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無(wú)線信號(hào)是如何在泄漏通信電纜中傳輸?shù)?/p>
2016-05-07
無(wú)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(wú)線電波來(lái)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(wú)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(wú)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(wú)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。可以說(shuō)地面能夠?qū)崿F(xiàn)的無(wú)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(cè)等信息的傳輸。該系統(tǒng)功能擴(kuò)展方便，終端安放簡(jiǎn)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?，可以達(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(kāi)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(guò)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(wú)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(guò)泄漏槽或稀松編織的孔穿過(guò)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(lái)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(kāi)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(chǎng)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(wú)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(wú)線通信的信息交換。基臺(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。基臺(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(guò)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(wú)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(guò)發(fā)射機(jī)把信號(hào)經(jīng)過(guò)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(guò)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(cè)電路就可以完成對(duì)紅綠燈的控制、狀態(tài)檢測(cè)等功能。同時(shí)檢測(cè)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(kāi)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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