城市轨道交通通信传输系统维护 课件 2.4漏泄电缆

2.4漏泄电缆2.4.1漏泄电缆的作用漏泄电缆是漏泄同轴电缆的简称（LeakyCoaxialCable）通常又简称为泄漏电缆或漏缆，其结构与普通的同轴电缆基本一致，由内导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体三部分组成。漏泄电缆是在同轴管外导体上开设一系列的槽孔或隙缝，其目的是将电磁波在漏缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波；外界的电磁场也可通过槽孔感应到漏缆内部并传送到接收端，就好比是为无线电波的进出打开了一扇开放的“大门”，实现有线和无线通信的转换。漏泄同轴电缆既具有信号传输作用，又具有天线功能，通过对外导体开口的控制，可将受控的无线电波能量沿线路均匀辐射出去及接收进来，实现对电磁场盲区的无线覆盖，达到移动通信畅通的目的，从而得以可靠地实现对“限定空间”的无线电双向通信。所以在存在电磁场传播的盲区的环境下，对于无线信号接收装置来说，采用泄漏同轴电缆是最佳的无线覆盖手段。2.4.1漏泄电缆的作用城市轨道交通多为封闭式环境，站台、站厅、区间隧道内各种无线信号几乎均为盲区。无线信号在隧道场景中天线传输也很困难，传播容易产生快衰落，因此区间隧道采用漏泄电缆覆盖。2.4.2漏泄电缆的结构漏泄电缆的结构与普通的同轴电缆基本一致，主要由内导体、绝缘介质、带槽孔外导体和电缆护套等构成。2.4.2漏泄电缆的结构普通同轴电缆的目的是将能量从一端传输到另一端，有着最大的横向屏蔽效果，以减小传输过程中的能量损耗。漏泄电缆的设计目的恰恰是减小横向屏蔽，使部分电磁能量可从电缆内穿透到电缆外。2.4.2漏泄电缆的结构漏泄同轴电缆内导体采用光滑铜管或轧纹螺旋铜管，外导体采用薄铜皮，其上开制不同形式的槽孔纵包而成，槽孔形式多种多样，有八字形、U字形、L字形、一字形、椭圆形等，而且槽孔的排列也不尽相同。槽孔的形式、尺寸、排列与频带、频率、泄漏、极化、辐射方向图等密切相关。内外导体可以轧纹成波纹管，也可以不轧纹，轧纹是为了减轻由于弯曲给外导体和槽孔带来的应力及截面变形。绝缘介质为物理发泡聚乙烯，其介电常数很小。电缆护套的材料是黑色聚乙烯或无卤低烟阻燃聚烯烃，要求防火、防水、防震、防腐蚀、阻燃、低烟、无卤、无毒及防紫外线。2.4.2漏泄电缆的结构漏泄电缆的安装方式，主要有非自承式和自承式两种。自承式由φ2.2×6的镀锌钢丝绞合而成，位于漏泄电缆上方，截面呈8字形。非自承式夹具可以用PA66阻燃尼龙材料制品，预先按一定的间距（如1.2m）装在墙上或隧道壁上。2.4.3漏泄电缆的分类漏缆的分类漏泄电缆一般是用簿铜皮作为外导体，在外导体上开切不同形式的槽孔。按漏泄不同，漏泄电缆可以分为两类：耦合型和辐射型。2.4.3漏泄电缆的分类耦合型漏缆耦合型漏缆的外导体上开的槽孔（例如，一个长条形槽，或一组间距远小于波长的小孔，或在漏缆两边开缝）的间距远小于工作波长。电磁场通过小孔衍射，激发电缆外导体外部电磁场，因而外导体的外表有电流，于是存在电磁辐射。电磁能量以同心圆的方式扩散在电缆周围，并随着距离增加而迅速减少。因此这种形式的电磁波又叫“表面电磁波”。这种电磁波主要分布在漏缆周围，但也有少量存在于附近障碍物和间断点（如吸收夹钳、墙壁处），进而生衍射。外导体轧纹、纹上铣孔的电缆是典型的耦合型漏缆。2.4.3漏泄电缆的分类辐射型漏缆辐射型漏缆外导体上，按一定的规律连续开制不同形式的槽孔，槽孔有八字形、斜字形、横一字形等，而电磁波就是这些槽孔产生的。辐射型漏缆的外导体上开的槽孔的间距d与波长（或半波长）相当，其槽孔结构使得在槽孔处信号产生同相迭加。唯有非常精确的槽孔结构和对于特定的窄频段才会产生同相迭加。此时，耦合损耗最低，但频带很窄。高于或低于特定的频率，耦合损耗都会增加。辐射型漏缆的电磁能量有方向性，相同的泄漏能量可在辐射方向上相对集中，并且不会随距离的增加而迅速减小。外导体上开着周期性变化的槽孔，如周期性变化的L字槽、八字槽是典型的辐射型漏缆。2.4.3漏泄电缆的分类两种类型漏缆的比较耦合型漏缆槽孔间距远小于工作波长，漏泄能量扩散在电缆周围无方向性，随离电缆的距离增加信号迅速衰减，受环境影响较大，适合于宽频带工作。辐射型漏缆的槽孔间距与工作波长有关，漏泄能量扩散在电缆周围有方向性，在辐射方向上不会随距离的增加而迅速衰减，受环境影响较小，适合窄频带工作。应当根据不同的使用场合，选择不同类型的漏泄电缆。目前，耦合型漏缆和传统辐射型漏缆应用较少，新型辐射型漏缆应用较多。2.4.4漏泄电缆的工作原理横向电磁波通过同轴电缆从发射端传至电缆的另一端。当电缆外导体完全封闭时，电缆传输的信号与外界是完全屏蔽的，电磁波无法辐射到外部，也不会受到外部干扰的影响。然而，通过同轴电缆外导体上所开的槽孔，电缆内传输的一部分电磁能量能发送至外界环境。同样，外界能量也能传入电缆内部。外导体上的槽孔使电缆内部的电磁场和外界电波之间产生耦合。具体的耦合机制取决于槽孔的排列形式。由车站固定台发出的信号，经中继器传给隧道里的漏泄电缆，漏泄电缆一面向前传输一面向外辐射，其辐射信号被沿线行驶的列车移动台所接收。反之，列