泄漏电缆与地铁覆盖应用

2015-09-01 来源:网优雇佣军微信号 我要评论(0) 字号:

漏泄电缆,最初是为了解决地下隧道之类特殊环境内无线电波难以传输问题而发展起来的。

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,并且希望有最大的横向屏蔽,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。

辐射型电缆和天线的差别就像是

长日光灯管...

…和传统电灯泡的差别。

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、漏泄电缆工作原理

按漏泄原理的不同,漏泄电缆分为三种基本类型:耦合型、辐射型和漏泄型。 其中,漏泄型可以归属辐射型。

2.1、耦合型漏缆

耦合型漏缆有许多不同的结构形式,例如,在外导体上开一长条形槽,或开一组间距远小于波长的小孔,或在漏缆两边开缝。

电磁场通过小孔衍射,激发漏缆外导体的外部电磁场。电流在外导体外表面流动,漏缆好像一条可移动的长天线,向外辐射电磁波。

与耦合模式对应的电流平行于漏缆轴线,电磁能量以同心圆的方式扩散在漏缆周围,并随传输距离的增加而迅速减少,因此这种形式的电磁波又叫“表面电磁波”。这种电磁波主要分布在漏缆周围,但也有少量随存在于附近障碍物和间断点(如吸收夹钳、墙壁处),进而产生衍射。

外导体轧纹且纹上铣小孔的电缆,是典型的耦合型漏缆。一般用于室内分布覆盖。

优点: 无抑制频带,具有全频性能。

缺点: 耦合损耗大。

2.2、辐射型漏缆

辐射型漏缆外导体上,按一定规律连续开制不同形式的槽孔,槽孔有八字形、 斜一字形、横一字形等,而电磁波就是这些槽孔产生的。

外导体上的槽孔间距d与波长λr (或半波长)有关,其槽孔结构使信号在槽孔处符合相位迭加原理。惟有精确的槽孔结构,并对应特定的工作频率,信号在槽孔处才能同相迭加。此时,耦合损耗最低,但频带很窄。高于或低于特定频率,耦合损耗都会增加。

辐射型漏缆的工作频段可由以下不等式确定:

辐射型漏缆泄漏的电磁能量有方向性,相同的泄漏能量可在辐射方向上相对集中,并且不会随距离的增加而迅速减小。

外导体上开着周期性变化的L 字槽、八字槽,是典型的辐射型漏缆。

为使TEM 型电磁波在传输过程中向外辐射一部分能量,必须在漏泄电缆外导体上开制槽孔,以便切断流过电缆外导体上的部分电流,从而产生向外辐射的激励。

开槽情况可有以下三种:

(1)与漏缆轴平行开槽

此槽为纵槽,槽孔不截断高频电流,不会形成裂缝电场,因此不会引起辐射效应。

(2)与漏缆轴正交开槽

此槽称为垂直槽或横槽,槽孔截断了高频电流,会在槽孔处形成与电流方向相同(垂直宽边)的电场E,因此会引起辐射效应。

(3)与漏缆轴向成一定角度开槽

此槽为斜槽,槽孔部分截断了高频电流,会在槽孔处形成电场,该电场E 可以分解为与宽边平行的电场E2 及与槽孔宽边垂直的电场E1。电场E1 与外导体 上高频电流方向有一个夹角θ 。E1 与是辐射电场,会引起辐射效应。

上图左边,说明了同轴电缆外导体上的高频电流和三种开槽情