漏泄同轴电缆辐射特征对通信范围的妨碍

42 一 一 ， 白 ／ ＼ 第 30 卷第 4 期 太原理T大学学报 V o】 ． 30 No． 4 h 【 yi999 文 章 编 号 i 00 7— 9 43Z ( 19 99 ) 0 4— 0 42 9— 03 漏泄 同轴 电缆辐射特性对通讯 范 围的影响 赵 吉祥。 张 跃平、 郑 国莘 — — j 工 大 学 信 息 工 程 学 院 盛 剑桓 张文梅 ～C {| j 摘要 通 过 对 漏 泄 同 轴 电 缆 等 距 和 非 等 距 开 槽 辐 射 特 性 的 分 析 。 得 出 辐 射 特 性 ( 方 向 性 ) 越 好 ， 电 波 的 覆 盖 范 围 越 大 。 这 样 可 以 达 到 利 用 较 短 的 漏 泄 电 缆 实 的 7o 右[” ， 因此， 千方百计地减少电缆成本， 已作为推广 漏泄通信 的当务之 急。

这 方面的研究工作 已经作 了不少 ， 文献[ 1， 2] 主 要探讨 了详细施行 的细则及漏泄 电缆等距离开矩形 缝隙的场的纵 向分布 ， 没有 考虑辐射 特性 ( 主要是方 向性 ) 对通信的分布。 本文主要从辐射 的方 向性来分 析 漏泄同轴 电缆在 理想 矩形直 坑道 中场 的分布 ， 由 此进一步探讨 了等长 的同轴线 随着其辐射方 向性的 不 同而 引起 场分布范 围的差异情况 。 左 l 同轴 电缆等距和 非等距开槽辐射特 性分析 1． 1辐射场 的表达 式 同轴 电缆非等距 开槽 的结构如图 l 所示 。将漏 泄 同轴 电缆放置在 自由空 间中0] 。 再 考虑 渡在 电缆 中传播 的衰 减及每个缝 隙的损 耗 ， 得辐射 场的 远场 表 达式 ： 2 E ，= 一 ) · ／ L ．，( 1 ) ． 白 ． L二 ； 一 ＼ 焉 y__ L-一I 部丹 蝇 十 l 韶 i= 1， 2 分别代 表第 1部分和第 Ⅱ部分磁场 ， 其 中 f R L +( L 一 1) d co$8 ，i =l ， R 一 R L +( 一 1 ) d cos8 一 L— l (m2 — 1) dcos0， i =2 ， f口 1= K 。

R 】 + 卢 ( 1 — 1) ， i =哇 — K 。 R + 卢 [ (M 一 1) + 【 L 十 ( 埘 z — 1) ] ， i 一 2 ． f (ml — 1) ， i — l ，Z ． u一 1L + (m 一1 ) ， ：2．m 为耦 合损 耗 因子 ， n 为衰减 因子 ， 其表 达 式分别 为 嘲 A 一詈 c r 一c 智 +智 1， ．一 。 · 这里 为同轴线 内、 外径 的内壁 阻抗 ， 为 同轴 线 内介质 中 的波 阻抗 。在型 ( 1) 中， 令 L = d 可得 到等距 开缝 隙 的场的表达式 。 ， 分别 为矩 形缝隙 的长和宽 ， R 和 R 分别 ①收藉 日期 ： i 998- i i -08 赵吉祥 ． 196 5 年 l 2 月生 。 硬士 ． 讲 师 ． 研究方 向： 通 信与 电碰 散射 ， 太原 ． 0300Z4 ∑1 - ∑ 维普资讯 太 原 理 工 大 学 学 报 第 3O卷 1． 2辐 射 特 性 分 析 假 定 漏 泄 电 缆 长 度 为 200 m， 频 率 ／= 1 800 M H z ． 首 先分析 图 l 所 示结构 中 ， 』 的变化对 辐 射特 性 的影响 。

利用式 ( 1) ， 假定 d 一8 5 CII1 固定不 变 ， L ， 都在 变化 ， 作 lE l— E ( ， 』 ，口 ) I三维 图漏泄同轴电缆通信， 如图 2 所 示 。从图中看 出 ， ， 的差异对辐方 向性影响不大 ， 那 么 ， 影响辐射 的方 向性 因素 只能是 d． 寻找 一个 d ， 试 图使 主瓣 出现 在 很 小 的 地 方 ， 令 d 一 7． 5 CI1 1， L = 100 nl ， 作 lE l — lE (口 ) l辐 射图， 如图 3 所示 ， 可以 看 出 ， 主瓣 出现 在 一3． 6。 的 地 方 。 角度／ (‘ ) 圈 2 JE= lE ( ， ) 『 的曲面 瞬 0 o． n． a ，、 ＼ 囤 3嗣 {哇 } 电缆 非 等 距 开 棚 ， L = 1O0 m 7 5 cm 时辐射 图 其次分析 漏泄 电缆 等距离开 槽 的辐射方 向性 ， 令 d= 7． 5 CI1 1和 = 10． 5 CII1， 作 lE l = lE ( ) l辐射 图 ， 如图 4 所示 。看出当 = 7． 5 CII1时主瓣出现在 一3． 6。

； 当 d = 10． 5 CI1 1时 ， 主瓣 出现 在 0= 68． 4 ． 由 此能 见 ， 不 同的 d ， 对其 方 向性 的影 响非 常大 ， 那 么 方 向性 的不 同 ， 对 场的分 布有何 影响 ， 这是我们 下面 要进行的工作 。 I ＼ ＼ ? ／ f ． 匝 4潮 {哇 } 电缆苷距 开槽 时 ， 7． 5 cm (实 线) 和 = 10 5 crrt(虚 线) 的辐射 图 2漏泄 同轴电缆在矩形理想直坑道 中 场 的分 布 将漏 泄 电缆安 放在 长 为 500 rn 的矩形 直坑 道 中， 假定 四壁为理想界面 。 考虑一级近 似 ， 那么 ， 坑道 内的场将 由直射场 和 四壁 的反射 线构成 ， 利用 镜像 定理 ， 考虑到式 ( 1) ， 这场最容 易受到 ， 作漏 泄同轴线 下 3 m 处场 的纵 向分 布曲线 ， 如 图 5 所示 。 j。 ： ，_ 、 厂 ～是 百 一 ＼i J‘ D ／ m 1一 代表 2一 代表 d= 10 5 Ctit时 ． 等 距开槽 谤泄 电缆场 的分 布 { 3一代表 = 7 5 ， L - - 100 r【 L 时 ， 等 距开槽 磊泄 电缆场 的分 布 = 7 5 cm 时 ． 等距 开槽蓿 {世电缆场 的分 布 ； 匝 5场 的丹布 曲线 f - - 1 800 MH z 从 图 中看 出 ， d = 10． 5 cm 的漏 泄 电 缆 ， 由于 其 辐 射方向性差 ， 因此 ， 其场 的覆 盖 只有 200 Ill ， 而对 于 d = 7． 5 CIII 的两种漏泄 电缆 ， 可 以看 出 200 Ill 的 电缆其 场 的覆 盖范 围将 近 400 Il1． 这样 就大 大增加 了漏泄 系统通信 的成本 。

3 结束 语 通 过 以上 对漏 泄 电缆辐射 特性 的分 析 ， 可 以得 到 如下 结论 。 维普资讯 第 4 期 赵吉 祥等 ： 漏泄 同轴 电缆辐 射特 性对通 信 范 围的影 响 a． d 的不 同， 将对 漏泄 电缆 辐射 方 向性影 响太 大 ； b．方 向性 的不 同， 场 的 覆盖 范围 也不 同 ， 方 向 性越好 即 0 很小 ( 或更 大) ， 场的覆盖范 围越大 ． 这样 就节 省了同轴电缆 ， 提 高经 济效益 ； c．采用 图 1 所示的结构 ， 可以减少 漏泄电缆的 成本 ， 同时也能 以达 到运用 较短 的 同轴 线而 覆盖范 围较大的 目的。 参考文献 1盛剑 恒 ． 张跃 年 ． 叶^ 俊 用方式 变 换器作 井下漏 泄通信 的试验 煤擐科 学拄木 ． 1988 ． 3． 45～50 2 M L im ard · marige · 』V a nd amm e ， 日 ． R adio wave retrans m ls s ~ on i n co nfined a~ea$ u s ing Tad iatlng cub ic． I n te r na ti ona l c onf e r enc e o n veh [c ula r tech no] ogy ， S w eden ． 19 94 3黄宏 嘉著傲踱 原理 ( 卷 1 )． 北京 ： 科 学 出版社 ，l 963 223～228 I n f lu en c e of R ad ia t in g C h a r a cte r isti cs of a L ea k y C oa x i a l C a b le to R a n g e of C o m m u n ic a tio n Z hao J ixia ng漏泄同轴电缆通信， Z hang Y aeping ， Z heng G uoxi n ， S he ng J ia nhuan ， Z hang W eime i (Colleg e o／l nf or man0 E ng ineering of 7 w) A bstr act O n ana ly sis of radiating characteri stics from equal --d istance an d no neq ua1． ． dista nce slo ts on l ea k y co ax ial cab le ， it is fo u nd th at th e cov erin g ra n ge of rad io w av e g ets w i der w i th th e better dir ection of r adia ting cha racteristics t thus ， the aim of com m unica ti on w ith w ider r ang e US— ing s h o rter leak y ca bl e can be re ach ed ． K e y w or d s a leak y co ax ial cabl e ； r adiatin g ch aracter istic ； r ecta ng u lar s lo t (本 文责任 编辑 ： 贾 丽红 ) ( 上接第 428 页) A p p l ica tion to th e F ast M ea su r em en t of C h a r a cte r js ti c P ar am eter s of E lectr i c N et of M on i tor in g 0f M i n e E lec tr i c N et P ar am eter s W a n g Sh en l in t Z hen g G ao xi n ， S hi D on g h u a (C olleg e of Inf ormation E ng ineering o f T UT ) A bstr act In this paper the for mul ae for comput ing par ame ters of sinusoi ds ， w hich using four in stan tan eo us v alu es ， a re de d uced ． W he n the e lectr ic n et h as h o mo n y mic w av es ． th e r elation s h ip of s am p le p erio d an d err or is a naly zed ． T h e s u ita ble sam pl e p eriod is giv en an d th e f as t m eas u reme nt is a pplied to develop a new ty pe of pow e r sensor for mine ． K ey w o rd s A C p aram eter ； h om o ny m ic w av e ； s en so r (本 文责 任编辑 ： 贾 丽红 ) 维普资讯

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