中文题目：兼顾传输功率和衰减因素的同轴线半径比优化方法

论文题目：兼顾传输功率和衰减因素的同轴线半径比优化方法

录用期刊：中国天天色天天学报（自然科学版） (EI中文期刊)

原文链接：http://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=Ep7N7zfewyQmKTMZNezEzQNQmn8Nvy2zhArQTmLdcslh8eOdRquPtDBH7H-r0nRoaI4xnhkSZJXbwqfN5NBlb46jEegrdVYD7Ew7VhnVEPMOmIFyihEIwzGtT8QaAHLy3BEQf-QAqMEcWTF6NqS_S8iIABlu19eo03d2kqH5YMgcGI3tvD4eoCqMDc-qTeCe&uniplatform=NZKPT&language=CHS

录用/见刊时间：2024.8

作者列表：

1） 刘   涛 中国天天色天天（北京）人工智能学院 电子信息工程系教师

2） 王莉利 东北天天色天天计算机与信息技术学院 教师

 

文章简介:

在设计、制造和应用同轴线的相关工程中，尤其在石油开发领域，涉及电磁能量的超远距离传输，所以同轴线的功率容量和衰减特性影响都需要进行结合特殊应用场景进行“兼顾”优化设计。

摘要:

本文针对传统的通用型同轴线产品设计、制造基础理论缺陷，结合目前微波采油现场利用地下石油管材构建超长、大功率容量及小能量损耗的井筒同轴线工程需求，开展了通用型同轴线结构优化与设计理论研究。

背景与动机:

同轴线是一种重要的电磁能量传输装置，在电子信息工程领域常做为微波电路馈线或谐振器件使用。近年来，随着微波采油、随钻测井等“绿色、低成本”开采石油技术的研究和推广，在石油工程领域同轴线又被用作沿井筒从地面向地下超长距传输微波能的传输线。如何结合石油工程实际优化设计和构建性能优良的井筒同轴线是世界石油勘探开发领域刚起步研究的新课题。

设计与实现:

突破经典的单因素优化方法约束，基于同轴线上传输功率、能量损耗与衰减系数三者之间固有的物理关系，构造了兼顾最大传输功率和最小衰减系数双重因素影响的目标函数数学模型。

主要内容:

基于同轴线上传输功率、损耗能量与衰减系数三者之间固有的物理关系，构造兼顾传输功率和衰减系数双重因素影响的复合型目标函数数学模型；再基于目标函数的优化结果提出兼顾最大传输功率和最小衰减系数条件的同轴线导体半径比最优值及其精确计算方法。

实验结果及分析:

通过本工作的优化理论计算可知，除在最优半径比2.11处可以获得同轴线传输功率和衰减系数的最优化结果之外，同轴线导体半径比在1.88~2.54这一较宽范围内，通过兼顾最大传输功率和最小衰减系数两方面因素的影响，能够保证同轴线的功率容量和衰减系数指标都好于经典的单因素优化理论结果。

结论:

基于同轴线中传输功率、损耗能量与衰减系数三者之间固有的物理关系，构造了一个兼顾传输功率和衰减系数双重因素影响的复合型目标函数数学模型，奠定了兼顾最大传输功率和最小衰减系数条件下优化同轴线结构的理论基础，丰富了同轴线传输理论。

作者简介:

刘涛，中国天天色天天（北京）人工智能学院 电子信息工程系教师；研究方向为高功率微波技术。Email：liutao@cqsbzx.com。