通信泄漏同軸電纜的研究與設計.pdf

1、隨著移動通信技術的發(fā)展，通信網(wǎng)絡的覆蓋已經(jīng)延伸到各個角落包括地下，如地鐵、隧道、礦井等。解決上述空間的信號覆蓋問題通常有三種方法：第一種，采用同軸饋電無源分布式天線。這種方案設計比較靈活、價格相對低、安裝較方便，但是由于天線的增益有限，單根天線的覆蓋范圍有限，較適用于短隧道。第二種，光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)。這種方案常用于較復雜的隧道覆蓋環(huán)境。優(yōu)點有：在室內，安裝的電纜數(shù)減少、用光纜可降低電磁干擾、在復雜網(wǎng)絡中設計更靈活，但是該系統(tǒng)成

2、本較高。第三種方法，采用泄漏同軸電纜進行信號覆蓋。與其他兩種方法相比采用泄漏電纜有獨特的優(yōu)點。首先可減小信號陰影及遮擋，在復雜的隧道中，若采用分布式天線，手機與某個特定的天線之間可能會受到遮擋造成信號覆蓋不好；其次信號波動范圍減小，采用泄漏電纜與采用其他天線系統(tǒng)相比，覆蓋區(qū)域內信號更均勻；此外泄漏電纜本身是一個寬帶系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對多種信號同時覆蓋，多種不同的無線系統(tǒng)可以共用一根泄漏電纜，從而避免了架設多個天線系統(tǒng)?；谏鲜鰞?yōu)點，泄漏同軸

3、電纜在現(xiàn)代移動通信中發(fā)揮著重要的作用。因此，對泄漏電纜的進一步研究也勢在必行。
　　 盡管泄漏同軸電纜在工程實際中的應用已經(jīng)很普遍，但是當前對漏纜的研究更多的是理論上的實驗探索。因此如何將漏纜的理論研究應用到實際，減小實驗研究的盲目性，簡化漏纜的設計過程對漏纜的研究與發(fā)展很有意義。
　　 文中首先概述了泄漏同軸電纜的研究意義和研究背景，介紹了漏纜的分類，研究了漏纜的基本原理，分析了漏纜的主要性能參數(shù)。泄漏同軸電纜的理論研

4、究較復雜，其耦合損耗的求解具有多參數(shù)，不可微，甚至不連續(xù)的特性，其結構參數(shù)的優(yōu)化是一個非線性優(yōu)化的問題。傳統(tǒng)優(yōu)化算法(如隨機搜索法、梯度下降法)，可靠性較強，算法很成熟，但是解決目標函數(shù)和約束條件不可微、不連續(xù)、高度非線性的問題的能力較弱。而遺傳算法是一種高效、并行、魯棒性很強全局搜索算法，它只要求問題是可計算的，并對目標函數(shù)沒有可微、連續(xù)性等條件的限制，能夠有效克服未成熟收斂。基于遺傳算法的上述優(yōu)點和漏纜參數(shù)優(yōu)化的特性，本文采用遺傳算

5、法。
　　 接下來本文在詳細分析了漏纜的基礎理論和遺傳算法的基本原理的基礎上，運用遺傳算法搜索漏纜結構參數(shù)，簡化漏纜的設計過程。在給定頻率和漏纜內外導體直徑等參數(shù)的情況下運用遺傳算法搜索了兩種漏纜的結構參數(shù)，一種是使用頻率為800MHz的垂直開槽型專用泄漏同軸電纜，另一種是使用頻帶為800MHz～2400MHz(目的是覆蓋手機的使用頻率)的垂直開槽型寬帶泄漏同軸電纜。通過仿真驗證了所設計的兩種泄漏同軸電纜，能向四周輻射較為均勻的

6、電磁波，駐波比在使用頻帶內小于1.3，且其95[％]置信度耦合損耗和50[％]置信度耦合損耗與理論計算結果基本相符，達到預期設計目標55dB　　 最后，對本文的研究做了總結。本文的研究對泄漏同軸電纜的設計有一定參考價值，對漏纜在工程的實際中的應用有指