一种轨道交通车地无线传输综合承载通信系统用漏泄波导技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道交通车地无线传输综合承载通信系统用漏泄波导，包括截面呈矩形的金属波导管，金属波导管的两端分别密封焊接左金属法兰和右金属法兰，在金属波导管的其中一个宽侧面的中轴线两侧分别铣一排泄漏缝隙，并在设有泄漏缝隙的金属波导管宽侧面上依次粘接一层塑料胶带和一层阻燃胶布，并在阻燃胶布的外表面压设一层阻燃玻璃丝布；随着泄漏缝隙切割在波导管壁上的位置不同，泄漏缝隙的形状和尺寸不同，泄漏缝隙向外辐射的场强也不同。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通车地无线传输综合承载通信系统用漏泄波导
本专利技术涉及轨道交通无线通信
，尤其涉及一种轨道交通车地无线传输综合承载通信系统用漏泄波导。
技术介绍
随着城市轨道交通无线通信技术的发展，CBTC信号系统已被国内外城市轨道交通信号系统广泛采用。现有的城市轨道交通车地无线传输信号系统(CBTC)的频率为2.4GHz～2.5GHz，而目前应用该频段的电子设备居多，如Wifi、iPad、无线鼠标、无绳电话、蓝牙设备以及医疗检测设备等，甚至微波炉也采用2.4GHz频率，这无疑会对车地无线传输信号系统造成不同程度的干扰，从而也影响到列车的安全运行。为了实现车地无线传输信号系统不受外界信号的干扰，保障列车安全运行，欧美一些国家的城市轨道交通无线信号系统频率陆续由2.4GHz调整到了5.9GHz，并搭载了PIS及LTE-U等多个通信系统，实现了多载频融合及多系统的互联互通，而目前国内城市轨道交通倾向于应用LTE(1785～1805MHz)技术实现车地无线信号的传输，部分城市部分城市陆续开展了此项技术的研究和试验性应用，大部分城市尚处于CBTC制式向LTE制式的过渡观望阶段。现有的城市轨道交通车地无线传输信号系统一般采用BJ22型漏泄波导或1-5/8"辐射型漏泄电缆进行信号的弱场区覆盖，BJ22型漏泄波导的频率范围为2.4GHz～2.5GHz，而1-5/8"辐射型漏泄电缆的截止频率仅2.7GHz，很显然，这两种传输媒质都无法满足5.9GHz频率的新系统的信号传输需求。目前能满足5.9GHz频率的漏泄电缆仅1/2"一种规格，由于规格小，其纵向传输损耗高达35dB/100m。通过链路预算公式可得：P-a×L-Lc-L1≥-65dB，这里：P—信号源功率，取值30dBm；a—漏泄电缆纵向传输损耗，取值35dB；Lc—耦合损耗，取值70dB；L1—系统余量，取值6dB；L的传输长度仅54m。根据国外5.9G无线传输综合承载通信系统的应用经验，系统单方向覆盖距离一般不应小于400m，综上所述，1/2"辐射型漏泄电缆不适合新系统的技术要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轨道交通车地无线传输综合承载通信系统用漏泄波导，能够满足频率范围1.8GHz～5.9GHz，适用于CBTC或CBTC兼容LTE(1785～1805MHz)或5.9G频段的漏泄波导，并能够很好地解决现有漏泄电缆传输损耗大，覆盖距离短、工作频率低及受外界环境干扰大等诸多的问题，并能实现基于LTE的车地无线传输综合承载CBTC、PIS及LTE-unlicensed(LTE-U)多通信系统的互联互通。本专利技术采用的技术方案为：一种轨道交通车地无线传输综合承载通信系统用漏泄波导，包括截面呈矩形的金属波导管，金属波导管的两端分别密封焊接左金属法兰和右金属法兰，在金属波导管的其中一个宽侧面的中轴线两侧分别铣一排泄漏缝隙，并在设有泄漏缝隙的金属波导管宽侧面上依次粘接一层塑料胶带和一层阻燃胶布，并在阻燃胶布的外表面压设一层阻燃玻璃丝布；所述的泄漏缝隙包括第一排泄漏缝隙和第二排泄漏缝隙，每排泄漏缝隙均包括N个泄漏缝隙，每排泄漏缝隙间隔等距排列，每个泄漏缝隙包括水平槽，水平槽的两端分别设有与水平槽相通的调节槽，调节槽的中线与水平槽的中线之间的夹角θ范围为90°≤θ≤180°，当θ＝90°时，泄漏缝隙呈U形，当θ＝180°时，泄漏缝隙呈“一”字形；第一排泄漏缝隙包括泄漏缝隙N1、泄漏缝隙N2……泄漏缝隙Nn，第二排泄漏缝隙包括泄漏缝隙M1、泄漏缝隙M2……泄漏缝隙Mn，当第一排泄漏缝隙的夹角θ范围为90°≤θ＜180°、第二排泄漏缝隙的夹角θ范围为90°≤θ＜180°时，第一排泄漏缝隙的开口和第二排泄漏缝隙的开口相背设置。所述的金属波导管采用铝合金波导管或者铜波导管或者金银合金波导管，且金属波导管的截面的外宽度A和外高度B需要满足A＞B且A＝2B；根据建模分析及实验数据，当漏泄波导的频率范围在1.8GHz～5.9GHz时，金属波导管的内径宽度a满足1.60mm≤(A-a)/2≤2.50mm，内径高度b满足1.60mm≤(B-b)/2≤2.50mm时，满足漏泄波导的抗压性能和电气性能。相邻两个泄漏缝隙的左端之间的距离p根据公式设定；其中，f代表漏泄波导的工作频率，取值范围为1.8GHz～5.9GHz；c代表自由空间电磁波的传播速度，300×106米/秒，λ为波在自由空间的波长，波导波长λg，其中，a代表金属波导管的内径宽度；λc为截止波长，λc＝2a。第二排的泄漏缝隙M1的左端设于第一排的泄漏缝隙N1的左端向右延伸p/2的距离，第二排的泄漏缝隙M2……泄漏缝隙Mn依次向右延伸p/2的距离。当漏泄波导的工作频率f满足1.8GHz～5.9GHz时，每个泄漏缝隙的水平槽的长度w根据公式设定。当漏泄波导的工作频率f满足1.8GHz～5.9GHz时，每个泄漏缝隙的调节槽的宽度w1设定为1.0mm≤w1≤4.0mm。当漏泄波导的工作频率f满足1.8GHz～5.9GHz时，每个泄漏缝隙的调节槽的长度h满足w1≤h≤2w1。当漏泄波导的工作频率f满足1.8GHz～5.9GHz时，每个泄漏缝隙的水平槽的宽度h1满足0.5w1≤h1≤w1。所述的每个泄漏缝隙的水平槽的中线距设有泄漏缝隙的金属波导管宽侧面的中轴线的距离d根据公式应满足条件；设定。本专利技术通过在矩形金属波导管的其中一个宽侧面的中轴线两侧分别铣一排泄漏缝隙，并在设有泄漏缝隙的金属波导管宽侧面上依次粘接一层塑料胶带和一层阻燃胶布，同时在阻燃胶布的外表面压设一层阻燃玻璃丝布；随着泄漏缝隙切割在波导管壁上的位置不同，泄漏缝隙的形状和尺寸不同，泄漏缝隙向外辐射的场强也不同，从而降低泄漏缝隙与车载天线的耦合度，提高漏泄波导的辐射性能。本专利技术专利具有优点：1、工作频率高，传输频带宽。频率范围:1.8GHz～5.9GHz。可以承载多通信系统，未来可以应用到5G通信系统中。2、通信制式多，既可以适应于CBTC、LTE及5.9G通信，又可以满足CBTC和LTE两大系统的并行运行3、传输损耗小。1.8GHz～2.5GHz频段的传输损耗小于2dB/100m，5.9GHz频段的传输损耗小于5dB/100m；而1-5/8"漏泄电缆1.8GHz时传输损耗达5dB/100m，2.5GHz时传输损耗达6.5dB/100m，1/2"漏泄电缆5.9GHz时传输损耗高达35dB/100m。4、带内频率响应度良好，场强辐射非常均匀，50％与95％的场强概率值相差小于1.5dB，而漏泄电缆其差值一般大于5dB，现有2.4GHz漏泄波导其差值一般为3～5dB，因而本专利技术专利的漏泄波导具有较低的误码率，非常适应于无线数字通信。5、可靠性高、抗干扰能力强，敷设时不受环境限制，不会与地面或墙面之间形成“双线效应”，而漏泄电缆敷设时，对周围环境要求较高，为避免“双线效应”，漏泄电缆应与墙面或地面保持100mm以上的距离，并且漏缆夹具应采用非金属材料，周围环境中不应有金属物。6、调整泄漏缝隙的尺寸大小、偏离中心线的距离及节距等参数，可以形成场强分级补偿的漏泄波导，实现漏泄波导传输距离更长，场强落差更小。一般情况下，分级补偿的漏泄波导传输距离比均匀缝隙的漏泄波导传输距离延长20％左本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通车地无线传输综合承载通信系统用漏泄波导，其特征在于：包括截面呈矩形的金属波导管，金属波导管的两端分别密封焊接左金属法兰和右金属法兰，在金属波导管的其中一个宽侧面的中轴线两侧分别铣一排泄漏缝隙，并在设有泄漏缝隙的金属波导管宽侧面上依次粘接一层塑料胶带和一层阻燃胶布，并在阻燃胶布的外表面压设一层阻燃玻璃丝布；所述的泄漏缝隙包括第一排泄漏缝隙和第二排泄漏缝隙，每排泄漏缝隙均包括N个泄漏缝隙，每排泄漏缝隙间隔等距排列，每个泄漏缝隙包括水平槽，水平槽的两端分别设有与水平槽相通的调节槽，调节槽的中线与水平槽的中线之间的夹角θ范围为90º≤θ≤180 º，当θ=90º时，泄漏缝隙呈U形，当θ=180º时，泄漏缝隙呈“一”字形；第一排泄漏缝隙包括泄漏缝隙N1、泄漏缝隙N2……泄漏缝隙Nn，第二排泄漏缝隙包括泄漏缝隙M1、泄漏缝隙M2……泄漏缝隙Mn，当第一排泄漏缝隙的夹角θ范围为90º≤θ＜180 º、第二排泄漏缝隙的夹角θ范围为90º≤θ＜180 º时，第一排泄漏缝隙的开口和第二排泄漏缝隙的开口相背设置。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通车地无线传输综合承载通信系统用漏泄波导，其特征在于：包括截面呈矩形的金属波导管，金属波导管的两端分别密封焊接左金属法兰和右金属法兰，在金属波导管的其中一个宽侧面的中轴线两侧分别铣一排泄漏缝隙，并在设有泄漏缝隙的金属波导管宽侧面上依次粘接一层塑料胶带和一层阻燃胶布，并在阻燃胶布的外表面压设一层阻燃玻璃丝布；所述的泄漏缝隙包括第一排泄漏缝隙和第二排泄漏缝隙，每排泄漏缝隙均包括N个泄漏缝隙，每排泄漏缝隙间隔等距排列，每个泄漏缝隙包括水平槽，水平槽的两端分别设有与水平槽相通的调节槽，调节槽的中线与水平槽的中线之间的夹角θ范围为90°≤θ≤180°，当θ＝90°时，泄漏缝隙呈U形，当θ＝180°时，泄漏缝隙呈“一”字形；第一排泄漏缝隙包括泄漏缝隙N1、泄漏缝隙N2……泄漏缝隙Nn，第二排泄漏缝隙包括泄漏缝隙M1、泄漏缝隙M2……泄漏缝隙Mn，当第一排泄漏缝隙的夹角θ范围为90°≤θ＜180°、第二排泄漏缝隙的夹角θ范围为90°≤θ＜180°时，第一排泄漏缝隙的开口和第二排泄漏缝隙的开口相背设置；相邻两个泄漏缝隙的左端之间的距离p根据公式设定；其中，f代表漏泄波导的工作频率，取值范围为1.8GHz～5.9GHz；c代表自由空间电磁波的传播速度，300×106米/秒，λ为波在自由空间的波长，波导波长λg，其中，a代表金属波导管的内径宽度；λc...

【专利技术属性】
技术研发人员：王如彬，尚爱民，王胜军，白龙刚，许慕军，魏腾飞，王志辉，
申请(专利权)人：通号郑州轨道交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41