CN111864381B - 一种消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置及其使用方法 - Google Patents

一种消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，根据所提供的对称设置两漏泄电缆相隔距离，巧妙地利用波形相消，以减少两漏泄电缆结合部干扰，辅以非磁性导电金属抗干扰盒，进行合理的组合，形成复合型抗相互干扰结构，保证了该电缆具有极高的抗同频相互干扰性能，该方法及装置的延续构成实现单一频率、不用频率切换的车地通讯漏缆系统，为提供列车安全快捷、正点高密度不间断运行提供了可靠的保障。

Description

一种消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置及其使用 方法
技术领域
本发明涉及移动载体与地面之间的无线通讯领域，尤其涉及一种消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置及其使用方法。
背景技术
辐射型漏泄电缆作为实现车地通信的一种重要手段，为改善电磁波传播特性而采取的一种特殊天线。在列车安全运行中，如何保障轨道交通通信信号安全、稳定、不间断地传输，一直是行业长期关注的重要工作，在现行的列车信号控制系统中，大多以不同频率的切换，来解决长距离沿轨道传输时两天线覆盖重叠区域的信号不稳定问题，而频率切换由于会产生切换的乒乓效应，使得切换不稳定，以及信号传输的中断，现在虽采取软切换等方法去解决切换引起的信号中断及不稳定问题，但仍会出现信号不稳定，尤其是造成了信号的中断，更别提误码率了，都还没有真正解决问题，迄今为止没有任何列车信号控制系统摆脱开了频率切换。
若选择同频传输，会在两段泄露电缆端的结合部，出现信号强度因为相互干扰而非常不稳定的情况，如何解决辐射型漏泄电缆同频工作时，在结合部产生的相互干扰问题成为本领域的重要课题。
发明内容
本发明目的在于提供一种消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，包括相互连接的若干个抗干扰单元，所述的抗干扰单元包括抗干扰盒，以及设置在所述抗干扰盒内部相对两侧并与所述抗干扰盒贴合连接的匹配电阻；
所述的抗干扰盒贴合包裹所述匹配电阻的外壳；
所述匹配电阻分别与泄露电缆连接，所述泄露电缆的另一端分别与信号发生器连接；相邻的抗干扰单元共用一个信号发生器，所述信号发生器的输出频率、功率相同；其特征在于：
所述泄露电缆在所述抗干扰盒两侧对称设置；
所述泄露电缆包括沿其轴向周期性设置的槽或槽组，所述周期性设置的槽或槽组的开孔形状、大小相同；
所述泄露电缆上靠近所述抗干扰盒一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
0.85Nλ/2≤S≤1.15Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7。
上述消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置能够使上述两个槽或槽组输出的波形相互抵消，使耦合损耗的响应特性平坦，平坦度最好可达到+/－4DB，从而消除在两个泄露电缆结合部因为同频工作而产生的相互干扰。
优选的，所述泄露电缆上靠近所述抗干扰盒一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
0.95Nλ/2≤S≤1.05Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7。
优选的，所述泄露电缆上靠近所述抗干扰盒一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
S＝Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7。
优选的，所述的抗干扰盒采用非磁性导电金属材料制成，用于贴合覆盖所述匹配电阻端的外壳。
优选的，所述的非磁性导电金属材料采用铜、铝、金或银。
优选的，所述槽或槽组的开孔与辐射型漏泄电缆的轴线方向垂直。
所述槽或槽组的开孔与辐射型漏泄电缆的轴线方向呈倾斜状，会产生非常多的轴向及径向分量，这些分量的叠加会使信号不稳定，产生波动，会使耦合损耗响应变差，有的波动可达+/－20DB。
优选的，所述槽或槽组中的槽为E字形旋转90度，F字形旋转90度、T字形，Π字形或具有四条与辐射型泄露电缆轴线方向垂直开孔的形状。根据需要还可以选与上述槽型近似的槽型。
优选的，所述匹配负载的电阻值为50欧姆。
本发明的目的还在于提供一种使用上述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置的方法，包括将所述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置应用于车地通讯系统中的步骤。
本发明提供的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置及其使用方法是为了避免漏缆在同频工作时，在结合部产生的相互干扰现象，并影响辐射型漏泄电缆通信质量的情况，根据所提供的对称设置两漏泄电缆相隔距离，巧妙地利用波形相抵消，以减少两漏泄电缆结合部干扰，辅以非磁性导电金属抗干扰盒，进行合理的组合，形成复合型抗相互干扰结构，保证了该电缆具有极高的抗同频相互干扰性能，该方法及装置的延续构成实现单一频率、不用频率切换的车地通讯漏缆系统，为提供列车安全快捷、正点高密度不间断运行提供了可靠的保障。
本发明提供的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置及其使用方法开创了不用频率切换的单一频率长距离车地通讯的世界先例，实现了信号的稳定传输，且没有因频率切换而引起的信号中断，在上海磁悬浮430公里时速处实验验证，可以得到误码率小于10－6的稳定度，车地通讯整体延迟时间远远小于10Ms，耦合损耗平坦度+/－4DB，驻波比＜1.2，本发明对高速、超高速列车、尤其是超高速磁悬浮列车，如1000公里时速的磁悬浮列车的信号控制系统中，车地通讯系统对通讯时延的苛刻要求，具有超凡的意义；另外在以后汽车的自动驾驶领域的车地通讯系统，也将为实现无需频率切换的车地通讯提供了保证。
附图说明
图1.本发明实施例1中消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置的抗干扰单元的示意图。
图2.本发明实施例1中消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置的相邻抗干扰单元连接的示意图。
其中，1.抗干扰盒；2.匹配电阻；3.泄露电缆；4.信号发生器。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1－2所示，本实施例提供一种消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，包括相互连接的若干个抗干扰单元，所述的抗干扰单元包括抗干扰盒1，以及设置在所述抗干扰盒1内部相对两侧并与所述抗干扰盒1贴合连接的匹配电阻2；
所述的抗干扰盒1贴合包裹所述匹配电阻2的外壳；
所述匹配电阻2分别与泄露电缆3连接，所述泄露电缆3的另一端分别与信号发生器4连接；相邻的抗干扰单元共用一个信号发生器4，所述信号发生器4的输出频率、功率相同；其特征在于：
所述泄露电缆3在所述抗干扰盒1两侧对称设置；
所述泄露电缆3包括沿其轴向周期性设置的槽或槽组，所述周期性设置的槽或槽组的开孔形状、大小相同；
所述泄露电缆3上靠近所述抗干扰盒1一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
0.85Nλ/2≤S≤1.15Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7。
根据两相同波形，相位相差180度时，叠加后，两波形相互抵消的原理，上述消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置能够使上述两个槽或槽组输出的波形相互抵消，即在S＝Nλ/2，N＝3或5或7时，波形相互抵消；使耦合损耗的响应特性平坦，平坦度最好可达到+/－4DB，从而消除在两个泄露电缆3结合部因为同频工作而产生的相互干扰。
而在S大于或小于Nλ/2，N＝3或5或7时，波形产生的是部分抵消的效果。
应当理解的是信号发生器4和泄露电缆3可以采用射频电缆进行连接，可以是本领域已知的其它方式连接。
优选的，所述泄露电缆3上靠近所述抗干扰盒1一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
0.95Nλ/2≤S≤1.05Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7。
优选的，所述泄露电缆3上靠近所述抗干扰盒1一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
S＝Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7。
S为在上述数值点时，波形完全相互抵消，消除干扰的效果最好。
优选的，所述的抗干扰盒1采用非磁性导电金属材料制成，用于贴合覆盖所述匹配电阻2端的外壳。
优选的，所述的非磁性导电金属材料采用铜、铝、金或银。上述金属制作的抗干扰盒1抗干扰效果更好。
优选的，所述槽或槽组的开孔与辐射型漏泄电缆的轴线方向垂直。
所述槽或槽组的开孔与辐射型漏泄电缆的轴线方向呈倾斜状，会产生非常多的轴向及径向分量，这些分量的叠加会使信号不稳定，产生波动，会使耦合损耗响应变差，有的波动可达+/－20DB。
优选的，所述槽或槽组中的槽为E字形旋转90度，F字形旋转90度、T字形，Π字形或具有四条与辐射型泄露电缆3轴线方向垂直开孔的形状。需要还可以选与上述槽型近似的槽型。
优选的，所述匹配负载的电阻值为50欧姆。
本实施例提供还提供一种使用上述消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置的方法，包括将所述的消除辐射型漏泄电缆同频工作时，在结合部产生的相互干扰现象的装置应用于车地通讯系统中的步骤。
本实施例的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置及其使用方法是为了避免漏缆在同频工作时，在结合部产生的相互干扰现象，并影响辐射型漏泄电缆通信质量的情况，根据所提供的对称设置两漏泄电缆相隔距离，巧妙地利用波形相抵消，以减少两漏泄电缆结合部干扰，辅以非磁性导电金属抗干扰盒，进行合理的组合，形成复合型抗相互干扰结构，保证了该电缆具有极高的抗同频相互干扰性能，该方法及装置的延续构成实现单一频率、不用频率切换的车地通讯漏缆系统，为提供列车安全快捷、正点高密度不间断运行提供了可靠的保障。
本实施例的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置及其使用方法开创了不用频率切换的单一频率长距离车地通讯的世界先例，实现了信号的稳定传输，且没有因频率切换而引起的信号中断，在上海磁悬浮430公里时速处实验验证，可以得到误码率小于10－6的稳定度，车地通讯整体延迟时间远远小于10Ms，耦合损耗平坦度+/－4DB，驻波比＜1.2，本发明对高速、超高速列车、尤其是超高速磁悬浮列车，如1000公里时速的磁悬浮列车的信号控制系统中，车地通讯系统对通讯时延的苛刻要求，具有超凡的意义；另外在以后汽车的自动驾驶领域的车地通讯系统，也将为实现无需频率切换的车地通讯提供了保证。

Claims (8)

1.一种消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，其特征在于：包括相互连接的若干个抗干扰单元，所述的抗干扰单元包括抗干扰盒，以及设置在所述抗干扰盒内部相对两侧并与所述抗干扰盒贴合连接的匹配电阻；
所述的抗干扰盒贴合包裹所述匹配电阻的外壳；
所述匹配电阻分别与泄露电缆连接，所述泄露电缆的另一端分别与信号发生器连接；相邻的抗干扰单元共用一个信号发生器，所述信号发生器的输出频率、功率相同；
所述泄露电缆在所述抗干扰盒两侧对称设置；
所述泄露电缆包括沿其轴向周期性设置的槽或槽组，所述周期性设置的槽或槽组的开孔形状、大小相同；
所述泄露电缆上靠近所述抗干扰盒一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
0.85Nλ/2≤S≤1.15Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7；
所述槽或槽组的开孔与辐射型漏泄电缆的轴线方向垂直。
2.根据权利要求1所述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，其特征在于：
所述泄露电缆上靠近所述抗干扰盒一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
0.95Nλ/2≤S≤1.05Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7。
3.根据权利要求1所述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，其特征在于：
所述泄露电缆上靠近所述抗干扰盒一端的槽或槽组的几何中心的间距S满足以下条件：
S＝Nλ/2，λ为载波的波长，其中N＝3或5或7。
4.根据权利要求1所述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，其特征在于：所述的抗干扰盒采用非磁性导电金属材料制成，用于贴合覆盖所述匹配电阻端的外壳。
5.根据权利要求4所述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，其特征在于：所述的非磁性导电金属材料采用铜、铝、金或银。
6.根据权利要求1所述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，其特征在于：所述槽或槽组中的槽为E字形旋转90度，F字形旋转90度、T字形，Π字形或具有四条与辐射型泄露电缆轴线方向垂直开孔的形状。
7.根据权利要求1所述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置，其特征在于：所述匹配负载的电阻值为50欧姆。
8.一种使用如权利要求1-7任一所述的消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置的方法，其特征在于：包括将消除辐射型漏泄电缆同频相互干扰现象的装置应用于车地通讯系统中的步骤。
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