專利名稱：地下軌道無線通信用寬帶泄漏同軸電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種電纜，本實用新型也涉及一種移動通信天線。具體地說是一種應(yīng)用于地下軌道交通無線通信網(wǎng)絡(luò)中作為發(fā)射和接收無線電信號的寬帶泄漏同軸電纜。
背景技術(shù)：
泄漏同軸電纜(Leaky Coaxial Cable，LCX)，簡稱漏纜，也稱連續(xù)天線，它是遵循特定的電磁場理論，沿著普通同軸電纜的外導(dǎo)體按一定規(guī)律配置狹窄的周期性或非周期性的槽孔形成的，是一種既有傳輸線性質(zhì)又具有無線電接收發(fā)性質(zhì)的特種電纜。沿該電纜外導(dǎo)體上軸向分布的每一個開槽口都是一個電磁波輻射波源，因此，信號在電纜中傳輸?shù)耐瑫r，一部分電磁能量可以按要求從開槽口以電磁波的形式輻射到外部空間。泄漏輻射出的電磁波在傳播的過程中能被電纜沿線與電纜有一定距離的接收設(shè)備接收，從而實現(xiàn)與外部設(shè)備的通信；相反，電纜外的移動發(fā)射機(jī)所發(fā)射的信號，也能通過外導(dǎo)體上的槽口將電磁波饋進(jìn)電纜內(nèi)再傳輸?shù)焦潭ǖ慕邮諜C(jī)，實現(xiàn)外部設(shè)備與電纜的通信，因此漏纜具備與外部空間進(jìn)行全方位雙工無隙通信的功能，從而彌補(bǔ)了采用傳統(tǒng)天線通信方式所存在的通信盲區(qū)問題，可廣泛應(yīng)用于解決無線電無法到達(dá)或輔助到達(dá)區(qū)域的信息傳輸問題。目前我國正在進(jìn)行各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在交通運輸方面上，因為我國地大物博，有很大一部分的交通設(shè)施都處于半閉域或閉域空間內(nèi)，如隧道、地鐵和一些高速公路沿線，隨著信息時代的到來，這些區(qū)域的無線通信就成為一個急需解決的問題。移動通信中的無線電波在隧道等地理障礙物中傳播時，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象而不能進(jìn)行正常的通信，此類問題通常發(fā)生在經(jīng)過山脈和河流的公路或鐵路地下通道中或地鐵的無線調(diào)度系統(tǒng)中，因為隧道壁的吸收作用及電磁波在傳播過程中的干涉作用，無線電波會受到嚴(yán)重的損耗，解決這些區(qū)間內(nèi)的電波無隙覆蓋問題將使我國公共交通的通信系統(tǒng)質(zhì)量提高到一個更高的層次。當(dāng)漏纜在上述區(qū)域鋪設(shè)后，空間中就會充滿了由外導(dǎo)體上的開槽口輻射出來的電磁波，從外部發(fā)送進(jìn)來的信息就會被沿線的無線電臺或手持移動終端所接收，使得原來被認(rèn)為是通信盲區(qū)的場合實現(xiàn)無隙通信，滿足了各合作部門之間通信業(yè)務(wù)的需求，通過提高通信系統(tǒng)的實時性與可靠性，達(dá)到減少交通事故概率的目的，并且還可以為道路交通管制提供重要的通信技術(shù)支持。然而，在地下軌道交通中，同時存在站臺與隧道不同電磁環(huán)境的實際情況，已有的漏纜并不能解決這一問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種既可以保證地下軌道交通無線通信的正常進(jìn)行， 又可以保證在不需要電磁波輻射的方向上避免能量損失和信號干擾的地下軌道無線通信用寬帶泄漏同軸電纜。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型的地下軌道無線通信用寬帶泄漏同軸電纜包括內(nèi)部導(dǎo)體，外部導(dǎo)體，位于內(nèi)部導(dǎo)體與外部導(dǎo)體之間的絕緣體，外部導(dǎo)體外的絕緣護(hù)套；外部導(dǎo)體上設(shè)有開槽； 所述的開槽包括垂直開槽與傾斜開槽。所述的開槽的開槽周期為P，一個周期內(nèi)開設(shè)1-4個槽口，各槽口間距為|。傾斜開槽的傾斜槽口傾斜角為*。本實用新型以地下軌道交通寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)的信息理論基礎(chǔ)研究為背景，以作為信息傳輸媒介的泄漏同軸電纜(簡稱漏纜)為研究對象，針對地下軌道交通同時存在站臺與隧道不同電磁環(huán)境和需求的實際情況，提出了一種全新的具有異地不同輻射方向和設(shè)計理念的超寬帶漏纜，即將站臺處的漏纜部分設(shè)置成全向輻射，而將隧道處的漏纜部分設(shè)置成只有前向輻射，這樣既可以保證地下軌道交通無線通信的正常進(jìn)行，又可以保證在不需要電磁波輻射的方向上避免能量損失和信號干擾。為了實現(xiàn)寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)的可靠性和安全性，針對公安與消防 (350-365MHz)、鐵路無線調(diào)度 058_468ΜΗζ)、G 網(wǎng)(825_1850MHz)、3G (1920_2400ΜΗζ)等通信頻帶，本實用新型可以有效地抑制或消除高次諧波的散射和衰落效應(yīng)、覆蓋300-Μ00ΜΗζ 頻率范圍。垂直槽口設(shè)置在地下軌道的隧道內(nèi)，傾斜槽口設(shè)置在地下軌道的站臺處。寬帶泄漏同軸電纜內(nèi)部導(dǎo)體可以為鋁管、銅管，也可以為其它導(dǎo)電性良好的材料。絕緣體可為物理發(fā)泡聚乙烯管，或其它絕緣體構(gòu)造。外部導(dǎo)體可為薄鋁板，薄銅板，也可以為其它導(dǎo)電性良好的材料。絕緣護(hù)套可為聚乙烯管也可為其它絕緣體構(gòu)造，可根據(jù)對于低煙，低阻燃，防紫外線，防腐，最低安裝溫度等特性要求選取。本實用新型主要有以下特點(1)通過設(shè)置不同的槽口結(jié)構(gòu)及空間排列方式實現(xiàn)異域異向輻射，既可以保證通信的正常有效進(jìn)行，又可以保證在不需要電磁波輻射區(qū)域避免電磁能量的損耗和相互干擾。傾斜開槽的漏纜可以實現(xiàn)全向輻射，而垂直開槽的漏纜僅有前向輻射，因此將傾斜開槽的部分設(shè)置在站臺處，而垂直開槽的部分設(shè)置在隧道中，開槽方向都為面向列車一側(cè)。(2)為了滿足地下軌道寬頻帶無線通信的需求，本漏纜一個周期內(nèi)在外導(dǎo)體上設(shè)置的開槽口數(shù)為4個，將漏纜的使用頻帶擴(kuò)展了 8倍，可以滿足低至公安消防，高至3G移動通信的頻帶要求。(3)此種結(jié)構(gòu)的泄漏同軸電纜頻率覆蓋范圍可擴(kuò)展到300ΜΗΖ—2400ΜΗΖ。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的鋪設(shè)方式示意圖；圖3隧道內(nèi)泄漏同軸電纜輻射方向圖；圖4站臺處泄漏同軸電纜的輻射方向圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細(xì)的描述結(jié)合圖1，本實用新型的地下軌道無線通信用寬帶泄漏同軸電纜包括內(nèi)部導(dǎo)體，夕卜部導(dǎo)體，位于內(nèi)部導(dǎo)體與外部導(dǎo)體之間的絕緣體，外部導(dǎo)體外的絕緣護(hù)套；外部導(dǎo)體上設(shè)有開槽；所述的開槽包括垂直開槽11與傾斜開槽12。開槽周期為P，一個周期內(nèi)開設(shè)4個槽
口 1-4，各槽口間距為#，垂直槽口設(shè)置在地下軌道的隧道內(nèi)，傾斜槽口傾斜角為^，設(shè)置在
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地下軌道的站臺處。寬帶泄漏同軸電纜內(nèi)部導(dǎo)體可以為鋁管、銅管，也可以為其它導(dǎo)電性良
好的材料。絕緣體可為物理發(fā)泡聚乙烯管，或其它絕緣體構(gòu)造。外部導(dǎo)體可為薄鋁板，薄銅
板，也可以為其它導(dǎo)電性良好的材料。絕緣護(hù)套可為聚乙烯管也可為其它絕緣體構(gòu)造，可根
據(jù)對于低煙，低阻燃，防紫外線，防腐，最低安裝溫度等特性要求選取。圖2是地鐵站臺及隧道內(nèi)漏纜的敷設(shè)方式，漏纜與控制中心相連接，操作員發(fā)送的信息經(jīng)放大后被饋送給漏纜輻射出去，使得列車駕駛員，車站值班員及無線終端持有者都能收到控制中心發(fā)來的信息；反之，由列車司機(jī)、車站值班員和終端持有者發(fā)出的無線電信息也可以饋進(jìn)漏纜，傳輸?shù)娇刂浦行?，實現(xiàn)系統(tǒng)中各組成部分的雙工無線通信。由圖2可以看到，一條漏纜同時貫穿站臺與隧道，它輻射出來的電磁波必須同時實現(xiàn)站臺與隧道的場強(qiáng)覆蓋，但是這兩個區(qū)域所需要的電磁波輻射方向不同。在隧道內(nèi)，漏纜只需要向車輛方向發(fā)送信號，并且保證上至列車頂部，下至列車下的地面都要有場強(qiáng)覆蓋，而靠近隧道壁一側(cè)則不需要輻射電磁波；但是在站臺處，漏纜不僅要確保列車一側(cè)的信號覆蓋，同時也要確保同站臺一側(cè)的用戶進(jìn)行信息的交換，因此這部分漏纜需要在前向和后向都有電磁波的輻射，并且范圍要盡可能寬以實現(xiàn)無盲區(qū)覆蓋，基本達(dá)到全向輻射。通過設(shè)置不同的槽口結(jié)構(gòu)及空間排列方式實現(xiàn)異域異向輻射，既可以保證通信的正常有效進(jìn)行，又可以保證在不需要電磁波輻射區(qū)域避免電磁能量的損耗和相互干擾。傾斜開槽的漏纜可以實現(xiàn)全向輻射，而垂直開槽的漏纜僅有前向輻射，因此設(shè)計的漏纜將這兩種不同結(jié)構(gòu)的開槽方式有效地結(jié)合在一起，即將傾斜開槽的部分設(shè)置在站臺處，實現(xiàn)對站臺及隧道的同時覆蓋，而垂直開槽的部分設(shè)置在隧道中，僅對隧道一側(cè)進(jìn)行場強(qiáng)覆蓋，開槽方向都為面向列車一側(cè)。本實用新型采用在一個周期內(nèi)增加與原槽口相同的開槽口的方法達(dá)到擴(kuò)展漏纜使用頻帶的目的，并且在增加的開槽口數(shù)目達(dá)到3時，漏纜頻帶得到了 8倍的擴(kuò)展，滿足了地下軌道交通內(nèi)各種通信頻帶的需求，例如，從公安與消防(上行350-355MHz/下行 360-365MHZ)、鐵道無線調(diào)度(上行458士3MHz/下行468士3MHz)到民用無線通信及第三代移動通信(825-2400MHz)。圖3和圖4為新型漏纜在隧道內(nèi)和站臺上的輻射方向仿真圖，工作頻率選擇代表鐵道無線調(diào)度、GSM和TD-SCDMA的460MHz、1800MHz和2350MHz。從實驗結(jié)果可以得出對于不同頻帶和不同通信目的的電磁波，漏纜均能滿足在隧道內(nèi)單側(cè)覆蓋，而在站臺處實現(xiàn)全向輻射。
權(quán)利要求1.一種地下軌道無線通信用寬帶泄漏同軸電纜，包括內(nèi)部導(dǎo)體，外部導(dǎo)體，位于內(nèi)部導(dǎo)體與外部導(dǎo)體之間的絕緣體，外部導(dǎo)體外的絕緣護(hù)套；外部導(dǎo)體上設(shè)有開槽；其特征是所述的開槽包括垂直開槽與傾斜開槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下軌道無線通信用寬帶泄漏同軸電纜，其特征是所述的開槽的開槽周期為P，一個周期內(nèi)開設(shè)1-4個槽口，各槽口間距為|。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地下軌道無線通信用寬帶泄漏同軸電纜，其特征是傾斜開槽的傾斜槽口傾斜角為|。
專利摘要本實用新型提供的是一種地下軌道無線通信用寬帶泄漏同軸電纜。包括內(nèi)部導(dǎo)體，外部導(dǎo)體，位于內(nèi)部導(dǎo)體與外部導(dǎo)體之間的絕緣體，外部導(dǎo)體外的絕緣護(hù)套；外部導(dǎo)體上設(shè)有開槽；所述的開槽包括垂直開槽與傾斜開槽。本實用新型針對地下軌道交通同時存在站臺與隧道不同電磁環(huán)境和需求的實際情況，提出了一種全新的具有異地不同輻射方向和設(shè)計理念的超寬帶漏纜，即將站臺處的漏纜部分設(shè)置成全向輻射，而將隧道處的漏纜部分設(shè)置成只有前向輻射，這樣既可以保證地下軌道交通無線通信的正常進(jìn)行，又可以保證在不需要電磁波輻射的方向上避免能量損失和信號干擾。
文檔編號H01P3/06GK202268463SQ20112035022
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者馮琳琳, 李智楠, 楊曉冬, 王琢 申請人:哈爾濱工程大學(xué)