WO2006091121A2 - Cable rayonnant et element rayonnant faisant partie de celui-ci - Google Patents
Cable rayonnant et element rayonnant faisant partie de celui-ci Download PDFInfo
- Publication number
- WO2006091121A2 WO2006091121A2 PCT/RU2006/000052 RU2006000052W WO2006091121A2 WO 2006091121 A2 WO2006091121 A2 WO 2006091121A2 RU 2006000052 W RU2006000052 W RU 2006000052W WO 2006091121 A2 WO2006091121 A2 WO 2006091121A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- coaxial cable
- cable
- radiating
- insert
- electromagnetic energy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/203—Leaky coaxial lines
Definitions
- Such radiating cables are produced by segments of a fixed length, as a rule, 600, 700, 800 m, etc., and differ not only in length, but also in the arrangement of the radiating elements - holes.
- a limitation of the technical solution described in the well-known patent is the complexity of manufacturing and the variety of types of emitting radiating cables (“vario”) designed to satisfy a variety of needs along the length of the cable, the amount of propagation loss, cable radiation, etc. ., which makes their production small-scale and, therefore, very expensive.
- the difference in the practically necessary cable length when laying it from the actually produced series of lengths of radiating cables by the manufacturer leads to unreasonably large cable waste during installation.
- An electromagnetic wave propagating in a piece of coaxial cable 1 excites high-frequency currents in insert 7, an insulated wire that performs the function of a quarter-wave vibrator, which in turn leads to the emission of electromagnetic waves into the surrounding space.
- the coordination of the length of the coaxial cable 1 with the insert 7 for a given frequency range is achieved by choosing the length and diameter of the insulated wire, as well as the electrical and geometric parameters of the dielectric casing 10.
Description
ИЗЛУЧАЮЩИЙ КАБЕЛЬ И ИЗЛУЧАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, ВХОДЯЩИЙ В ЕГО СОСТАВ
Область техники
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве излучателя в антенных системах или как распределённая антенно-фидерная система для беспроводного доступа к различным системам телекоммуникаций.
Предшествующий уровень техники
Из предшествующего уровня техники известны различные конструкции излучающих коаксиальных кабелей, которые сочетают в себе свойства радиопередающей линии и протяженной антенны. В этих устройствах функцию ответвления и излучения выполняют отверстия (щели) или группы отверстий, выполненные во внешнем проводнике отрезка коаксиальной линии. (WO, А, 9917401), (RU5 А, 2231180).
Излучающие кабели используют во всевозможных туннелях, авто и железных дорог, метро, подземных сооружениях, например, многоэтажных автостоянках, подвалах крупных зданий и даже во дворах за крупными многоэтажными зданиями из железобетона, и они предназначены для ликвидации «мepтвыx» зон или зон «paдиo- тeни», в которые не проникают радиоволны. Наиболее дешёвые и простые излучающие кабели имеют равномерно распределённые излучающие отверстия. Например, такие отверстия имеют выпускаемые фирмой «Radio Frеquепсу Systems» серии кабелей RCF 78-50, RLF 78-50? RLKW - 78-50 или производимые российской промышленностью серии кабелей РИ 17-33, РИ 50-24-31, РИ 50-33-31 и др.
Недостатком такого типа излучающего кабеля является неравномерность излу- чения электромагнитной энергии. Из-за потерь в кабеле уровень излучённой мощности со стороны запитки кабеля во много раз превышает уровень излучения в конце кабеля. Так для излучающего кабеля длиной 500 м, диаметром 7/8 дюйма, имеющего потери 4.1 дБ/100 м на частоте 900 МГц отличие в уровне излучения в начале и в конце кабеля составит более 20 дБ, т.е. в 100 раз. Использование такого кабеля приводит к избыточному расходу электромагнитной энергии в начале кабеля и уменьшению этой энергии в конце кабеля, а, следовательно, к уменьшению протяженности зоны связи.
Известны излучающие кабели с неравномерным размещением излучающих отверстий вдоль кабеля (US, А, 5276413).
Ряд фирм выпускает такие кабели, в том числе фирма Rаdiо Frеquепсу Sуstеms под общим названием «vario» Например, RLV 114-50. Каталог изделий WDCS, Еdi- tion 1, 06.02.050, KB 17/ 00197-01, р 42.
В техническом решении по указанному патенту (US, А, 5276413) использовано периодическое изменение плотности размещения отверстий от начала к концу излу- чающего кабеля. Плотность размещения отверстий периодически удваивается, по мере того как системные потери при перемещении вдоль кабеля увеличиваются до заданной граничной величины, выше которой качество связи неприемлемо. Системные потери в излучающем кабеле определяются, как сумма потерь на распространение в кабеле плюс потери на распространение электромагнитной энергии излучения от кабеля до дипольной антенны приемника, расположенной на расстоянии 2 метров от излучающего кабеля.
Из упомянутого технического решения по патенту США известно, что зависимость системных потерь для кабеля длиной 560 м, имеющего потери на затухание в кабеле без выполнения отверстий, - 3,7 дБ/100 м. Потери на излучение для первых 138 м излучающего кабеля с отверстиями, образованными через каждый метр излучающего кабеля, составляют 0,35 дБ/100 м, а общие потери в кабеле - 4,05 дБ/100 м. Граничной величиной системных потерь принята величина 90 дБ. При достижении этой величины на расстоянии 138 м количество отверстий удваивается. Потери на излучение увеличиваются до 0,7 дБ/100 м, а общие потери в кабеле достигают 4,4 дБ/100 м.
Последующее удвоение количества отверстий, и, следовательно, удвоение потерь на излучение, будет приводить к сокращению соответствующих участков до 127, 110, 86, 60 и 38 метров, а количество отверстий на 1 метр увеличивается до 2, 4, 8, 16 и 32, соответственно.
Таким образом, удвоение отверстий с 1 до 32 на 1 метр позволяет поддерживать необходимый уровень излучения для поддержания связи на частоте 900 МГц в излучающем кабеле длиной 560 м.
Если требуется другая длина излучающего кабеля, то оптимальным будет дру- гое распределение отверстий по длине кабеля.
Такие излучающие кабели выпускаются отрезками фиксированной протяженности, как правило, 600, 700, 800 м и т.д., и отличаются не только по длине, но и по структуре размещения излучающих элементов - отверстий.
Ограничением технического решения, описанного в известном патенте (US, А, 52776413), является сложность изготовления и многообразие типов выпускаемых излучающих кабелей («vario»), предназначенных удовлетворить многообразие потребностей по длине кабеля, величине потерь на распространение, излучение кабеля и т.д., что делает их производство малосерийным и, следовательно, очень дорого- стоящим. Кроме того, отличие практически необходимой длины кабеля при его прокладке от фактически производимого ряда длин излучающих кабелей производителем приводит к неоправданно большим отходам кабеля в процессе монтажа. Изменение плотности размещения излучающих отверстий по длине излучающих кабелей («vario») предназначено только для обеспечения постоянства уровня излучения. В тоже время в реальных условиях требуются различные уровни излучения, например, при прокладке одного типа кабеля через тоннели, платформы, большие и маленькие помещения и т.п.
Таким образом, ограничениями перечисленных выше технических решений являются:
- при большой протяженности излучающего кабеля излучающие элементы - отверстия, наиболее удаленные от места подключения источника электромагнитной энергии, излучают наименьший уровень электромагнитной энергии, и этот уровень из-за постоянства коэффициента ответвления каждого излучающего отверстия, тем меньше, чем дальше расположено излучающее отверстие (группы отверстий) от источника электромагнитной энергии;
- постоянство коэффициента ответвления не позволяет производить регулировку излучаемой мощности в зависимости от конкретных условий эксплуатации из- лучающего кабеля (наличия или отсутствия «мepтвыx» зон приема), а выполнение излучающих отверстий с определенным шагом до прокладки кабеля, как это обычно осуществляется в выпускаемых промышленностью типах излучающих кабелей приводит к бесполезной потере электромагнитной энергии на участках, не имеющих «мepтвыx» зон радиоприема.
Наиболее близким является излучающий кабель, содержащий отрезок коакси- ального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, по крайней мере, два излучающих элемента, выполненных с возможностью ответвления и излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, при этом во внешнем проводнике, диэлектрическом слое
и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки (RU3 А, 2181518).
Вставка в этом устройстве выполнена в виде винта, который при помощи резьбового соединения устанавливается во внутреннем проводнике коаксиального кабеля, а шляпка винта расположена в диэлектрическом слое коаксиального кабеля. Излучающими элементами в этом устройстве также как в указанных выше, известных устройствах, являются отверстия, выполненные в наружном проводнике коаксиального кабеля.
По сравнению с другими устройствами это техническое решение имеет следующие преимущества. Вставка служит для увеличения коэффициента ответвления и уменьшения коэффициента стоячей волны за счет введения во внутренний проводник кабеля радиальной вставки, площадь поперечного сечения которой меньше площади излучающего отверстия. Вставка позволяет скомпенсировать неоднородность внешнего проводника введением неоднородности противоположного знака. Кроме того, вставка позволяет повысить уровень и равномерность уровня излучения, благодаря изменению пути высокочастотного тока внутреннего проводника и приближения его к плоскости излучающих отверстий. Вставка может быть снабжена проводящей насадкой, изменяя положение которой можно настраиваться на минимальные величины KCB. Ограничениями этого технического решения являются:
- при большой протяженности излучающего кабеля и равномерном распределении отверстий наиболее удаленные от места подключения источника электромаr- нитной энергии отверстия излучают недостаточный уровень электромагнитной энергии;
- выполнение излучающих отверстий с определенным шагом до прокладки кабеля, приводит к бесполезной потере электромагнитной энергии на участках, не имеющих «мepтвыx» зон радиоприема;
- отсутствие адаптивности, поскольку размеры излучающих отверстий всегда выбираются исходя из заданной разработчиком конкретной частоты и уменьшить эти размеры после их выполнения в наружном проводнике уже нельзя;
- низкая излучательная способность одного отверстия приводит к необходимости устанавливать большое количество сложных в изготовлении и настройке согласующих вставок;
- неосуществимость получения минимально и максимально возможных коэффициентов ответвления при одновременной настройке и регулировке устройства для его работы в широком диапазоне частот;
- сложность конструкции и трудоемкость настройки из-за необходимости использования резьбового соединения винта или проводящей насадки, т.к. для регулирования положения вставки необходимо винт и проводящую насадку завинчивать- вывинчивать, поскольку эти элементы расположены внутри наружного проводника коаксиального кабеля; - сложность выполнения такого устройства на уже проложенном участке магистрального коаксиального кабеля, например, в туннеле метрополитена или в иных достаточно протяженных помещениях.
Из технического решения по российскому патенту (RU, А, 2181518) соответственно известно устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии — излучающий элемент, входящий в состав излучающего коаксиального кабеля и со- держащий, отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, причем во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления и излучения электромагнитной энергии посредством вставки (RU, А, 2181518).
Ограничениями этого технического решения соответственно являются: - отсутствие адаптивности, поскольку размеры излучающих отверстий всегда выбираются исходя из заданной разработчиком конкретной частоты и уменьшить эти размеры после их выполнения в наружном проводнике уже нельзя;
- малая абсолютная величина и незначительный диапазон регулирования коэффициента ответвления, т.к. вставка всегда электрически соединена с внутренним проводником; - неосуществимость получения минимально и максимально возможных коэффициентов ответвления при одновременной настройке и регулировке устройства для его работы в широком диапазоне частот;
- сложность конструкции и трудоемкость настройки из-за необходимости использования резьбового соединения винта или проводящей насадки, т.к. для регулирования положения вставки необходимо винт и проводящую насадку завинчивать- вывинчивать, поскольку элементы расположены внутри наружного проводника коаксиального кабеля; - сложность выполнения такого устройства на уже проложенном участке коаксиального кабеля, например, в туннеле метрополитена или в иных достаточно протя- женных помещениях.
Раскрытие изобретения
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания излучающего кабеля, который позволяет устранить нерациональные потери электромагнитной энергии, возникающие при избыточном излучении электромагнитной энергии, что позволяет использовать источники с меньшей мощностью, или увеличить полезную длину излучающего кабеля для источника с заданной мощностью, это также обеспечивает возможность работы в широком диапазоне частот, увеличивает диапазон регулирования коэффициента ответвления, упрощает конструкцию и обеспечивает простоту настройки и монтажа, т.е. обеспечивает возможность установки излучающего элемента в любом нужном месте на ранее проложенных участках магистрального коаксиального кабеля, а также поставлена задача создать соответствующий излучающий элемент, обеспечивающий возможность работы в широком диапазоне частот, увеличение диапазона регулирования коэффициента ответвления, упрощение его конструкции и обеспечение простоты настройки и монтажа, и, таким образом, улучшить технико-эксплуатационных характеристики излучающего кабеля и устройства для от- ветвления и излучения электромагнитной энергии, а также создать излучающий кабель, реализующий возможность формирования зоны связи произвольной формы с обеспечением её оперативной модернизации и наращивания в процессе эксплуатации.
Для решения поставленной задачи в известном излучающем кабеле, содержащем отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окру- женного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, по крайней мере, два излучающих элемента, выполненных с возможностью ответвления и излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, при этом во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля
выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки, согласно изобретению вставка выполнена из отрезка изолированного провода, один конец которого установлен в отверстии, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство. Возможны дополнительные варианты выполнения излучающего кабеля, в которых целесообразно, чтобы:
- вставка была установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии;
- изолированный провод вставки был выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля; - был введен диэлектрический кожух, в котором выполнено отверстие, а расположенный снаружи внешнего проводника конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха, при этом диэлектрический кожух установлен на внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля поперечно относительно него;
- были введены дополнительные излучающие элементы, выполненные в виде отверстий во внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля. Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном устройстве для ответвления и излучения электромагнитной энергии, содержащем отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, причем во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электро- магнитной энергии посредством вставки, согласно изобретению вставка выполнена из отрезка изолированного провода, один конец которого установлен в отверстии, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства для ответвления и излучения электромагнитной энергии, в которых целесообразно, чтобы: - вставка была установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии;
- изолированный провод вставки был выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля;
- был введен диэлектрический кожух, в котором выполнено отверстие, а расположенный снаружи внешнего проводника конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха, при этом диэлектрический кожух установлен на внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля поперечно относительно него.
Указанные преимущества, а также особенности изобретения поясняются луч- шими вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.
Краткое описание чертежей
Фиг.l изображает общий вид заявленного излучающего кабеля; Фиг. 2 — продольное и поперечное сечение кабеля с одним излучающим элементом (устройством для ответвления и излучения электромагнитной энергии);
Фиг. 3 - то же, что фиг. 2, с диэлектрическим кожухом; Фиг. 4 - зависимость KCB от частоты для излучающего элемента;
Фиг. 5 — схему прокладки излучающего кабеля с излучающими элементами в тоннеле с линейными участками и поворотом;
Фиг. 6 - зависимость уровня сигнала в заполненном пассажирами вагоне метрополитена при его перемещении из одного конца тоннеля метрополитена в другой и при излучении сигналов четырьмя стандартными антеннами; Фиг. 7 - то же, что фиг.6, после установки двух излучающих элементов на кабеле, проложенном между антеннами, для ликвидации «пpoвaлa» в зоне связи;
Фиг. 8 то же, что фиг. б, после установки 20 излучающих элементов по всей длине тоннеля для образования сплошной зоны связи на всем перегоне;
Фиг. 9 - график зависимости KCB (VSWR) от дальности для заявленного излучающего кабеля. Лучший вариант осуществления изобретения
Излучающий кабель (фиг. 1) содержит отрезок коаксиального кабеля 1, выполненный из внутреннего проводника 2, окруженного диэлектрическим слоем 3, и из внешнего проводника 4. Устройство имеет, по крайней мере, два или три излучающих элемента 5, выполненных с возможностью ответвления и излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство. Во внешнем проводнике 4, диэлектрическом слое 3 и внутреннем проводнике 2 отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 2, 3) выполнено отверстие 6, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки 7. Вставка 7 выполнена из отрезка изолированного провода, включающего проводник 8 и диэлектрик 9.
Один конец изолированного провода установлен в отверстии 6, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника 4 отрезка коаксиального кабеля 1 с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство.
Вставка 7 установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии 6 (фиг. 2, 3) для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии. Изолированный провод вставки 7 может быть выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 1, 2).
Изолированный провод вставки 7 может быть выполнен достаточно мягким. В этом случае введен диэлектрический кожух 10, в котором выполнено отверстие (фиг. 3). Расположенный снаружи внешнего проводника 4 конец изолированного про- вода установлен внутри диэлектрического кожуха 10. Диэлектрический кожух 10 установлен на внешнем проводнике 4 (или защитной оболочке, на фиг. 1 - 3 не показана, выполняется обычным образом) отрезка коаксиального кабеля 1 поперечно относительно него. Диэлектрический кожух 10 выполняет функцию фиксации вставки 7 и ее защиты от внешних воздействий.
В излучающий кабель могут быть введены дополнительные излучающие эле- менты 11, выполненные в виде отверстий во внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 1).
Устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии соответственно содержит (фиг. 1, 2, 3) отрезок коаксиального кабеля 1, выполненный из внутреннего проводника 2, окруженного диэлектрическим слоем 3, и из внешнего проводника 4. Во внешнем проводнике 4, диэлектрическом слое 3 и внутреннем про- воднике 2 отрезка коаксиального кабеля 1 выполнено отверстие 6, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки 7. Вставка 7 выполнена из отрезка изолированного провода, включающего проводник 8 и диэлектрик 9. Один конец изолированного провода установлен в отверстии 6, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника 4 отрезка коаксиального кабеля 1 с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство. Вставка 7 установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии
6 (фиг. 2, 3) для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии.
Изолированный провод вставки 7 может быть выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля 1.
Изолированный провод вставки 7 может быть выполнен достаточно мягким. В этом случае введен диэлектрический кожух 10, в котором выполнено отверстие (фиг. 3). Расположенный снаружи внешнего проводника 4 конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха 10. Диэлектрический кожух 10 установлен на внешнем проводнике 4 (или изолирующей оболочке, на фиг. 1 и 2 не показанной, выполняется обычным образом) отрезка коаксиального кабеля 1 поперечно относительно него. Как описано выше, диэлектрический кожух 10 выполняет функцию фиксации вставки и ее защиты от внешних воздействий. Работает излучающий кабель (фиг. 1-3) следующим образом. Количество излучающих элементов 5 (фиг. 1) определяется длиной отрезка коаксиального кабеля 1 и наличием зон «paдиoтeни» в области прокладки излучающего кабеля. Чем большее количество зон «paдиoтeни», тем чаще в их области устанавливаются излучающие элементы 5, выполненные из отрезка изолированного провода, включающего проводник 8 и диэлектрик 9, т.е. устройства для ответвления и излучения электромагнитной энергии (фиг. 2, 3) могут быть установлены в конкретном нужном месте..
В отличие от ближайшего аналога отверстие 6 во внешнем проводнике 4 не яв- ляется излучающим, а служит для пропускания вставки 7 из изолированного провода внутрь отрезка коаксиального кабеля 1 и наружу.
Электромагнитная волна, распространяющаяся в отрезке коаксиального кабеля 1, возбуждает во вставке 7 - изолированном проводе, выполняющем функцию четвертьволнового вибратора, высокочастотные токи, что в свою очередь приводит к излучению электромагнитных волн в окружающее пространство. Согласование отрезка коаксиального кабеля 1 со вставкой 7 для заданного диапазона частот достигается выбором длины и диаметра изолированного провода, а также электрическими и геометрическими параметрами диэлектрического кожуха 10.
Коэффициент ответвления электромагнитной энергии регулируется в широком диапазоне перемещением вставки 7 и определяется глубиной погружения изолированного провода в отрезок коаксиального кабеля 1. Как видно из фиг. 2 и 3, коэффи- циент ответвления за счет погружения вставки 7 может быть изменен от максимального величины (фиг. 2) до некоторой минимальной (фиг. 3). Как показали испытания, коэффициент ответвления электромагнитной энергии регулируется в широком диапазоне. Коэффициент ответвления за счет погружения вставки 7 может быть изменен от
И
максимальной величины (минус 10 дБ) до некоторой минимальной (минус 30 дБ и менее).
Предельная простота конструкции и удобство монтажа обуславливают практическую значимость предлагаемого устройства. Излучающий элемент 5 может быть легко установлен на любом участке протяженного отрезка коаксиального кабеля 1. Для этого со стороны наружной поверхности отрезка коаксиального кабеля 1 высверливается отверстие 6. Диаметр отверстия 6 выбирается таким, чтобы вставка 7 из изолированного провода устанавливалась с некоторым натягом. Этим обеспечивается возможность перемещения изолированного провода в отверстии 6 для регулирования и изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии. Время выполнения отверстия 6 и установки излучающего элемента 5 не более 5 минут. Если изолированный провод вставки 7 выполнять достаточно жестким, то возможно его поперечное расположение относительно отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 1, 2), при этом каких либо поддерживающих приспособлений не требуется.
Если изолированный провод вставки 7 выполнять мягким, например, из изолированного медного провода, то вводится диэлектрический кожух 10 (фиг. 3), в котором выполнено внутреннее отверстие под изолированной провод, чтобы можно было после перемещения в отверстии 6 зафиксировать вставку 7. Расположенный снаружи внешнего проводника 4 конец изолированного провода устанавливается внутри диэлектрического кожуха 10 (фиг. 2, 3). Диэлектрический кожух 10 устанавливается на внешнем проводнике 4 отрезка коаксиального кабеля 1 поперечно относительно него, например, прикрепляется на защитной оболочке коаксиального кабеля 1 (на фиг. 1 - 3 не показана) отрезка коаксиального кабеля 1 при помощи клея или стандартного гер- метизирующего комплекта для высокочастотных соединений.
В излучающий кабель могут быть введены дополнительные излучающие элементы 11, выполненные в виде отверстий только во внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля 1 (фиг. 1). Такие отверстия можно располагать на участках близко расположенных к источнику электромагнитной энергии, на которых необходимо отвести и излучить минимальную мощность от источника. Дополнительные элементы 11 в виде отверстий могут быть выполнены также по месту, высверливанием соответствующих отверстий (групп отверстий) во внешнем проводнике 4 отрезка коаксиального кабеля 1.
Устройство легко настраивать на требуемую частоту путем подрезки изолированного провода, просто регулировать необходимую мощность излучения путем изменения погружения вставки 7 в отрезок коаксиального кабеля 1. Уменьшение излучающей способности кабеля достигается за счет исключения или уменьшения количества отверстий 6 и соответствующего количества излучающих элементов 5. Обес- печение регулирования уровня излучения, как для излучающих элементов 5, близко расположенных к источнику электромагнитной энергии, так и удаленных от него на максимальные расстояния осуществляется посредством изменения местоположения вставки 7 в отверстии 6,бoлee глубокого, в том числе внутри внутреннего проводника 2 (фиг. 2), или менее глубокого, например, в диэлектрическом слое 3 (фиг. 3). Устранение потерь электромагнитной энергии в отсутствии «мepтвыx» зон радиоприема достигается за счет отсутствия монтажа излучающих элементов 5 в зонах уверенного радиоприема. Зависимость KCB от частоты для излучающего элемента 5 приведена на фиг 4. Уменьшение количества излучающих элементов 5 по сравнению с количеством их, выполненных в виде отверстий, позволяет использовать источники с меньшей мощностью электромагнитной энергии, или увеличить полезную длину излучающего кабеля для источника с заданной мощностью. Из фиг. 5 видно, что излучающие элементы 5 на линейных участках устанавливаются значительно реже, чем на повороте тоннеля. Кроме того, на повороте тоннеля излучающие элементы 5 погружаются на большую глубину в отрезок коаксиального кабеля 1, что позволяет скомпенсировать не только затухание в нем, но также и дополнительные потери на распространение радиоволн в тоннеле, имеющем крутой поворот. Приведённый пример демонстрирует возможность адаптивного формирова- ния уровня излучения в соответствии с условиями прокладки излучающего кабеля.
Реализуемость и эффективность заявленного излучающего кабеля подтверждена экспериментально, при построении сети сотовой связи стандарта GSM-900 в Московском метрополитене.
Для улучшения качества связи в тоннелях было использовано предлагаемое устройство со следующими параметрами: Длина вставки 7 составляла 95 мм, диаметр проводника 8 - 2 мм, диаметр диэлектрика 9 - 7 мм. Диаметр диэлектрического кожуха 10, выполненного из полиэтилена — 10 мм. Диаметр внешнего проводника 4 отрезка коаксиального кабеля 1 — 30
мм, внутреннего проводника 2 - 13 мм. Для формирования излучающего кабеля использовались вставки 7 с коэффициентом ответвления от минус 13 до минус 30 дБ.
На первом этапе строительства сети в тоннеле длиной 700 м между двумя станциями А и Б были установлены две стандартные антенны (Al и A4) в начале и конце тоннеля и две стандартные антенны (A2 и АЗ) были вынесены в глубину тон- неля на расстояние по 150 м с каждой стороны (фиг.6). Антенны Аl-АЗ были подсоединены к отрезку коаксиального кабеля 1 при помощи коаксиальных ответвителей. Антенны Al и A2 подключены к оборудованию базовой станции GSM станции А, антенны АЗ и A4 - к оборудованию базовой станции GSM станции Б. Антенны, установленные в тоннеле имели большой коэффициент усиления и ориентированы в глубину тоннеля. На фиг.6 приведена зависимость уровня сигнала в заполненном пассажирами вагоне метрополитена при его перемещении из одного конца тоннеля в другой от станции А к станции Б. Сигналы от разных станций на фиг. б показаны кривыми с разной интенсивностью черного цвета. Требуемое качество связи обеспечивается при уровне сигнала минус 90 дБи. Хорошо видны четыре пика сигнала, соответствующие четырем стандартным антеннам. Видно, что зона связи имеет разрывы не только в се- редине тоннеля, но и между антеннами. Зоной связи является область пространства, где уровень сигнала превышает минус 90 дБм.
На втором этапе на отрезок коаксиального кабеля 1, запитывающий антенну АЗ вынесенную в тоннель, были установлены излучающие элементы 5, выполненные в виде вставок 7 в соответствии с заявленным техническим решением (на фиг. 7 вставки 7 излучающих элементов 5 обозначены A5 и Аб) с интервалом ~ 40 м и коэф- фициентрм ответвления минус 13 дБ. На фиг.7 представлена запись уровня сигнала после установки двух вставок 7 излучающих элементов 5. Два дополнительных пика соответствуют излучению двух введенных излучающих элементов 5 (A5 и A6). Видно, что разрыв зоны связи остался только в центре тоннеля.
На третьем этапе тоннельные стандартные антенны A2 и АЗ были отключены, и вдоль всего тоннеля проложен отрезок коаксиального кабеля 1 с излучающими эле- ментами 5 (вставками 7, выполненными в соответствии с заявленным техническим решением). Шаг установки излучающих элементов 5 изменялся от 40 м в начале и конце тоннеля до 20 м в центре. Коэффициент ответвления мощности также изменяется от минус 30 дБ в торцах тоннеля до минус 13 дБ в центре. На фиг.8 приведена
запись уровня сигнала для третьего этапа. Видно, что при запитке отрезка коаксиального кабеля 1 с двух сторон средний уровень сигнала составляет примерно 75 дБи, что с большим запасом обеспечивает высокое качество связи во всём тоннеле.
На фиг.9 приведен график зависимости KCB (VSWR) от дальности для отрезка коаксиального кабеля 1 в тоннеле длиной 500 м с восемнадцатью излучающими эле- ментами 5. Видно, что KCB для всех вставок 7 излучающих элементов 5 ниже 1,15.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает по сравнению с ближайшим аналогом:
- большую величину ответвления одного излучающего элемента 5 и, следовательно, уменьшение их количества;
- возможность оперативного управления излучаемой мощностью за счёт изме- нения глубины погружения вставки 7 в отрезок коаксиального кабеля 1 для формирования требуемой зоны связи;
- возможность корректировки и наращивания зоны связи в процессе эксплуатации кабеля;
- предельную простоту конструкции и удобство монтажа в любых условиях, и как следствие более низкую стоимость заявленного излучающего кабеля. Промышленная применимость
Наиболее успешно заявленный излучающий кабель и излучающее устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии могут быть промышленно применим при необходимости обеспечения связи при построении сетей сотовой связи и беспроводного доступа в тоннелях различного назначения, трюмах кораблей, подземных сооружениях, больших бизнес-центрах, многоуровневых автостоянках и дру- гих больших и сложных сооружениях.
Claims
1. Излучающий кабель, содержащий отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, по крайней мере, два излучающих элемента, выполненных с возможностью ответвления и излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, при этом во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки, отличающийся тем, что вставка выполнена из отрезка изолированного провода, один конец которого установлен в отверстии, а другой конец расположен снаружи внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля с возможностью излучения электромагнитной энергии в окру- жающее пространство.
2. Излучающий кабель по п. 1, отличающийся тем, что вставка установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии.
3. Излучающий кабель по п. 1, отличающийся тем, что изолированный провод вставки выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относи- тельно отрезка коаксиального кабеля.
4. Излучающий кабель по п. 1, отличающийся тем, что введен диэлектрический кожух, в котором выполнено отверстие, а расположенный снаружи внешнего проводника конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха, при этом диэлектрический кожух установлен на внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля поперечно относительно него.
5. Излучающий кабель по п. 1, отличающийся тем, что введены дополнительные излучающие элементы, выполненные в виде отверстий во внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля.
6. Устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии, содержащее отрезок коаксиального кабеля, выполненный из внутреннего проводника, окруженного диэлектрическим слоем, и из внешнего проводника, причем во внешнем проводнике, диэлектрическом слое и внутреннем проводнике отрезка коаксиального кабеля выполнено отверстие, предназначенное для ответвления электромагнитной энергии посредством вставки, отличающееся тем, что вставка выполнена из отрезка изолированного провода, один конец которого установлен в отверстии, а другой ко- нец расположен снаружи внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что вставка установлена с натягом с возможностью ее перемещения в отверстии для изменения коэффициента ответвления электромагнитной энергии.
8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что изолированный провод вставки выполнен жестким с возможностью его поперечного расположения относительно отрезка коаксиального кабеля.
9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что введен диэлектрический кожух, в котором выполнено отверстие, а расположенный снаружи внешнего проводника конец изолированного провода установлен внутри диэлектрического кожуха, при этом диэлектрический кожух установлен на внешнем проводнике отрезка коаксиального кабеля поперечно относительно него.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06716863A EP1860725B1 (en) | 2005-02-24 | 2006-02-10 | Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein |
| PL06716863T PL1860725T3 (pl) | 2005-02-24 | 2006-02-10 | Kabel emitujący promieniowanie i zawarty w nim element emitujący promieniowanie |
| CN2006800138532A CN101164193B (zh) | 2005-02-24 | 2006-02-10 | 射线放射电缆和包含在其中的射线放射元件 |
| HK08110389.0A HK1114949A1 (en) | 2005-02-24 | 2008-09-19 | Radiation-emitting cable and a radiation-emitting element comprised therein |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005104991 | 2005-02-24 | ||
| RU2005104993 | 2005-02-24 | ||
| RU2005104991/09A RU2265923C1 (ru) | 2005-02-24 | 2005-02-24 | Излучающий кабель |
| RU2005104993 | 2005-02-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2006091121A2 true WO2006091121A2 (fr) | 2006-08-31 |
| WO2006091121A3 WO2006091121A3 (fr) | 2006-12-07 |
Family
ID=36927848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2006/000052 WO2006091121A2 (fr) | 2005-02-24 | 2006-02-10 | Cable rayonnant et element rayonnant faisant partie de celui-ci |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1860725B1 (ru) |
| CN (1) | CN101164193B (ru) |
| HK (1) | HK1114949A1 (ru) |
| PL (1) | PL1860725T3 (ru) |
| WO (1) | WO2006091121A2 (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9420219B2 (en) | 2010-12-20 | 2016-08-16 | Emprimus, Llc | Integrated security video and electromagnetic pulse detector |
| US9093755B2 (en) * | 2010-12-20 | 2015-07-28 | Emprimus, Llc | Lower power localized distributed radio frequency transmitter |
| US9041497B2 (en) * | 2012-04-27 | 2015-05-26 | Tektronix, Inc. | Minimal intrusion very low insertion loss technique to insert a device to a semi-rigid coaxial transmission line |
| US9642290B2 (en) | 2013-03-14 | 2017-05-02 | Emprimus, Llc | Electromagnetically protected electronic enclosure |
| CN106898875B (zh) * | 2017-02-24 | 2020-06-12 | 南京秦淮紫云创益企业服务有限公司 | 移动终端 |
| EP3382799B1 (en) * | 2017-03-27 | 2020-01-15 | Nokia Shanghai Bell Co., Ltd. | Radiating cable and method of manufacturing a radiating cable |
| CN109244627A (zh) * | 2018-08-08 | 2019-01-18 | 上海宇航系统工程研究所 | 天线及其高频电缆的安装结构 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4972505A (en) | 1988-12-06 | 1990-11-20 | Isberg Reuben A | Tunnel distributed cable antenna system with signal top coupling approximately same radiated energy |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1929451A1 (de) * | 1969-06-10 | 1970-12-17 | Rohde & Schwarz | Logarithmisch-periodische Antenne |
| US3870977A (en) * | 1973-09-25 | 1975-03-11 | Times Wire And Cable Companay | Radiating coaxial cable |
| US5220337A (en) * | 1991-05-24 | 1993-06-15 | Hughes Aircraft Company | Notched nested cup multi-frequency band antenna |
| RU2113038C1 (ru) * | 1996-06-24 | 1998-06-10 | Войсковая часть 35533 | Антенна |
| DE10015379A1 (de) * | 2000-03-28 | 2001-10-04 | Alcatel Sa | Abstrahlendes koaxiales Hochfrequenz-Kabel |
| RU2181518C2 (ru) * | 2000-05-17 | 2002-04-20 | ГУП "Конструкторское бюро "Связьморпроект" | Излучающий коаксиальный кабель |
-
2006
- 2006-02-10 PL PL06716863T patent/PL1860725T3/pl unknown
- 2006-02-10 EP EP06716863A patent/EP1860725B1/en not_active Not-in-force
- 2006-02-10 WO PCT/RU2006/000052 patent/WO2006091121A2/ru active Application Filing
- 2006-02-10 CN CN2006800138532A patent/CN101164193B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-09-19 HK HK08110389.0A patent/HK1114949A1/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4972505A (en) | 1988-12-06 | 1990-11-20 | Isberg Reuben A | Tunnel distributed cable antenna system with signal top coupling approximately same radiated energy |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP1860725A4 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL1860725T3 (pl) | 2013-01-31 |
| WO2006091121A3 (fr) | 2006-12-07 |
| CN101164193B (zh) | 2010-04-21 |
| CN101164193A (zh) | 2008-04-16 |
| EP1860725A4 (en) | 2011-03-02 |
| EP1860725A2 (en) | 2007-11-28 |
| EP1860725B1 (en) | 2012-08-15 |
| HK1114949A1 (en) | 2008-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2006091121A2 (fr) | Cable rayonnant et element rayonnant faisant partie de celui-ci | |
| EP1816704B1 (en) | Leaky coaxial antenna | |
| US9112283B2 (en) | Multi-channel cabling for RF signal distribution | |
| US3870977A (en) | Radiating coaxial cable | |
| US20100194500A1 (en) | Leaky cable | |
| KR100766182B1 (ko) | 방사형 누설 동축 케이블 | |
| CN114094294B (zh) | 漏缆 | |
| RU2265923C1 (ru) | Излучающий кабель | |
| US20140292603A1 (en) | Distributed antenna system and method of manufacturing a distributed antenna system | |
| KR100817981B1 (ko) | 광대역 누설 동축 케이블 | |
| KR101043855B1 (ko) | 케이블형 광대역 안테나 시스템 | |
| KR100994264B1 (ko) | 공진주파수 조절이 가능한 누설 동축 케이블 및 그 제조 방법 | |
| EP3641052B1 (en) | Antenna device and wireless communication system | |
| RU45865U1 (ru) | Устройство для ответвления и излучения электромагнитной энергии | |
| KR100761599B1 (ko) | 단일 빔 방사형 누설 동축 케이블 | |
| KR100974712B1 (ko) | 시스템 손실을 보상한 누설 동축 케이블 | |
| KR100761597B1 (ko) | 광대역 누설 동축 케이블 | |
| KR100769398B1 (ko) | 이동통신용 누설동축케이블 | |
| RU2763877C2 (ru) | Способ передачи радиочастотных электромагнитных сигналов, система для осуществления способа, способ монтажа системы, объект, в котором смонтирована система, излучающий кабель для системы и способ его производства | |
| Siddiqui et al. | Sinusoidally Modulated Reactance Surface Loaded Leaky Coaxial Cable | |
| Radwan et al. | Leaky coaxial cable with continuous scanning directive beam | |
| KR100766180B1 (ko) | 전송거리를 향상시킨 누설 동축 케이블 | |
| KR100780147B1 (ko) | 광대역 누설 동축 케이블 | |
| KR940006165B1 (ko) | 균등 복사 진행파 공중선 | |
| KR100907579B1 (ko) | 신호 수신 감도를 향상시키기 위한 누설 동축 케이블 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 200680013853.2 Country of ref document: CN |
|
| NENP | Non-entry into the national phase in: |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2006716863 Country of ref document: EP |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 2006716863 Country of ref document: EP |