1. <th id="j1uyn"></th>

      <em id="j1uyn"><acronym id="j1uyn"><u id="j1uyn"></u></acronym></em>

      1. <tbody id="j1uyn"><noscript id="j1uyn"></noscript></tbody>
        1. <em id="j1uyn"><acronym id="j1uyn"><u id="j1uyn"></u></acronym></em>

            您當前所在位置:首頁 >> 技術交流
            波導管通信技術及應用淺析

             

            什么是波導?

            波導(WAVEGUIDE),用來定向引導電磁波的結構。在電磁學和通信工程中,波導這個詞可以指在它的端點間傳遞電磁波的任何線性結構。但最初和最常見的意思是指用來傳輸無線電波的空心金屬管。這種波導主要用作微波頻率的傳輸線,在微波爐、雷達、通訊衛星和微波無線電鏈路設備中用來將微波發送器和接收機與它們的天線連接起來。

            常見的波導結構主要有平行雙導線、同軸線、平行平板波導、矩形波導、圓波導、微帶線、平板介質光波導和光纖。從引導電磁波的角度看,它們都可分為內部區域和外部區域,電磁波被限制在內部區域傳播(要求在波導橫截面內滿足橫向諧振原理)。

            1893J.J.湯姆森第一個提出波導的概念。1894O.J.洛奇第一個用實驗證明了波導。1897年羅德瑞利第一個完成了在空心金屬圓柱形波導中傳播模式的數學分析。(McLachan, 1947.)

            通常,波導專指各種形狀的空心金屬波導管和表面波波導,前者將被傳輸的電磁波完全限制在金屬管內,又稱封閉波導;后者將引導的電磁波約束在波導結構的周圍,又稱開波導。

            介質波導采用固體介質桿而不是空心管。光導纖維是在光頻率工作下的介質波導。微帶、共面波導、帶狀線或同軸電纜等傳輸線也可以認為是波導。

            在波導通信用于實踐方面,與之配套的無線設備必須做專門的設計和配套,對于高帶寬、高清視頻、高可靠性波導管“三高”應用場合,最典型的就是iMAX-8000W系列波導管專用移動通信系統。

             

            波導管的通信原理

            波導管用來傳送超高頻電磁波,通過它脈沖信號可以以極小的損耗被傳送到目的地,是一種空心的、內壁十分光潔的金屬導管或內敷金屬的管子;波導管內徑的大小因所傳輸信號的波長而異;多用于厘米波及毫米波的無線電通訊、雷達、導航等無線電領域。目前常見的有矩形波導管,圓形波導管,半圓形波導管,ku波導管,雷達波導管和光線波導管。

            當無線電波頻率提高到3000兆赫至 300吉赫的厘米波波段和毫米波波段時,同軸線的使用受到限制而采用金屬波導管或其他導波裝置。波導管的優點是導體損耗和介質損耗;功率容量大;沒有輻射損耗;結構簡單,易于制造。

            波導管內的電磁場可由麥克斯韋方程組結合波導的邊界條件求解,與普通傳輸線不同,波導管里不能傳輸 TEM模,電磁波在傳播中存在嚴重的色散現象,色散現象說明電磁波的傳播速度與頻率有關。

            表面波波導的特征是在邊界外有電磁場存在,其傳播模式為表面波。在毫米波與亞毫米波波段,因金屬波導管的尺寸太小而使損耗加大和制造困難。這時使用表面波波導,除具有良好傳輸性外,主要優點是結構簡單,制作容易,可具有集成電路需要的平面結構。表面波波導的主要形式有:介質線、介質鏡像線、H-波導和鏡像凹波導。

            金屬管波導中的電磁波可以想象為沿Z字形路徑在波導中行進,在波導的壁之間來回反射。對于矩形波導的特殊情況,可以立足于這種觀點的精確分析。在介質波導中的傳播也可以同樣的方式看待,波被電介質表面的全內反射限制在電介質的內部。一些結構,如無輻射介質波導和高保線,使用金屬壁和電介質表面來限制波。

            iMAX-8000W工作頻率是5GHz全頻段,頻率特點決定了與其配套的波導管主要是金屬管波導。

            場分布

            滿足波導橫截面邊界條件的一種可能的場分布稱為波導的模式,不同的模式有不同的場結構,它們都滿足波導橫截面的邊界條件,可以獨立存在。最常見的場分布是矩形分布和圓分布,以矩形場分布為例: 

            矩形波導中可以存在無限多個 TMmn 模,波型指數m,n分別表示電磁場沿波導寬邊a和窄邊b 的駐波最大值的個數,m,n=1,2,最簡單的是TM11模。同樣,還可以存在無限多個 TEmn模,m,n=0,1,2,…但不能同時為零。矩形波導中的最低模式是TE10模,其截止波長最長λC=2a,因此,就有可能在波導中實現單模傳輸。TE10模又稱為矩形波導中的主模,是矩形波導中最重要的波型。實際應用中矩形波導都工作在TE10模。 

             

             

             

            可見,波導管中能傳輸的最大波長取決于波導管的尺寸。由于波導管的幾何尺寸不能做的過大,所以波長在厘米波段,波導管的應用最廣。

            波導管的應用

            波導管可分為普通波導管和裂縫波導管兩種。普通波導管是一種空心的、內壁十分光潔的金屬導管或內敷金屬的管子,波導管用來傳送超高頻電磁波,常見橫截面形狀有矩形和圓形,通過它的脈沖信號可以以極小的損耗被傳送到目的地。波導管內徑的大小因所傳輸信號的波長而異。波導管在電路中呈現高通濾波器的特性:允許截止頻率以上的信號通過,而截止頻率以下的信號則被阻止或衰減。

            在不同種類的波導管中,裂縫波導管應用最為廣泛: 

            由于銅價高昂,鋁相對較便宜,且易于加工和運輸,所以目前裂縫波導管的材料以鋁合金為最多,與iMAX無線系統配合使用最多的是矩形鋁合金波導管。

            目前,波導管應用最多的是地鐵的通信與控制系統。與國家高速鐵路信號系統車地無線信號雙向傳輸采用 GSM-R 模式不同,在地鐵信號中,多采用定向天線、漏滯電纜和裂縫波導管模式三種模式中,裂縫波導管模式因其傳輸頻帶寬、傳輸損耗小、可靠性高、抗干擾能力強得到較廣泛應用。

            隨著我國城市化的發展,城市的人口逐漸增多、出行壓力逐漸增大。在這種情況下,地鐵成為了人們日常出行非常重要的一種方式,并因此帶動了很多城市地鐵工程的建設。在地鐵無線通信技術不斷應用、發展的情況下,波導管是非常重要的信號傳輸設備,需要我們通過對該設備的良好運用更好的實現地鐵的高效、穩定運行。

            在地鐵運行中,信號系統可以說是保障地鐵安全、穩定運行的重要保障,要在實際工程建設中能夠充分聯系實際,通過對波導管技術的良好應用,在保證數據傳輸具有良好效率、質量以及抗干擾能力的同時實現列車的安全運行。

            在實際將其應用在無線數據傳輸任務時,不但具有著較高的可靠性以及較低的損耗,且能夠具有著非常高的抗干擾性。在實際應用中,可以通過在波導管設備附近安裝無線接收器對其裂縫輻射信號進行接收,并在一定處理之后使其能夠獲得更為有效的數據信息。一般情況下,在對波導管進行配套時具有著同軸電纜、漏隙波導管、雙面法蘭、無線接入設備以及末端負載等傳輸單元。

             

            波導管在地鐵信號系統中的應用工程技術樣例

            在目前的地鐵信號系統中,為了能夠使系統具有更高的穩定性、使列車在行車過程中具有更為安全的特征,就需要對無線通信技術進行嚴格的把握、并提出更高的要求。采用最先進并可靠的無線通信技術,并通過波導管的應用負責對系統無線信號進行傳輸,是信號的通信質量的基本保證。

            波導信息網絡用于確保列車和本地ATS(Automatic Train Supervision)——列車自動監控系統、控制中心之間的車地雙向連續傳輸信息。波導信息網絡是由多個波導信息網通訊單元和車載的波導信息網移動站組成:

             

             

             

              波導信息網基站和軌旁ATP(AutomaticTrainProtection)ATO(AutomaticTrainOperation)——列車自動防護/列車自動駕駛是有線連接,軌旁ATPATt之間通過光纖、尾纖、光配線架、光端機等形成區間鏈路。為保證網絡安全性,波導信息網基站和波導信息網移動站之間的無線網絡不能采用開放式的IEEE802.11協議wifi標準,推薦采用iMAX無線系統獨有的、更專業的、專網協議PowerX無線技術,該技術基于TDD(時分雙工)的OFDM(正交頻分復用)和MIMO,對信號的處理更高效。

            1、波導管配置原則:

            根據工況情況的不同,在實際對波導管進行配置時,主要按照以下原則開展工作:

            1)、要保證無線頻率具有更為全面的覆蓋,在保證傳輸信號具有良好強度的同時獲得更高的信號傳輸質量;

            2)、以科學、合理的方式對系統進行設計與規劃,爭取在使用最小數量接入設備的情況下完成系統配置需求,以此起到降低成本的作用;

            3)、在聯系工程實際情況的基礎上保證在每一個波導管區段位置,都能夠具有一定的富余功率,并保證在實際運行當中避免頻繁更換設備。

             

            同時,在實際配置工作中,需要對該問題引起充分的注意:在同一個無線接入設備中,其接入波導管的最大數量為4段,需要保證其長度在500m左右,以此對信號的傳輸速率以及傳輸質量作出保障。而如果根據實際工程需求需要對波導管長度進行增加,則需要根據實際長度做好檢驗工作,在保證其不會對數據傳輸產生影響后才能夠正式配置。因iMAX-8000W系統信號強與靈敏度高,在保證系統性能及帶寬的條件下,與之配套的裂縫波導管可以按照每基站500米部署。

            對于該種連接方式來說,非常適合應用在雙線單隧道的情況下,可以說是非常實用、經濟的一種連接方式。而如果隧道類型為雙線,則需要在充分聯系實際情況的基礎上對其進行連接,并對不同長度波導管的數量進行靈活的選擇。無論我們如何選擇,都需要保證能夠將數據傳輸質量放在第一位,避免單純為了節約成本出現傳輸質量得不到保證的情況。

             

            2、波導管安裝注意事項

            在地鐵工程中,可以根據施工現場環境情況對安裝位置進行靈活的選擇,不僅可以在隧道頂部安裝,也可以在地面位置安裝。

            1)、隧道頂部:安裝在隧道頂部時,一般都是利用膨脹螺栓,在頂部安裝支架,將波導管放置在支架上。在安裝時,每一段波導管在靠近墻壁的一側安裝固定支架,每隔4m設置一個滑動支架,支架與法蘭盤的距離要保持在200m以上,以此起到節約建設成本的作用。每一段波導管之間,也要保持6070厘米的間距,以節約原料。在站臺附近,要在波導管的末端安裝相應的天線,使用同軸電纜連接。

            2)、地面:同樣是采用支架固定的方式,對波導管進行安裝?梢愿鶕F場環境,設置可以自由調整高度的支架,確保其可以滿足相應的技術要求。在安裝過程中,要每隔3m設置一個滑動支架,其余技術要求與頂部安裝相同。

            與波導管安裝方式對應的是iMAX-8000W車載客戶端系統的安裝方式,即地鐵車輛上無線設備WCS的安裝方式,分別是車頂安裝與車底安裝,具體位置要根據接入業務的不同與管理方的要求進行調整。

            同時,防水工作也是必須能夠引起重視的一項工作,需要避免水流對設備產生影響,并保證波導管在安裝中同列車無線天線能夠具有恒定的距離。一般來說,為了能夠獲得更好的數據傳輸效果,需要保證漏隙波導管和無線天線的距離在3040厘米之間。與iMAX-8000W配套的天線是專門定制化的平板天線或全向天線。

             

              3、波導管與設備聯調測試

            當對波導管設備安裝完畢之后,則需要結合iMAX專用的波導通信系列產品——iMAX-8000W系列波導管專用移動通信系統對其做好調試,以此保證波導管在實際應用中能夠具有更好的傳輸性能,保證對于無線信號的傳輸能夠滿足工作要求。

            1)、傳輸測試:該項工作開展的目的,主要是驗證目標波導管所具有的衰減量。具體方式上,是在波導管中對一個強度、頻率已知的連續信號進行接入,并在波導管終端位置同樣安裝測量儀器對其信號進行檢測。在該項測試開展過程中,則需要保證測試的完整性以及全面性,使其能夠對所有波導管的區段良好覆蓋。測試所得的信號強度與接入的信號強度差,就是波導管的衰減量,必須切實滿足設計要求;

            2)、回聲測試:該項測試工作主要是對波導管中存在的異物進行檢查,保證其能夠具有更好的通暢性。測試設備方面,主要有故障定位儀以及微波測試儀,通過接入已知參數的高頻信號,在波導管同一側對返回信號進行測量,進而根據波導的失配情況,確定異物的位置,并進行技術清除。

             

             

             

            天天躁日日躁狠狠躁裸体_国产乱人伦在线播放_亚洲精品国产自在现线最新_一级毛片偷拍情侣视频