CN201430205Y

CN201430205Y - 一种辐射型漏泄同轴电缆

Info

Publication number: CN201430205Y
Application number: CN2009200434876U
Authority: CN
Inventors: 姚文讯; 冯玲芳; 蒋新洪; 李文风
Original assignee: JIANGSU TRIGIANT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU TRIGIANT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2019-07-09

Abstract

一种辐射型漏泄同轴电缆，从内到外依次包括沿电缆的中心轴线纵向延伸的中心导体(1)、泡沫绝缘层(2)、辐射外导体(3)和保护套(4)，该泡沫绝缘层(2)将中心导体(1)和辐射外导体(3)隔开，辐射外导体(3)开有辐射槽孔，其特征是所述辐射槽孔为正反间隔排列的圆弧形槽孔(5)，相邻的圆弧形槽孔(5)的圆弧开口方向相反。本实用新型的相邻“耦合口”反向配置，能使水平极化的纵向场降到最小，可以消除因水平极化的纵向场的来回反射而逆转垂直极化的横向场，解决了原有垂直极化的横向场的相互干扰对传输信号稳定和均匀性的影响。

Description

一种辐射型漏泄同轴电缆

技术领域

本实用新型涉及通信电缆技术，尤其涉及轨道交通信息化建设，如地铁、轻轨TETRA专网系统，铁路列控及安全系统、轨道交通公网系统(GSM、TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA等)技术领域内通信电缆的应用；具体地说是一种应用在GSM-R高速铁路无线通信中的、有正反排列的圆弧形辐射槽外导体的辐射型漏泄同轴电缆。

背景技术

近年来，国内外铁路大量使用了GSM-R系统，该系统是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点，为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。从集群通信的角度来看，GSM-R是一种数字式的集群系统，能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。实际上，高速铁路的移动通信覆盖是个世界性难题。要保持信号畅通，手机需要在不同的基站服务区域间进行切换“接力”。而京津高速铁路是我国迄今速度最快的铁路，平均时速高达300公里，峰值时速达到350公里，同时新型全封闭车厢对手机信号的衰耗会超过24dB以上，即意味着信号强度减少为原强度的1/256，或者覆盖半径缩小为原来的大约1/5。在这么快的速度下依靠现有网络覆盖京津高铁，旅客就会发现网络信号虽好，但手机基本无法完成切换“接力”，即很难打通，或是接通后又掉话，语音质量也是差强人意。据测试经验数据，如果用现有网络去覆盖高速铁路，接通率一般只能达到70-80％，而掉话率高达20-30％。信号的穿透损耗较普通列车大，随着列车的高速运动，信号会产生更大的衰减。因波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象称为多普勒效应。在移动通信系统中，特别是高速场景下，这种效应尤其明显。多普勒效应所引起的频移称为多普勒频移(Doppler shift)，用户移动方向和电磁波传播的方向相同时，多普勒频移最大，并且速度越快，多普勒频移越大。目前，市场上的漏泄同轴电缆各有特色，但基本原理和采用的技术手段大致相同，主要有内导体、绝缘层、开槽孔的外导体和保护层等四部分组成，即通过预先在外导体上开一组不同形状的周期性槽孔，使不同耦合损耗与纵向传输衰减在规定的使用频段内最小，降低接收电平的动态范围；同时，又能把射频信号引入地面下的任何地方，且能在它的覆盖范围内向外辐射或接收射频信号，实现地面下的盲区移动通信。现有的漏泄同轴电缆的外导体槽孔多为U型、V型、八字槽、1字槽或椭圆槽等，具有这些形状槽孔的漏泄同轴电缆都没有解决轨道交通无线通信中的多普勒效应。当频率增高，移动速度加快时，多普勒效应很明显，多普勒扩展将引起时间选择性衰落，从而导致信号失真。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种有正反圆弧形辐射槽外导体的辐射型漏泄同轴电缆，以突破漏泄同轴电缆开槽外导体电磁波宽频辐射技术瓶颈，解决轨道交通无线通信多普勒效应这一关键难题。

本实用新型的技术方案是：

一种辐射型漏泄同轴电缆，从内到外依次包括沿电缆的中心轴线纵向延伸的中心导体、泡沫绝缘层、辐射外导体和保护套，该泡沫绝缘层将中心导体和辐射外导体隔开，辐射外导体开有辐射槽孔，所述辐射槽孔为正反间隔排列的圆弧形槽孔，相邻的圆弧形槽孔的圆弧开口方向相反。

所述辐射外导体为经轧纹后纵包的管状金属带，其横向轧纹深度为0.1毫米至0.5毫米，轧纹间距为1毫米至3毫米。

所述圆弧形槽孔的长度L为60毫米至70毫米，圆弧形槽高度h为15毫米至20毫米，圆弧形槽宽度为3.5毫米至4毫米，圆弧形槽节距P为100毫米至105毫米。

本实用新型的制作方法为：

首先，设计制造出正反圆弧槽形的冲孔模具；利用液压冲孔生产线，将漏泄同轴电缆外导体用平滑铜带冲出正反间隔排列的圆弧形槽孔，即辐射槽孔；再将冲好的带有正反圆弧形槽孔的平滑铜带经轧纹后纵包于相应尺寸的泡沫绝缘层上，形成漏泄同轴电缆的辐射外导体；最后在外导体表面挤上一层保护套，即制成具有正反圆弧形辐射槽外导体的漏泄同轴电缆。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的正反圆弧形槽外导体漏泄同轴电缆，相邻“耦合口”反向配置，能使水平极化的纵向场降到最小，可以消除因水平极化的纵向场的来回反射而逆转垂直极化的横向场，解决了原有垂直极化的横向场的相互干扰对传输信号稳定和均匀性的影响。

本实用新型正反圆弧形辐射槽外导体漏泄同轴电缆采用改善多径衰落幅度和辐射特性的槽孔结构设计技术，使射频信号能够均匀地沿着电缆通过槽孔接收和发射，从而在这些信号受限区域实现无缝隙通信。本产品具有多普勒效应低、耦合损耗波动小、辐射场强均匀等优点，可以大大地提高无线通信的覆盖范围，消除传输信号盲点，是目前GSM-R系统中最适用的辐射型漏泄同轴电缆之一。

附图说明

图1为现有技术中外导体上设有U形槽孔的漏泄同轴电缆结构示意图。

图2为现有技术中外导体上设有V形槽孔的漏泄同轴电缆结构示意图。

图3为为现有技术中外导体上设有八字形槽孔的漏泄同轴电缆结构示意图。

图4为本实用新型的结构示意图。

图5为本实用新型实施例的结构图。

图中：1为中心导体、2为泡沫绝缘层、3为辐射外导体、4为保护套、5为圆弧形槽孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

本实用新型是对传统U型、V型、八字槽、1字槽或椭圆槽等不同槽孔形状的漏泄同轴电缆的改进。

如图4，一种辐射型漏泄同轴电缆，从内到外依次包括沿电缆的中心轴线纵向延伸的中心导体1、泡沫绝缘层2、辐射外导体3和保护套4，该泡沫绝缘层2将中心导体1和辐射外导体3隔开，辐射外导体3开有辐射槽孔，辐射槽孔为正反间隔排列的圆弧形槽孔5，相邻的圆弧形槽孔5的圆弧开口方向相反。

辐射外导体3为经轧纹后纵包的管状金属带，其纵向轧纹深度为0.1毫米至0.5毫米，轧纹间距为1毫米至3毫米。

圆弧形槽孔5的长度L为60毫米至70毫米，圆弧形槽高度h为15毫米至20毫米，圆弧形槽宽度为3.5毫米至4毫米，圆弧形槽节距P为100毫米至105毫米。

中心导体1的材质为铜，泡沫绝缘层2的材质为物理发泡聚乙烯，保护套4为低烟无卤阻燃聚烯烃护套。

如图5，外导体3所用材料为宽度80mm、厚度0.10mm的无氧铜带，经液压式自动冲孔连续生产线，并经轧纹后纵包在物理发泡聚乙烯泡沫绝缘层2上，形成具有正反圆弧形辐射槽的漏泄同轴电缆外导体3，相邻的二个圆弧形槽孔5朝向相反。

外导体3的辐射模式对于漏泄电缆的信号辐射至关重要，信号从漏泄电缆外导体3的槽孔中漏泄出来，经过不同路径到达接收设备时，会产生多普勒频移，该指标可以定性对应漏泄电缆的耦合损耗在长度方向上的幅度波动状况。通常传统的漏泄同轴电缆耦合损耗的幅度波动均在20dB以上，有的甚至达到40dB。本实用新型通过采用特殊的正反圆弧形辐射槽孔的结构设计，大大改善了产品的多普勒效应，使得耦合损耗在长度方向上的幅度波动控制在5dB以下，提高了实际使用过程中的通信质量，满足高速移动无线通信的应用场合。

以7/8″规格的漏泄同轴电缆为例，在800MHz、900MHz时，U型槽、V型槽、八字槽三种不同形状槽孔的漏泄同轴电缆最大衰减、耦合损耗指标的对比见表1。

表1：不同形状槽孔的漏泄同轴电缆最大衰减、耦合损耗指标对比表

从上表可知，外导体3采用正反间隔排列的圆弧形槽孔5的特殊设计，可以优化辐射型泄露同轴电缆在800-1000MHz频段内的综合性能，使本实用新型具有多普勒效应低、耦合损耗波动小、辐射场强均匀等优点。因此，在GSM-R系统中，采用正反间隔排列的圆弧形槽孔5的辐射外导体3漏泄同轴电缆是解决漏泄同轴电缆场强覆盖稳定、均匀性的最佳途径。

对辐射型漏泄同轴电缆而言，其关键技术是在泡沫绝缘层2外面纵包一层带有槽孔的皱纹薄铜带，构成漏泄同轴电缆外导体3。本实用新型通过对冲孔工艺的自动化设计，使得该设备可以按事先设计好的辐射槽孔尺寸在铜带表面自动连续地冲出特定的槽孔。同时，通过对铜带轧纹、纵包环节的研究设计与优化，使得带有槽孔的金属带能够很平整地包覆在泡沫绝缘层2表面，并且有效地确保了槽孔结构的完整性和一致性，从而进一步保证了整根电缆的耦合损耗的稳定性。

本实用新型的制作方法为：

首先，设计制造出正反圆弧槽形的冲孔模具；利用液压冲孔生产线，将漏泄同轴电缆外导体用平滑铜带冲出正反间隔排列的圆弧形槽孔，即辐射槽孔；再将冲好的带有正反圆弧形槽孔的平滑铜带经轧纹后纵包于相应尺寸的泡沫绝缘层2上，形成漏泄同轴电缆的外导体；最后在外导体表面挤上一层保护套，即制成具有正反圆弧形辐射槽外导体的漏泄同轴电缆。

本实用新型的圆弧形槽孔相互排列的最合理、最巧妙，相邻槽缝形成一正一反的“耦合口”，使得移动通信所需要的场得到了最大限度的加强，同时又抑制掉水平极化的纵向场，使得辐射率降到最小，耦合损耗和传输衰减也随之降到最小，保证移动通信信号的畅通无阻。

本实用新型的漏泄同轴电缆改变了现有漏泄同轴电缆中外导体的开槽形状，以圆弧形槽孔5代替现有技术中的U型、V型、八字槽、1字槽或椭圆槽等。本实用新型通过特殊槽孔的结构设计和高精度薄铜带连续冲孔技术的改进，确保了电缆辐射特性在长度方向上的一致性，提高了电缆的中继放大距离，与高速移动体天线的耦合损耗波动范围很小，也降低了高速移动通信中的多普勒效应，满足GSM-R轨道交通最高时速达500km/h下的无线通信需求。

Claims

1、一种辐射型漏泄同轴电缆，从内到外依次包括沿电缆的中心轴线纵向延伸的中心导体(1)、泡沫绝缘层(2)、辐射外导体(3)和保护套(4)，该泡沫绝缘层(2)将中心导体(1)和辐射外导体(3)隔开，辐射外导体(3)开有辐射槽孔，其特征是所述辐射槽孔为正反间隔排列的圆弧形槽孔(5)，相邻的圆弧形槽孔(5)的圆弧开口方向相反。

2、根据权利要求1所述的辐射型漏泄同轴电缆，其特征是所述辐射外导体(3)为经轧纹后纵包的管状金属带，其横向轧纹深度为0.1毫米至0.5毫米，轧纹间距为1毫米至3毫米。

3、根据权利要求1所述的辐射型漏泄同轴电缆，其特征是所述圆弧形槽孔(5)的长度L为60毫米至70毫米，圆弧形槽高度h为15毫米至20毫米，圆弧形槽宽度为3.5毫米至4毫米，圆弧形槽节距P为100毫米至105毫米。