辐射同轴线缆的制作方法
本公开涉及同轴线缆领域。具体而言，本公开涉及辐射同轴线缆以及用于制造辐射同轴线缆的过程。
背景技术：
如已知的，辐射同轴线缆(也被称为“泄漏同轴线缆”)是被配置为发射和接收以特定射频或在特定射频范围中的无线电波的同轴线缆，以便用作扩展天线。辐射同轴线缆通常用于为扩展的和狭窄的室内环境(诸如隧道(地铁、铁路和公路隧道)、建筑物(例如，办公室走廊、购物中心或停车场)、矿山或船只)提供均匀的射频覆盖(例如，移动覆盖)。
已知的同轴线缆包括被绝缘层包围的内部导体、管状导电屏蔽层(又称为“外部导体”)和通常为最外线缆层的外套。在辐射同轴线缆中，在屏蔽层中打通多个孔(如槽或洞)，以允许无线电波沿着线缆的长度进出线缆泄漏。孔可以沿着线缆屏蔽层纵向对齐。可以在线缆屏蔽层中设有辐射孔的单条直线，使得同轴线缆具有单个辐射侧。替代地，可以在线缆屏蔽层中设有辐射孔的两个或更多个径向相对的直线，使得同轴线缆具有两个相对的辐射侧。
在几个参数(包括回波损耗、衰减和耦合损耗)方面测量辐射同轴线缆的性能。具体而言，回波损耗是由于线缆中的不连续性而返回/反射的信号的功率损耗。辐射同轴线缆的大多数应用要求回波损耗(在长度为100m的直线线缆上测量)不超过-18db的最大阈值。较高的回波损耗可能干扰发送器的正常运行，或者甚至损坏发送器。
在辐射同轴线缆的辐射侧上靠近辐射同轴线缆放置的金属物体可能在回波损耗和衰减方面影响射同轴线缆的性能。在线缆的辐射侧上靠近线缆的金属物体实际上充当谐振元件，其反射射频信号并最终增加其回波损耗和衰减。
辐射同轴线缆在隧道或建筑物中的安装通常利用适当的夹具，该夹具被配置为将线缆固定到支撑表面，例如，墙壁或天花板。这样的夹具通常由塑料制成，以便不影响如上文所讨论的线缆性能。夹具包括环形部分，该环形部分的直径基本与辐射同轴线缆的外直径匹配，以便容纳线缆并牢固地保持该线缆。同轴线缆通常容纳在夹具的环形部分中，其中同轴线缆的辐射侧远离支撑表面指向。
为了将一定长度的辐射同轴线缆稳固地固定到支撑表面，应使用沿着线缆长度均匀分布的多个塑料夹具。通常使用1-3米的夹具安装间距来获得稳固的固定。
但是，在一些情况下，仅塑料夹具不能保证辐射同轴线缆的稳固安装。
http://products.rfsworld.com//userfiles/instruction_sheets/radiaflex_installation_guideline_edition_j_2.pdf处检索到的“installationguidelines
技术实现要素：
申请人已注意到，耐火夹具是金属物体，其在安装期间包围辐射同轴线缆的外套并与辐射同轴线缆的外套接触。因此，它们可能充当谐振元件，从而增加线缆的回波损耗或衰减，如上文所讨论的。
申请人于是已面对提供克服上述缺点的辐射同轴线缆的问题。
一般而言，申请人已经解决了提供更不易于受到由与辐射同轴线缆的(一个或多个)辐射侧接触或靠近辐射同轴线缆的(一个或多个)辐射侧的金属物体(诸如，耐火夹具)引起的不利影响的辐射同轴线缆的问题。
根据本公开的实施例，通过一种辐射同轴线缆解决了上述问题，该辐射同轴线缆的导电屏蔽层包括其中存在多个辐射孔的至少一个辐射纵向部分和不具有孔的至少一个非辐射纵向部分。外套包围导电屏蔽层。外套具有变化的厚度，具体而言，面对导电屏蔽层的辐射部分的外套部分比面对导电屏蔽层的非辐射部分的外套部分更厚。
面对辐射屏蔽部分的外套部分的较大厚度有利地增加了辐射屏蔽部分与线缆外部的在辐射同轴线缆的辐射侧上靠近辐射同轴线缆的外表面或与辐射同轴线缆的外表面接触的任何物体(例如，诸如金属夹具之类的金属物体)的距离。
申请人实际上已经进行了一些测试，并且发现当使金属物体在同轴线缆的辐射侧上与同轴线缆接触时，其回波损耗在若干个谐振频率处出现峰值，并且在这些峰值处，回波损耗值(在长度为100m的直线线缆上测量)高于最大阈值-18db。但是，如果使金属物体处于距同轴线缆一定距离处，那么回波损耗降低。申请人已观察到，在同轴线缆的整个操作频率范围内，2-12mm的距离足以使回波损耗低于最大阈值-18db。
通过执行这些测试，申请人已意识到，由于辐射同轴线缆的最外层外套的厚度通常在1mm至6mm的范围内，因此，可以通过增加线缆的辐射侧上外套部分(即面对线缆屏蔽层中的孔的外套部分)的厚度来实现上述回波损耗的减小(低于-18db)。
因此，当通过(还)使用金属夹具(为了牢固地保持线缆，该金属夹具被成形为包围辐射同轴线缆的外套并与辐射同轴线缆的外套接触)安装线缆时，由于金属夹具被保持在距屏蔽层的辐射部分的增加的距离处，因此金属夹具的干扰效果在回波损耗和/或衰减方面有利地减少。
然后可以将耐火金属夹具的安装间距从8-10米减小到2-3米，从而允许避免使用塑料夹具。使用单一类型的夹具(金属夹具)有利地使得线缆更容易安装，降低了安装成本，并且提高火灾的情况下的安全性。
因此，根据第一方面，本公开提供了一种辐射同轴线缆，该辐射同轴线缆包括：
-内部导体；
-绝缘层，包围内部导体，并且与内部导体直接接触；
-导电屏蔽层，包围绝缘层，并且包括其中存在多个辐射孔的至少一个辐射纵向屏蔽部分以及没有辐射孔的至少一个非辐射纵向屏蔽部分；以及
-外套，包围导电屏蔽层，并且包括面对辐射屏蔽部分的至少一个第一外套部分和面对非辐射屏蔽部分的至少一个第二外套部分，
其中，第一外套部分比第二外套部分更厚。
根据本公开的辐射同轴线缆具有外套，该外套的横截面具有基本圆形的内部轮廓和基本椭圆形的外部轮廓。
在实施例中，外套的横截面可以具有与导电屏蔽层同心的外部轮廓。在替代实施例中，外套的横截面可以具有相对于导电屏蔽层偏心的外部轮廓。
在本公开的实施例中，第一外套部分包括沿着辐射同轴线缆的至少一个长度纵向延伸的腔体。这样的腔体可以是空的，或者至少部分地填充有填充材料。填充材料可以是固体或发泡材料，例如可以与外套相同或不同的发泡聚合物。
在实施例中，腔体在空时可以容纳光纤。光纤可以在线缆的制造过程中提供，或者在例如通过吹送(blowing)部署线缆之后插入线缆腔体中。
在实施例中，第一外套部分的厚度在2mm至20mm的范围内。在实施例中，第二外套部分的厚度在1mm至6mm的范围内。
在实施例中，云母带可以介于以其他方式彼此直接接触的导电屏蔽层与绝缘层之间。
在实施例中，云母带或其它防火屏障、纤维带、pet(聚对苯二甲酸乙二酯)带或纸带或箔片可以介于以其他方式彼此直接接触的外套和导电屏蔽层之间。
根据第二方面，本公开涉及一种用于制造辐射同轴线缆的过程，所述过程包括：
-提供内部导体；
-提供绝缘层，该绝缘层包围内部导体并与内部导体直接接触；
-提供导电屏蔽层，该导电屏蔽层包围绝缘层，并且包括其中存在多个辐射孔的至少一个辐射纵向屏蔽部分以及没有辐射孔的至少一个非辐射纵向屏蔽部分；以及
-提供外套，该外套包围导电屏蔽层，并且包括面对辐射屏蔽部分的至少一个第一外套部分和面对非辐射屏蔽部分的至少一个第二外套部分，
其中，该第一外套部分比第二外套部分更厚。
在本说明书和权利要求书中，线缆外套的“厚度”是指在线缆的横向平面中由源于导电屏蔽层中心的射线与线缆外套的内表面和外表面之间的相交产生的两点之间的距离。
为了本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有指示，否则表示量、数量、百分比等的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。而且，所有范围包括所公开的最大点和最小点的任意组合，并且包括其中在本文可能或可能没有具体列举的任何中间范围。
在前述方面中的至少一个方面中，本公开可以根据以下实施例中的一个或多个来实现，可选地组合在一起实现。
为了本说明书和所附权利要求书的目的，词语“一”或“一个”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，除非显然另有所指。这样做仅仅是为了方便起见并且给出本公开的一般意义。
附图说明
参考附图，在阅读通过示例而非限制的方式给出的以下详细描述之后，本公开将变得完全清楚，其中：
-图1示意性地示出了根据本公开的第一实施例的辐射同轴线缆的侧视图；
-图2a和图2b示意性地示出了根据本公开的第一实施例及其变型的辐射同轴线缆；
-图3a和图3b示意性地示出了根据本公开的第二实施例及其变型的辐射同轴线缆；
-图4a和图4b示意性地示出了根据本公开的第三实施例及其变型的辐射同轴线缆。
-图5a和图5b分别是示出由申请人所做的测试结果的回波损耗与频率曲线图以及衰减与频率曲线图。
具体实施方式
在所有图中使用的附图标记对于等效的线缆和线缆部分应相同。
图1示出了根据本公开的第一实施例的辐射同轴线缆10的侧视图。
线缆10包括被绝缘层3包围的内部导体2、管状导电屏蔽层4和外套5。外套5可以是线缆10的最外层。线缆10还可以包括其它层(例如，介于屏蔽层4和外套5之间和/或介于绝缘层3和屏蔽层4之间的防火屏障或包裹带)，这些层在图中未示出并且在下文中将不进行描述。
内部导体2可以是空心的或实心的。在空心导体的情况下，它可以是以波纹焊接管的形式。内部导体2由诸如铜、铝或它们的复合材料之类的导电金属制成。内部导体2可以具有包括在1mm和25mm之间的外直径。
绝缘层3可以由聚乙烯(可选地发泡的聚乙烯)或其它合适的电绝缘材料制成。绝缘层3可以具有包括在5mm与55mm之间的外直径以及包括在1mm与20mm之间的厚度。
导电屏蔽层4由诸如铜、铝或它们的复合材料之类的导电金属制成。屏蔽层4可以是或者光滑的或者波纹状的。屏蔽层4可以是或者焊接的或者折叠的。屏蔽层4可以具有包括在5mm与60mm之间的外直径以及包括在0.03mm与4mm之间的厚度(包括波纹，如果存在的话)。
根据第一实施例，屏蔽层4包括沿着线缆长度纵向延伸的一个辐射部分40。屏蔽层4的辐射部分40具有穿过屏蔽层厚度打通的多个辐射孔42，以允许无线电波进出线缆10泄漏，该线缆10相应地充当天线。屏蔽层4的没有辐射孔的其余部分在下文中将被称为屏蔽层4的“非辐射部分”，并用附图标记41指示。
外套5由诸如聚乙烯之类的聚合材料制成。可选地，外套5可以具有阻燃特性。例如，外套5可以由无卤素的阻燃热塑性材料制成。
外套5具有不均匀的厚度。具体而言，面对屏蔽层4的辐射部分40的第一外套部分50比外套5的其余部分(即面对非辐射屏蔽部分41的第二外套部分51)更厚。
图2a示出了图1的辐射同轴线缆10的横截面图。
如图2a所示，面对屏蔽层4的辐射部分40的第一外套部分50是封闭在源于屏蔽层4的中心并且与屏蔽层4的辐射部分40中的孔42的相对边缘相交的两条射线r和r'之间的外套部分。“更厚”是指第一外套部分50的至少一个厚度大于第二外套部分51的所有厚度。
如图2a所示，源于屏蔽层4的中心的第一射线r1穿过第一外套部分50，并且在分别与外套5的内表面和外表面相交处限定了两个点p11和p12。而源于屏蔽层4的中心的第二射线r2以一定角度的位置穿过第二外套部分51，从而在分别与外套5的内表面和外表面相交处限定了两个点p21和p22。根据本发明，对于穿过第一外套部分50的至少一个射线r1以及对于以任何角度位置穿过第二外套部分51的每个射线r2，距离p11-p12大于距离p21-p22。
虽然第二外套部分51的厚度可以在1mm至6mm的范围内，但是第一外套部分50的厚度可以替代地在2mm至20mm的范围内，例如5mm至15mm。
例如，外套5的横截面可以具有基本圆形的内部轮廓和卵形或基本椭圆形的外部轮廓，如图2a中所绘出的。根据第一实施例，外套5被成形为使得其横截面外部轮廓的中心位于屏蔽层4的中心与屏蔽层4的辐射部分40之间的中间位置(偏心布置)。这种偏心布置导致第一外套部分50比第二外套部分51更厚。
可以设想其它形状的外套横截面，只要面对屏蔽层4的辐射部分40的第一外套部分50比面对屏蔽层4的非辐射部分41的第二外套部分51更厚即可。
图2b示出了根据第一实施例的变型的辐射同轴光缆11的横截面图。辐射同轴线缆11与线缆10相同，除了面对屏蔽层4的辐射部分40的第一外套部分50包括沿着线缆11的至少长度纵向延伸的腔体52之外。
一方面，可以选择腔体52的横截面的形状和尺寸，以便最大化保护辐射部分40免受靠近辐射同轴线缆11放置或与辐射同轴线缆11接触的金属物体的干扰，并且，另一方面，通过防止在线缆11弯曲或受到机械应力时第一外套部分50折卷(collapsing)来保持线缆11的机械坚固性。如图2b所示的腔体52的形状和尺寸仅仅是示例性的。
腔体52可以或者是空的(即，充满空气)，或者至少部分地填充有可选地发泡的材料，从而改善线缆11的机械强度并增强保护辐射部分40免受靠近同轴线缆11的辐射侧放置或与同轴线缆11的辐射侧接触的金属物体的干扰。例如，可以使用泡沫来填充腔体52。
用于至少部分填充腔体52的材料可以是例如聚乙烯或低烟零卤素(ls0h)化合物，例如包括乙烯乙酸乙烯酯(eva)。该材料可以通过技术人员熟悉的技术(例如通过向聚合物添加发泡剂)来发泡，然后被挤压。替代地，将诸如氮气或二氧化碳或其它气体之类的气体与填充材料的颗粒混合，以将压力释放出挤压机的十字头，这使得填充材料发泡。
如果腔体52是空的，那么它可以容纳一根或多根光纤(在图2b中未示出)。
如上所述，根据第一实施例，屏蔽层4在其辐射部分40处弯曲，并且外套5被成形为相对于屏蔽层4偏心。根据第二实施例，孔42赋予屏蔽层4其辐射部分40的基本上平坦的形状，使得可以通过外套5的或者同心布置或者偏心布置来获得更厚的第一外套部分50。
图3a示出了根据本发明的第二实施例的辐射同轴线缆12的横截面图。根据第二实施例，辐射孔42的存在使屏蔽层4的辐射部分40具有平坦的横截面外观。
例如，外套5的横截面可以具有基本圆形的内部轮廓(除了与屏蔽层4的辐射部分40的一个或多个孔42接触的一个或多个平坦部分之外)和卵形或基本椭圆形的外部轮廓，如图3a中所绘出的。
如图3a中所示，外套5可以被成形为使得其横截面外部轮廓的中心在屏蔽层4的中心与屏蔽层4的辐射部分40之间的中间位置(偏心布置)。这样，由于辐射部分40的平坦形状，基本等于根据第一实施例的线缆10的外部尺寸的外套5的外部尺寸(以及因此整个线缆12的外部尺寸)导致面对屏蔽层4的辐射部分40的第一外套部分50又更厚。因此，根据第二实施例，屏蔽层4的辐射部分40甚至更多地受保护以免受靠近同轴线缆12的辐射侧放置或与同轴线缆12的辐射侧接触的金属物体的干扰。
替代地，外套5可以被成形为使得其横截面外部轮廓的中心与屏蔽层4的中心基本上重合(同心布置，在附图中未示出)。即使布置是同心的，至少由于屏蔽层4的辐射部分40的平坦形状，结果第一外套部分50仍比第二外套部分51更厚。
可以设想其它形状的外套横截面，只要面对屏蔽层4的辐射部分40的第一外套部分50比面对屏蔽层4的非辐射部分41的第二外套部分51更厚即可。
为了进一步增加对辐射部分40的保护，根据第二实施例的变型，面对屏蔽层4的辐射部分40的第一外套部分50包括沿着线缆的至少一个长度纵向延伸的腔体52，如在图3b中描绘的线缆13中那样。这对于偏心外套布置的情况和同心外套布置的情况都可应用。
如上面结合第一实施例所述，还是在根据第二实施例的这种变型的辐射同轴线缆13中，一方面，可以选择腔体52的横截面的形状和尺寸，以便最大化保护辐射部分40免受靠近辐射同轴线缆13放置或与辐射同轴线缆13接触的金属物体的干扰，并且，另一方面，通过防止在线缆13弯曲或受到机械应力时第一外套部分50折卷来保持线缆13的机械坚固性。如图3b所示的腔体52的形状和尺寸仅仅是示例性的。
而且，根据第二实施例，腔体52可以或者是空的(即，充满空气)，或者至少部分地填充有合适的材料，如以上所讨论的。
根据上述第一实施例和第二实施例，同轴线缆的屏蔽层4包括单个辐射部分40，即，线缆仅具有一个辐射侧。但是，本发明也可应用于具有两个或更多个辐射侧的同轴线缆。
图4a示出了根据本发明的第三实施例的同轴线缆14的横截面图，该同轴线缆14的屏蔽层4包括沿着线缆长度纵向延伸的两个径向相对的辐射部分40a、40b。如上所述，每个辐射部分40a、40b具有相应的多个辐射孔。可选地，辐射孔的存在可以使屏蔽层4的辐射部分40a、40b具有部分平坦的横截面外观，如图4a和图4b所绘出的。因此，根据第三实施例，屏蔽层4包括两个径向相对的非辐射部分41a、41b，它们与辐射部分40a、40b互补并且没有辐射孔。辐射部分40a、40b可以具有相对彼此不同的尺寸。
而且，根据第三实施例，外套5具有不均匀的厚度。具体而言，面对屏蔽层4的辐射部分40a、40b的第一外套部分50a、50b比外套5的其余部分(即，与外套部分50a、50b互补并且面对屏蔽层4的非辐射部分41a、41b的第二外套部分51a、51b)更厚。
如图4a中所绘出的，面对屏蔽层4的辐射部分40a(40b)的第一外套部分50a(50b)是封闭在源于屏蔽层4的中心并与屏蔽层4的辐射部分40a(40b)的辐射孔的相对边缘相交的两条射线ra(rb)和ra'(rb')之间的外套部分。上面的“更厚”和“厚度”的定义仍然适用。
而且，根据第三实施例，外套5的横截面可以具有卵形或椭圆形的外部轮廓和基本圆形的内部轮廓(除了与屏蔽层4的辐射部分40a、40b的一个或多个孔42接触的一个或多个平坦部分之外)，如图4a中所绘出的。根据第三实施例，外套5被成形为使得其横截面外部轮廓的中心与屏蔽层4的中心基本重合(同心布置)。可以设想其它形状的外套横截面，只要面对屏蔽层4的辐射部分40a、40b的第一外套部分50a、50b比面对屏蔽层4的非辐射部分41a、41b的第二外套部分51a、51b更厚即可。
为了进一步增强保护辐射部分40a、40b免受靠近同轴线缆的辐射侧放置或与同轴线缆的辐射侧接触的金属物体的干扰，根据第三实施例的变型，面对屏蔽层4的辐射部分40a、40b的第一外套部分50a、50b中的至少一个包括沿着线缆的至少一个长度纵向延伸的腔体52a、52b，如图4b中所绘出的线缆15中那样。
如以上结合第一实施例和第二实施例所描述的，还是在根据第三实施例的这种变型的辐射同轴线缆15中，一方面，可以选择腔体52a、52b的横截面的形状和尺寸，以便最大化保护屏蔽层4的辐射部分40a、40b免受靠近辐射同轴线缆15放置或与辐射同轴线缆15接触的金属物体的干扰，并且，另一方面，通过防止在线缆15弯曲或受到机械应力时第一外套部分50a、50b折卷来保持线缆15的机械坚固性。如图4b中所绘出的腔体52a、52b的形状和尺寸仅仅是示例性的。
同样根据第三实施例，腔体52a、52b可以或者是空的(空气)，或者至少部分地填充有合适的材料，如以上所讨论的。如果腔体52a、52b是空的，那么它可以容纳至少一根光纤。
在上述所有实施例中，面对(一个或多个)辐射屏蔽部分的(一个或多个)第一外套部分的更高的厚度有利地增加了辐射屏蔽部分与在线缆外部的在辐射同轴线缆的辐射侧上与辐射同轴线缆的外表面接触的任何物体(例如，诸如金属夹具之类的金属物体)的距离。
申请人已经进行了一些测试，其结果在图5a和图5b中示出，其中，回波损耗和衰减值在纵坐标示出，而频率在横坐标示出。
在将金属元件定位在距线缆不同距离处之前和之后，已对长度为100m的直线辐射同轴线缆测量了这些值。
图5a图示了根据现有技术的线缆(即，没有对应于辐射部分的更厚的外套)中的回波损耗。回波损耗在纵坐标中表示为-db，而频率在横坐标中在50至4000mhz的范围。灰色的峰表示在短于15mm的距离没有金属物体的线缆，并且其峰高度在整个操作频率范围内保持在最大阈值-18db以下。黑色的峰表示在距线缆外套约5mm的距离处具有金属物体(50cm长)的线缆。回波损耗的增加是清楚的，并且具体而言金属物体的存在使得线缆在约2200-4000mhz的频带中无法使用。在50cm长的金属物体直接与线缆外套接触的情况下(未示出)，发现线缆在约1000-4000mhz的频带中无法使用。
图5b图示了根据现有技术的线缆(即，没有对应于辐射部分的更厚的外套)中的衰减。在纵坐标中，该曲线图示出了相对于比15mm近的距离处无金属物体的线缆中的衰减，在附近(4mm)具有金属物体(915mm长)的线缆中的衰减增加的百分比。在横坐标中，频率范围从50到4000mhz。在频带的大部分(从约800到约2600mhz)中，衰减增加的百分比超过30％。还对该线缆测量了回波损耗(未示出)，并且发现该线缆(在距线缆外套4mm处有915mm长的金属物体)在约1200-3000mhz的频带中无法使用。
根据本公开的上述实施例，通过增加线缆的(一个或多个)辐射侧上外套部分(即面对线缆屏蔽层中的孔的外套部分)的厚度，实现了上述回波损耗和衰减的减小。
因此，当通过(还)使用金属夹具(为了牢固地保持线缆，该金属夹具被成形为包围辐射同轴线缆的外套并与辐射同轴线缆的外套接触)安装根据本公开的上述实施例中的任何一个实施例的线缆时，由于金属夹具被保持在距屏蔽层的辐射部分的增加的距离处，因此金属夹具的干扰效果在回波损耗方面有利地减少。
然后可以将耐火金属夹具的安装间距从8-10米减小到2-3米，从而允许避免使用塑料夹具。使用单一类型的夹具(金属夹具)有利地使得线缆更容易安装并且降低了安装成本。
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