专利名称：地下轨道无线通信用宽带泄漏同轴电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种电缆，本实用新型也涉及一种移动通信天线。具体地说是一种应用于地下轨道交通无线通信网络中作为发射和接收无线电信号的宽带泄漏同轴电缆。
背景技术：
泄漏同轴电缆(Leaky Coaxial Cable，LCX)，简称漏缆，也称连续天线，它是遵循特定的电磁场理论，沿着普通同轴电缆的外导体按一定规律配置狭窄的周期性或非周期性的槽孔形成的，是一种既有传输线性质又具有无线电接收发性质的特种电缆。沿该电缆外导体上轴向分布的每一个开槽口都是一个电磁波辐射波源，因此，信号在电缆中传输的同时，一部分电磁能量可以按要求从开槽口以电磁波的形式辐射到外部空间。泄漏辐射出的电磁波在传播的过程中能被电缆沿线与电缆有一定距离的接收设备接收，从而实现与外部设备的通信；相反，电缆外的移动发射机所发射的信号，也能通过外导体上的槽口将电磁波馈进电缆内再传输到固定的接收机，实现外部设备与电缆的通信，因此漏缆具备与外部空间进行全方位双工无隙通信的功能，从而弥补了采用传统天线通信方式所存在的通信盲区问题，可广泛应用于解决无线电无法到达或辅助到达区域的信息传输问题。目前我国正在进行各项基础设施建设，在交通运输方面上，因为我国地大物博，有很大一部分的交通设施都处于半闭域或闭域空间内，如隧道、地铁和一些高速公路沿线，随着信息时代的到来，这些区域的无线通信就成为一个急需解决的问题。移动通信中的无线电波在隧道等地理障碍物中传播时，将会产生严重的衰落现象而不能进行正常的通信，此类问题通常发生在经过山脉和河流的公路或铁路地下通道中或地铁的无线调度系统中，因为隧道壁的吸收作用及电磁波在传播过程中的干涉作用，无线电波会受到严重的损耗，解决这些区间内的电波无隙覆盖问题将使我国公共交通的通信系统质量提高到一个更高的层次。当漏缆在上述区域铺设后，空间中就会充满了由外导体上的开槽口辐射出来的电磁波，从外部发送进来的信息就会被沿线的无线电台或手持移动终端所接收，使得原来被认为是通信盲区的场合实现无隙通信，满足了各合作部门之间通信业务的需求，通过提高通信系统的实时性与可靠性，达到减少交通事故概率的目的，并且还可以为道路交通管制提供重要的通信技术支持。然而，在地下轨道交通中，同时存在站台与隧道不同电磁环境的实际情况，已有的漏缆并不能解决这一问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种既可以保证地下轨道交通无线通信的正常进行， 又可以保证在不需要电磁波辐射的方向上避免能量损失和信号干扰的地下轨道无线通信用宽带泄漏同轴电缆。本实用新型的目的是这样实现的本实用新型的地下轨道无线通信用宽带泄漏同轴电缆包括内部导体，外部导体，位于内部导体与外部导体之间的绝缘体，外部导体外的绝缘护套；外部导体上设有开槽； 所述的开槽包括垂直开槽与倾斜开槽。所述的开槽的开槽周期为P，一个周期内开设1-4个槽口，各槽口间距为|。倾斜开槽的倾斜槽口倾斜角为*。本实用新型以地下轨道交通宽带无线通信网络的信息理论基础研究为背景，以作为信息传输媒介的泄漏同轴电缆(简称漏缆)为研究对象，针对地下轨道交通同时存在站台与隧道不同电磁环境和需求的实际情况，提出了一种全新的具有异地不同辐射方向和设计理念的超宽带漏缆，即将站台处的漏缆部分设置成全向辐射，而将隧道处的漏缆部分设置成只有前向辐射，这样既可以保证地下轨道交通无线通信的正常进行，又可以保证在不需要电磁波辐射的方向上避免能量损失和信号干扰。为了实现宽带无线通信网络信息传输系统的可靠性和安全性，针对公安与消防 (350-365MHz)、铁路无线调度 058_468ΜΗζ)、G 网(825_1850MHz)、3G (1920_2400ΜΗζ)等通信频带，本实用新型可以有效地抑制或消除高次谐波的散射和衰落效应、覆盖300-Μ00ΜΗζ 频率范围。垂直槽口设置在地下轨道的隧道内，倾斜槽口设置在地下轨道的站台处。宽带泄漏同轴电缆内部导体可以为铝管、铜管，也可以为其它导电性良好的材料。绝缘体可为物理发泡聚乙烯管，或其它绝缘体构造。外部导体可为薄铝板，薄铜板，也可以为其它导电性良好的材料。绝缘护套可为聚乙烯管也可为其它绝缘体构造，可根据对于低烟，低阻燃，防紫外线，防腐，最低安装温度等特性要求选取。本实用新型主要有以下特点(1)通过设置不同的槽口结构及空间排列方式实现异域异向辐射，既可以保证通信的正常有效进行，又可以保证在不需要电磁波辐射区域避免电磁能量的损耗和相互干扰。倾斜开槽的漏缆可以实现全向辐射，而垂直开槽的漏缆仅有前向辐射，因此将倾斜开槽的部分设置在站台处，而垂直开槽的部分设置在隧道中，开槽方向都为面向列车一侧。(2)为了满足地下轨道宽频带无线通信的需求，本漏缆一个周期内在外导体上设置的开槽口数为4个，将漏缆的使用频带扩展了 8倍，可以满足低至公安消防，高至3G移动通信的频带要求。(3)此种结构的泄漏同轴电缆频率覆盖范围可扩展到300ΜΗΖ—2400ΜΗΖ。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的铺设方式示意图；图3隧道内泄漏同轴电缆辐射方向图；图4站台处泄漏同轴电缆的辐射方向图。
具体实施方式
以下结合附图举例对本实用新型做更详细的描述结合图1，本实用新型的地下轨道无线通信用宽带泄漏同轴电缆包括内部导体，夕卜部导体，位于内部导体与外部导体之间的绝缘体，外部导体外的绝缘护套；外部导体上设有开槽；所述的开槽包括垂直开槽11与倾斜开槽12。开槽周期为P，一个周期内开设4个槽
口 1-4，各槽口间距为#，垂直槽口设置在地下轨道的隧道内，倾斜槽口倾斜角为^，设置在
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地下轨道的站台处。宽带泄漏同轴电缆内部导体可以为铝管、铜管，也可以为其它导电性良
好的材料。绝缘体可为物理发泡聚乙烯管，或其它绝缘体构造。外部导体可为薄铝板，薄铜
板，也可以为其它导电性良好的材料。绝缘护套可为聚乙烯管也可为其它绝缘体构造，可根
据对于低烟，低阻燃，防紫外线，防腐，最低安装温度等特性要求选取。图2是地铁站台及隧道内漏缆的敷设方式，漏缆与控制中心相连接，操作员发送的信息经放大后被馈送给漏缆辐射出去，使得列车驾驶员，车站值班员及无线终端持有者都能收到控制中心发来的信息；反之，由列车司机、车站值班员和终端持有者发出的无线电信息也可以馈进漏缆，传输到控制中心，实现系统中各组成部分的双工无线通信。由图2可以看到，一条漏缆同时贯穿站台与隧道，它辐射出来的电磁波必须同时实现站台与隧道的场强覆盖，但是这两个区域所需要的电磁波辐射方向不同。在隧道内，漏缆只需要向车辆方向发送信号，并且保证上至列车顶部，下至列车下的地面都要有场强覆盖，而靠近隧道壁一侧则不需要辐射电磁波；但是在站台处，漏缆不仅要确保列车一侧的信号覆盖，同时也要确保同站台一侧的用户进行信息的交换，因此这部分漏缆需要在前向和后向都有电磁波的辐射，并且范围要尽可能宽以实现无盲区覆盖，基本达到全向辐射。通过设置不同的槽口结构及空间排列方式实现异域异向辐射，既可以保证通信的正常有效进行，又可以保证在不需要电磁波辐射区域避免电磁能量的损耗和相互干扰。倾斜开槽的漏缆可以实现全向辐射，而垂直开槽的漏缆仅有前向辐射，因此设计的漏缆将这两种不同结构的开槽方式有效地结合在一起，即将倾斜开槽的部分设置在站台处，实现对站台及隧道的同时覆盖，而垂直开槽的部分设置在隧道中，仅对隧道一侧进行场强覆盖，开槽方向都为面向列车一侧。本实用新型采用在一个周期内增加与原槽口相同的开槽口的方法达到扩展漏缆使用频带的目的，并且在增加的开槽口数目达到3时，漏缆频带得到了 8倍的扩展，满足了地下轨道交通内各种通信频带的需求，例如，从公安与消防(上行350-355MHz/下行 360-365MHZ)、铁道无线调度(上行458士3MHz/下行468士3MHz)到民用无线通信及第三代移动通信(825-2400MHz)。图3和图4为新型漏缆在隧道内和站台上的辐射方向仿真图，工作频率选择代表铁道无线调度、GSM和TD-SCDMA的460MHz、1800MHz和2350MHz。从实验结果可以得出对于不同频带和不同通信目的的电磁波，漏缆均能满足在隧道内单侧覆盖，而在站台处实现全向辐射。
权利要求1.一种地下轨道无线通信用宽带泄漏同轴电缆，包括内部导体，外部导体，位于内部导体与外部导体之间的绝缘体，外部导体外的绝缘护套；外部导体上设有开槽；其特征是所述的开槽包括垂直开槽与倾斜开槽。
2.根据权利要求1所述的地下轨道无线通信用宽带泄漏同轴电缆，其特征是所述的开槽的开槽周期为P，一个周期内开设1-4个槽口，各槽口间距为|。
3.根据权利要求1或2所述的地下轨道无线通信用宽带泄漏同轴电缆，其特征是倾斜开槽的倾斜槽口倾斜角为|。
专利摘要本实用新型提供的是一种地下轨道无线通信用宽带泄漏同轴电缆。包括内部导体，外部导体，位于内部导体与外部导体之间的绝缘体，外部导体外的绝缘护套；外部导体上设有开槽；所述的开槽包括垂直开槽与倾斜开槽。本实用新型针对地下轨道交通同时存在站台与隧道不同电磁环境和需求的实际情况，提出了一种全新的具有异地不同辐射方向和设计理念的超宽带漏缆，即将站台处的漏缆部分设置成全向辐射，而将隧道处的漏缆部分设置成只有前向辐射，这样既可以保证地下轨道交通无线通信的正常进行，又可以保证在不需要电磁波辐射的方向上避免能量损失和信号干扰。
文档编号H01P3/06GK202268463SQ20112035022
公开日2012年6月6日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者冯琳琳, 李智楠, 杨晓冬, 王琢 申请人:哈尔滨工程大学