专利名称：漏泄同轴电缆的传输损耗或耦合损耗的计算方法
技术领域：
本发明属于通信线缆的技术领域，尤其涉及漏泄同轴电缆技术领域。
背景技术：
漏泄同轴电缆(Leaky Coaxial Cable，LCX)具有信号传输作用，又具有天线功能， 通过对外导体开口的控制，可将受控的电磁波能量沿线路均勻的辐射出去及接收进来，实现对电磁场盲区的覆盖，已达到移动通信畅通的目的。如
图1所示，漏泄同轴电缆由位于最里面的内导体1、位于内导体1外围的绝缘体2、位于绝缘体2外围的具有周期性排列的槽孔5的外导体3和位于外导体3外围的护套4构成。漏泄同轴电缆主要用于地铁，隧道和大型建筑(如机场候机楼，车站候车厅)等环境下的无线通信。它有辐射和接收传输微波信号的特性，可以保持这些场合中无线通信信号的一定强度，从而保证这些特殊场合下的无线通信(如移动通信，消防及其它与安全相关的无线通信)的畅通。在漏泄同轴电缆的设计中，对一定长度的漏泄同轴电缆，在一定的工作频率下的传输损耗Lt和耦合损耗k有确定的技术指标。它们是设计漏泄同轴电缆的两项基本依据。 漏泄同轴电缆产品的合格与否，由一定长度的漏泄同轴电缆(通常为100米长)在规定的条件下测试确定。下面介绍漏泄同轴电缆传输损耗的定义和测试过程，一段给定长度漏泄同轴电缆 (通常为100米长)，用电路二端口网络可以表示为如图2所示，图中①②分别代表漏泄同轴电缆的输入端和输出端，S21表示上述二端口网络的输入端到输出端的电压传输系数，漏泄同轴电缆的传输损耗Lt由如下公式1表示，其单位为dB。Lt = 201g/S21/dB公式 1 ；下面介绍漏泄同轴电缆耦合损耗的定义和测量过程，漏泄同轴电缆耦合损耗k的测量原理示意图如图4所示，图中，在由χ轴、y轴和ζ轴构成的空间坐标中，包括测量耦合损耗k用标准偶极子天线11、混凝土 12和漏泄同轴电缆13，图中假定漏泄同轴电缆13与 ζ轴平行；a点为偶极子天线的馈口中心点；b点为a点到漏泄同轴电缆开缝处的垂点；d为偶极子天线到漏泄同轴电缆的轴线距离(一般为1. 5米到2米)。在多次测量值中，如95%的测量值在给定的标准的允许误差值之内(即为沿着Lrt 上下波动的范围)，则视漏泄同轴电缆为合格。其中Vcd是第i次测量中偶极子天线上测得的电压，Vrai是第i次测量中漏泄同轴电缆中b点处的电压，用如下公式2计算出本次的漏泄同轴电缆耦合损耗，其单位为dB。Ln = 201g(-^) / 诎公式 2
^ LCXi对于如此长度的漏泄同轴电缆，其电磁数值仿真，已属电大问题(即电磁目标的尺寸远大于其工作波长的一类问题)。现有的通用电磁数值仿真软件，由于可用的计算机资源(计算机内存，计算速度等)的限制，已无法进行有效的计算。其主要的问题是在漏泄同轴电缆的周期开缝结构中，任一开缝与邻近的开缝之间存在着电磁能量耦合。
这种漏泄同轴电缆的耦合和参与计算的漏泄同轴电缆长度(表现为不同的开缝数)具有关联关系，具体表现在(1)对每个开缝都存在着与邻近缝的耦合效应。(2)当两个缝之间的距离变大时，耦合效应变小。(3)此种电磁耦合与电缆的规格尺寸，开缝的形状与尺寸，以及开缝的周期长度相关。并无一定的解析表达式可寻。(4)周期结构电磁仿真方法，对此种结构无效。取一段计算机能仿真的漏泄同轴电缆，其含有有限个开缝，可以由相关软件进行较精确的电磁仿真。这种仿真虽然计及了此有限长度内的开缝之间的耦合效应对传输损耗Lt和耦合损耗k的影响，但在推算具有η个开缝漏泄同轴电缆的传输损耗Lt 和耦合损耗k时，段与段之间的缝耦合就未能计及。由此而产生的误差成为造成设计失败的主要原因。
发明内容
本发明的目的是为了精确计算漏泄同轴电缆的传输损耗Lt或耦合损耗Lp提出了漏泄同轴电缆的传输损耗和耦合损耗的计算方法。为了实现上述目的，本发明提供了计算传输损耗Lt的技术方案漏泄同轴电缆的传输损耗的计算方法，包括如下步骤步骤1 选取一固定长度和固定开缝数的漏泄同轴电缆，进行电磁数值仿真，计算
出此段漏泄同轴电缆的第一次平均传输损耗=Z1ta =^J ；
ta N步骤2 在步骤1的基础上增加M个开缝，计算出此段漏泄同轴电缆的第二次平均
传输损耗ζ2,=丨知(疆)丨； ta N+M步骤3 重复步骤2，得到平均传输损耗的序列Z3 = ^21(Af+2M)l，
ta N + 2M
L\a = \^A,……，ITta = P—，式中，m表示仿真次数，m属于丄到n ; ta N + 3Mta N + (m-\)M步骤4 应用序列的加速收敛技术，求出此收敛序列的极限=￡，=Lta;步骤5 计算选定长度H的传输损耗LtH = nHXLta。为了实现上述目的，本发明提供了计算耦合损耗Lr的技术方案漏泄同轴电缆的耦合损耗k的计算方法，包括如下步骤步骤A 选取一固定长度和固定开缝数的漏泄同轴电缆以及在距离漏泄同轴电缆一固定距离放置一标准偶极子天线，进行电磁数值仿真，计算出此段漏泄同轴电缆的平均
耦合损耗:Llra = ^l /N-,步骤B 在步骤1的基础上漏泄同轴电缆又增加M个开缝，计算出此段漏泄同轴电缆的平均耦合损耗:L2ra = 1^1
/(N+M)·,
步骤C:重复步骤2，得到平均耦合损耗的序列
权利要求
1.漏泄同轴电缆的传输损耗的计算方法，包括如下步骤步骤1 选取一固定长度和固定开缝数的漏泄同轴电缆，进行电磁数值仿真，计算出此段漏泄同轴电缆的第一次平均传输损耗
2.漏泄同轴电缆的耦合损耗的计算方法，包括如下步骤步骤A 选取一固定长度和固定开缝数的漏泄同轴电缆以及在距离漏泄同轴电缆一固定距离放置一标准偶极子天线，进行电磁数值仿真，计算出此段漏泄同轴电缆的平均耦合
全文摘要
本发明涉及漏泄同轴电缆的传输损耗或耦合损耗的计算方法。本发明根据漏泄同轴电缆的传输损耗和耦合损耗在长度方向(如Z轴)上的值均具有收敛特性的规律，提出了针对传输损耗或耦合损耗的计算方法。在本发明中漏泄同轴电缆的传输损耗值和耦合损耗值计及了此有限长度内的开缝之间的耦合效应对传输损耗和耦合损耗的影响，利用了加速收敛方法来计算无限长的漏泄同轴电缆的虚拟的平均传输损耗和平均耦合损耗，得到某一长度漏泄同轴电缆的传输损耗和耦合损耗的最接近真实值。
文档编号G06F19/00GK102176219SQ201010611288
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者喻志远, 郭丽丽 申请人:电子科技大学