CN105281042A - 裂缝波导天线、信号传输装置以及信号连续传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种既能够在已有的铺设空间中进行铺设，又能够将无法达到隔离要求的信号进行有效隔离并分别进行传输的裂缝波导天线，和含有该裂缝波导天线的信号传输装置及信号连续传输系统。本发明所涉及的裂缝波导天线，其特征在于，具有：至少一根用于传输电磁波信号的裂缝波导管，其中，所述裂缝波导管至少包括平行设置的第一管道和第二管道，所述第一管道和所述第二管道的表面分别设有使得所述电磁波信号在所述管道内部与外部之间传输的复数个裂缝，所述第一管道和所述第二管道分别用于传输相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号。

Description

裂缝波导天线、信号传输装置以及信号连续传输系统

技术领域

本发明涉及无线信号传输领域，特别涉及能实现电磁波信号连续传播的裂缝波导天线，含有该裂缝波导天线的信号传输装置以及信号连续传输系统。

背景技术

随着无线技术的日益发展，无线通信技术的应用也越来越广泛，在无线通信系统中，电磁波信号主要有三种传输方式：基于天线的自由波传输方式、泄漏电缆传输方式、裂缝波导传输方式。

自由无线传输方式采用定向天线作为车地间的通信媒介，安装限制少，安装施工较方便，但信号衰减较快，覆盖范围小，信号变化和切换较频繁，同时容易受到外界信号的干扰。

与之相比，泄漏电缆传输方式的辐射信号稳定，抗干扰能力强，但是其传输损耗和耦合损耗仍然比较大，传输距离较短，只能适用于频率较低的频段。

而裂缝波导传输方式则是将接收到的电磁波信号全部引入波导管的一个管道内，并在管道表面每隔一段距离开一条缝隙，让进入管道的电磁波信号从此裂缝中漏泄出来，因其波导管物理特性和衰减性能很好，传输距离较远，且沿波导管无线场强覆盖均匀，呈现良好的方向性分布，抗干扰能力较强。特别是，其传输带宽相对比较宽，一旦铺设好以后，可以同时允许工作频带内多系统的多路电磁波信号同时在其中传输。

正是基于裂缝波导传输的这些优点，在对可靠性和安全性以及传输距离要求较高的无线通信系统中，例如，城市轨道交通无线通讯系统中，裂缝波导传输方式已经被广泛应用。裂缝波导传输方式可以使来自城市轨道交通无线通信技术系统中的基于无线通信的列车自动控制系统(CBTC)、乘客信息显示系统(PIDS)、轨道交通车载视频监控系统(车载CCTV系统)、车载移动电视系统等多路系统的多路电磁波信号能够同时在波导管中传输。

但是，在上述这些系统中，由于发射电磁波信号的滤波器的滚降特性(任何滤波器都不可能是理想的阶跃方式)，导致电磁波信号总存在一定的带外辐射，也就是我们通常所称的发射杂散。发射杂散的存在会使得相互之间的隔离频带过窄的多路信号在波导管中传输时产生相互干扰。

为了避免产生这样的干扰，就必须要将这些信号之间的隔离增大以满足隔离要求，通常是采用RF模块来增大隔离，进行合路，再将信号传输给波导管。例如，在城市轨道交通无线通讯系统中，系统隔离要求一般是100dB，信号之间原本的隔离频带是50dB，RF模块能够增加的隔离频带是50dB，因此，信号经过RF模块后，隔离频带能够达到100dB，从而达到隔离要求。

然而，随着通讯的不断发展，各个系统中传输的信号不断增多，信号之间的隔离频带也越来越窄，导致即使采用了RF模块，信号之间的隔离也难以满足要求。将这样的信号通过一套裂缝波导管进行传输，根本无法满足通讯要求。

在这种情况下，就需要间隔100米左右再另外铺设一套波导天线，将无法达到隔离要求的信号分别通过两套波导天线进行传输。但是，这样做不仅耗费设备，而且需要另行设置铺设空间，特别是在轨道交通中，隧道内的铺设空间本来就相当紧凑，根本无法找到多余的铺设空间来铺设第二套波导天线。

发明内容

本发明为了解决上述课题采用了以下结构。

<结构一>

本发明提供一种裂缝波导天线，其特征在于，具有：至少一根用于传输电磁波信号的裂缝波导管，其中，裂缝波导管至少包括平行设置的第一管道和第二管道，第一管道和第二管道的表面分别设有使得电磁波信号在管道内部与外部之间传输的复数个裂缝，第一管道和第二管道分别用于传输相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号。

另外，本发明提供的裂缝波导天线还可以有这样的特征：第一管道和第二管道之间设有分隔板。

另外，本发明提供的裂缝波导天线还可以具有：同轴转换器，被安装在位于裂缝波导天线一端的裂缝波导管的外端，用于让电磁波信号在裂缝波导管和发射接收单元之间交互转换,具有与第一管道和第二管道分别相连通且分别用于传输两类电磁波信号的第一腔体和第二腔体的波导管、分别设置在第一腔体和第二腔体内的两个馈电单元、和分别与该两个馈电单元相连并伸出第一腔体和第二腔体的两个射频接头；和波导终端负载，被安装在位于裂缝波导天线另一端的裂缝波导管的外端，吸收裂缝波导管传输来的全部电磁波信号,具有：含有与第一管道和第二管道分别对应的第一吸收腔和第二吸收腔的波导管、分别设置在第一吸收腔和第二吸收腔内部且用于吸收一部分的电磁波信号的两个吸波体和安装在第一吸收腔和第二吸收腔的一端用于阻止电磁波信号透过的金属盖板，其中，第一腔体和第二腔体之间设有分隔板，第一吸收腔和第二吸收腔之间设有分隔板。

另外，本发明提供的裂缝波导天线还可以有这样的特征：同轴转换器，被安装在位于裂缝波导天线一端的裂缝波导管的外端，具有：含有与第一管道和第二管道分别相连通且分别用于传输两类电磁波信号的第一腔体和第二腔体的波导管；一端分别伸入第一腔体和第二腔体内的两个馈电单元；以及与该两个馈电单元的另一端分别相连并伸出第一腔体和第二腔体的两个射频接头；和波导泄露负载，被安装在位于裂缝波导天线另一端的裂缝波导管的外端，与其他电磁波元件相隔一定距离，具有：含有与第一管道和第二管道分别对应的第一泄露腔和第二泄露腔的波导管、分别设置在该第一泄露腔和第二泄露腔的内部且用于吸收一部分的电磁波信号的吸波体、和安装在波导管的一端用于让另一部分的电磁波信号泄露出来被其他电磁波元件接收的漏波板，其中，第一腔体和第二腔体之间设有分隔板，第一泄露腔和第二泄露腔之间设有分隔板。

<结构二>

进一步，本发明还提供了一种信号传输装置，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行传输，每类电磁波信号都包含至少一个电磁波信号，其特征在于，具有：裂缝波导天线，传输两类电磁波信号；和发射接收单元，与裂缝波导天线相连接，发射和接收两类电磁波信号，其中，发射接收单元至少具有两个分别与两个管道匹配相连的连接端；裂缝波导天线具有至少一根用于传输电磁波信号的裂缝波导管，其中，裂缝波导管至少包括平行设置的第一管道和第二管道，第一管道和第二管道的表面分别设有使得电磁波信号在管道内部与外部之间传输的复数个裂缝，第一管道和第二管道分别用于传输相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号。

<结构三>

进一步，本发明还提供了另一种信号传输装置，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行传输，每类电磁波信号都包含至少一个电磁波信号，其特征在于，具有：第一裂缝波导天线，为如<结构一>中第三段所述的裂缝波导天线，用于传输两类电磁波信号；第二裂缝波导天线，为如<结构一>中第四段所述的裂缝波导天线，用于传输两类电磁波信号；以及发射接收单元，与第一裂缝波导天线和第二裂缝波导天线相连接，发射和接收两类电磁波信号，其中，发射接收单元至少具有四个分别与第一裂缝波导天线的两个射频接头和第二裂缝波导天线的两个射频接头匹配相连的连接端。

<结构四>

进一步，本发明还提供了另一种信号传输装置，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行传输，每类电磁波信号都包含至少一个电磁波信号，其特征在于，具有：两根第一裂缝波导天线，该第一裂缝波导天线为如<结构二>所述的裂缝波导天线，用于传输两类电磁波信号；以及发射接收单元，与两根第一裂缝波导天线相连接，发射和接收两类电磁波信号，其中，发射接收单元至少具有四个分别与两根第一裂缝波导天线的四个射频接头匹配相连的连接端。

<结构五>

更进一步，本发明还提供了一种信号连续传输系统，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行连续传输，其特征在于，具有：至少两个沿着连续传输的方向排列的信号传输装置，其中，该如信号传输装置为如<结构二>所述的信号传输装置。

<结构六>

更进一步，本发明还提供了另一种信号连续传输系统，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行连续传输，其特征在于，具有：至少两个按照预定间隔沿着连续传输的方向排列的信号传输装置，其中，位于连续传输的方向最末端的信号传输装置是如<结构四>所述的信号传输装置作为终端信号传输装置，其余信号传输装置为如<结构三>所述的信号传输装置。

发明的作用与效果

根据本发明的裂缝波导天线，因为具有至少一根用于传输电磁波信号的裂缝波导管，并且该裂缝波导管至少包括平行设置的第一管道和第二管道，第一管道和第二管道分别用于传输相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号，因此，该裂缝波导天线体积小，节省空间而且节省设备成本，便于施工，既能够满足在已有的铺设空间中进行铺设的要求，又能够达到将无法达到隔离要求的信号进行有效隔离并分别进行传输的效果。

附图说明

图1是本发明在实施例一中的信号连续传输系统的结构示意图；

图2是本发明在实施例一中的第一信号传输装置的结构框图；

图3是本发明在实施例一中的发射接收单元的结构示意图；

图4是本发明在实施例一中的裂缝波导管的结构示意图；

图5是本发明在实施例一中的同轴转换器从正面看的结构示意图；

图6是本发明在实施例一中的同轴转换器从背面看的结构示意图；

图7是本发明在实施例一中的同轴转换器的分解图；

图8是本发明在实施例一中的波导终端负载从正面看的结构示意图；

图9是本发明在实施例一中的波导终端负载从背面看的结构示意图；

图10是本发明在实施例一中的波导终端负载的分解图；

图11是本发明在实施例一中的波导泄露负载从正面看的结构示意图；

图12是本发明在实施例一中的波导泄露负载从背面看的结构示意图；

图13是本发明在实施例一中的波导泄露负载的分解图；

图14是本发明在实施例一中的第三信号传输装置的结构框图；以及

图15是本发明在实施例二中的信号连续传输系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明的具体实施方式。

本发明的几个实施例中，都是将本发明裂缝波导天线和信号传输装置应用于轨道交通无线通讯系统，工作频率为5.9G，显然，本发明裂缝波导天线和信号传输装置还可以使用于其它需要无线信号覆盖的场合和其他工作频率范围。

由于裂缝波导天线接收和发射信号是互易的，因此实施例中仅以发射模式为例对其工作原理进行说明。当裂缝波导天线接收信号时，其工作原理与之相同。

<实施例一>

图1是本发明在实施例一中的信号连续传输系统的结构示意图。

如图1所示，信号连续传输系统10用于对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的A、B两类电磁波信号进行连续传输，它包括三个信号传输装置，从左到右依次作为第一信号传输装置11，第二信号传输装置11和第三信号传输装置11’。

这三个信号传输装置之间均间隔预定间距，并沿着轨道交通中信号的连续传输的方向排列，对两类电磁波信号进行传输。如图1所示，三个信号传输装置沿着从左向右的方向排列，对电磁波信号进行传输。在本实施例一中，预定间距为400～600米。

图2是本发明在实施例一中的第一信号传输装置的结构框图。

如图1、2所示，第一信号传输装置11包括发射接收单元12、第一裂缝波导天线13以及第二裂缝波导天线14。

图3是本发明在实施例一中的发射接收单元的结构示意图。

如图1、3所示，发射接收单元12与第一裂缝波导天线13和第二裂缝波导天线14相连接，用于发射和接收信号源传来的A、B两类电磁波信号。

如图3所示，在本实施例中，每类电磁波信号都包含n个电磁波信号，第一类电磁波信号A包括A1～An这n个信号，第二类电磁波信号B包括B1～Bn这n个信号。

发射接收单元12(即、RF模块)将A、B两类电磁波信号进行隔离、合路/分路以及放大，使得A1～An的这n个电磁波信号之间达到预定隔离要求，并使得B1～Bn的这n个电磁波信号之间达到隔离要求。它具有2n个滤波模块15，两个多工合路模块16和两个二功分器17。在本实施例一中，预定隔离要求为隔离频带不小于100dB。

2n个滤波模块15平均分成两组，第一组分别与A1～An这n个电磁波信号一一对应，第二组分别与B1～Bn这n个电磁波信号一一对应，用于接收并过滤这些电磁波信号。

两个多工合路模块16分别作为第一多工合路模块16-1和第二多工合路模块16-2分别与两组滤波模块15相连，从而分别对A1～An这n个电磁波信号和B1～Bn这n个电磁波信号进行合路，得到A1～An的A类合路信号和B1～Bn的B类合路信号。

两个二功分器17的一端分别与两个多工合路模块16相连，每个二功分器17的另一端都具有两个端口，如图3所示，将与第一多工合路模块相连的二功分器17作为第一二功分器17-1，它具有(1)和(2)两个端口，与第二多工合路模块相连的二功分器17作为第二二功分器17-2，它具有(3)和(4)两个端口。

第一二功分器17-1接收从第一多工合路模块16-1传输来的A1～An的A类合路信号，并将该A类合路信号分成能量相等的两路A类功分信号，然后通过(1)和(2)两个端口传输给第一裂缝波导天线13。

第二二功分器17-2接收从第二多工合路模块16-2传输来的B1～Bn的B类合路信号，并将该B类合路信号分成能量相等的两路B类功分信号，然后通过(3)和(4)两个端口传输给第二裂缝波导天线14。

经过发射接收单元12的处理后，A1～An这n个A类信号与B1～Bn这n个B类信号相互之间隔离频带增大到50dB，但仍然无法达到隔离要求。

第一裂缝波导天线13用于传输A、B两类电磁波信号，并使得n个A类信号与n个B类信号相互之间隔离频带达到100dB，满足隔离要求。

在本实施例一中，如图1所示，第一裂缝波导天线13位于发射接收单元12的左侧，用于在左侧传输A、B两类电磁波信号。它具有四根裂缝波导管18，一个双波导同轴转换器19，一个双波导终端负载20以及三对波导法兰盘21。

如图1所示，这四根裂缝波导管18用于在发射接收单元12左侧传输电磁波信号，每相邻的两根裂缝波导管18都通过一对波导法兰盘21固定连接在一起。

图4是本发明在实施例一中的裂缝波导管的结构示意图。

如图4所示，裂缝波导管18包括平行设置的第一管道25和第二管道26。第一管道25和第二管道26分别用于传输A、B两类电磁波信号。第一管道25和第二管道26的表面均设有使得电磁波信号在管道内部与外部之间传输的复数个裂缝27，并且第一管道25和第二管道26之间通过分隔板28进行相互隔离。通过裂缝波导管18的第一管道25和第二管道26之间的物理隔离作用，A1～An这n个A类信号与B1～Bn这n个B类信号相互之间即可以达到隔离要求。

如图1所示，双波导同轴转换器19用于实现电磁波信号在裂缝波导管18和发射接收单元12之间的交互转换，即、将来自发射接收单元12的信号转换到裂缝波导管18中，或者将裂缝波导管18传输的信号转换到发射接收单元12进行传输。在本实施例一中，双波导同轴转换器19被安装在位于发射接收单元12左侧的第一根裂缝波导管18的右端作为第一双波导同轴转换器19。

图5是本发明在实施例一中的同轴转换器从正面看的结构示意图。

图6是本发明在实施例一中的同轴转换器从背面看的结构示意图。

图7是本发明在实施例一中的同轴转换器的分解图。

如图5、6、7所示，双波导同轴转换器19具有一个波导法兰盘19a、两个波导腔体19b、一个分隔板19c、两个馈电单元19d、两个射频接头19e以及金属短路板19f。

如图1、5、7所示，双波导同轴转换器19通过波导法兰盘19a固定连接在裂缝波导管18的端部，波导法兰盘19a与裂缝波导管18采用焊接方式固定相连。

两个波导腔体19b作为第一波导腔体19b-1和第二波导腔体19b-2分别用于传输A、B两类电磁波信号，它们分别与第一管道25和第二管道26相连通。如图7所示，在两个波导腔体19b的上壁处分别开有一个耦合孔a2。

分隔板19c被设置在两个波导腔体19b之间，起隔离作用。

在本实施例中，两个波导腔体19b和一个分隔板19c构成一个双波导管。

两个馈电单元19d分别被设置在两个波导腔体19b内，它可以是探针、振子或环。在本实施例中，如图7所示，馈电单元19d为探针19d。

两个射频接头19e分别与两个馈电单元19d相连，并伸出两个波导腔体19b。在本实施例一的第一双波导同轴转换器19中，这两个射频接头19e中的一个通过电缆与发射接收单元12的第一端口(1)相连，接收第一端口(1)输出的一路A类功分信号，另一个通过电缆与发射接收单元12的第三端口(3)相连，接收第三端口(3)输出的一路B类功分信号。

每个射频接头19e都用于将来自电缆的一类电磁波信号通过馈电单元19d转换到裂缝波导管18的管道中进行传输，或者将来自裂缝波导管18的电磁波信号通过馈电单元19d转换到电缆中并传输至发射接收单元12。

射频接头19e包括接头座19e-1和接头19e-2。接头座19e-1置于波导腔体19b的宽面上，接头座19e-1的圆孔a3与波导腔体19b的耦合孔a2同心，接头座19e-1与波导腔体19b通过焊接方式连接。接头19e-2与馈电单元19d相连，采用螺钉方式固定在接头座19e-1上，使得接头19e-2的绝缘体a5与接头座19e-1的圆孔a3尺寸相配，以保证探针19d与耦合孔a2同心。

在本实施例中，耦合孔a2比圆孔a3略小，形成台阶状用于固定接头19e-2的绝缘体a5。接头19e-2的内导体a4作为探针19d，通过双波导管耦合孔a2，伸入到波导腔体19b内接近1/2高度，将电磁波信号从TEM模激励到波导腔体19b内并转换成TE10模。

金属短路板19f被固定在两个波导腔体19b的a1侧，距耦合孔a2距离λ/4的奇数倍处，用金属短路板19f进行密封是为了抵消在探针19d和耦合孔a2处产生的高次模电抗，并使电磁波能量向波导法兰盘19a方向传输，金属短路板19f与两个波导腔体19b以焊接方式相固定。

如图1所示，双波导终端负载20被安装在位于发射接收单元12左侧的第一根裂缝波导管18的左端部，吸收裂缝波导管18传输的全部电磁波信号。

图8是本发明在实施例一中的波导终端负载从正面看的结构示意图。

图9是本发明在实施例一中的波导终端负载从背面看的结构示意图。

如图8、9所示，双波导终端负载20具有双波导法兰盘20a、两个吸收腔20b、分隔板20c、两个吸波材料体20d以及金属盖板20e。双波导终端负载20被安装在位于发射接收单元12最左侧的裂缝波导管18的左端，作为终端，吸收裂缝波导管18传输来的全部电磁波信号。

图10是本发明在实施例一中的波导终端负载的分解图。

如图1、8、10所示，双波导终端负载20通过双波导法兰盘20a固定连接在第二裂缝波导天线13的裂缝波导管18的左端部，双波导法兰盘20a与裂缝波导管18采用焊接方式固定相连。

两个吸收腔20b作为第一吸收腔20b-1和第二吸收腔20b-2分别与第一管道25和第二管道26相对应连通。

分隔板20c位于第一吸收腔20b-1和第二吸收腔20b-2之间，起隔离作用。

在本实施例一中，两个吸收腔20b和一个分隔板20c构成一个双波导管。

两个吸波材料体20d被分别设置在第一吸收腔20b-1和第二吸收腔20b-2内部的预定位置，能够吸收大于99.8％的电磁波信号。

如图10所示，吸波材料体20d与双波导管的长度相同，形状为双向倾角的斜劈型薄板，向着开口b1方向的前斜劈倾角为5°～30°，向着开口b2方向的后斜劈倾角为90°。吸波材料体20d的b1端劈尖的长度越长，电磁波信号能量的吸收效果越好，匹配的性能就越好，吸波材料体20d的开口b1方向的劈尖长度一般取λ/2的整数倍。吸波材料体20d平行地放置在吸收腔20b中电场最强处，在电场作用下吸波材料体20d强烈吸收电磁波能量，使其反射变小。吸波材料体20d采用羰基铁粉和环氧树脂进行模压成料，或含有碳粉的尖劈形海绵体。

金属盖板20e被安装在第一吸收腔20b-1和第二吸收腔20b-2的同一端，用于阻止电磁波信号透过，从而实现对电磁波信号的全部吸收。

在本实施例中，如图1所示，第二裂缝波导天线14位于发射接收单元12的右侧，用于在该侧传输A、B两类电磁波信号。它具有四根裂缝波导管18，一个双波导同轴转换器22，一个双波导泄露负载23以及三对波导法兰盘24。

这四根裂缝波导管18用于在发射接收单元12的右侧传输电磁波信号，每相邻的两根裂缝波导管18都通过一对波导法兰盘24固定连接在一起。

双波导同轴转换器22被安装在位于发射接收单元12右侧的第一根裂缝波导管18的左端，作为第二双波导同轴转换器22，它的结构同前述双波导同轴转换器19。在第二双波导同轴转换器22中，两个射频接头都用于将来自电缆的一类电磁波信号通过馈电单元转换到裂缝波导管18的管道中进行传输，或者将来自裂缝波导管18的电磁波信号通过馈电单元转换到电缆中并传输至发射接收单元12。这两个射频接头中的一个是通过电缆与发射接收单元12的第二端口(2)相连，接收第二端口(2)输出的另一路A类功分信号，另一个是通过电缆与发射接收单元12的第四端口(4)相连，接收第四端口(4)输出的另一路B类功分信号。

双波导泄露负载23被安装在位于发射接收单元12右侧的最后一根裂缝波导管18的右端，该双波导泄露负载23通过泄漏一部分电磁波信号，使得两相隔一定距离的裂缝波导天线之间具有连续的电磁波信号的传输，不出现信号中断，同时又保证整个通信系统处在行波状态。

图11是本发明在实施例一中的波导泄露负载从正面看的结构示意图。

图12是本发明在实施例一中的波导泄露负载从背面看的结构示意图。

图13是本发明在实施例一中的波导泄露负载的分解图。

如图11～13所示，双波导泄露负载23具有双波导法兰盘23a、两个泄露腔23b、分隔板23c、两个吸波材料体23d以及泄露板23e。

如图1、11、13所示，双波导泄露负载23通过双波导法兰盘23a固定连接在第二裂缝波导天线14的裂缝波导管18的右端部，双波导法兰盘23a与裂缝波导管18采用焊接方式固定相连。

两个泄露腔23b作为第一泄露腔23b-1和第二泄露腔23b-2分别与第一管道25和第二管道26相对应连通。

分隔板23c位于第一泄露腔23b-1和第二泄露腔23b-2之间，起隔离作用。

在本实施例中，两个泄露腔23b和一个分隔板23c构成一个双波导管。

两个吸波材料体23d被分别设置在第一泄露腔23b-1和第二泄露腔23b-2内部的预定位置，它能吸收掉50％～95％的电磁波信号。

如图13所示，吸波材料体23d与双波导管的长度相同，是形状为双向倾角的斜劈型薄板，它向着开口c1方向的前斜劈倾角为5°～30°，向着开口c2方向的后斜劈倾角为30°～60°。安装在第一泄露腔23b-1和第二泄露腔23b-2内靠近中间但不在正中间的位置。吸波材料体23d采用羰基铁粉和环氧树脂进行模压成料，或含有碳粉的尖劈形海绵体。

在本实施例一中，吸波材料体23d的前倾角为5°～30°，后倾角为30°～60°，其他角度也可以。

吸波材料体23d的两端劈尖的长度越长，电磁波信号能量的吸收效果越好，匹配的性能就越好，吸波材料体23d的开口c1方向的劈尖长度一般取λ/2的整数倍。吸波材料体23d的开口c2方向的劈尖长度一般取λ/4的整数倍。吸波材料体23d平行地放置在第一泄露腔23b-1和第二泄露腔23b-2中电场最强处，在电场作用下吸波材料体23d强烈吸收电磁波能量，使其反射变小。当需要泄漏一部分电磁波信号能量，使其终端能辐射部分电磁波功率时，就可通过调节吸波材料体23d的结构尺寸、形状、材料、数量或安装位置，来控制电磁波信号泄漏的能量，并且可以保证系统处在行波状态。因此在实际应用过程中并不仅仅局限于本实施例一中所述的尺寸、形状、材料、数量或安装位置。

泄露板23e密封安装在波导管的一端，用于让另一部分的电磁波信号泄露出来，并被另一个信号传输装置11中的第一裂缝波导天线13所接收。在本实施例一中，泄露板23e为透波板。

如图1所示，在本实施例一的信号连续传输系统10中，第二信号传输装置11的结构与第一信号传输装置11相同。

图14是本发明在实施例一中的第三信号传输装置的结构框图。

如图1、14所示，第三信号传输装置11’包括发射接收单元12和两个第一裂缝波导天线13。这两个第一裂缝波导天线13中一个位于发射接收单元12的左侧，一个位于右侧。位于左侧的第一裂缝波导天线13的两个射频接头中的一个通过电缆与发射接收单元12的第一端口(1)相连，接收第一端口(1)输出的一路A类功分信号，另一个通过电缆与发射接收单元12的第三端口(3)相连，接收第三端口(3)输出的一路B类功分信号；位于右侧的第一裂缝波导天线13的两个射频接头中的一个通过电缆与发射接收单元12的第二端口(2)相连，接收第二端口(2)输出的另一路A类功分信号，另一个是通过电缆与发射接收单元12的第四端口(4)相连，接收第四端口(4)输出的另一路B类功分信号。

如图1所示，在信号连续传输系统10中，这三个信号传输装置11从左向右排列，位于第一个信号传输装置11的最右端的波导泄露负载20与位于第二个信号传输装置11左侧的第一裂缝波导天线13相对向，同样的，位于第二个信号传输装置11的最右端的波导泄露负载20与位于第三个信号传输装置11左侧的第一裂缝波导天线13相对向。

在本实施例一的信号连续传输系统10中，在发射模式下，信号传输装置的发射接收单元12接收信号源传来的A1～An、B1～Bn这两类电磁波信号，然后对这些电磁波信号进行滤波、隔离、合路/分路以及放大，使得合路后的A类合路信号中A1～An的这n个电磁波信号之间达到隔离要求，并使得合路后的B类合路信号中B1～Bn的这n个电磁波信号之间达到隔离要求，再将A类合路信号分成能量相等的两路A类功分信号，然后通过(1)和(2)两个端口传输给第一双波导同轴转换器19。同时，将该B类合路信号分成能量相等的两路B类功分信号，然后通过(3)和(4)两个端口传输给第二双波导同轴转换器22。

接着，在第一裂缝波导天线13中，第一双波导同轴转换器19将从第(1)端口传输来的一路A类功分信号转换到第一管道25中，并将从第(3)端口传来的一路B类功分信号转换到第二管道26中。

然后，一路A类功分信号沿着四根第一管道25从右向左传输，并通过第一管道25表面的裂缝27由内部向外部进行辐射；一路B类功分信号沿着四根第二管道26同样从右向左传输，并通过第二管道26表面的裂缝27由内部向外部空间进行辐射。从而将信号传递到位于第一裂缝波导天线13旁侧的列车上。

当A类功分信号和B类功分信号一边辐射一边向左传输到双波导终端负载20时，双波导终端负载20吸收传输来的全部的这两路A类功分信号和B类功分信号。

同时，在第二裂缝波导天线14中，第二双波导同轴转换器22将从第(2)端口传输来的另一路A类功分信号转换到裂缝波导管18的第一管道25中，并将从第(4)端口传来的另一路B类功分信号转换到裂缝波导管18的第二管道26中。

然后，另一路A类功分信号沿着四个第一管道25从左向右传输，并通过第一管道25表面的裂缝27由内部向外部进行辐射；另一路B类功分信号沿着四个第二管道26同样从左向右传输，并通过第二管道26表面的裂缝27由内部向外部进行辐射。从而将信号传递到位于第二裂缝波导天线14旁侧的列车上。

当A类功分信号和B类功分信号一边辐射一边向右传输到双波导泄露负载23时，双波导泄露负载23吸收传输来的大部分的这两路信号，同时泄漏一部分信号，使之向外辐射到与该第二裂缝波导天线14间隔一定距离的另一个信号传输装置11的第一裂缝波导天线13中。

实施例一的作用与效果

根据本实施例一的裂缝波导天线和含有该裂缝波导天线的信号传输装置以及信号连续传输系统，因为裂缝波导天线具有至少一根用于传输电磁波信号的裂缝波导管，并且该裂缝波导管至少包括平行设置的第一管道和第二管道，第一管道和第二管道分别用于传输相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号，因此，该裂缝波导天线体积小，节省空间而且节省设备成本，便于施工，既能够满足在已有的铺设空间中进行铺设的要求，又能够通过第一管道和第二管道之间的物理隔离作用，使得A1～An这n个A类信号与B1～Bn这n个B类信号相互之间达到隔离要求，从而实现信号的正常传输。

当然，本发明所涉及的裂缝波导天线和信号传输装置以及信号连续传输系统并不仅仅限定于在本实施例中所描述的结构。

作为本发明的裂缝波导天线，其还可以通过增加裂缝波导管的个数，并采用波导法兰盘进行连接，来增加单根裂缝波导天线的覆盖长度。

此外，作为本发明的信号连续传输系统，其可以通过增加信号传输装置的个数，来延长信号连续传输系统的距离，从而扩大电磁波信号的连续传输范围。

<实施例二>

以下是对实施例二的说明。

在实施例二中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。

图15是本发明在实施例二中的信号连续传输系统的结构示意图。

如图15所示，信号连续传输系统100具有X个信号传输装置110。这X个信号传输装置110之间均间隔预定间距，并沿着轨道交通中信号的连续传输的方向排列，对两类电磁波信号进行传输。在本实施例二中，预定间距为400～600米。

这X个信号传输装置110中，每个信号传输装置110都具有一个发射接收单元120和一个裂缝波导天线。

发射接收单元120与裂缝波导天线相连接，用于发射和接收信号源传来的C、D两类电磁波信号。在本实施例二中，每类电磁波信号都包含M个电磁波信号。

发射接收单元120(即、RF模块)将C、D两类电磁波信号进行隔离、合路/分路以及放大，使得C1～Cm的这M个电磁波信号之间达到隔离要求，并使得D1～Dm的这M个电磁波信号之间达到隔离要求。它具有图中未显示的2M个滤波模块和两个多工合路模块。

2M个滤波模块平均分成两组，第一组分别与C1～Cm的这M个电磁波信号一一对应，第二组分别与D1～Dm的这M个电磁波信号一一对应，用于接收并过滤这些电磁波信号。

两个多工合路模块分别作为第一多工合路模块和第二多工合路模块与两组滤波模块相连，从而分别对C1～Cm的这M个电磁波信号和D1～Dm的这M个电磁波信号进行合路，得到C1～Cm的C类合路信号和D1～Dm的D类合路信号，并将这两类合路信号传输给裂缝波导天线。

经过发射接收单元120的处理后，C1～Cm这m个C类信号与D1～Dm这m个D类信号之间仍然无法达到隔离要求。

裂缝波导天线用于传输C、D两类电磁波信号。

如图15所示，在从左往右第1～(X-1)个信号传输装置110中，每个裂缝波导天线140都具有四根裂缝波导管180，一个双波导同轴转换器190，一个双波导泄露负载230以及三对波导法兰盘210。

每相邻的两根裂缝波导管180都通过一对波导法兰盘210固定连接在一起。

裂缝波导管180的结构与实施例一中的裂缝波导管18相同，也包括平行设置的第一管道和第二管道。第一管道和第二管道分别用于传输C、D两类电磁波信号。通过裂缝波导管180的第一管道和第二管道之间的物理隔离作用，m个C类信号与m个D类信号之间即可达到隔离要求。

双波导同轴转换器190的结构与实施例一中的双波导同轴转换器19相同。它被安装在第一根裂缝波导管180的最左端，用于将来自发射接收单元120的两类信号分别转换到裂缝波导管180的两个管道中进行传输，或者将裂缝波导管180传输来的两类信号转换到发射接收单元120进行传输。

双波导泄露负载230的结构与实施例一中的双波导泄露负载23的相同。它被安装在裂缝波导天线140的最后一根裂缝波导管180的最右端，即、位于信号传输装置110的最右端。它通过泄漏一部分电磁波信号到与之相隔一定距离的另一根裂缝波导天线130中，使得两根裂缝波导天线140之间具有连续的电磁波信号的传输，不出现信号中断，同时又保证整个通信系统处在行波状态。

如图15所示，在第X个信号传输装置110中，裂缝波导天线130具有四根裂缝波导管180，一个双波导同轴转换器190，一个双波导终端负载200以及三对波导法兰盘210。

双波导终端负载200的结构与实施例一中的双波导终端负载20相同。它被安装在位于裂缝波导天线130的最后一根裂缝波导管180的最右端，作为终端，吸收裂缝波导管180传输来的全部电磁波信号。

在本实施例二的信号连续传输系统100中，在发射模式下，信号传输装置110的发射接收单元120接收信号源传来的C1～Cm、D1～Dm这两类电磁波信号，然后对这些电磁波信号进行滤波、隔离、合路/分路以及放大，使得合路后的C类合路信号中C1～Cm的这m个电磁波信号之间达到隔离要求，并使得合路后的D类合路信号中D1～Dm的这m个电磁波信号之间达到隔离要求，再将这两类合路信号分别传输到裂缝波导天线中。

接着，在裂缝波导天线140中，双波导同轴转换器190将来自发射接收单元120的两类合路信号分别转换到裂缝波导管180的两个管道中进行传输。

然后，C类合路信号沿着四根第一管道从左向右传输，并通过第一管道表面的裂缝由内部向外部进行辐射；D类合路信号沿着四根第二管道同样从左向右传输，并通过第二管道表面的裂缝由内部向外部空间进行辐射，从而将信号传递到位于裂缝波导天线旁侧的列车上。

当C类合路信号和D类合路信号一边辐射一边向右传输到双波导泄露负载230时，双波导泄露负载230吸收传输来的大部分的这两路信号，同时泄漏一部分信号，使之向外辐射到与该裂缝波导天线140间隔一定距离的另一个信号传输装置110的裂缝波导天线中。

同时，在裂缝波导天线130中，C类合路信号沿着四根第一管道从左向右传输，并通过第一管道表面的裂缝由内部向外部进行辐射；D类合路信号沿着四根第二管道同样从左向右传输，并通过第二管道表面的裂缝由内部向外部空间进行辐射，从而将信号传递到位于裂缝波导天线旁侧的列车上。

当C类合路信号和D类合路信号一边辐射一边向右传输到波导终端负载200时，波导终端负载200吸收传输来的全部的这两路C类合路信号和D类合路信号。

实施例二的作用与效果

根据本实施例二的裂缝波导天线和含有该裂缝波导天线的信号传输装置以及信号连续传输系统，因为裂缝波导天线的结构与实施例一中相同，因此，具有与实施例一相同的作用与效果。

Claims (9)

1.一种裂缝波导天线，其特征在于，具有：

至少一根用于传输电磁波信号的裂缝波导管，

其中，所述裂缝波导管至少包括平行设置的第一管道和第二管道，

所述第一管道和所述第二管道的表面分别设有使得所述电磁波信号在所述管道内部与外部之间传输的复数个裂缝，

所述第一管道和所述第二管道分别用于传输相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号。

2.根据权利要求1所述的裂缝波导天线，其特征在于：

其中，所述第一管道和所述第二管道之间设有分隔板。

3.根据权利要求2所述的裂缝波导天线，其特征在于，还具有：

同轴转换器，被安装在位于所述裂缝波导天线一端的所述裂缝波导管的外端，用于让所述电磁波信号在所述裂缝波导管和所述发射接收单元之间交互转换,具有与所述第一管道和所述第二管道分别相连通且分别用于传输所述两类电磁波信号的第一腔体和第二腔体的波导管、分别设置在所述第一腔体和所述第二腔体内的两个馈电单元、和分别与该两个馈电单元相连并伸出所述第一腔体和所述第二腔体的两个射频接头；和

波导终端负载，被安装在位于所述裂缝波导天线另一端的所述裂缝波导管的外端，吸收所述裂缝波导管传输来的全部所述电磁波信号,具有：含有与所述第一管道和所述第二管道分别对应的第一吸收腔和第二吸收腔的波导管、分别设置在所述第一吸收腔和第二吸收腔内部且用于吸收一部分的所述电磁波信号的两个吸波体和安装在所述第一吸收腔和第二吸收腔的一端用于阻止电磁波信号透过的金属盖板，

其中，所述第一腔体和所述第二腔体之间设有分隔板，

所述第一吸收腔和所述第二吸收腔之间设有分隔板。

4.根据权利要求2所述的裂缝波导天线，其特征在于，还具有：

同轴转换器，被安装在位于所述裂缝波导天线一端的所述裂缝波导管的外端，具有：含有与所述第一管道和所述第二管道分别相连通且分别用于传输所述两类电磁波信号的第一腔体和第二腔体的波导管；一端分别伸入所述第一腔体和所述第二腔体内的两个馈电单元；以及与该两个馈电单元的另一端分别相连并伸出所述第一腔体和所述第二腔体的两个射频接头；和

波导泄露负载，被安装在位于所述裂缝波导天线另一端的所述裂缝波导管的外端，与其他微波元件相隔一定距离，具有：含有与所述第一管道和所述第二管道分别对应的第一泄露腔和第二泄露腔的波导管、分别设置在该第一泄露腔和第二泄露腔的内部且用于吸收一部分的所述电磁波信号的吸波体、和安装在所述波导管的一端用于让另一部分的所述电磁波信号泄露出来被所述其他微波元件接收的漏波板，

其中，所述第一腔体和所述第二腔体之间设有分隔板，

所述第一泄露腔和所述第二泄露腔之间设有分隔板。

5.一种信号传输装置，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行传输，每类所述电磁波信号都包含至少一个电磁波信号，其特征在于，具有：

如权利要求1所述的裂缝波导天线，传输两类所述电磁波信号；和

发射接收单元，与所述裂缝波导天线相连接，发射和接收两类所述电磁波信号，

其中，所述发射接收单元至少具有两个分别与两个所述管道匹配相连的连接端。

6.一种信号传输装置，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行传输，每类所述电磁波信号都包含至少一个电磁波信号，其特征在于，具有：

第一裂缝波导天线，为如权利要求3所述的裂缝波导天线，用于传输两类所述电磁波信号；

第二裂缝波导天线，为如权利要求4所述的裂缝波导天线，用于传输两类所述电磁波信号；以及

发射接收单元，与所述第一裂缝波导天线和所述第二裂缝波导天线相连接，发射和接收两类所述电磁波信号，

其中，所述发射接收单元至少具有四个分别与所述第一裂缝波导天线的两个所述射频接头和所述第二裂缝波导天线的两个所述射频接头匹配相连的连接端。

7.一种信号传输装置，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行传输，每类所述电磁波信号都包含至少一个电磁波信号，其特征在于，具有：

两根第一裂缝波导天线，该第一裂缝波导天线为如权利要求3所述的裂缝波导天线，用于传输两类所述电磁波信号；以及

发射接收单元，与两根所述第一裂缝波导天线相连接，发射和接收两类所述电磁波信号，

其中，所述发射接收单元至少具有四个分别与两根所述第一裂缝波导天线的四个所述射频接头匹配相连的连接端。

8.一种信号连续传输系统，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行连续传输，其特征在于，具有：

至少两个沿着所述连续传输的方向排列的信号传输装置，

其中，该如信号传输装置为如权利要求5所述的信号传输装置。

9.一种信号连续传输系统，对相互之间频率间隔无法达到预定隔离要求的两类电磁波信号进行连续传输，其特征在于，具有：

至少两个按照预定间隔沿着所述连续传输的方向排列的信号传输装置，

其中，位于所述连续传输的方向最末端的信号传输装置是如权利要求7所述的信号传输装置作为终端信号传输装置，其余信号传输装置为如权利要求6所述的信号传输装置。