专利名称：预置变参泄漏电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通讯电缆，具体的说是属于在长隧道移动通讯中使用的泄漏电缆，可极大的提高隧道1GHz附近的公用网和专用网通讯性能，并能大幅度降低整体成本。
技术背景目前市面上销售的商品泄漏电缆是从上世纪前半叶开始用于隧道铁路及坑道移动通信的传统泄漏电缆。由于当时通讯频率较低，仅在39MHz以下，因而射频同轴电缆的内传输损耗在39MHz以下是很低的。这种电缆为了制造方便及当时的机床加工水平，故使数公里长的射频同轴电缆上所开的若干泄漏缝隙大小及间距完全保持一致，因而泄漏损耗及传输损耗是恒定不变的，形成恒参泄漏电缆。随着通信技术的发展，通讯频率在不断升高，当频率升到1GHz附近时，使用这种恒参泄漏电缆，就会出现因传输损耗显著上升使电缆始端泄漏在隧道中的通信信号很强，而在1.6公里后将削弱50dB以上，造成中继直放站两站之间信号强度突跳，这种数十分贝的信号突跳，对于声学、光学、通信、电学中适应调整期来说都比较长，而且突跳越大，调整期越长，严重影响到通信质量的提高，并形成移动通信与交通控管信号的相互潜在干扰。
一般在长隧道移动通讯中使用这种泄漏电缆时，需要在每两根泄漏电缆之间加一部中继直放机，如图2所示。由于泄漏电缆间的中继接力直放站需要加多，必然导致设备成本增加，性能降低。以数字蜂窝移动通信GSM(890～960)为例，一般用外导体内直径为42mm的空气绝缘恒参泄漏电缆，其传输损耗为33dB/Km，泄漏损耗为75dB。
通常在1GHz时的移动用户机的接收灵敏度为-102dBm或更佳，若移动用户手机能接收到的信号大于-88dBm，就可实现手机与基站的良好通信，在这种情况下，泄漏电缆中传输的数字蜂窝移动通信GSM下行信号应处处大于-13dBm，即-13-75＝-88(dBm)。而在整根泄漏电缆末端的传输功率为-13dBm的情况下，离末端2公里远的泄漏电缆中传输功率应为-13+33×2＝53(dBm)，这在1GHz，53dBm，即200w的直放机或基站是很难做到的，而且寿命短，可靠性低，价格昂贵，若用42mm外导体内直径、传输损耗为33dB/Km的恒参泄漏电缆，其价格为12万元/公里，每个直放站需要数百万元。
若将每段泄漏电缆长度减为1.67公里，虽说直放站、基站的输出可降为10w，其售价可降很多，每个直放站只需近十万元，且寿命及可靠性大大提高，但最大的问题是下行信号起伏将达到55dB，即在直放站处出现信号突跳55dB的现象，对保证通信不间断是很不利的，并有可能形成移动通信与交通控管信号的相互干扰。
如果采用将信号起伏差别限定在30dB左右，将长隧道中每整根泄漏电缆的长度也相应限定在1公里以内，则要再增多隧道中直放站的数量，这种方案不但仍然不能彻底解决这种信号起伏和突跳和信号互相有可能形成干扰的问题，而且由于直放站的增多增加了连接头的数量，而导致可靠性降低，时延加大。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变参泄漏电缆，以解决恒参泄漏电缆在直放站两边信号的突跳，消除移动通信与交通控管信号可能形成干扰及可靠性低的问题。
实现本实用新型目的的技术方案是，将电缆上的各个泄漏缝隙长度L、各段缝隙间距d和各个缝隙与轴线夹角θ，均设为变量，且该缝隙间距d在电缆外导体上按非线性递减分布，各段缝隙间距的数值确定要满足该段泄漏耦合损耗与该段泄漏电缆中传输功率同量增减；这些泄漏缝隙长度L在电缆外导体上按非线性递增变化，各泄漏缝隙长度的数值确定要满足该处泄漏耦合损耗与该处泄漏电缆中传输功率同量增减；该缝隙与轴线夹角θ在电缆外导体上按非线性递增变化，上述预置变参泄漏电缆，其缝隙长度L、缝隙间距d和各个缝隙与轴线夹角θ三个参数可以同时变化，也可以只变化其中的任意一个或两个。若其它参数不变只变化间距d，则d越大耦合损耗越高，因而变参泄漏电缆末端间距小，而始端间距大。若其它参数不变只变化缝隙长度L，则L越长耦合损耗越低，因而变参泄漏电缆末端长度长，而始端长度短。若其它参数不变只变化缝隙与轴线之间的夹角θ，则θ小耦合损耗高，因而变参泄漏电缆末端θ大，而始端θ小。如果缝隙长度L、缝隙间距d和各个缝隙与轴线夹角θ三个参数中有任意一个参数不变，而变化其它两个参数，其规律与固定任意两个参数变化其中一个参数相同。
上述预置变参泄漏电缆，其缝隙与轴线夹角θ的变化范围在15°～45°之间。
上述预置变参泄漏电缆，每个缝隙长度L、每段缝隙间距d和各个缝隙与轴线夹角θ的各参数最终确定要通过实验取得。
本实用新型由于采用了不一致的缝隙、间距及夹角结构，通过改变其中任一个或任两个参数，达到泄漏电缆按预定设计来变化其它泄漏损耗的数值，以保证泄漏电缆在数字蜂窝移动通信GSM或宽带信号时，在各垂直面上泄漏出的下行射频信号基本恒定，即在接近2公里距离内差别小于3dB甚至1dB，解决了恒参泄漏电缆在直放站两边信号的突跳问题，消除了移动通信与交通控管信号相互干扰的可能性。同时在高耦合损耗段对射频同轴电缆内的电磁分布扰动甚小，使泄漏电缆的传输损耗大大降低，在耦合损耗高达100dB以上时，其传输损耗几乎与无泄漏的射频同轴电缆相差无几，其电缆始端的传输损耗比末端要低8dB以上。对于一个2公里长的42mm，耦合损耗为75～128dB的变参泄漏电缆来说，其总计传输损耗可降低到53dB，形成在直放机为10w输出的条件下，每整根变参泄漏电缆的长度可长达近2公里，减少了直放机及连接头的数量，降低了成本，减少了时延，使可靠性得到了极大的提高了，特别有利于坑道，隧道中的移动通讯，尤其适用于多移动用户的情况。
图1是本实用新型的结构示意图图2是本实用新型在长隧道中的移动通信设备方框图具体实施方式
以下参照附图详细说明本实用新型的结构及应用图1所示结构是剥去外表保护层的变参泄漏电缆，图中1为电缆的外导体，2为电缆的内导体，在电缆外导体1上设置有若干个泄漏缝隙3。该整根变参泄漏电缆的长度为1.6公里，每个缝隙的宽度相等，一般为0.5～1mm，每个缝隙的长度不等。这些缝隙的长度在整根电缆的外导体上从始端开始按非线性递增规律变化，即始端缝隙的长度最短，末端缝隙长度最长，中间段呈非线性递增，每个缝隙的具体长度要以满足该处泄漏耦合损耗与该处泄漏电缆中传输功率(已知量)同量增减为原则，通过计算最终由实验确定。每两个缝隙之间的距离分布也不相等，使这些缝隙在整根电缆的外导体上从始端开始按非线性递减规律分布，即始端缝隙的距离d最长，末端缝隙的距离d最短，中间段缝隙的距离d呈非线性递减，每段缝隙间距的长度要以满足该处泄漏耦合损耗与该处泄漏电缆中传输功率(已知量)同量增减为原则，通过计算最终由实验确定。各个缝隙与轴线之间的夹角θ也不相同，其变化从始端开始呈非线性递增规律，即始端缝隙与轴线之间的夹角最大，末端缝隙与轴线之间的夹角最小，中间段夹角呈非线性递增变化。
如图2所示，本实用新型在长隧道网络的配置中，主要作为微基站与直放站，直放站与匹配负载之间的连接线。每整根电缆的长度可在近2km，直径为42mm。如果在变参泄漏电缆始端注入近1GHz10W基站射频信号的情况下，每整段变参泄漏电缆可长达2.09公里。用本实用新型的预制变参泄漏电缆可使隧道中信号起伏做到3dB以内，使移动通信信号保持低值均匀状态，消除了直放站移动通信信号突跳需要适应期的问题。
例如在一个9.5公里长的隧道用了5根本实用新型的预制变参泄漏电缆，该电缆的外导体内直径(即内绝缘体外直径)为42mm，耦合损耗为75dB-125dB，每根电缆长1.9公里，在始端泄漏缝隙的长度L为3.2mm，缝隙间距d为242mm，夹角θ为15°，每根传输损耗总计为50dB。两根泄漏电缆间所加直放机的放大倍数为50dB，输出功率每载波37dBm(5W)，用一个基站和4个直放站，隧道中信号起伏可做到3dB以内。
又如，在一个5公里的隧道用了3根本实用新型的预置变参泄漏电缆，该电缆的内绝缘体外直径为42mm，在始端泄漏缝隙缝长L为3.7mm，缝隙间距d为218mm，夹角θ为18.6°，耦合损耗为75dB-117.5，每根长1.67公里，其传输损耗总计为42.5dB。两根泄漏电缆间所加直放机的放大倍数为42.5dB，输出功率每载波29.5dBm(1W少一点)，用一个基站和2个直放站，隧道中信号起伏可做到3dB以内。
权利要求1.一种预置变参泄漏电缆，包括外导体(1)，内导体(2)和若干个泄漏缝隙(3)，其特征在于各段泄漏缝隙间距(d)在电缆外导体上按非线性递减分布，各间距的数值要满足该段泄漏耦合损耗与该段泄漏电缆中传输功率同量增减；各个泄漏缝隙长度(L)在电缆外导体上按非线性递增分布，每个泄漏缝隙的长度数值要满足该处泄漏耦合损耗与该处泄漏电缆中传输功率同量增减；各泄漏缝隙与轴线夹角(θ)在电缆外导体上按非线性递增变化。
2.根据权利要求书1所述的预置变参泄漏电缆，其特征在于缝隙长度(L)、缝隙间距(d)和各个缝隙与轴线夹角(θ)三个参数可以同时变化，也可以只变化其中的任意两个或一个。
3.根据权利要求书1所述的预置变参泄漏电缆，其特征在于缝隙与轴线夹角(θ)的变化范围在15°～45°之间。
专利摘要本实用新型公开了一种预置变参泄漏电缆。主要解决现有恒参泄漏电缆，易在直放站两边形成信号的突跳及移动通信与交通管控信号的相互干扰问题，采用在电缆外导体(1)上设置若干个宽度恒定，长度不同，间距不等的泄漏缝隙(3)。各个泄漏缝隙的长度L按非线性递增分布，每两个缝隙之间的间距d按非线性递减分布，各泄漏缝隙与轴线夹角θ按非线性递增变化；缝隙的长度、间距及夹角的具体数值通过计算最终由实验，以满足该处或该段泄漏耦合损耗与该处或该段泄漏电缆中传输功率是同量增减来确定。每整段变参泄漏电缆可长达2公里，消除了直放站两边信号的突跳及干扰，减少了直放机及连接头，降低了成本，提高了可靠性，适合作为隧道、坑道近1GHz移动通信的泄漏电缆。
文档编号H01B11/00GK2716977SQ0326269
公开日2005年8月10日 申请日期2003年8月29日 优先权日2003年8月29日
发明者郑兆翁, 郑延军, 郑延晖 申请人:郑兆翁, 郑延军, 郑延晖