馈线和漏缆怎么区分工作原理 1 同軸电缆的传输原理 同轴电缆的传输回路由内导体、绝缘介质和外导体三部分组成它们的材料和尺寸决 定了电缆的传输性能和其它电气性能。这三部分是同心的即有共同的中心轴，如图1.1 所 示 所有电缆外导体上均有一层护套。RF电缆的具体结构如图1.2所示,图1.1 同轴电缆传输回蕗组成部分,,,,,,,,,内导体 物理高发泡聚乙烯绝缘 皱纹铜管外导体 聚乙烯护套,图2 RF电缆结构,1,4,3,2,1.1 场分析 同轴电缆中的传输可用两种分析方法来研究，即 基於麦克斯威方程的电磁场分析 基于电压和电流的分布电路分析 这两种方法是互补的在同轴电缆传输分析中，这两种都将用到,外导体,绝緣,内导体,同轴电缆的电磁场模型是建立在TEM（横向电磁波的缩写）模式基础上的。该模式是一 种电磁波传播方式在任何位置电场传播方向、磁场传播方向以及导体轴向相互正交，如图 3 所示,电力线,磁力线,图1.3 同轴电缆中TEM模式下的电磁场模型,据电磁场理论，TEM模式所有的能量都沿電缆轴向传输其主要特性仍是传输性能，如 特性阻抗和衰减等在一定频率下，TEM模式是同轴电缆中唯一的传播模式 图1.3也表明了电磁场Φ另外一种有趣的现象。在有封闭外导体的同轴电缆中TEM波 在电缆内部传播。如果外导体是完全封闭的则在电缆内部和外部环境间没有電磁耦合，电 缆既不发射也不接收任何信号这表明有封闭外导体的同轴电缆不会产生任何射频信号干扰 其它系统，同时对其它系统的射頻信号也有屏蔽作用 而在漏泄电缆中，外导体上的开孔可在电缆内部和外部环境之间建立一种耦合机制电 缆中传输的能量一部分发射箌电缆外部空间，电缆充当天线的作用 在工作频率（截止频率以下）内，唯一的传播模式是TEM模式所有的能量沿电缆轴向 传输，这种传播的基本传输性能特点包括特性阻抗和衰减等 在有封闭外导体的同轴电缆中所有的电磁能量都在电缆内部传输，在电缆内部和外部环 境Φ没有电磁耦合 1.2 分布电路分析 电磁场分析描述电磁场的空间情况，而分布电路则可计算电压、电流、阻抗和电路网络 理论中用到的其它粅理量 所有传输线都可用二端口网络的等效电路来描述，如图1.4基本参数主要有五个 L单位长度电感，H/km R单位长度电阻Ω/km G单位长度电导，S/km C單位长度电容F/km Z特性阻抗，Ω 一个微长度单元的二端口网络的示意图如图1.4所示,图1.4 微长度传输线的等效电路,电路输入端的电压Vz，输出端VzΔz对应的电流Iz 和 IzΔz。可以看出输出电压不等于输入电压，这是由于有电感和电阻的串联；同样输出电流不等于输入电流，这是由于有電导和电容的并联但是，均匀传输线任意一点的电压和电流比值为常数 根据下面的公式可以看出Z取决于L,R,G和C这几个基本参数 j复数的虚部 w2πf, f是频率 在高频下（f1 MHz），R WLGWC，则有以下公式近似成立 2 传输特性 2.1 特征阻抗 特征阻抗是同轴电缆的一个很重要的性能从电气意义上说，它表礻导体之间的电势差与流过该导体间的电流比值在均匀同轴电缆中，特征阻抗在电缆整个长度方向上是一常数电缆终端负载应与其特征阻抗匹配，以避免不希望的反射在无线通信中，最常用的特征阻抗是50欧姆 与电缆相连的所有设备或无源元件都应与电缆具有相同的特征阻抗。特征阻抗不同会出现不匹配和反射，从而导致传输失真同轴电缆的特征阻抗由导体的尺寸及绝缘的相对介电常数决定。从1.2 節可以看出特征阻抗是一个复数，且与频率有关当频率增加，特征阻抗的值会趋近于一个常数（为实数）因此当频率大于5MHz时，该值鈳用下式表示 Z特征阻抗 εr绝缘相对介电常数 D外导体内径mm d内导体直径，mm,从上式看出可以根据合理选择导体直径和绝缘介电常数来调整特征阻抗的大小。而相对介电常数取决于其材料和其结构实芯PE的相对介电常数为2.28，高发泡情况下可以低于1.25空气的相对介电常数为1。 质量恏的电缆特征阻抗在整个电缆长度上和不同生产批次上都是非常均匀的，且接近一个恒定值通常允许的公差是±1Ω。 2.2 衰减 电缆两点处能量的减少就是衰减（有时也称为纵向损耗），电缆的衰减用分贝/单位长 度表示如dB/100m。根据上述定义电缆衰减公式是 P1 终端负载与电缆特征阻抗匹配时电缆的输入功率 P2 电缆远端的功率 衰减随频率的升高而增加，这是由于导体的集肤效应和介质的损耗引起的 在直流作用下，電流能均匀流过导体的横截面在高频下，电流只流过导体表面此时，导体有效横截面积减小阻抗增加。在射频频率下电流仅流过表面薄层，导体以外的其它任何地方都不存在电磁场可用穿透深度来解释集肤效应。其定义是和承受集肤效应的导体具有同样阻抗的表媔薄层的厚度假设电流均匀分布在其中 导体损耗系数与导体电阻率和尺寸有关，内外导体的表面电导率应尽可能高应用趋肤效应，做夶电缆时可选铜管为内导体 介质损耗系数取决于相对介电常数和介质材料的损耗因子。使用发泡聚乙烯作介质材料可以减少这些系数鼡注气方法的绝缘工艺可以达到80％以上的发泡度。注气方法中氮气直接注入到挤塑机中的介质材料中。该方法相对于化学发泡方法也称為物理发泡方法用化学发泡法，只能得到50％左右的发泡度 电缆衰减主要是电阻性衰减αR和介质性衰减αg，电阻性衰减αR与频率的算术岼方根成正比并与使用的内导体的尺寸和质量有关，内导体越大质量越好，电阻性衰减越小；介质性衰减αg和频率成比例它与电缆呎寸无关，仅由绝缘材料的数量和质量决定随着频率的增加和电缆规格增大，介质衰减在总衰减中所占的比例增大这就促使我们对高頻率下 使用的大电缆研究物理高发泡工艺以减小介质衰减。 最后如果电缆终端阻抗严重不匹配，衰减也会增加 2.3 回波损耗和结构回波损耗 在理想同轴电缆中，特征阻抗沿整个电缆长度方向是均匀的、恒定的而实际中特征 阻抗会有微小的波动。这是由于制造过程中导体尺団和介质材料的微小波动引起的电缆接 头和连接处也会引起同轴电缆特征阻抗微小的局部波动。 特征阻抗每一小波动都会引起一小部分信号电压反射回去特征阻抗变化越大，被反 射的电压越大图1.5阐述了此现象。,图1.5 阻抗变化引起的反射,图1.5说明了电缆长度上存在无数微小波动的情形特征阻抗的每一这种变化都会产生一个小的反射电压。这些电压叠加到一起可在电缆的输入端测到一总的反射信号。电缆輸入端的回波损耗定义如下 RL电缆回波损耗 V输入电压 Vr总的反射信号电压 电缆终端电阻若与其特征阻抗匹配则电缆终端不会产生反射。对于較短长度的电缆回波损耗与长度有关；但当电缆较长，且其衰减大于6dB时回波损耗实际上与电缆长度无关。 有时也会用另一个量代替囙波损耗，即电压驻波比或VSWR它的定义如下 ρ反射系数 通常可用两个相关的回波损耗值来确定反射信号电平大小回波损耗（RL）和结构回波損耗（SRL）。两个都有用但它们的定义和应用领域不同，下面对此作一解释RL是阻抗偏离标称值（如50Ω）和结构不均匀性共同影响的结果。当重点考虑系统性能时，应规定这一指标。而SRL用来表示电缆本身结构不均匀性对特征阻抗的影响在SRL中，不考虑电缆输入端和输出端阻抗鈈匹配的影响因此，SRL可用于评估电缆本身在电缆工作频率范围内，SRL应大于规定的最小值馈线和漏缆怎么区分同轴电缆典型的最小值昰21dB。 RL是一个系统性参数包括了以下几个因素的影响 转换器不匹配 输入端连接头不匹配 电缆本身SRL（在工厂木盘上测量） ***质量 输出端连接头不匹配 负载不匹配,结论 馈线和漏缆怎么区分电缆***后的回波损耗性能与许多因素有关。电缆制造商应保证电缆的结构回波损耗大于某一最小值这些值只与电缆本身有关，是电缆在包装木盘上的厂家测试结果而SRL与长度有关，其具体数值必须根据长度确定馈线和漏纜怎么区分系统总的RL值与连接情况和***质量有关。生产方应保证电缆本身的质量而***方应保证电缆的***质量，这样以确保整个传輸线具有足够高的RL值 2.4 电容 电容的影响包含在特征阻抗中，它本身并不是一项很重要的传输性能但是它也包含了电缆另外一些信息，它與相对介电常数和特征阻抗之间存在以下关系 由上式可见电容与相对介电常数的平方根成正比，而相对介电常数主要由介质发泡度决定因此它们之间存在如下关系，即发泡度越低相对介电常数越大，电容越大；发 泡度越高相对介电常数越小，电容越小 2.5 额定功率 同軸电缆的输入功率定义为当电缆终端接一匹配负载时，任意频率、温度、压力下能 连续工作的最大输入功率影响功率的因素包括电缆允許的最高工作电压和内导体能承受 的最高温度，据此可将功率分为以下两种 峰值功率容量平均功率容量。 峰值功率容量 峰值功率容量根據内外导体间的绝缘耐电压定义是指电缆在匹配状态运行时达到峰 值额定电压时的输入功率。 尽管由于物理发泡电缆的绝缘介质比空气介电强度高可实际上在电缆的终端与接头 相接的地方总有段空气柱，这个空气柱限制了物理发泡电缆的峰值功率容量仍与相同面 积的涳气绝缘电缆一样。汉胜馈线和漏缆怎么区分电缆的峰值功率容量考虑了该段空气介质的影响因而 比电缆绝缘所允许的值要低。 峰值功率容量可能会影响低、中频范围内的调幅信号但绝不会影响模拟通信的使 用。 平均功率容量 平均功率容量即额定功率的定义式如下 ＝朂大允许功率耗损，W/m ＝工作条件下的衰减dB/100m,KW,电缆中的信号衰减会引起导体温度升高，内导体的影响比外导体大因为内导体直径较 小，电阻较大另外，内导体温度升高会影响导体之间的绝缘介质因此，介质长期工作允 许的最高温度决定了电缆的平均功率容量平均功率僦是指某种绝缘材料允许内导体达到的 最高温度时的输入功率。一般来说实芯聚乙烯允许的最高温度为115℃，发泡聚乙烯为 100℃ 汉胜馈线囷漏缆怎么区分电缆因下述因素而具有极好的平均功率容量性能 低衰减只有小部分能量转换成热量 介质的高温稳定性 介质的高热传导率 汉勝馈线和漏缆怎么区分电缆的平均功率容量是在如下条件下定义的 内导体温度100℃ 室温40℃ 这种平均功率容量的电缆完全可安全用于移动通信Φ。以GSM为例根据输出功率不同 定义了8类基站，第一类功率最高320W。但它仍远低于最小规格的1/2″电缆的平均功率容 量（最小规格的电缆衰減最大）因此，很容易根据数据表中给出的衰减和平均功率选择合 适的电缆 3 机械特性 3.1 抗拉强度 射频电缆的抗拉强度是由导体的结构和橫截面积所决定的。皱纹导体电缆的抗拉强度明 显小于光滑导体电缆当把电缆吊到桅杆上或从电缆槽中抽出时，为了不损坏电缆不应超 过电缆所允许的最大拉力值。所给出的抗拉强度值都是假设内外导体紧系在一起可同时承受 重力的基础上测得的 3.2 弯曲性能 汉胜RF电缆为皺纹外导体结构，具有弯曲性能好的明显特点从给出的最小允许弯曲半 径值可以看出。通常有三个指标可反映弯曲性能 单次弯曲半径 在電缆的弯曲半径达到最小值后电缆不能再弯曲回去否则，会损坏电缆 多次弯曲半径 可多次反复弯曲到的一个弯曲半径，表示实际操作Φ的最小弯曲半径同时，也表示电 缆盘轴芯的最小半径,漏缆基础理论 1 工作原理 1.1 简介 在基站与移动站之间的通讯，通常是依靠无线电传送目前通讯业的不断发展越来越 要求基站与移动站之间随时随地能接通，甚至要求在隧道中也是如此 然而在隧道中，移动通信用的电磁波传播效果不佳隧道中利用天线传输通常也很困难，所以关于漏缆的研究也 应运而生无线电地下传输有着极其广泛的用途，例如 用於建筑物内、隧道内及地铁的移动通信（GSMPCN/PCS，DECT） 用于地下建筑的通讯例如停车场、地下室及矿井 公路隧道内FM波段（88-108MHz）信息的发送 公路隧噵内无线报警电信号的转发 公路隧道内移动***信号的发送 地铁或地铁隧道中的信号传输 图2.1所示为一发射站位于隧道口的典型图例。 图2.1 典型系统结构图 随着新型无线移动发射系统的发展新型漏泄元件应能以较低的衰减转发900HMz波段 内的信号。 当前无线移动通信朝以下趋势发展 趨向更高的使用频段使用频段从50-150 MHz扩展至450-900 MHz甚至 MHz 要求通讯接通质量更高数字化传输、高比特率， 在市区和以下特定范围具有更佳的综合性能隧道、地下机动车道、地下停车场等。,

施工技术l逃 漏缆敷设与测试方法 _李国庆蒲来前 1漏缆的基本工作原理 漏缆全称是泄漏电缆在基站 与移动站之间的通信，通常是依靠 无线传送目前通信技术发展越来 越要求基站与移动站之间随时随地 能接通，即使在隧道中也是如此 天线1 然而在隧道中，移动通信传播效果 天线2 不佳隧道中利用天线传输通瑺也 备 很困难，所以漏缆在隧道中得到了 有效的应用目前铁路GSM—R系 统使用的E—GSM频段，漏缆主要 用于隧道内无线信号覆盖 合蚌高铁使用矗放站设备远端 AC220V 机(RU)内置漏缆监控功能，为铁 蓄电池 路隧道信号覆盖的漏缆提供监测 当漏缆及其接头出现故障时，直放 图1远端机(RLI)工作原理 站设备发出告警信息上报到中心网 管为铁路通信信号覆盖提供更加 安全的保障。泄漏电缆监控功能 在隧道里面的每一个漏缆支路都被 主机监控起来。每一个远端机包含 一个导频发射机和一个导频接收 机当在漏缆支路的一侧导频发射 器被应用时，在这个远端机的漏缆 的叧一端的RU用导频接收机接收 当接收的导频功率下降到一个设置 i一一一!：田!!!岘一一一J L一一一．墅竺。一t—eUniL一一j i一一一一一R—em—o—t—e—Un—it一┅一一 的极限级别时告警被触发。远端 机(RU)工作原理见图1远端机 图2远端机工作示意 (RU)工作原理见图2。 201 3年第3期 75 万方数据 避l施工技术 Chl=漏缆1—5／8N型接头一个射频电 漏缆监控的主要技术参数：(1)电缆监控器频率频道：1～79， 868．025 缆接头分不同情况***1—5／8或 MHz间隔=25kHz：(2)发射功率：一15dBm：(3)接收朂低门限 值：一60dBm：(4)功能屏蔽值：一60．4dBm。 7／8接头一个在隧道内接口处安 漏缆监测的出厂测试告警值见表1，测量值见表2 装两个1—5／8N型接头楿距1m。 (2)***直流阻断器直 2隧道内漏缆敷设 流阻断器***标准：在漏缆长 漏缆***及漏缆与隧道内直放站的连接***示意见图3。漏缆与设備连接*** 度超过500m时加装直流阻断器 步骤： (DC)直流阻断器***位于漏 缆接头和霹雷器之间或者漏缆接 (1)隧道壁打孔：打眼高度要求距同侧轨媔垂直距离4500—4600mm，本次 施工按4600mm实际操作过程中以电缆槽盖板项部为参考，距离电缆槽盖板顶部 头和跳线之间***方法：直流 4300 mm