波導管

波導管

波導管用來傳送超高頻電磁波,通過它脈衝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;多用於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。

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相同作用器材

同軸電纜是和波導具有相同作用的器材,它們都是避開高頻電流趨膚效應的導體。

生活套用

深圳捷運的二、五號線的車載和軌旁信號互動就是利用波導管來傳輸的。

同軸電纜

構造

同軸電纜由里到外分為四層:中心銅線,塑膠絕緣體,網狀導電層和電線外皮。中心銅線和網狀導電層形成電流迴路。因為中心銅線和網狀導電層為同軸關係而得名。

工作原理

同軸電纜傳導交流電而非直流電,也就是說每秒鐘會有好幾次的電流方向發生逆轉。如果使用一般電線傳輸高頻率電流,這種電線就會相當於一根向外發射無線電天線,這種效應損耗了信號的功率,使得接收到的信號強度減小。
同軸電纜的設計正是為了解決這個問題。中心電線發射出來的無線電被網狀導電層所隔離,網狀導電層可以通過接地的方式來控制發射出來的無線電。

缺陷

同軸電纜也存在一個問題,就是如果電纜某一段發生比較大的擠壓或者扭曲變形,那么中心電線和網狀導電層之間的距離就不是始終如一的,這會造成內部的無線電波會被反射回信號傳送源。這種效應減低了可接收的信號功率。為了克服這個問題,中心電線和網狀導電層之間被加入一層塑膠絕緣體來保證它們之間的距離始終如一。這也造成了這種電纜比較僵直而不容易彎曲的特性。

工作原理

與國家高速鐵路信號系統車地無線信號雙向傳輸採用 GSM-R 模式不同,在捷運信號中,多採用定向天線、漏滯電纜和裂縫波導管模式"在上述三種模式中,裂縫波導管模式因其傳輸頻頻寬、傳輸損耗小、可靠性高、抗干擾能力強得到較廣泛套用。比如2012 年底初步開通運行的上海捷運16號線信號系統車地無線信號雙向傳輸即採用此模式。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,通過它的脈衝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。

施工技術

波導管區段安裝由波導管組裝和兩端的終端部件組成。一個波導管區段安裝 1 個固定支架,由於溫度變化,波導管可以從固定支架處向外膨脹。為了波導管易於膨脹,滑動支架按固定距離安裝,易於波導管滑動。波導管安裝需要 5 步:(1)在道床上標記波導管支架的位置(從固定支架到波導管末端),(2)水泥道床打孔,(3)波導管區段安裝,(4)電器連線,(5)安裝檢查。第 3 步中,根據波導管的總長度,波導管區段安裝被分成了兩種情況:如果波導管長度小於 50m:用於短波導管區段的固定支架被安裝在區段的始端附近。如果波導管區段長度大於 50m,一個加強型固定支架被安裝在波導管區段的中間。對於短波導管區段(總共長度 <50m)固定支架安裝在第 2 個法蘭上。如果第 2 個法蘭處不能安裝,可將固動支架安裝到離第 2 個法蘭最近的法蘭上,但禁止將固定支架安裝在第一個法蘭處。對於長波導管區段(總共長度 >50m)固定支架安裝在區段的中間,如果波導管區段的中間位置不能安裝固定支架,固定支架可以向左或向右移動 12m。對於滑動支架的位置,應該遵循&第一個滑動支架離固定支架為 1.17m#兩個滑動支架之間的距離為 2.35m’的原則。波導管安裝後的檢查內容為下列 16 項,分別為:(1)波導管的加強型固定支架被安裝在波導管的中間(精確位置被定義在布置圖中)。(2)波導管短固定支架安裝在第一根波導管的第 2 個法蘭上。(3)滑動支架和波導管法蘭的距離總是大於或等於 50cm。(4) 兩個滑動支架的距離為2.35m 左右。(5)對於室外安裝,任何波導管附屬檔案被一個塑膠保護蓋遮蓋。(6)對於室外安裝,波導管保護蓋配備方形條。(7)對於室外安裝,每個法蘭被一個塑膠保護蓋遮蓋。(8)任何安裝在 TGC(同軸電纜到波導管的連線設備)上的波導管同軸電纜,需要製作一個環路以防止在波導管膨脹時不被破壞。(9)為防止維護人員踩在同軸電纜上時,同軸電纜不被破壞,需在同軸電纜外部安裝機械保護。(10)布置圖被更新。(11)電器連線已完成。(12)對於室內安裝,波導管法蘭和固定到波導管上的同軸電纜線掐之間的距離大於 5cm。(13)對於室外安裝,終端保護蓋的邊緣和固定到波導管上的同軸電纜線掐之間的距離大於 5cm。(14)固定支架安裝檢查列表(長波導管區段和短波導管區段)被填寫並加入到這個檢查列表中。(15)滑動支架安裝檢查列表被填寫並加入到這個檢查列表中。(16)帶膜雙槽法蘭盤的檢查列表應被填寫,並加入到這個檢查列表中。若上述 16 項指標全部合格,則該波導管區段安裝質量評定為合格,否則必須返工處理。

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