專利名稱：預置變參泄漏電纜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通訊電纜，具體的說是屬于在長隧道移動通訊中使用的泄漏電纜，可極大的提高隧道1GHz附近的公用網(wǎng)和專用網(wǎng)通訊性能，并能大幅度降低整體成本。
技術背景目前市面上銷售的商品泄漏電纜是從上世紀前半葉開始用于隧道鐵路及坑道移動通信的傳統(tǒng)泄漏電纜。由于當時通訊頻率較低，僅在39MHz以下，因而射頻同軸電纜的內傳輸損耗在39MHz以下是很低的。這種電纜為了制造方便及當時的機床加工水平，故使數(shù)公里長的射頻同軸電纜上所開的若干泄漏縫隙大小及間距完全保持一致，因而泄漏損耗及傳輸損耗是恒定不變的，形成恒參泄漏電纜。隨著通信技術的發(fā)展，通訊頻率在不斷升高，當頻率升到1GHz附近時，使用這種恒參泄漏電纜，就會出現(xiàn)因傳輸損耗顯著上升使電纜始端泄漏在隧道中的通信信號很強，而在1.6公里后將削弱50dB以上，造成中繼直放站兩站之間信號強度突跳，這種數(shù)十分貝的信號突跳，對于聲學、光學、通信、電學中適應調整期來說都比較長，而且突跳越大，調整期越長，嚴重影響到通信質量的提高，并形成移動通信與交通控管信號的相互潛在干擾。
一般在長隧道移動通訊中使用這種泄漏電纜時，需要在每兩根泄漏電纜之間加一部中繼直放機，如圖2所示。由于泄漏電纜間的中繼接力直放站需要加多，必然導致設備成本增加，性能降低。以數(shù)字蜂窩移動通信GSM(890～960)為例，一般用外導體內直徑為42mm的空氣絕緣恒參泄漏電纜，其傳輸損耗為33dB/Km，泄漏損耗為75dB。
通常在1GHz時的移動用戶機的接收靈敏度為-102dBm或更佳，若移動用戶手機能接收到的信號大于-88dBm，就可實現(xiàn)手機與基站的良好通信，在這種情況下，泄漏電纜中傳輸?shù)臄?shù)字蜂窩移動通信GSM下行信號應處處大于-13dBm，即-13-75＝-88(dBm)。而在整根泄漏電纜末端的傳輸功率為-13dBm的情況下，離末端2公里遠的泄漏電纜中傳輸功率應為-13+33×2＝53(dBm)，這在1GHz，53dBm，即200w的直放機或基站是很難做到的，而且壽命短，可靠性低，價格昂貴，若用42mm外導體內直徑、傳輸損耗為33dB/Km的恒參泄漏電纜，其價格為12萬元/公里，每個直放站需要數(shù)百萬元。
若將每段泄漏電纜長度減為1.67公里，雖說直放站、基站的輸出可降為10w，其售價可降很多，每個直放站只需近十萬元，且壽命及可靠性大大提高，但最大的問題是下行信號起伏將達到55dB，即在直放站處出現(xiàn)信號突跳55dB的現(xiàn)象，對保證通信不間斷是很不利的，并有可能形成移動通信與交通控管信號的相互干擾。
如果采用將信號起伏差別限定在30dB左右，將長隧道中每整根泄漏電纜的長度也相應限定在1公里以內，則要再增多隧道中直放站的數(shù)量，這種方案不但仍然不能徹底解決這種信號起伏和突跳和信號互相有可能形成干擾的問題，而且由于直放站的增多增加了連接頭的數(shù)量，而導致可靠性降低，時延加大。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種變參泄漏電纜，以解決恒參泄漏電纜在直放站兩邊信號的突跳，消除移動通信與交通控管信號可能形成干擾及可靠性低的問題。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是，將電纜上的各個泄漏縫隙長度L、各段縫隙間距d和各個縫隙與軸線夾角θ，均設為變量，且該縫隙間距d在電纜外導體上按非線性遞減分布，各段縫隙間距的數(shù)值確定要滿足該段泄漏耦合損耗與該段泄漏電纜中傳輸功率同量增減；這些泄漏縫隙長度L在電纜外導體上按非線性遞增變化，各泄漏縫隙長度的數(shù)值確定要滿足該處泄漏耦合損耗與該處泄漏電纜中傳輸功率同量增減；該縫隙與軸線夾角θ在電纜外導體上按非線性遞增變化，上述預置變參泄漏電纜，其縫隙長度L、縫隙間距d和各個縫隙與軸線夾角θ三個參數(shù)可以同時變化，也可以只變化其中的任意一個或兩個。若其它參數(shù)不變只變化間距d，則d越大耦合損耗越高，因而變參泄漏電纜末端間距小，而始端間距大。若其它參數(shù)不變只變化縫隙長度L，則L越長耦合損耗越低，因而變參泄漏電纜末端長度長，而始端長度短。若其它參數(shù)不變只變化縫隙與軸線之間的夾角θ，則θ小耦合損耗高，因而變參泄漏電纜末端θ大，而始端θ小。如果縫隙長度L、縫隙間距d和各個縫隙與軸線夾角θ三個參數(shù)中有任意一個參數(shù)不變，而變化其它兩個參數(shù)，其規(guī)律與固定任意兩個參數(shù)變化其中一個參數(shù)相同。
上述預置變參泄漏電纜，其縫隙與軸線夾角θ的變化范圍在15°～45°之間。
上述預置變參泄漏電纜，每個縫隙長度L、每段縫隙間距d和各個縫隙與軸線夾角θ的各參數(shù)最終確定要通過實驗取得。
本實用新型由于采用了不一致的縫隙、間距及夾角結構，通過改變其中任一個或任兩個參數(shù)，達到泄漏電纜按預定設計來變化其它泄漏損耗的數(shù)值，以保證泄漏電纜在數(shù)字蜂窩移動通信GSM或寬帶信號時，在各垂直面上泄漏出的下行射頻信號基本恒定，即在接近2公里距離內差別小于3dB甚至1dB，解決了恒參泄漏電纜在直放站兩邊信號的突跳問題，消除了移動通信與交通控管信號相互干擾的可能性。同時在高耦合損耗段對射頻同軸電纜內的電磁分布擾動甚小，使泄漏電纜的傳輸損耗大大降低，在耦合損耗高達100dB以上時，其傳輸損耗幾乎與無泄漏的射頻同軸電纜相差無幾，其電纜始端的傳輸損耗比末端要低8dB以上。對于一個2公里長的42mm，耦合損耗為75～128dB的變參泄漏電纜來說，其總計傳輸損耗可降低到53dB，形成在直放機為10w輸出的條件下，每整根變參泄漏電纜的長度可長達近2公里，減少了直放機及連接頭的數(shù)量，降低了成本，減少了時延，使可靠性得到了極大的提高了，特別有利于坑道，隧道中的移動通訊，尤其適用于多移動用戶的情況。
圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是本實用新型在長隧道中的移動通信設備方框圖具體實施方式
以下參照附圖詳細說明本實用新型的結構及應用圖1所示結構是剝去外表保護層的變參泄漏電纜，圖中1為電纜的外導體，2為電纜的內導體，在電纜外導體1上設置有若干個泄漏縫隙3。該整根變參泄漏電纜的長度為1.6公里，每個縫隙的寬度相等，一般為0.5～1mm，每個縫隙的長度不等。這些縫隙的長度在整根電纜的外導體上從始端開始按非線性遞增規(guī)律變化，即始端縫隙的長度最短，末端縫隙長度最長，中間段呈非線性遞增，每個縫隙的具體長度要以滿足該處泄漏耦合損耗與該處泄漏電纜中傳輸功率(已知量)同量增減為原則，通過計算最終由實驗確定。每兩個縫隙之間的距離分布也不相等，使這些縫隙在整根電纜的外導體上從始端開始按非線性遞減規(guī)律分布，即始端縫隙的距離d最長，末端縫隙的距離d最短，中間段縫隙的距離d呈非線性遞減，每段縫隙間距的長度要以滿足該處泄漏耦合損耗與該處泄漏電纜中傳輸功率(已知量)同量增減為原則，通過計算最終由實驗確定。各個縫隙與軸線之間的夾角θ也不相同，其變化從始端開始呈非線性遞增規(guī)律，即始端縫隙與軸線之間的夾角最大，末端縫隙與軸線之間的夾角最小，中間段夾角呈非線性遞增變化。
如圖2所示，本實用新型在長隧道網(wǎng)絡的配置中，主要作為微基站與直放站，直放站與匹配負載之間的連接線。每整根電纜的長度可在近2km，直徑為42mm。如果在變參泄漏電纜始端注入近1GHz10W基站射頻信號的情況下，每整段變參泄漏電纜可長達2.09公里。用本實用新型的預制變參泄漏電纜可使隧道中信號起伏做到3dB以內，使移動通信信號保持低值均勻狀態(tài)，消除了直放站移動通信信號突跳需要適應期的問題。
例如在一個9.5公里長的隧道用了5根本實用新型的預制變參泄漏電纜，該電纜的外導體內直徑(即內絕緣體外直徑)為42mm，耦合損耗為75dB-125dB，每根電纜長1.9公里，在始端泄漏縫隙的長度L為3.2mm，縫隙間距d為242mm，夾角θ為15°，每根傳輸損耗總計為50dB。兩根泄漏電纜間所加直放機的放大倍數(shù)為50dB，輸出功率每載波37dBm(5W)，用一個基站和4個直放站，隧道中信號起伏可做到3dB以內。
又如，在一個5公里的隧道用了3根本實用新型的預置變參泄漏電纜，該電纜的內絕緣體外直徑為42mm，在始端泄漏縫隙縫長L為3.7mm，縫隙間距d為218mm，夾角θ為18.6°，耦合損耗為75dB-117.5，每根長1.67公里，其傳輸損耗總計為42.5dB。兩根泄漏電纜間所加直放機的放大倍數(shù)為42.5dB，輸出功率每載波29.5dBm(1W少一點)，用一個基站和2個直放站，隧道中信號起伏可做到3dB以內。
權利要求1.一種預置變參泄漏電纜，包括外導體(1)，內導體(2)和若干個泄漏縫隙(3)，其特征在于各段泄漏縫隙間距(d)在電纜外導體上按非線性遞減分布，各間距的數(shù)值要滿足該段泄漏耦合損耗與該段泄漏電纜中傳輸功率同量增減；各個泄漏縫隙長度(L)在電纜外導體上按非線性遞增分布，每個泄漏縫隙的長度數(shù)值要滿足該處泄漏耦合損耗與該處泄漏電纜中傳輸功率同量增減；各泄漏縫隙與軸線夾角(θ)在電纜外導體上按非線性遞增變化。
2.根據(jù)權利要求書1所述的預置變參泄漏電纜，其特征在于縫隙長度(L)、縫隙間距(d)和各個縫隙與軸線夾角(θ)三個參數(shù)可以同時變化，也可以只變化其中的任意兩個或一個。
3.根據(jù)權利要求書1所述的預置變參泄漏電纜，其特征在于縫隙與軸線夾角(θ)的變化范圍在15°～45°之間。
專利摘要本實用新型公開了一種預置變參泄漏電纜。主要解決現(xiàn)有恒參泄漏電纜，易在直放站兩邊形成信號的突跳及移動通信與交通管控信號的相互干擾問題，采用在電纜外導體(1)上設置若干個寬度恒定，長度不同，間距不等的泄漏縫隙(3)。各個泄漏縫隙的長度L按非線性遞增分布，每兩個縫隙之間的間距d按非線性遞減分布，各泄漏縫隙與軸線夾角θ按非線性遞增變化；縫隙的長度、間距及夾角的具體數(shù)值通過計算最終由實驗，以滿足該處或該段泄漏耦合損耗與該處或該段泄漏電纜中傳輸功率是同量增減來確定。每整段變參泄漏電纜可長達2公里，消除了直放站兩邊信號的突跳及干擾，減少了直放機及連接頭，降低了成本，提高了可靠性，適合作為隧道、坑道近1GHz移動通信的泄漏電纜。
文檔編號H01B11/00GK2716977SQ0326269
公開日2005年8月10日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權日2003年8月29日
發(fā)明者鄭兆翁, 鄭延軍, 鄭延暉 申請人:鄭兆翁, 鄭延軍, 鄭延暉