Modeles analytiques originaux pour la determination des parametres lineiques des lignes et cables multifilaires parcourus par des signaux large bande

A New analytical models of shielded or unshielded multiwire cable parameters subjected to electromagnetic wave, in a wide range of frequencies

• Auteur / Autrice : Mamadou Kane
• Direction : Philippe Auriol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Génie électrique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône1992-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Signal, Théorie du (télécommunications)

Ondes décamétriques

Compatibilité électromagnétique

Mots clés libres

Réseaux

Lignes multifilaires

Câbles blindés

Couplages

Paramètres linéiques

Résumé

La présence d'ondes électromagnetiques perturbatrices au voisinage des lignes et cables peut occasionner une altération des signaux émis et quelques fois la destruction des appareils connectés aux extremités. Pour prévoir les niveaux des signaux parasites et dans le but de les reduire, il est important d'envisager une modélisation fine des structures filaires et ceci avec un temps de calcul acceptable. Pour y repondre, des modèles analytiques de simulation plus ou moins detaillés ont été mis au point. Nous verrons tout au long du chapitre I que les modèles existants n'envisagent pas, dans des configurations générales, la prise en compte de la proximité des conducteurs les uns par rapport aux autres. Ceci pose un sérieux problème alors que l'on assiste de plus en plus à un besoin soutenu d'intégration des circuits et systèmes. Notre travail s'inscrit dans la correction de ces défauts et propose des modèles de type circuit caractérisant les lignes et cables blindés en tenant compte des effets de peau et de proximité intervenant dans les milieux conducteurs. Les hypothèses quasi-tem sont adoptées et des matrices d'impédances et d'admittances des structures filaires sont determinées sur une large gamme de fréquences (fréquences pour lesquelles les courants de déplacements dans les conducteurs restent négligeables). Après une analyse critique des méthodes et modèles existant dans le chapitre I, nous proposons dans le chapitre II un modèle original de calcul des paramètres des lignes multifilaires (avec effets de peau et de proximité). Enfin, le chapitre III propose un modèle de détermination des paramètres des cables multifilaires blindés. Les modèles proposés sont de type circuits équivalents et sont valides par des méthodes utilisant la technique des éléments finis ou par une comparaison avec des mesures, sur une gamme de fréquences allant de 0 a 10 mhz.

The coupling of incident fields (plan wave, lightning stroke, nuclear electromagnetic pulse, current injection,. . . ) with lines or cables gives rise to over voltage which can damage electrical and electronic apparatus connected at the ends of these lines or cables. Accurate line or cable models are needed to solve these problems. Most of existing models suppose losseless lines or take account only of the skin effects in conductors. Nowadays most of electrical and electronic systems are very integrated, so the skin and the proximity effects cannot be neglected. The analytical modelling of shielded or unshielded multiwire telecommunication and power cables proposed in this PhD report involved the calculation of cable parameters in a frequency range covering (o Hz, 10 MHz). These calculations include the skin and the proximity effects considerations in conducting materials. In chapter I we point out the weakness of the existing models. A new multiwire closely line parameters is proposed in the chapter II. In the chapter III, a new multiwire shielded cable primary parameters is given.