分布参数网络分析：改进节点法在互连网络中的应用

"分布参数互连网络系统分析方法研究 (2009年) - 南京理工大学学报(自然科学版), Vol.33 No.3, Jun.2009 - 吉小鹏, 葛龙, 王执给" 本文主要探讨了一种针对包含分布参数元件的网络系统的新颖分析方法，该方法扩展了改进节点法（Modified Nodal Analysis, MNA）的应用范围，使其能够处理更复杂的网络结构。传统的MNA主要用于集中参数网络的分析，即网络中的元件特性可以被集中在一个点上表示。然而，在实际的电子和通信系统中，分布参数如电感、电容和传输线等的存在使得网络分析变得复杂。 作者将整个网络划分为两部分：线性集中参数网络和线性分布参数网络。对于集中参数部分，他们运用改进节点法在频域内建立方程。改进节点法是一种电路分析技术，它通过节点电压和独立电流源来描述电路的行为，尤其适用于多端口网络。在频域中进行分析是因为频率特性对于理解分布参数的影响至关重要。 接下来，分布参数子网络以导纳矩阵的形式被引入到集中参数网络的方程中。导纳矩阵包含了网络中所有元件的导纳，即电导和电纳的复数形式，这使得分布参数网络的特性能够与集中参数网络的方程相结合。这种方法允许对整个网络进行统一的频域分析，解决了传统方法在处理分布参数时的困难。 通过一个互连网络的仿真实例，该方法的有效性得到了验证。与广泛使用的电路仿真软件HSPICE相比，该方法的仿真时间缩短到了约四分之一，表明其在计算效率上的显著优势。这不仅提高了分析速度，而且降低了计算资源的需求，对于大规模分布参数网络的分析具有重要意义。 关键词：分布参数网络，互连网络，线性网络，频域分析，系统分析，改进节点法 该研究的贡献在于提供了一种新的、高效的分析工具，对于理解和设计包含分布参数元件的复杂网络系统具有重要价值，特别是在高速电子、微波工程和光电子等领域。通过这种方法，工程师可以更好地预测和控制网络行为，优化系统性能。