[发明专利]在周向45°角范围内辐射圆极化波的漏泄同轴电缆

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，无线通信系统的可靠性降 低，无线数据传输系统误码率会增加。在这种情况下，采用漏泄同轴电缆可以 产生比较均匀的场强覆盖，从而提高无线通信系统的可靠性。漏泄同轴电缆的 提出已有50多年的历史，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。

除外导体外，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，使电缆外导体成为不完全封 闭的导体，因而电缆内的电磁波能量能够通过外导体上的周期性缝隙耦合或辐 射到外部空间，形成沿漏泄同轴电缆的一条电波通道，该通道中的场强分布比 较均匀，系统的通信可靠性大大提高。

现有的漏泄同轴电缆的设计基本上都是为了实现单一方向的电磁波极化， 如八字形缝隙漏泄同轴电缆、L形缝隙以及U形缝隙漏泄同轴电缆都是为了产 生以垂直极化为主的电磁波而设计，移动接收端采用相应的垂直极化天线可接 收到较强的信号。这种单一极化的设计思想主要源于过去漏泄同轴电缆的应用， 过去的应用主要是针对移动车辆顶部的垂直单极天线，因而需要垂直极化为主 的电波覆盖。然而，如今的漏泄同轴电缆已经广泛应用于各种移动通信系统， 移动通信终端并不总是保持某种单一极化状态，如地铁中的手机，多数时候不 是接电话，而是发信息、上网等，这时手机天线的极化可能处于任何状态，即 使接电话，由于内置天线的采用，手机的极化状态也不一定是垂直状态，极化 失配会导致严重的电波衰落，使传输质量大大降低。因此单一极化为主的漏泄 同轴电缆并不是很适合需要多极化电波覆盖的应用场合，在这种情况下，圆极 化是一种最好的选择，圆极化波能够与任何线极化接收系统实现良好的极化匹 配，不会出现大的电波衰落，一些重要通信系统、如卫星通信系统，为了保证 通信质量，常采用圆极化波辐射。如何使漏泄同轴电缆产生圆极化波辐射是目 前人们还没有想过的问题，因为漏泄同轴电缆看起来结构简单，难以实现圆极 化。然而，在深入研究中发现，如果漏泄同轴电缆采用带有斜边的一些缝隙是 可以形成圆极化波辐射的。现在的移动通信已经不仅仅是当初的手机电话通话， 内置式手机天线的应用也使得手机天线的极化变得很复杂，单一的电磁波极化 方式已难以满足移动通信高质量和高速率的要求，为此需要能够发射圆极化波 的漏泄同轴电缆。到目前为止，还没有看到其它漏泄同轴电缆产品能够产生圆 极化波的报道。

发明内容

为了克服现有技术不能产生圆极化波辐射的不足，本发明提出了两种能够 实现圆极化波辐射的在周向45°角范围内辐射圆极化波的漏泄同轴电缆结构

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

采用与普通射频同轴电缆一样的材料和方法制造本发明所提出的在周向45° 角范围内辐射圆极化波的漏泄同轴电缆的内导体、内导体和外导体间的绝缘介 质、外导体以及外护套；在其外导体上周期性地开交叠三角形缝隙对或三角旗 形缝隙对两种结构。缝隙采用同方向排列或交错方向排列。

第一种结构为交叠三角形缝隙对结构，称为结构一；第二种结构为三角旗 形缝隙对结构，称为结构二，这两种结构都能够在漏泄同轴电缆周向45°至50° 的张角范围内实现极化轴比小于3dB的圆极化波的辐射，在其余区域内则可以 实现与现有漏泄同轴电缆相同的极化轴比较大的椭圆极化或线极化波覆盖。这 两种漏泄同轴电缆能够与处于不同极化状态的移动终端(如地铁中任意放置的 多媒体手机)实现极化匹配，使通信质量得到保证，数据传输速率得到提高。