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漏泄同轴电缆的结构以及应用
2021-07-05

漏泄同轴电缆,是一种特殊的同轴电缆,与普通同轴电缆的区别在于:其外导体上开有用作辐射的周期性槽孔。普通同轴电缆的功能,是将射频能量从电缆的一端传输到电缆的另一端,并且希望有*大的横向屏蔽,使信号能量不能穿透电缆以避免传输过程中的损耗。但是,漏泄电缆的设计目的则是特意减小横向屏蔽,使得电磁能量可以部分地从电缆内穿透到电缆外。当然,电缆外的电磁能量也将感应到电缆内。

1、漏泄同轴电缆构成

漏泄同轴电缆主要由内导体、绝缘介质、带槽孔外导体和电缆护套等构成。内导体采用光滑铜管或轧纹螺旋铜管,外导体采用簿铜皮,其上开制不同形式的槽孔纵包而成,槽孔形式多种多样,有八字形、U 字形、┙字形、一 字形、椭圆形等,而且槽孔的排列也不尽相同。

2、传输损耗和耦合损耗

 

2.1、传输损耗

 

漏缆的纵向传输损耗,即传输损耗或传输衰减,是描述漏缆内部所传输电磁能量损失程度的重要指标。

 

下图以下行信号为例,表明了射频信号经漏缆传输的路由。信源产生的下行射频信号,一边向前传输,一边向外泄漏。


设漏缆的输入

功率是Pin,输出功率是Pout,则漏缆传输损耗与漏缆长度有关,单位是dB/100m,其计算公式为

2.2、耦合损耗

 

耦合损耗是描述漏泄电缆辐射量与可接收量的综合指标。

 

耦合损耗值的定义是:漏泄电缆内的信号与离开电缆特定距离(一般为2米) 处的半波长偶极天线所接收的信号之比(dB)。该损耗值是建立在天线距离漏缆为2米的前提下的,假定天线距离是6米而不是2米的话,所测得的耦合损耗会 增加约5dB。

 

根据定义,耦合损耗与信号在漏缆中的传输距离无关,而且应由槽孔辐射损耗和空间传播损耗两部分构成。这是因为,槽孔泄漏出来的射频能量,并未被接收天线所全部接收,其中大部分在空间传播中损耗掉了。接收天线离漏缆愈近, 接收的射频能量愈多。

 

根据工程测定值,耦合损耗L0 的计算公式为:

显然,耦合损耗越小(泄漏越多)则传输衰减越大,但可以选择槽孔结构以使耦合能量尽量大,而使因漏泄附加的传输衰减尽量小。

 

3、泄漏电缆在地铁覆盖中的应用

 

3.1、地铁隧道结构特点

 

地铁隧道从结构上分为双洞单线和单洞双线两种基本形式。

 

双洞单线式隧道,列车的去行和回行区间各自采用单独的隧道,隧道宽度一般为4米,每个隧道洞内只铺设一条轨道。

 

单洞双线式隧道,列车的去行和回行区间共用同一条隧道,隧道宽度一般不超过9米,每个隧道洞内铺设两条轨道。

 

除运营线路之外,地铁隧道还包括维修线和折返线,该段线路的距离短、车速慢、话务需求低,可以采用板状天线进行覆盖。

 

地铁区间隧道是一类特殊的场景,与站厅、站台有很大的差异,其中以下几点会对无线信号引入系统实施产生影响:

 

1)隧道几乎为全封闭场景,隧道列车高速驶入隧道时,前方空气受到挤压会产生强风;

 

2)隧道顶部一般为高压电网,给列车提供牵引动力,严禁安装其他设备;

 

3)隧道两侧安装设备的空间有限,超出安装界限会影响行车安全;

 

4)无线信号在隧道内传播会产生隧道效应;

 

5)列车车体对无线信号的穿透损耗较大。地铁列车多为类似K型、D字型列车,车体损耗在15dB以上,但列车车窗玻璃的穿透损耗不超过7dB。


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