專利名稱：漏泄同軸電纜的傳輸損耗或耦合損耗的計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信線纜的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及漏泄同軸電纜技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
漏泄同軸電纜(Leaky Coaxial Cable，LCX)具有信號(hào)傳輸作用，又具有天線功能， 通過(guò)對(duì)外導(dǎo)體開(kāi)口的控制，可將受控的電磁波能量沿線路均勻的輻射出去及接收進(jìn)來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁場(chǎng)盲區(qū)的覆蓋，已達(dá)到移動(dòng)通信暢通的目的。如

圖1所示，漏泄同軸電纜由位于最里面的內(nèi)導(dǎo)體1、位于內(nèi)導(dǎo)體1外圍的絕緣體2、位于絕緣體2外圍的具有周期性排列的槽孔5的外導(dǎo)體3和位于外導(dǎo)體3外圍的護(hù)套4構(gòu)成。漏泄同軸電纜主要用于地鐵，隧道和大型建筑(如機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓，車(chē)站候車(chē)廳)等環(huán)境下的無(wú)線通信。它有輻射和接收傳輸微波信號(hào)的特性，可以保持這些場(chǎng)合中無(wú)線通信信號(hào)的一定強(qiáng)度，從而保證這些特殊場(chǎng)合下的無(wú)線通信(如移動(dòng)通信，消防及其它與安全相關(guān)的無(wú)線通信)的暢通。在漏泄同軸電纜的設(shè)計(jì)中，對(duì)一定長(zhǎng)度的漏泄同軸電纜，在一定的工作頻率下的傳輸損耗Lt和耦合損耗k有確定的技術(shù)指標(biāo)。它們是設(shè)計(jì)漏泄同軸電纜的兩項(xiàng)基本依據(jù)。 漏泄同軸電纜產(chǎn)品的合格與否，由一定長(zhǎng)度的漏泄同軸電纜(通常為100米長(zhǎng))在規(guī)定的條件下測(cè)試確定。下面介紹漏泄同軸電纜傳輸損耗的定義和測(cè)試過(guò)程，一段給定長(zhǎng)度漏泄同軸電纜 (通常為100米長(zhǎng))，用電路二端口網(wǎng)絡(luò)可以表示為如圖2所示，圖中①②分別代表漏泄同軸電纜的輸入端和輸出端，S21表示上述二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端到輸出端的電壓傳輸系數(shù)，漏泄同軸電纜的傳輸損耗Lt由如下公式1表示，其單位為dB。Lt = 201g/S21/dB公式 1 ；下面介紹漏泄同軸電纜耦合損耗的定義和測(cè)量過(guò)程，漏泄同軸電纜耦合損耗k的測(cè)量原理示意圖如圖4所示，圖中，在由χ軸、y軸和ζ軸構(gòu)成的空間坐標(biāo)中，包括測(cè)量耦合損耗k用標(biāo)準(zhǔn)偶極子天線11、混凝土 12和漏泄同軸電纜13，圖中假定漏泄同軸電纜13與 ζ軸平行；a點(diǎn)為偶極子天線的饋口中心點(diǎn)；b點(diǎn)為a點(diǎn)到漏泄同軸電纜開(kāi)縫處的垂點(diǎn)；d為偶極子天線到漏泄同軸電纜的軸線距離(一般為1. 5米到2米)。在多次測(cè)量值中，如95%的測(cè)量值在給定的標(biāo)準(zhǔn)的允許誤差值之內(nèi)(即為沿著Lrt 上下波動(dòng)的范圍)，則視漏泄同軸電纜為合格。其中Vcd是第i次測(cè)量中偶極子天線上測(cè)得的電壓，Vrai是第i次測(cè)量中漏泄同軸電纜中b點(diǎn)處的電壓，用如下公式2計(jì)算出本次的漏泄同軸電纜耦合損耗，其單位為dB。Ln = 201g(-^) / 詘公式 2
^ LCXi對(duì)于如此長(zhǎng)度的漏泄同軸電纜，其電磁數(shù)值仿真，已屬電大問(wèn)題(即電磁目標(biāo)的尺寸遠(yuǎn)大于其工作波長(zhǎng)的一類問(wèn)題)?，F(xiàn)有的通用電磁數(shù)值仿真軟件，由于可用的計(jì)算機(jī)資源(計(jì)算機(jī)內(nèi)存，計(jì)算速度等)的限制，已無(wú)法進(jìn)行有效的計(jì)算。其主要的問(wèn)題是在漏泄同軸電纜的周期開(kāi)縫結(jié)構(gòu)中，任一開(kāi)縫與鄰近的開(kāi)縫之間存在著電磁能量耦合。
這種漏泄同軸電纜的耦合和參與計(jì)算的漏泄同軸電纜長(zhǎng)度(表現(xiàn)為不同的開(kāi)縫數(shù))具有關(guān)聯(lián)關(guān)系，具體表現(xiàn)在(1)對(duì)每個(gè)開(kāi)縫都存在著與鄰近縫的耦合效應(yīng)。(2)當(dāng)兩個(gè)縫之間的距離變大時(shí)，耦合效應(yīng)變小。(3)此種電磁耦合與電纜的規(guī)格尺寸，開(kāi)縫的形狀與尺寸，以及開(kāi)縫的周期長(zhǎng)度相關(guān)。并無(wú)一定的解析表達(dá)式可尋。(4)周期結(jié)構(gòu)電磁仿真方法，對(duì)此種結(jié)構(gòu)無(wú)效。取一段計(jì)算機(jī)能仿真的漏泄同軸電纜，其含有有限個(gè)開(kāi)縫，可以由相關(guān)軟件進(jìn)行較精確的電磁仿真。這種仿真雖然計(jì)及了此有限長(zhǎng)度內(nèi)的開(kāi)縫之間的耦合效應(yīng)對(duì)傳輸損耗Lt和耦合損耗k的影響，但在推算具有η個(gè)開(kāi)縫漏泄同軸電纜的傳輸損耗Lt 和耦合損耗k時(shí)，段與段之間的縫耦合就未能計(jì)及。由此而產(chǎn)生的誤差成為造成設(shè)計(jì)失敗的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了精確計(jì)算漏泄同軸電纜的傳輸損耗Lt或耦合損耗Lp提出了漏泄同軸電纜的傳輸損耗和耦合損耗的計(jì)算方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了計(jì)算傳輸損耗Lt的技術(shù)方案漏泄同軸電纜的傳輸損耗的計(jì)算方法，包括如下步驟步驟1 選取一固定長(zhǎng)度和固定開(kāi)縫數(shù)的漏泄同軸電纜，進(jìn)行電磁數(shù)值仿真，計(jì)算
出此段漏泄同軸電纜的第一次平均傳輸損耗=Z1ta =^J ；
ta N步驟2 在步驟1的基礎(chǔ)上增加M個(gè)開(kāi)縫，計(jì)算出此段漏泄同軸電纜的第二次平均
傳輸損耗ζ2,=丨知(疆)丨； ta N+M步驟3 重復(fù)步驟2，得到平均傳輸損耗的序列Z3 = ^21(Af+2M)l，
ta N + 2M
L\a = \^A,……，ITta = P—，式中，m表示仿真次數(shù)，m屬于丄到n ; ta N + 3Mta N + (m-\)M步驟4 應(yīng)用序列的加速收斂技術(shù)，求出此收斂序列的極限=￡，=Lta;步驟5 計(jì)算選定長(zhǎng)度H的傳輸損耗LtH = nHXLta。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了計(jì)算耦合損耗Lr的技術(shù)方案漏泄同軸電纜的耦合損耗k的計(jì)算方法，包括如下步驟步驟A 選取一固定長(zhǎng)度和固定開(kāi)縫數(shù)的漏泄同軸電纜以及在距離漏泄同軸電纜一固定距離放置一標(biāo)準(zhǔn)偶極子天線，進(jìn)行電磁數(shù)值仿真，計(jì)算出此段漏泄同軸電纜的平均
耦合損耗:Llra = ^l /N-,步驟B 在步驟1的基礎(chǔ)上漏泄同軸電纜又增加M個(gè)開(kāi)縫，計(jì)算出此段漏泄同軸電纜的平均耦合損耗:L2ra = 1^1
/(N+M)·,
步驟C:重復(fù)步驟2，得到平均耦合損耗的序列
權(quán)利要求
1.漏泄同軸電纜的傳輸損耗的計(jì)算方法，包括如下步驟步驟1 選取一固定長(zhǎng)度和固定開(kāi)縫數(shù)的漏泄同軸電纜，進(jìn)行電磁數(shù)值仿真，計(jì)算出此段漏泄同軸電纜的第一次平均傳輸損耗
2.漏泄同軸電纜的耦合損耗的計(jì)算方法，包括如下步驟步驟A 選取一固定長(zhǎng)度和固定開(kāi)縫數(shù)的漏泄同軸電纜以及在距離漏泄同軸電纜一固定距離放置一標(biāo)準(zhǔn)偶極子天線，進(jìn)行電磁數(shù)值仿真，計(jì)算出此段漏泄同軸電纜的平均耦合
全文摘要
本發(fā)明涉及漏泄同軸電纜的傳輸損耗或耦合損耗的計(jì)算方法。本發(fā)明根據(jù)漏泄同軸電纜的傳輸損耗和耦合損耗在長(zhǎng)度方向(如Z軸)上的值均具有收斂特性的規(guī)律，提出了針對(duì)傳輸損耗或耦合損耗的計(jì)算方法。在本發(fā)明中漏泄同軸電纜的傳輸損耗值和耦合損耗值計(jì)及了此有限長(zhǎng)度內(nèi)的開(kāi)縫之間的耦合效應(yīng)對(duì)傳輸損耗和耦合損耗的影響，利用了加速收斂方法來(lái)計(jì)算無(wú)限長(zhǎng)的漏泄同軸電纜的虛擬的平均傳輸損耗和平均耦合損耗，得到某一長(zhǎng)度漏泄同軸電纜的傳輸損耗和耦合損耗的最接近真實(shí)值。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102176219SQ201010611288
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者喻志遠(yuǎn), 郭麗麗 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)