Электродинамические параметры коаксиального кабеля при распространении биполярных импульсов

Abstract

Технология многопользовательского сетевого взаимодействия стандарта IEEE 802.3 разработана в основном для разделяемой кабельной среды и повышения скорости передачи данных. Хотя высокоскоростное сетевое взаимодействие уже и обеспечивается оптико-волоконным кабелем, коаксиальные направляющие востребованы в схожих применениях. Анализируется оценка электродинамического состояния внутреннего и внешнего направляющих проводников при распространении периодических биполярных импульсов по коаксиальному кабелю. Распределение плотности тока в поперечном сечении внутреннего проводника получено решением уравнений Максвелла при периодических граничных условиях, заданных произведением двух функций, первая из которых введена в неявной форме для профиля поверхностной плотности тока осевого направления, а другая – определяет переходные состояния этого профиля. Что касается экранирующей оплетки, которая является внешним проводником кабеля, то соответствующее распределение плотности тока выведено из анализа гармоник поля, проникающих в проводящие подповерхностные слои этого проводника при аналогичных граничных условиях. Показано, что импликативное задание граничных условий на обоих проводниках позволяет получить, по крайней мере при вспомогательном условии, завершенные формулы, полезные для оценки приемлемой степени уменьшения длительности импульсов при их передаче по коаксиальному кабелю. Статья содержит также некоторые сравнительные и численные результаты

All-in-interworking technology, based on IEEE 802.3 standard, was mainly developed for the separable media cabling and data transmission speed increase. Although the high-speed networking is already provided by a fiber optic cable, coaxial guides are in demand for similar applications. Time-domain analysis is undertaken to estimate electrodynamic states of inner and outer guiding conductors at periodic bipolar pulses propagation on a coaxial cable. An electric current density distribution on the cross-section of the inner conductor is obtained from a solution of Maxwell equations under periodic boundary conditions that are prescribed by a product of two functions. The first one is introduced implicitly for a profile of surface current density in the axial direction, while the other determines this profile transient states. As for shielding braid, which is the cable outer conductor, its current density distribution is derived from an analysis of field harmonics that penetrate into conductive subsurface layers under similar boundary conditions. It is also shown that prescribed implicative boundary conditions for both conductors allow to obtain, at least under auxiliary assumption, some completed formulae useful to the estimation of the pulses duration admissible decrease at their transmission on the coaxial cable. The paper contains some comparative and numerical results as well