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用于闭域空间(矿井与隧道等)无线通信系统及泄漏同轴电缆的特性研究(六)

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用于闭域空间(矿井与隧道等)无线通信系统及泄漏同轴电缆的特性研究(六) 射的存在使得传输衰减增加的部分,它可由辐射衰减,来衡量。它取决于电缆的缝隙结构(尺寸和倾斜角度),同时还受频率和周边环境的影响。
当LCX电缆只辐射基模时,电缆周围的辐射功率是均匀的,耦合损耗与辐射衰减间的关系用式(3-47)表示
的单位是dB/Km,r为漏缆和接收天线的距离,通常取1.5m或2m。图3-18为祸耦合损耗和辐射衰减以及频率的关系图,从图中可以看出祸合损耗随辐射衰减增大急剧下降。这可解释为漏缆的辐射衰减越大,其辐射能力越强,向外部空间辐射的能量越多,因此祸合损耗越小,从而在漏缆周围空间的电波覆盖范围越大。此外,辐射衰减一定时,漏缆的祸合损耗还受频率影响,频率越高,耦合损耗越小。
 图3-18耦合损耗和辐射衰减以及频率的关系
4. 4泄漏同轴电缆的总损耗
4. 4. 1总损耗的定义
 漏缆总损耗指标是链路设计的依据,它定义为电缆传输损耗与耦合损耗之和,它可以用下式表示

 式((3-48)中为耦合损耗,为传输衰减,为电缆的总长度。漏缆总损耗不得超过允许的系统损耗(发射功率-接收灵敏度)。以蜂房系统为例,其许可的系统损耗典型值为130dB,而共用器、屏蔽和其它因素引起的衰减会有15dB左右,因此,考虑系统余量,漏缆总损耗应不超过105dB。上述耦合损耗是建立在天线离漏缆为2米的前提下的,如果假定天线距离是6米,所测得的耦合损耗会高大约5dB。
图3-19给出两条尺寸相同但漏泄量不同的漏缆的总损耗示意图,其中漏缆①的辐射大于漏缆②,祸合损耗小于②,但传输损耗于大于②。可以看出,随着长度的增加,辐射较大的漏缆①的总损耗将超过漏缆②并且其动态变化比较大。
图3-19两根漏缆总损耗的比较
4. 4. 2总损耗的动态范围
由移动台相对于漏缆的位置变化而引起的移动台和基站之间的环路损耗之变化相当大。只有基站和移动台时,总损耗的波动变化不是问题,因为基站和移动台都有很大的动态适应范围:自动增益控制(AGC)可以补偿远近效应以及因屏障和名径引起的瑞利衰落。
但是一旦引入中继器(尤其是光中继),上行信号的动态范围就成了问题:如果信号电平太低,可能被噪声淹没;如果信号太强,会引起波带内的互调。可以在中继设备端下功夫:如采用低噪声放大器以增加灵敏度;采用选频中继器以抑制互调干扰;或在宽频中继器中采用前馈技术增加线性。
 总损耗的动态范围对于系统设计是十分重要的,各收发信机都对其有要求。所以,使漏泄电缆的总损耗动态范围尽量小是有利的。影响总损耗的动态范围有两个因素:传输衰减的渐增;祸合损耗的抖变(瑞利衰落)。下面分别介绍这两种因素引起的动态范围。
 沿着漏缆轴向向前,总损耗(传输损耗和耦合损耗之和)在增加。因此,沿轴向逐步减小耦合损耗以补偿纵向传输衰减,电缆的可用长度会显著增加。按耦合损耗逐步递减(相对漏泄量递增)的原理分段设计槽孔结构(譬如槽孔由稀变密)可以减小全段漏缆的总损耗动态范围—即沿线的实际场强分布较之常规漏缆会比较均匀。
 
 图3-20总损耗动态范围的减小
如图3-20所示,①为未补偿时的传输损耗和总损耗曲线,可见动态范围很大,②为对漏缆进行分段补偿后的传输损耗和总损耗曲线。在各段距离内,漏兰外导体开缝周期不同,在近距离段开缝周期较大,耦合损耗较大,在远
距离段开缝周期较小,藕合损耗较小。耦合损耗在各段距离的交界处由高到低突变,由祸合损耗和辐射衰减的关系可知,辐射衰减必然由低到高突变,因此传输损耗也在各段距离交界处由低到高突变,但是传输损耗和耦合损耗之和随着轴向距离的增加变化的幅度会降低,因此图示的总损耗的动态范围
 

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