Trudy_KNC_Vyp11_Труды Кольского научного ценра РАН. Энергетика. 2012.

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ УДК 621.31 Н.В.Коровкин, С.В.Ткаченко УРАВНЕНИЯ И СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ДЛИННОЙ ЛИНИИ С УЧЕТОМ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ* Аннотация В настоящей работе рассмотрен подход, позволяющий приближенно учитывать поверхностный эффект, эффект близости и излучение электромагнитной энергии в проводах линий. Подход основан на обобщении системы телеграфных уравнений. Область применения результатов - расчеты процессов в распределенных системах (длинных линиях) при действии импульсов с нано- и пикосекундными фронтами. Ключевые слова: телеграфные уравнения, длинные линии, поверхностный эффект, эффект близости, излучение электромагнитной энергии, функция Гоина, уравнение Поклингтона. N.V.Korovkin, C.V.Tkachenko EQUATIONS AND EQUIVALENT CIRCUIT OF TRANSMISSION LINE WITH TAKING INTO ACCOUNT THE RADIATION OF ELECTROMAGNETIC ENERGY Abstract In the present work is considered an approach allowing simultaneously take into account the skin effect, proximity effect and radiation of electromagnetic energy from wires of transmission lines. The approach is based on generalization of the telegrapher's equations. A scope of results - calculations of processes in the distributed systems (transmission lines) under influence of impulses with nano- and picoseconds fronts. Key words: Telegrapher’s equations, transmission lines, skin effect, proximity effect, radiation of electromagnetic energy, Green's function, Poklington's equation. Целью настоящей работы является создание подхода, позволяющего одновременно учитывать поверхностный эффект, эффект близости и излучение электромагнитной энергии в проводах линий, основанного на обобщенной системе телеграфных уравнений. Общей современной тенденцией является расширение диапазона частот электромагнитных влияний. Так, многие воздействия, рассматриваемые в задачах ЭМС, имеют в своем спектре частоты порядка единиц гигагерц и выше. Это делает актуальной разработку математических моделей, адекватно воспроизводящих динамику процессов в весьма широком диапазоне частот. Необходимо отметить, что к настоящему времени хорошо развиты методы, позволяющие рассчитывать системы при высоких (до терагерц) частотах с учетом излучения электромагнитной энергии (например, метод моментов), но не позволяющие учитывать поверхностный эффект и эффект близости, и, в частности, дополнительные потери и дополнительное затухание, вносимые этими эффектами. С другой стороны, методы, позволяющие учитывать поверхностный эффект и эффект близости, также хорошо известные, не позволяют рассчитывать системы с учетом излучения. *Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 11-08-00690). 8