[发明专利]基于三角形及其组合缝隙的漏泄同轴电缆

说明书

技术领域

本发明涉及电子科学与技术领域，具体涉及到同轴电缆外导体上缝隙辐射 的技术、即漏泄同轴电缆技术。

背景技术

在隧道、山区等受限空间和复杂环境中，分立式天线产生的电磁波传播距 离较短，并且空间场强的衰落(场强的不均匀性)较大，无线通信系统的通信质量 和可靠性降低。在这种情况下，一般采用漏泄同轴电缆代替分立式天线系统， 产生比较均匀的场强覆盖，从而提高无线通信系统的质量和可靠性。漏泄同轴 电缆已被广泛应用于地下隧道、地铁、高速铁路等复杂环境中的移动通信系统， 在中国山区的无线列车调度系统中也大量使用漏泄同轴电缆。

漏泄同轴电缆的结构与普通射频同轴电缆基本一样，不同的是在漏泄同轴 电缆的外导体上开有周期性的缝隙，使电缆内部的电磁波能量能够通过这些缝 隙耦合或辐射到外部空间，形成较为均匀的场强覆盖通道。

目前比较实用的辐射型漏泄同轴电缆其外导体上所开的缝隙主要有：斜缝 隙以及由其构成的八字形缝隙、U形缝隙、L形缝隙等，其中斜缝隙和八字形缝 隙漏泄同轴电缆仅考虑了高次模的消去，而没有考虑极化特性，因此这类漏泄 同轴电缆产生的辐射场极化比较复杂，沿缆的场强均匀性较差；U形缝隙和L 形缝隙漏泄同轴电缆则可产生以垂直极化为主的辐射场，沿缆的场强均匀性较 好，一般来说，沿漏泄同轴电缆轴线切开的水平缝隙，由于口面的垂直方向的 电场在缝隙的两个边沿大小相等方向相反，其辐射场相互抵消，所以水平缝隙 不产生辐射。但如果在水平缝隙的一端或两端沿缆的横向切开一段很小的缝隙， 就形成了所谓的L形和U形缝隙漏泄同轴电缆，这种缝隙结构沿漏泄同轴电缆 周向具有不对称性，从而破坏了水平缝隙部分口面场的对称性，使得水平缝隙 口面形成几乎单一方向的口面场，从而产生辐射。但不管是L形缝隙还是U形 缝隙，水平缝隙部分都是其主要辐射的部分，垂直短缝隙虽然可以引入小的轴 向辐射场分量，但其主要作用是为了打破结构对称性。它们的设计没有考虑到 移动通信终端不同极化状态可能引起的极化失配问题，大多为单一方向极化。 然而移动通信终端的天线并不总是保持单一的极化状态，如地铁中的手机，工 作时天线可能处于任意极化状态，因此现有漏泄同轴电缆系统可能出现由于漏 泄同轴电缆与移动终端极化失配而引起的很大的电波衰落。此外，现有的漏泄 同轴电缆的设计没有考虑漏泄同轴电缆上开缝部分对漏泄同轴电缆特性阻抗的 影响，因而容易造成由于漏泄同轴电缆特性阻抗突变所带来的开缝处反射较大、 谐振点反射强烈、传输损耗增加等问题，如L形和U形缝隙结构中的横向短缝 隙都使漏泄同轴电缆的特性阻抗产生跃变，因而该处的反射较强。

发明内容

为了克服现有技术的不足，适应复杂环境和满足高质量通信的要求，本发 明提出了缝隙处反射小、辐射场沿周向分布均匀、并且辐射波呈现椭圆极化特 征的漏泄同轴电缆。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

基于三角形及其组合缝隙的漏泄同轴电缆，包括内导体、内外导体间绝缘 介质、外导体以及外护套，均采用与普通射频同轴电缆一样的材料和方法制造。 在外导体上开有周期性的三角形缝隙、或三角旗形缝隙、或I型三角形组合缝隙 或II型三角形组合缝隙或I型三角旗形组合缝隙或II型三角旗形组合缝隙。缝隙 采用同方向排列或交错方向排列。