鐵路無線通信用漏泄同軸電纜設計
對于單八字形槽孔的漏纜,其偶次模的高次諧波均被自身抑制,故其單模輻射區(qū)為(f1,3f1)。漏纜設計時,通過改變周期P使其使用頻帶落在單模輻射區(qū)內,若要擴大單模輻射區(qū),就要抑制高次諧波的出現(xiàn)。產品設計時大多采用調節(jié)槽孔的長度與角度抑制高次諧波,或在漏纜外導體上開一系列新的槽孔,其大小、形狀和原槽孔相同,調整新舊槽孔的位置可以達到抑制高次諧波的效果。
1.3 耦合損耗
耦合損耗的定義式如下
Lc=10lg(Pt/Pr) (6)
式中,Pr為距離漏纜2 m處的標準半波偶極子天線接收到的功率;Pt為漏纜內傳輸的功率。
工程應用上還定義了Lc50%和Lc95%,分別表示50%和95%的局部耦合損耗的測量值好于此值,多采用Lc95%來評定漏纜耦合損耗指標的優(yōu)劣。
1.4 衰減常數
根據能量守恒原理,從漏纜一端輸入的能量到達另外一端時總衰減等于傳輸過程中導體衰減、介質衰減和通過槽孔輻射到外部空間的輻射衰減之和。因而,漏纜的衰減常數α主要由3個部分構成:導體衰減αc、介質衰減αd和輻射衰減αr,可表示為
式中,tanδ為介質等效損耗角正切值;K1、K2表示內外導體不同于理想圓柱體時所引起的電阻增大系數。
漏纜的輻射衰減α,是指同軸電纜開縫后,由于輻射的存在使得衰減常數增加的部分,其主要取決于電纜的縫隙結構尺寸,同時還受頻率和周邊環(huán)境的影響。
2 某型八字形槽漏纜結構
此型號漏纜使用頻率為450 MHz,它的特性阻抗為75Ω,絕緣外徑為32 mm,外導體內徑也是32 mm,通過阻抗計算式(1)可知內導體外徑為7.8 mm。內導體為光滑銅管,外導體是軋紋銅帶縱包而成的,絕緣層為物理發(fā)泡絕緣介質,等效介電常數為1.268,介質損耗角正切值0.000 068。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/154508.htm
根據式(8),式(9)計算得出導體衰減和介質衰減分別為αc=16.22 dB/km、=3.14 dB/km。以漏纜的使用頻率450 MHz為中心頻率,則(f1,3f1)是其單模輻射區(qū),由式(5)可以計算得到其節(jié)距209 mmp627 mm,文中選取一個中間值,節(jié)距定為p=428 mm。圖2為八字形槽孔示意圖。
3 仿真分析與測試結果
由于漏纜仿真對計算機的配置要求較高,且隨著長度的增加所用時間迅速加長。因此,不可能對實際試驗設計所用的50 m或100 m長的漏纜進行全波仿真分析。仿真分析中,對于垂直開槽的漏纜,若以一個節(jié)距長度為一個周期,當周期增加到11個時,中間周期的輻射場基本保持穩(wěn)定。按同樣的方法,對八字形槽的影響范圍進行仿真,分析結果表明當周期增加到9或11個時,耦合損耗基本保持穩(wěn)定,故采用11個周期長度(4.8 m)的模型進行仿真。圖3為漏纜仿真示意圖。
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