CN202308319U

CN202308319U - 裂缝波导天线

Info

Publication number: CN202308319U
Application number: CN2011203648910U
Authority: CN
Inventors: 徐朝勇; 安彤; 印小忠; 徐凡; 陈俊华
Original assignee: CLP MICROWAVE COMMUNICATION (SHANGHAI) CO LTD
Current assignee: Division of microwave communication (Shanghai) Limited by Share Ltd
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: CN102709700A; CN102709700B

Abstract

本实用新型提供一种具有防水、防尘、防磨损、防踩踏功能以便能够确保各种通信系统正常运行的裂缝波导天线。该裂缝波导天线具有至少一根用于传输信号的裂缝波导管，裂缝波导管包括管道以及形成在该管道两端的法兰，管道的表面设有使得信号从裂缝波导管内部传向外部空间的复数个裂缝，其特征在于，还具有由能够透波的第一防护层，第二防护层，第三防护层，其中，第一防护层覆盖复数个裂缝；第二防护层覆盖在第一防护层上；第三防护层覆盖在第二防护层上。

Description

裂缝波导天线

技术领域

本实用新型涉及一种裂缝波导天线，特别是涉及一种具有防护功能的裂缝波导天线。

背景技术

随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的发展，在轨道交通通信技术领域，开发了基于无线通信的移动闭塞列车控制(CBTC)系统，实现车地数据传输和列车定位已经广泛使用。采用裂缝波导管作为车地双向传输媒介的裂缝波导天线，即采用沿线铺设的裂缝波导管及与波导管连接的无线接入点作为轨旁与列车的双向传输通道。该系统中的裂缝波导管具有通信容量大，可在隧道及弯曲通道中传输，具有抗干扰能力强、损耗小、无其他车辆引起的传输反射、可在密集城区传输等特点。裂缝波导管的另一个优点是传输速率大，可以满足列车控制系统的要求。随着国内外轨道交通的迅速发展，相应的轨交裂缝波导天线的市场需求也可以预期的。众所周知，裂缝波导天线在结构上，是由一种空心的、内壁十分光洁的金属管(圆形或方形等)或内覆金属的管道，其表面经过加工开有缝隙制作而成的。根据裂缝波导天线的现场使用发现，在裂缝波导管的开裂缝处、法兰与波导管连接处、相邻裂缝波导管的连接处等均存在雨水、灰尘等侵蚀的隐患，如不采取有效的措施，势必影响裂缝波导天线的传输性能，继而影响到整个车地通信RF系统，严重时会导致轨道交通中断，甚至危及轨道交通的行车安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的缺失和不足，提出一种具有防水、防尘、防磨损、防踩踏等功能的裂缝波导天线。

本实用新型提供的裂缝波导天线，具有至少一根用于传输信号的裂缝波导管，所述裂缝波导管包括管道以及形成在该管道两端的法兰，所述管道的表面设有使得所述信号从所述裂缝波导管内部传向外部空间的复数个裂缝，其特征在于，还具有由能够透波的第一防护层，第二防护层，第三防护层。其中，所述第一防护层覆盖所述复数个裂缝；所述第二防护层覆盖在所述第一防护层上；所述第三防护层覆盖在所述第二防护层上。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：其中，所述第一防护层是由胶带层构成，所述第二防护层是由经环氧树脂与窄玻璃纤维布粘合的窄玻璃纤维布层构成，所述第三防护层是由在覆盖所述第二防护层的同时还延伸覆盖到裂缝波导管的两个侧面的防护罩构成。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：所述胶带层是由网格型或非网格型的胶带中的一种所构成。所述防护罩的上表面呈弧形，由缺口冲击强度大于50焦耳/米的材料构成。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：所述防护罩所用材料的缺口冲击强度在180焦耳/米以上。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：所述防护罩的内表面还设有至少一条的沿所述裂缝波导管的长度方向形成并且向所述的裂缝波导管表面凸出的加强筋。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：在所述防护罩上面并接近所述法兰处，设置至少一根阻水条，用于阻止水顺着所述防护罩的长度方向漏进所述管道。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：还具有覆盖所述法兰的法兰罩。其中，所述法兰罩同时覆盖住所述阻水条。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：其中，所述裂缝波导管有两个以上，在相邻两个所述裂缝波导管之间，采用所述法兰罩作为中间法兰罩；设置在所述传输信号输入和输出侧的所述裂缝波导管的端部处，采用所述法兰罩作为端部法兰罩。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：其中，所述裂缝波导管有两个以上，在相邻两个所述裂缝波导管之间，采用包含双面O型密封圈的密封法兰连接，所述法兰罩同时覆盖住密封法兰。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：还具有第四防护层，位于所述第二防护层与所述第三防护层之间。所述第四防护层由宽玻璃纤维布层构成，形成在所述管道的两个端部，用于防止因摩擦引起所述第二防护层的损坏。

本实用新型提供的裂缝波导天线，其特征还在于：还具有第五防护层，覆盖所述管道与所述法兰的连接处。

实用新型效果

综上所述，本实用新型提供的裂缝波导天线，因为其具有由能够透波的第一防护层，第二防护层，第三防护层构成，其中，第一防护层覆盖复数个裂缝；第二防护层覆盖在所述第一防护层上；第三防护层覆盖在所述第二防护层上。因此解决了现有裂缝波导天线防水、防尘、防磨损、防踩踏等问题，满足了裂缝波导天线的传输性能，保证了车地通信RF系统的正常运行，从而可以确保如轨道交通以及其他通信系统的安全运营。

附图说明

图1是本实用新型实施方式中的裂缝波导天线的结构示意图。

图2是本实用新型实施方式中的裂缝波导管的结构示意图。

图3(a)是本实用新型实施方式中的裂缝波导管的B-B剖视图。

图3(b)是图3(a)中复合防护层的局部放大图。

图4是本实用新型实施方式中的裂缝波导管的A-A剖视图。

图5是本实用新型实施方式中的复合防护层的局部放大图。

图6是本实用新型实施方式中的防护罩的结构示意图。

图7是本实用新型实施方式中的阻水条的结构示意图。

图8是本实用新型实施方式中的第五防护层的结构示意图。

图9是本实用新型实施方式中的相邻两裂缝波导管连接处的结构示意图。

图10(a)是本实用新型实施方式中的密封法兰的结构示意图。

图10(b)是本实用新型实施方式中的密封法兰的C-C剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式详细说明涉及的裂缝波导天线及其制造方法，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施方式。

如图1显示的是裂缝波导天线10的结构示意图。其中包含两根用于传输信号的裂缝波导管11，设置在该两根裂缝波导管11之间的密封法兰13以及覆盖在密封法兰13上的法兰罩12。从图中与M端连接的同轴转换(图中未显示)输入的传输信号，通过两根裂缝波导管11到达输出端N端，多余信号由与N端相连接的负载(图中未显示)吸收，从而实现信号的传输功能。

如图2显示的是裂缝波导管11的结构示意图。该裂缝波导管11由经过表面开有复数个裂缝18加工而成的铝合金矩形管道14(即、管道部分)，通过焊接等方式连接两端面法兰15，覆盖在管道14上起防护作用的第三防护层——防护罩16，设置在防护罩16上面、用于阻止水顺着防护罩16的长度方向漏进管道14、并接近法兰15处的阻水条17组成的。本实用新型涉及的波导管不仅仅是本实施方法中描述的铝合金矩形波导管，还可以是铜、因瓦合金等各种金属材料的，还可以是内覆金属的管道，其形状还可以是正方形、圆形等各种形状的管道。管道与法兰的连接方式也不仅仅是本实施方法中描述的焊接方式，可以是粘接等各种方式。

如图3(a)是裂缝波导管11的B-B剖视图。在管道14开有复数个裂缝18的表面覆盖有复合防护层19，防止水、灰尘等异物对裂缝波导管11传输性能的影响。复合防护层19上方覆盖有防护罩16作为第三防护层，防护罩16上面是阻水条17。

如图3(b)是复合防护层19的局部放大图I，从中可以看清复合防护层包括第一防护层、第二防护层和第四防护层。其中第一防护层是由网格型或非网格型的胶带层20构成，覆盖在复数个裂缝18上，防止灰尘进入管道14。第二防护层是由经环氧树脂与窄玻璃纤维布粘合的窄玻璃纤维布层21构成，覆盖在第一防护层上保护第一防护层，并防止雨水进入管道14。第四防护层位于第二防护层与第三防护层、即防护罩16之间，是由与管道14同宽的宽玻璃纤维布层22构成，形成在管道14的两个端部，用于防止因摩擦引起第二防护层的损坏。

第一防护层可以不仅仅是胶带，还可以是塑料薄膜等具有透波性能的任何可以起到防尘作用的材料。

第二防护层可以不仅仅是窄玻璃纤维布层，还可以是使用任何粘接剂与各种形状、尺寸的防水材料层构成。

第四防护层可以不仅仅是与波导管同宽的玻璃纤维布层，还可以是使用任何粘接剂与各种形状、尺寸的防水材料层构成。

在本实施方式中，复合防护层19由第一防护层、第二防护层和第四防护层组成。但是，复合防护层19也可以仅仅由第一防护层、第二防护层构成，在这种场合下，同样可以达到各种需要防护目的。当然，复合防护层19也可以由比本实施方式更多的层构成，从成本及效果上考虑，本实施方式是最佳的。

如图4是裂缝波导管11的A-A剖视图。该图显示的是作为第三防护层防护罩16是覆盖在整根裂缝波导管11上的，在防护罩16上面并接近法兰15处的两端，各设置两根阻水条17，用于阻止雨水顺着防护罩16的长度方向漏进管道14。

如图5是裂缝波导管11的复合防护层19的局部放大图II。图中显示第一防护层和第二防护层顺着管道14的长度方向与管道14等长，而第四防护层只在管道14靠近法兰15处的两端部粘贴，起到防止因摩擦引起的第二防护层损坏的作用。

如图6是防护罩16的结构示意图。作为第三防护层的防护罩16，覆盖在第二防护层上，同时还具有延伸覆盖到裂缝波导管11的两个侧面的16b部分构成。为了防止雨水堆积在防护罩16上，其上表面16a呈弧形。为了防踩踏，提高其强度，在防护罩16的内表面还设有两条沿着裂缝波导管11的长度方向的，并且向裂缝波导管11表面凸出的加强筋16c。加强筋不仅仅是本实施方法中描述的位置、方向、数量和形状，还可以是防护罩任意表面的凸起或凹陷。

除了具有防水、防尘、防磨损、防踩踏、能透波等性能要求外，因防护罩16选用的材料比钢轻4～5倍(密度约1.7g/mm³)，强度却与普通碳钢接近(拉伸强度大于350MPa，弯曲强度大于350MPa、弯曲弹性模量大于20000MPa)，缺口冲击强度大于200焦耳/米，因此其还具有质量轻、强度高、韧性高、抗老化、长寿命等性能。

如图7是阻水条17的结构示意图。在防护罩16上面并接近法兰15处的两端，各设置两根阻水条17，用于阻止雨水顺着防护罩16的长度方向漏进管道14。阻水条不仅仅是本实施方法中描述的位置、方向、数量和形状，还可以是任何设置在防护罩表面的起阻水作用的零件。比如，在本实施方式中，设置了两根阻水条17，该阻水条17是直条式的。但是也可以只设置一根或更多，同时也可以设定成弧条形的，向着管道14的中心处拱出，在这种场合下，使得雨水能够更加顺畅地沿防护罩表面流向地面从而防止漏向管道内。

如图8是第五防护层的结构示意图。本实用新型的裂缝波导管11的第五防护层，是覆盖在法兰15与管道14的连接处的堵漏层，由堵漏剂形成，用于防止因焊缝23处可能出现的砂眼等缺陷引起的渗漏现象。

如图9是相邻两裂缝波导管连接处的结构示意图。当组成裂缝波导天线10时，需由两个或以上裂缝波导管11连接而成，其两者之间装有起防护作用的密封法兰13，其上还覆盖有中间法兰罩12，在裂缝波导管的输入、输出端部处则覆盖有端部法兰罩(图中未显示)。

如图10是密封法兰的结构示意图。图10(a)所示的是两面开有密封槽、安装有O型密封圈24的密封法兰13的主视图，密封法兰13安装在两相邻的裂缝波导管11之间，起防护作用。图10(b)所示的是密封法兰13的C-C剖视图。

对上述结构的裂缝波导天线，实用新型人进行了以下试验。

1.冲水试验

将两根裂缝波导管连接，在波导管的两端口内部放置干燥、白色无水硫酸铜粉末，然后封口后平放在平整的地面上，裂缝面向上。

启动水泵，调节水流量为12.5±0.625L/min，此时主水流中心部分离喷嘴2.5m处直径约为40mm的圆。

用喷嘴内径为φ6.3mm的试验喷嘴，在所有可能的方向向裂缝波导喷水。喷嘴离裂缝波导的距离约为2.5～3m。

喷水持续时间至少3min。

结论：喷水完毕，用干抹布将裂缝波导表面的水迹擦干，使用工具依次打开裂缝波导的法兰罩、天线罩以及波导之间的连接，检查硫酸铜粉末，并未发现白色粉末变为蓝色，说明波导管内没有水进入。

2.浸水试验

同样将两根1m的裂缝波导连接好，在波导管的两端口内部放置干燥、白色无水硫酸铜粉末，分别封口。绳索若干，配重用重物若干，足以放得下裂缝波导的水池中，水池的深度大于1米。

将足够使裂缝波导沉入水中的重物与裂缝波导捆绑在一起。

用两根绳索分别扎住裂缝波导的两端。

拉住绳索将裂缝波导连同重物缓慢放入水池中，直至裂缝波导低于水面1米处。

浸水持续时间24h。

结论：浸水完毕，用干抹布将裂缝波导表面的水迹擦干，使用工具依次打开裂缝波导的法兰罩、天线罩以及波导之间的连接，检查硫酸铜粉末，并未发现白色粉末变为蓝色，说明波导管内没有水进入。

经过上述实验的验证，表明本实用新型通过本具体实施方法的实施是行之有效的。

实施方式作用与效果

在本实施方式的裂缝波导天线中，通过第一防护层胶带层20覆盖复数个裂缝，第二防护层窄玻璃纤维布层21覆盖在所述第一防护层上，第三防护层防护罩16覆盖在所述第二防护层上，解决了现有裂缝波导天线防水、防尘、防磨损、防踩踏等问题。

进一步，因为还有第四防护层宽玻璃纤维布层22，覆盖在法兰15与管道14连接处的第五防护层，以及阻水条17、密封法兰13及其覆盖在其上的中间法兰罩12等零件的设置和使用，更加提高了裂缝波导天线的防护性能，更能满足裂缝波导天线的传输性能，保证了车地通信RF系统的正常运行，从而可以确保轨道交通的安全运营。

因此通过本具体实施方式得到的裂缝波导天线具有非常明显的防护效果。

基于本实用新型的宗旨，可以进行各种各样的类似防护措施，例如使用不同的防护层、粘合剂，各种形状的法兰、防护罩、法兰罩等等，不把这些从本实用新型的范围中排除。

本实用新型裂缝波导天线的裂缝可以是开在不同的表面，或者是多个表面；其裂缝的形状也可以是矩形、方形或圆形等各种形状。

本实用新型裂缝波导天线的使用频率可以是2.4GHz，也可以在5.8GHz或其他频段中使用。

当本实用新型裂缝波导天线单独一个使用时，只在其输入端接入同轴转换，输出端接入负载，可以不使用中间的密封法兰。

另外本实用新型具有防护功能的裂缝波导天线，不仅适用于轨道交通中使用，还可以作为传输线在船用通信雷达、地面通信雷达等其他场合使用。

Claims

1.一种裂缝波导天线，具有至少一根用于传输信号的裂缝波导管，所述裂缝波导管包括管道以及形成在该管道两端的法兰，所述管道的表面设有使得所述信号从所述裂缝波导管内部传向外部空间的复数个裂缝，其特征在于，还具有由能够透波的第一防护层，第二防护层，第三防护层，

其中，所述第一防护层覆盖所述复数个裂缝；

所述第二防护层覆盖在所述第一防护层上；

所述第三防护层覆盖在所述第二防护层上。

2.根据权利要求1所述的裂缝波导天线，其特征在于：

其中，所述第一防护层是由胶带层构成，所述第二防护层是由经环氧树脂与窄玻璃纤维布粘合的窄玻璃纤维布层构成，所述第三防护层是由在覆盖所述第二防护层的同时还延伸覆盖到裂缝波导管的两个侧面的防护罩构成。

3.根据权利要求2所述的裂缝波导天线，其特征在于：

其中，所述胶带层是由网格型或非网格型的胶带中的一种所构成，

所述防护罩的上表面呈弧形，由缺口冲击强度大于50焦耳/米的材料构成。

4.根据权利要求3所述的裂缝波导天线，其特征在于：

其中，所述防护罩所用材料的缺口冲击强度在180焦耳/米以上。

5.根据权利要求3或4所述的裂缝波导天线，其特征在于：

其中，所述防护罩的内表面还设有至少一条的沿所述裂缝波导管的长度方向形成并且向所述的裂缝波导管表面凸出的加强筋。

6.根据权利要求3所述的裂缝波导天线，其特征在于：

其中，在所述防护罩上面并接近所述法兰处，设置至少一根阻水条，用于阻止水顺着所述防护罩的长度方向漏进所述管道。

7.根据权利要求6所述的裂缝波导天线，其特征在于：还具有覆盖所述法兰的法兰罩，

其中，所述法兰罩同时覆盖住所述阻水条。

8.根据权利要求7所述的裂缝波导天线，其特征在于：

其中，所述裂缝波导管有两个以上，在相邻两个所述裂缝波导管之间，采用所述法兰罩作为中间法兰罩；设置在所述传输信号输入和输出侧的所述裂缝波导管的端部处，采用所述法兰罩作为端部法兰罩。

9.根据权利要求8所述的裂缝波导天线，其特征在于：

其中，所述裂缝波导管有两个以上，在相邻两个所述裂缝波导管之间，采用包含双面O型密封圈的密封法兰连接，所述法兰罩同时覆盖住密封法兰。

10.根据权利要求3所述的裂缝波导天线，

还具有第四防护层，位于所述第二防护层与所述第三防护层之间，所述第四防护层由宽玻璃纤维布层构成，形成在所述管道的两个端部，用于防止因摩擦引起所述第二防护层的损坏。

11.根据权利要求1所述的裂缝波导天线，其特征在于：

还具有第五防护层，覆盖所述管道与所述法兰的连接处。