A method for extracting the parameters of a multiconductor transmission line

• Autorzy: Kowalski Jacek , Hałgas Stanisław

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.01.03

Warianty tytułu

PL

Metoda ekstrakcji parametrów wieloprzewodowej linii transmisyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper considers linear circuits, including lumped elements and uniform multiconductor transmission lines immersed in a homogenous medium. The problem of extracting the line's per–unit–length parameters at a given frequency is solved using a numerical approach. The proposed method exploits measured input and output voltage phasors of the line operating in the circuit. The core of the method is an iterative procedure for solving a system of nonlinear equations obtained after some rearrangement of the standard description of the line. A numerical example was presented to validate the proposed solution process.

PL

W artykule rozważono obwody liniowe zawierające elementy skupione oraz wieloprzewodowe linie transmisyjne umieszczone w ośrodku jednorodnym. Problem ekstrakcji jednostkowych parametrów, przy zadanej częstotliwości, rozwiązano za pomocą podejścia numerycznego. Proponowana metoda wykorzystuje pomiary wartości symbolicznych (fazorów) napięcia wejściowego i wyjściowego linii pracującej w obwodzie. Rdzeniem metody jest iteracyjna procedura rozwiązywania układu równań nieliniowych. Układ ten otrzymano na drodze przekształceń standardowego opisu linii. W celu walidacji proponowanego rozwiązania przedstawiono przykład numeryczny.

Słowa kluczowe

EN

iterative procedure; multiconductor transmission line; nonlinear equation; numerical approach; per–unit–length parameter

PL

procedura iteracyjna; wieloprzewodowa linia transmisyjna; równania nieliniowe; parametry jednostkowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 1
• Strony: 13--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kowalski Jacek

• Politechnika Łódzka, Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki, Instytut Elektroniki, Al. Politechniki 10, budynek B9, 93-590 Łódź

autor

Hałgas Stanisław

• Politechnika Łódzka, Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Stefanowskiego Informatyki i Automatyki, Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej, ul. Stefanowskiego 18, 90-537 Łódź

Bibliografia

• 1. Degerstrom M. J., Gilbert B. K. and Daniel E. S., „Accurate resistance, inductance, capacitance, and conductance (RLCG) from uniform transmission line measurements”, 2008 IEEEEPEP Electrical Performance of Electronic Packaging, San Jose, CA, 2008, pp. 77-80. doi: 10.1109/EPEP.2008.4675881.
• 2. Dikhaminjia N., Rogava J., Tsiklauri M., Zvonkin M., Fan J. and Drewniak J. L., „Fast Approximation of Sine and Cosine Hyperbolic Functions for the Calculation of the Transmission Matrix of a Multiconductor Transmission Line”, in IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 57, no. 6, pp. 1698-1704, Dec. 2015. doi: 10.1109/TEMC.2015.2470176.
• 3. Kim J., Oh D. and Kim W., „Accurate Characterization of Broadband Multiconductor Transmission Lines for High-Speed Digital Systems”, in IEEE Transactions on Advanced Packaging, vol. 33, no. 4, pp. 857-867, Nov. 2010. doi: 10.1109/TADVP.2010.2050204.
• 4. Paul C.R., Analysis of Multiconductor Transmission Lines, 2nd Edition. IEEE Press - John Wiley & Sons, Inc., New York, 2008.
• 5. Plaza G., Mesa F. and Horno M., „Quick computation of (C), (L), (G), and (R) matrices of multiconductor and multilayered transmission systems”, in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 43, no. 7, pp. 1623-1626, July 1995. doi: 10.1109/22.392928.
• 6. Sampath M. K., „On addressing the practical issues in the extraction of RLGC parameters for lossy multiconductor transmission lines using S-parameter models”, 2008 IEEEEPEP Electrical Performance of Electronic Packaging, San Jose, CA, 2008, pp. 259-262. doi: 10.1109/EPEP.2008.4675929.
• 7. Shinh G. S., Nakhla N. M., Achar R., Nakhla M. S., Dounavis A. and Erdin I., „Fast transient analysis of incident field coupling to multiconductor transmission lines”, in IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 48, no. 1, pp. 57-73, Feb. 2006. doi: 10.1109/TEMC.2006.870694
• 8. Specogna R., „Extraction of VLSI Multiconductor Transmission Line Parameters by Complementarity”, in IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, vol. 22, no. 1, pp. 146-154, Jan. 2014. doi: 10.1109/TVLSI.2012.2232320
• 9. Tadeusiewicz M., Hałgas S., „A method for diagnosing soft short and open faults in distributed parameter multiconductor transmission lines”, in Electronics 2021, vol. 10, no. 1, 35, 2021. doi:10.3390/electronics10010035.
• 10. Tadeusiewicz M., Hałgas S., „Parametric fault diagnosis of very high-frequency circuits containing distributed parameter transmission lines”, in Electronics, vol. 10, no. 5, 550, 2021. doi: 10.3390/electronics10050550
• 11. Versolatto F. and Tonello A. M., „An MTL Theory Approach for the Simulation of MIMO Power-Line Communication Channels”, in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 26, no. 3, pp. 1710-1717, July 2011. doi: 10.1109/TPWRD.2011.2126608
• 12. Williams D. F., Rogers J. E. and Holloway C. L., „Multiconductor transmission-line characterization: Representations, approximations, and accuracy”, in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 47, no. 4, pp. 403-409, April 1999. doi: 10.1109/22.754872
• 13. Zhang H., Siebert K., Frei S., Wenzel T. and Mickisch W., „Multiconductor transmission line modeling with VHDL-AMS for EMC applications”, 2008 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Detroit, MI, 2008, pp. 1-6. doi: 10.1109/ISEMC.2008.4652114