论文关键词:泄漏同轴电缆 耦合损耗 辐射场 闭域空间

　　论文摘要:从泄漏同轴电缆的辐射理论出发,以屏蔽良好的室内空间为例分析了其中的辐射场,再根据耦合损耗的定义,利用接收功率和电缆传输功率得出了漏缆的耦合损耗,同时讨论了室内墙壁的材质对耦合损耗的影响,并通过仿真对结果进行了验证.该理论和结果可以扩展到其他场所,对于进一步研究闭域空间中的无线通信问题具有较强的参考价值.

　　泄漏同轴电缆(简称漏缆)是遵循特定的电磁场理论,沿着同轴电缆的外部导体周期性或非周期性配置开槽口而形成的.电信号在该电缆中传输的同时,能把电磁能量的一部分按要求从特殊开槽口以电磁波的形式放射到周围的外部空间,既具有传输线的性质又具有无线电发射天线的性质.由于其场强覆盖均匀、适应性强、电磁污染小等优点,漏缆近年来已经广泛应用于隧道、矿井、铁路等通信领域,并且已经渗透到了室内无线通信系统中[1].耦合损耗是漏缆区别于其他射频电缆的惟一指标,它决定了电磁波的覆盖范围,是漏缆设计的关键指标之一.文中以屏蔽良好的矩形室内空间为例,计算了漏缆的耦合损耗,同时讨论了墙壁的材质对耦合损耗的影响,并通过仿真对结果进行了验证.该理论和结果对于进一步研究闭域空间中的无线通信问题具有较强的参考价值.

　　1　基本理论和计算方法

　　1. 1　射线追踪法

　　室内无线通信系统的工作频率一般比较高,因而波长与建筑物尺寸相比要小得多,此时电磁波的传播可以用几何光学来近似,即认为电磁波沿直线传播,远场区的电磁波可视为局部平面波,从而可以用射线追踪法来进行研究[2].

　　分析中采用射线追踪法.在室内的某处放置一个天线,则空间中任一点的辐射场除了直射场以外,还有天棚、地板和4个墙壁的反射场.实际问题中含有多次反射,但由于经过2次或多次反射后的电磁波衰减很大而计算却很复杂,所以可以只考虑墙壁对电磁波的一次反射.根据以上原理,可以确定共需要考虑7条电磁波传播路径.图1给出了辐射源O点到达接收天线处P点的直射场和天棚、地板以及一个左侧墙壁的反射场的示意图.

　　1. 2　漏缆辐射场的计算

　　图2(a)所示的漏缆外导体上的开槽电场分布为[3]

别为漏缆的内、外导体半径,V0为激励电压,k0为自由空间的波数,α为开缝角度,w为缝隙宽度.由于w很小,故可以认为Ez沿z向是不变的.