Details

The subject of broadband pulse signal propagation in a lossy coaxial waveguide is examined in this work. The paper first examines the optimum conditions for the reflected pulse signals propagation characteristics, emphasizing that when the pipe walls conductivity is infinite, there wont be any signal distortion. On the other hand, in real-world scenarios, signal attenuation and distortion will result from contamination, the asymmetry of the pipe, and the pipes limited conductivity.The work derived the dispersion equation and found the exact solutions of the propagation constant and attenuation constant in order to investigate the impact of these factors on the pulse signals propagation. The precise answers produced can better describe the propagation properties of the pulse signal in the pipe when compared to the approximate solutions found in the literature. Additionally, the pulse waveforms derived from the exact and approximate solutions were plotted in the paper, and a comparison was made to confirm the accuracy of the precise solution.The accuracy of the reflection method for measuring liquid level will be much enhanced by this research. The propagation problem of broadband pulse signals in a lossy coaxial waveguide is methodically analyzed in this study, which offers a crucial theoretical foundation for pertinent engineering applications.

В данной работе рассматривается тема распространения широкополосного импульсного сигнала в коаксиальном волноводе с потерями. В статье сначала рассматриваются оптимальные условия для характеристик распространения отраженных импульсных сигналов, подчеркивая, что при бесконечной проводимости стенок трубы искажения сигнала не будет. С другой стороны, в реальных сценариях затухание и искажение сигнала будут вызваны загрязнением, асимметрией трубы и ограниченной проводимостью трубы. В работе выведено дисперсионное уравнение и найдены точные решения постоянной распространения и постоянной затухания для исследования влияния этих факторов на распространение импульсных сигналов. Полученные точные ответы могут лучше описывать свойства распространения импульсного сигнала в трубе по сравнению с приближенными решениями, найденными в литературе. Кроме того, в статье были построены формы импульсных сигналов, полученные из точных и приближенных решений, и было проведено сравнение для подтверждения точности точного решения. Точность метода отражения для измерения уровня жидкости будет значительно повышена благодаря этому исследованию. В данном исследовании методически анализируется проблема распространения широкополосных импульсных сигналов в коаксиальном волноводе с потерями, что дает важную теоретическую основу для соответствующих инженерных приложений.

• GRADUATE QUALIFICATION PROJECT
• MASTER’S THESIS
• 3. Project key details:
  • (signature) Name, Surname
• Contents
• Introduction
• Chapter 1. Literature Review
  • 1.1. Methods and possibilities of determining the depth of liquid levels in piping systems
  • 1.2. Broadband signal propagation in waveguide
  • 1.3. Pulse signal delay problem
• 1.4. Research and application of Bessel function
  • 1.5. Analysis of the dispersion equation
  • 1.6. Study on Pulse Attenuation Problem
    • Chapter 2 The issue of propagation of broadband signals in a coaxial waveguide
    • 2.1. Reflected pulse under ideal conditions
• 2a
• 2.2. Problems with using formulas in the literature to calculate
• Video pulses are used as signals. The shorter the pulse front (rise time from zero to maximum level), the more accurately the delay time can be determined. In Figure 2.4 shows this video pulse.
• Chapter 3 Find the pulse shape in real situations
  • 3.1. Bessel function
  • 3.2 Hankel function
• 3.2.1. A brief introduction to Hankel's equation
• 3.2.2. Derivation of the asymptotic expansion of Hankel functions of the first kind
  • 3.3. Dispersion equation
• 3.4. Comparison between approximate and exact formulas
• Figure 3.2 - similar frequency dependences of the propagation constants
• Based on the precise formula, we can draw the correct pulse diagram,the pulse shape is as shown in Figure 3.6.
• Figure 3.6 - the pulse shape in real situations
• We can see that the signal appears later than 6.7 microseconds, which is consistent with the principle of causality.
• CONCLUSION
• References