Содержание к диссертации
Введение
1. Импульсный метод измерения параметров кабельных цепей 11
1.1. Принцип импульсных измерений 11
1.1.1. Общие сведения 11
1.1.2. Распространение импульсов по двухпроводным цепям 12
1.1.3. Отражение от различных типов неоднородностей 16
1.2. Обзор существующих импульсных приборов 19
1.2.1. Общие положения 19
1.2.2. Аналоговые импульсные приборы 20
1.2.3. Цифровые импульсные приборы 30
Выводы по первой главе 41
2. Математическая модель обратного потока неоднородной линии 42
2.1 Параметры выходной цепи импульсного прибора 42
2.2 Обратный поток неоднородной линии в частотной области 49
2.3 Обратный поток неоднородной линии во временной области на входе УС 51
2.3.1 Импульсная характеристика неоднородной линии 51
2.3.2 Рефлектограмма неоднородной линии 55
2.4 Анализ сигналов, отраженных от резистивных и стыковых неоднородностей 62
2.5 Анализ сигналов, отраженных от кабельных вставок 76
Выводы по второй главе 78
3. Моделирование сигналов, отраженных от поперечных емкостных неоднородностей 79
3.1 Первый подход к моделированию поперечной емкостной неоднородности. Виртуальная кабельная вставка 79
3.2 Второй подход к моделированию поперечной емкостной неоднородности. Эквивалентная схема емкостной неоднородности 86
3.3 Моделирование поперечной емкостной неоднородности, находящейся на конце линии 94
Выводы по третьей главе 99
4. Методы обработки сигнала обратного потока 100
4.1 Простая аналоговая регистрация сигнала обратного потока в реальном масштабе времени 100
4.2 Использование цифровой фильтрации 108
4.3 Использование биимпульсных сигналов 111
4.4 Повышение точности определения расстояний до одиночных неоднородностей 118
4.5 Возможность повышения разрешающей способности импульсного метода 123
4.5.1 Использование простого импульсного зондирующего сигнала 124
4.5.2 Использование фильтрации для повышения разрешающей способности 133
4.5.3 Использование биимпульсных зондирующих сигналов для повышения разрешающей способности 138
4.5.4 Сравнение использования различных методов повышения разрешающей способности 143
4.6 Амплитудная коррекция рефлектограмм 144
4.7 Рекомендации по использованию результатов диссертационной работы 148
Выводы по четвертой главе 150
Заключение 152
Список литературы
- Распространение импульсов по двухпроводным цепям
- Обратный поток неоднородной линии во временной области на входе УС
- Моделирование поперечной емкостной неоднородности, находящейся на конце линии
- Возможность повышения разрешающей способности импульсного метода
Введение к работе
Актуальность
Импульсный метод измерения параметров двухпроводных цепей, включающих воздушные линии связи, симметричные и коаксиальные кабели, уже давно (более 60 лет) используется для профилактических и аварийных измерений [1-11]. Широко используется импульсный метод для определения расстояний до повреждений в воздушных и кабельных линиях электропередач [12-17]. Спецификой его использования в энергетике является сочетание импульсного метода с прожиганием поврежденной изоляции высоким напряжением.
В настоящее время требования к точности измерений, обнаружительной способности импульсного метода, функциональным возможностям импульсных приборов сильно возросли. Это обусловлено внедрением новых методов модуляции и кодирования на традиционных направляющих системах связи, которые предъявляют повышенные требования к однородности линий связи [18, 19]. Несмотря на колоссальные преимущества волоконно-оптических линий связи традиционные электрические кабели связи еще долгие годы будут использоваться на местных сетях связи. Они стареют и для сохранения их параметров, своевременного проведения ремонтных работ необходимо постоянно контролировать неоднородности кабельных цепей, а единственным реальным методом такого контроля является импульсный метод.
Расширение функциональных возможностей импульсных приборов, улучшение их метрологических характеристик является важной и актуальной задачей. Эта задача в данной работе решается на основе более точного описания сложных процессов формирования обратного потока в неоднородных двухпроводных линиях связи и сравнения теоретических моделей с экспериментальными исследованиями.
В последние десятилетия значительный вклад в теорию процессов распространения импульсных сигналов, формирования обратного потока в неоднородных цепях внесли отечественные ученые В.А. Андреев [20], Э.Л.
5 Портнов [21], И.И. Гроднев, СМ. Верник, Л.Н. Кочановский [22], В.Ф. Дмитриков [23], А.Д. Ионов [24], Г.В. Глебович, И.П. Ковалев [25], СИ. Баскаков [26] и другие. Большой вклад в разработку импульсного метода измерений внесли А.Я. Усиков, Г.В. Демьянченко, Б.П. Богданов, Г.М. Шалыт [12, 15], А.С. Воронцов, П.А. Фролов [1,2], Н.А. Тарасов [27, 28], И. Иванцов [29-32], В.М. Горохов и другие.
В настоящее время в стране эксплуатируется значительное количество импульсных приборов производства иностранных фирм Seba KMT (Германия), Tektronix, Rise Bond, Hewlett Packard (США), Bicotest (Англия) и других [33-36]. Соответствуют современным требованиям импульсные приборы отечественных предприятий Н1Ш «Стэлл» [27], ЗАО «Эрстед» [37], «Связьприбор» [38].
Потребность нашей страны в импульсных приборах очень велика из-за огромной протяженности наших сетей электросвязи. Очень важной также является задача апостериорной обработки зарегистрированных рефлектограмм существующими цифровыми импульсными приборами с целью повышения точности измерений, разрешающей и обнаружительной способности, расширения функциональных возможностей.
Современные импульсные приборы являются цифровыми и могут из своей памяти передавать зарегистрированные рефлектограммы в компьютер. Это позволяет путем последующей цифровой обработки повышать точность локализации и определять характер неоднородности или повреждения, улучшать пространственное разрешение, получать дополнительную количественную информацию о неоднородностях или повреждениях. Проведенные в данной работе разработки алгоритмов, программного обеспечения, теоретическая и экспериментальная проверка эффективности предлагаемых методов обработки рефлектограмм также являются актуальными.
Предмет исследования.
Теоретически и экспериментально исследуются импульсный метод измерения параметров неоднородных двухпроводных цепей, процессы
формирования обратного потока от различных неоднородностей при различных зондирующих сигналах, предложенные способы обработки сигнала обратного потока, новые функциональные возможности импульсных приборов.
Цель и задачи исследований.
Целью исследования является повышение точности, информативности и расширение функциональных возможностей импульсного метода измерения, а также практические рекомендации для разработчиков импульсных приборов и их программного обеспечения.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
разработка и экспериментальная проверка математической модели обратного потока неоднородной двухпроводной цепи при различных зондирующих сигналах,
теоретическое и экспериментальное исследование ряда конкретных предложений по формированию зондирующих сигналов и обработке сигнала обратного потока в реальном масштабе времени, а также в процессе последующей компьютерной обработки зарегистрированной рефлектограммы.
Решение этих задач позволяет сформулировать рекомендации разработчикам импульсных приборов нового поколения с более высокими техническими характеристиками и, тем самым, обеспечить надежный контроль за состоянием двухпроводных линейных трактов в процессе их строительства и эксплуатации.
Методы исследований.
При решении поставленных в работе задач использовались теоретические методы математического анализа и компьютерного моделирования, математической статистики и цифровой обработки сигналов.
Научная новизна. 1. Впервые предложенная универсальная математическая модель сигнала обратного потока любой неоднородной двухпроводной цепи при произвольном зондирующем сигнале, учитывающая многократные отражения и параметры входной цепи импульсного прибора, позволяет теоретически исследовать
7 способы повышения точности и информативности измерений, новые функциональные возможности импульсного метода.
Получены и использованы в модели сигнала обратного потока новые выражения для коэффициентов отражения и пропускания неоднородностей при прохождении сигнала в двух противоположных направлениях.
Предложены и исследованы теоретически и экспериментально две модели сигнала, отраженного от поперечной емкостной неоднородности.
Предложены и экспериментально проверены новые выражения для затухания импульсов в кабельных цепях и проведены расчеты затухания для большинства используемых для связи кабельных цепей.
Разработан новый способ определения расстояния до неоднородностей по локализации вершин отраженных импульсов.
Разработан новый алгоритм амплитудной коррекции зарегистрированных рефлектограмм с целью получения количественной информации о коэффициенте отражения от неоднородности.
Предложен и исследован новый способ повышения разрешения двух близко расположенных неоднородностей, основанный на фильтрации зарегистрированной цифровым импульсным прибором рефлектограммы.
Предложен и исследован новый способ повышения разрешения двух близко расположенных неоднородностей, основанный на использовании биимпульсного зондирующего сигнала.
Практическая ценность. Проведенный теоретический и экспериментальный анализ импульсного метода измерения и создание компьютерной программы адекватно описывающей работу любого импульсного прибора позволяет отрабатывать разработчикам импульсных приборов новые алгоритмы обработки рефлектограмм, новые функциональные возможности импульсных приборов. Кроме того, в диссертации содержатся конкретные рекомендации по выбору структурной схемы, ее параметров, программному обеспечению импульсных приборов.
Квалифицированные измерители кабельных линейных трактов с помощью компьютерной программы могут проверять свои гипотезы о характере и расположении неоднородностей в измеряемой кабельной цепи, сравнивая зарегистрированную рефлектограмму с моделируемой.
Разработанная компьютерная программа используется в учебном процессе кафедры Линий связи СПб ГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича для обучения студентов и слушателей факультета подготовки и переподготовки кадров (ФППК) отрасли «связь».
Реализация и внедрение результатов исследований.
Результаты теоретических исследований и математического моделирования могут быть использованы
разработчиками импульсных приборов в следующих организациях:
ЗАО «Эрстед» (г. Санкт-Петербург),
ЗАО «Стелл» (г. Брянск), Институт информационных технологий (г. Минск, республика Беларусь),
Измерительная техника связи (г. Санкт-Петербург).
а также организациями строящими и эксплуатирующими кабельные линии связи:
ОАО «Лентелефонстрой» (г. Санкт-Петербург),
ЗАО «Связь-Электро» (г. Санкт-Петербург).
Предложенные математические модели сигналов обратного потока используются в учебном процессе в виртуальных лабораторных установках, программы для которых разработаны на кафедре Линий связи СПб ГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича.
Апробация работы.
Основные положения диссертации обсуждались:
на конференциях профессорско-преподавательского состава СПб ГУТ в 1998 (2 доклада), 1999 (4 доклада), 2000 (2 доклада), 2003 (1 доклад), 2004 (2 доклада), 2005 (5 докладов) и 2006 (3 доклада) годах,
на 4 и 5 Всероссийских конференциях «Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации линейно-кабельных сооружений» в 2005 (2 доклада) и 2006 (1 доклад) годах,
на 6 и 7 Международных конференциях «Современные технологии обучения» в 2000 (1 доклад) и в 2001 (1 доклад) годах,
Публикации.
Основные положения диссертации опубликованы в 26 научных работах.
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и отдельного приложения, изложена на 102 страницах текста, содержит 21 таблицу, иллюстрирована 53 рисунками, список литературы содержит 98 наименований. Отдельное приложение содержит 148 страниц.
Основные положения, выносимые на защиту.
Впервые предложенная и исследованная модель сигнала обратного потока во временной области с учетом многократных отражений для любых двухпроводных цепей и зондирующих сигналов.
Впервые предложенные и исследованные модели сигнала отраженного от поперечной емкостной неоднородности и от емкостной нагрузки.
Предложенные и экспериментально проверенные новые выражения для затухания импульсов в кабельных цепях и результаты расчетов затухания большинства используемых для связи кабельных цепей.
Разработанный и исследованный новый способ определения расстояния до неоднородностей путем локализации вершин отраженных импульсов.
Предложенный и исследованный новый способ амплитудной коррекции зарегистрированных рефлектограмм, позволяющий получить количественную информацию о коэффициенте отражения от неоднородности.
Предложенный и исследованный способ повышения разрешения двух близко расположенных неоднородностей при компьютерной обработке зарегистрированной рефлектограммы.
10 7. Исследование возможностей повышения разрешающей способности импульсного метода при использовании биимпульсных зондирующих сигналов.
Распространение импульсов по двухпроводным цепям
Импульсы напряжения при распространении по двухпроводной цепи искажаются, они расширяются и уменьшаются по амплитуде. Для характеристики этих искажений вводятся переходная и импульсная характеристики цепи [20, 47]. В общем случае для несогласованной, а тем более неоднородной цепи выражения для этих характеристик очень сложны.
Для простейшего случая однородной цепи, согласованной по входу и выходу, для нормализованных переходной и импульсной характеристик справедливо [20]: (Яі) = /с[іД/ "] ЯоЫ = ЫЛ" (1-1) где qj =tj/t = (t-z3- 1)/т - нормированный аргумент; / - длина цепи; t - время; т3 - удельное время задержки сигнала; т = т0-12 - постоянная времени цепи длиной /; т0 = a2 {fx)/[4;г /j (8.68)2 j - удельная конструктивная постоянная цепи;
Для расчета удельной конструктивной постоянной цепи должна выбираться достаточно высокая частота /}. Рекомендуется выбирать ее из частотного диапазона, в котором коэффициент затухания аф пропорционален л//.
В [20, 48-51] приведены удельные конструктивные постоянные и удельные времена задержки для различных высокочастотных кабельных цепей. Были проведены расчеты тех же величин для радиочастотного кабеля РК-50-2-11, а также для кабелей ГТС и структурированных кабельных систем (FTP и STP) [51-62]. Удельная конструктивная постоянная рассчитывалась по выражению (1.1). Для кабелей ГТС и структурированных кабельных систем частота// принималась равной 1 МГц, а для кабеля РК-50-2-11 — 200 МГц.
Для определения формы сигнала на выходе цепи при воздействии на ее вход импульса произвольной формы необходимо найти свертку импульсной характеристики цепи go(t) и входного импульса Uj(t): и2 (t) = \их (t - t )g0 {t - Tzi)dt (1.3) или воспользоваться переходной характеристикой и интегралом Дюамеля. Причем, если постоянная времени цепи т значительно меньше длительности импульса th то импульс искажается мало, а если наоборот, то выходной импульс имеет форму импульсной характеристики цепи.
В первом приближении можно считать, что неоднородности волнового сопротивления цепи приводят к отражению импульса без искажения его формы и влияя лишь на амплитуду и полярность отраженного импульса. Искажения формы отраженных импульсов обусловлены прохождением импульсов по цепи и зависят только от удвоенного расстояния до неоднородности.
Приложении 1.1 (П. 1.1, П. 1.2). Были также проведены расчеты формы импульсов на выходе кабельных цепей при тех же условиях, что и в эксперименте. Расчеты проведены в среде MathCad [63] и помещены в Приложение 1.
Сопоставление экспериментальных и рассчитанных данных показало их удовлетворительное соответствие для коаксиальных цепей (табл. 1.3). Расхождение в основном обусловлено большой (порядка 10%) погрешностью измерений с помощью осциллографа. При измерении на симметричных цепях возникала дополнительная погрешность, обусловленная искажающим действием симметрирующих трансформаторов. Однако они не могут быть исключены из схемы измерения. 2.
Различают следующие виды неоднородностей [1, 11, 24, 25, 64]: концевые, обусловленные рассогласованием по входу и выходу цепи; стыковые, обусловленные рассогласованием в стыках строительных длин имеющих разное волновое сопротивление; внутренние, обусловленные изменениями волнового сопротивления линии вдоль ее длины, возникающими из-за конструктивных неоднородностей.
Неоднородности могут иметь сосредоточенный (точечный) и распределенный характеры. Сосредоточенными считаются неоднородности, время распространения по которым намного меньше длительности зондирующего импульса и (или) постоянной времени цепи с протяженностью равной удвоенному расстоянию до неоднородности. В противном случае неоднородность называется распределенной.
Сосредоточенные неоднородности могут быть классифицированы как продольные и поперечные, а также могут быть разделены на резистивные, емкостные или индуктивные. К распределенным неоднородностям можно отнести кабельные вставки с волновым сопротивлением, отличающимся от волнового сопротивления основной цепи, а также кабель замокший на некотором расстоянии.
Обратный поток неоднородной линии во временной области на входе УС
Используя результаты работ [20, 71], посвященных определению параметров передачи двухпроводных цепей во временной области, а также выражения (2.13) и (2.14), определим импульсную характеристику обратного потока неоднородной цепи. Для упрощения математической модели обратного потока будем полагать, что волновые сопротивления Zv, участков неоднородной цепи не зависят от частоты и реактивные сосредоточенные неоднородности отсутствуют. В этом случае все коэффициенты отражения г, вещественны. Для импульсной характеристики неоднородной цепи справедливо По выражениям (2.17-2.24) была разработана программа на языке Delphi [72], позволяющая рассчитывать импульсную характеристику обратного потока неоднородной линии, состоящей из четырех однородных участков. Параметры участков (длину, волновое сопротивление, удельную задержку, конструктивную постоянную), а также параметры стыковых неоднородностей (продольные, поперечные и комбинированные резистивные неоднородности), выходной цепи ИП и нагрузки можно задавать произвольным образом.
Для последовательно задаваемых времен t программа определяет значения qi и qimn. Для всех значений qt и qimn, больших нуля, определялись величины щ и щтп. Остальные значения щ и щтп принимались равными нулю.
Результаты расчета импульсной характеристики неоднородной цепи, состоящей из 4-х участков кабеля КМ-4 с длинами 0.75, 1.2, 0.68 и 0.7 км, показаны на рис. 2.8а. При расчете в стыках 1 и 3 устанавливались продольные резистивные неоднородности 5 Ом, а в стыке 2 — поперечная резистивная неоднородность 1500 Ом. Сопротивление нагрузки было установлено равным 1000 Ом, внутреннее сопротивление генератора и входное сопротивление усилителя — равными 100 Ом. На рис. 2.8 хорошо видны импульсы, отраженные от четырех смоделированных неоднородностей (1-4), а также видны ложные импульсы, которые обусловлены трехкратными переотражениями сигнала.
Ложные импульсы (табл. 2.1) имеют значительно меньшую амплитуду. Некоторые из них хорошо видны на рис. 2.86, где представлена та же импульсная характеристика при ином выборе масштаба по оси g.
На рис. 2.9а показана та же импульсная характеристика, но при сопротивлении нагрузки, внутреннем сопротивлении генератора и входном сопротивлении усилителя равных волновому сопротивлению КМ-4 - 75 Ом. Импульсная характеристика такой согласованной цепи отличается от характеристики на рис. 2.8а тем, что на ней отсутствует отражение от сопротивления нагрузки, а также на фоне основных отражений от смоделированных неоднородностей в стыках (1-3) не видны ложные импульсы.
Используя импульсную характеристику g(t) (2.17, 2.25), можно определить напряжение Uia(t) обратного потока неоднородной линии на входе УС При ПРОИЗВОЛЬНОЙ форме ЗОНДИруЮЩеГО ИМПуЛЬСа Uj(t) с помощью интеграла свертки [47] (2.26) UiaO) = \ul(f - r)g(T)dT . о
Для вычисления свертки интегрирование заменяем суммированием, а интервал интегрирования разбиваем на п — t/At участков. Для уменьшения времени расчета свертки учтем, что длительность зондирующего импульса ограничена величиной tim-m At Uia(n) = At X ul(n - 0g(0 i=n-m (2.27)
Разработана программа, которая позволяет рассчитать напряжение обратного потока Uia(t) по уже рассчитанной импульсной характеристике обратного потока неоднородной ЛС g(t) и произвольной форме зондирующего импульса U](t). Jlirf
В качестве типовых зондирующих импульсов [73] были выбраны импульсы прямоугольной (рис. 2.10а), трапецеидальной (рис. 2.106) и синусквадратной (рис. 2.10в) формы с длительностью tim и площадью
Моделирование поперечной емкостной неоднородности, находящейся на конце линии
Здесь, так же как и в п. 3.2, полагаем, что процесс отражения импульсного сигнала от емкости и процесс распространения сигнала в линии удвоенной длины, могут рассматриваться отдельно. При рассмотрении процесса отражения от емкости мы, так же как и в п. 3.2, считаем линию идеальной, то есть не имеющей затухания и неискажающей форму проходящего сигнала, с активным волновым сопротивлением Zv. При рассмотрении же процесса распространения сигнала в линии учитываются ее реальные параметры.
Запишем выражение для коэффициента отражения от емкостной нагрузки в операторной форме:
Проведем обратное преобразование Лапласа для получения зависимости коэффициента отражения от времени для прямоугольного зондирующего импульса, который будем представлять двумя функциями Хевисайда разных знаков, разделенных временным интервалом, равным длительности зондирующего импульса.
Для получения сигнала, отраженного от емкостной нагрузки необходимо взять свертку коэффициента отражения с импульсной характеристикой однородной кабельной цепи удвоенной длины: и (0 = 1- )rc(r)g(t)dT, (3.9) -00 где U] - амплитуда прямоугольного зондирующего импульса.
Были проведены расчеты ucr(t) по выражению (3.9) для кабельной цепи ТПП-0.4, различных длительностей прямоугольного зондирующего импульса и величин емкостных неоднородностей (Приложение 3.3). Результаты расчетов представлены нарис. 3.15.
Для сравнения теоретически полученных результатов с экспериментальными данными на рис. 3.16 приведены теоретически рассчитанные и экспериментально зарегистрированные отраженные сигналы (Приложение 3.3).
Из рис. 3.16 следует, что теоретически рассчитанные и экспериментально зарегистрированные сигналы по форме, длительности и амплитуде хорошо совпадают. Это позволяет рекомендовать предложенную методику для моделирования сигналов, отраженных от емкостных нагрузок. Описанная методика используется в программе «Универсальный импульсный прибор».
Выводы по третьей главе:
Впервые предложен способ моделирования поперечной емкостной неоднородности виртуальной вставкой в двухпроводную кабельную цепь. Получены выражения для волнового сопротивления, конструктивной постоянной и удельного времени задержки виртуальной вставки. Проведены теоретические расчеты формы отраженных от поперечных емкостных неоднородно-стей импульсов, которые удовлетворительно описывают форму, амплитуду и длительность отраженных импульсов, полученных экспериментально.
Впервые предложен второй способ моделирования поперечной емкостной неоднородности, основанный на упрощающем предположении о том, что процесс отражения импульсного сигнала от емкости и процесс распространения сигнала в линии длиной, равной удвоенному расстоянию до емкостной неоднородности, могут рассматриваться отдельно. Предложена эквивалентная схема поперечной емкостной неоднородности. Определена область применения предложенной модели и получено выражение для расчета формы отраженного от емкостной неоднородности импульса. Проведенные теоретические расчеты хорошо описывают форму, амплитуду и длительность отраженных импульсов, полученных экспериментально.
На основе второго способа моделирования были получены выражения для расчета формы импульса, отраженного от нагрузки, имеющей емкостный характер. Проведены теоретические расчеты, которые хорошо описывают форму, амплитуду и длительность отраженных импульсов, полученных экспериментально.
Второй способ моделирования поперечных и концевых емкостных неодно-родностей использован в программе «Универсальный импульсный прибор». Он может быть рекомендован другим исследователям для моделирования процессов отражения от комплексных неоднородностей в двухпроводных цепях при решении различных задач.
Возможность повышения разрешающей способности импульсного метода
При исследовании кабельных цепей импульсным методом обычно наблюдается много неоднородностей, импульсы, отраженные от которых, могут накладываться друг на друга, затрудняя локализацию отдельных неоднородностей. После каждой значительной неоднородности возникает так называемая «мертвая зона» [93], в пределах которой без специальной обработки невозможно обнаружить другие неоднородности.
Под разрешающей способностью импульсного метода понимают минимальное расстояние между двумя неоднородностями, которое дает возможность различить их на рефлектограмме [28, 92, 94].
Последующая обработка рефлектограммы, содержащей две неразличимые (слившиеся) неоднородности, или использование биимпульса в качестве зондирующего сигнала в ряде случаев позволяет выявить вторую неоднородность и определить расстояние до нее.
По выражениям (2.19-2.26) были проведены расчеты сигнала обратного потока кабельной цепи ТПП-0.4, содержащей две близко расположенные неоднородности. Расчеты проводились с помощью специально разработанной программы (Приложение 4.4) для прямоугольных зондирующих импульсов различной длительности, различных расстояний до первой неоднородности, различных расстояний между неоднородностями, различных соотношениях коэффициентов отражения от неоднородностей. Некоторые результаты расчетов при /„ = 50 не приведены нарис. 4.18 и 4.19.
Из рис. 4.18 видно, что значительно легче различаются неоднородности, имеющие коэффициенты отражения разного знака. Действительно, отраженные импульсы имеют разную полярность, а первый импульс имеет значительно меньшую длительность по сравнению с импульсом, отраженным от одиночной неоднородности.
Далее мы будем рассматривать более сложный случай локализации близких неоднородностей с коэффициентами отражения одного знака. Введем понятие коэффициента разрешения неоднородностей с коэффициентами отражения одного знака: Krazrl=20.\gU \tf (4.19) 2min где U2min - напряжение сигнала обратного потока, соответствующее «провалу» между импульсами, отраженными от близко расположенных неоднородностей, fymin max напряжение сигнала обратного потока, соответствующее меньшему из двух максимумов. Определенный таким образом коэффициент разрешения может изменяться от 0 дБ при ІІгтіп = fymin max, то есть при отсутствии «провала», до оо, когда fymin- 0. Неоднородности будем считать надежно различимыми, если коэффициент разрешения составляет 1.5 дБ и более.
Выражение (4.18) удовлетворительно характеризует разрешающую способность, когда знаки fymi„ и fymin max совпадают. Однако в п. 4.1 показано, что при фильтрации возникают отрицательные выбросы сигнала обратного потока, то есть возможны ситуации, при которых знаки fymin и fymin max не совпадают. При этом расчет коэффициента разрешения по выражению (4.19) оказывается невозможным.
Очевидно, что разрешающая способность увеличивается (ухудшается) с увеличением расстояния быстрее, чем по линейному закону.
Были проведены расчеты коэффициентов разрешения по выражениям (4.18) и (4.19) и погрешности определения расстояния до 2-й неоднородности 5/ для кабеля ТПП-0.4 при различных длительностях зондирующего импульса, расстояниях до первой неоднородности и между неоднородностями с одинаковыми коэффициентами отражения, равными 0.25 (табл. 4.5). Расстояние до 2-й неоднородности для расчета погрешности 8/ определялось по положению «провала».
