CN103151591A

CN103151591A - 一种宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆

Info

Publication number: CN103151591A
Application number: CN2013100902006A
Authority: CN
Inventors: 刘中华; 徐国强; 李申月; 叶夏良; 张群
Original assignee: Jiangsu Hengxin Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Hengxin Technology Co Ltd
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: CN103151591B

Abstract

本发明涉及一种漏泄同轴电缆，是一种宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，其由内到外依次包括内导体、绝缘层、外导体和护套，外导体上沿电缆轴线方向间隔均匀开有若干相同的槽缝组，槽缝组中的相对应的槽缝呈八字排列；每个槽缝组包括相邻的第一槽缝分组和第二槽缝分组，第一槽缝分组包括8条相同的第一槽缝，第二槽缝分组包括8条相同的第二槽缝，第一槽缝的长度大于第二槽缝的长度。本发明通过设计2组相同节距而不同槽孔长度的四八字槽槽孔，使得漏缆在800-2700MHz频段内的耦合损耗和衰减性能处于一个更为均匀较为理想的范围内。

Description

一种宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆

技术领域

本发明涉及一种漏泄同轴电缆，具体的说是一种宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆。

背景技术

随着移动通信行业的不断发展，人类生活水平的不断提高，人类通信从初始的语音通信和低数据流通信（如普通通话和短信），逐渐转向于高数据流、多媒体化的通信方式，比如手机高速上网、可视电话、视频会议、物联网等。从而诞生了现今的移动通信3G（CDMA800、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA系统）网络、WLAN、WiFi、4G（LTE系统）网络；系统频段也从800/900MHz→1800MHz→2100MHz→2400MHz→2700MHz，并且在地铁、高铁等大型工程领域的移动通信覆盖中，民用通信系统往往采用多系统接入的方式进行无线覆盖，这就要求我们所选用的漏泄同轴电缆需同时含盖以上诸多频率的诸多系统。

对于辐射型漏泄同轴电缆来说，其使用频段相对较窄，不同于耦合型漏缆可以使用在全频段（注：耦合型漏缆的耦合损耗性能较差，在现有移动通信系统中逐渐被辐射型漏缆取代）。

辐射型漏缆要求使用频段涵盖800-2700MHz,可见使用频率最大最小值相差约2倍，即不同信号波长最大相差约2倍，这从而造成各频率的电磁辐射量相差很大。

因为漏缆耦合损耗和传输衰减成反比的关系，使得低频电磁辐射小、传输损耗小，高频电磁辐射大、传输损耗也大，以至于现有结构漏缆一般都体现出低频耦合损耗性差，高频衰减大的特点。

针对以上种种问题，需要设计出出宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆。

专利号为200810218637.2的中国专利公开了一种漏泄同轴电缆，每个槽缝组包括四条槽缝，并呈双八字形排列；但其整体辐射性能和衰减性能不是很好，使用频段较窄，不可以权衡800-2700MHZ各频段性能指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，通过设计2组相同节距而不同槽孔长度的四八字槽槽孔，使得漏缆在800-2700MHZ频段内的耦合损耗和衰减性能处于一个更为均匀较为理想的范围内。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，其由内到外依次包括内导体、绝缘层、外导体和护套，外导体上沿电缆轴线方向间隔均匀开有若干相同的槽缝组，槽缝组中的相对应的槽缝呈八字排列；每个槽缝组包括相邻的第一槽缝分组和第二槽缝分组，第一槽缝分组包括8条相同的第一槽缝，第二槽缝分组包括8条相同的第二槽缝，第一槽缝的长度大于第二槽缝的长度；第一槽缝分组的8条第一槽缝呈四八字形排列，其中位于A组的4条平行的第一槽缝与电缆轴线的夹角a为5°-45°，另外位于B组的4条平行的第一槽缝与电缆轴线的夹角b为135°-175°，夹角a和夹角b互补；第二槽缝分组的8条第二槽缝呈四八字形排列，其中位于C组的4条平行的第二槽缝与电缆轴线的夹角c为5°-45°，另外位于D组的4条平行的第二槽缝与电缆轴线的夹角d为135°-175°，夹角c和夹角a的度数相同，夹角d和夹角b的度数相同；在相邻的两个槽缝组中，相对应的两条槽缝间的间距为P为480-560mm；第一槽缝分组与第二槽缝分组的间距、第一槽缝分组中A组与B组的间距以及第二槽缝分组中C组与D组的间距都为D1=P/8；A组、B组、C组和D组中的相邻平行槽缝的间距都为D3=P/24；第一槽缝分组与第二槽缝分组中相对应的两条槽缝间的间距为D2=P/2。

第一槽缝的长度大于第二槽缝的长度主要起到以下作用：因为该漏缆专为民用通信系统设计，其涵盖2G、3G、4G、WLAN等系统，使用频段涵盖800-2700MHZ，又因为频率越高，波长越短，电磁辐射越多，传输损耗越大，为了权衡高低频耦合损耗和衰减性能，而用不影响漏缆的谐振频率fM，故将第一槽缝组长度L1设计为大于第二槽缝组长度L2，并且第一槽缝组作为低频800-1000MHZ主要的电磁辐射槽孔，第一槽缝组和第二槽缝组同时作为1700-2700MHZ电磁辐射槽孔。

8条第一槽缝呈现四八字形排列，8条第二槽缝也呈现四八字形排列，选用四八字形排列的主要原因为：辐射型漏泄同轴电缆其使用频段相对较窄，一般单八字槽使用频段为f1-3f1；双八字槽使用频段为f1-5f1；四八字槽使用频段为f1-7f1；

Figure 2013100902006100002DEST_PATH_IMAGE002

；其中C为光速，D1为单组槽孔节距，ε为电缆介电常数。假设D1=270mm；ε=1.30那么f1=520MHZ；那么3f1=1040MHZ；5f1=2600MHZ；7f1=3640MHZ；可见双八字槽结构并不能满足4G 2700MHZ网络要求。

L3=2R、D2=P/2、D1=P/8、D3=P/24，这些长度设计起到的主要作用是：L3=2R，主要是为了保证生产工艺，因为当L3=2R时，槽孔成圆角，而辐射型漏缆外导体厚度仅为0.1mm，其对冲孔模具要求较高，当恒心设计成圆角时，不易损坏模具，并且铜带纵包在圆形电缆芯线上不会存在一个很小的夹角，不会导致夹角处在纵包后突起，影响电缆性能；D2=P/2、D1=P/8、D3=P/24，其主要是从单八字→双八字→四八字演进的一个过程；双八字槽孔孔距D3=P/12，四八字槽孔孔距D3=P/24，以保证任意一组槽孔对应同一个谐振频率。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，第一槽缝和第二槽缝形状由两侧平行的直线和两端连接两平行直线的半圆弧构成，半圆弧的直径为两侧平行的直线的间距，第一槽缝的长度L1为25-30mm，第二槽缝的长度L2为20-24mm，第一槽缝和第二槽缝的长度为其两端半圆弧的一条外切线之间的距离，外切线为与两平行直线垂直的那条切线。

L1=25-30mm，L2=20-24mm，L1和L2这样设置是因为：

Figure 2013100902006100002DEST_PATH_IMAGE004

，其中r表示距离，λ对应频率波长；

Figure 2013100902006100002DEST_PATH_IMAGE006

；

α表示耦合损耗，耦合损耗与槽孔长度和角度成正比，α₀表示辐射引起的附加损耗。可见当耦合损耗小于55dB时辐射引起的电缆损耗急剧增加，所以需控制漏缆的辐射量，故需将L1和L2控制在合理的范围内。

前述的宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，第一槽缝和第二槽缝的宽度L3相同（L3=2R），宽度L3为3-7mm，第一槽缝和第二槽缝的宽度为两侧平行的直线的间距。

L3=2R，主要是为了保证生产工艺，因为当L3=2R时，槽孔成圆角，而辐射型漏缆外导体厚度仅为0.1mm，其对冲孔模具要求较高，当恒心设计成圆角时，不易损坏模具，并且铜带纵包在圆形电缆芯线上不会存在一个很小的夹角，不会导致夹角处在纵包后突起，影响电缆性能。

本发明的设计原理为：

选择合理的谐振频率（禁止使用频率）、使其不落在民用系统的使用频段范围内。根据等波长λ、半波长λ/2、四分之一波长λ/4的关系，将λ/4对应的谐振频率4f0设计在2025-2110MHz的中心频率，即4f0=（2025+2110）/2=2067.5MHz；那么λ/2对应的谐振频率2f0=1033.75MHz；λ对应的谐振频率f0=516.75MHz；可见516.75MHz、1033.75MHz、2067.5MHz都不落在民用通信系统频率范围内。

根据谐振频率设计合理的槽孔周期节距P。

Figure 2013100902006100002DEST_PATH_IMAGE008

为了使得使用频率同时涵盖800-2700MHz，采用四八字槽结构漏缆，拓展其使用频段,其中四八字结构的使用频率为f1-7f1；双八字结构的使用频率为f1-5f1；单八字结构的使用频率为f1-3f1；那么四八字结构最大使用频率f2：

Figure 2013100902006100002DEST_PATH_IMAGE010

为了使得各频率的电磁辐射量相当，即保证各频率信号均匀辐射，主要是保证中心频率900MHz、1800MHz、2700MHz辐射特性相当，并且根据λ/2和λ/4特性，将连续两组四八字槽孔按槽长不等设计，根据耦合损耗辐射特性公式：

Figure 2013100902006100002DEST_PATH_IMAGE012

从而设计出本发明的槽缝结构，其中：L1=25-30mm，L2=20-24 mm，L3=2R，D2=P/2，D1=P/8，D3=P/24。

本发明的有益效果是：⑴采用四八字槽结构，整体辐射性能和衰减性能更好；⑵使用频段更宽，可以使漏缆使用频段达到2700MHz，涵盖所有民用通信网络；⑶可以权衡800-2700MHZ各频段性能指标，使得漏缆在整个800-2700MHZ频段内的耦合损耗和衰减性能处于一个更为均匀较为理想的范围内，可以使得漏缆耦合损耗处于62-68dB之间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明外导体的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，结构如图1所示，其由内到外依次包括内导体1、绝缘层2、外导体3和护套4，外导体3上沿电缆轴线方向间隔均匀开有若干相同的槽缝组9，槽缝组9中的相对应的槽缝呈八字排列；每个槽缝组9包括相邻的第一槽缝分组5和第二槽缝分组6，第一槽缝分组5包括8条相同的第一槽缝7，第二槽缝分组6包括8条相同的第二槽缝8，第一槽缝7的长度大于第二槽缝8的长度；外导体3的结构如图2所示，第一槽缝分组5的8条第一槽缝呈四八字形排列，其中位于A组的4条平行的第一槽缝与电缆轴线的夹角a为5°-45°，另外位于B组的4条平行的第一槽缝与电缆轴线的夹角b为135°-175°，夹角a和夹角b互补；第二槽缝分组6的8条第二槽缝呈四八字形排列，其中位于C组的4条平行的第二槽缝与电缆轴线的夹角c为5°-45°，另外位于D组的4条平行的第二槽缝与电缆轴线的夹角d为135°-175°，夹角c和夹角a的度数相同，夹角d和夹角b的度数相同。在相邻的两个槽缝组9中，相对应的两条槽缝间的间距为P为480-560mm；第一槽缝分组与第二槽缝分组的间距、第一槽缝分组中A组与B组的间距以及第二槽缝分组中C组与D组的间距都为D1=P/8；A组、B组、C组和D组中的相邻平行槽缝的间距都为D3=P/24；第一槽缝分组与第二槽缝分组中相对应的两条槽缝间的间距为D2=P/2。

第一槽缝7和第二槽缝8的形状相同，由两侧平行的直线和两端连接两平行直线的半圆弧构成，半圆弧的直径为两侧平行的直线的间距，第一槽缝的长度L1为25-30mm，第二槽缝的长度L2为20-24mm，第一槽缝和第二槽缝的长度为其两端半圆弧的一条外切线之间的距离，外切线为与两平行直线垂直的那条切线。第一槽缝7和第二槽缝8的宽度为两侧平行的直线的间距，第一槽缝7和第二槽缝8的宽度相同，宽度即为半圆弧的直径L3（L3=2R），宽度L3为3-7mm。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，其由内到外依次包括内导体、绝缘层、外导体和护套，所述外导体上沿电缆轴线方向间隔均匀开有若干相同的槽缝组，槽缝组中的相对应的槽缝呈八字排列；其特征在于：

每个槽缝组包括相邻的第一槽缝分组和第二槽缝分组，所述第一槽缝分组包括8条相同的第一槽缝，所述第二槽缝分组包括8条相同的第二槽缝，所述第一槽缝的长度大于所述第二槽缝的长度；

所述第一槽缝分组的8条第一槽缝呈四八字形排列，其中位于A组的4条平行的第一槽缝与电缆轴线的夹角a为5°-45°，另外位于B组的4条平行的第一槽缝与电缆轴线的夹角b为135°-175°，夹角a和夹角b互补；所述第二槽缝分组的8条第二槽缝呈四八字形排列，其中位于C组的4条平行的第二槽缝与电缆轴线的夹角c为5°-45°，另外位于D组的4条平行的第二槽缝与电缆轴线的夹角d为135°-175°，夹角c和夹角a的度数相同，夹角d和夹角b的度数相同；

在相邻的两个槽缝组中，相对应的两条槽缝间的间距P为480-560mm；所述第一槽缝分组与第二槽缝分组的间距、所述第一槽缝分组中A组与B组的间距以及所述第二槽缝分组中C组与D组的间距都为D1=P/8；所述A组、B组、C组和D组中的相邻平行槽缝的间距都为D3=P/24；所述第一槽缝分组与第二槽缝分组中相对应的两条槽缝间的间距为D2=P/2。

2.如权利要求1所述的宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，其特征在于：所述第一槽缝和第二槽缝形状由两侧平行的直线和两端连接两平行直线的半圆弧构成，所述半圆弧的直径为所述两侧平行的直线的间距，所述第一槽缝的长度L1为25-30mm，所述第二槽缝的长度L2为20-24mm，所述第一槽缝和第二槽缝的长度为其两端半圆弧的一条外切线之间的距离，所述的外切线为与两平行直线垂直的那条切线。

3.如权利要求2所述的宽高频低损耗均匀辐射漏泄同轴电缆，其特征在于：所述第一槽缝和第二槽缝的宽度L3相同，所述宽度L3为3-7mm，所述第一槽缝和第二槽缝的宽度为所述两侧平行的直线的间距。