WO2006091121A2 - Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein - Google Patents
Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein Download PDFInfo
- Publication number
- WO2006091121A2 WO2006091121A2 PCT/RU2006/000052 RU2006000052W WO2006091121A2 WO 2006091121 A2 WO2006091121 A2 WO 2006091121A2 RU 2006000052 W RU2006000052 W RU 2006000052W WO 2006091121 A2 WO2006091121 A2 WO 2006091121A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- coaxial cable
- cable
- radiating
- insert
- electromagnetic energy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/203—Leaky coaxial lines
Definitions
- Such radiating cables are produced by segments of a fixed length, as a rule, 600, 700, 800 m, etc., and differ not only in length, but also in the arrangement of the radiating elements - holes.
- a limitation of the technical solution described in the well-known patent is the complexity of manufacturing and the variety of types of emitting radiating cables (“vario”) designed to satisfy a variety of needs along the length of the cable, the amount of propagation loss, cable radiation, etc. ., which makes their production small-scale and, therefore, very expensive.
- the difference in the practically necessary cable length when laying it from the actually produced series of lengths of radiating cables by the manufacturer leads to unreasonably large cable waste during installation.
- An electromagnetic wave propagating in a piece of coaxial cable 1 excites high-frequency currents in insert 7, an insulated wire that performs the function of a quarter-wave vibrator, which in turn leads to the emission of electromagnetic waves into the surrounding space.
- the coordination of the length of the coaxial cable 1 with the insert 7 for a given frequency range is achieved by choosing the length and diameter of the insulated wire, as well as the electrical and geometric parameters of the dielectric casing 10.
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
The inventive radiation-emitting cable comprises a coaxial cable segment (1) and at least two radiation-emitting elements (5). Said radiation-emitting element is embodied in the form of an insert. The external conductor (4), dielectric layer (3) and the internal conductor of the coaxial cable segment (1) are provided with an opening which is embodied therein and used for tapping electromagnetic energy by means of said insert. The insert is made from an insulated wire segment whose one end is placed in the opening and the other end is arranged outside of the external conductor (4) of the coaxial cable segment (1) in such a way the electromagnetic energy is irradiated into environment .The electromagnetic energy tapping and irradiating device is embodied in the form of said radiation-emitting element (5).
Description
ИЗЛУЧАЮЩИЙ КАБЕЛЬ И ИЗЛУЧАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, ВХОДЯЩИЙ В ЕГО СОСТАВ RADIATING CABLE AND RADIATING ELEMENT INCLUDED IN ITS COMPOSITION
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве излучателя в антенных системах или как распределённая антенно-фидерная система для беспроводного доступа к различным системам телекоммуникаций.The invention relates to radio engineering and can be used as a radiator in antenna systems or as a distributed antenna-feeder system for wireless access to various telecommunication systems.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Из предшествующего уровня техники известны различные конструкции излучающих коаксиальных кабелей, которые сочетают в себе свойства радиопередающей линии и протяженной антенны. В этих устройствах функцию ответвления и излучения выполняют отверстия (щели) или группы отверстий, выполненные во внешнем проводнике отрезка коаксиальной линии. (WO, А, 9917401), (RU5 А, 2231180).From the prior art, various designs of radiating coaxial cables are known that combine the properties of a radio transmission line and an extended antenna. In these devices, the function of branching and radiation is performed by holes (slots) or groups of holes made in the outer conductor of a segment of a coaxial line. (WO, A, 9917401), (RU 5 A, 2231180).
Излучающие кабели используют во всевозможных туннелях, авто и железных дорог, метро, подземных сооружениях, например, многоэтажных автостоянках, подвалах крупных зданий и даже во дворах за крупными многоэтажными зданиями из железобетона, и они предназначены для ликвидации «мepтвыx» зон или зон «paдиo- тeни», в которые не проникают радиоволны. Наиболее дешёвые и простые излучающие кабели имеют равномерно распределённые излучающие отверстия. Например, такие отверстия имеют выпускаемые фирмой «Radio Frеquепсу Systems» серии кабелей RCF 78-50, RLF 78-50? RLKW - 78-50 или производимые российской промышленностью серии кабелей РИ 17-33, РИ 50-24-31, РИ 50-33-31 и др.Radiant cables are used in all kinds of tunnels, cars and railways, subways, underground structures, for example, multi-storey car parks, basements of large buildings and even in the yards behind large multi-storey buildings made of reinforced concrete, and they are designed to eliminate “dead” zones or zones “radio- shadows ”into which radio waves do not penetrate. The cheapest and simplest radiating cables have uniformly distributed radiating holes. For example, do such openings have the RCF 78-50, RLF 78-50? Cable series manufactured by Radio Frequeps Systems? RLKW - 78-50 or RI 17-33, RI 50-24-31, RI 50-33-31, and other series of cables manufactured by the Russian industry.
Недостатком такого типа излучающего кабеля является неравномерность излу- чения электромагнитной энергии. Из-за потерь в кабеле уровень излучённой мощности со стороны запитки кабеля во много раз превышает уровень излучения в конце кабеля. Так для излучающего кабеля длиной 500 м, диаметром 7/8 дюйма, имеющего потери 4.1 дБ/100 м на частоте 900 МГц отличие в уровне излучения в начале и в конце кабеля составит более 20 дБ, т.е. в 100 раз. Использование такого кабеля приводит к избыточному расходу электромагнитной энергии в начале кабеля и уменьшению этой энергии в конце кабеля, а, следовательно, к уменьшению протяженности зоны связи.The disadvantage of this type of radiating cable is the unevenness of the emission of electromagnetic energy. Due to losses in the cable, the level of radiated power from the power supply side of the cable is many times higher than the level of radiation at the end of the cable. So for a radiating cable 500 m long, 7/8 inch in diameter, having a loss of 4.1 dB / 100 m at a frequency of 900 MHz, the difference in the level of radiation at the beginning and at the end of the cable will be more than 20 dB, i.e. 100 times. The use of such a cable leads to an excessive consumption of electromagnetic energy at the beginning of the cable and a decrease in this energy at the end of the cable, and, consequently, to a decrease in the length of the communication zone.
Известны излучающие кабели с неравномерным размещением излучающих отверстий вдоль кабеля (US, А, 5276413).
Ряд фирм выпускает такие кабели, в том числе фирма Rаdiо Frеquепсу Sуstеms под общим названием «vario» Например, RLV 114-50. Каталог изделий WDCS, Еdi- tion 1, 06.02.050, KB 17/ 00197-01, р 42.Known radiating cables with uneven distribution of radiating holes along the cable (US, A, 5276413). A number of companies produce such cables, including the company Radio Radioqueps Systems under the general name "vario", for example, RLV 114-50. Product catalog WDCS, Edition 1, 06.02.050, KB 17 / 00197-01, p 42.
В техническом решении по указанному патенту (US, А, 5276413) использовано периодическое изменение плотности размещения отверстий от начала к концу излу- чающего кабеля. Плотность размещения отверстий периодически удваивается, по мере того как системные потери при перемещении вдоль кабеля увеличиваются до заданной граничной величины, выше которой качество связи неприемлемо. Системные потери в излучающем кабеле определяются, как сумма потерь на распространение в кабеле плюс потери на распространение электромагнитной энергии излучения от кабеля до дипольной антенны приемника, расположенной на расстоянии 2 метров от излучающего кабеля.In the technical solution of the aforementioned patent (US, A, 5276413), a periodic change in the hole density from the beginning to the end of the radiating cable was used. The hole density is periodically doubled as the system loss when moving along the cable increases to a predetermined boundary value, above which the communication quality is unacceptable. System losses in the radiating cable are defined as the sum of the propagation losses in the cable plus the propagation losses of the electromagnetic radiation energy from the cable to the dipole antenna of the receiver, located at a distance of 2 meters from the radiating cable.
Из упомянутого технического решения по патенту США известно, что зависимость системных потерь для кабеля длиной 560 м, имеющего потери на затухание в кабеле без выполнения отверстий, - 3,7 дБ/100 м. Потери на излучение для первых 138 м излучающего кабеля с отверстиями, образованными через каждый метр излучающего кабеля, составляют 0,35 дБ/100 м, а общие потери в кабеле - 4,05 дБ/100 м. Граничной величиной системных потерь принята величина 90 дБ. При достижении этой величины на расстоянии 138 м количество отверстий удваивается. Потери на излучение увеличиваются до 0,7 дБ/100 м, а общие потери в кабеле достигают 4,4 дБ/100 м.From the mentioned technical solution according to the US patent, it is known that the dependence of system losses for a cable 560 m long having attenuation losses in the cable without making holes is 3.7 dB / 100 m. Radiation losses for the first 138 m of a radiating cable with holes, formed through each meter of a radiating cable, make up 0.35 dB / 100 m, and the total cable loss is 4.05 dB / 100 m. The limit value of system losses is 90 dB. When this value is reached at a distance of 138 m, the number of holes doubles. The radiation loss increases to 0.7 dB / 100 m, and the total cable loss reaches 4.4 dB / 100 m.
Последующее удвоение количества отверстий, и, следовательно, удвоение потерь на излучение, будет приводить к сокращению соответствующих участков до 127, 110, 86, 60 и 38 метров, а количество отверстий на 1 метр увеличивается до 2, 4, 8, 16 и 32, соответственно.Subsequent doubling of the number of holes, and, consequently, doubling of radiation losses, will lead to a reduction in the corresponding sections to 127, 110, 86, 60 and 38 meters, and the number of holes per 1 meter increases to 2, 4, 8, 16 and 32, respectively.
Таким образом, удвоение отверстий с 1 до 32 на 1 метр позволяет поддерживать необходимый уровень излучения для поддержания связи на частоте 900 МГц в излучающем кабеле длиной 560 м.Thus, doubling the holes from 1 to 32 by 1 meter allows you to maintain the necessary radiation level to maintain communication at a frequency of 900 MHz in a radiating cable 560 m long.
Если требуется другая длина излучающего кабеля, то оптимальным будет дру- гое распределение отверстий по длине кабеля.If a different length of the radiating cable is required, then another distribution of the holes along the length of the cable will be optimal.
Такие излучающие кабели выпускаются отрезками фиксированной протяженности, как правило, 600, 700, 800 м и т.д., и отличаются не только по длине, но и по структуре размещения излучающих элементов - отверстий.
Ограничением технического решения, описанного в известном патенте (US, А, 52776413), является сложность изготовления и многообразие типов выпускаемых излучающих кабелей («vario»), предназначенных удовлетворить многообразие потребностей по длине кабеля, величине потерь на распространение, излучение кабеля и т.д., что делает их производство малосерийным и, следовательно, очень дорого- стоящим. Кроме того, отличие практически необходимой длины кабеля при его прокладке от фактически производимого ряда длин излучающих кабелей производителем приводит к неоправданно большим отходам кабеля в процессе монтажа. Изменение плотности размещения излучающих отверстий по длине излучающих кабелей («vario») предназначено только для обеспечения постоянства уровня излучения. В тоже время в реальных условиях требуются различные уровни излучения, например, при прокладке одного типа кабеля через тоннели, платформы, большие и маленькие помещения и т.п.Such radiating cables are produced by segments of a fixed length, as a rule, 600, 700, 800 m, etc., and differ not only in length, but also in the arrangement of the radiating elements - holes. A limitation of the technical solution described in the well-known patent (US, A, 52776413) is the complexity of manufacturing and the variety of types of emitting radiating cables (“vario”) designed to satisfy a variety of needs along the length of the cable, the amount of propagation loss, cable radiation, etc. ., which makes their production small-scale and, therefore, very expensive. In addition, the difference in the practically necessary cable length when laying it from the actually produced series of lengths of radiating cables by the manufacturer leads to unreasonably large cable waste during installation. Changing the density of the emitting holes along the length of the radiating cables ("vario") is intended only to ensure a constant level of radiation. At the same time, in real conditions, different levels of radiation are required, for example, when laying one type of cable through tunnels, platforms, large and small rooms, etc.
Таким образом, ограничениями перечисленных выше технических решений являются:Thus, the limitations of the above technical solutions are:
- при большой протяженности излучающего кабеля излучающие элементы - отверстия, наиболее удаленные от места подключения источника электромагнитной энергии, излучают наименьший уровень электромагнитной энергии, и этот уровень из-за постоянства коэффициента ответвления каждого излучающего отверстия, тем меньше, чем дальше расположено излучающее отверстие (группы отверстий) от источника электромагнитной энергии;- with a large length of the radiating cable, the radiating elements - the holes farthest from the connection point of the electromagnetic energy source, emit the lowest level of electromagnetic energy, and this level due to the constancy of the branch coefficient of each radiating hole, the smaller the further the radiating hole (groups of holes ) from a source of electromagnetic energy;
- постоянство коэффициента ответвления не позволяет производить регулировку излучаемой мощности в зависимости от конкретных условий эксплуатации из- лучающего кабеля (наличия или отсутствия «мepтвыx» зон приема), а выполнение излучающих отверстий с определенным шагом до прокладки кабеля, как это обычно осуществляется в выпускаемых промышленностью типах излучающих кабелей приводит к бесполезной потере электромагнитной энергии на участках, не имеющих «мepтвыx» зон радиоприема.- the constancy of the branch coefficient does not allow adjusting the radiated power depending on the specific operating conditions of the emitting cable (the presence or absence of “dead” reception zones), and the emitting holes are made with a certain step before laying the cable, as is usually done in types manufactured by the industry radiating cables leads to a useless loss of electromagnetic energy in areas that do not have “dead” zones of radio reception.
Наиболее близким является излучающий кабель, содержащий отрезок коакси- ального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, по крайней мере, два излучающих элемента, выполненных с возможностью ответвления и излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, при этом во внешнем проводнике, диэлектрическом слое
и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки (RU3 А, 2181518).The closest is a radiating cable containing a piece of coaxial cable made of an inner conductor surrounded by a dielectric layer and of an outer conductor, at least two radiating elements configured to branch and emit electromagnetic energy into the surrounding space, while external conductor, dielectric layer and an internal conductor of the coaxial cable section is provided with a hole for branching electromagnetic energy by means of an insert (RU 3 A, 2181518).
Вставка в этом устройстве выполнена в виде винта, который при помощи резьбового соединения устанавливается во внутреннем проводнике коаксиального кабеля, а шляпка винта расположена в диэлектрическом слое коаксиального кабеля. Излучающими элементами в этом устройстве также как в указанных выше, известных устройствах, являются отверстия, выполненные в наружном проводнике коаксиального кабеля.The insert in this device is made in the form of a screw, which is threadedly installed in the inner conductor of the coaxial cable, and the screw head is located in the dielectric layer of the coaxial cable. The radiating elements in this device, as well as in the above known devices, are holes made in the outer conductor of the coaxial cable.
По сравнению с другими устройствами это техническое решение имеет следующие преимущества. Вставка служит для увеличения коэффициента ответвления и уменьшения коэффициента стоячей волны за счет введения во внутренний проводник кабеля радиальной вставки, площадь поперечного сечения которой меньше площади излучающего отверстия. Вставка позволяет скомпенсировать неоднородность внешнего проводника введением неоднородности противоположного знака. Кроме того, вставка позволяет повысить уровень и равномерность уровня излучения, благодаря изменению пути высокочастотного тока внутреннего проводника и приближения его к плоскости излучающих отверстий. Вставка может быть снабжена проводящей насадкой, изменяя положение которой можно настраиваться на минимальные величины KCB. Ограничениями этого технического решения являются:Compared to other devices, this technical solution has the following advantages. The insert serves to increase the branch coefficient and decrease the standing wave coefficient by introducing a radial insert into the inner conductor of the cable, the cross-sectional area of which is less than the area of the radiating hole. The insert allows you to compensate for the heterogeneity of the outer conductor by introducing heterogeneity of the opposite sign. In addition, the insert allows you to increase the level and uniformity of the radiation level due to a change in the path of the high-frequency current of the inner conductor and its approximation to the plane of the radiating holes. The insert can be equipped with a conductive nozzle, changing the position of which can be adjusted to the minimum values of KCB. The limitations of this technical solution are:
- при большой протяженности излучающего кабеля и равномерном распределении отверстий наиболее удаленные от места подключения источника электромаr- нитной энергии отверстия излучают недостаточный уровень электромагнитной энергии;- with a large length of the emitting cable and uniform distribution of holes, the holes farthest from the point of connection of the source of electromagnetic energy emit an insufficient level of electromagnetic energy;
- выполнение излучающих отверстий с определенным шагом до прокладки кабеля, приводит к бесполезной потере электромагнитной энергии на участках, не имеющих «мepтвыx» зон радиоприема;- the implementation of the radiating holes with a certain step before laying the cable, leads to useless loss of electromagnetic energy in areas that do not have "dead" zones of radio reception;
- отсутствие адаптивности, поскольку размеры излучающих отверстий всегда выбираются исходя из заданной разработчиком конкретной частоты и уменьшить эти размеры после их выполнения в наружном проводнике уже нельзя;
- низкая излучательная способность одного отверстия приводит к необходимости устанавливать большое количество сложных в изготовлении и настройке согласующих вставок;- lack of adaptability, since the dimensions of the radiating holes are always selected on the basis of a specific frequency specified by the developer and it is no longer possible to reduce these sizes after they are made in the outer conductor; - low emissivity of one hole leads to the need to install a large number of difficult to manufacture and configure matching inserts;
- неосуществимость получения минимально и максимально возможных коэффициентов ответвления при одновременной настройке и регулировке устройства для его работы в широком диапазоне частот;- the impracticability of obtaining the minimum and maximum possible branch coefficients while simultaneously setting up and adjusting the device for its operation in a wide frequency range;
- сложность конструкции и трудоемкость настройки из-за необходимости использования резьбового соединения винта или проводящей насадки, т.к. для регулирования положения вставки необходимо винт и проводящую насадку завинчивать- вывинчивать, поскольку эти элементы расположены внутри наружного проводника коаксиального кабеля; - сложность выполнения такого устройства на уже проложенном участке магистрального коаксиального кабеля, например, в туннеле метрополитена или в иных достаточно протяженных помещениях.- the complexity of the design and the complexity of the settings due to the need to use a threaded connection of a screw or conductive nozzle, because to adjust the position of the insert, it is necessary to screw and unscrew the conductive nozzle, since these elements are located inside the outer conductor of the coaxial cable; - the complexity of the implementation of such a device on an already laid section of the main coaxial cable, for example, in a subway tunnel or in other fairly long rooms.
Из технического решения по российскому патенту (RU, А, 2181518) соответственно известно устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии — излучающий элемент, входящий в состав излучающего коаксиального кабеля и со- держащий, отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, причем во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления и излучения электромагнитной энергии посредством вставки (RU, А, 2181518).From a technical solution according to the Russian patent (RU, A, 2181518), respectively, a device for branching and emitting electromagnetic energy is known - a radiating element included in a radiating coaxial cable and comprising a length of a coaxial cable made of an inner conductor surrounded by a dielectric layer, and from the outer conductor, and in the outer conductor, the dielectric layer and the inner conductor of the coaxial cable section, an opening is provided for branching and emitting electromagnetic energy through the insert (RU, A, 2181518).
Ограничениями этого технического решения соответственно являются: - отсутствие адаптивности, поскольку размеры излучающих отверстий всегда выбираются исходя из заданной разработчиком конкретной частоты и уменьшить эти размеры после их выполнения в наружном проводнике уже нельзя;The limitations of this technical solution, respectively, are: - lack of adaptability, since the dimensions of the radiating holes are always selected based on the specific frequency set by the developer and it is no longer possible to reduce these sizes after they are made in the outer conductor;
- малая абсолютная величина и незначительный диапазон регулирования коэффициента ответвления, т.к. вставка всегда электрически соединена с внутренним проводником; - неосуществимость получения минимально и максимально возможных коэффициентов ответвления при одновременной настройке и регулировке устройства для его работы в широком диапазоне частот;
- сложность конструкции и трудоемкость настройки из-за необходимости использования резьбового соединения винта или проводящей насадки, т.к. для регулирования положения вставки необходимо винт и проводящую насадку завинчивать- вывинчивать, поскольку элементы расположены внутри наружного проводника коаксиального кабеля; - сложность выполнения такого устройства на уже проложенном участке коаксиального кабеля, например, в туннеле метрополитена или в иных достаточно протя- женных помещениях.- a small absolute value and an insignificant range of regulation of the branch coefficient, because the insert is always electrically connected to the inner conductor; - the impracticability of obtaining the minimum and maximum possible branch coefficients while simultaneously setting up and adjusting the device for its operation in a wide frequency range; - the complexity of the design and the complexity of the settings due to the need to use a threaded connection of a screw or conductive nozzle, because to adjust the position of the insert, it is necessary to screw and unscrew the conductive nozzle, since the elements are located inside the outer conductor of the coaxial cable; - the difficulty of implementing such a device on an already laid section of a coaxial cable, for example, in a subway tunnel or in other fairly long rooms.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания излучающего кабеля, который позволяет устранить нерациональные потери электромагнитной энергии, возникающие при избыточном излучении электромагнитной энергии, что позволяет использовать источники с меньшей мощностью, или увеличить полезную длину излучающего кабеля для источника с заданной мощностью, это также обеспечивает возможность работы в широком диапазоне частот, увеличивает диапазон регулирования коэффициента ответвления, упрощает конструкцию и обеспечивает простоту настройки и монтажа, т.е. обеспечивает возможность установки излучающего элемента в любом нужном месте на ранее проложенных участках магистрального коаксиального кабеля, а также поставлена задача создать соответствующий излучающий элемент, обеспечивающий возможность работы в широком диапазоне частот, увеличение диапазона регулирования коэффициента ответвления, упрощение его конструкции и обеспечение простоты настройки и монтажа, и, таким образом, улучшить технико-эксплуатационных характеристики излучающего кабеля и устройства для от- ветвления и излучения электромагнитной энергии, а также создать излучающий кабель, реализующий возможность формирования зоны связи произвольной формы с обеспечением её оперативной модернизации и наращивания в процессе эксплуатации.The basis of the present invention is the task of creating a radiating cable, which eliminates the irrational losses of electromagnetic energy arising from excessive radiation of electromagnetic energy, which allows the use of sources with lower power, or increase the useful length of the radiating cable for a source with a given power, it also provides the ability to work in a wide frequency range, increases the range of regulation of the branch coefficient, simplifies the design and provides simple the setup and installation, ie it provides the ability to install the radiating element in any desired location on previously laid sections of the main coaxial cable, and also the task is to create an appropriate radiating element that provides the ability to work in a wide range of frequencies, increasing the range of regulation of the branch coefficient, simplifying its design and ensuring ease of setup and installation, and, thus, improve the technical and operational characteristics of the radiating cable and the device for branching and radiation of electromagnetic energy, as well as create a radiating cable that implements the possibility of forming a communication zone of arbitrary shape with the provision of its operational modernization and increase during operation.
Для решения поставленной задачи в известном излучающем кабеле, содержащем отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окру- женного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, по крайней мере, два излучающих элемента, выполненных с возможностью ответвления и излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, при этом во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля
выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки, согласно изобретению вставка выполнена из отрезка изолированного провода, один конец которого установлен в отверстии, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство. Возможны дополнительные варианты выполнения излучающего кабеля, в которых целесообразно, чтобы:To solve the problem in a known radiating cable containing a segment of a coaxial cable made of an inner conductor surrounded by a dielectric layer, and from an outer conductor, at least two radiating elements configured to branch and emit electromagnetic energy into the surrounding space, while in the outer conductor, the dielectric layer and the inner conductor of the length of the coaxial cable a hole is made for branching electromagnetic energy through an insert, according to the invention, the insert is made of a piece of insulated wire, one end of which is installed in the hole, and the other end is located outside the outer conductor of the segment of the coaxial cable with the possibility of emitting electromagnetic energy into the surrounding space. There are additional options for the implementation of the radiating cable, in which it is advisable that:
- вставка была установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии;- the insert was installed with an interference fit with the possibility of its movement in the hole to change the coefficient of branching electromagnetic energy;
- изолированный провод вставки был выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля; - был введен диэлектрический кожух, в котором выполнено отверстие, а расположенный снаружи внешнего проводника конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха, при этом диэлектрический кожух установлен на внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля поперечно относительно него;- the insulated wire of the insert was made rigid with the possibility of its transverse location relative to the length of the coaxial cable; - a dielectric casing was introduced in which the hole was made, and the end of the insulated wire located outside the outer conductor was installed inside the dielectric casing, while the dielectric casing was mounted transversely relative to it on the outer conductor of the segment of the coaxial cable;
- были введены дополнительные излучающие элементы, выполненные в виде отверстий во внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля. Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном устройстве для ответвления и излучения электромагнитной энергии, содержащем отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, причем во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электро- магнитной энергии посредством вставки, согласно изобретению вставка выполнена из отрезка изолированного провода, один конец которого установлен в отверстии, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство.- additional radiating elements were introduced, made in the form of holes in the outer conductor of a section of coaxial cable. To solve the problem with the achievement of the specified technical result in a known device for branching and emitting electromagnetic energy, containing a piece of coaxial cable made of an inner conductor surrounded by a dielectric layer and from an outer conductor, moreover, in the outer conductor, the dielectric layer and the inner conductor of the coaxial segment a hole is made in the cable, intended for branching electromagnetic energy by means of an insert, according to the invention, an insert Execute the length of the insulated wire, one end of which is mounted in the bore and the other end located outside the outer conductor of the coaxial cable segment to emit electromagnetic energy into the surrounding space.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства для ответвления и излучения электромагнитной энергии, в которых целесообразно, чтобы: - вставка была установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии;Additional embodiments of the device for branching and emitting electromagnetic energy are possible, in which it is advisable that: - the insert is fitted with an interference fit to move it in the hole to change the coefficient of branching of electromagnetic energy;
- изолированный провод вставки был выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля;
- был введен диэлектрический кожух, в котором выполнено отверстие, а расположенный снаружи внешнего проводника конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха, при этом диэлектрический кожух установлен на внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля поперечно относительно него.- the insulated wire of the insert was made rigid with the possibility of its transverse location relative to the length of the coaxial cable; - a dielectric casing was introduced in which the hole was made, and the end of the insulated wire located outside the outer conductor was installed inside the dielectric casing, while the dielectric casing was mounted transversely relative to it on the outer conductor of the coaxial cable section.
Указанные преимущества, а также особенности изобретения поясняются луч- шими вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.These advantages, as well as the features of the invention are explained in the best options for its implementation with reference to the accompanying figures.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.l изображает общий вид заявленного излучающего кабеля; Фиг. 2 — продольное и поперечное сечение кабеля с одним излучающим элементом (устройством для ответвления и излучения электромагнитной энергии);Fig.l depicts a General view of the claimed radiating cable; FIG. 2 is a longitudinal and cross-section of a cable with one radiating element (a device for branching and emitting electromagnetic energy);
Фиг. 3 - то же, что фиг. 2, с диэлектрическим кожухом; Фиг. 4 - зависимость KCB от частоты для излучающего элемента;FIG. 3 is the same as FIG. 2, with a dielectric casing; FIG. 4 - frequency dependence of KCB for a radiating element;
Фиг. 5 — схему прокладки излучающего кабеля с излучающими элементами в тоннеле с линейными участками и поворотом;FIG. 5 is a diagram of the laying of a radiating cable with radiating elements in a tunnel with linear sections and turning;
Фиг. 6 - зависимость уровня сигнала в заполненном пассажирами вагоне метрополитена при его перемещении из одного конца тоннеля метрополитена в другой и при излучении сигналов четырьмя стандартными антеннами; Фиг. 7 - то же, что фиг.6, после установки двух излучающих элементов на кабеле, проложенном между антеннами, для ликвидации «пpoвaлa» в зоне связи;FIG. 6 - dependence of the signal level in a passenger car filled with a subway when it moves from one end of the subway tunnel to the other and when signals are emitted by four standard antennas; FIG. 7 - the same as Fig.6, after installing two radiating elements on the cable laid between the antennas, to eliminate the “failure” in the communication zone;
Фиг. 8 то же, что фиг. б, после установки 20 излучающих элементов по всей длине тоннеля для образования сплошной зоны связи на всем перегоне;FIG. 8 is the same as FIG. b, after installing 20 radiating elements along the entire length of the tunnel for the formation of a continuous communication zone along the entire haul;
Фиг. 9 - график зависимости KCB (VSWR) от дальности для заявленного излучающего кабеля. Лучший вариант осуществления изобретенияFIG. 9 is a graph of KCB (VSWR) versus range for the claimed radiating cable. The best embodiment of the invention
Излучающий кабель (фиг. 1) содержит отрезок коаксиального кабеля 1, выполненный из внутреннего проводника 2, окруженного диэлектрическим слоем 3, и из внешнего проводника 4. Устройство имеет, по крайней мере, два или три излучающих элемента 5, выполненных с возможностью ответвления и излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство. Во внешнем проводнике 4, диэлектрическом слое 3 и внутреннем проводнике 2 отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 2, 3) выполнено отверстие 6, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки 7. Вставка 7 выполнена из отрезка изолированного провода, включающего проводник 8 и диэлектрик 9.
Один конец изолированного провода установлен в отверстии 6, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника 4 отрезка коаксиального кабеля 1 с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство.The radiating cable (Fig. 1) contains a piece of coaxial cable 1 made of an inner conductor 2 surrounded by a dielectric layer 3, and an outer conductor 4. The device has at least two or three radiating elements 5 made with the possibility of branching and radiation electromagnetic energy in the surrounding space. In the outer conductor 4, the dielectric layer 3 and the inner conductor 2 of the length of the coaxial cable 1 (FIG. 2, 3), a hole 6 is provided for branching off electromagnetic energy by means of insert 7. The insert 7 is made of a piece of insulated wire including a conductor 8 and a dielectric 9 . One end of the insulated wire is installed in the hole 6, and the other end is located outside the outer conductor 4 of the segment of the coaxial cable 1 with the possibility of radiation of electromagnetic energy into the surrounding space.
Вставка 7 установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии 6 (фиг. 2, 3) для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии. Изолированный провод вставки 7 может быть выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 1, 2).The insert 7 is installed with an interference fit with the possibility of its movement in the hole 6 (Fig. 2, 3) to change the coefficient of branching of electromagnetic energy. The insulated wire of the insert 7 can be made rigid with the possibility of its transverse location relative to the length of the coaxial cable 1 (Fig. 1, 2).
Изолированный провод вставки 7 может быть выполнен достаточно мягким. В этом случае введен диэлектрический кожух 10, в котором выполнено отверстие (фиг. 3). Расположенный снаружи внешнего проводника 4 конец изолированного про- вода установлен внутри диэлектрического кожуха 10. Диэлектрический кожух 10 установлен на внешнем проводнике 4 (или защитной оболочке, на фиг. 1 - 3 не показана, выполняется обычным образом) отрезка коаксиального кабеля 1 поперечно относительно него. Диэлектрический кожух 10 выполняет функцию фиксации вставки 7 и ее защиты от внешних воздействий.Insulated wire insert 7 can be made quite soft. In this case, a dielectric casing 10 is introduced, in which a hole is made (Fig. 3). The end of the insulated wire located outside the outer conductor 4 is installed inside the dielectric casing 10. The dielectric casing 10 is mounted on the outer conductor 4 (or a protective sheath, not shown in Figs. 1–3, is made in the usual way) of a piece of coaxial cable 1 transversely relative to it. The dielectric casing 10 performs the function of fixing the insert 7 and its protection from external influences.
В излучающий кабель могут быть введены дополнительные излучающие эле- менты 11, выполненные в виде отверстий во внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 1).Additional radiating elements 11 may be introduced into the emitting cable, made in the form of holes in the outer conductor of a piece of coaxial cable 1 (Fig. 1).
Устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии соответственно содержит (фиг. 1, 2, 3) отрезок коаксиального кабеля 1, выполненный из внутреннего проводника 2, окруженного диэлектрическим слоем 3, и из внешнего проводника 4. Во внешнем проводнике 4, диэлектрическом слое 3 и внутреннем про- воднике 2 отрезка коаксиального кабеля 1 выполнено отверстие 6, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки 7. Вставка 7 выполнена из отрезка изолированного провода, включающего проводник 8 и диэлектрик 9. Один конец изолированного провода установлен в отверстии 6, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника 4 отрезка коаксиального кабеля 1 с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство. Вставка 7 установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстииThe device for branching and emitting electromagnetic energy accordingly contains (Fig. 1, 2, 3) a piece of coaxial cable 1 made of an inner conductor 2 surrounded by a dielectric layer 3, and from an outer conductor 4. In the outer conductor 4, the dielectric layer 3 and the inner the conductor 2 of the length of the coaxial cable 1 has a hole 6 designed to branch off electromagnetic energy through the insert 7. The insert 7 is made of a piece of insulated wire, including the conductor 8 and the dielectric 9. One onets insulated wire is mounted in the bore 6 and the other end located outside the outer conductor 4 of the coaxial cable 1 to emit electromagnetic energy into the surrounding space. The insert 7 is installed with an interference fit with the possibility of its movement in the hole
6 (фиг. 2, 3) для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии.6 (Fig. 2, 3) to change the coefficient of branching of electromagnetic energy.
Изолированный провод вставки 7 может быть выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля 1.
Изолированный провод вставки 7 может быть выполнен достаточно мягким. В этом случае введен диэлектрический кожух 10, в котором выполнено отверстие (фиг. 3). Расположенный снаружи внешнего проводника 4 конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха 10. Диэлектрический кожух 10 установлен на внешнем проводнике 4 (или изолирующей оболочке, на фиг. 1 и 2 не показанной, выполняется обычным образом) отрезка коаксиального кабеля 1 поперечно относительно него. Как описано выше, диэлектрический кожух 10 выполняет функцию фиксации вставки и ее защиты от внешних воздействий. Работает излучающий кабель (фиг. 1-3) следующим образом. Количество излучающих элементов 5 (фиг. 1) определяется длиной отрезка коаксиального кабеля 1 и наличием зон «paдиoтeни» в области прокладки излучающего кабеля. Чем большее количество зон «paдиoтeни», тем чаще в их области устанавливаются излучающие элементы 5, выполненные из отрезка изолированного провода, включающего проводник 8 и диэлектрик 9, т.е. устройства для ответвления и излучения электромагнитной энергии (фиг. 2, 3) могут быть установлены в конкретном нужном месте..The insulated wire of the insert 7 can be made rigid with the possibility of its transverse location relative to the length of the coaxial cable 1. Insulated wire insert 7 can be made quite soft. In this case, a dielectric casing 10 is introduced, in which a hole is made (Fig. 3). The end of the insulated wire located outside the outer conductor 4 is installed inside the dielectric sheath 10. The dielectric sheath 10 is mounted on the outer conductor 4 (or the insulating sheath, not shown in FIGS. 1 and 2, is made in the usual way) of the length of the coaxial cable 1 transversely relative to it. As described above, the dielectric casing 10 performs the function of fixing the insert and protecting it from external influences. The emitting cable (Fig. 1-3) operates as follows. The number of radiating elements 5 (Fig. 1) is determined by the length of the length of the coaxial cable 1 and the presence of “radio” zones in the area of the laying of the radiating cable. The larger the number of “radiator” zones, the more often emitting elements 5 are made in their area, made of a piece of insulated wire, including a conductor 8 and a dielectric 9, i.e. devices for branching and emitting electromagnetic energy (Fig. 2, 3) can be installed in a specific desired location ..
В отличие от ближайшего аналога отверстие 6 во внешнем проводнике 4 не яв- ляется излучающим, а служит для пропускания вставки 7 из изолированного провода внутрь отрезка коаксиального кабеля 1 и наружу.Unlike the closest analogue, the hole 6 in the outer conductor 4 is not radiating, but serves to pass the insert 7 from the insulated wire into the length of the coaxial cable 1 and out.
Электромагнитная волна, распространяющаяся в отрезке коаксиального кабеля 1, возбуждает во вставке 7 - изолированном проводе, выполняющем функцию четвертьволнового вибратора, высокочастотные токи, что в свою очередь приводит к излучению электромагнитных волн в окружающее пространство. Согласование отрезка коаксиального кабеля 1 со вставкой 7 для заданного диапазона частот достигается выбором длины и диаметра изолированного провода, а также электрическими и геометрическими параметрами диэлектрического кожуха 10.An electromagnetic wave propagating in a piece of coaxial cable 1 excites high-frequency currents in insert 7, an insulated wire that performs the function of a quarter-wave vibrator, which in turn leads to the emission of electromagnetic waves into the surrounding space. The coordination of the length of the coaxial cable 1 with the insert 7 for a given frequency range is achieved by choosing the length and diameter of the insulated wire, as well as the electrical and geometric parameters of the dielectric casing 10.
Коэффициент ответвления электромагнитной энергии регулируется в широком диапазоне перемещением вставки 7 и определяется глубиной погружения изолированного провода в отрезок коаксиального кабеля 1. Как видно из фиг. 2 и 3, коэффи- циент ответвления за счет погружения вставки 7 может быть изменен от максимального величины (фиг. 2) до некоторой минимальной (фиг. 3). Как показали испытания, коэффициент ответвления электромагнитной энергии регулируется в широком диапазоне. Коэффициент ответвления за счет погружения вставки 7 может быть изменен от
ИThe electromagnetic energy branch coefficient is controlled over a wide range by moving the insert 7 and is determined by the immersion depth of the insulated wire in the length of the coaxial cable 1. As can be seen from FIG. 2 and 3, the branch coefficient due to immersion of the insert 7 can be changed from the maximum value (Fig. 2) to a certain minimum (Fig. 3). As tests have shown, the branch coefficient of electromagnetic energy is regulated in a wide range. The branch coefficient due to the immersion of the insert 7 can be changed from AND
максимальной величины (минус 10 дБ) до некоторой минимальной (минус 30 дБ и менее).the maximum value (minus 10 dB) to a certain minimum (minus 30 dB or less).
Предельная простота конструкции и удобство монтажа обуславливают практическую значимость предлагаемого устройства. Излучающий элемент 5 может быть легко установлен на любом участке протяженного отрезка коаксиального кабеля 1. Для этого со стороны наружной поверхности отрезка коаксиального кабеля 1 высверливается отверстие 6. Диаметр отверстия 6 выбирается таким, чтобы вставка 7 из изолированного провода устанавливалась с некоторым натягом. Этим обеспечивается возможность перемещения изолированного провода в отверстии 6 для регулирования и изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии. Время выполнения отверстия 6 и установки излучающего элемента 5 не более 5 минут. Если изолированный провод вставки 7 выполнять достаточно жестким, то возможно его поперечное расположение относительно отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 1, 2), при этом каких либо поддерживающих приспособлений не требуется.Extreme simplicity of design and ease of installation determine the practical significance of the proposed device. The radiating element 5 can be easily installed on any part of the extended segment of the coaxial cable 1. To do this, a hole 6 is drilled from the outer surface of the segment of the coaxial cable 1. The diameter of the hole 6 is selected so that the insert 7 of the insulated wire is installed with some interference. This makes it possible to move the insulated wire in the hole 6 for regulating and changing the coefficient of branching of electromagnetic energy. The execution time of the hole 6 and the installation of the radiating element 5 is not more than 5 minutes. If the insulated wire of the insert 7 is sufficiently rigid, then its transverse position relative to the length of the coaxial cable 1 is possible (Fig. 1, 2), and no supporting devices are required.
Если изолированный провод вставки 7 выполнять мягким, например, из изолированного медного провода, то вводится диэлектрический кожух 10 (фиг. 3), в котором выполнено внутреннее отверстие под изолированной провод, чтобы можно было после перемещения в отверстии 6 зафиксировать вставку 7. Расположенный снаружи внешнего проводника 4 конец изолированного провода устанавливается внутри диэлектрического кожуха 10 (фиг. 2, 3). Диэлектрический кожух 10 устанавливается на внешнем проводнике 4 отрезка коаксиального кабеля 1 поперечно относительно него, например, прикрепляется на защитной оболочке коаксиального кабеля 1 (на фиг. 1 - 3 не показана) отрезка коаксиального кабеля 1 при помощи клея или стандартного гер- метизирующего комплекта для высокочастотных соединений.If the insulated wire of the insert 7 is soft, for example, from an insulated copper wire, then a dielectric casing 10 is inserted (Fig. 3), in which an internal hole is made for the insulated wire, so that after moving in the hole 6, the insert 7. can be fixed conductor 4 the end of the insulated wire is installed inside the dielectric casing 10 (Fig. 2, 3). The dielectric casing 10 is mounted on the outer conductor 4 of the length of the coaxial cable 1 transversely relative to it, for example, it is attached to the protective sheath of the length of the coaxial cable 1 (not shown in FIGS. 1–3) of the length of the coaxial cable 1 with glue or a standard sealing kit for high-frequency compounds.
В излучающий кабель могут быть введены дополнительные излучающие элементы 11, выполненные в виде отверстий только во внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 1). Такие отверстия можно располагать на участках близко расположенных к источнику электромагнитной энергии, на которых необходимо отвести и излучить минимальную мощность от источника. Дополнительные элементы 11 в виде отверстий могут быть выполнены также по месту, высверливанием соответствующих отверстий (групп отверстий) во внешнем проводнике 4 отрезка коаксиального кабеля 1.
Устройство легко настраивать на требуемую частоту путем подрезки изолированного провода, просто регулировать необходимую мощность излучения путем изменения погружения вставки 7 в отрезок коаксиального кабеля 1. Уменьшение излучающей способности кабеля достигается за счет исключения или уменьшения количества отверстий 6 и соответствующего количества излучающих элементов 5. Обес- печение регулирования уровня излучения, как для излучающих элементов 5, близко расположенных к источнику электромагнитной энергии, так и удаленных от него на максимальные расстояния осуществляется посредством изменения местоположения вставки 7 в отверстии 6,бoлee глубокого, в том числе внутри внутреннего проводника 2 (фиг. 2), или менее глубокого, например, в диэлектрическом слое 3 (фиг. 3). Устранение потерь электромагнитной энергии в отсутствии «мepтвыx» зон радиоприема достигается за счет отсутствия монтажа излучающих элементов 5 в зонах уверенного радиоприема. Зависимость KCB от частоты для излучающего элемента 5 приведена на фиг 4. Уменьшение количества излучающих элементов 5 по сравнению с количеством их, выполненных в виде отверстий, позволяет использовать источники с меньшей мощностью электромагнитной энергии, или увеличить полезную длину излучающего кабеля для источника с заданной мощностью. Из фиг. 5 видно, что излучающие элементы 5 на линейных участках устанавливаются значительно реже, чем на повороте тоннеля. Кроме того, на повороте тоннеля излучающие элементы 5 погружаются на большую глубину в отрезок коаксиального кабеля 1, что позволяет скомпенсировать не только затухание в нем, но также и дополнительные потери на распространение радиоволн в тоннеле, имеющем крутой поворот. Приведённый пример демонстрирует возможность адаптивного формирова- ния уровня излучения в соответствии с условиями прокладки излучающего кабеля.Additional radiating elements 11 can be introduced into the radiating cable, made in the form of holes only in the outer conductor of the length of the coaxial cable 1 (Fig. 1). Such holes can be located in areas close to the source of electromagnetic energy, where it is necessary to divert and radiate the minimum power from the source. Additional elements 11 in the form of holes can also be made locally by drilling corresponding holes (groups of holes) in the outer conductor 4 of the segment of coaxial cable 1. The device can be easily tuned to the desired frequency by trimming the insulated wire, simply adjusting the required radiation power by changing the immersion of the insert 7 in the segment of the coaxial cable 1. The reduction in the emissivity of the cable is achieved by eliminating or reducing the number of holes 6 and the corresponding number of radiating elements 5. Providing regulation of the level of radiation, both for radiating elements 5, close to the source of electromagnetic energy, and remote from it maximum distances are achieved by changing the location of the insert 7 in the hole 6, deeper, including inside the inner conductor 2 (Fig. 2), or less deep, for example, in the dielectric layer 3 (Fig. 3). Elimination of electromagnetic energy losses in the absence of “dead” zones of radio reception is achieved due to the lack of installation of radiating elements 5 in areas of reliable radio reception. The frequency dependence of KCB for the radiating element 5 is shown in Fig. 4. The decrease in the number of radiating elements 5 in comparison with the number of them made in the form of holes makes it possible to use sources with a lower power of electromagnetic energy, or to increase the useful length of the radiating cable for a source with a given power. From FIG. 5 it can be seen that the radiating elements 5 in the linear sections are installed much less frequently than at the turn of the tunnel. In addition, at the turn of the tunnel, the radiating elements 5 are immersed to a greater depth in the segment of the coaxial cable 1, which makes it possible to compensate not only for the attenuation in it, but also for additional propagation losses in the tunnel having a sharp turn. The given example demonstrates the possibility of adaptive formation of the radiation level in accordance with the conditions for laying a radiating cable.
Реализуемость и эффективность заявленного излучающего кабеля подтверждена экспериментально, при построении сети сотовой связи стандарта GSM-900 в Московском метрополитене.The feasibility and effectiveness of the claimed radiating cable is confirmed experimentally when building a GSM-900 standard cellular communication network in the Moscow metro.
Для улучшения качества связи в тоннелях было использовано предлагаемое устройство со следующими параметрами: Длина вставки 7 составляла 95 мм, диаметр проводника 8 - 2 мм, диаметр диэлектрика 9 - 7 мм. Диаметр диэлектрического кожуха 10, выполненного из полиэтилена — 10 мм. Диаметр внешнего проводника 4 отрезка коаксиального кабеля 1 — 30
мм, внутреннего проводника 2 - 13 мм. Для формирования излучающего кабеля использовались вставки 7 с коэффициентом ответвления от минус 13 до минус 30 дБ.To improve the quality of communication in tunnels, the proposed device was used with the following parameters: Insert 7 length was 95 mm, conductor diameter 8 - 2 mm, dielectric diameter 9 - 7 mm. The diameter of the dielectric casing 10 made of polyethylene is 10 mm. The diameter of the outer conductor 4 pieces of coaxial cable 1 - 30 mm, inner conductor 2 - 13 mm. To form a radiating cable, inserts 7 with a branch coefficient from minus 13 to minus 30 dB were used.
На первом этапе строительства сети в тоннеле длиной 700 м между двумя станциями А и Б были установлены две стандартные антенны (Al и A4) в начале и конце тоннеля и две стандартные антенны (A2 и АЗ) были вынесены в глубину тон- неля на расстояние по 150 м с каждой стороны (фиг.6). Антенны Аl-АЗ были подсоединены к отрезку коаксиального кабеля 1 при помощи коаксиальных ответвителей. Антенны Al и A2 подключены к оборудованию базовой станции GSM станции А, антенны АЗ и A4 - к оборудованию базовой станции GSM станции Б. Антенны, установленные в тоннеле имели большой коэффициент усиления и ориентированы в глубину тоннеля. На фиг.6 приведена зависимость уровня сигнала в заполненном пассажирами вагоне метрополитена при его перемещении из одного конца тоннеля в другой от станции А к станции Б. Сигналы от разных станций на фиг. б показаны кривыми с разной интенсивностью черного цвета. Требуемое качество связи обеспечивается при уровне сигнала минус 90 дБи. Хорошо видны четыре пика сигнала, соответствующие четырем стандартным антеннам. Видно, что зона связи имеет разрывы не только в се- редине тоннеля, но и между антеннами. Зоной связи является область пространства, где уровень сигнала превышает минус 90 дБм.At the first stage of the network construction, in the tunnel with a length of 700 m, between the two stations A and B, two standard antennas (Al and A4) were installed at the beginning and end of the tunnel and two standard antennas (A2 and AZ) were placed in the tunnel at a distance of 150 m on each side (Fig.6). Antennas Al-AZ were connected to a piece of coaxial cable 1 using coaxial couplers. Antennas Al and A2 are connected to the equipment of the GSM base station of station A, antennas AZ and A4 are connected to the equipment of the GSM base station of station B. The antennas installed in the tunnel had a large gain and are oriented in the depth of the tunnel. Figure 6 shows the dependence of the signal level in the passenger car filled with the subway when it moves from one end of the tunnel to the other from station A to station B. The signals from different stations in Fig. b are shown by curves with different intensities of black. The required communication quality is ensured at a signal level of minus 90 dBi. Four signal peaks corresponding to four standard antennas are clearly visible. It can be seen that the communication zone has gaps not only in the middle of the tunnel, but also between the antennas. A communication zone is an area of space where the signal level exceeds minus 90 dBm.
На втором этапе на отрезок коаксиального кабеля 1, запитывающий антенну АЗ вынесенную в тоннель, были установлены излучающие элементы 5, выполненные в виде вставок 7 в соответствии с заявленным техническим решением (на фиг. 7 вставки 7 излучающих элементов 5 обозначены A5 и Аб) с интервалом ~ 40 м и коэф- фициентрм ответвления минус 13 дБ. На фиг.7 представлена запись уровня сигнала после установки двух вставок 7 излучающих элементов 5. Два дополнительных пика соответствуют излучению двух введенных излучающих элементов 5 (A5 и A6). Видно, что разрыв зоны связи остался только в центре тоннеля.At the second stage, radiating elements 5 made in the form of inserts 7 in accordance with the claimed technical solution (in Fig. 7, inserts 7 of radiating elements 5 are designated A5 and Ab) with an interval were installed on a piece of coaxial cable 1 supplying the AZ antenna placed in the tunnel ~ 40 m and branch coefficient minus 13 dB. Figure 7 shows the recording of the signal level after the installation of two inserts 7 of the radiating elements 5. Two additional peaks correspond to the radiation of two introduced radiating elements 5 (A5 and A6). It can be seen that the gap in the communication zone remained only in the center of the tunnel.
На третьем этапе тоннельные стандартные антенны A2 и АЗ были отключены, и вдоль всего тоннеля проложен отрезок коаксиального кабеля 1 с излучающими эле- ментами 5 (вставками 7, выполненными в соответствии с заявленным техническим решением). Шаг установки излучающих элементов 5 изменялся от 40 м в начале и конце тоннеля до 20 м в центре. Коэффициент ответвления мощности также изменяется от минус 30 дБ в торцах тоннеля до минус 13 дБ в центре. На фиг.8 приведена
запись уровня сигнала для третьего этапа. Видно, что при запитке отрезка коаксиального кабеля 1 с двух сторон средний уровень сигнала составляет примерно 75 дБи, что с большим запасом обеспечивает высокое качество связи во всём тоннеле.At the third stage, the tunnel standard antennas A2 and AZ were disconnected, and a length of the coaxial cable 1 with radiating elements 5 (inserts 7 made in accordance with the declared technical solution) was laid along the entire tunnel. The installation step of the radiating elements 5 varied from 40 m at the beginning and end of the tunnel to 20 m in the center. The power branch coefficient also varies from minus 30 dB at the ends of the tunnel to minus 13 dB at the center. Fig. 8 shows recording the signal level for the third stage. It can be seen that when powering a piece of coaxial cable 1 on both sides, the average signal level is approximately 75 dBi, which with a large margin ensures high quality communications throughout the tunnel.
На фиг.9 приведен график зависимости KCB (VSWR) от дальности для отрезка коаксиального кабеля 1 в тоннеле длиной 500 м с восемнадцатью излучающими эле- ментами 5. Видно, что KCB для всех вставок 7 излучающих элементов 5 ниже 1,15.Figure 9 shows a graph of KCB (VSWR) versus range for a piece of coaxial cable 1 in a 500 m long tunnel with eighteen radiating elements 5. It can be seen that KCB for all inserts 7 of radiating elements 5 is lower than 1.15.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает по сравнению с ближайшим аналогом:Thus, the proposed technical solution provides, in comparison with the closest analogue:
- большую величину ответвления одного излучающего элемента 5 и, следовательно, уменьшение их количества;- a large branch value of one radiating element 5 and, consequently, a decrease in their number;
- возможность оперативного управления излучаемой мощностью за счёт изме- нения глубины погружения вставки 7 в отрезок коаксиального кабеля 1 для формирования требуемой зоны связи;- the ability to promptly control the radiated power by changing the immersion depth of the insert 7 into the length of the coaxial cable 1 to form the desired communication zone;
- возможность корректировки и наращивания зоны связи в процессе эксплуатации кабеля;- the ability to adjust and increase the communication zone during the operation of the cable;
- предельную простоту конструкции и удобство монтажа в любых условиях, и как следствие более низкую стоимость заявленного излучающего кабеля. Промышленная применимость- utmost simplicity of design and ease of installation in any conditions, and as a result, lower cost of the claimed radiating cable. Industrial applicability
Наиболее успешно заявленный излучающий кабель и излучающее устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии могут быть промышленно применим при необходимости обеспечения связи при построении сетей сотовой связи и беспроводного доступа в тоннелях различного назначения, трюмах кораблей, подземных сооружениях, больших бизнес-центрах, многоуровневых автостоянках и дру- гих больших и сложных сооружениях.
The most successfully declared radiating cable and radiating device for branching and emitting electromagnetic energy can be industrially applicable when it is necessary to provide communication when building cellular networks and wireless access in tunnels for various purposes, ship holds, underground structures, large business centers, multi-level car parks and other - gih large and complex structures.
Claims
1. Излучающий кабель, содержащий отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, по крайней мере, два излучающих элемента, выполненных с возможностью ответвления и излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, при этом во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки, отличающийся тем, что вставка выполнена из отрезка изолированного провода, один конец которого установлен в отверстии, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля с возможностью излучения электромагнитной энергии в окру- жающее пространство.1. A radiating cable comprising a piece of coaxial cable made of an inner conductor surrounded by a dielectric layer and from an outer conductor, at least two radiating elements configured to branch and emit electromagnetic energy into the surrounding space, while in the outer conductor, a hole is made in the dielectric layer and the inner conductor of the coaxial cable section for branching electromagnetic energy by means of an insert, characterized in that the core is made of a piece of insulated wire, one end of which is installed in the hole, and the other end is located outside the outer conductor of the segment of coaxial cable with the possibility of emitting electromagnetic energy into the environment.
2. Излучающий кабель по п. 1, отличающийся тем, что вставка установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии.2. The radiating cable according to claim 1, characterized in that the insert is installed with an interference fit with the possibility of its movement in the hole to change the coefficient of branching of electromagnetic energy.
3. Излучающий кабель по п. 1, отличающийся тем, что изолированный провод вставки выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относи- тельно отрезка коаксиального кабеля.3. The radiating cable according to claim 1, characterized in that the insulated wire of the insert is made rigid with the possibility of its transverse arrangement relative to the length of the coaxial cable.
4. Излучающий кабель по п. 1, отличающийся тем, что введен диэлектрический кожух, в котором выполнено отверстие, а расположенный снаружи внешнего проводника конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха, при этом диэлектрический кожух установлен на внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля поперечно относительно него. 4. The radiating cable according to claim 1, characterized in that a dielectric casing is introduced in which a hole is made, and the end of the insulated wire located outside the outer conductor is installed inside the dielectric casing, while the dielectric casing is mounted transversely relative to it on the outer conductor of the length of the coaxial cable.
5. Излучающий кабель по п. 1, отличающийся тем, что введены дополнительные излучающие элементы, выполненные в виде отверстий во внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля.5. The radiating cable according to claim 1, characterized in that additional radiating elements are introduced, made in the form of holes in the outer conductor of a section of a coaxial cable.
6. Устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии, содержащее отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, причем во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки, отличающееся тем, что вставка выполнена из отрезка изолированного провода, один конец которого установлен в отверстии, а другой ко- нец расположен снаружи внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство.6. A device for branching and emitting electromagnetic energy, comprising a piece of coaxial cable made of an inner conductor surrounded by a dielectric layer and an outer conductor, wherein a hole is provided in the outer conductor, dielectric layer, and inner conductor of a piece of coaxial cable for branching electromagnetic energy by means of an insert, characterized in that the insert is made of a piece of insulated wire, one end of which is installed in the hole, and the other oh Ko nets is located outside the outer conductor of the coaxial cable segment with the possibility of emitting electromagnetic energy into the surrounding space.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что вставка установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии. 7. The device according to p. 6, characterized in that the insert is installed with an interference fit with the possibility of its movement in the hole to change the coefficient of branching electromagnetic energy.
8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что изолированный провод вставки выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля.8. The device according to p. 6, characterized in that the insulated wire of the insert is made rigid with the possibility of its transverse location relative to the length of the coaxial cable.
9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что введен диэлектрический кожух, в котором выполнено отверстие, а расположенный снаружи внешнего проводника конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха, при этом диэлектрический кожух установлен на внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля поперечно относительно него. 9. The device according to claim 6, characterized in that a dielectric casing is introduced in which the hole is made, and the end of the insulated wire located outside the outer conductor is installed inside the dielectric casing, while the dielectric casing is mounted transversely relative to it on the outer conductor of the coaxial cable section.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL06716863T PL1860725T3 (en) | 2005-02-24 | 2006-02-10 | Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein |
| CN2006800138532A CN101164193B (en) | 2005-02-24 | 2006-02-10 | Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein |
| EP06716863A EP1860725B1 (en) | 2005-02-24 | 2006-02-10 | Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein |
| HK08110389.0A HK1114949A1 (en) | 2005-02-24 | 2008-09-19 | Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005104993 | 2005-02-24 | ||
| RU2005104991 | 2005-02-24 | ||
| RU2005104993 | 2005-02-24 | ||
| RU2005104991/09A RU2265923C1 (en) | 2005-02-24 | 2005-02-24 | Radiating cable |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2006091121A2 true WO2006091121A2 (en) | 2006-08-31 |
| WO2006091121A3 WO2006091121A3 (en) | 2006-12-07 |
Family
ID=36927848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2006/000052 WO2006091121A2 (en) | 2005-02-24 | 2006-02-10 | Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1860725B1 (en) |
| CN (1) | CN101164193B (en) |
| HK (1) | HK1114949A1 (en) |
| PL (1) | PL1860725T3 (en) |
| WO (1) | WO2006091121A2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9420219B2 (en) | 2010-12-20 | 2016-08-16 | Emprimus, Llc | Integrated security video and electromagnetic pulse detector |
| WO2012088134A2 (en) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | Emprimus, Inc. | Low power localized distributed radio frequency transmitter |
| US9041497B2 (en) | 2012-04-27 | 2015-05-26 | Tektronix, Inc. | Minimal intrusion very low insertion loss technique to insert a device to a semi-rigid coaxial transmission line |
| MX348516B (en) | 2013-03-14 | 2017-06-16 | Emprimus Llc | Electromagnetically protected electronic enclosure. |
| CN106898875B (en) * | 2017-02-24 | 2020-06-12 | 南京秦淮紫云创益企业服务有限公司 | Mobile terminal |
| EP3382799B1 (en) | 2017-03-27 | 2020-01-15 | Nokia Shanghai Bell Co., Ltd. | Radiating cable and method of manufacturing a radiating cable |
| CN109244627A (en) * | 2018-08-08 | 2019-01-18 | 上海宇航系统工程研究所 | The mounting structure of antenna and its high frequency cable |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4972505A (en) | 1988-12-06 | 1990-11-20 | Isberg Reuben A | Tunnel distributed cable antenna system with signal top coupling approximately same radiated energy |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1929451A1 (en) * | 1969-06-10 | 1970-12-17 | Rohde & Schwarz | Logarithmic periodic antenna |
| US3870977A (en) * | 1973-09-25 | 1975-03-11 | Times Wire And Cable Companay | Radiating coaxial cable |
| US5220337A (en) * | 1991-05-24 | 1993-06-15 | Hughes Aircraft Company | Notched nested cup multi-frequency band antenna |
| RU2113038C1 (en) * | 1996-06-24 | 1998-06-10 | Войсковая часть 35533 | Antenna |
| DE10015379A1 (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-04 | Alcatel Sa | Radiating coaxial radio frequency cable |
| RU2181518C2 (en) * | 2000-05-17 | 2002-04-20 | ГУП "Конструкторское бюро "Связьморпроект" | Coaxial radiating cable |
-
2006
- 2006-02-10 PL PL06716863T patent/PL1860725T3/en unknown
- 2006-02-10 WO PCT/RU2006/000052 patent/WO2006091121A2/en active Application Filing
- 2006-02-10 CN CN2006800138532A patent/CN101164193B/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-02-10 EP EP06716863A patent/EP1860725B1/en not_active Not-in-force
-
2008
- 2008-09-19 HK HK08110389.0A patent/HK1114949A1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4972505A (en) | 1988-12-06 | 1990-11-20 | Isberg Reuben A | Tunnel distributed cable antenna system with signal top coupling approximately same radiated energy |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP1860725A4 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1860725B1 (en) | 2012-08-15 |
| PL1860725T3 (en) | 2013-01-31 |
| EP1860725A4 (en) | 2011-03-02 |
| CN101164193B (en) | 2010-04-21 |
| EP1860725A2 (en) | 2007-11-28 |
| HK1114949A1 (en) | 2008-11-14 |
| CN101164193A (en) | 2008-04-16 |
| WO2006091121A3 (en) | 2006-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2006091121A2 (en) | Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein | |
| EP1816704B1 (en) | Leaky coaxial antenna | |
| US9112283B2 (en) | Multi-channel cabling for RF signal distribution | |
| US3870977A (en) | Radiating coaxial cable | |
| US20100194500A1 (en) | Leaky cable | |
| KR100766182B1 (en) | Radiated mode leaky coaxial cable | |
| US6778845B2 (en) | Antenna/coupler assembly for coaxial cable | |
| CN114094294B (en) | Leaky cable | |
| RU2265923C1 (en) | Radiating cable | |
| US20140292603A1 (en) | Distributed antenna system and method of manufacturing a distributed antenna system | |
| KR100817981B1 (en) | A broadband leaky coaxial cable | |
| KR101043855B1 (en) | Cable-type broadband antenna system | |
| EP3641052B1 (en) | Antenna device and wireless communication system | |
| RU45865U1 (en) | DEVICE FOR BRANCHING AND RADIATION OF ELECTROMAGNETIC ENERGY | |
| KR100761599B1 (en) | Leaky coaxial cable with the fundamental radiated mode Beam | |
| KR100974712B1 (en) | Leaky coaxial cable for compensating system loss | |
| Siddiqui et al. | A leaky coaxial cable antenna based on sinusoidally-modulated reactance surface | |
| KR20100082653A (en) | Leaky coaxial cable capable for adjusting resonace frequency and manufacturing thereof | |
| KR100769398B1 (en) | Leaky coaxial cable for mobile communication | |
| KR100837006B1 (en) | A broadband leaky coaxial cable | |
| RU2763877C2 (en) | Method for transmitting radio frequency electromagnetic signals, system for implementing the method, method for mounting the system, object in which the system is mounted, radiating cable for the system and method for its production | |
| Siddiqui et al. | Sinusoidally Modulated Reactance Surface Loaded Leaky Coaxial Cable | |
| Radwan et al. | Leaky coaxial cable with continuous scanning directive beam | |
| KR100766180B1 (en) | Leakage coaxial cable of improving distance | |
| KR20070082228A (en) | A broadband leaky coaxial cable |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 200680013853.2 Country of ref document: CN |
|
| NENP | Non-entry into the national phase in: |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2006716863 Country of ref document: EP |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 2006716863 Country of ref document: EP |