漏泄同轴电缆电容计算

摘要

漏泄同轴电缆具有良好的电波覆盖性能，用于井下通信，对矿山的安全生产起着至关重要的作用；用于国防通信，使通信具有隐蔽性好、不易被打击、抗干扰能力强、发射功率大等特点；用于地铁、隧道、高速铁路的封闭区域可提高通信质量，减少交通事故，还可以为交通指挥调度提供强有力的通信技术保证。由此漏泄同轴电缆具有广泛的应用前景，为了更加深入了解漏泄同轴电缆的特性，进一步提高通信性能、扩展频率范围，有些关键技术便成为目前的研究热点。
　　 本文首先从漏泄同轴电缆的基本理论出发，介绍了它的结构、分类、辐射模式和几个重要的电气性能指标--使用频带、耦合损耗、传输损耗、谐振特性、特性阻抗、电容。然后根据计算电磁学的几种数值计算方法的比较，选择有限差分法进行计算。
　　 在柱坐标系下，用三维有限差分法对漏泄同轴电缆的电容进行计算。文中首先由拉普拉斯方程导出封闭段和开槽段漏缆电位的差分方程，结合各分界面处的边界条件进行离散化，得到了电位的计算式，进而得到电容的计算式。然后讨论了该方法的计算精度对计算结果的影响，并与同规格漏缆实测值比较验证了该方法的有效性。最后研究了漏缆缝隙角度对电容值的影响情况。