ИЗЛУЧАЮЩИЙ КАБЕЛЬ С ШИРОКИМ УГЛОМ ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК H01Q13/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области кабелей, и в частности к излучающему кабелю с широким углом излучения.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящий раздел предназначен для описания предпосылок или контекста вариантов осуществления настоящего изобретения, изложенных в пунктах формулы. Описания, приведенные в настоящем документе, не признаются известным уровнем техники, исходя из того, что они содержатся в этом разделе.

Излучающие кабели имеют как функцию передачи сигнала, так и функцию излучения антенны. Излучающий кабель может беспроводным способом сообщаться с внешним пространством через щели, образованные на наружном проводящем теле. Излучающий кабель имеет преимущества однородного охвата сигналом и простой установки. Таким образом, излучающий кабель широко используется в системах беспроводной связи, устанавливаемых в узких местах, таких как туннели, шахты, метрополитен, подземные галереи, а также в высокоскоростных поездах и закрытых помещениях, и имеет очень широкие перспективы развития. При охвате сетью беспроводной связи в силу сложности среды помещения для устранения мертвых зон сигнала для получения однородного охвата сигналом требуется больший радиальный угол излучения излучающего кабеля.

С развитием и частым применением технологии связи с целью удовлетворения требования к сигналам высокой частоты уменьшается размер щели излучающего кабеля. Следовательно, также уменьшается радиальный диапазон излучения излучающего кабеля при высокой частоте, таким образом, излучающий кабель не может удовлетворять требованию к широкоугольному охвату внутри помещений путем устранения мертвых зон сигнала. Вместе с этим, когда становится шире диапазон частот, существующая щель перестает соответствовать связи при низкой частоте и затуханию при высокой частоте. Таким образом, возрастает стоимость охвата сигналами внутри помещений.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Требуется создать излучающий кабель с широким углом излучения, который имеет широкий радиальный угол излучения 170 градусов или более, малые потери связи, хорошее соответствие высокой частоте и низкой частоте, большой радиальный охват сигналом и высокая однородность.

В настоящем изобретении предложен излучающий кабель с широким углом излучения, содержащий в направлении от внутренней стороны к наружной стороне внутреннее проводящее тело, изолирующий слой, наружное проводящее тело и наружную защитную оболочку. Множество секций щелей образованы на стенке наружного проводящего тела, при этом секции щелей находятся на равных расстояниях друг от друга. Каждая секция щелей состоит из множества щелевых блоков. Каждый щелевой блок содержит множество щелевых элементов, независимых друг от друга.

Более того, каждый щелевой элемент 8 имеет длину от 1 до 200 мм и ширину от 0,1 до 10 мм.

Более того, щелевые элементы перпендикулярно или наклонно пересекаются с осевым направлением наружного проводящего тела.

Более того, радиальный угол излучения каждого щелевого блока составляет от 170 градусов до 360 градусов.

Более того, щелевые элементы каждого щелевого блока отстоят друг от друга и не сообщаются друг с другом, при этом расстояние между двумя смежными концевыми частями двух смежных щелевых элементов на развернутой стенке наружного проводника составляет от 0,5 мм до 50 мм.

Более того, каждая секция щелей содержит по меньшей мере один щелевой блок, при этом щелевые блоки размещены вдоль осевого направления наружного проводящего тела.

Более того, расстояние между смежными щелевыми блоками одной и той же секции щелей вдоль осевого направления составляет от 1 мм до 1200 мм.

Более того, направления смежных щелевых блоков одной и той же секции щелей идентичны друг другу или отличаются друг от друга.

Более того, секции щелей отстоят друг от друга на одно и то же расстояние вдоль осевого направления наружного проводящего тела, и расстояние составляет от 5 мм до 2000 мм.

Более того, каждый щелевой элемент является прямоугольным, L-образным, U-образным, треугольным, T-образным, E-образным или имеет другую отличающуюся структуру.

Более того, концевая часть каждого щелевого элемента содержит закругление, которое имеет радиус закругления от 0 мм до 5 мм.

По сравнению с известным уровнем техники излучающий кабель с широким углом излучения согласно настоящему изобретению содержит в направлении изнутри наружу внутреннее проводящее тело, изолирующий слой, наружное проводящее тело и наружную защитную оболочку. Множество секций щелей образованы на стенке наружного проводящего тела, которые находятся на равных расстояниях друг от друга и состоят из множества щелевых блоков. Каждый щелевой блок содержит множество щелевых элементов, которые являются независимыми друг от друга. Для излучающего кабеля с широким углом излучения согласно настоящему изобретению за счет режима распределенного излучения достигается широкоугольное излучение. Предусмотрев множество независимых щелевых элементов в каждом щелевом блоке можно преодолеть проблемы, связанные с небольшой щелью, слабой интенсивностью излучения при низкой частоте и узким радиальным углом излучения при высокой частоте, обусловленным охватом сигналами высокой частоты. Щелевой элемент конкретной конструкции может снизить затухание при высокой частоте для того, чтобы излучающий кабель мог соответствовать связи при низкой частоте и затуханию при высокой частоте, имел хорошую способность к объединению сигналов и мог в значительной степени снизить стоимость охвата сигналами внутри помещений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

С целью иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения для иллюстрации вариантов осуществления приведены описания.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение первого варианта осуществления излучающего кабеля с широким углом излучения согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 представлено схематическое изображение второго варианта осуществления наружного проводящего тела согласно фиг. 1.

На фиг. 3 представлено схематическое изображение третьего варианта осуществления наружного проводящего тела согласно фиг. 1.

На фиг. 4 представлено схематическое изображение четвертого варианта осуществления наружного проводящего тела согласно фиг. 1.

На графических материалах числа обозначают следующее:

внутреннее проводящее тело 1 изолирующий слой 2 наружное проводящее тело 3 щелевой блок 7 щелевой элемент 8 наружная защитная оболочка 4

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Ниже будут описаны варианты реализации настоящего изобретения исключительно посредством вариантов осуществления со ссылкой на графические материалы. Варианты осуществления, показанные и описанные выше, являются исключительно примерами. Следует отметить, что отличительные признаки в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть объединены друг с другом без противоречий.

Варианты осуществления, показанные и описанные выше, являются исключительно примерами. Настоящее раскрытие сущности изобретения является исключительно иллюстративным, и в подробное описание могут быть внесены изменения в рамках принципов настоящего изобретения, вплоть до изменений в полной мере, установленной широким общим значением терминов, используемых в формуле изобретения. Поэтому следует иметь в виду, что варианты осуществления, описанные выше, могут быть изменены в пределах объема формулы изобретения.

Если не указано иное, все технические и научные термины, употребляемые в настоящем документе, имеют то же самое значение, обычно понимаемое специалистами в данной области техники. Терминология, употребляемая в описании настоящего изобретения, служит для описания вариантов осуществления и не предназначена для ограничения вариантов осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 1, излучающий кабель с широким углом излучения согласно настоящему изобретению содержит в направлении от внутренней стороны к наружной стороне:

Внутреннее проводящее тело 1. Внутреннее проводящее тело 1 может быть медным проводником, алюминиевым проводником, алюминиевым проводником с гальваническим медным плакированием, медным проводником с гальваническим медным плакированием, алюминиевым проводником с медным плакированием, медным проводником с медным плакированием или стальным проводником с медным плакированием. В одном варианте осуществления внутреннее проводящее тело 1 может быть сформировано путем сварки в продольном направлении полоски меди с получением медной трубки и вытравливания спиральных складок на медной трубке. В одном варианте осуществления его сечение является круглым.

Изолирующий слой 2, используемый в качестве покрытия на наружной стороне внутреннего проводящего тела 1. В одном варианте осуществления изолирующий слой 2 может быть изготовлен из вспененного полиэтилена, политетрафторэтилена (PTFE) или фторированного этиленпропилена (FEP, также известного как сополимер перфторэтилена и пропилена).

Наружное проводящее тело 3, образующее множество секций щелей на стенке наружного проводящего тела 3. Секции щелей находятся на равных расстояниях друг от друга. Каждая секция щелей состоит из множества щелевых блоков 7. Каждый щелевой блок 7 содержит множество отдельных щелевых элементов 8. Щелевые элементы 8 являются независимыми друг от друга, и могут быть отделены друг от друга или сообщаться друг с другом.

Как показано на фиг. 1, в первом варианте осуществления секции щелей размещены в ряду на стенке круглого наружного проводящего тела 3 вдоль осевого направления наружного проводящего тела 3. Щелевые блоки 7 каждой секции щелей имеют одно и то же направление и наклонно пересекаются с осевым направлением наружного проводящего тела 3. Каждый щелевой блок 7 содержит два щелевых элемента 8, расположенных на двух поперечных листах, которые отстоят друг от друга и параллельны друг другу. Каждый щелевой элемент 8 является прямоугольным. Когда щелевые блоки 7 проецируют на плоскость продольного сечения, проходящую через ось центра, концевые части щелевых элементов 8 одного и того же щелевого блока 7, которые являются смежными друг с другом, имеют радиус закругления 0,2 мм, а другие концевые части, которые находятся далеко друг от друга, имеют радиус закругления 1,5 мм. Каждый щелевой элемент 8 имеет длину 18 мм и ширину 3 мм. Угол между каждым щелевым элементом 8 и осевым направлением составляет 45 градусов. Минимальное расстояние между двумя щелевыми элементами 8 составляет 3 мм. В этом варианте осуществления излучающий кабель имеет радиальный угол излучения 180 градусов и совместим с рабочими характеристиками от 80 до 3600 МГц.

Как показано на фиг. 2, во втором варианте осуществления секции щелей образованы в ряду на стенке круглого наружного проводящего тела 3 вдоль осевого направления наружного проводящего тела 3, как показано на фигуре. Щелевые блоки 7 основной группы щелей размещены наподобие формы китайского символа «восемь». Секции щелей на каждой из левой стороны и правой стороны содержат четыре щелевых блока 7. Каждый щелевой блок 7 содержит два щелевых элемента 8, отстоящих друг от друга. Каждый щелевой элемент 8 является прямоугольным. Когда щелевые блоки 7 проецируют на продольную плоскость поперечного сечения, проходящую ось центра, концевые части щелевых элементов 8 одного и того же щелевого блока 7, которые являются смежными друг с другом, имеют радиус закругления 0,1 мм, а другие концевые части, которые находятся далеко друг от друга, имеют радиус закругления 1 мм. Каждый щелевой элемент 8 имеет длину 15 мм и ширину 2 мм. Для каждого щелевого блока 7 секций щелей на левой стороне минимальное расстояние между двумя смежными щелевыми элементами 8 составляет 2 мм, угол между верхними щелевыми элементами 8 щелевого блока 7 и осевым направлением составляет 55 градусов, угол между нижними щелевыми элементами 8 щелевого блока 7 и осевым направлением составляет 35 градусов, каждые два смежных щелевых блока 7 имеют одинаковое расстояние между ними вдоль направления оси, которое составляет 27 мм. Для каждого щелевого блока 7 секции щелей на правой стороне минимальное расстояние между двумя смежными щелевыми элементами 8 составляет 4 мм, угол между верхним щелевым элементом 8 щелевого блока 7 и осевым направлением составляет 110 градусов, угол между нижним щелевым элементом 8 щелевого блока 7 и осевым направлением составляет 125 градусов, каждые два смежных щелевых блока 7 имеют одинаковое расстояние между ними вдоль направления оси, которое составляет 27 мм. Расстояние между одним щелевым блоком 7, смежным с правой стороной секции щелей, и одним щелевым блоком 7, смежным с левой стороной секции щелей, вдоль осевого направления составляет 50 мм. В этом варианте осуществления излучающий кабель имеет радиальный угол излучения 200 градусов и совместим с рабочими характеристиками от 80 до 3800 МГц.

Как показано на фиг. 3, в третьем варианте осуществления секции щелей образованы в ряду на стенке круглого наружного проводящего тела 3 вдоль осевого направления наружного проводящего тела 3, как показано на фигуре. Щелевые блоки 7 секций щелей размещены наподобие формы китайского символа «восемь». Каждая секция щелей на каждой стороне содержит три щелевых блока 7. Каждый щелевой блок 7 содержит три щелевых элемента 8, расположенных на одной и той же плоскости поперечного сечения. Каждый щелевой элемент 8 является прямоугольным. Когда щелевые блоки 7 проецируют на продольную плоскость поперечного сечения, проходящую через ось центра, концевые части щелевых элементов 8 одного и того же щелевого блока 7 имеют радиус закругления 0 мм. Центральный щелевой элемент 8 каждого щелевого блока 7 имеет длину 8 мм. Как верхний щелевой элемент 8, так и нижний щелевой элемент 8 каждого щелевого блока 7 имеют длину 5 мм и ширину 2 мм. Для трех щелевых блоков 7 секции щелей на левой стороне два смежных щелевых элемента 8 имеют одинаковое минимальное расстояние, которое составляет 2 мм, угол между щелевыми элементами 8 и осевым направлением составляет 40 градусов, каждые два смежных щелевых блока 7 имеют одинаковое расстояние между ними вдоль направления оси, которое составляет 20 мм. Для трех щелевых блоков 7 секций щелей на правой стороне два смежных щелевых элемента 8 имеют одинаковое минимальное расстояние, которое составляет 2 мм, угол между щелевыми элементами 8 и осевым направлением составляет 140 градусов, каждые два смежных щелевых блока 7 имеют одинаковое расстояние между ними вдоль направления оси, которое составляет 20 мм. Расстояние между одним щелевым блоком 7, смежным с правой стороной секции щелей, и одним щелевым блоком 7, смежным с левой стороной секции щелей, вдоль осевого направления составляет 45 мм. В этом варианте осуществления излучающий кабель имеет радиальный угол излучения 220 градусов и совместим с рабочими характеристиками от 80 до 6000 МГц.

Как показано на фиг. 4, в четвертом варианте осуществления секции щелей образованы в ряду на развернутой стенке круглого наружного проводящего тела 3. Щелевые блоки 7 каждой секции щелей имеют направление, перпендикулярное осевому направлению наружного проводящего тела 3. Каждый щелевой блок 7 содержит два щелевых элемента 8, расположенных в одной и той же плоскости поперечного сечения. Каждый щелевой элемент 8 является прямоугольным. Когда щелевые блоки 7 проецируют на продольную плоскость поперечного сечения, проходящую через ось центра, концевые части каждого щелевого элемента имеют радиус закругления 0,3 мм. Каждый щелевой элемент 8 имеет длину 8 мм и ширину 3 мм. Каждые два смежных щелевых элемента 8 имеют одинаковое минимальное расстояние, которое составляет 1 мм. Расстояния между каждыми двумя смежными щелевыми блоками 7 слева направо вдоль осевого направления составляют 28 мм, 11 мм, 19 мм, 11 мм, 19 мм, 11 мм и 28 мм. В этом варианте осуществления излучающий кабель имеет радиальный угол излучения 185 градусов и совместим с рабочими характеристиками от 80 до 6000 МГц.

В других вариантах осуществления количество щелевых блоков 7 каждой секции щелей может составлять один или несколько и не ограничивается настоящим вариантом осуществления. В других вариантах осуществления каждый щелевой элемент 8 имеет длину от 1 до 200 мм и ширину от 0,1 до 10 мм, которые не ограничиваются настоящим вариантом осуществления. Минимальное расстояние между каждыми двумя смежными щелевыми блоками 8 на развернутой стенке наружного проводящего тела составляет от 0,5 до 50 мм и не ограничивается настоящим вариантом осуществления. Каждый щелевой элемент 8 может быть прямоугольным, L-образным, U-образным, треугольным, T-образным, E-образным или иметь другую отличающуюся структуру. В другом варианте осуществления угол каждого щелевого элемента 8 наклонно пересекается с наружным проводящим телом 3 и не ограничивается настоящим вариантом осуществления. В других вариантах осуществления направления щелевых блоков 7 одной и той же секции щелей и расстояния между ними могут быть частично идентичными, полностью идентичными или совершенно отличными друг от друга и не ограничиваются настоящим вариантом осуществления. В других вариантах осуществления расстояние между смежными щелевыми блоками 7 одной и той же секции щелей вдоль осевого направления составляет от 1 мм до 1200 мм и не ограничивается настоящим вариантом осуществления. В других вариантах осуществления щелевые блоки 7 одной и той же секции щелей могут иметь одно и то же направление, разные направления или могут также пересекаться на разных плоскостях. В других вариантах осуществления направления щелевых элементов 8 одного и того же щелевого блока 7 могут быть частично идентичными, полностью идентичными или совершенно отличными друг от друга. Микроугловое смещение, вызванное дефектом обработки, относится к нормальным системным дефектам, что находится в рамках принципов настоящего изобретения.

В настоящем варианте осуществления секции щелей, показанные на фиг. 1–4, образованы в качестве основного узла щелей, образованных на наружном проводящем теле. На практике множество таких основных узлов размещают на наружном проводящем теле для достижения функциональных требований. В настоящем варианте осуществления расстояние между смежными основными узлами может составлять 210 мм, 262 мм и т. д. Можно понять, что расстояние может варьировать от 5 мм до 2000 мм в зависимости от количества щелевых блоков 7 и щелевых элементов 8, содержащихся в них. Для удовлетворения требований к проектированию рабочих характеристик варьирование не ограничивается настоящим вариантом осуществления. Исходя из объединенного проектирования щелевых блоков 7 и щелевых элементов 8, радиальный угол излучения может быть увеличен от 170 градусов до 360 градусов и не ограничивается настоящим вариантом осуществления.

Наружная защитная оболочка 4, охватывающая наружный слой наружного проводящего тела 3. Наружная защитная оболочка 4 изготовлена из полиэтилена или пламезамедляющего полиолефина. В настоящем варианте осуществления ее сечение может быть круглым, полукруглым, прямоугольным, веерообразным или иметь другую отличающуюся структуру.

В итоге, для излучающего кабеля с широким углом излучения согласно настоящему изобретению за счет режима распределенного излучения достигается широкоугольное излучение. Излучающий кабель с широким углом излучения имеет радиальный угол излучения, который достигает 170 градусов или больше и соответствует связи при низкой частоте и затуханию при высокой частоте. Таким образом, излучающий кабель с широким углом излучения подходит для передачи на дальние расстояния и зоны охвата сверхвысокочастотными сигналами, имеет хорошую способность к объединению сигналов и может в значительной степени снизить стоимость охвата сигналами внутри помещений.

Варианты осуществления, показанные и описанные выше, являются исключительно примерами. Настоящее раскрытие сущности изобретения является исключительно иллюстративным, и в подробное описание могут быть внесены изменения в рамках принципов настоящего изобретения, вплоть до изменений в полной мере, установленной широким общим значением терминов, используемых в формуле изобретения. Поэтому следует иметь в виду, что варианты осуществления, описанные выше, могут быть изменены в пределах объема формулы изобретения.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к излучающим кабелям с широким углом излучения. Техническим результатом изобретения является создание излучающего кабеля, который имеет широкий радиальный угол излучения 170 градусов или более, малые потери связи, хорошее соответствие высокой частоте и низкой частоте, большой радиальный охват сигналом и высокую однородность. Технический результат достигается тем, что излучающий кабель с широким углом излучения, содержащий в направлении от внутренней стороны к наружной стороне внутреннее проводящее тело, изолирующий слой, наружное проводящее тело и наружную защитную оболочку, при этом множество секций щелей образованы на стенке наружного проводящего тела, секции щелей находятся на равных расстояниях друг от друга, каждая секция щелей состоит из множества щелевых блоков, каждый щелевой блок содержит множество щелевых элементов, независимых друг от друга, отличается от прототипа тем, что каждый щелевой элемент имеет длину от 1 до 200 мм и ширину от 0,1 до 10 мм. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Излучающий кабель с широким углом излучения, содержащий в направлении от внутренней стороны к наружной стороне внутреннее проводящее тело, изолирующий слой, наружное проводящее тело и наружную защитную оболочку, при этом множество секций щелей образованы на стенке наружного проводящего тела, секции щелей находятся на равных расстояниях друг от друга, каждая секция щелей состоит из множества щелевых блоков, каждый щелевой блок содержит множество щелевых элементов, независимых друг от друга, и при этом каждый щелевой элемент (8) имеет длину от 1 до 200 мм и ширину от 0,1 до 10 мм.

2. Излучающий кабель с широким углом излучения по п. 1, отличающийся тем, что щелевые элементы перпендикулярно или наклонно пересекаются с осевым направлением наружного проводящего тела.

3. Излучающий кабель с широким углом излучения по п. 1, отличающийся тем, что радиальный угол излучения каждого щелевого блока составляет от 170 градусов до 360 градусов.

4. Излучающий кабель с широким углом излучения по п. 1, отличающийся тем, что щелевые элементы каждого щелевого блока отстоят друг от друга и не сообщаются друг с другом, при этом расстояние между двумя смежными концевыми частями двух смежных щелевых элементов на развернутой стенке наружного проводника составляет от 0,5 мм до 50 мм.

5. Излучающий кабель с широким углом излучения по п. 1, отличающийся тем, что каждая секция щелей содержит по меньшей мере один щелевой блок, при этом щелевые блоки размещены вдоль осевого направления наружного проводящего тела.

6. Излучающий кабель с широким углом излучения по п. 5, отличающийся тем, что расстояние между смежными щелевыми блоками одной и той же секции щелей вдоль осевого направления составляет от 1 мм до 1200 мм.

7. Излучающий кабель с широким углом излучения по п. 5, отличающийся тем, что направления смежных щелевых блоков одной и той же секции щелей идентичны друг другу или отличаются друг от друга.

8. Излучающий кабель с широким углом излучения по п. 1, отличающийся тем, что секции щелей отстоят друг от друга на одно и то же расстояние вдоль осевого направления наружного проводящего тела, и расстояние составляет от 5 мм до 2000 мм.

9. Излучающий кабель с широким углом излучения по п. 1, отличающийся тем, что концевая часть каждого щелевого элемента содержит закругление, которое имеет радиус закругления от 0 мм до 5 мм.