辐射型八字槽孔漏泄同轴电缆设计

随着移动通信信号覆盖面的不断扩大，基站站数的增多，边缘地区对移动信号的要求不断提高，因为漏泄同轴电缆能保证信号覆盖的不间断性。随着人们对高品质移动信息，能保证信号覆盖的不间断性的漏泄同轴电缆逐步受到运营商的重视。

辐射型(RMC)漏泄同轴电缆可用于一般通信天线难以发挥作用的区域，特别是在移动通信系统分立天线无法提供足够的覆盖场强的区域，如高速铁路、地铁、铁路隧道等电磁场传播的盲区。在这些区域，由于周围环境的狭小和阻挡，天线覆盖受到很大限制，而漏泄电缆由于非常接近覆盖对象且信号辐射方向垂直于辐射环境可以提供均匀的场强，所以在这些环境下对于无线信号接收装置来说辐射型漏泄电缆是最佳的无线覆盖手段。本文主要介绍一种自制的7/8规格辐射型开双八字形槽孔漏泄同轴电缆的生产工艺及在特定频率下的衰减和耦合损耗的测试。

辐射型八字槽孔漏泄同轴电缆的衰减和耦合损耗测试值

图 辐射型八字槽孔漏泄同轴电缆的衰减和耦合损耗测试值

随着通信行业的不断发展，越来越多的人希望体验随时随地的高品质的移动通信。但是在封闭的狭长空间，例如电梯、隧道、地铁和地下停车场等等，由于空间的各个面相距很近，巷道避、地面、天花板等对电磁波有强烈的吸收、衰减作用以及多径效应。由于一般的通信天线不能发挥很好的作用，为了在封闭的狭长空间实现通信，漏泄同轴电缆通信技术也应运而生。信息化建设不仅是民众随时随地通信需求的保障，也是现代轨道交通安全、高效运营的重要保障。我国从20世纪70年代中期才开始研制。漏泄同轴电缆性能优越，到现在已大量应用于欧美及日本等发达国家的无线通信网络布线系统中。轨道交通提高了民众出行水平，被列入我国重点发展基础产业，辐射型漏泄电缆是交通信息化的最好产品，具有广阔地发展前景。

漏泄同轴电缆

漏泄电缆就是在封闭空间利用同轴电缆人为开槽制造的一个传播媒介，使无线电波在电缆中传播并不断地通过外导体上的周期性槽孔泄漏到电缆附近的空间，同时，漏泄电缆也可以接收移动终端发射的信号并传送到基站接收机。

耦合型(CMC)漏泄同轴电缆是在外导体上开一长条形槽或开一组间距远远小于工作波长的小孔。电缆像一个可移动的长天线向外辐射电磁波，电磁波以同心圆的形式紧密分布在电缆周围，并随距离的增加而迅速减小，这种模式也被称为“表面电磁波”。辐射型(RMC)漏泄同轴电缆是外导体上开的槽孔的间距与波长(或半波长)相当，其槽孔结构使得在槽孔处信号产生同相迭加。由于其信号是由外导体上所开的槽孔直接辐射产生，槽孔的形状和尺寸严格依据所应用的频率范围而设计，因而辐射型漏泄电缆是基于频段优化的漏泄同轴电缆，在相关的频段内具有非常优越的频率特性。射频信号传输是在工作频率下的单模辐射，这种模式也被称为“辐射电磁波”。表面电磁波的特点是低辐射、高散射;辐射波的特点是高辐射，低散射。

辐射型漏泄同轴电缆的主要技术为外导体的槽孔技术。辐射型漏泄同轴电缆的辐射特性主要是由漏泄外导体上这些槽孔的大小、形状以及排列方式决定。与传统的天馈系统相比，辐射型漏泄电缆天馈系统具有以下优点：

一、信号覆盖均匀，尤其适合隧道等狭小空间，可减少信号阴影及遮挡，受“填充效应”影响小;

二、辐射型漏泄电缆本质上是宽频带系统，某些型号的漏泄电缆可同时用于警用寻呼(160MHz)、警用无线电通信(350MHz)、全市应急指挥(800MHz)等系统;

三、辐射型漏泄电缆价格虽然比较贵，但当多系统同时引入隧道时可大大降低总体造价。
传输特点

辐射型漏泄同轴电缆是集射频同轴电缆及天线于一体，因此具有三大功能：(1)信号传输线功能，(2)发送天线的功能，(3)接收天线的功能。辐射型漏泄同轴电缆传输特点：它可以有效地避免无线通信的多普勒效应。辐射型漏泄电缆发射功率小，可以沿线产生均匀的场强，径向作用距离较远，耦合损耗较小，使用频带有一定范围，存在谐振频率，但在特定频率下，各项性能指标均已得到优化，屏蔽了无需使用的频段(类似于滤波器的功能)。而且电磁场辐射是有方向的，不会对周围环境产生电磁干扰或污染，故能对工作频率以外的干扰信号有很强的抑制能力，提升网络的抗干扰能力，是一种绿色无信号覆盖产品。但工艺设计和生产复杂。另一个特点是耦合损耗波动较小，一般在3-5dB范围内。

制造工艺

辐射型漏泄同轴电缆需要如下制造流程：

材料：无氧铜带、绝缘芯线、护套料;

设备：冲孔机、轧纹机、护套机;

模具：喇叭模、定径模、搭接模、限位器等;

虽然辐射型漏泄电缆比射频同轴电缆及耦合型漏泄电缆都要复杂，从技术上各个厂家存在差别，但是从市场应用及要求来看，需求是一致的，如：使用频段、系统损耗和产品规格尺寸等。本文采用开双八字槽孔的铜带对发泡芯线纵包后直接护套的工艺进行制造。首先，将无氧铜带经冲孔机床使其开双八字型槽孔，再经压纹机使其加以横向皱纹，最后经限位器、喇叭模、搭接模、定径模等一系列模具，使铜带纵包在绝缘芯线外部。进而经护套机进行护套而成。

结果与讨论

经以上述工序所生产的7/8规格辐射型开双八字槽孔的漏泄电缆，采用GB/T15285-94测试标准，采用架空辐射，将辐射型漏泄同轴电缆辐射在木杆上，离开水泥地面的高度为1.7m，半波长偶极天线固定安装在小车上，并沿着电缆平行移动，天线的中心点的高度和电缆悬挂的高度相同，且半波长偶极天线中心与辐射型漏泄电缆相距2m，且辐射型漏泄电缆的辐射方向与半波长偶极天线方向相对。经测试所得结果如表所示。

耦合损耗是表征辐射型漏泄同轴电缆与外界环境之间电磁波能量相互耦合强度的特性参数，是区别辐射型漏泄同轴电缆与其它射频同轴电缆的唯一指标。辐射型漏泄同轴电缆的耦合损耗越低，表明它所辐射的信号越强，但相应地该电缆的衰减也相应增大。由于当耦合损耗值小于50dB时，漏泄电缆的衰减是很高的。因此在使用频段为800-2400MHz时，局部耦合损耗值Lc50设计在60-70dB/2m之间，局部耦合损耗值Lc95设计在70-80dB/2m之间，射频信号得到了比较充分的利用，既保证了射频信号覆盖距离，同时也不会增大衰减，保证了射频信号的传输效果。

虽然通过调整开槽角度、开槽形状、开槽间距等因素来调整辐射型漏泄电缆的使用频段，然而辐射型漏泄电缆的使用带宽相对于耦合型漏泄同轴电缆却很窄。在超越了辐射型漏泄电缆的工作频带使用时，辐射型漏泄电缆一定程度上想当于耦合型漏泄同轴电缆。所以对于辐射型漏泄同轴电缆和耦合型漏泄同轴电缆的界定，仍不能明确划分，有待于进一步考究。

目前，约有27座城市正在筹备建设城市轨道交通，其中22座城市的轨道交通建设规划已经获得国务院批复。“十二五”期间，22座城市将建设79条轨道交通线路，总长2259.84公里，总投资8820.03亿元。随着城市轨道交通的快速发展，城市轨道交通用漏泄电缆的市场需求将进一步扩大，年需求量约在1.5～2万公里，产值约在4～5亿元。给辐射型漏泄电缆生产厂商带来了可观的市场及有利地发展机遇。

漏泄同轴电缆目前主要用于列车调度无线通信系统。我国有总长数千公里的隧道、大量的地下设施、煤矿和发展中的地下铁道系统，也同样需要使用漏泄同轴电缆，因此发展漏泄同轴电缆具有十分广阔的前景，俊知凭借领先的技术走在了市场前列。