泄漏電纜周界入侵防范技術(shù)

　　無線電“漏泄場”的建立

　　對射頻同軸電纜按特定要求加以疏編、開縫、穿孔、開槽等工藝方式對其外導(dǎo)體屏蔽層施以連續(xù)且有規(guī)則的“破壞”，即能制造出泄漏電纜。由此故意引起射頻同軸電纜中傳輸?shù)臒o線電信號(hào)能量發(fā)生泄漏作用，將在泄漏電纜徑向長度的周圍建立起一種均勻且連續(xù)的無線電電磁場，稱之為“漏泄場”。藉助“漏泄場”，泄漏電纜為無線電信號(hào)在“限定空間”中的傳輸提供了一種類似長天線作用的傳輸媒介，構(gòu)成沿泄漏電纜狹長區(qū)域內(nèi)的無線電傳輸通道，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)無線電收發(fā)訊機(jī)與饋體泄漏電纜之間兩個(gè)可逆方向上完全等效的電磁能量的交換或稱“耦合”，從而得以可靠地實(shí)現(xiàn)某些“限定空間”(井巷、隧道、山洞、地下道等處)的無線電雙向通信。

　　泄漏電纜的傳輸衰減及耦合效率

　　泄漏電纜是無線電漏泄場原理周界入侵檢測技術(shù)的關(guān)鍵部件。泄漏電纜的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體、絕緣體和外護(hù)套的結(jié)構(gòu)尺寸、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)均勻性、空氣介質(zhì)比率、屏蔽形式和光電復(fù)蓋率等。其主要電氣特性是內(nèi)、外導(dǎo)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(zhuǎn)移阻抗及其特性阻抗等。無論何種設(shè)計(jì)，最終著眼點(diǎn)主要是追求較小的傳輸衰減和較高的耦合效率。

　　泄漏電纜的傳輸衰減是電纜材質(zhì)和工藝結(jié)構(gòu)的函數(shù)。主要表征為：隨內(nèi)、外導(dǎo)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(zhì)的功率因子成正比地增加，隨介質(zhì)的介電常數(shù)呈平方根函數(shù)，隨外導(dǎo)體的光電復(fù)蓋率成反比地增加。

　　泄漏電纜的耦合效率涉及電磁場理論。經(jīng)電磁耦合理論推導(dǎo)并加以適當(dāng)近似得知，由屏蔽形式所決定的表面轉(zhuǎn)移阻抗和轉(zhuǎn)移導(dǎo)納是耦合效率的關(guān)鍵因數(shù)，比較直觀的主要表征為：隨單位長度外導(dǎo)體開孔面積(大小、數(shù)目)成正比地增加，隨外導(dǎo)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(guān)系增加，隨電纜直徑大小成平方關(guān)系降低。

　　由于泄漏電纜比較重視其結(jié)構(gòu)工藝，各國制造商均擁有不同的專*技術(shù)。較典型的有英國的疏編技術(shù)、美國的螺旋管特征開孔技術(shù)、德國的縱向開縫技術(shù)、日本的八字開槽技術(shù)等。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，為了補(bǔ)償泄漏電纜在徑向長度上傳輸衰減隨距離按對數(shù)規(guī)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泄漏電纜均采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(jí)技術(shù)，用以獲得耦合能量分級(jí)型泄漏電纜。其確切的制造細(xì)節(jié)通常申請為專*。

　　泄漏電纜周界入侵檢測傳感器

　　泄漏電纜作為周界入侵檢測傳感器應(yīng)用時(shí)通常采用埋地敷設(shè)方式。埋地敷設(shè)方式可取得隱形連續(xù)復(fù)蓋周界防區(qū)和免維護(hù)的實(shí)用效果。

　　實(shí)驗(yàn)研究表明：采用兩根平行敷設(shè)的泄漏電纜，一根接入發(fā)信機(jī)，另一根接入受信機(jī)，入侵者進(jìn)入兩根電纜中間區(qū)域時(shí)，由于處在“漏泄場”中的人體對無線電射頻能量的散射，將引起受信機(jī)端口接收信號(hào)電平的波動(dòng)。采用各種信號(hào)分析手段檢測出這個(gè)變動(dòng)，即可對入侵者在防護(hù)周界范圍內(nèi)作出定性和定位判斷。在各種泄漏電纜周界入侵防范系統(tǒng)中，無一例外地都采用泄漏電纜作為入侵檢測傳感器。

　　泄漏電纜的一端接入發(fā)信機(jī)后，無線電射頻能量在泄漏電纜內(nèi)部一方面以同軸波模式向電纜終端傳輸?shù)耐瑫r(shí)，另一方面通過電纜外導(dǎo)體開孔的表面沿電纜徑向長度以準(zhǔn)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(jié)構(gòu)參數(shù)，基本上與安裝環(huán)境無關(guān);表面波模式的傳輸速度和傳輸衰減則與安裝環(huán)境有關(guān)，如果泄漏電纜以埋地方式安裝，與地面以上的空氣環(huán)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著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(nèi)，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。這意味著泄漏電纜作為入侵檢測傳感器應(yīng)用時(shí)，僅包含一個(gè)有限距離的檢測區(qū)域，對無線電空間秩序不構(gòu)成為一種有害的干擾源。

　　泄漏電纜周界入侵防范系統(tǒng)典型技術(shù)方案

　　單電纜方案

　　最早期出現(xiàn)的