天线接收总线不随长度改变的漏泄同轴电缆

电脑杂谈  发布时间:2019-08-13 18:06:16  来源:网络整理

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宽带与 电缆 覆其 应 用艘 术 " 年第3期 一 r I¨ 、 u / 改变的漏泄同轴电缆 · 鬈J1) 摘 ■本文从常规的漏泄同轴电缆出发,推演了功能型号:随着禽放大器距离的增加,泄 漏同轴电缆的横向衰减增加而使接收总线低于 这限制了无申继段长。用几乎恒定接收总线 的 镉 泄同轴电缆能克服这样限制 在可变(V ARIO) 漏泄电缆的定义中,用随电绕长度的增加而增 加 辐 射槽的数额以增强辐射功率的原理来接近这个动机 由于提升辐射槽 的数额而增强的纵 向衰 减 是 用逐一地延长等辐射功率段的宽度来补偿的。本文描述了这样 V A RIO 漏泄电缆,并与常规漏泄 电 黜 些 酣 1 引言 在宽阔地区内用漏泄同轴电缆在固定的 与活动的球体之间进行传输,2O 多年前已为 人们所知。新型传输功能的发展} 『 导到更高 的频度( 倒如 G M S 用的 960M Hz)和数 字 传输。电缆的横向衰减随频率的增加限制了 这些满泄电缆系统的中继段长度。而且 ,狭 窄地区,十分是公路 ,由于建筑技术的进步 而越来越长。荚吉利海峡大桥和 已计 划 的 Al pes-Basis隧道都是例子。

上述两种原因不能单用加粗电缆以i虫 小 衰i虫 来克服,而必须寻找新的 解 决 方 法。 V AR IO 漏泄电缆是向这个方向 迈 出 的 一 步。本文将描述这样 电缆。 2 常规漏泄 电缆设计与工作特 性 稿泄电缆具有同轴设计。它由一根中心 导体,一个同心的绝缘介质、一根包着媒介 的外导体和一个热塑性护套所组成。导体是 铜制成的。介质包括许多以一定宽度挤在内 导体四周的聚 乙烯垫片。在它们膜片外面挤 t 5 ! 笑 缟 澹怨 电 }笼 娜 。 。 \ 上一根薄壁聚乙烯管。这样的结构产生了闭 合的空气室,它表明出优良的机电与机械性 能,例如 低的介电常数,低的横向衰i虫,优良的弯曲特点架设漏泄同轴电缆地下无衬砌什么意思,高的后侧稳定度 ,水密性 ( 纵 向与横 向) 。 因为这样绝缘方式像 一根木头 ,故称 为 “竹节式介质 。这种结构在C AT V 布线中£ 】是窳所周知的。外导体的镀锡上 预 先 冲 了 孔,孔一般是长方璐的槽 。孔的结构决定辐 射特性,这 粕生 后面说明。在外导体面挤上 热塑性护套。标准材料为亮色阻燃无卤材料 ( 图1略) 。 漏泄电缆的主要形态是它的横向衰i虫 和 它的耦合损耗

同轴电缆把走在其中的讯号 逐渐衰减,而衰减的程度取决于频率。这种 纵向衰减主要受介质的类型及 电缆尺寸的影 响。在同轴电缆的内。最简单的结构 是 一排 小孔 ,孔间距离 是恒定的 ,并大约等 于所要工作波长之半。如果孔的结构是有规 律的,漏泄电缆在每位频率上表明出恒定的 单 位宽度纵向衰减和恒定的辐射 。所 以,信 号引脚从馈入点的最大值向电线终端逐步减 小( 圈2) 。 臂 图 2常规 漏泄 电缆的 纵 向损 耗与 接收 电 平对 电缆长度的关系 如果考 虑 由漏泄馈 线与放 大器组成 的系 统结构,必须区分出单向系统与双向系统 ( 图3) 。 丹 | 擎由末粕 草 程_叹由 茄 l E 三匠 序 —1口 。

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琦{t 毫 矗 ’L 申一 磺 图 3漏泄 电缆 的功能 结构 文献 3说明对于单向系统如 何 用 几霉 串接的具备不同特性的漏泄缆电而不是单一 类型的杆塔使中继段大为延长。对于单向系 统,均匀的漏泄 电缆不是最优化的辐射方式 确是 一个事 实。如果 我们 研究 一根 均匀 的精 泄 电缆 由于其纵 向衰 减而 向与 电缆并 行走动 的接收物体给出随接收物体位置而变化的电 磁场 的话,就能 认识 到这 种事 实。 在段的始端 的接收电磁场非常高,随着 活动物体与铜线并行地从放大器移开时,接 收电磁场就随之减低 。这种由于横向衰减弓 l 起 的电磁场的改变定会在邻近放 大 器 的 一 段铜线内浪费辐射功率 ,结果使 段 长 大 受 限制 。 在反方向的链路上,活动物体向基站发 出的讯号以区别巨大的电容到达 线 路 放 大 器,不过放大器将在大的讯号动态范围内工 作。对于多载频工作,这包括着要大量增强 功率以琏免互调制问题。 我们在 下面几节 中给 出为了沿整根 电缆 取得均匀 的场分 布的理论 的与实际 的极速11选5方 法所需的这些关系( 短程瑞利分布的变 化 除 外 ) 。

3 应用捕泄馈线 的功能的主要 关 系式 圈3B示出一个把一个基站和公路中的一 个活动体相相连的中继功能。中继器是双向 的 ,就是 说两 种资料 的讯号 ( 到活动体 去 和 从活动体来) 用不同的频带在相反方向 上 传 输,而假定线路放大器恰好补偿了电缆段的 损耗 。如 果假 定采用等长段 的话 ,在两个 方 向上都能认 为下列关系设立t — =丑+ D (到基 站去) Ps= A M+ D (到活动体去)M为放大器输 出中每位频段的最大 功率(dBm) , 为放大器输出中每位频段 的最小 功率,以确保 链路有正 确 的 信 噪 比 ( dBm) ,丑为 漏泄 电缆段的宽度 延伸所 引 起 的讯号 动态范 围( dB ) 。日相当于对 活动体沿 整个 电缆段 求算得 到的在 活动天线连接器与 线路放大器输入之间的最大损耗变化,D 为 (Ia) (1b) P口 一.式中 · 5,- 维普资讯 包括瑞利衰落在内的余度,Po为向活动体发 送的每位 载频 的电机,Ps为在活动体输入处 容许 的最小功 率,A u 为对 活动体沿整个 电 缆段求算得到 的在放 大器向一个 漏 泄 电 缆 段的输 出与活动天 线连 接 器 之 间 的 最 大 损耗。

用关系式 ( 1a) 和 Oh) 就可以求算载频 电 平 PⅫ 和 P”这些一般是功能中最高的电 平。优 良的功能设计必须力求降 低 这 些 电 平,以限错放大器和导线的支出。中继系统 所引入 的噪音取决于 线路放 大器 的数 目和漏 泄 电缆的l 纵。 向损耗。能 通过 包含 在式 ( 1 a) 与 式 ( Ib) 的 M 及 P 。 两项 中的月 值劣 化来研究这个噪音的效果。 如果权衡恒定的系 统 噪 声, 式(1a)及 (Ib)示出怎么从判断AM及日两项来求得P丑 M 及 。这是 一个重要 的结果 ,因为它们项几 乎完叠取 决于所用 的漏 泄电缆毁 。 骨及 A 可 以表 示 电缆 段始端 与活动天 线连接器间 的波 动和 最大衰减 ( 系统消耗) 。 系统消耗 A (1,D 一般是活动体在段内的位 置和频度, 的链表,可以直言为t A ( ; ,D = 工(1,, ) 十T (I ,, ) 式 中 :工 ( ; ,D 为漏泄 电缆从 段的始 端 到 活 动体位置 的横向损耗( dB ) ,T ‘ 2,}) 为漏泄 电缆的耦台损耗(dB) 。

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于是 ,日及A 由下式给出t H max (D A ($,, ) ( 2) 一m in ( ; )A ( ; , D A M= max (t ) A (g,D (3) ( 4) 4 被补偿 的漏泄 电缆 如果假定由式(2)概念 的功能消耗 等 于 常数 的话 , 信号 动态范 围可以几乎减少 到 霉。 因而 ,对于A ( 1,fi) = A (z) ,零 动态范 围的条件为: A ( ) = 常数 或者,用微分形式表示,则 dA = a d$ + dT : ( 5 ) ● 5 8 · 式中 为当频率为, j时电线的衰减系数( 以dB / ki n 表示) 。 式 ( 5) 可以写 成下 列方式 : er l e~:一口( dB/ m) 式 (6) 示出怎么 能用 一根 耦合 损耗 沿电 缆 长 度减低的杆塔来接近零 电缆动态 范 围 的 情 况。为了完整地规定得到赔偿的杆塔,要在 频率, 考虑 以下几个 函数 : T = ( g) ( dB ) 口= 口 ( g) (dB/ m) = 口 ( )( r i B/ m) g 是 一个 几何变数 ,它规 定了槽 的线性密 度或尺寸(槽结 构) ,它们槽使导线能辐射而 且是离电缆始端的距离 ; 的链表。

左边两个 函数可以用试验原理取得。 分析在研究中。第三个函数可以从左边两个 函数推演出来。 从式 ( 6) 和下标( 7a) 及( 7b) 可以写 出 下 列微分方程 : ( 6) ( 7a ) ( 7b) ( 7c) ( g)及 口 (g) 的 旦 口5 。 (g)旦: 8) 口吕 而 求解式(8) 。就得出距离 l ,在这里必须有结 构为 g 的槽 ,以取得 一条完全得到赔偿 的电 缆。g。为在铜线始端‘ l = ) 求 得 的 几 何 变数 。 通过式(8),如果直接用式( 7c)将式(5) 微分 ,只要计 算段长fIt ; ( go) = ( ( 9) 式中 ·和 损耗。 在频度, - 上 ,电缆段 总的横向损耗可以 从式(5)求得,由下式给出: 分别为电缆段终端和始端韵耦台 r l L = 1 adz = T o—T l J ( 1O) 由式 (4)规 定的频 率 时的最大衰减 由 o给出。这是 因为当,;, j 时 , 函数A ( ; ,, i) 总等于 。图 4 示出把 一条具有恒定纵向损 维普资讯 耗( -) 与恒定耦合损耗(T -)的常规漏泄 电缆 和一条几何尺寸相近但其纵向损耗与耦合损 耗都变化的捕泄 电缆(V AR IO 型)相比较的 例 子 图 4标准谓泄 电缆~1 V A R IO漏泄电缆的 长度计算 图中绘 出了真实 的纵 向损耗 的倒数与真 实的耦台损耗之间的关系。

对于常规漏泄电 缆,恒定舶鳅向损耗得出一条水平直线,而 对于 V A R IO 型 电缆则得出一条曲线。这 条 曲缇是通过测量得来的,谢量是在相思直径 而只是搏的体积有改变的漏泄电 缆 上 进 行 的。文献 4 报导了其中的一些测量。对于容 许的最大损耗为^ = T 。 而总 的纵 向损耗L = T 。 一T I相同的两种 电缆段,V AR IO一 电缆的 长 度 由曲线下面的面积得到 : . , T.A m z遘 -D . dT肛 (11) 而常规漏泄电缆的宽度 由长方形 的. 面 积 代 表: £ l = ( A M—T I)l aj 很 明显 ,曲线下面的面积 比长方形 的面积大 得多,也就是说 ,对于同样的.V ARIO 羲念在通迭距离方面大有好处IB I。 ‘ ( 12) 龟 缆 尺 寸, 5 V A R I O概念 的实现 为了赔偿天线处的电容降落,不是纵向 损耗就是耦合损耗必须随电缆长度而改变。 电缆衰减主要取决于电缆的尺寸 及 介 质 材 料。在铜线的实际制造中,在适时范围内改 变 电缆尺寸或改 变绝缘材料的介电常 数都 是 不认为的 个 目的。

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能用扩展外导体上的孔的原理来做 到这一点 。另外 一种 方法是增 加每周期 长度 内孔 的数 目。因为孔 是预先冲制 在 铜 带 上 的,在冲制过程中要改变冲制工具的尺寸较 为繁杂。在实用 中,改变孔间距离要容易得 多 ,也 就是改变每 周期宽度 内孔 的数 目。这 引导到V A R IO漏泄电缆的定义。 所以必须改变耦合损耗来接近这 6 V A R IO 漏泄 电缆 的槽结构 与 区段长度 作为连续变化的相近 ,耦合损耗的变化 是分档进行 的。从发送端 开始 ,V A R O渭泄 电缆的第一区段妁每周期宽度上有一垂直于 电缆轴的小槽。在所需的频带内,例 如 890 ~ 960MHz(G SM ) ,用这小槽调出一定的辐 射水平 当信号引脚降低的量等于把周期长 度内槽数加倍所得的量时,就相应地改变槽 的结构。 在活动天线处的讯号 电平就增强到 在馈入点所测得的值( 长度的锵 一槽结构 的第一区段。第二区段 的槽结构显示出略高一些的衰减,因为它的 辐射较大,不过第二区段的宽度必须比第一 区段短些 。这种做 法希望多 电缆上有地位放更多的槽。后面各区段舶长 度按豫每区段的横向 衰 减 系 数 的 增 大 而 缩短。


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