科技日報記者?陳瑜
“進(jìn)隧道了，手機(jī)沒信號了，一會兒再聯(lián)系。”
對于乘坐過列車的人們來說，這是以往常見的一幕。
而如今你會發(fā)現(xiàn)，這樣的場景正變得越來越少。
“不掉線”的信號從何而來？沿著隧道敷設(shè)的漏泄同軸電纜（以下簡稱“漏纜”）功不可沒。
漏纜技術(shù)此前僅被少數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握。經(jīng)過十幾年努力，中國民營企業(yè)500強之一的中天科技集團(tuán)有限公司（以下簡稱“中天科技”）打破國外壟斷，相關(guān)產(chǎn)品上榜工信部“第四批制造業(yè)單項冠軍產(chǎn)品”名單。
日前，在接受科技日報記者采訪時，中天科技董事長薛濟(jì)萍自豪地說：“我們已建成國內(nèi)漏纜品種最全、規(guī)模最大的研發(fā)和生產(chǎn)基地，可與美、德等國著名企業(yè)比肩。”
在地面上建隧道
漏纜之所以被用于隧道、橋梁等場合，是因為其不僅能傳輸手機(jī)信號，還可以像天線一樣，將接收到的信號傳回通信基站。
本世紀(jì)初，我國高鐵和城市地鐵建設(shè)步伐加快，對漏纜的需求也越來越大。當(dāng)時國外品牌技術(shù)相對成熟，市場占有率極高。面對這一狀況，薛濟(jì)萍果斷拍板：自主研發(fā)高水準(zhǔn)的漏纜產(chǎn)品，服務(wù)國家軌道交通建設(shè)！
從2006年組建研發(fā)團(tuán)隊開始技術(shù)攻關(guān)，到生產(chǎn)出第一根漏纜，中天科技旗下中天射頻電纜有限公司（以下簡稱“中天射頻”）僅用了一年左右時間。然而，產(chǎn)品銷路并不順暢。
“當(dāng)時，我們滿腦子想的都是如何打開市場、如何贏得用戶信賴。”中天射頻總經(jīng)理徐宗銘回憶道，“其實聚焦起來就是一個問題——產(chǎn)品性能。”
測試，尤其是模擬實際應(yīng)用場景進(jìn)行測試，是驗證產(chǎn)品性能不可或缺的一環(huán)。
“按照以往慣用的做法，對漏泄電纜傳輸和輻射特性的評估是在自由空間環(huán)境下進(jìn)行的。”中天射頻總工程師趙瑞靜介紹，“所謂自由空間，指分別環(huán)繞漏纜和測試天線形成的直徑兩米的圓柱體內(nèi)不能有任何金屬物質(zhì)，否則會影響測試精度。而漏纜常用于隧道等密閉空間，隧道壁對信號的反射作用較大，自由空間環(huán)境無法完全模擬漏纜工作的環(huán)境。”
怎么辦？在廠內(nèi)直接開挖隧道顯然不現(xiàn)實。那么，能不能在地面上建一條模擬隧道呢？
方案甫出，有人持不同意見：“這可不是一筆小投入，有必要嗎？”
此時，薛濟(jì)萍再次下定決心——不但要建，而且要建全。
研發(fā)團(tuán)隊分頭行動，開展了大量工程調(diào)研，結(jié)合專家意見，最終確定建設(shè)圓形及矩形兩種結(jié)構(gòu)的模擬隧道，用于模擬地鐵隧道和站廳等多種典型場景的信號覆蓋效果。
“模擬隧道不僅配置了先進(jìn)測試設(shè)備和自動化測試系統(tǒng)，還注重盡量還原實景細(xì)節(jié)。”徐宗銘告訴記者，“包括地面墻壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等，我們都做了專業(yè)設(shè)計。”
依托模擬隧道，團(tuán)隊先后完成了多種施工情景下的漏纜信號輻射特性研究與性能驗證。比如，在兩種隧道結(jié)構(gòu)中，測試兩根或多根漏纜在不同安裝間距下的電磁性能；設(shè)置接收天線與漏纜的不同距離，研究信號強弱之間的關(guān)聯(lián)性……
近乎嚴(yán)苛的測試環(huán)境，為產(chǎn)品打開市場奠定了基礎(chǔ)。2008年，中天漏纜成功中標(biāo)南京地鐵一號線南延段項目，國外品牌壟斷市場的局面從此開始改變。
用“雙節(jié)棍”解難題
隨著時間的推移，中天科技逐漸躋身漏纜行業(yè)第一方陣，并在橋隧占比達(dá)60%以上的京張高鐵一展身手，助力打造出全球首條實現(xiàn)5G全覆蓋的“智慧高鐵”。
但在為滬蘇通長江公鐵大橋設(shè)計通信方案時，新的難題出現(xiàn)了。
“這是世界上最長的公鐵兩用斜拉橋，全長11072米。”中天科技總裁薛馳告訴記者，“因為江面寬，中國鐵塔股份有限公司南通市分公司放棄了在岸邊建鐵塔發(fā)射信號的方式，改用漏纜作為通信設(shè)施，并提出2G、3G、4G、5G信號必須全覆蓋。”
“以前，2G到4G的載波頻段覆蓋范圍為700兆赫茲到2700兆赫茲。5G商用后，這一范圍被擴(kuò)至3600兆赫茲。”徐宗銘說，要把這么寬的頻段做進(jìn)一根漏纜里，且要滿足高鐵列車強信號屏蔽下的覆蓋要求，絕非易事。
在中天射頻的生產(chǎn)車間內(nèi)，徐宗銘指著漏纜中銅帶上許多細(xì)致的槽孔對記者說：“這就是我們的專利技術(shù)，也是實現(xiàn)2G到5G信號兼容的關(guān)鍵。”
“不同頻率的電磁波波長不同。頻率低的波長長，可以比作‘花生’；頻率高的波長短，好比‘小米’。”趙瑞靜解釋，因為頻率差距大，如何開槽面臨不小的挑戰(zhàn)。
槽開太大，“小米”一下子全漏出來，高頻信號來不及傳到線纜后端，會導(dǎo)致末端5G信號很差；槽開太小，“花生”漏不出來，也就是低頻信號無法釋放，又會導(dǎo)致2G信號很差。
研發(fā)團(tuán)隊再三研究對比各種技術(shù)路線，反復(fù)開展試驗論證。
終于有一天，他們從雙節(jié)棍原理中獲得靈感——一根棍子很難兼顧擊中遠(yuǎn)、近兩種距離的目標(biāo)，使用雙節(jié)棍后，兩段疊加可擊中遠(yuǎn)距目標(biāo)；折疊起來又可命中近距目標(biāo)。
受此啟發(fā)，研發(fā)人員改變原有連續(xù)開槽思路，創(chuàng)造性開發(fā)出裂變槽專利技術(shù)。他們將單槽孔裂變?yōu)槎鄠€小縫隙單元，對低頻來說，多個小縫隙單元相連增加了縫隙總長，可以泄漏低頻信號，提升“花生”的泄漏能力；對高頻來說，單縫隙長度較短，“小米”也能均勻地泄漏出來。
如今，這項“冠軍產(chǎn)品”已被廣泛用于國內(nèi)高鐵、地鐵線路與跨江大橋等各類工程的通信系統(tǒng)覆蓋。
“今年兩會期間，習(xí)近平總書記強調(diào)，‘加強科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合’‘激發(fā)各類經(jīng)營主體的內(nèi)生動力和創(chuàng)新活力’。這讓我們深受鼓舞、倍添動力。”薛馳向記者表示，未來，中天科技將以“強主線、補短板”鏈?zhǔn)絼?chuàng)新、“特色化、高端化”差異創(chuàng)新、“抓機(jī)遇、布新篇”向上創(chuàng)新三大創(chuàng)新舉措，努力構(gòu)建面向全球化的技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)體系。
