一种覆盖介质层的矩形波导制造技术

本发明专利技术公开了通信电缆技术领域的一种覆盖介质层的矩形波导。所述波导结构包括矩形波导和介质层；所述介质层置于矩形波导上，同时在所述矩形波导壁上沿该轴线方向间隔均匀的开有若干个缝隙而形成的缝隙阵列。本发明专利技术在矩形缝隙波导上加入介质层，显著增加矩形缝隙波导表面工作区的电场强度；减小电磁场的发散程度；同时通过选择合适的介质层的厚度和介电常数，可以控制矩形缝隙波导电缆工作区的辐射场强。本发明专利技术可以应用于CBTC铁路移动通信系统，增大矩形缝隙波导上方的近场强度且提高电场的空间收敛性，使系统达到最佳工作状态。

【技术实现步骤摘要】
一种覆盖介质层的矩形波导
[0001 ] 本专利技术属于通信电缆
，尤其涉及一种覆盖介质层的矩形波导。
技术介绍
矩形缝隙波导主要通过在波导壁的适当位置和方向开一系列周期性缝隙，从而可以有效地辐射和接收无线电波，并且不对远处电波造成影响，也不受远处一般电波的干扰。目前，基于无线通信的移动闭塞系统(CBTC)中车地之间的双向连续通信主要通过矩形缝隙波导实现。当前，移动闭塞系统的车地无线传输主要采用2.4GHz开放频段，其中应用于2.4GHz的矩形缝隙波导可以将主要能量进行传输，在传输过程中仅在电缆周围一定范围内辐射很小的一部分能量，形成一条径向范围有限的无线电波通道，这样可以用有限的能量来尽量延伸电波的作用距离，从而提高通信质量。典型的矩形缝隙波导辐射出的电场在远离矩形波导时呈现发散衰减现象，当接收机距离矩形缝隙波导上方一定距离后，接收到的电平无法满足接收机灵敏度要求。而对于现有的CBTC等车地之间的双向通信来说，矩形缝隙波导的有效使用距离一般为50cm以内。同时，矩形缝隙波导作为接收天线时，既能收到列车天线的发射信号，又能接收到来自其他电子设备的干扰信号；反过来，当列车天线作为接收天线，矩形缝隙波导作为发射天线时，列车天线也会收到来自除矩形缝隙波导以外的电子设备的干扰。
技术实现思路
本专利技术针对如何能够提高矩形缝隙波导辐射电场的近场强度及空间收敛性，从而提高接收有效信号的分辨率，并且降低其他信号的干扰的问题，提出了一种覆盖介质层的矩形波导。一种覆盖介质层的矩形波导，其特征在于，所述波导包括矩形波导和介质层；所述介质层置于矩形波导上。所述矩形波导壁上沿轴线方向等间隔地开有若干缝隙而形成缝隙阵列。所述介质层厚度的取值范围为介于零和接收天线与矩形波导的距离之间。所述介质层的介电常数的取值范围为大于空气的介电常数。所述缝隙阵列的开槽为矩形槽、U形槽或八字槽。本专利技术的有益效果是与现有技术相比，在矩形缝隙波导上加入介质层，显著增加矩形缝隙波导表面工作区的电场强度；减小电磁场的发散程度；同时通过选择合适的介质层的厚度和介电常数，可以控制矩形缝隙波导电缆工作区的辐射场强，使系统达到最佳工作状态。【附图说明】图1是本专利技术提供的一种介质层覆盖的矩形缝隙波导实施例1的总体结构图；图2是本专利技术提供的一种介质层覆盖的矩形缝隙波导在频率2.4GHz时中央缝隙口面电场分布图；图3是本专利技术提供的没有介质层覆盖的矩形缝隙波导在频率2.4GHz时中央缝隙口面电场分布图；图4是本专利技术提供的一种介质层覆盖的矩形缝隙波导在频率2.4GHz时距离中央缝隙四分之一周期的电场分布图；图5是本专利技术提供的没有介质层覆盖的矩形缝隙波导在频率2.4GHz时距离中央缝隙四分之一周期的电场分布图；图6是本专利技术提供的一种介质层覆盖的矩形缝隙波导在频率2.4GHz时距离中央缝隙二分之一周期的电场分布图；图7是本专利技术提供的没有介质层覆盖的矩形缝隙波导在频率2.4GHz时距离中央缝隙二分之一周期的电场分布；图8是本专利技术提供的一种矩形垂直缝隙漏泄波导覆盖介质层在频率2.4GHz时沿轴向方向的电场分布图；图9是本专利技术提供的没有介质层覆盖的矩形缝隙波导在频率2.4GHz时沿轴向方向的电场分布图；其中，101-矩形波导；102_缝隙阵列；103-介质层；104_中央缝隙。【具体实施方式】下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。图1是本专利技术提供的一种介质层覆盖的矩形波导实施例1的总体结构图。图1所述波导具体可以包括矩形波导101以及覆盖在矩形波导上的介质层103，其中，在所述矩形波导101壁上沿该轴线方向间隔均匀开有若干个缝隙阵列102。矩形波导101为一般的外导体开槽的通信用矩形波导，在传输能量的同时向外辐射均匀电磁波，其中，缝隙阵列102开槽可为矩形槽、U形槽或八字槽等多种缝隙结构；介质层103为介质板，用于对入射进介质板的电磁场进行收敛和增强。介质板的厚度和介电常数根据具体需要确定。论述介质层103的作用:当矩形波导101外没有介质层103时，从缝隙阵列102辐射出的场直接进入自由空间，电场发散并且在垂直方向快速衰减。本专利专利技术人注意到了这一点，因此，创造性地在所述矩形波导101上覆盖一层介质层，介质层可以根据实际需要改变其介电常数和厚度。当介质层103覆盖在矩形缝隙表面时，介质层的介电常数大于空气的介电常数，矩形缝隙波导辐射出的电磁波在进入介质层后，折射角度减小，电场收敛；同时，电容和透镜效应的引入也使得场强向介质层一侧集中。因此本专利技术能够解决矩形缝隙波导电场在离开波导表面迅速衰减的问题。综上，本专利技术具有如下优点:I)能够收敛矩形缝隙波导近场；2)能够解决矩形缝隙波导近场衰减比较快的问题；参照图1，在本专利技术的一种应用示例中，以工作在2.4GHz频段的标准BJ22波导为例，垂直缝隙阵列102包括13个垂直缝隙，垂直缝隙宽度和长度分别为w=3mm和l=19mm，且每个垂直缝隙之间的间距为P=61mm。介质层的介电常数为ε =10，介质层103的高度为IOOmm0参照图2、图3、图4，图5，图6，图7，图8和图9分别示出了矩形缝隙波导电缆不覆盖介质层与覆盖介质层分别在频率2.4GHz时距离中央缝隙104的O、P/4、P/2的XOZ平面内的电场切向分布图，其中P为缝隙之间的周期。可以看出，上述参数下，当矩形缝隙波导覆盖介质层时，距离中央缝隙104的O、P/4、P/2的XOZ平面内电场相对于不覆盖介质层的情况，电场强度在介质块和介质块上方空间内的集中效果均明显，收敛性增强。可以看出，上述参数下介质层覆盖矩形缝隙波导的结构满足移动通信系统的要求，在波导近场方向对电场具有明显的集中和收敛效果。以上所述，仅为本专利技术较佳的【具体实施方式】，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种覆盖介质层的矩形波导，其特征在于，所述波导包括矩形波导和介质层；所述介质层置于矩形波导上。

【技术特征摘要】
1.一种覆盖介质层的矩形波导，其特征在于，所述波导包括矩形波导和介质层；所述介质层置于矩形波导上。2.根据权利要求1所述的波导，其特征在于，所述矩形波导壁上沿轴线方向等间隔地开有若干缝隙而形成缝隙阵列。3.根据权利要求1所述的波导，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王均宏，张冲，陈美娥，张展，李铮，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11