一种被复线信道建模方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及双绞线信道建模技术，特别是涉及被复线的信道传递函数建模以及试 验验证及参数校正方法。
【背景技术】
[0002] 被复线作为是双绞线的一种，是野战有线电通信的关键传输媒介，在音频和数字 通信等领域具有广泛应用。用被复线来组建野战网，具有操作简单、性能稳定、机动灵活、取 材方便、成本低廉的优点，能够承担高寒山地野战指挥的任务。为了及时的对不同型号、不 同长度的被复线传输性能做出一个比较准确的预测，需要找到一种合适的方法对被复线信 道传递函数进行求解。
[0003] RLCG参数法采用电阻R、电感U电容C以及电导G这四个电气参数和电报方程来描 述双绞线的传输特性。采用RLCG参数法对符合AWG线规的#24和#26型号的双绞线信道模型 进行求解，这种方法对于双绞线的信道建模具有普遍的指导意义，是普遍适用的。但是不同 规格的双绞线在电气参数和传递函数方面是不同的，而这些参数需要经过比较精确的测量 来确定，所确立的信道模型才具有实际使用价值。
【发明内容】
[0004] 针对上述的现有技术及存在的问题，本发明提出了一种被复线信道建模方法，通 过RLCG参数法构建被复线信道模型，并通过比较精确的实测方法得到TGE-701、TGE-706和 TGE-707这三种被复线的电气参数值和传递函数值，将通过模型计算得到的结果和实测得 到的结果进行拟合，对模型进行修正，以得到更加精确的被复线信道模型。
[0005] 本发明提出了一种被复线信道建模方法，该方法包括以下步骤：
[0006] 步骤1、已知符合AWG线规的#24和#26型双绞线单位长度的RLCG参数后，根据以下 公式求解一定长度L和一定频率f条件下的传输常数和特性阻抗：
[0007] 传输常数为：
[0008]
[0009] 特性阻抗为：
[0010]
[0011] 继续推导，得到双端口网络的AB⑶参数，双端口网络的AB⑶参数为：
[0012]
[0013]匹配状态下，根据双端口网络的ABCD参数，得到符合AWG线规的标准双绞线的传递 函数值为：
[0014]
[0015] 其中，γ表示传输常数(跟双绞线长度有关），α表示衰减常数、表征线路对信号产 生的衰减作用的大小，β表示相移常数、表征线路对信号产生的相移作用，R表示单位长度 (即每千米)双绞线的电阻值，L表示单位长度双绞线的电感值，G表示单位长度双绞线的电 导值，C表示单位长度双绞线的电容值，ω表示传输信号的频率的弧度值，Zo表示特性阻抗 (跟双绞线长度无关）
表示双端口网络参数，T表示传输线的传递函数值，Zl表示负 载阻抗值；
[0016] 步骤2、采用实测的方法得到长度为λ/4、型号分别为TGE-701、TGE-706、TGE-707的 被复线在不同频率下的传递函数值；
[0017] 步骤3、通过判定步骤2中实测得到的三种型号被复线的传递函数值的曲线与AWG# 24和AWG#26这两种标准双绞线这两者中的哪一个更相近，将实测得到的传递函数值与计算 得到的电气参数值进行拟合，得到的就是该种型号的被复线对应的传递函数曲线。
[0018] 所述采用实测的方法得到长度为λ/4、型号分别为TGE-701、TGE-706、TGE-707的被 复线在不同频率下的传递函数值的步骤，具体包括以下步骤：
[0019] 构建匹配网络，所述匹配网络满足:在网络分析仪输出端口和被复线的输入端口 出应该实现50Ω到135 Ω的匹配，在被复线的输出端口和网络分析仪的输入端口，应该实现 135 Ω到50 Ω的匹配的要求；。
[0020] 进行矢量网络分析仪校准；
[0021]进行λ/4长度被复线散射参数值测量。
[0022]与现有技术相比，本发明通过上述对λ/4长度的被复线传递函数值进行测量，可以 通过不同的方面进行实测得到被复线的信道特性，用来对所构建的基于AWG线规的#24和# 26型号的双绞线传递函数进行校正，从而构建出符合实际被复线特性的信号模型，具有比 较高的准确度和较高的实用价值。
【附图说明】
[0023] 图1为电阻匹配网络；
[0024]图2为本发明的一种被复线信道建模方法的整体流程图。
【具体实施方式】
[0025] 经过分析认为，TGE-70UTGE-706和TGE-707这三种型号的军用被复线是以#24和# 26两种标准双绞线形成的，只是由于覆盖物有差异，导致电气参数和传递函数会有所变化， 但是可以用标准双绞线的数值进行拟合得到较为准确的结果。
[0026]对本方案的具体实施作进一步的描述如下：
[0027]采用RLCG参数法求解符合AWG线规的#24和#26型双绞线单位长度的电气参数值 1?〇、1^、0)、6()(分别代表单位长度(每千米)双绞线的电阻值、电感值、电容值、电导值）；以及 在不同的传输信号的频率频率和长度条件下的传递函数值：
[0028]
[0029] 当实际频率高于音频时，这几个电气参数值要随着频率改变而改变，所以首先要 知道R、L、C、G四个参数随频率f的变化情况，即数值模型。根据R、L、C、G参数，可以推导出线 路的传输常数γ和特性阻抗Zo,继而推导出双绞线双口网络的ABCD参数，根据ABCD参数即 可得到线路的传输函数。当线路的负载Zl等于特性阻抗Zo时线路匹配，得到的传输函数值最 大，因此要得到的是匹配时的传输函数。单位长度双绞线的电气参数计算公式为：
[0030] R、L、C、G计算的数值模型为：
[0031]
[0032]
[0033] G(f)=gofgc
[0034] C(f)=C〇〇
[0035] 该公式适用于#24和#26双绞线，不同双绞线的参数值不同。
[0036] 其中，rQC表示每千米双绞线的直流电阻，aQC表示趋肤效应中阻抗随频率变化的参 数，Io表示每千米双绞线的直流电感值、Ioo表示每千米双绞线通过高频交流电时的电感值， fm表示临界频率，b表示趋肤效应中电感值随频率变化的参数，gQ表示每千米双绞线的直流 电导值、gc表示每千米双绞线电导值随频率变化的衰减常数、Coo表示每千米双绞线通过高 频交流电时的电容值，f表示传输信号的频率。
[0037]这几个参数都是随着双绞线型号的不同而变化的，本发明采用符合AWG线规的#24 和#26两种标准双绞线的上述参数进行建模，在模型基础上，根据实测结果进行拟合。#24 和#26双绞线的电气参数如表1所示。
[0038] 表1、AWG线规#24和#26型号双绞线电气参数
[0040] 根据传输线理论，已知单位长度的RLCG参数后，可以根据以下公式求解一定长