / output of the connected line, a connected line between the pulse generator and the receiving unit, characterized in that in the resulting structure formed by the connected line and external conductors in an inhomogeneous dielectric filling, the probe signal excites modes propagating in the resulting structure with unequal delays, and the minimum difference in these delays is greater than the duration of the probe signal.

Недостатком этого устройства является его применение только в целях обнаружения, идентификации и диагностики многопроводных линий передачи.The disadvantage of this device is its use only for the detection, identification and diagnosis of multi-wire transmission lines.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг.1.The structural diagram of the proposed device is shown in figure 1.

Устройство обнаружения импульсов в многопроводных линиях передачи, содержащее блок управления 1, предназначенный для координации работ узлов, входящих в состав устройства, генератор импульсов 2, соединенный с подключаемой линией, приемный блок 3, блок обработки 4, предназначенный для обработки сигналов, подключаемую линию 5, внешние проводники 6, образующие с подключаемой линией такую результирующую структуру в неоднородном диэлектрическом заполнении, что возбуждаемые импульсами моды распространяются в структуре с неравными задержками, причем минимальная разность этих задержек больше длительности импульса, отличается тем, что генератор импульсов не имеет связи с блоком управления, приемный блок принимает сигналы с конца, по крайней мере, одного из внешних проводников.A device for detecting pulses in multi-wire transmission lines, containing a control unit 1, designed to coordinate the operation of the nodes included in the device, a pulse generator 2 connected to a connected line, a receiving unit 3, a processing unit 4, intended for signal processing, a connected line 5, external conductors 6, forming with the connected line such a resulting structure in an inhomogeneous dielectric filling that the modes excited by pulses propagate in the structure with unequal delays, moreover, the minimum difference of these delays is greater than the pulse duration, characterized in that the pulse generator has no communication with the control unit, the receiving unit receives signals from the end of at least one of the external conductors.

Техническим результатом является создание устройства, позволяющего производить обнаружение импульсов в многопроводных линиях передачи, длительность которых меньше минимальной разности мод результирующей структуры. Такое обнаружение не требует подключения приемного блока к двум проводникам подключаемой линии.The technical result is the creation of a device that allows the detection of pulses in multi-wire transmission lines whose duration is less than the minimum mode difference of the resulting structure. Such detection does not require connecting the receiving unit to the two conductors of the connected line.

Поставленная задача решена за счет того, что при распространении импульса в многопроводной структуре с неоднородным диэлектрическим заполнением, из N проводников (не считая опорного), он может подвергаться модальным искажениям в виде разложения на N импульсов меньшей амплитуды из-за различия погонных задержек мод в линии. Таким образом, если проводники подключаемой линии имеют различные электрические и магнитные связи с внешними проводниками (что приводит к различию задержек мод), то информацию об импульсных сигналах, распространяющихся в подключаемой линии, можно получить по форме сигнала во внешних проводниках.The problem is solved due to the fact that during the propagation of a pulse in a multi-wire structure with an inhomogeneous dielectric filling, from N conductors (not counting the reference), it can undergo modal distortions in the form of decomposition of N pulses of smaller amplitude into N due to the difference in the specific mode delays in the line . Thus, if the conductors of the connected line have different electrical and magnetic connections with the external conductors (which leads to a difference in the mode delays), then information about the pulse signals propagating in the connected line can be obtained by the shape of the signal in the external conductors.

Краткое описание чертежей, в котором приводится перечень фигур с кратким пояснением того, что изображено на каждой из них, приведено ниже.A brief description of the drawings, which provides a list of figures with a brief explanation of what is shown in each of them, is given below.

На фиг.2 показана структурная схема связанной линии.Figure 2 shows a block diagram of a connected line.

На фиг.3 показаны формы сигнала на входе подключаемой линии и на конце внешних проводников при различной ширине спектра воздействующего сигнала.Figure 3 shows the waveform at the input of the connected line and at the end of the external conductors at different spectral widths of the acting signal.

Принцип работы устройства обнаружения импульсов в многопроводных линиях передачи пояснен на примере компьютерного моделирования распространения импульса в отрезке связанных линий. Структурная схема приведена на фиг.2. Значения резисторов R_акт соответствуют волновому сопротивлению линии (100 Ом), значения сопротивлений R_пас соответствуют режиму холостого хода. В качестве сигнала воздействия выбран гауссов импульс с шириной спектра 0-2,3 ГГц; 0-20 ГГц. Результаты моделирования приведены на фиг.3.The principle of operation of the device for detecting pulses in multi-wire transmission lines is illustrated by the example of computer simulation of the propagation of a pulse in a segment of connected lines. The block diagram is shown in figure 2. The values of the resistors R _act correspond to the wave impedance of the line (100 Ohms), the values of the resistances R _pass correspond to the idle mode. A Gaussian pulse with a spectral width of 0–2.3 GHz was chosen as the exposure signal; 0-20 GHz. The simulation results are shown in figure 3.

По результатам моделирования видно, что, при ширине спектра воздействующего сигнала 0-2,3 ГГц в начале подключаемой линии (U_вх), сигнал на конце внешних проводников (U_вых) отсутствует. Это объясняется тем, что длительность импульса, распространяющегося в подключаемой линии, больше, чем минимальная разность задержек мод результирующей структуры. При ширине спектра воздействующего сигнала 0-20 ГГц на конце внешних проводников появляется два импульса разной полярности. Таким образом, по форме сигналов на конце внешних проводников можно обнаруживать импульсы в подключаемой линии без гальванической связи с ней.According to the simulation results, it can be seen that, when the spectrum width of the acting signal is 0-2.3 GHz at the beginning of the connected line (U _in ), there is no signal at the end of the external conductors (U _out ). This is because the duration of the pulse propagating in the connected line is longer than the minimum difference in the mode delays of the resulting structure. When the spectrum width of the acting signal is 0–20 GHz, two pulses of different polarity appear at the end of the external conductors. Thus, by the shape of the signals at the end of the external conductors, pulses can be detected in the connected line without galvanic connection with it.

Claims

A device for detecting pulses in multi-wire transmission lines, comprising a control unit for coordinating the operation of the components included in the device, a pulse generator connected to the connected line, a receiving unit, a processing unit for processing signals, a connected line, external conductors forming by a connected line, such a resulting structure in an inhomogeneous dielectric filling that the modes excited by pulses propagate in the structure with unequal delays, minimum difference of these delays longer pulse duration, characterized in that the pulse generator has no connection with the control unit, a receiving unit receives signals from the end, at least one of the external conductors.