輻射型八字槽孔漏泄同軸電纜設(shè)計(jì)

隨著移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋面的不斷擴(kuò)大，基站站數(shù)的增多，邊緣地區(qū)對(duì)移動(dòng)信號(hào)的要求不斷提高，因?yàn)槁┬?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/同軸電纜">同軸電纜能保證信號(hào)覆蓋的不間斷性。隨著人們對(duì)高品質(zhì)移動(dòng)信息，能保證信號(hào)覆蓋的不間斷性的漏泄同軸電纜逐步受到運(yùn)營(yíng)商的重視。

輻射型(RMC)漏泄同軸電纜可用于一般通信天線難以發(fā)揮作用的區(qū)域，特別是在移動(dòng)通信系統(tǒng)分立天線無(wú)法提供足夠的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域，如高速鐵路、地鐵、鐵路隧道等電磁場(chǎng)傳播的盲區(qū)。在這些區(qū)域，由于周圍環(huán)境的狹小和阻擋，天線覆蓋受到很大限制，而漏泄電纜由于非常接近覆蓋對(duì)象且信號(hào)輻射方向垂直于輻射環(huán)境可以提供均勻的場(chǎng)強(qiáng)，所以在這些環(huán)境下對(duì)于無(wú)線信號(hào)接收裝置來(lái)說(shuō)輻射型漏泄電纜是最佳的無(wú)線覆蓋手段。本文主要介紹一種自制的7/8規(guī)格輻射型開雙八字形槽孔漏泄同軸電纜的生產(chǎn)工藝及在特定頻率下的衰減和耦合損耗的測(cè)試。

輻射型八字槽孔漏泄同軸電纜的衰減和耦合損耗測(cè)試值

隨著通信行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的人希望體驗(yàn)隨時(shí)隨地的高品質(zhì)的移動(dòng)通信。但是在封閉的狹長(zhǎng)空間，例如電梯、隧道、地鐵和地下停車場(chǎng)等等，由于空間的各個(gè)面相距很近，巷道避、地面、天花板等對(duì)電磁波有強(qiáng)烈的吸收、衰減作用以及多徑效應(yīng)。由于一般的通信天線不能發(fā)揮很好的作用，為了在封閉的狹長(zhǎng)空間實(shí)現(xiàn)通信，漏泄同軸電纜通信技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。信息化建設(shè)不僅是民眾隨時(shí)隨地通信需求的保障，也是現(xiàn)代軌道交通安全、高效運(yùn)營(yíng)的重要保障。我國(guó)從20世紀(jì)70年代中期才開始研制。漏泄同軸電纜性能優(yōu)越，到現(xiàn)在已大量應(yīng)用于歐美及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)中。軌道交通提高了民眾出行水平，被列入我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，輻射型漏泄電纜是交通信息化的最好產(chǎn)品，具有廣闊地發(fā)展前景。

漏泄同軸電纜

漏泄電纜就是在封閉空間利用同軸電纜人為開槽制造的一個(gè)傳播媒介，使無(wú)線電波在電纜中傳播并不斷地通過(guò)外導(dǎo)體上的周期性槽孔泄漏到電纜附近的空間，同時(shí)，漏泄電纜也可以接收移動(dòng)終端發(fā)射的信號(hào)并傳送到基站接收機(jī)。

耦合型(CMC)漏泄同軸電纜是在外導(dǎo)體上開一長(zhǎng)條形槽或開一組間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作波長(zhǎng)的小孔。電纜像一個(gè)可移動(dòng)的長(zhǎng)天線向外輻射電磁波，電磁波以同心圓的形式緊密分布在電纜周圍，并隨距離的增加而迅速減小，這種模式也被稱為“表面電磁波”。輻射型(RMC)漏泄同軸電纜是外導(dǎo)體上開的槽孔的間距與波長(zhǎng)(或半波長(zhǎng))相當(dāng)，其槽孔結(jié)構(gòu)使得在槽孔處信號(hào)產(chǎn)生同相迭加。由于其信號(hào)是由外導(dǎo)體上所開的槽孔直接輻射產(chǎn)生，槽孔的形狀和尺寸嚴(yán)格依據(jù)所應(yīng)用的頻率范圍而設(shè)計(jì)，因而輻射型漏泄電纜是基于頻段優(yōu)化的漏泄同軸電纜，在相關(guān)的頻段內(nèi)具有非常優(yōu)越的頻率特性。射頻信號(hào)傳輸是在工作頻率下的單模輻射，這種模式也被稱為“輻射電磁波”。表面電磁波的特點(diǎn)是低輻射、高散射;輻射波的特點(diǎn)是高輻射，低散射。

輻射型漏泄同軸電纜的主要技術(shù)為外導(dǎo)體的槽孔技術(shù)。輻射型漏泄同軸電纜的輻射特性主要是由漏泄外導(dǎo)體上這些槽孔的大小、形狀以及排列方式?jīng)Q定。與傳統(tǒng)的天饋系統(tǒng)相比，輻射型漏泄電纜天饋系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、信號(hào)覆蓋均勻，尤其適合隧道等狹小空間，可減少信號(hào)陰影及遮擋，受“填充效應(yīng)”影響小;

二、輻射型漏泄電纜本質(zhì)上是寬頻帶系統(tǒng)，某些型號(hào)的漏泄電纜可同時(shí)用于警用尋呼(160MHz)、警用無(wú)線電通信(350MHz)、全市應(yīng)急指揮(800MHz)等系統(tǒng);

三、輻射型漏泄電纜價(jià)格雖然比較貴，但當(dāng)多系統(tǒng)同時(shí)引入隧道時(shí)可大大降低總體造價(jià)。

傳輸特點(diǎn)

輻射型漏泄同軸電纜是集射頻同軸電纜及天線于一體，因此具有三大功能：(1)信號(hào)傳輸線功能，(2)發(fā)送天線的功能，(3)接收天線的功能。輻射型漏泄同軸電纜傳輸特點(diǎn)：它可以有效地避免無(wú)線通信的多普勒效應(yīng)。輻射型漏泄電纜發(fā)射功率小，可以沿線產(chǎn)生均勻的場(chǎng)強(qiáng)，徑向作用距離較遠(yuǎn)，耦合損耗較小，使用頻帶有一定范圍，存在諧振頻率，但在特定頻率下，各項(xiàng)性能指標(biāo)均已得到優(yōu)化，屏蔽了無(wú)需使用的頻段(類似于濾波器的功能)。而且電磁場(chǎng)輻射是有方向的，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾或污染，故能對(duì)工作頻率以外的干擾信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力，提升網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力，是一種綠色無(wú)信號(hào)覆蓋產(chǎn)品。但工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)復(fù)雜。另一個(gè)特點(diǎn)是耦合損耗波動(dòng)較小，一般在3-5dB范圍內(nèi)。

制造工藝

輻射型漏泄同軸電纜需要如下制造流程：

材料：無(wú)氧銅帶、絕緣芯線、護(hù)套料;

設(shè)備：沖孔機(jī)、軋紋機(jī)、護(hù)套機(jī);

模具：喇叭模、定徑模、搭接模、限位器等;

雖然輻射型漏泄電纜比射頻同軸電纜及耦合型漏泄電纜都要復(fù)雜，從技術(shù)上各個(gè)廠家存在差別，但是從市場(chǎng)應(yīng)用及要求來(lái)看，需求是一致的，如：使用頻段、系統(tǒng)損耗和產(chǎn)品規(guī)格尺寸等。本文采用開雙八字槽孔的銅帶對(duì)發(fā)泡芯線縱包后直接護(hù)套的工藝進(jìn)行制造。首先，將無(wú)氧銅帶經(jīng)沖孔機(jī)床使其開雙八字型槽孔，再經(jīng)壓紋機(jī)使其加以橫向皺紋，最后經(jīng)限位器、喇叭模、搭接模、定徑模等一系列模具，使銅帶縱包在絕緣芯線外部。進(jìn)而經(jīng)護(hù)套機(jī)進(jìn)行護(hù)套而成。

結(jié)果與討論

經(jīng)以上述工序所生產(chǎn)的7/8規(guī)格輻射型開雙八字槽孔的漏泄電纜，采用GB/T15285-94測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，采用架空輻射，將輻射型漏泄同軸電纜輻射在木桿上，離開水泥地面的高度為1.7m，半波長(zhǎng)偶極天線固定安裝在小車上，并沿著電纜平行移動(dòng)，天線的中心點(diǎn)的高度和電纜懸掛的高度相同，且半波長(zhǎng)偶極天線中心與輻射型漏泄電纜相距2m，且輻射型漏泄電纜的輻射方向與半波長(zhǎng)偶極天線方向相對(duì)。經(jīng)測(cè)試所得結(jié)果如表所示。

耦合損耗是表征輻射型漏泄同軸電纜與外界環(huán)境之間電磁波能量相互耦合強(qiáng)度的特性參數(shù)，是區(qū)別輻射型漏泄同軸電纜與其它射頻同軸電纜的唯一指標(biāo)。輻射型漏泄同軸電纜的耦合損耗越低，表明它所輻射的信號(hào)越強(qiáng)，但相應(yīng)地該電纜的衰減也相應(yīng)增大。由于當(dāng)耦合損耗值小于50dB時(shí)，漏泄電纜的衰減是很高的。因此在使用頻段為800-2400MHz時(shí)，局部耦合損耗值Lc50設(shè)計(jì)在60-70dB/2m之間，局部耦合損耗值Lc95設(shè)計(jì)在70-80dB/2m之間，射頻信號(hào)得到了比較充分的利用，既保證了射頻信號(hào)覆蓋距離，同時(shí)也不會(huì)增大衰減，保證了射頻信號(hào)的傳輸效果。