第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 电缆长度测量技术的研究现状 2
1.2.1 传统测量方法 2
1.2.2 电阻电桥法和电容法 4
1.2.3 时域反射测量 6
1.2.4 频域反射测量 11
1.2.5 时频域反射测量 12
1.3 时域反射技术的研究现状 14
1.4 存在的问题 16
第2章 时域反射电缆测长的理论研究 18
2.1 引言 18
2.2 电缆的等效分布参数模型 18
2.3 时域反射电缆测长原理 19
2.3.1 传输线电报方程 19
2.3.2 正弦稳态下的通解 21
2.3.3 行波在电缆上传播的电磁解释 21
2.4 传输线电报方程的数值分析 23
2.4.1 FDTD迭代算法 23
2.4.2 FDTD收敛性和稳定性分析 24
2.5 基于FDTD的时域反射电缆测长仿真实验分析 26
本章小结 28
第3章 时域反射电缆测长原理误差分析 29
3.1 测量精度的影响因素 29
3.2 高精度时间间隔测量模块设计 34
3.3 基于FPGA的时间间隔测量技术 38
本章小结 43
第4章 时域反射电缆测长非线性误差分析 44
4.1 电缆传输特性的数学模型 45
4.1.1 衰减特性 48
4.1.2 色散特性 49
4.2 脉冲信号在电缆中传播时的变化规律 50
4.3 非线性误差补偿 53
本章小结 55
第5章 时域反射电缆测长的波速特性研究 56
5.1 引言 56
5.2 电缆中行波的波速特性分析 56
5.2.1 波速的频率特性 59
5.2.2 波速的结构特性 61
5.2.3 波速的材料特性 61
5.2.4 波速的温度特性 62
5.3 电缆卷曲状态对波速的影响 68
5.4 基于遗传优化神经网络的时域反射电缆测长模型 70
本章小结 75
第6章 时域反射信号的检测与处理 76
6.1 引言 76
6.2 基于小波分析的反射波消噪技术 76
6.2.1 噪声在小波分解下的统计特性 78
6.2.2 小波阈值去噪技术 80
6.2.3 小波最优分解层数的自适应确定算法 82
6.3 反射波波前识别算法 88
6.3.1 阈值法及噪声影响分析 88
6.3.2 质心法及噪声影响分析 88
6.3.3 多项式拟合法及误差分析 90
6.3.4 基于小波的反射波波前识别算法 92
6.4 四种反射波波前识别算法试验及分析 95
本章小结 102
第7章 前景与展望 103
参考文献 105