Проекционная сегментация границ для вычисления матриц погонных параметров многопроводных линий передачи методом моментов

Постановка проблемы. При вычислении матриц погонных параметров многопроводных линий передачи (МПЛП) методом моментов точность и вычислительные затраты в значительной степени определяются способом построения подынтервальной расчетной сетки на границах поперечных сечений линий. Равномерная сегментация приводит к избыточному числу сегментов, а адаптивные методы перестроения сетки, обеспечивая высокую точность, требуют многократного формирования и решения матричного уравнения.

Цель. Разработать одношаговый алгоритм генерации проекционных подынтервальных расчетных сеток на основе априорной информации для произвольных в поперечном сечении МПЛП, включая структуры с неортогональными границами.

Результаты. Предложен алгоритм проекционной сегментации, использующий классификацию областей поперечного сечения и правила переноса узлов сегментации с сигнальных проводников на ближайшие заземленные проводящие слои. Разработан программный модуль, реализующий равномерную, неравномерную и проекционную сегментацию. Проведены вычислительные эксперименты для шести линий передачи с числом проводников от 1 до 10. Сопоставление с результатами коммерческой САПР показало, что относительное различие матриц погонных параметров для рассмотренных примеров составляет единицы процентов. При этом применение проекционной сегментации обеспечивает сокращение числа сегментов до 5 раз, ускорение вычислений до 14 раз и снижение затрат памяти до 25 раз по сравнению с равномерной сегментацией.

Практическая значимость. Предложенный алгоритм позволяет при сохранении приемлемой точности уменьшить вычислительные затраты на расчет матриц погонных параметров линий передачи методом моментов и может использоваться в задачах многовариантного анализа, а также при разработке специализированных программных средств и их интеграции в САПР.