一种在近场实现圆极化特性的漏泄矩形波导的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信电缆技术领域。更具体地，涉及一种在近场实现圆极化特性的漏泄矩形波导。
【背景技术】
[0002]由于城市轨道交通的特殊性，其线路大多分布于隧道和高架桥，基于通信的列车控制CBTC(Communicat1n Based Train Control)系统作为安全苟1求系统，要求车地通信有足够的可靠性和安全性，而隧道中存在反射、散射以及衍射所造成的深度衰落和多径效应；高架桥也存在周围民居以及沿线无线信号等不可忽视的干扰因素。为了改善信道环境，实现安全、可靠的无线通信，在露天、高架桥环境中，性能优越的特殊传播媒介一一漏泄矩形波导(Leaky Rectangular Waveguide)被广泛应用。从结构上讲，漏泄矩形波导具有重量轻、平面结构良好简单、易于安装等优点。从性能上讲，漏泄矩形波导具有传输损耗低、电场幅度变化小、信号强度高等特征。
[0003]目前，漏泄矩形波导主要应用于CBTC系统，其中，车地通信的无线信道是制约CBTC数据通信性能的主要因素。因此，研宄漏泄矩形波导的辐射特性具有重要意义。漏泄矩形波导是根据实际需要，在金属波导的宽面或者窄面开不同规格的缝隙将波导内部的无线信号耦合出去。为了传输大部分的能量以实现远距离传输，漏泄矩形波导只是在波导周围一定范围内辐射较小的一部分能量，形成一条径向范围有限的无线电波通道，以此用有限的能量延伸电波的作用距离。然而传统的漏泄矩形波导是基于线极化辐射特性设计，所开缝隙一般为矩形缝隙。而在漏泄矩形波导的实际应用中，由于地铁、列车等用来接收漏泄波导信号的移动终端位置、性能会受到环境的干扰，导致接收天线的极化方向不一定能够与漏泄波导的极化方向保持一致，会使得接收到的场强稳定性减弱，从而极大的影响了通信系统的可靠性和稳定性。
[0004]基于以上考虑，采用能够在近场实现圆极化特性的漏泄矩形波导可以解决极化失配的问题，圆极化波可以有效降低极化失配带来的电场衰减问题，提高通信系统的可靠性。
[0005]因此，需要提供一种应用于基于通信的列车控制系统的具有圆极化特性的漏泄矩形波导。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种在近场实现圆极化特性的漏泄矩形波导，该波导能够在近场实现圆极化，解决极化失配的问题，提高通信系统的可靠性。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:
[0008]一种在近场实现圆极化特性的漏泄矩形波导，所述漏泄矩形波导的上表面开设有由若干个组合型缝隙构成的缝隙阵列；
[0009]所述组合型缝隙包括矩形缝隙和边沿缝隙，所述边沿缝隙呈对称分布于矩形缝隙的两侧，且所述矩形缝隙和边沿缝隙连为一体；
[0010]所述组合型缝隙沿漏泄矩形波导的长边方向Z方向排列，且所述组合型缝隙的中心偏离漏泄矩形波导Z方向上的中心轴线；所述矩形缝隙两侧的两个边沿缝隙到漏泄矩形波导的Z方向上的中心轴线的距离相等。
[0011]优选地，所述缝隙阵列中的两个相邻组合型缝隙均位于漏泄矩形波导Z方向上的中心轴线的同侧，有利于简化漏泄矩形波导的结构参数设计。
[0012]优选地，所述缝隙阵列中的两个相邻组合型缝隙分别位于漏泄矩形波导Z方向上的中心轴线的两侧，增加周向场的对称性，有利于增大圆极化特性的周向角度范围。
[0013]优选地，相邻两个组合型缝隙的中心偏离漏泄矩形波导Z方向上的中心轴线的距离相等，每个组合型缝隙在纵向的距离相等，使场叠加时由于路径带来的相位差具有周期性特性。
[0014]优选地，所述边沿缝隙为半圆形缝隙、三角形缝隙、椭圆形缝隙或多边形缝隙，在横向和纵向同时产生两个等幅度的相位相差为90°的场。
[0015]优选地，两个相邻矩形缝隙的长边方向一致，以保证缝隙阵列的周期性结构，便于在计算缝隙单元之间的相位差时对相位常数的利用。
[0016]所述缝隙阵列向漏泄矩形波导外部空间均匀的辐射电磁波，且组合型缝隙的结构能够产生两个幅值相等，相位相差31/2的正交分量，从而得到圆极化辐射场，解决极化失配的问题，使得用来接收漏泄波导信号的移动终端接收到的电场稳定性增强。
[0017]本发明的有益效果如下:
[0018]1、本发明能够实现漏泄矩形波导轴向的近场圆极化特性，该圆极化特性可以有效减小因极化失配所引起的场强衰减，比线极化电场具有更强的场稳定性，从而提高通信系统的稳定性。
[0019]2、组合型缝隙的设计使本发明的漏泄矩形波导可以在近场一定周向范围内辐射圆极化波，具有更大范围的稳定场强覆盖，增强了该类型漏泄矩形波导的实用性。
[0020]3、本发明所设计的缝隙形状适用于目前所使用的数控加工方式，比传统矩形缝隙更加容易加工，适用于批量生产。
【附图说明】
[0021]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0022]图1示出本发明实施例1的整体结构示意图。
[0023]图2示出本发明实施例1中单个组合型缝隙的结构示意图。
[0024]图3示出本发明一种具有圆极化特性的漏泄矩形波导的极化轴比在波导中心轴线正上方距离波导0.33m及0.5m位置处沿漏泄矩形波导纵向轴向的分布示意图。
[0025]图4示出本发明一种具有圆极化特性的漏泄矩形波导在波导中心轴线正上方距离波导0.33m及0.5m位置处沿漏泄矩形波导纵向轴向的场分量幅度分布示意图。
[0026]图5示出本发明的具有圆极化特性的漏泄矩形波导的波导中心正上方距离波导分别为0.33m及0.5m处的沿着周向的辐射电场极化轴比分布示意图。
[0027]图6示出本发明的具有圆极化特性的漏泄矩形波导的波导中心正上方周向角度分别是75°、90°及120°时，距离波导0.33米处的沿着漏泄矩形波导纵向轴向的辐射电场极化轴比分布示意图。
[0028]图7示出本发明的具有圆极化特性的漏泄矩形波导的波导中心正上方周向角度分别是75°、90°及120°时，距离波导0.5米处的沿着漏泄矩形波导纵向轴向的辐射电场极化轴比分布示意图。
[0029]图8示出本发明实施例2的整体结构示意图。
[0030]图9示出本发明实施例3中单个组合型缝隙的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进