專利名稱：同軸輻射的射頻電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同軸輻射的射頻電纜，其包括一心線、一環(huán)繞該心線的絕緣材料，以及配置在該絕緣材料之上并與該心線同心的管形外導(dǎo)體，其中在外導(dǎo)體中為電纜提供一些相互隔開的開口，使其沿該纜的圓周方向和縱向方向以彼此偏置的方式配置，且在該纜的整個(gè)長度上沿著彼此平行逐行延伸的表面線配置(見EP 0300147B1)。
由于電磁能是通過以下被描述為“狹槽”的外導(dǎo)體中的一些開口向外輸送的，所以同軸輻射的射頻電纜(為簡短起見以下被稱之為“RRF電纜”)實(shí)際上起著架空線的作用，使在接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間彼此相對輸送的通信成為可能。RRF電纜的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是在發(fā)送和接收裝置之間電纜溝部分(tunnel section)中傳送信號，優(yōu)選為在軌道上開行的車輛。RRF電纜甚至在很長的長度上也能用來使抗干擾工作成為可能。因而它們是用來確保被傳輸信號的低衰減，若有可能則無反射點(diǎn)。就此而論，該衰減乃是由RRF電纜本身所決定的電纜衰減和由高頻能量輻射造成的耦合衰減之和。
一開始提到的根據(jù)EP0300147B1的RRF電纜是打算用于寬頻帶運(yùn)行的。在其外導(dǎo)體中的圓形孔以表面線中第一行提供，而沿該電纜軸線方向延伸的一些狹槽，被配置在表面線中沿圓周方向偏置的第二行中。這些孔打算用在低頻范圍，而這些狹槽打算供高頻范圍用。按照其應(yīng)用，上述RRF電纜被局限于兩個(gè)頻率范圍。并未對RRF電纜的衰減特別是耦合衰減的影響采取措施。
本發(fā)明的目的在于按照這樣一種方式開發(fā)一種開頭描述的RRF電纜，使其盡可能具有在大的頻率范圍內(nèi)對諧振點(diǎn)(resonance point)不產(chǎn)生干擾的均勻的耦合衰減。
根據(jù)本發(fā)明，此目的是通過以下手段達(dá)到的所有的狹槽基本上沿著該電纜的圓周方向伸展；
對在移動式無線電設(shè)備(mobile radio)中用的頻率范圍工作的第一行中的狹槽，按照一種固定的重復(fù)性圖案分組配置，其在每種情形下沿該纜軸向看上去的第一個(gè)狹槽，相互處在與該頻率范圍內(nèi)擬傳輸?shù)淖畹皖l率的波長的一半相對應(yīng)的間隔下；在每組之中額外提供一些狹槽，以將該頻率范圍內(nèi)擬傳輸?shù)淖畹皖l率的整倍數(shù)考慮進(jìn)去，以及除第一行的狹槽之外的另外的狹槽，處在表面線上至少一個(gè)第二行中，且以彼此固定的間隔被配置在該纜的整個(gè)長度上，而且此間隔小于該纜上擬傳輸?shù)淖罡哳l率的波長的一半。
上述RRF電纜在不改變該狹槽配置的情況下可被用來在很寬的頻率范圍(還特別覆蓋移動無線電設(shè)備的頻率)內(nèi)傳送信號。一方面這是通過在第一行中提供具有重復(fù)性圖案的狹槽來達(dá)到的，而且對于移動無線電設(shè)備提供的最低頻率約為800MHz。另一方面通過等距離的狹槽可提供寬頻帶特性，較低的頻率或頻率范圍也可通過它而沒有干擾。根據(jù)它們的作用，該RRF電纜中的所有狹槽相互補(bǔ)充，以致于比較有利地是使耦合衰減在待傳輸?shù)恼麄€(gè)頻譜范圍內(nèi)可被減至最小，而且實(shí)際上具有固定的大小。這在移動無線電設(shè)備的頻率范圍內(nèi)尤其重要，其中對諧振點(diǎn)的干擾也不能產(chǎn)生。
此RRF電纜可以通過傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，其中將基本上穩(wěn)定的狹條(strip)連接起來以形成此外導(dǎo)體，可以通過在兩行之上分布此等距離的狹槽來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明主題的示例性實(shí)施方案表示在附圖中。圖中

圖1表示本身為已知的同軸RRF電纜的示意圖；圖2和圖3表示根據(jù)本發(fā)明的帶有在其端部被展平的外導(dǎo)體的RRF電纜的兩種不同的實(shí)施例；圖4表示對于圖3中RRF電纜其具有更精確及放大了的狹槽配置視圖的外導(dǎo)體的一部分；圖5為該RRF電纜的耦合衰減變化的曲線圖。
圖1表示一RRF電纜，例如可被敷設(shè)來在鐵路隧道(railwaytunnel)中的固定和移動設(shè)備之間傳送信號。它有一心線1、一絕緣材料2和一同心環(huán)繞著心線1的管形外導(dǎo)體3。外導(dǎo)體3例如被按照一定方式作為環(huán)繞絕緣材料3覆蓋的金屬帶敷設(shè)，帶的邊緣相互搭接。它們可以通過例如粘結(jié)、焊接或者熔接相互結(jié)合。然而該條帶的邊緣也可熔接在一起而不相互重疊。一塑料套4(也可是抗燃的)用作外部機(jī)械保護(hù)。
心線1和外導(dǎo)體3優(yōu)選包括銅。絕緣材料2可由傳統(tǒng)技術(shù)制造。因此它可以是固體的介電材料(也可以是發(fā)泡的)或者帶有螺旋管或圓盤的空氣隙介電材料(an air-space dielectric with a coil or discs)。優(yōu)選具有低的介電損耗因數(shù)的材料例如聚乙烯被用于介電材料2。護(hù)套4例如可以包括聚乙烯或聚氯乙烯。
為了達(dá)到所想望的“輻射”特性，狹槽5(其在圖1中僅作為一基本實(shí)施方案表示)被提供在該RRF電纜的外導(dǎo)體3中。在所示的例示性實(shí)施方案中，狹槽5具有矩形的無阻礙的截面。它的沿該RRF纜的圓周方向的長度大于其沿軸向的寬度。因此，狹槽5基本上是沿此RRF纜的圓周方向伸展的。替代此矩形的截面，它們也可具有向外彎曲的和準(zhǔn)橢圓的無阻礙的截面。狹槽5原則上也可以與RRF纜的軸線偏離90°的角度伸展。它也應(yīng)用于下述RRF纜示例性實(shí)施例的狹槽5。
在根據(jù)圖2的RRF纜的示例性實(shí)施例中，狹槽5按照位于該RRF纜的不同表面線上的R1和R2兩行提供。在第一行R1中，狹槽5以具有變化間隔的固定的重復(fù)性圖案被配置。狹槽5的這種配置參照圖4更準(zhǔn)確地解釋如下。第二行R2的狹槽5在此RRF纜的整個(gè)長度上具有固定的相互間隔A。此間隔A取決于擬利用該RRF纜傳輸?shù)淖罡哳l率。為避免干擾，此間隔A小于上述最高頻率的波長之中。
所選擇的第二行R2中等間距的狹槽5的無阻礙的寬度應(yīng)比較大，同樣是為了避免干擾。由于它們的軸向?qū)挾炔豢赡茏龅饺我獯螅运鼈冄貓A周方向具有相應(yīng)的大尺寸。在某些情況下配置這種大或長的狹槽5的RRF纜中外導(dǎo)體3的機(jī)械穩(wěn)定性可能被削弱。因此在RRF纜的一優(yōu)選實(shí)施例中，等距離的狹槽5被按照處于不同的表面線上的相互分開的兩行R2和R3分布。此RRF纜的相應(yīng)的例示性實(shí)施例，從圖3及4中呈現(xiàn)出來。
在根據(jù)圖3及4的RRF纜中，狹槽5被按照在三條表面線上伸展的三行R1,R2和R3配置，且此三條表面線沿RRF纜的圓周方向相互偏置并與其軸線平行。在一優(yōu)選實(shí)施例中，R1,R2和R3各行相互偏置120°。在R1,R2和R3所有三行中，狹槽5均存在于RRF纜的整個(gè)長度上。在R2和R3行中，該電纜整個(gè)長度上的狹槽5均處在對于圖2早已解釋過的固定的相互間隔A上。R2和R3行中的狹槽5優(yōu)選具有同樣的尺寸。
在第一行R1中，狹槽5被按照具有可變的相互間隔的固定的重復(fù)性圖案配置。按照所示的例示性實(shí)施例，所述圖案包括S1,S2,S3和S4四個(gè)狹槽屬于一組G。第一行R1中的狹槽5的作用是使供具有最低頻率例如800MHz的移動無線電設(shè)備用的頻率范圍工作。相鄰各組G中的每個(gè)第一狹槽S1彼此間隔A1，其與該頻率范圍內(nèi)最低頻率的波長之半(□/2)對應(yīng)。
相鄰各組G中的其它狹槽S2,S3和S4，把該頻率范圍內(nèi)狹槽S1所覆蓋的最低頻率的整倍數(shù)考慮進(jìn)去。每個(gè)狹槽S1與S1間隔為A2，此間隔對應(yīng)于該頻率范圍內(nèi)最低頻率的波長的八之一(□/8)。這考慮了兩倍于最低頻率的頻率。狹槽S3與S1之間的間隔A3，等于該頻率范圍內(nèi)最低頻率的波長的十二分之一(□/12)。這覆蓋的頻率等于最低頻率的三倍。按照作用，與狹槽S2的間隔A3和狹槽S3與S1的間隔相同的狹槽S4，也屬于狹槽S3一類。
根據(jù)本發(fā)明的RRF纜的優(yōu)點(diǎn)和工作方式，參照圖5的衰減曲線概括如下圖5表示在從0至2400MHz的頻率范圍內(nèi)的耦合衰減。這也覆蓋了對于移動無線電設(shè)備使用的頻率范圍，其在現(xiàn)行技術(shù)中約處在800MHz和2400MHz之間。
曲線K1再現(xiàn)(reproduce)的耦合衰減變化，是對于僅有根據(jù)R2行(圖2)或根據(jù)R2和R3行(圖3和4)的狹槽5的RRF纜。此耦合衰減隨頻率增高而增加是不受歡迎的。曲線K2表示的耦合衰減變是對于僅有根據(jù)R1行的狹槽5的RRF纜。此處的耦合衰減在低于約800MHz的區(qū)域內(nèi)是非常高的，其結(jié)果是這種RRF纜不能夠合適地用在此頻率范圍內(nèi)。
對于根據(jù)本發(fā)明的RRF纜其耦合衰減變化由曲線K3再現(xiàn)。除在約700MHz頻率處的突變之外，這種情況下的耦合衰減值是非常低的，且其在整個(gè)頻率范圍內(nèi)幾乎不變。它特別應(yīng)用于約800MHz的頻率，就是說移動無線電設(shè)備的頻率范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，隨著頻率的增高其耦合衰減甚至稍微有些增加。此外，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)沒有對諧振點(diǎn)的干擾存在。
權(quán)利要求
1．同軸輻射的射頻電纜，其包括一心線、一環(huán)繞該心線的介電材料，以及配置在該介電材料之上并與該心線同心的管形外導(dǎo)體，其中在該外導(dǎo)體中為電纜提供一些相互隔開的開口，使其沿該纜的圓周方向和縱向方向以彼此偏置的方式配置，且在該纜的整個(gè)長度上沿著彼此平行延伸的表面線分行配置，其特征在于所有的開口(5)基本上沿著該纜的圓周方向伸展；為在移動式無線電設(shè)備中用的頻率范圍工作，第一行(R1)中的開口(5)按照一種固定的重復(fù)性圖案分組(G)配置，其在每種情形下沿該纜軸向看上去的第一個(gè)開口(5)，相互處在與該頻率范圍內(nèi)擬傳輸?shù)淖畹皖l率的波長的一半相對應(yīng)的間隔(A1)下；在每組(G)之中額外提供一些開口(5)，以將該頻率范圍內(nèi)擬傳輸?shù)淖畹皖l率的整倍數(shù)考慮進(jìn)去，以及除第一行(R1)的開口(5)之外的另外的開口(5)，處在表面線上一第二行(R2)中，且以彼此固定的間隔被配置在該纜的整個(gè)長度上，而且此間隔小于該纜上擬傳輸?shù)淖罡哳l率的波長的一半。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電纜，其特征在于此開口(5)按在不同的表面線上分開的兩行(R2和R3)被配置成固定的相互間隔。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的電纜，其特征在于，在第一行(R1)的每組(G)之中，第二個(gè)開口(5)的設(shè)置是在距其相應(yīng)的第一個(gè)開口(5)為一距離(A2)處，且其為該頻率范圍內(nèi)擬傳輸?shù)淖畹皖l率的波長的八分之一。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的電纜，其特征在于，在第一行(R1)的每組(G)之中，設(shè)置另外兩個(gè)開口(5)，其中之一位于距第一個(gè)開口(5)為間隔(A3)處，另一個(gè)開口位于距第二個(gè)開口(5)為間隔(A3)處，且此間隔相應(yīng)于該頻率范圍內(nèi)擬傳輸?shù)淖畹皖l率的波長的十二分之一。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的電纜，其特征在于該開口(5)具有矩形的無阻礙截面。
全文摘要
一種同軸的RRF電纜,包括心線、環(huán)繞心線的介電材料和配置其上的同心的外導(dǎo)體。在外導(dǎo)體中提供一些相互隔開的開口(5),沿纜的圓周及縱向方向彼此偏置地配置,且在纜的整個(gè)長度上沿彼此平行的表面線分行(R1,R2,R3)配置。所有的開口基本上沿纜的圓周方向伸展。第一行(R1)中的開口按固定的重復(fù)性圖案分組(G)配置,相鄰組第一個(gè)開口間的間隔為A1,其余開口則考慮其最低傳輸頻率的整倍數(shù)。其它行中的開口以彼此固定的間隔配置在整個(gè)長度上。
文檔編號H01Q13/20GK1319919SQ01111799
公開日2001年10月31日 申請日期2001年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月28日
發(fā)明者額爾哈德·瑪赫蘭德特, 馬克·戴維斯 申請人:阿爾卡塔爾公司