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铁路无线通信用漏泄同轴电缆设计

作者:时间:2012-06-29来源:网络收藏

对于单八字形槽孔的漏缆,其偶次模的高次谐波均被自身抑制,故其单模辐射区为(f1,3f1)。漏缆时,通过改变周期P使其使用频带落在单模辐射区内,若要扩大单模辐射区,就要抑制高次谐波的出现。产品时大多采用调节槽孔的长度与角度抑制高次谐波,或在漏缆外导体上开一系列新的槽孔,其大小、形状和原槽孔相同,调整新旧槽孔的位置可以达到抑制高次谐波的效果。
1.3 耦合损耗
耦合损耗的定义式如下
Lc=10lg(Pt/Pr) (6)
式中,Pr为距离漏缆2 m处的标准半波偶极子天线接收到的功率;Pt为漏缆内传输的功率。
工程应用上还定义了Lc50%和Lc95%,分别表示50%和95%的局部耦合损耗的测量值好于此值,多采用Lc95%来评定漏缆耦合损耗指标的优劣。
1.4 衰减常数
根据能量守恒原理,从漏缆一端输入的能量到达另外一端时总衰减等于传输过程中导体衰减、介质衰减和通过槽孔辐射到外部空间的辐射衰减之和。因而,漏缆的衰减常数α主要由3个部分构成:导体衰减αc、介质衰减αd和辐射衰减αr,可表示为
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式中,tanδ为介质等效损耗角正切值;K1、K2表示内外导体不同于理想圆柱体时所引起的电阻增大系数。
漏缆的辐射衰减α,是指开缝后,由于辐射的存在使得衰减常数增加的部分,其主要取决于电缆的缝隙结构尺寸,同时还受频率和周边环境的影响。

2 某型八字形槽漏缆结构
此型号漏缆使用频率为450 MHz,它的特性阻抗为75Ω,绝缘外径为32 mm,外导体内径也是32 mm,通过阻抗计算式(1)可知内导体外径为7.8 mm。内导体为光滑铜管,外导体是轧纹铜带纵包而成的,绝缘层为物理发泡绝缘介质,等效介电常数为1.268,介质损耗角正切值0.000 068。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/154508.htm

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根据式(8),式(9)计算得出导体衰减和介质衰减分别为αc=16.22 dB/km、=3.14 dB/km。以漏缆的使用频率450 MHz为中心频率,则(f1,3f1)是其单模辐射区,由式(5)可以计算得到其节距209 mmp627 mm,文中选取一个中间值,节距定为p=428 mm。图2为八字形槽孔示意图。

3 仿真分析与测试结果
由于漏缆仿真对计算机的配置要求较高,且随着长度的增加所用时间迅速加长。因此,不可能对实际试验所用的50 m或100 m长的漏缆进行全波仿真分析。仿真分析中,对于垂直开槽的漏缆,若以一个节距长度为一个周期,当周期增加到11个时,中间周期的辐射场基本保持稳定。按同样的方法,对八字形槽的影响范围进行仿真,分析结果表明当周期增加到9或11个时,耦合损耗基本保持稳定,故采用11个周期长度(4.8 m)的模型进行仿真。图3为漏缆仿真示意图。

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