КОАКСИАЛЬНЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована как устройство для ответвления электромагнитной энергии, преимущественно в магистральных коаксиальных кабелях.
Известны различные коаксиальные ответвители, содержащие коаксиальную линию, выполненную из внутреннего проводника и наружного проводника, и отрезок коаксиальной линии, выполненный из центрального проводника и внешнего проводника, центральный проводник которой электрически подсоединен к внутреннему проводнику коаксиальной линии, а внешний - к наружному (GB 607200, Н 01 Р 5/04, опубл. 25.08.1948), (US 4700145, Н 01 Р 5/12, опубл. 13.10.1982), (JP 1103003, Н 01 Р 5/12, опубл. 20. 04.1989).
Недостатком этих конструкций является то, что они являются стационарными, требуют подключения коаксиальных ответвителей через разъемы. Кроме того, эти устройства являются нерегулируемыми, а коэффициент ответвления электромагнитной энергии является заранее заданным и обеспечивается непосредственно конструктивными характеристическими размерами коаксиальных ответвителей и связи между ними.
При построении систем радиосвязи, в частности систем сотовой связи в зданиях и сооружениях (торговые центры, крупные офисные здания, многоуровневые гаражи и т.п.) возникает задача построения распределенной антеннофидерной системы, подключенной к приемопередающему оборудованию. Решение данной задачи приводит к применению множества ответвителей (делителей) с различными коэффициентами перераспределения электромагнитной энергии. Причем ввиду конструктивных особенностей зданий основную магистральную линию (линии) распределения ВЧ сигнала желательно было бы выполнить цельным куском кабеля с минимальными потерями (без использования большого количества разъемов), если бы не возникала необходимость установки дополнительного оборудования. Это требует, соответственно, использования достаточно большого количества ответвителей (делителей) для подсоединения дополнительного оборудования к основной линии через разрыв коаксиального кабеля и монтирования на отрезках коаксиальных кабелей ответных частей разъемов, что пропорционально ведет к увеличению потерь и снижению надежности системы в целом. При этом, желательно при ответвлении электромагнитной энергии использовать не стандартные коэффициенты ответвления,
например, 10 дБ, а для оптимизации распределения потерь ВЧ сигнала расчетные величины ответвления, достаточные для функционирования того или иного подсоединяемого дополнительного оборудования.
Для ответвления ВЧ сигнала из магистрального кабеля может подходить коаксиальный ответвитель электромагнитной энергии (СТ7810-850), производимый фирмой Radio frequency systems (RFS). Каталог изделий WDCS, Edition 1, 06.02.050, KB 17/00197-01, Р78 (ближайший аналог). В этом коаксиальном ответвителе центральный проводник отрезка коаксиальной линии подсоединен к внутреннему проводнику коаксиальной линии через диэлектрическую вставку с заранее заданными размерами. Диэлектрическая вставка поджимается центральным проводником отрезка коаксиальной линии к внутреннему проводнику коаксиальной линии с его наружной поверхности. Однако такое решение обеспечивает только технически установленный разработчиком коэффициент ответвления (минус 10 дБ в ответвителе фирмы RFS). Его недостатки: узкая номенклатура, требуется соблюдение высокой точности геометрических размеров монтажных соединений, что повышает сложность монтажа и повышает требования к монтажному персоналу. В случае же необходимости использования каких-либо других (отличных от 10 дБ) коэффициентов ответвления такая конструкция вообще не поддается регулировке из-за нестабильности воспроизводимых параметров.
Решаемая полезной моделью задача - повышение технико-эксплуатационных характеристик.
Технический результат, который может быть получен при выполнении полезной модели - повышение точности воспроизведения заданного коэффициента ответвления, расширение диапазона ответвления, упрощение конструкции, уменьшение времени настройки и упрощение монтажа.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном коаксиальном ответвителе, содержащем коаксиальную линию, выполненную из внутреннего проводника и наружного проводника, и отрезок коаксиальной линии, выполненный из центрального проводника и внешнего проводника, и центральный проводник которой электрически подсоединен к внутреннему проводнику коаксиальной линии, а внешний - к наружному, отсогласно заявленной конструкции введен пружинящий элемент, центральный проводник отрезка коаксиальной линии электрически подсоединен к внутреннему проводнику коаксиальной линии через отверстие, выполненное во внутреннем и наружном
проводниках коаксиальной линии с возможностью установки центрального проводника отрезка коаксиальной линии в отверстии, выполненном во внутреннем проводнике, а внешний проводник отрезка коаксиальной линии электрически подсоединен к наружному проводнику коаксиальной линии через пружинящий элемент.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- центральный проводник отрезка коаксиальной линии был установлен с возможностью его перемещения вдоль продольной оси отверстия, выполненного во внутреннем проводнике;
- коаксиальная линия была выполнена в виде магистрального кабеля;
- отрезок коаксиальной линии был снабжен коаксиальным разъемом, установленным на конце отрезка коаксиальной линии, противоположном месту электрического подсоединения центрального и внешнего проводников отрезка коаксиальной линии к внутреннему и наружному проводникам коаксиальной линии;
- был введен герметизирующий кожух, в котором выполнено отверстие, а отрезок коаксиальной линии расположен в отверстии, выполненном в герметизирующем кожухе, установленном снаружи коаксиальной линии;
- центральный проводник отрезка коаксиальной линии был электрически подсоединен к внутреннему проводнику коаксиальной линии через непосредственный электрический контакт между ними.
Указанные преимущества, а также особенности настоящей полезной модели поясняются ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 изображает заявленный коаксиальный ответвитель, продольный разрез;
Фиг.2 - внешний вид указанного ранее ближайшего аналога.
Коаксиальный ответвитель (фиг.1) содержит коаксиальную линию 1, выполненную из внутреннего проводника 2 и наружного проводника 3. Коаксиальный ответвитель также содержит отрезок 4 коаксиальной линии, выполненный из центрального проводника 5 и внешнего проводника 6. Центральный проводник 5 отрезка 4 электрически подсоединен к внутреннему проводнику 2 коаксиальной линии 1, а внешний проводник 6 - к наружному проводнику 3.
В устройство введен пружинящий элемент 7. Центральный проводник 5 отрезка 4 электрически подсоединен к внутреннему проводнику 2 коаксиальной линии 1 посредством отверстия, выполненного во внутреннем проводнике 2 и наружном
проводнике 3 коаксиальной линии 1 с возможностью установки центрального проводника 5 отрезка 4 в отверстии 8, выполненном во внутреннем проводнике 2 коаксиальной линии 1. Внешний проводник 6 отрезка 4 электрически подсоединен к наружному проводнику 3 коаксиальной линии 1 через пружинящий элемент 7.
Кроме того, центральный проводник 5 отрезка 4 может быть установлен с возможностью его перемещения вдоль продольной оси отверстия 8, выполненного во внутреннем проводнике 2 коаксиальной линии 1.
Коаксиальная линия 1 может быть выполнена в виде магистрального кабеля. Однако заявленная конструкция в случае необходимости может быть выполнена и стационарной, т.е. с использованием коаксиальных разъемов (на фиг.1 не показаны), установленных на концах коаксиальной линии 1.
Кроме того, отрезок 4 для установки какого-либо дополнительного оборудования может быть снабжен коаксиальным разъемом 9, установленным на конце отрезка 4 коаксиальной линии, противоположном месту электрического подсоединения центрального проводника 5 и внешнего проводника 6 отрезка 4 к внутреннему проводнику 2 и наружному проводнику 3 коаксиальной линии 1.
Может быть введен герметизирующий кожух 10, в котором выполнено отверстие, а отрезок 4 расположен в отверстии, выполненном в герметизирующем кожухе 10, установленном снаружи коаксиальной линии 1.
Центральный проводник 5 отрезка 4 коаксиальной линии может быть электрически подсоединен к внутреннему проводнику 2 коаксиальной линии 1 через непосредственный электрический контакт между ними для достижения максимально возможного коэффициента ответвления.
На фиг.1 также показаны: изолирующий слой 11 между внутренним проводником 2 и наружным проводником 3 коаксиальной линии 1, изолирующий слой 12 между центральным проводником 5 и внешним проводником 6 отрезка 4 коаксиальной линии, оболочка 13 коаксиальной линии 1.
Монтаж устройства (фиг.1) осуществляют следующим образом.
В коаксиальной линии 1 (например, магистральном кабеле) в необходимом месте подсоединения дополнительного оборудования высверливается отверстие равное диаметру изолирующего слоя 12 с центральным проводником 5 отрезка 4. Так же удаляется оболочка 13 под диаметр пружинящего элемента 7 (если тот выполнен в виде металлической пружинящей шайбы). Конструкция допускает использование
различных форм пружинящих элементов 7, в этом случае оболочка 14 удаляется ее вырезкой под форму пружинящего элемента 7.
Центральный проводник 5 отрезка 4 имеет возможность установки (совместно с изолирующим слоем 12) в отверстии 8, выполненном во внутреннем проводнике 2 для обеспечения максимальных величин коэффициента ответвления. Кроме того, центральный проводник 5 отрезка 4 имеет возможность его перемещения вдоль продольной оси отверстия 8, выполненного во внутреннем проводнике 2. Коэффициент ответвления электромагнитной энергии регулируется глубиной проникновения центрального проводника 5 в коаксиальную линию 1.
Внешний проводник 6 (оплетка) отрезка 4 коаксиального кабеля прижимается кожухом 10 через пружинящий элемент 7 к наружному проводнику 3 коаксиальной линии 1 (например, магистрального ВЧ кабеля), обеспечивая электрический контакт. На втором конце отрезка 4 коаксиальной линии устанавливается ВЧ разъем 9 для подключения к дополнительному оборудованию. Для достижения максимально возможного коэффициента ответвления центральный проводник 5 отрезка 4 может быть электрически подсоединен к внутреннему проводнику 2 коаксиальной линии 1 через непосредственный электрический контакт между ними. Для этого может быть удалена соответствующая часть изолирующего слоя 12, центральный проводник 5 соединяется с внутренним проводником 2 посредством резьбового соединения.
Как показали испытания, монтируемая непосредственно на магистральный коаксиальный кабель конструкция обеспечивает широкий диапазон уровня ответвления сигнала (-8 - -30 дБ). Требуемый на практике коэффициент ответвления для получения необходимого уровня ВЧ энергии для дополнительного оборудования может устанавливаться на месте монтажа, например, путем подключения измерителя мощности к коаксиальному ответвителю или использованием известной зависимости коэффициента ответвления от длины центрального проводника 5.
Предельная простота конструкции и удобство монтажа, а так же не высокая чувствительность зависимости коэффициента ответвления от геометрических размеров обуславливают практическую значимость предлагаемого устройства.
Наиболее успешно заявленный коаксиальный ответвитель может быть промышленно применим при реализации сложных, разветвленных антеннофидерных схем устройств и может быть использован при построении сетей сотовой связи и беспроводного доступа и других систем связи в крупных зданиях и сооружениях (стадионы, торговые центры, подземные паркинги, метрополитен и т.д.).