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第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议 239 暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集 漏泄天线参数对天线性能影响的研究 侯涛 (中国矿业大学(北京)信息工程研究所，北京100083) 摘要：为了分析漏泄同轴传输线在空间区域作为传输天线的辐射能力和信号 覆盖效果，以及漏泄同轴电缆本身在信号传榆过程中所产生的能量衰减情况。 本文以电磁学的基础理论一电磁波波模方程，和分析天线的分析方法为基础， 结合同轴漏泄电缆众多开槽方式中的一种常用开槽方式一外导体横向开槽，并 以漏泄同轴电缆的主模—．TEM波模为具体分析着手点，分析了-3漏泄天线的传 输频率为2．4GHz时，漏泄电缆的槽孔作为信号接收和发送天线时的辐射能力， 以及与辐射能力相关的各参量的变化多辐射性能的影响 关键词：漏泄同轴电缆；波模方程；槽孔天线；传输损耗；辐射方向图 1 背景介绍 漏泄同轴电缆具有三个重要参数，他们分别是频带宽度、耦合损耗、以及轴向传输 损耗，其中耦合损耗是漏泄同轴电缆不同于其他电力传输线的一个重要参数。它代表了 漏泄同轴电缆向外部辐射电磁能量的能力，并且决定了漏泄同轴电缆所能达到的信号覆 盖范围。因此耦合损耗对于研究漏泄同轴电缆十分重要。即使是现今，仍有许多关于漏 泄同轴电缆耦合损耗的研究，大多数这方面的研究致力于漏泄同轴电缆的开槽方式和在 自由空间中漏泄电缆辐射理论的研究。但由于漏泄同轴电缆广泛应用于屏蔽区域，因此 许多理论仍缺乏实践的验证和改进。 2漏泄同轴电缆在自由空间中的辐射 同轴电缆主要以传输删模式的电磁波为主，因此在计算漏泄同轴电缆时，也默认 传输线内传输的是删波模。漏泄同轴电缆普通的横向槽孔结构如图l所示 图1 240 第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议 暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集 图l中W为槽孔宽度，尸为相邻两槽孔的距离，少为槽孔开口张角，b为同轴线外 导体内半径。结合同轴传输线的主模TEM模的场分布图，所如图示， 飙瓢 《秒 图2 图2中AB线以上为槽孔切割深度，直接暴露于外界空间中，有由于电场为瓦方向， 因此可以直观的看出有径向电场从槽孔横切面辐射出来，因此要计算槽孔口处的电场， 只需要计算槽孔自身空间内部的电场即可。如图3所示， t j／一。了气， 厂＼形、＼． ‘＼ ／。j 图3 伊为槽孔口任意玩方向电场矢量与x轴的夹角，AB为槽孔横切线，F为AB重点， ，．为坐标原点到AB的距离。槽孔内空间的电场差值为 ＆EIEl—tr 咀忐。啪q彘。仙 (1) ，可由图4．8中的几何关系进行求解 ，．：缈∥。：粤2 …7 p COS口 将(2)带入(1)中可得 心引南一南)e-j／lx=ar执V。o产孑P呐 虽然止为瓦方向，但在槽孔横截面处，他们各自相位、幅值人小不同，不利丁计 算，因此将心分方向考虑， 第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议 241 暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集