一种覆盖介质层的漏泄同轴电缆的制作方法

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及通信电缆技术领域中的一种覆盖介质层的漏泄同轴电缆。本发明应用于地铁、停车场、隧道、煤矿、基地、军事管制区、边境等闭域空间内的无线电通信和安防系统中。

背景技术：

漏泄同轴电缆是一种配置连续缝隙天线阵的馈电线，其一部分能量可以以辐射波的形式均匀，稳定的辐射到外部空间，另一部分能量仍在漏泄同轴电缆的内部沿着轴向传输，因此漏泄同轴电缆同时具有传输线和辐射天线的功能。传统的漏泄同轴电缆辐射能力偏低，在接收机距离漏泄同轴电缆一定距离后，接收到的电平无法满足接收机灵敏度的要求。通常在传输距离不变的情况下，想要增加漏泄同轴电缆缝隙正向工作区域内的辐射场强，通常采用以下的方法：

卢嘉栋等人在其发表的论文“面向电缆隧道巡检机器人的漏泄电缆分布式系统”(电气应用.2016年第35卷第17期)中提出一种加放大器系统的漏泄同轴电缆。该电缆利用加放大器系统的漏泄同轴电缆来实现无线信号的长距离传输，弥补了射频信号的损耗，增强了漏泄同轴电缆缝隙正向工作区域内的辐射场强。但是，该方法仍然存在的不足之处是：第一，这种加放大器系统的漏泄同轴电缆结构复杂，安装困难。第二，在这种加放大器系统的漏泄同轴电缆中，需要给放大器系统输入功率，不仅消耗大量的能量，也造成了很大的浪费。因此在实际应用中受到一定的限制。

中天日立射频电缆有限公司在其申请的专利“一种带反射面的漏泄同轴电缆”(申请号：201110431642.3，公开号：cn102394331b)中提出了一种带反射面的漏泄同轴电缆。该电缆包括漏泄同轴电缆，反射面和固定支架，漏泄同轴电缆置于反射面与固定支架之间，固定支架的两个端点连接在反射面上。这种带反射面的漏泄同轴电缆相比于未带反射面的漏泄同轴电缆，在输入功率不变得情况下，增加了缝隙正向工作区域内的辐射场强。但是，该方法仍然存在的不足之处时：第一，反射面不仅体积大，而且需要和漏泄同轴电缆之间存在不小的距离，不宜在空间相对狭小的场地安装。第二，这种带反射面的漏泄同轴电缆在缝隙正向工作区域内的辐射场强增强幅度不明显。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种结构简单、能耗低、占用空间小且辐射性能强的覆盖介质层的漏泄同轴电缆，利用介质层对电磁波的折射作用改变电磁波的传播方向，使电磁波集中到漏泄同轴电缆缝隙正向工作区域中，从而提高了漏泄同轴电缆缝隙正向工作区域中的辐射场强。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

本发明包括漏泄同轴电缆和介质层，漏泄同轴电缆为同轴结构，该漏泄同轴电缆由从轴心内到外依次设置的内导体、绝缘介质、外导体和保护套组成。介质层位于缝隙的正向，关于缝隙排列线对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套外表面。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

第一，由于本发明采用位于缝隙的正向，关于缝隙排列线对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套外表面的介质层，克服了现有技术存在的加放大器系统的漏泄同轴电缆结构复杂，安装困难的缺点，使得本发明具有结构简单、安装方便的优点。

第二，由于本发明采用位于缝隙的正向，关于缝隙排列线对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套外表面的介质层，克服了现有技术存在的加放大器系统的漏泄同轴电缆能量消耗大，浪费大的缺点，使得本发明具有能耗低的优点。

第三，本发明采用位于缝隙的正向，关于缝隙排列线对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套外表面的介质层，克服了现有技术存在的带发射面的漏泄同轴电缆体积大，占用空间大的缺点，使得本发明具有体积小，宜于在狭小空间安装的优点。

第四，本发明采用位于缝隙的正向，关于缝隙排列线对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套外表面的介质层，克服了现有技术存在的带反射面的漏泄同轴电缆在缝隙正向工作区域内的辐射场强增强幅度不明显的缺点，使得本发明具有能大幅度增强漏泄同轴电缆缝隙正向工作区域内辐射场强的优点

附图说明

图1为本发明整体结构中两个缝隙周期局部的结构示意图；

图2为实施例中本发明与现有技术在缝隙正上方两米处提取线上的电场强度对比图；

图3为实施例中本发明与现有技术在漏泄同轴电缆中央缝隙上方一米到两米区域内的电场强度分布图；

图4为实施例中本发明与现有技术在漏泄同轴电缆向负载方向离中央缝隙二分之一缝隙间距处上方一米到两米区域内的电场强度分布图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

参照图1，本发明的一种覆盖介质层的漏泄同轴电缆的具体实施方式，图1给出了覆盖介质层的漏泄同轴电缆整体结构中两个缝隙周期局部结构示意图。包括漏泄同轴电缆和介质层5，漏泄同轴电缆由从轴心内到外依次设置的内导体1，绝缘介质2，外导体3和保护套4组成，兼具传输线和天线双重功能。其中外导体开槽为垂直槽。介质层5位于缝隙6正向，关于缝隙排列线7对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套4外表面，用于对电磁波进行折射和聚焦，从而增强漏泄同轴电缆缝隙正向工作区域的辐射场强。介质层5的周向张角8的取值范围为180°～360°。介质层5厚度的取值范围为5～50mm。介质层5采用相对介电常数大于3的介质。介质层5纵向长度根据具体需要确定，如果仅需要一段距离的辐射场强得到增强，介质层5的纵向长度可以仅为一段。如果需要漏泄同轴电缆沿线辐射场强均得到增强，介质层5的纵向长度需与漏泄同轴电缆长度相同。

参照图1，在本发明的一种应用示例中，漏泄同轴电缆工作在900mhz频段。漏泄同轴电缆内导体1材质为铜，半径为8mm，外导体3材质为铜，半径为20.65mm，内外导体间填充介质2的相对介电常数为1.26。保护套4的厚度为2.5mm，保护套4所用材质的相对介电常数为2.3，外导体3表面开有11个垂直槽6，垂直槽6的宽度为8mm，垂直槽6的周向张角为90°。相邻缝隙间距为200mm。保证电缆工作在单模辐射状态。计算过程中，电缆总长为2500mm，第一个缝隙中心距离电缆功率输入端250mm。从漏泄同轴电缆一端激励，激励功率为1w，漏泄同轴电缆的另一端设置匹配负载，使其工作于行波状态。介质层5的周向张角8为180°，介质的相对介电常数为9.2，覆盖的介质层厚度为30mm。

本发明实施例的仿真是通过电磁软件ansofthfss建模，在频段900mhz仿真得到的。

参照图2，图2表示的是缝隙正上方两米处的提取线上电场强度的大小分布。图2中的横轴代表沿漏泄同轴电缆轴向从负载的位置到激励的位置，纵轴代表电场强度。其中以圆点标示的曲线代表未覆盖介质层的漏泄同轴电缆缝隙正上方两米处提取线上的电场强度。以三角形标示的曲线代表本发明覆盖介质层的漏泄同轴电缆缝隙正上方两米处提取线上的电场强度。从图2中可以看出，相比于不覆盖介质层的漏泄同轴电缆，本发明采用位于缝隙正向关于缝隙排列线对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套外表面的介质层,使缝隙正上方两米处提取线上的电场强度提升约四倍。

参照图3，图3是现有技术图和本发明在中央缝隙上方一米到两米工作区域内的电场强度分布图。图中圆饼弧形状的阴影区域代表中央缝隙上方一米到两米区域，属于漏泄同轴电缆的一部分典型的工作区域。阴影区域内的颜色深浅代表从0～1.5v/m均匀递增的电场强度大小，颜色越深代表电场强度越小。图3(a)代表未覆盖介质层的漏泄同轴电缆在阴影区域内的电场强度分布，图3(b)代表本发明在阴影区域内的电场强度分布。从图中可以看出，相比于未覆盖介质层的漏泄同轴电缆，本发明在漏缆外加入位于缝隙正向，关于缝隙排列线对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套外表面的介质层使阴影区域内的电场强度提升明显。

参照图4，图4是现有技术和本发明在向负载方向离中央缝隙二分之一缝隙间距处的上方一米到两米区域内的电场强度分布图。图中圆饼弧形状的阴影区域代表向负载方向离中央缝隙二分之一缝隙间距处的上方一米到两米区域，属于漏泄同轴电缆的一部分典型的工作区域。阴影区域内的颜色深浅代表从0～1.5v/m均匀递增的电场强度大小，颜色越深代表电场强度越小。图4(a)代表未覆盖介质层的漏泄同轴电缆在阴影区域内的电场强度分布，图4(b)代表本发明在阴影区域内的电场强度分布。从图中可以看出，相比于未覆盖介质层的漏泄同轴电缆，本发明在漏缆外加入位于缝隙正向，关于缝隙排列线对称，且沿轴向均匀覆盖于保护套外表面的介质层使阴影区域内的电场强度提升明显。

从上述分析可知，本发明相比于现有技术可以显著提高漏泄同轴电缆工作区的辐射特性。