Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
On long-range and high frequency propagation alongparallel strip conductors in layered media: A simplified yet accurate method using the mode matching technique in the spectral domain
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electromagnetic Engineering.
2013 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Electrical arcing in the railway environment radiates wideband noise that can disturb nearbysensitive electronics e.g. signaling systems. High frequency disturbances follow conducting wiresand rails. For Electromagnetic Compatibility reasons, radiation from wire structures is studied atspecific frequencies, to assess the risk to sensitive electrical devices further along the track.The specific problem is to construct a fast and accurate solver for computing the currents inducedby a dipole source on an arbitrary number of parallel wires inside a layered medium. In this project, atwo-layered medium is considered, each medium defined by arbitrary permittivity and permeability.Once the wire currents are known, the fields may be calculated everywhere.The approach is to transform the circular wires into equivalent strips, creating a planarly layeredstructure. The fields from a source in a layered structure may be expanded as a sum of planewaves propagating in the direction of stratification. The strip currents are expanded into Chebyshevpolynomials and together with the fields and boundary conditions, the currents are solved with themode matching technique in the spectral domain.Moreover, a simplified model for strips much narrower than the wavelength is derived, onlyconsidering axial currents, further reducing the complexity of the problem and still exhibiting highaccuracy.Unlike most full wave methods, the spectral domain approach does not rely on spatial discretisationof wires. Since infinitely long wires are considered, they are electrically large and thusconventional full wave methods yield to massive computations as many grid points are required, thusmotivating the spectral domain approach.The result is a linear system of integral equations solving the currents on an arbitrary numberof narrow strips. Results for different configurations of strips and dipole locations are shown andverified by comparing them with a commercial Method of Moments based solver, 4NEC2, using finitelengths of wire.In conclusion, a simple, fast and accurate method has been developed in Matlab for solving thecurrents along parallel strip conductors.

Abstract [sv]

Blixtar längs järnvägen strålar bredbandigt brus som kan störa närligande känslig elektronik t.ex.signaleringssystem. Högfrekventa störningar följer ledningar och spår. För elektromagnetisk förenlighet,studeras strålning från ledningstrukterer vid specifika frekvenser, för att bedömma risken förkänsliga system längre bort längs ledningen.Problemet är att konstruera en snabb och nogrann numerisk lösare för att beräkna strömmarnainducerade av en dipolkälla hos en godtycklig antal parallella ledare innuti en lagrad struktur. Idetta projekt används en tvålagrig struktur, varje medium definierad av godtycklig permittivitet ochpermeabilitet. Då strömmarna i ledningarna är kända, kan fälten bestämmas överallt.Metoden är att transformera de circulära ledarna till ekvivalenta strips, vilket skapar ett plantlagrat struktur. Fält som härör en källa i ett lagrat medium kan expanderas som en summa planavågor som utökar sig i avlagringsrikningen. Strömmar på stripen expanderas som Chebyshev polynomoch tillsammans med fält och gränsvärden, kan strömmarna tas fram med modanpassning ispektrala rummet.Utöver detta, har en simplifierad model för strips mycket smalare än våglängen härleds fram,där enbart strömmar i stripens parallella riktning utses vilket vidare förenklar problemet utan attförlora mycket nogrannhet.Olikt de alra flest helvågsmetoderna, använder sig inte spektrala metoden av rumdiskretiseringav ledare. Eftersom ledarna i frågan är oändligt långa är de elektriskt stora som gör att rumdiskretiseringkommer att orsaka för stora beräkningar då det kräver för många diskretiserings punkter,vilket motiverar valet av spektrala metoden.Resultatet är ett linjärt ekvationssystem bestående av integralekvationer för att lösa strömmarnalängs en godtycklig antal smala ledare. Resultat för olika konfigurationer av strips och dipolpositionär redovisade och överensstämmer väl med den kommersiella Method of Moments baserade lösaren4NEC2 med ändligt långa ledare.Sammanfattningsvis, har det tagits fram en enkel, snabb och nogrann metod i Matlab för attlösa strömmarna längs parallella ledande strips.

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 44 p.
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-129538OAI: oai:DiVA.org:kth-129538DiVA: diva2:652841
Educational program
Master of Science in Engineering - Electrical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-10-30 Created: 2013-10-01 Last updated: 2013-10-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

XR-EE-ETK 2013:008(993 kB)138 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 993 kBChecksum SHA-512
10b60162b91d14ea3d8b4fa328dd6d072da73a1d8fc935042705eb342f7a972f66cf7ab8ec7083e484cded71fdc8d21a1b8959244e816fd9e2f5cb65225211f7
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Electromagnetic Engineering
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 138 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 100 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf