[發明專利]一種覆蓋介質層的矩形波導

在審

• 申請號: 201410005640.1
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103700914A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 王均宏;張沖;陳美娥;張展;李錚
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H01P3/00
• 分類號: H01P3/00;H01Q13/22
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明屬于通信電纜技術領域，尤其涉及一種覆蓋介質層的矩形波導。

背景技術

矩形縫隙波導主要通過在波導壁的適當位置和方向開一系列周期性縫隙，從而可以有效地輻射和接收無線電波，并且不對遠處電波造成影響，也不受遠處一般電波的干擾。目前，基于無線通信的移動閉塞系統（CBTC）中車地之間的雙向連續通信主要通過矩形縫隙波導實現。當前，移動閉塞系統的車地無線傳輸主要采用2.4GHz開放頻段，其中應用于2.4GHz的矩形縫隙波導可以將主要能量進行傳輸，在傳輸過程中僅在電纜周圍一定范圍內輻射很小的一部分能量，形成一條徑向范圍有限的無線電波通道，這樣可以用有限的能量來盡量延伸電波的作用距離，從而提高通信質量。

典型的矩形縫隙波導輻射出的電場在遠離矩形波導時呈現發散衰減現象，當接收機距離矩形縫隙波導上方一定距離后，接收到的電平無法滿足接收機靈敏度要求。而對于現有的CBTC等車地之間的雙向通信來說，矩形縫隙波導的有效使用距離一般為50cm以內。同時，矩形縫隙波導作為接收天線時，既能收到列車天線的發射信號，又能接收到來自其他電子設備的干擾信號；反過來，當列車天線作為接收天線，矩形縫隙波導作為發射天線時，列車天線也會收到來自除矩形縫隙波導以外的電子設備的干擾。

發明內容

本發明針對如何能夠提高矩形縫隙波導輻射電場的近場強度及空間收斂性，從而提高接收有效信號的分辨率，并且降低其他信號的干擾的問題，提出了一種覆蓋介質層的矩形波導。

一種覆蓋介質層的矩形波導，其特征在于，所述波導包括矩形波導和介質層；所述介質層置于矩形波導上。

所述矩形波導壁上沿軸線方向等間隔地開有若干縫隙而形成縫隙陣列。

所述介質層厚度的取值范圍為介于零和接收天線與矩形波導的距離之間。

所述介質層的介電常數的取值范圍為大于空氣的介電常數。

所述縫隙陣列的開槽為矩形槽、U形槽或八字槽。

本發明的有益效果是與現有技術相比，在矩形縫隙波導上加入介質層，顯著增加矩形縫隙波導表面工作區的電場強度；減小電磁場的發散程度；同時通過選擇合適的介質層的厚度和介電常數，可以控制矩形縫隙波導電纜工作區的輻射場強，使系統達到最佳工作狀態。

附圖說明

圖1是本發明提供的一種介質層覆蓋的矩形縫隙波導實施例1的總體結構圖；

圖2是本發明提供的一種介質層覆蓋的矩形縫隙波導在頻率2.4GHz時中央縫隙口面電場分布圖；

圖3是本發明提供的沒有介質層覆蓋的矩形縫隙波導在頻率2.4GHz時中央縫隙口面電場分布圖；

圖4是本發明提供的一種介質層覆蓋的矩形縫隙波導在頻率2.4GHz時距離中央縫隙四分之一周期的電場分布圖；

圖5是本發明提供的沒有介質層覆蓋的矩形縫隙波導在頻率2.4GHz時距離中央縫隙四分之一周期的電場分布圖；

圖6是本發明提供的一種介質層覆蓋的矩形縫隙波導在頻率2.4GHz時距離中央縫隙二分之一周期的電場分布圖；

圖7是本發明提供的沒有介質層覆蓋的矩形縫隙波導在頻率2.4GHz時距離中央縫隙二分之一周期的電場分布；

圖8是本發明提供的一種矩形垂直縫隙漏泄波導覆蓋介質層在頻率2.4GHz時沿軸向方向的電場分布圖；

圖9是本發明提供的沒有介質層覆蓋的矩形縫隙波導在頻率2.4GHz時沿軸向方向的電場分布圖；

其中，101-矩形波導；102-縫隙陣列；103-介質層；104-中央縫隙。

具體實施方式

下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。

圖1是本發明提供的一種介質層覆蓋的矩形波導實施例1的總體結構圖。圖1所述波導具體可以包括矩形波導101以及覆蓋在矩形波導上的介質層103，其中，在所述矩形波導101壁上沿該軸線方向間隔均勻開有若干個縫隙陣列102。矩形波導101為一般的外導體開槽的通信用矩形波導，在傳輸能量的同時向外輻射均勻電磁波，其中，縫隙陣列102開槽可為矩形槽、U形槽或八字槽等多種縫隙結構；介質層103為介質板，用于對入射進介質板的電磁場進行收斂和增強。介質板的厚度和介電常數根據具體需要確定。

論述介質層103的作用：

當矩形波導101外沒有介質層103時，從縫隙陣列102輻射出的場直接進入自由空間，電場發散并且在垂直方向快速衰減。