專利名稱：地下軌道無(wú)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(shí)用新型涉及的是一種電纜，本實(shí)用新型也涉及一種移動(dòng)通信天線。具體地說(shuō)是一種應(yīng)用于地下軌道交通無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中作為發(fā)射和接收無(wú)線電信號(hào)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(jiǎn)稱漏纜，也稱連續(xù)天線，它是遵循特定的電磁場(chǎng)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(wú)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(gè)開(kāi)槽口都是一個(gè)電磁波輻射波源，因此，信號(hào)在電纜中傳輸?shù)耐瑫r(shí)，一部分電磁能量可以按要求從開(kāi)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(guò)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(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通信；相反，電纜外的移動(dòng)發(fā)射機(jī)所發(fā)射的信號(hào)，也能通過(guò)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(shí)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(wú)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(wèn)題，可廣泛應(yīng)用于解決無(wú)線電無(wú)法到達(dá)或輔助到達(dá)區(qū)域的信息傳輸問(wèn)題。目前我國(guó)正在進(jìn)行各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在交通運(yùn)輸方面上，因?yàn)槲覈?guó)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(shí)代的到來(lái)，這些區(qū)域的無(wú)線通信就成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。移動(dòng)通信中的無(wú)線電波在隧道等地理障礙物中傳播時(shí)，將會(huì)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(wèn)題通常發(fā)生在經(jīng)過(guò)山脈和河流的公路或鐵路地下通道中或地鐵的無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)中，因?yàn)樗淼辣诘奈兆饔眉半姶挪ㄔ趥鞑ミ^(guò)程中的干涉作用，無(wú)線電波會(huì)受到嚴(yán)重的損耗，解決這些區(qū)間內(nèi)的電波無(wú)隙覆蓋問(wèn)題將使我國(guó)公共交通的通信系統(tǒng)質(zhì)量提高到一個(gè)更高的層次。當(dāng)漏纜在上述區(qū)域鋪設(shè)后，空間中就會(huì)充滿了由外導(dǎo)體上的開(kāi)槽口輻射出來(lái)的電磁波，從外部發(fā)送進(jìn)來(lái)的信息就會(huì)被沿線的無(wú)線電臺(tái)或手持移動(dòng)終端所接收，使得原來(lái)被認(rèn)為是通信盲區(qū)的場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)無(wú)隙通信，滿足了各合作部門之間通信業(yè)務(wù)的需求，通過(guò)提高通信系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(shí)存在站臺(tái)與隧道不同電磁環(huán)境的實(shí)際情況，已有的漏纜并不能解決這一問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種既可以保證地下軌道交通無(wú)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(hào)干擾的地下軌道無(wú)線通信用寬帶泄漏同軸電纜。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的地下軌道無(wú)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(kāi)槽； 所述的開(kāi)槽包括垂直開(kāi)槽與傾斜開(kāi)槽。所述的開(kāi)槽的開(kāi)槽周期為P，一個(gè)周期內(nèi)開(kāi)設(shè)1-4個(gè)槽口，各槽口間距為|。傾斜開(kāi)槽的傾斜槽口傾斜角為*。本實(shí)用新型以地下軌道交通寬帶無(wú)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(jiǎn)稱漏纜)為研究對(duì)象，針對(duì)地下軌道交通同時(shí)存在站臺(tái)與隧道不同電磁環(huán)境和需求的實(shí)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(jì)理念的超寬帶漏纜，即將站臺(tái)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(wú)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(hào)干擾。為了實(shí)現(xiàn)寬帶無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)的可靠性和安全性，針對(duì)公安與消防 (350-365MHz)、鐵路無(wú)線調(diào)度 058_468ΜΗζ)、G 網(wǎng)(825_1850MHz)、3G (1920_2400ΜΗζ)等通信頻帶，本實(shí)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(tái)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(duì)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(shí)用新型主要有以下特點(diǎn)(1)通過(guò)設(shè)置不同的槽口結(jié)構(gòu)及空間排列方式實(shí)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(kāi)槽的漏纜可以實(shí)現(xiàn)全向輻射，而垂直開(kāi)槽的漏纜僅有前向輻射，因此將傾斜開(kāi)槽的部分設(shè)置在站臺(tái)處，而垂直開(kāi)槽的部分設(shè)置在隧道中，開(kāi)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(wú)線通信的需求，本漏纜一個(gè)周期內(nèi)在外導(dǎo)體上設(shè)置的開(kāi)槽口數(shù)為4個(gè)，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(dòng)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(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)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(tái)處泄漏同軸電纜的輻射方向圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)的描述結(jié)合圖1，本實(shí)用新型的地下軌道無(wú)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(kāi)槽；所述的開(kāi)槽包括垂直開(kāi)槽11與傾斜開(kāi)槽12。開(kāi)槽周期為P，一個(gè)周期內(nèi)開(kāi)設(shè)4個(gè)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(tái)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(duì)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(tái)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(wú)線終端持有者都能收到控制中心發(fā)來(lái)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(wú)線電信息也可以饋進(jìn)漏纜，傳輸?shù)娇刂浦行?，?shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各組成部分的雙工無(wú)線通信。由圖2可以看到，一條漏纜同時(shí)貫穿站臺(tái)與隧道，它輻射出來(lái)的電磁波必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)站臺(tái)與隧道的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋，但是這兩個(gè)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(hào)，并且保證上至列車頂部，下至列車下的地面都要有場(chǎng)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(tái)處，漏纜不僅要確保列車一側(cè)的信號(hào)覆蓋，同時(shí)也要確保同站臺(tái)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(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)覆蓋，基本達(dá)到全向輻射。通過(guò)設(shè)置不同的槽口結(jié)構(gòu)及空間排列方式實(shí)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(kāi)槽的漏纜可以實(shí)現(xiàn)全向輻射，而垂直開(kāi)槽的漏纜僅有前向輻射，因此設(shè)計(jì)的漏纜將這兩種不同結(jié)構(gòu)的開(kāi)槽方式有效地結(jié)合在一起，即將傾斜開(kāi)槽的部分設(shè)置在站臺(tái)處，實(shí)現(xiàn)對(duì)站臺(tái)及隧道的同時(shí)覆蓋，而垂直開(kāi)槽的部分設(shè)置在隧道中，僅對(duì)隧道一側(cè)進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)覆蓋，開(kāi)槽方向都為面向列車一側(cè)。本實(shí)用新型采用在一個(gè)周期內(nèi)增加與原槽口相同的開(kāi)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(kāi)槽口數(shù)目達(dá)到3時(shí)，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(wú)線調(diào)度(上行458士3MHz/下行468士3MHz)到民用無(wú)線通信及第三代移動(dòng)通信(825-2400MHz)。圖3和圖4為新型漏纜在隧道內(nèi)和站臺(tái)上的輻射方向仿真圖，工作頻率選擇代表鐵道無(wú)線調(diào)度、GSM和TD-SCDMA的460MHz、1800MHz和2350MHz。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出對(duì)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(tái)處實(shí)現(xiàn)全向輻射。
權(quán)利要求1.一種地下軌道無(wú)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(kāi)槽；其特征是所述的開(kāi)槽包括垂直開(kāi)槽與傾斜開(kāi)槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下軌道無(wú)線通信用寬帶泄漏同軸電纜，其特征是所述的開(kāi)槽的開(kāi)槽周期為P，一個(gè)周期內(nèi)開(kāi)設(shè)1-4個(gè)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(wú)線通信用寬帶泄漏同軸電纜，其特征是傾斜開(kāi)槽的傾斜槽口傾斜角為|。
專利摘要本實(shí)用新型提供的是一種地下軌道無(wú)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(kāi)槽；所述的開(kāi)槽包括垂直開(kāi)槽與傾斜開(kāi)槽。本實(shí)用新型針對(duì)地下軌道交通同時(shí)存在站臺(tái)與隧道不同電磁環(huán)境和需求的實(shí)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(jì)理念的超寬帶漏纜，即將站臺(tái)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(wú)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(hào)干擾。
文檔編號(hào)H01P3/06GK202268463SQ20112035022
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)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(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)