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無線信號(hào)是如何在泄漏通信電纜中傳輸?shù)?/p>
2016-05-07
無線通信用于自由空間，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)中的通信，其根本原因是自由空間對(duì)無線電波來將是良好的傳輸媒介。而在封閉空間（地下室、隧道等），由于空間各個(gè)面相距很近，巷道壁、地下室的墻壁、地面、天花板對(duì)電磁波有強(qiáng)列的吸收、衰減作用，因此在封閉空間中電磁波不能像在自由空間那樣傳播。也由于空間相對(duì)封閉使外界的電磁波無法進(jìn)入，內(nèi)部的電磁波也不能傳播出去，進(jìn)而造成通信盲區(qū)。
為了在封閉空間實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，可采用泄漏電纜通信技術(shù)。泄漏電纜通信就是在封閉空間利用泄漏電纜人為制造一個(gè)傳播媒介，使無線電波在電纜中傳播并不斷泄漏到電纜附近的空間。這個(gè)媒介與自由空間又有區(qū)別，無線電信號(hào)只在泄漏電纜附近的一個(gè)有限范圍內(nèi)能夠被接收機(jī)接收。通信時(shí)雙工電臺(tái)要求占用兩個(gè)信道，這就要求泄漏電纜能夠傳輸雙向信號(hào)。泄漏電纜中間的中繼器、分支器必須能夠滿足雙向通信的要求?？梢哉f地面能夠?qū)崿F(xiàn)的無線通信，利用泄漏電纜也能夠在封閉空間中實(shí)現(xiàn)。泄漏通信系統(tǒng)是一個(gè)寬帶傳輸系統(tǒng)，可以傳輸數(shù)據(jù)、圖像，能夠進(jìn)行遙控、遙測等信息的傳輸。該系統(tǒng)功能擴(kuò)展方便，終端安放簡單，并且可將地面信號(hào)引入地下，完成地上地下的聯(lián)合組網(wǎng)。形成各種空間不間斷通信，而且該系統(tǒng)可以完成其他信息傳輸?shù)墓δ埽梢赃_(dá)到寬帶多功能的信息傳輸，其潛力是巨大的。
泄漏通信主要由非屏蔽的高頻電纜——泄漏電纜、基臺(tái)（或轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備）、中繼器、功率分配器等組成。泄漏電纜是一種專門用于泄漏通信的高頻電纜，電纜外導(dǎo)體不是全屏蔽的，開有泄漏槽或疏編織，因此在泄漏電纜內(nèi)部傳輸?shù)囊徊糠中盘?hào)就通過泄漏槽或稀疏編織的孔泄漏到電纜附近外部空間，提供給移動(dòng)的接收機(jī)，達(dá)到將無線電信號(hào)送入封閉空間的目的；同樣，外部移動(dòng)信號(hào)也可以通過泄漏槽或稀松編織的孔穿過電纜外層導(dǎo)體進(jìn)入泄漏電纜內(nèi)部，加上必要的設(shè)備，可以與基臺(tái)組成泄漏通信系統(tǒng)，以滿足沿泄漏電纜在一定范圍內(nèi)的移動(dòng)通信。
由于泄漏電纜外層不是全屏蔽的，實(shí)際應(yīng)用中它沿布設(shè)線路不斷對(duì)外輻射電磁波。泄漏電纜在甚高頻和超高頻段通常耦合損耗來描述電纜的輻射特性。一般將耦合損耗定義為同軸波模的功率與放在離開泄漏電纜一定位置上的偶極子天線的接收功率之比值。在隧道應(yīng)用的場合，耦合損耗的大小與接收天線和泄漏電纜之間距離的變化關(guān)系不大。
基臺(tái)是溝通封閉空間和外界的信號(hào)樞紐，它對(duì)外與移動(dòng)和固定電話以及其他設(shè)備無線連接，以基臺(tái)為中心組成控制指揮的通信中心?；_(tái)的天線用于泄漏通信系統(tǒng)與地面無線通信的信息交換?；_(tái)的任務(wù)是對(duì)泄漏通信系統(tǒng)內(nèi)部的通信進(jìn)行管理，完成移動(dòng)電臺(tái)之間的通信。連接用的泄漏電纜主要用于基臺(tái)和副臺(tái)之間的信息傳遞，還擔(dān)負(fù)由基臺(tái)給中繼器供電的任務(wù)。在多基臺(tái)系統(tǒng)中多個(gè)基站互聯(lián)形成多種中心的通信系統(tǒng)，它們協(xié)同工作，各自又形成小中心覆蓋局部區(qū)域?；_(tái)由接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、雙工器、天線接口、數(shù)據(jù)接口、視頻接口、供電系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)組成。由于泄漏電纜內(nèi)部的信號(hào)在電纜內(nèi)傳輸時(shí)有損耗，必須用放大器將信號(hào)放大，才能將信號(hào)傳送到遠(yuǎn)處，中繼器就用于將電纜內(nèi)的信號(hào)放大以彌補(bǔ)電纜的損失，由雙向放大器和信號(hào)電源分離電路組成。功率分配器是泄漏電纜的分支，功率分配器由信號(hào)分配和電源分支電路組成。副臺(tái)可以是車載臺(tái)或是手機(jī)，可固定安放做固定臺(tái)使用。副臺(tái)之間的通信通過基臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。
泄漏通信系統(tǒng)功能擴(kuò)展很容易，因?yàn)檫@是一個(gè)無線系統(tǒng)，各種副臺(tái)設(shè)備都不需要直接接在泄漏電纜上，只要在系統(tǒng)軟件中設(shè)好副臺(tái)的編號(hào)，將副臺(tái)的電源接好，天線安裝完畢就可以通信，而且可以隨時(shí)改變位置，只要有泄漏電纜存在就可以與基臺(tái)通信。泄漏通信系統(tǒng)在各種礦井中應(yīng)用時(shí)，可以將產(chǎn)量信息、礦井內(nèi)的瓦斯含量、供水供電信息、道岔的啟閉、紅綠燈的控制、各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等信息很方便地傳送到控制中心，并轉(zhuǎn)送到各有關(guān)部門。
在一些重要的位置安裝攝像機(jī)或攝像頭，通過發(fā)射機(jī)把信號(hào)經(jīng)過泄漏電纜送到控制中心，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控。加上控制電路和控制設(shè)備后，控制中心還可以對(duì)攝像的范圍、方向、距離進(jìn)行調(diào)整。
對(duì)隧道內(nèi)的紅綠燈的控制信號(hào)也可以通過泄漏電纜傳送。在紅綠燈的控制電路上接副臺(tái)和譯碼、控制、檢測電路就可以完成對(duì)紅綠燈的控制、狀態(tài)檢測等功能。同時(shí)檢測道岔的啟閉狀態(tài)并送控制中心，使控制中心隨時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
同樣，對(duì)其他信息的傳送也能夠使用上述方法。這個(gè)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是靈活方便，在泄漏電纜上不需要開口子，副臺(tái)設(shè)備安放也很隨意，只要泄漏電纜通到那里，就可以把通信擴(kuò)展到那里。
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