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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3298| Título: | Characterization of transmission lines based on frequency-domain and time-domain measurement techniques |
| Título(s) alternativo(s): | Caracterização de linhas de transmissão baseada em técnicas de medição no domínio do tempo e no domínio da frequência |
| Autor(es): | Weber, Guilherme Heim |
| Orientador(es): | Silva, Marco José da |
| Palavras-chave: | Linhas elétricas Linhas de telecomunicação Cabos elétricos Condutores elétricos Cabos de telecomunicação Engenharia elétrica Electric lines Telecommunication lines Electric cables Electric conductors Telecommunication cables Electric engineering |
| Data do documento: | 21-Mai-2018 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | WEBER, Guilherme Heim. Characterization of transmission lines based on frequency-domain and time-domain measurement techniques. 2018. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. |
| Resumo: | A importância de cabos elétricos em sistemas modernos de comunicação de dados e transmissão de energia não pode ser subestimada. A transmissão segura e eficiente de dados ou energia depende da integridade dos cabos elétricos e redes de cabos. Em muitas aplicações o monitoramento contínuo das características do cabo é necessário para garantir o desempenho do sistema. Neste trabalho, diferentes técnicas no domínio do tempo e no domínio da frequência são aplicadas a um conjunto de experimentos para explorar diferentes meios para caracterizar linhas de transmissão de forma comparativa. Primeiro, dois cabos exemplares são analisados por técnicas no domínio da frequência para obter suas capacidades em função de diferentes comprimentos de cabo. Os resultados mostram a influência do comprimento sobre a capacidade do canal para ambos os cabos, os quais foram comparados a sistemas comerciais de transmissão de dados. Como segunda parte dos experimentos, um conjunto de linhas de transmissão em cascata escolhido é caracterizado no domínio do tempo e da frequência. A análise do domínio do tempo baseada em métodos de reflectometria e transmissometria revela descasamentos de impedância ao longo da linha e resposta ao impulso, respectivamente. A análise no domínio da frequência é baseada nos parâmetros de espalhamento e permite a extração dos parâmetros elétricos do canal. Além disso, a análise no domínio do tempo dos parâmetros de espalhamento pode ser realizada pela transformada inversa chirp Z, uma abordagem fraca geralmente baseada em uma solução de norma mínima. Uma vez que a natureza dos descasamentos de impedância ao longo da linha é esparsa, propõe-se uma transformada inversa chirp Z esparsa, especialmente projetada para este tipo de aplicação. O método é verificado comparando-se os resultados fornecidos pela abordagem geral, mostrando desempenho promissor através dos perfis de reflexão e transmissão obtidos. |
| Abstract: | The importance of electrical cables in modern data communication and power transmission systems cannot be overstated. Efficient and secure transmission of either data or energy depends on the healthy state of electrical cables and cable networks. In many applications, the continuous monitoring of cable characteristics is required in order to guarantee system performance. In this work, different time-domain and frequency domain techniques are applied to a set of experiments to explore different means to characterize transmission lines in a comparative manner. First, two exemplary cables are analyzed by frequency domain techniques to obtain their capacities in function of different cable lengths. Results show the influence of length over channel capacity for both cables, which were compared to commercial data transmission systems. As a second part of the experiments, a chosen cascaded transmission line set is characterized in time and frequency domain. Time domain analysis based on reflectometry and transmissometry methods reveals impedance mismatches along the line and impulse response respectively. Frequency domain analysis is based on the scattering parameters and enables the extraction of the electrical parameters of the channel. Also, time domain analysis of scattering parameters can be performed by the inverse chirp Z transform, a weak approach generally based on a minimum norm solution. Since the nature of the impedance mismatches along the line is sparse, it is proposed a sparse inverse chirp Z transform, specially designed for this kind of application. The method is verified by comparing results provided by the general approach, showing promising performance through the reflection and transmission profiles obtained. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3298 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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