漏泄同轴电缆基本波是横电磁波,而TEM波传输线的横向场型比拟于相同截面结构的二维静电场型,所以在没有开槽的I部分III部分只需考虑漏缆的横截面内的电位分布。 在静电平衡时,导体内部电场为零,导体本身是一个等位体,其表面是一个等位面,从而电荷只分布在导体的表面上。所以静电平衡时在同轴电缆的介质和空气中均不存在自由电荷,电位的拉普拉斯方程V2痧 0。 V2≯ 0按一i维圆坐标展开为 矧厂针专等 o,.务L务J,.2a矽2 p2,、 7 在所剖分的场域中取任意一点0 Xo,Yo,气 对应电势死,如图3.9所示,与0点相邻的上、下、左、右四个点,1,2,3,4四个节点,对应的电势分别为办、欢、魂、九。 图3.9横截面剖分图 建立差分方程的方法一般有3种:泰勒级数法【50】【5l】、积分方程法【52】、和变分电位的泰勒级数展开式 32 漏泄同轴电缆静态电容计算 讹"锄引★九+㈡岍故害p一文等p+..叫嘞 毗”锄引小死一㈡岍甄害p一文髻p+..叫卸 因此得, M嗡+㈢以瓢雾卜… p7, ¨ 2 警卜氧雾卜… p8, ¨嗡+㈢舻+瓢等p+..· p9, ¨ 2㈡岍氧害p+..· p蚴 式中的△,3、A p3及其三次方以上的各阶可看成无穷小量,计算时可略去,由 3-7 、 3-8 、 3-9 、 3-lo 式可推得 坐:垒±垒二三鱼 3—11 铆|厶r2 丝:虹延 3-12 务 2△r 旦竺:丝±鱼二三鱼 3·13 a缈2 △缈2 型:尘丛 3-14 代入 3.2 式可推出电位差分方程 死 矿丽1 【,.△,Acp2 破一办 +2r2Acp2 稿+唬 +2△,2 九+么 】, IIJ各节点满足离散差分方程 +2Ar 2 办,』+1,I+谚√_u 】 式中,,;为沿r方向的第i圈的半径。
k取值为1≤k Ⅳ2,Ⅳ3 k≤Ⅳ4。 第三章漏泄同轴电缆静态场分布 33 离散差分方程 3.15 式在I部分、ⅡI部分区域中除边界面上的点外,其他节点都适用,即为电位在I部分和III部分所满足的差分方程。 2 II部分漏缆差分方程推导 II部分漏缆的外表面开有倾斜的槽孔,每个截面的横向场型不再完全一样,需要考虑漏缆的三维结构的电位分布。 因为处于静电平衡状态,在同轴电缆的内外导体间的介质中仍没有电荷存在,外导体外的空气中也不存在电荷。这些区域,电位的拉普拉斯方程仍然满足V2矽 0。将V2矽 0按三维圆柱坐标系展开,得 三旦 ,丝 + 冀+馨:o 3.16 ,务‘勿。 ,‘a缈‘ Oz‘点相邻的三维空间的上、下、左、右、前、后六个点,l,2,3,4,5,6六个节点,对应的电势分别为办、欢、九、九、九、九。 图3.10三维界面图 根据泰勒级数展开公式,同样可得1,2,3,4,5,6节点的泰勒级数展开式 d ro-‰,zo 和唬一 警卜甄等]以三634 漏泄同轴电缆静态电容计算 地即坛引小死一㈡岍故髻p一文考p+..州珈 m胁%圳和九+ 暑卜甄害卜吉㈢一·@2-, m,去,zo-毕㈣一 警卜甄窘卜艘卜…B22, 因iit乎#, M嗡+㈢以氧雾卜… 3-23 硅,一欢 2 暑罟 △厂+327.,‘tga3r矽j、血3+… 3·24 M嗡+ 可a2口‘卜2+瓢器p+..· 3-2s “ 2㈡岍三31『,t坐ad]J舻+..· 3-26 M嗡+ 等p+瓢券p+..· 3-27 “ 2㈡岍氧雾p+..· 3-28 同样忽略无穷小量,fl l 3-23 - 3.28 式可推得 3-29 务2 △,2 a矽一缟一欢 3·30 升 2At a2痧一唬+么一2‰ 万一—矿 3—31 丝:丛丛 3—32 a缈 2△妒 鱼至:垒±亟二兰鱼 3-33 az|△∥ 第三章漏泄同轴电缆静态场分布 35 a矽一九一九 3·34 一 ·-二---—---一 玉 2Az 代入 3-16 式即可推出 即各节点满足离散差分方程 3·35 的差分方程。
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其次他们已经渐行渐远