專利名稱：射線放射電纜和包含在其中的射線放射元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線電設(shè)備，可用作天線系統(tǒng)中的輻射元件，或 者用作無線接入各種類型的無線電通訊的分布式天線饋電線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域已知的各種類型的輻射同軸電纜，將無線電發(fā)射線和長的天線的特性結(jié)合在一起。在這些裝置中，分接(tapping)和輻射功能 通過開口 (插槽)或成組的開口來執(zhí)行，這些開口制成在同軸線部分 的外導(dǎo)體中(W0， A， 9917401) ，(RU， A， 2231180)。輻射電纜用于在高速公路和鐵路上的各種隧道中、地道中、地下 結(jié)構(gòu)中，例如多層停車場、大型建筑的地下部分、甚至是位于由鋼筋 混凝土構(gòu)成的大型多層建筑的背后的場地中，它們旨在用來消除"死 區(qū)"或無線電通信陰影區(qū)。最便宜的和最簡化的輻射電纜具有均勻分布的輻射開口。例如， 這些開口被設(shè)置在由俄羅斯生產(chǎn)的射頻系統(tǒng)電纜RCF 78-50、 RLF 78-50、 RLKW-78-50系列或電纜RI 17-33、 RI 50-24-31、 RI 50-33-31， 等。這種類型的輻射電纜的一個缺點(diǎn)是輻射的電磁能不均勻。由于在
電纜中的損耗，位于電纜的供電一側(cè)的輻射能量電平比電纜端部的輻射能量電平高許多倍。這樣，對于一個具有500米長，直徑7/8"的 輻射電纜，并且在900 MHz時具有的損耗為4. 1 dB/100米，在電纜的 始端和末端的輻射電平的差別大于20 dB，也就是100倍。這種電纜 的使用導(dǎo)致在電纜始端的電磁能量的過度消耗，和在電纜的末端能量 的損耗，因此，導(dǎo)致通信區(qū)域減少。已知的輻射電纜沿著電纜具有不均勻分布的輻射開口 (US， A， 5276413)。這種電纜由許多公司制造，包括射頻系統(tǒng)，具有一般名稱"vario"。 參見，例如，RLV 114-50. WDCS產(chǎn)品目錄，版本1， 06.02.050， KB17/00197-01， p.42。上述專利(US， A， 5276413)的技術(shù)解決方案是從輻射電纜的始 端到末端，使用有規(guī)律變化的開口位置密度。當(dāng)沿著電纜的系統(tǒng)損耗 增加達(dá)到一個設(shè)定的限定值時，開口密度被有規(guī)律地加倍，超過上述 限定值，通信質(zhì)量將不能得到保證。輻射電纜的系統(tǒng)損耗被定義為 電纜傳播損耗加上從電纜到位于距離輻射電纜2米處的接受器偶極天 線的輻射電磁能的傳播損耗的和。從上述美國專利的技術(shù)方案可以知道，對于具有560米長的電纜 的系統(tǒng)損耗，在沒有開口的電纜中具有的衰減損耗為-3.7 dB/100米。 對于帶有在輻射電纜的1米的距離處制造的開口輻射電纜的第一個 138米的輻射損耗是0. 35 dB/100米，和在電纜上的總的損耗是-4. 05 dB/100米。數(shù)值90 dB作為系統(tǒng)損耗的限定值。當(dāng)在距離138米的地 方達(dá)到這個數(shù)值，開口的數(shù)量被加倍。輻射損耗增加到0.7 dB/100 米，在電纜上的總損耗達(dá)到4.4 dB/100米。在下一個開口數(shù)量加倍的時候，因此輻射損耗加倍，這將導(dǎo)致各 個間隔縮短到127、 110、 86、 60、和38米，和每一米的開口數(shù)量將 分別增加到2、 4、 8、 16、和32。這樣，每1米的開口數(shù)量從1加倍到32，使得具有560米長度的 輻射電纜保持必要的輻射電平以維持900 MHz的通信。如果輻射電纜需要具有不同的長度，那么沿著電纜長度方向開口 的另一種分布將會是最佳的。這樣的輻射電纜可以根據(jù)固定的長度在市場上獲得，例如600、 700、 800米等。不同之處不僅僅在長度上，而且還在輻射元件-開口 的分布結(jié)構(gòu)上。在所述專利(US， A， 52776413)中描述的技術(shù)方案的缺點(diǎn)是，制 造復(fù)雜和需要種類繁多的輻射電纜的類型("vario")，來滿足輻射 電纜長度、傳播損耗、電纜輻射等的各種需要；這將導(dǎo)致它們的小規(guī) 模，并且因此生產(chǎn)成本非常高。此外，在鋪設(shè)電纜時，其鋪設(shè)的實際 需要的電纜長度與輻射電纜的制造長度范圍的差別產(chǎn)生了電纜不合理 的大量浪費(fèi)。沿著輻射電纜("vario")的長度方向上的輻射開口的 分布密度的變化，僅僅旨在用于確保恒定的輻射電平。同時，在實際 情況下需要不同的輻射電平，例如，當(dāng)鋪設(shè)通過隧道，平臺，大的和 小的地基等的一種類型的電纜時。因此，上面描述的技術(shù)方案的局限是--當(dāng)一個輻射電纜具有很大的長度，距離連接電磁能量源最遠(yuǎn)的 其輻射元件-開口，輻射最低電平的電磁能量，并且由于每個輻射開口 具有恒定的分接系數(shù)，輻射開口(開口組)離電磁能量源的距離越遠(yuǎn)， 這種電平就會越低；-分接系數(shù)的恒定特性使得不能依靠輻射電纜(不存在或存在盲 區(qū))的特殊的操作狀態(tài)調(diào)整輻射功率，在鋪設(shè)電纜之前使得輻射開口 具有一定的間距，如同實際上通常從市場上獲得的輻射電纜類型，導(dǎo) 致在沒有無線電接受死區(qū)的部分電磁能的無用的損耗。最接近的是一種輻射電纜，其包含同軸電纜段，該同軸電纜由 電介質(zhì)層包圍的內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體制成；和至少兩個輻射元件，其被制 成為有將電磁能分接和輻射到周圍空間內(nèi)的可能，其中旨在依靠插入 物分接電磁能的開口被制成在同軸電纜段的外導(dǎo)體、電介質(zhì)層和內(nèi)導(dǎo) 體中(RU， A， 2181518)。該裝置中的插入件被制造成螺釘?shù)男螤?，該螺釘通過螺紋連接的 方式安裝到同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)，并且螺釘頭部在同軸電纜的電介質(zhì) 層內(nèi)。如前面已知的裝置，該裝置中的輻射元件是制成在同軸電纜的 外導(dǎo)體上的開口。與其它裝置相比，這種技術(shù)方案子具有如下的優(yōu)點(diǎn) 由于將放射狀插入件插入電纜的內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)，該放射狀插入件的橫 截面積小于輻射開口的表面積，所以插入件可用作增加分接系數(shù)和減 少駐波比率。這樣的插入件能夠通過引入不規(guī)律的相反信號來補(bǔ)償外 導(dǎo)體的不規(guī)律。此外，由于改變了在內(nèi)導(dǎo)體中的高頻電流的路徑，并
且使其更接近輻射開口的平面，因此，這樣的插入件能夠提高輻射電 平和改善其均勻性。插入物可以設(shè)有導(dǎo)電附件，使能夠適應(yīng)最低的VSWR值。這種技術(shù)方案的缺點(diǎn)是-在很長的輻射電纜并且開口均勻分布的情況，那些離連接電磁 能量源的點(diǎn)最遠(yuǎn)的開口，輻射電磁能的電平不足；_在鋪設(shè)電纜之前以一定的間隔設(shè)置輻射開口，導(dǎo)致在不具有無 線電接受盲區(qū)的部分電磁能的無用的損耗；_缺乏適應(yīng)性，因為輻射開口的尺寸總是從開發(fā)者設(shè)定的特定頻 率進(jìn)行選擇，不可能在外導(dǎo)體中制成開口之后，再減少這樣的尺寸；-低輻射能力的一個開口導(dǎo)致必須安裝大量匹配的插入件，其制 造和調(diào)整很復(fù)雜；-在同時調(diào)諧和調(diào)節(jié)用于在寬頻波段操作的裝置時，不可能獲得 最小和最大的可能的分接系數(shù)；-由于當(dāng)螺絲釘或?qū)щ姼郊挥谕S電纜的外導(dǎo)體的內(nèi)部時，為 了調(diào)整插入位置的目的，螺絲釘或?qū)щ姼郊?yīng)被旋進(jìn)/旋出，因為螺絲 釘或?qū)щ姼郊褂寐菁y連接的必要性，所以它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且調(diào)諧 耗時；-在一段已經(jīng)鋪設(shè)好的主同軸電纜上安裝這樣的裝置是復(fù)雜的， 例如，在地下隧道或其它相當(dāng)長的地基中安裝。從俄羅斯專利中描述的技術(shù)方案可知， 一種用于分接和輻射電磁 能的裝置-輻射元件。輻射元件包括在同軸電纜中，并且包含同軸電纜
的一段，其存在于由電介質(zhì)層包圍的內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體中，其中旨在依 靠插入件來分接和輻射電磁能的開口被制成在同軸電纜的外導(dǎo)體、電介質(zhì)層和內(nèi)導(dǎo)體中(RU， A， 2181518)。 該技術(shù)方案的局限分別為-缺乏適應(yīng)性，因為輻射開口的尺寸總是從開發(fā)者設(shè)定的特定頻 率進(jìn)行選擇，不可能在外導(dǎo)體中制成開口之后，再減少這樣的尺寸；_因為插入件總是被連接到內(nèi)導(dǎo)體上，所以分接系數(shù)的絕對值低 和調(diào)節(jié)范圍?。籣在同時調(diào)諧和調(diào)節(jié)用于在寬頻波段操作的裝置時，不可能獲得 最小和最大的可能的分接系數(shù)；-由于當(dāng)螺絲釘或?qū)щ姼郊挥谕S電纜的外導(dǎo)體的內(nèi)部時，為 了調(diào)整插入位置的目的，螺絲釘或?qū)щ姼郊?yīng)被旋進(jìn)/旋出，因為螺絲 釘或?qū)щ姼郊褂寐菁y連接的必要性，所以它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且調(diào)諧 耗時；-在一段已經(jīng)鋪設(shè)好的主同軸電纜上安裝這樣的裝置是復(fù)雜的， 例如，在地下隧道或其它相當(dāng)長的地基中安裝。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是基于制造一種輻射電纜的目的，該輻射電纜有助于消除 在過度電磁能輻射情況的電磁能的不合理損失，對于給定能量的能量 源，其使能夠使用更少的能量來源或增加輻射電纜的有效長度，這也 可以確保在寬頻波段操作，增加分接系數(shù)的調(diào)節(jié)范圍，簡化設(shè)計和確
保簡易的調(diào)節(jié)和安裝，也就是確保在主同軸電纜較早鋪設(shè)的部分中任 何必要的地方安裝輻射元件的可能性。另一個目的是，為了改善輻射 電纜和用于分接和輻射電磁能的裝置的工作特性，制造相應(yīng)的輻射元 件，確保在寬頻波段工作的可能性，增加分接系數(shù)的調(diào)節(jié)范圍，簡化 其結(jié)構(gòu)、調(diào)整和安裝。還有一個目的是制造一種輻射電纜，在操作過 程中，在可操作地改進(jìn)和增量該電纜的情況下，實現(xiàn)形成任意形式的 通訊區(qū)域的可能性為了實現(xiàn)所述的目的和獲得所述的技術(shù)效果，以已知的輻射電纜 為基礎(chǔ)，已知的輻射電纜包括同軸電纜段，其由被電介質(zhì)層包圍的 內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體制成；和至少兩個輻射元件，其被制成為有將電磁能 分接和輻射到周圍空間內(nèi)的可能；開口，其被制成在同軸電纜的外導(dǎo) 體、電介質(zhì)層和內(nèi)導(dǎo)體中，其旨在依靠插入件來分接電磁能。根據(jù)本 發(fā)明，所述的插入件由絕緣線段制成，為了將電磁能輻射到周圍空間 內(nèi)，插入件的一端安裝在開口內(nèi)，另一端位于同軸電纜段的外導(dǎo)體的 外部。本發(fā)明的輻射電纜還可能有其它的實施例，其中值得介紹的是-_為了改變電磁能分接系數(shù)，所述的插入件被緊緊地安裝，有在 開口中移動該插入件的可能；_插入件的所述絕緣電線被制成剛性的，有將其對于同軸電纜段 橫向地定位的可能；_引入介電盒，其中制有開口，位于外導(dǎo)體的外部的絕緣電線的 端部被安裝在介電盒內(nèi)，所述的介電盒被安裝在同軸電纜段的外導(dǎo)體 上，并且橫向地對著它。-引入附加輻射元件，附加輻射元件以在同軸電纜段的外導(dǎo)體內(nèi) 的開口的形式被制成。參照附圖，本發(fā)明的所述優(yōu)點(diǎn)和特定特征將通過最佳實施例的描 述來說明。


圖1是本發(fā)明的輻射電纜的全視圖；圖2是具有一個輻射元件(用于分接和輻射電磁能的裝置)的電 纜的縱向和橫向截面；圖3 _與圖2相同，示出介電盒；圖4示出VSWR與輻射元件頻率的依存關(guān)系；圖5示出在有直線段和轉(zhuǎn)向的地下通道中的具有輻射元件的輻射 電纜的布置；圖6示出當(dāng)所述交通工具從地下通道的一端到另一端，并且信號 通過四個標(biāo)準(zhǔn)天線發(fā)射出來時，載有乘客的地下交通工具中的信號電 平的相關(guān)性；圖7與圖6相同，示出為了清除通訊區(qū)域中的"縫隙"，在鋪設(shè) 在天線之間的電纜上安裝兩個輻射元件之后，當(dāng)所述交通工具從地下 通道的一端到另一端，并且信號通過四個標(biāo)準(zhǔn)天線發(fā)射出來時，載有 乘客的地下交通工具中的信號電平的相關(guān)性；圖8與圖6相同，示出為了在整個范圍形成連續(xù)的通訊區(qū)域，沿
著整個地下通道安裝20個輻射元件之后，當(dāng)所述交通工具從地下通道 的一端到另一端，并且信號通過四個標(biāo)準(zhǔn)天線發(fā)射出來時，載有乘客的地下交通工具中的信號電平的相關(guān)性；圖9示出VSWR與本發(fā)明輻射電纜的距離的依存關(guān)系的曲線圖。
具體實施方式
輻射電纜(圖1)包含同軸電纜段l，同軸電纜段1包含內(nèi)導(dǎo)體2 和外導(dǎo)體4，內(nèi)導(dǎo)體2被電介質(zhì)層3包圍。該裝置具有至少兩個或三 個輻射元件5，制成的輻射元件5可將電磁能分接和輻射到周圍空間 內(nèi)。同軸電纜段l (圖2、 3)的外導(dǎo)體4，電介質(zhì)層3和內(nèi)導(dǎo)體2設(shè) 有開口 6，開口 6旨在依靠插入件7來分接電磁能。插入件7由一段 包含導(dǎo)體8和絕緣體9構(gòu)成的絕緣線制成。絕緣線的一端安裝在開口 6中，另一端位于同軸電纜線1的外導(dǎo) 體4的外部，其可將電磁能輻射到周圍空間內(nèi)。為了改變電磁能分接系數(shù)，插入件7被緊緊地安裝，有在開口 6 中移動插入件7的可能(圖2、 3)。插入件7的絕緣線可以被制成剛性的，有將其對于同軸電纜段1 橫向地定位的可能(圖1、 2)。插入件7的絕緣線可以被制作得非常柔軟。在這個實施例中，引 入介電盒IO，其中制有開口 (圖3)。位于外導(dǎo)體4的外部的絕緣線 的端部，被安裝在介電盒10的內(nèi)部。介電盒IO被安裝在同軸電纜段 1的外導(dǎo)體4上(或在防護(hù)物上，防護(hù)物可以通過常規(guī)的手段制造， 沒有表示在圖l-3中)，并且相對其橫向地安裝。介電盒10實現(xiàn)固定 插入件7的功能并且保護(hù)其不受外部的作用。輻射電纜也可以包括附加輻射元件11，附加輻射元件11制成為 同軸電纜段1中的開口 (圖1)。用于分接和輻射電磁能的本發(fā)明的裝置，分別包含(圖1、 2、 3): 同軸電纜段l，同軸電纜段l包含內(nèi)導(dǎo)體2和外導(dǎo)體4，內(nèi)導(dǎo)體2被電 介質(zhì)層3包圍。同軸電纜段1的外導(dǎo)體4、電介質(zhì)層3和內(nèi)導(dǎo)體2設(shè) 有開口 6，開口 6旨在依靠插入件7來分接電磁能。插入件7由一段 包含導(dǎo)體8和絕緣體9構(gòu)成的絕緣線制成。絕緣線的一端安裝在開口 6中，另一端位于同軸電纜段1的外導(dǎo) 體4的外部，其可將電磁能輻射到周圍空間內(nèi)。為了改變電磁能分接系數(shù)，插入件7被緊緊地安裝，有在開口 6 中移動插入件7的可能(圖2、 3)。插入件7的絕緣線可以被制成剛性的，有將其對于同軸電纜段1 橫向地定位的可能。插入件7的絕緣線可以被制作得非常柔軟。在這個實施例中，引 入介電盒IO，其中制有開口 (圖3)。位于外導(dǎo)體4的外部的絕緣線 的端部，被安裝在介電盒10的內(nèi)部。介電盒IO被安裝在同軸電纜段 1的外導(dǎo)體4上(或在絕緣襯墊上，絕緣襯墊可以通過常規(guī)的手段制 造，沒有表示在圖卜2中)，并且相對其橫向地安裝。如上所述，介 電盒10實現(xiàn)固定插入件7的功能并且保護(hù)其不受外部的作用。輻射電 纜(圖1-3)按如下操作。輻射元件5 (圖1)的數(shù)量由同軸電纜段1的長度和輻射電纜的傳輸線路的輻射盲區(qū)的存在情況決定。盲區(qū)越多，則安裝在傳輸線路上的輻射元件5就越接近，每個輻射元件由包含導(dǎo) 體8和絕緣體9的絕緣線段構(gòu)成，也就是，用于分接和輻射電磁能的 這種裝置(圖2、 3)可以被安裝在特別需要的地方。與最接近的類似的解決方案不同，外導(dǎo)體4中的開口不輻射，但 是用作通過插入件7，插入件7由同軸電纜段1內(nèi)部和外部的絕緣線 制成。當(dāng)電磁波在同軸電纜段1中傳播，其在插入件7中(絕緣線完成 四分之一波偶極子的功能)激發(fā)射頻電流，這輪到它們結(jié)果將電磁波 輻射到周圍空間內(nèi)。對于給定的頻率波段，通過選擇絕緣線的長度和直徑，還通過選 擇介電盒10的電參數(shù)和幾何參數(shù)，使同軸電纜段1與插入件7相匹配。通過移動插入件7在寬的范圍內(nèi)調(diào)整電磁能分接系數(shù)，分接系數(shù) 由將絕緣線引入同軸電纜段1的深度來決定。如圖2和3所示，作為 引入插入件7的結(jié)果，分接系數(shù)可以從最大值(圖2)改變到最小值 (圖3)。如同試驗表明，可在寬的范圍內(nèi)調(diào)整電磁能分接系數(shù)。作 為引入插入件7的結(jié)果，分接系數(shù)可以從最大值(負(fù)10 dB)改變到 最小值(負(fù)30 dB或更小)。本發(fā)明裝置的實際意義是最大地簡化設(shè)計，方便安裝。輻射元件 5可以容易地安裝在長輻射電纜段1的任何部分。為此目的，能夠在 輻射電纜段1的外表面上鉆出開口 6。只要由絕緣線制成的插入件7
能夠以一定的緊度安裝，就能夠選擇為開口 6的直徑。這確保了可在開口6中移動絕緣線，以調(diào)整和改變電磁能分接系數(shù)。制作開口6和 安裝輻射元件5所必需的時間不會超過5分鐘。如果插入件7的絕緣線被制成得相當(dāng)硬，那么不需要支撐裝置， 其就可以相對于同軸電纜段l橫向定位(圖l、 2)。如果插入件7的絕緣線被制作成柔軟的，例如，絕緣銅線，那么 就使用介電盒10 (圖3)，為了在插入件7移進(jìn)開口 6之后固定插入 件7的目的，在介電盒中制成用于絕緣線的內(nèi)孔。位于外導(dǎo)體4的外 部的絕緣線的端部，被設(shè)置在介電盒10的內(nèi)部(圖2、 3)。介電盒 10被設(shè)置在同軸電纜段的外導(dǎo)體4上，橫向地朝向后者，例如，使用 膠水或標(biāo)準(zhǔn)密封裝置將介電盒IO連接到同軸電纜段1的防護(hù)物(沒有 表示在圖1-3中)上，用于射頻連接。輻射電纜還可以包括附加的輻射元件11，其僅僅在同軸電纜段1 的外導(dǎo)體中以開口的形式制成(圖1)。這樣的開口可以設(shè)置在接近 電磁能量源的位置，在那里最小的能量會被從電磁能量源分接和輻射。 處于開口形式的附加元件11也可以通過在同軸電纜段1的外導(dǎo)體4 中鉆相應(yīng)的開口 (或成組的開口)，在一定的位置中形成。本發(fā)明的裝置可以通過切割絕緣線來很容易的調(diào)整。需要的能量 僅僅通過改變插入件7進(jìn)入到同軸電纜段1內(nèi)的引入深度來調(diào)整。可 以通過排除一些或減少開口 6的數(shù)量和相應(yīng)的輻射元件5的數(shù)量來降 低電纜的輻射能力。通過改變開口 6中插入件7的位置來調(diào)整位于接 近電磁能量源的輻射元件5和那些離電磁能量源最大距離的輻射元件
5兩者的輻射電平，更深的位置包括其位置在內(nèi)導(dǎo)體2中(圖2)，或 者更淺的位置，例如，在電介質(zhì)層3中(圖3)。由于沒有輻射元件5 安裝在連續(xù)接收的區(qū)域，沒有接收死區(qū)的電磁能量損失被消除。對于 輻射元件5的VSWR與頻率的依存關(guān)系在圖4中示出。與以開口的形式 制作的那些的數(shù)量相比，減少輻射元件5的數(shù)量，能夠使用有較小的 電磁能量源的來源，或者對于有給定能量的來源，增加輻射電纜的有 效長度。
圖5中可見，輻射元件5在直線的地道中的安裝密度少于在轉(zhuǎn)向 的地道中的安裝密度。而且，在轉(zhuǎn)向的地道中，輻射元件5被引入輻 射電纜段1內(nèi)的更大的深度，這樣不僅能補(bǔ)償在其中的衰減，而且能 補(bǔ)償由無線電波在具有急轉(zhuǎn)彎的地道中傳播引起的額外損耗。給出的 例子示出的是與鋪設(shè)輻射電纜的情況一致的可能的輻射電平的適應(yīng)形 態(tài)。
當(dāng)在莫斯科地鐵中建造GSM-900蜂窩網(wǎng)絡(luò)時，本發(fā)明輻射電纜的 實用性和功效已經(jīng)通過試驗確認(rèn)。
為了改善在地下通道中的通信質(zhì)量，用下面的參數(shù)使用本發(fā)明的 裝置
插入件7的長度為95 mm，導(dǎo)體8的直徑為2腿，絕緣體9的直 徑為7 mm。由聚乙烯制成的介電盒10的直徑為10 mm。同軸電纜1 的外導(dǎo)體4的直徑為30mm，內(nèi)導(dǎo)體2的直徑為13腿。對于形成使用 的輻射電纜插入件7，其具有從負(fù)13到負(fù)30 dB的分接系數(shù)。
在兩個車站A和B之間具有700米長的地道中建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的第一階
段，兩個標(biāo)準(zhǔn)天線(A1和A4)被安裝在地道的始端和末端，并且兩個 標(biāo)準(zhǔn)天線(A2和A3)被移動到距離每一側(cè)150米的地道的內(nèi)部部分(圖 6)。使用同軸連接器將天線Al-A3連接到同軸電纜段1上。天線A1 和A2被連接到在地鐵車站A的GSM基站裝置上，天線A3和A4連接到 在地鐵車站B的GSM基站裝置上。安裝在地道內(nèi)的天線具有很大的增 益，并且天線被朝著地道的內(nèi)部部分定向。
圖6示出當(dāng)交通工具從地下通道的一端到另一端，也就是說從車 站A到車站B時，載有乘客的地下交通工具中的信號電平的相關(guān)性。 來自不同車站的信號通過不同強(qiáng)度的黑色曲線表示在圖6中。保證通 信質(zhì)量必須的信號電平等于負(fù)90 dBi?？梢郧逦乜吹叫盘柕乃膫€峰 值，其對應(yīng)于四個標(biāo)準(zhǔn)天線?？梢钥吹讲粌H在地道的中部而且在天線 之間，通信區(qū)域有間隙。通信區(qū)域是信號電平超過負(fù)90 dBm的區(qū)域。
在第二階段，輻射元件5被安裝在同軸電纜段1上，給天線A3 提供動力使其向地道移動。按照所要求的技術(shù)方案，輻射元件被制成 插入件7 (在圖7中，輻射元件5的插入件7被標(biāo)記作為A5和A6)。 輻射元件5之間的間隔大約是40米，分接系數(shù)是負(fù)13dB。輻射元件 5的兩個插入件7安裝完之后，信號電平的記錄表示在圖7中。兩個 附加的峰值與兩個附加安裝的輻射元件5 (A5和A6)的輻射相對應(yīng)。 可以看到，通信區(qū)域的縫隙僅僅保留在地道的中心。
在第三階段，地道標(biāo)準(zhǔn)天線A2和A3被斷開，帶有輻射元件5 (插 入件制成為與所要求的技術(shù)方案相一致)的同軸電纜段1被沿著整個 地道鋪設(shè)。在地道的始端和末端，輻射元件5之間的間隔是40米，在
地道的中心，輻射元件5之間的間隔是20米。能量分接系數(shù)也不相同 從在地道兩端的負(fù)30 dB到在地道中間的負(fù)13 dB。在第三階段信號 電平的記錄表示在圖8中。可以看到，當(dāng)從兩端向同軸電纜段提供能 量，平均信號電平是約75 dBi，這有很大余地地確保了在整個地道中 的高質(zhì)量通信。
圖9示出在對于具有500米長度的地道中有18個輻射元件6的同 軸電纜段l， VSWR與距離的依存關(guān)系的曲線圖?？梢钥吹?，對于輻射 元件5的所有插入件7， VSWR的值低于1. 15。
因此，與最接近的類似方案相比，所要求保護(hù)的技術(shù)方案確保了 -對于一個輻射元件5的更大的分接系數(shù)，因此輻射元件的數(shù)量 減少了；
_為了形成所需的通信區(qū)域，由于改變了插入件7進(jìn)入同軸電纜
段l的引入深度，可以有效地控制輻射能量；
-在操作電纜的過程中，可以糾正和增加通信區(qū)域；
_在任何情況下，最大限度地簡化設(shè)計，方便安裝，并且因此本
發(fā)明的輻射電纜具有更低的成本。
工業(yè)實用性
用于分接和輻射電磁能的本發(fā)明的輻射電纜和輻射裝置可以非常 成功地以工業(yè)的規(guī)模應(yīng)用在有必要確保蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信和無線接入通信 的各種用途的地道、船艙、地下結(jié)構(gòu)、大的商業(yè)中心、多層停車場和 其它大而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中。
權(quán)利要求
1、一種輻射電纜，包含同軸電纜段，其包含被電介質(zhì)層包圍的內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體；和至少兩個輻射元件，其被制成為有將電磁能分接和輻射到周圍空間內(nèi)的可能；開口，被制成在同軸電纜的外導(dǎo)體、電介質(zhì)層和內(nèi)導(dǎo)體中，其旨在依靠插入件來分接電磁能，其特征在于，所述插入件由一段絕緣線制成，其一端被安裝在開口中，和另一端位于同軸電纜段的外導(dǎo)體的外部，有將電磁能輻射到周圍空間內(nèi)的可能。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輻射電纜，其特征在于，為了改變電磁 能分接系數(shù)，所述插入件被緊緊地安裝，有在所述開口中移動所述插 入件的可能。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輻射電纜，其特征在于，所述插入件的 所述絕緣線被制成剛性的，有將其對于所述同軸電纜段橫向地定位的 可能。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輻射電纜，其特征在于，引入介電盒， 其中制有開口，定位于所述外導(dǎo)體的外部的所述絕緣線的端部被設(shè)置 在所述介電盒內(nèi)，所述介電盒被設(shè)置在所述同軸電纜段的所述外導(dǎo)體 上，橫向地對著所述同軸電纜段。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輻射電纜，其特征在于，引入附加輻射 元件，其被制成為在所述同軸電纜段的所述外導(dǎo)體中的孔。
6、 一種用于電磁能分接和輻射的裝置，其包含同軸電纜段，其 由內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體制成，內(nèi)導(dǎo)體被電介質(zhì)層包圍；開口，其制成在所 述外導(dǎo)體、所述電介質(zhì)層和所述內(nèi)導(dǎo)體中，其旨在依靠插入件用于電磁能分接，其特征在于，所述插入件由絕緣線段制成，其一端被安裝 在所述開口中，和另一端被定位在所述同軸電纜段的所述外導(dǎo)體的外 部，有將電磁能輻射到周圍空間內(nèi)的可能。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，為了改變電磁能分 接系數(shù)，所述插入件被緊緊地安裝，有在所述開口中移動所述插入件 的可能。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述插入件的所述絕緣線被制成剛性的，有將其對于所述同軸電纜段橫向地設(shè)置的可能。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，引入介電盒，其中制有開口，和定位于所述外導(dǎo)體的外部的所述絕緣線的端部被設(shè)置在 所述介電盒內(nèi)，所述介電盒被設(shè)置在所述同軸電纜段的所述外導(dǎo)體上， 并且橫向地對著所述同軸電纜段。
全文摘要
本發(fā)明的射線放射電纜包括同軸電纜段(1)和至少兩個射線放射元件(5)。所述的射線放射元件以插入件的形式具體表現(xiàn)出來。同軸電纜段(1)的外導(dǎo)體(4)、電介質(zhì)層(3)和內(nèi)導(dǎo)體設(shè)有開口，其在那里被具體化并且依靠所述的插入件用于分接電磁能。插入件由絕緣線制成，其一端放置在開口中，和其另一端設(shè)置在同軸電纜段(1)的外導(dǎo)體(4)的外部，以這樣的方式，電磁能被輻射到環(huán)境內(nèi)。電磁能的分接和輻射裝置以所述的射線放射元件(5)的形式具體表示出來。
文檔編號H01P3/06GK101164193SQ200680013853
公開日2008年4月16日 申請日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者A·A·加爾琴科夫, A·V·舍斯托夫, I·A·克利馬紹夫, K·V·格里申, M·D·布卡托夫, M·S·納扎羅夫, O·K·魯任, R·V·馬爾陳科 申請人:“自動化、信息系統(tǒng)和電信”股份有限公司