CN1199321C - 有螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆和用该缆的无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有纵轴的辐射同轴电缆包括一个具有纵轴的内导体,其中内导体的轴限定该电缆轴。电介质材料包围该内导体。一个连续外导体包围电介质与其直接接触并且与内导体隔离。该外导体具有安置在其上的多个缝隙。相邻缝隙轴向间隔距离S。一个或几个相邻缝隙一起组成一个单元。该电缆具有多个单元。相邻单元相互以角度α的角度安置。

Description

有螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆 和用该缆的无线通信系统
技术领域
本发明总的涉及辐射传输线,特别是具有螺旋排列缝隙的同轴电缆,和使用这种辐射传输线的无线电通信系统。
背景技术
在各种类型的无线电通信系统中使用辐射同轴电缆已经许多年了。在共同所有的美国专利5809429中公开了一种改进的辐射电缆,在此全部引用作为参考。这种改进电缆的实施例包括在电缆外导体上的一行缝隙,该导体设计得产生与电缆轴垂直极化的辐射场以避免与电缆轴平行极化的辐射场并且提供电缆内部与缝隙之间的耦合能量。这种改进电缆的另一个实施例包括在外导体上径向彼此相反侧的两列平行缝隙,以便电缆性能与墙壁安装位置无关。
实际上,当使用具有单行缝隙的电缆时,在将电缆安装到墙壁上时必须注意缝隙位置。为了性能最好,所有缝隙都必须面向墙外。所有缝隙面向墙外安装的电缆(见图1a)性能优于在电缆大致在长度上缝隙面向墙壁的电缆(见图1b)。图1c表示按照共同所有的美国专利5809249公开的实施例中电缆10包括一行轴对准缝隙,引用作为参考。
现在业内使用的电缆机械往往将电缆缠绕,如同在制造和/或运输卷绕期间所形成的。电缆缠绕的结果是在电缆不可预定长度上随机旋转。可见在电缆制造期间电缆缝隙在电缆约54.86米(180英尺)上可能旋转360度。例如,在电缆实际长度上这种旋转可能突然出现以致缝隙从圆周方向0度旋转到180度旋转,然后在下个电缆长度上再旋转180度回到开始位置,其中0度和180度之间的旋转是随机的。
制造具有沿电缆轴的行对准的所有缝隙的辐射同轴电缆的另一个问题是机械缝隙压缩。这种电缆是通过将已经具有形成的缝隙的外导体包裹到电缆上制造的。在包裹期间,缝隙在圆周方向上相对电缆压缩使缝隙变窄。机械缝隙压缩产生电缆通过其辐射和接收信号的更小的缝隙面积。为消除机械缝隙压缩,在包裹之前经常将胶带粘贴在外导体上。该胶带增强外导体有助于在包裹中保持缝隙形状。可是,胶带不能防止缝隙压缩;相反,它减少了缝隙效果。另外,胶带增加了制造时间和成本。
图1a和1b提供例子来说明缝隙面向墙壁对接收信号电平的影响。约54.86米(180英尺)长的电缆在制造和卷绕时经历上述扭曲,该电缆包括具有被旋转缝隙的约27.43米(90英尺)中间部分以致面向墙壁。电缆其余部分处于缝隙面向墙壁的位置。在制造和卷绕期间经历扭曲的电缆缝隙旋转程度并不罕见。沿该电缆长度测量900MHz信号的耦合幅度。所获得的信号类型在图1b中表示,因为信号强度下降引起的在这样长段上所接收的降低的信息或在该段上通信完全丢失是不希望的。通过比较图1a和1b可以理解该零幅度。因此,需要消除这些影响以便在提供稳定信号的无线通信系统中使用辐射电缆。另外,需要其性能与电缆的墙壁安装位置无关的辐射电缆。
发明内容
本发明一些实施例的目的是提供改善的辐射同轴电缆,它能够不依赖电缆方向而靠近甚至安装在墙壁(甚至金属墙壁)或其它表面上且在辐射电缆使用时无线电通信系统工作没有明显减弱。
本发明一些实施例的另一个目的是提供一种改善的辐射电缆,它能够在制造中不经历机械缝隙压缩。
参照本发明的一个实施例,上述目的是通过提供包括具有纵轴内导体的具有纵轴的辐射电缆实现的,其中内导体轴线限定电缆的轴线。该电缆还包括围绕内导体的电介质材料。连续的外导体围绕该电介质并且直接与其接触和由电介质将内导体隔离。外导体具有多个排列其上的缝隙而相邻缝隙沿轴间隔开。按照本发明的一些实施例,这些缝隙沿圆周方向螺旋排列。
按照本发明的一些实施例,具有在电缆外导体上螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆安装中可以不考虑缝隙相对信号发射机和接收机的面对方向。
而且按照本发明一些实施例,所提供的改进无线电通信系统包括上述辐射电缆,位于包含大量无线电发射机、接收机或收发信机(“无线电单元”)的预定区域内或附近,这些无线电单元可以是移动的或者固定的。通过辐射电缆向各种无线电单元发射或从其接收信号。
附图说明
图1a是沿约54.86米(180英尺)长具有线性排列面向外缝隙的辐射同轴电缆的连续波信号电平的室内测量图,在距离同轴电缆约1.83米(6英尺)垂直距离和与同轴电缆相同高度测量,并且工作在900MHz固定频率。
图1b是沿约54.86米(180英尺)长具有在约54.86米(180英尺)上经历360度旋转缝隙的辐射同轴电缆的连续波信号电平的室内测量图,在距离同轴电缆约1.83米(6英尺)垂直距离和与同轴电缆相同高度测量,并且以900MHz固定频率进行。
图1c是按照共同所有美国专利5808429公开的电缆实施例具有线性排列缝隙电缆的透视图。
图1d是沿约54.86米(180英尺)长具有螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的连续波信号电平(以dB为单位)的室内测量图,其中按照本发明的一个实施例相邻缝隙相互以72度角度排列,在距离同轴电缆约1.83米(6英尺)垂直距离和与同轴电缆相同高度测量,并且工作在900MHz固定频率。
图1e是沿约54.86米(180英尺)长具有螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的连续波信号电平(以dB为单位)的室内测量图,其中按照本发明的一个实施例相邻缝隙相互以120度角度排列,在距离同轴电缆约1.83米(6英尺)垂直距离和与同轴电缆相同高度测量,并且工作在900MHz固定频率。
图2a是按照本发明一个实施例具有以72度螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的透视图,和有关的无线电单元(“RU”)。
图2b是按照本发明一个实施例具有以α角度螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的截面图。
图3是按照本发明一个实施例具有以72度螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的另一个透视图。
图4是按照本发明一个替换实施例具有每单元两个缝隙的辐射同轴电缆的透视图。
图5是按照本发明一个实施例具有倾斜螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的透视图。
图6是按照本发明一个替换实施例具有不同方向倾斜螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的透视图。
图7是按照本发明一个替换实施例具有螺旋排列缝隙辐射同轴电缆的透视图。
图8是按照本发明一个替换实施例具有每波长许多螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的透视图。
图9是按照本发明一个替换实施例具有Z型螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的透视图。
图10a是如图1c所示具有线性排列缝隙的辐射同轴电缆在200到1000MHz频率范围的室内测量的耦合损耗(以dB单位),其中每个点代表该电缆90度转动。
图10b是如图3所示具有72度螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆在200到1000MHz频率范围的室内测量的耦合损耗(以dB单位),其中每个点代表该电缆90度转动。
图10c是如图3所示具有72度螺旋排列的辐射同轴电缆和图1c所示具有面向墙内的线性排列缝隙的电缆在200到1000MHz频率范围的室内测量的耦合损耗(以dB单位)的比较。
图10d是如图3所示具有72度螺旋排列的辐射同轴电缆和如图1c所示具有面向墙外的线性排列缝隙的电缆在200到1000MHz频率范围的室内测量的耦合损耗(以dB单位)的比较。
图11a是如图3所示但具有120度螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆在200到1000MHz频率范围的室内测量的耦合损耗(以dB单位),其中每个点代表该电缆90度转动。
图11b是如图3所示但具有120度螺旋排列的辐射同轴电缆和如图1c所示具有面向墙外的线性排列缝隙的电缆在200到1000MHz频率范围的室内测量的耦合损耗(以dB单位)的比较。
图11c是具有图3所示但缝隙以120度螺旋排列的辐射同轴电缆与图1c所示具有轴排列缝隙面向墙里的电缆在200到1000MHz频率范围的室内测量耦合损耗(以dB为单位)的比较。
图12a是图3所示具有按照本发明实施例的72度螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆在50到1000MHz频率范围测量的室内插入损耗(dB/100m)的图。
图12b是图所示具有面向墙外轴排列缝隙的辐射同轴电缆在50到1000MHz频率范围测量的室内插入损耗(dB/100m)的图。
图12c是图1c所示具有在180英尺上经历360度旋转缝隙的辐射同轴电缆在50到1000MHz频率范围测量的室内插入损耗(dB/100m)的图。
具体实施方式
尽管本发明容易进行各种修改和改型,在此仍然在附图中以举例方式表示并详细叙述其特定实施例。可是应当理解,并不意味着将本发明限于所公开的特定形式,但相反,本发明将覆盖所有落入附带权利要求书所限定的本发明精神和范围内的所有修改、等同和改型。
图2a表示的根据本发明辐射同轴电缆20的一个实施例。辐射电缆20可以用于各种不同应用,其中多个无线电单元通常是移动单元必须在限定范围内与一个或多个基站通信。这种系统的一个例子是公路和铁路通信系统,其中辐射电缆沿公路或铁路(或也在隧道中)延伸与露天公路或铁路(或在隧道中)的各种车辆上的移动无线电单元恒定通信。另一个例子是个人计算机、打印机、服务器等位于公共建筑内或在相同楼层的无线局域网。本发明特别对于较大通信区域而辐射电缆20必须至少约18.29米(60英尺)长的场合特别有用。
现在参照图2a、2b和3,表示了在电缆上形成一系列非谐振缝隙21的辐射同轴电缆20的长度。缝隙21在圆周方向上螺旋排列使相邻缝隙21相互以α角排列。在所示实施例中,缝隙21相互之间以近似72度角排列,使缝隙21的圆周位置每六个缝隙重复一次。在本发明的替换实施例中,缝隙单元沿电缆20的长度在圆周方向上方向螺旋排列。在图4所示的实施例中,每个单元包括沿电缆在相同角度位置轴对准的两个缝隙。在另一个替换实施例中,缝隙单元可以包括两个以上缝隙。
再次参照图2a、2b和3,电缆20是具有通过电介质材料26与外导体27绝缘的内导体25的典型同轴电缆。内导体25限定了该电缆的纵轴。在轴上缝隙21相互由中心到中心的距离S隔开。当在该电缆20一端22馈送信号并且通过该电缆20传播到相反端23的匹配负载时,部分信号通过沿该电缆全长上的缝隙辐射。与该电缆20轴垂直极化的辐射电场可以在沿该电缆20长度上任何地方的无线电单元“RU”检测到。该电缆20也可以接收在沿该电缆20长度上任何位置上的无线电单元所辐射的信号。这些所接收信号通过该电缆20传播给该电缆20该端22上的一个接收机(未示出)。为使每个缝隙21从同轴电缆20内部辐射能量,在每个缝隙21上提供例如突出片24的耦合装置。突出片24可以处于该电缆20的外导体27的圆柱体中,或突出片24可以弯折到该电缆20内部以增加耦合。缝隙21电场的相位通过在连续缝隙21另一个边缘上形成突出片24与连续缝隙21反相,因此突出片24在每对相邻缝隙21上在相反边缘上。
缝隙21在轴上相互间隔距离S。选择缝隙21和突出片24的尺寸以避免通过该电缆20纵向传播的信号有任何明显辐射衰减,由此保证沿该电缆20整个长度上辐射信号具有足够强度。因此,该电缆每单位长度上的辐射能量以及该电缆每单位长度上的辐射衰减相对低。
尽管图2a和3表示的缝隙21基本上是矩形的,按照本发明实施例螺旋排列的缝隙可以应用于具有任何形状缝隙的辐射同轴电缆。例如,图5表示了本发明替换实施例,其中辐射同轴电缆30包括椭圆型缝隙和具有与该电缆30轴32相对β角度的纵轴33。在所示实施例中,缝隙31的纵轴33相对该电缆30的轴32近似30度的角度β。在另一个替换实施例中,缝隙31可以相对该电缆30的轴32倾斜大约0度到90度范围的角度β。
图6表示本发明的另一个替换实施例,其中辐射同轴电缆34包括椭圆型缝隙31。相邻缝隙31的纵轴33相对该电缆34的轴32以角度β在另一个方向上倾斜。从左向右看图6所示的该电缆34,在第一位置35的缝隙31相对该电缆34的轴32倾斜大约正30度的角度β。(在第二位置36)的缝隙31相对该电缆34的轴32倾斜大约负30度的角度β。沿该电缆长度以同样方式重复缝隙倾斜:在第三位置37的缝隙相对该电缆34的轴32倾斜大约正30度的角度β;在第四位置38的缝隙相对该电缆34的轴32倾斜大约负30度的角度β;等等。在替换实施例中,相邻缝隙可以相对该电缆34的轴32以角度β在接近负90度到正90度之间正和负方向交替倾斜。
图7表示包括椭圆型缝隙31的辐射同轴电缆40,按照本发明的另一个实施例缝隙31的纵轴33基本上平行该电缆40的轴32。
在其它替换实施例中,相邻缝隙的中心到中心间距S由使用该电缆的特定应用指定的频率范围确定。通常,该电缆内的信号波长随不同应用而改变。例如,中心到中心的轴距离S的最大值是通过该电缆传播信号波长的四分之一。在图3所示的实施例中,在每个波长(该电缆内信号)中只提供几个缝隙11的情况下中心到中心间距S远远大于四分之一波长。在其它替换实施例中,S远远小于四分之一波长,如图8所示。图8表示了按照本发明替换实施例的辐射同轴电缆42,每个波长具有许多缝隙44。如图8所示,电缆42的缝隙44具有基本上垂直于该电缆42的轴32的缝隙44纵轴33。在该电缆42的其它替换实施例中,缝隙44的纵轴33可以相对该电缆轴32倾斜。
在另一个替换实施例中,辐射同轴电缆46包括Z型缝隙48,如图9所示。Z型缝隙48具有三个部分:第一部分50;第二部分51和第三部分52。第一和第三部分50、52基本上平行于该电缆46轴32排列并且通过第二部分51连接,而第二部分基本上垂直该电缆46的轴。在图9所示的实施例中,相邻缝隙翻转以便相邻缝隙面对不同方向。从左到右看图9,第二位置56的缝隙48是第一位置55的缝隙48的镜像。缝隙48沿该电缆长度以此方式翻转。在第四位置58的缝隙48是第三位置57缝隙48的镜像,等。
缝隙压缩经常是具有轴排列缝隙电缆的问题,因为在相邻缝隙之间有限数量的外导体表面面积。按照本发明具有螺旋排列缝隙的电缆减轻了机械缝隙压缩有关的上述问题。具有螺旋排列缝隙的该电缆提供了相邻缝隙之间的增大面积,使在该电缆上缠绕外导体时保持缝隙边缘位置和避免缝隙压缩的能力增强。因此,具有螺旋排列缝隙的外导体不需要在缠绕之前开孔。因此,具有按照本发明实施例的螺旋排列缝隙的电缆在制造中不用费时和费钱防止缝隙压缩。
在替换实施例中,具有螺旋排列缝隙21的电缆20可以具有相互以近似36度到120度范围内的角度排列缝隙21。在相互120度排列缝隙21的情况下,每三个缝隙21重复圆周缝隙位置。在相互36度排列缝隙21的情况下,每十个缝隙21重复圆周或角缝隙位置。可是,已经发现在该范围之外减少缝隙11之间角度可能是不希望的,因为相邻缝隙11由于减少了缝隙之间角度位置而安置得相互接近从而减少了缝隙11之间外导体表面面积,这可导致机械压缩缝隙。当缝隙被压缩时,从该缝隙中有效信号辐射减少。严重缝隙压缩或沿电缆10主要长度的缝隙压缩可以极大影响该电缆10的性能。按照一些实施例,相邻缝隙相互以60度或90度安置。以60度或90度角安置相邻缝隙使缝隙每六个或四个缝隙上分别重复角度位置。在偶数缝隙上重复缝隙角度位置减少与加工有关的电缆制造成本。
现在参照图1d,表示了如图3所示的具有按照部分实施例以72度螺旋排列缝隙的辐射同轴电缆的信号辐射性能。图1d是在该电缆长度上从该电缆辐射的固定频率信号的强度图。与图1d使用的电缆以及用于与图1a和1b使用的电缆具有相同直径、中心对中心间距S和缝隙配置。缝隙尺寸和配置被选择得使该电缆最佳地工作在近似380-1440MHz。该电缆长度为约54.86米(180英尺)和工作在900MHz频率。在该电缆轴与测量电场点之间的垂直距离是约1.83米(6英尺),同时该电缆与测量电场点是在相同高度上。图1e表示与上述相同电缆但具有按照本发明替换实施例以120度螺旋排列缝隙所获得的类似测量结果。
比较图1a、1b和1d表示出具有所有缝隙面向外(图1a)的理想情况产生最强和最稳定的信号。可是,必须花费大量时间和精力以理想方式将电缆安装在墙壁上,而在一些情况下这是不可能的。由于在制造和/或卷绕中出现电缆扭绞(图1b)而经历缝隙旋转的电缆在该电缆约27.43米(90英尺)部分上由于上述深零点而产生不希望的信号(在该电缆从约22.86米(75英尺)到约50.29米(165英尺)),其中缝隙旋转朝向墙壁,这可引起通信损耗或信息衰减。尽管图1d表示由理想情况(图1a)的减少信号电平,具有螺旋排列缝隙的该电缆仍然辐射稳定的峰值信号,该信号相对平坦但包括一些尖锐下降。可是,这些下降不明显,因为它们只在几英寸内出现。如果接收机在移动的车辆上,只在非常短的时间内经历信号下降。相反,固定接收机或其天线只需要移动几英寸来接收强信号。因此,具有按照本发明实施例螺旋排列缝隙的该电缆可以安装而不必考虑电缆方向和接近的辐射的理想情况。
因为具有螺旋排列缝隙的辐射电缆辐射基本上平坦的近场辐射图,它提供了与沿该电缆长度分布的无线电单元可靠(无衰落)通信。这种可靠性在数字通信中特别有用,因为它可以获得低误码率(BER)。例如,数字数据通信可能要求低到10-8的BER以避免重要数据丢失。这些低BER可以利用基本上平坦近场辐射图获得,因为该辐射图中的起伏或振荡是如此小的幅度以致一个或几个数据比特的丢失非常小。本发明的基本上平坦近场辐射图对于模拟通信信号也是希望的,避免在模拟信号中的寄生失真。
现在参照图10a和10b,具有按照本发明实施例以72度螺旋排列缝隙21的辐射电缆20的信号接收性能可以与具有轴排列缝隙电缆相比。图10a表示如图1c所示具有沿轴直线排列的所有缝隙但是以不同角度位置旋转的电缆情况的扫频测量。由该电缆所接收的信号频率在1/20秒内从50到1000MHz扫频并且由以每秒约10.16厘米(4英寸)速率与该电缆平行运动汽车上的天线发射。在一个频率扫描上覆盖的距离是每扫描0.508厘米(1/5英寸)。该距离与在1000MHz上波长为至少约29.97厘米(11.8英寸)相比如此小,以致该距离在每扫描中实际上为零,因此,该扫描实际上是瞬时的。由参考数字60标志的曲线是指该电缆旋转0度的情况,以便所有缝隙面向墙外。参考数字62是指该电缆旋转90度的情况,以便缝隙面对天花板。参考数字64是指电缆向下旋转90度的情况以使该缝隙面对地板。参考数字66是指该电缆旋转180度的情况以使缝隙面向墙里。最后,参考数字68是指该电缆已经历由于电缆扭绞产生的缝隙旋转的情况,其中在约54.86米(180英尺)电缆上缝隙旋转360度。图10a表示出现在具有所有缝隙线性排列的该电缆旋转位置之间信号强度呈现高达12dB的大下降。这种幅度下降产生严重的信号减弱,使得信息衰减或通信完全丢失。该结果表示使用具有面对墙壁的缝隙的电缆在该电缆长度并不小的部分是不希望的。
图10b表示如图3所示具有相互在圆周方向按照本发明实施例以彼此72度螺旋排列缝隙的电缆在系统扫频上所经历的耦合损耗。与图10b一起使用的具有螺旋排列缝隙的该电缆包括与图10a一起使用的电缆相同的缝隙类型和轴缝隙间隔。代表图10b电缆每个旋转的所有曲线实际上落在彼此的顶上,表明在任何给定频率上信号电平与该电缆旋转无关。按照本发明替换实施例测量具有相互120度螺旋排列缝隙的电缆获得类似结果(见图11a)。因此,可是安装本发明的电缆不需要将电缆定位,因为缝隙分布在该电缆圆周上;电缆扭绞不影响这种分布。因此,利用具有按照本发明螺旋排列缝隙的电缆减少或消除在制造和/或缠绕电缆中产生的固有缝隙旋转引起的信号衰减。
参照图10c,具有在圆周方向相互72度螺旋排列缝隙的图3的该电缆所经历的耦合损耗比图1c所示具有所有缝隙面向墙外的电缆的耦合损耗比较。尽管具有所有缝隙面向墙外电缆的耦合损耗少于具有螺旋排列缝隙的电缆,图10c的实验表明在850MHz附近的耦合损耗之差别为5dB。具有螺旋排列缝隙电缆经历的耦合损耗的这种小差别,而同时接收信号是可接受的,因为在图1d可看到相同电缆产生稳定的近场信号。当与将图1c所示具有所有缝隙面对墙壁的电缆的情况进行比较时,具有在圆周方向相互72度螺旋排列缝隙的图3的电缆产生更高耦合,如同图10d所示的。根据具有按照本发明替换实施例相互120度螺旋排列缝隙的电缆所可以获得类似结果。图11b比较具有相互120度螺旋排列缝隙电缆与图10c相同的扫频具有轴排列面向墙外的电缆。图11c比较具有相互120度螺旋排列缝隙的电缆与图10d相同的扫频的轴排列面向墙内缝隙的电缆。
螺旋排列电缆缝隙在电缆插入损耗上没有明显影响。参照图12a、12b和12c可以看出图3所示具有相互螺旋排列缝隙的电缆(图12a)比具有所有缝隙面向墙外(图12b)的电缆和经历电缆缠绕引起扭绞的电缆(图12c)插入损耗只稍高一些。稍微大些的电缆插入损耗是因为缝隙而不是因为被压缩,因为螺旋排列缝隙防止上述的机械压缩。

Claims (34)

1.一种具有纵轴的辐射同轴电缆,包括:
一个具有纵轴的内导体,该内导体纵轴限定该电缆的轴;
围绕内导体的电介质材料;
围绕电介质、直接与其接触并且由电介质与内导体隔离的连续外导体,该外导体具有多个排列在其上的开孔,一个或几个相邻开孔组成一个单元,该电缆具有多个单元,相邻开孔在轴方向以中心到中心轴向距离S隔开,这些单元在圆周方向上螺旋排列,相邻单元相互以角度α的角度排列。
2.根据权利要求1的辐射电缆,其中α在36度和120度之间。
3.根据权利要求2的辐射电缆,其中α在60度。
4.根据权利要求2的辐射电缆,其中α在72度。
5.根据权利要求2的辐射电缆,其中α在90度。
6.根据权利要求2的辐射电缆,其中α在120度。
7.根据权利要求1的辐射电缆,其中多个开孔的每个开孔具有与该电缆轴平行的长边。
8.根据权利要求1的辐射电缆,其中多个开孔的每个开孔是Z型的,该Z型开孔进一步包括:
第一部分,具有与该电缆轴平行的长边,该第一部分还具有第一和第二端,
第二部分,具有与该电缆轴垂直的长边,该第二部分还具有第一和第二端,第二部分的第一端耦合到第一部分的第二端,
第三部分,具有与该电缆轴平行的长边,该第三部分还具有第一和第二端,第三部分的第一端耦合到第二部分的第二端。
9.根据权利要求1的辐射电缆,其中多个开孔的每个开孔为长型的并且具有纵轴,每个开孔的纵轴相对该电缆轴以正90度和负90度之间的角度范围倾斜。
10.根据权利要求9的辐射电缆,其中每个开孔的纵轴相对电缆轴的倾斜角度为30度。
11.根据权利要求1的辐射电缆,其中多个开孔的每个开孔为长型的并且具有纵轴,每个开孔的纵轴相对该电缆轴以正90度和负90度之间的角度范围倾斜,相邻开孔相对该电缆轴交替在正和负方向上倾斜。
12.根据权利要求9的辐射电缆,其中中心到中心的轴距离S的最大值是通过该电缆传播信号波长的四分之一。
13.根据权利要求1的电缆,其中每个开孔具有长边和形成每个开孔长边相应一边一部分的相应突出片,用于在外导体内侧空间与开孔之间耦合能量以便向外导体外部辐射能量。
14.根据权利要求1的电缆,其中所辐射能量产生一个邻近场,外导体中开孔的尺寸和位置在沿该电缆长度的任何点的邻近场中产生平坦的频率响应。
15.根据权利要求1的电缆,其中所辐射能量产生一个邻近场,选择该外导体中开孔的尺寸和位置以在沿该电缆长度上以给定频率产生有恒定幅度的一个邻近场。
16.一种在指定区域内的发射机、接收机和收发信机组成的组中选择的多个无线电单元之间进行通信的方法,该方法包括:
在上述区域内或附近安置具有纵轴的细长同轴电缆,用于对该电缆长度上的多个无线电单元发射和接收辐射信号,使一个邻近场环绕包含多个无线电单元的上述区域,
该电缆包括:
一个具有纵轴的细长平滑表面的圆柱型内导体,该内导体的轴限定该电缆的轴;
围绕该内导体的电介质材料;
围绕该电介质、直接与电介质接触并且与内导体隔离的连续外导体,该外导体具有其上排列的多个缝隙,一个或几个相邻缝隙组成一个单元,该电缆具有多个单元,该单元在圆周方向上螺旋排列,相邻单元相互以角度α的角度排列,相邻缝隙的尺寸被定位和确定成能产生沿该电缆长度的邻近场中具有平坦的频率响应的信号。
17.根据权利要求16的方法,其中α是36度和120度之间。
18.根据权利要求17的方法,其中α为72度。
19.根据权利要求16的方法,其中多个缝隙的每个缝隙为长型的并且具有纵轴,该纵轴相对该电缆轴以正90度和负90度之间的角度范围倾斜。
20.根据权利要求19的电缆,其中每个缝隙的纵轴相对电缆轴的倾斜角度为30度。
21.根据权利要求16的电缆,其中多个缝隙的每个缝隙为长型的并且具有纵轴,该纵轴相对该电缆轴以正90度和负90度之间的角度范围倾斜,相邻缝隙相对该电缆轴交替在正和负方向上倾斜。
22.根据权利要求16的方法,其中多个缝隙具有与纵轴平行的长边。
23.根据权利要求16的方法,其中多个缝隙的每个缝隙为Z型,该Z型缝隙进一步包括:
第一部分,具有与该电缆轴平行的长边,该第一部分还具有第一和第二端,
第二部分,具有与该电缆轴垂直的长边,该第二部分还具有第一和第二端,第二部分的第一端耦合到第一部分的第二端,
第三部分,具有与该电缆轴平行的长边,该第三部分还具有第一和第二端,第三部分的第一端耦合到第二部分的第二端。
24.根据权利要求16的方法,其中由该电缆上缝隙的尺寸和位置产生的频率响应在该电缆带宽上是平坦的。
25.根据权利要求16的方法,其中由该电缆上缝隙的尺寸和位置产生的频率响应在无线电单元的工作带宽上是平坦的。
26.根据权利要求16的方法,其中该电缆长度至少为18.29米。
27.一种数字通信系统,具有以高数据速率和可忽略误码率的双向传输数字信号的能力,该系统包括:
从位于一指定区域内的发射机、接收机和收发信机组中选择出的多个无线电单元;
一个细长同轴电缆,具有纵轴并且位于或邻近该上述区域,用于对沿该电缆长度上的多个无线电单元发射和接收辐射信号,
该电缆包括:
一个具有纵轴的细长平滑表面的圆柱型内导体,该内导体的轴限定该电缆的轴;
围绕该内导体的电介质材料;
围绕该电介质、直接与电介质接触并且与内导体隔离的连续外导体,该外导体具有其上排列的多个缝隙,一个或几个相邻缝隙组成一个单元,该电缆具有多个单元,该单元在圆周方向上螺旋排列,相邻单元相互以角度α的角度排列,相邻缝隙的尺寸和间隔确定成能产生环绕包括多个无线电单元的上述区域的邻近场,并且使邻近场的辐射图沿该电缆长度在给定频率上具有恒定的幅度,和其中邻近场辐射图对于给定频率在沿该电缆给定距离上具有恒定的幅度。
28.根据权利要求27的系统,其中α为36度和120度之间。
29.根据权利要求28的系统,其中α为72度。
30.根据权利要求27的系统,其中多个缝隙的每个缝隙具有与纵轴平行的长边。
31.根据权利要求27的系统,其中多个缝隙的每个缝隙为Z型,该Z型缝隙进一步包括:
第一部分,具有与该电缆轴平行的长边,该第一部分还具有第一和第二端,
第二部分,具有与该电缆轴垂直的长边,该第二部分还具有第一和第二端,第二部分的第一端耦合到第一部分的第二端,
第三部分,具有与该电缆轴平行的长边,该第三部分还具有第一和第二端,第三部分的第一端耦合到第二部分的第二端。
32.根据权利要求27的系统,其中多个缝隙的每个缝隙为长型的并且具有纵轴,该纵轴相对该电缆轴以正90度和负90度之间的角度范围倾斜。
33.根据权利要求32的系统,其中每个缝隙的纵轴相对电缆轴的倾斜角度为30度。
34.根据权利要求27的系统,其中多个缝隙的每个缝隙为长型的并且具有纵轴,该纵轴相对该电缆轴以正90度和负90度之间的角度范围倾斜,相邻缝隙相对该电缆轴交替在正和负方向上倾斜。
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