洩漏電纜的傳輸衰減及耦合效率

    洩漏電纜是無線電漏泄場原理周界入侵檢測技術的關鍵部件。洩漏電纜的設計關鍵是內導體、外導體、絕緣體和外護套的結構尺寸、材質、結構均勻性、空氣介質比率、屏蔽形式和光電復蓋率等。其主要電氣特性是內、外導體直流電阻、分布電容、電感電阻比、傳輸衰減、耦合效率、表面轉移阻抗及其特性阻抗等。無論何種設計，最終着眼點主要是追求較小的傳輸衰減和較高的耦合效率。

    洩漏電纜的傳輸衰減是電纜材質和工藝結構的函數。主要表征為：隨內、外導體電阻成正比地增加，隨電纜的特性阻抗成正比地減少，隨介質的功率因子成正比地增加，隨介質的介電常數呈平方根函數，隨外導體的光電復蓋率成反比地增加。

    洩漏電纜的耦合效率涉及電磁場理論。經電磁耦合理論推導並加以適當近似得知，由屏蔽形式所決定的表面轉移阻抗和轉移導納是耦合效率的關鍵因數，比較直觀的主要表征為：隨單位長度外導體開孔面積（大小、數目）成正比地增加，隨外導體開孔（縫）縱向長度成正比地增加，隨開孔的園周長度成平方關係增加，隨電纜直徑大小成平方關係降低。

    由於洩漏電纜比較重視其結構工藝，各國製造商均擁有不同的專利技術。較典型的有英國的疏編技術、美國的螺旋管特征開孔技術、德國的縱向開縫技術、日本的八字開槽技術等。

    在實際應用中，為了補償洩漏電纜在徑向長度上傳輸衰減隨距離按對數規律逐漸增大的影響，國際上大部分用作周界入侵傳感器的商品洩漏電纜均採用沿電纜徑向長度逐漸增加開孔尺寸的工藝措施。這種措施常常被稱作耦合能量分級技術，用以獲得耦合能量分級型洩漏電纜。其確切的製造細節通常申請為專利。

    洩漏電纜周界入侵檢測傳感器

    洩漏電纜作為周界入侵檢測傳感器應用時通常採用埋地敷設方式。埋地敷設方式可取得隱形連續復蓋周界防區和免維護的實用效果。

    實驗研究表明：採用兩根平行敷設的洩漏電纜，一根接入發信機，另一根接入受信機，入侵者進入兩根電纜中間區域時，由於處在“漏泄場”中的人體對無線電射頻能量的散射，將引起受信機端口接收信號電平的波動。採用各種信號分析手段檢測出這個變動，即可對入侵者在防護周界範圍內作出定性和定位判斷。在各種洩漏電纜周界入侵防範系統中，無一例外地都採用洩漏電纜作為入侵檢測傳感器。

    洩漏電纜的一端接入發信機后，無線電射頻能量在洩漏電纜內部一方面以同軸波模式向電纜終端傳輸的同時，另一方面通過電纜外導體開孔的表面沿電纜徑向長度以准TEM波模式向前方傳播可稱之為表面波。同軸波模式的傳輸速度和傳輸衰減決定于同軸電纜的結構參數，基本上與安裝環境無關；表面波模式的傳輸速度和傳輸衰減則與安裝環境有關，如果洩漏電纜以埋地方式安裝，與地面以上的空氣環境中安裝相比，表面波的傳輸速度減慢且傳輸衰減增大。上述沿電纜長度上存在着的表面波是一種近場波，其作用場僅及距電纜若干公尺以內，這種電磁漏泄場的能量將隨其與電纜縱向距離增大而迅速衰減直至消失。這意味着洩漏電纜作為入侵檢測傳感器應用時，僅包含一個有限距離的檢測區域，對無線電空間秩序不構成為一種有害的干擾源。