为了信号“不掉线”

　　【创新故事】

　　◎记者 陈 瑜

　　“进隧道了，手机没信号了，一会儿再联系。”

　　对于乘坐过列车的人们来说，这是以往常见的一幕。

　　而如今你会发现，这样的场景正变得越来越少。

　　“不掉线”的信号从何而来？沿着隧道敷设的漏泄同轴电缆（以下简称“漏缆”）功不可没。

　　漏缆技术此前仅被少数发达国家掌握。经过十几年努力，中国民营企业500强之一的中天科技集团有限公司（以下简称“中天科技”）打破国外垄断，相关产品上榜工信部“第四批制造业单项冠军产品”名单。

　　日前，在接受科技日报记者采访时，中天科技董事长薛济萍自豪地说：“我们已建成国内漏缆品种最全、规模最大的研发和生产基地，可与美、德等国著名企业比肩。”

　　在地面上建隧道

　　漏缆之所以被用于隧道、桥梁等场合，是因为其不仅能传输手机信号，还可以像天线一样，将接收到的信号传回通信基站。

　　本世纪初，我国高铁和城市地铁建设步伐加快，对漏缆的需求也越来越大。当时国外品牌技术相对成熟，市场占有率极高。面对这一状况，薛济萍果断拍板：自主研发高水准的漏缆产品，服务国家轨道交通建设！

　　从2006年组建研发团队开始技术攻关，到生产出第一根漏缆，中天科技旗下中天射频电缆有限公司（以下简称“中天射频”）仅用了一年左右时间。然而，产品销路并不顺畅。

　　“当时，我们满脑子想的都是如何打开市场、如何赢得用户信赖。”中天射频总经理徐宗铭回忆道，“其实聚焦起来就是一个问题——产品性能。”

　　测试，尤其是模拟实际应用场景进行测试，是验证产品性能不可或缺的一环。

　　“按照以往惯用的做法，对漏泄电缆传输和辐射特性的评估是在自由空间环境下进行的。”中天射频总工程师赵瑞静介绍，“所谓自由空间，指分别环绕漏缆和测试天线形成的直径两米的圆柱体内不能有任何金属物质，否则会影响测试精度。而漏缆常用于隧道等密闭空间，隧道壁对信号的反射作用较大，自由空间环境无法完全模拟漏缆工作的环境。”

　　怎么办？在厂内直接开挖隧道显然不现实。那么，能不能在地面上建一条模拟隧道呢？

　　方案甫出，有人持不同意见：“这可不是一笔小投入，有必要吗？”

　　此时，薛济萍再次下定决心——不但要建，而且要建全。

　　研发团队分头行动，开展了大量工程调研，结合专家意见，最终确定建设圆形及矩形两种结构的模拟隧道，用于模拟地铁隧道和站厅等多种典型场景的信号覆盖效果。

　　“模拟隧道不仅配置了先进测试设备和自动化测试系统，还注重尽量还原实景细节。”徐宗铭告诉记者，“包括地面墙壁钢筋混凝土结构等，我们都做了专业设计。”

　　依托模拟隧道，团队先后完成了多种施工情景下的漏缆信号辐射特性研究与性能验证。比如，在两种隧道结构中，测试两根或多根漏缆在不同安装间距下的电磁性能；设置接收天线与漏缆的不同距离，研究信号强弱之间的关联性……

　　近乎严苛的测试环境，为产品打开市场奠定了基础。2008年，中天漏缆成功中标南京地铁一号线南延段项目，国外品牌垄断市场的局面从此开始改变。

　　用“双节棍”解难题

　　随着时间的推移，中天科技逐渐跻身漏缆行业第一方阵，并在桥隧占比达60%以上的京张高铁一展身手，助力打造出全球首条实现5G全覆盖的“智慧高铁”。

　　但在为沪苏通长江公铁大桥设计通信方案时，新的难题出现了。

　　“这是世界上最长的公铁两用斜拉桥，全长11072米。”中天科技总裁薛驰告诉记者，“因为江面宽，中国铁塔股份有限公司南通市分公司放弃了在岸边建铁塔发射信号的方式，改用漏缆作为通信设施，并提出2G、3G、4G、5G信号必须全覆盖。”

　　“以前，2G到4G的载波频段覆盖范围为700兆赫兹到2700兆赫兹。5G商用后，这一范围被扩至3600兆赫兹。”徐宗铭说，要把这么宽的频段做进一根漏缆里，且要满足高铁列车强信号屏蔽下的覆盖要求，绝非易事。

　　在中天射频的生产车间内，徐宗铭指着漏缆中铜带上许多细致的槽孔对记者说：“这就是我们的专利技术，也是实现2G到5G信号兼容的关键。”

　　“不同频率的电磁波波长不同。频率低的波长长，可以比作‘花生’；频率高的波长短，好比‘小米’。”赵瑞静解释，因为频率差距大，如何开槽面临不小的挑战。

　　槽开太大，“小米”一下子全漏出来，高频信号来不及传到线缆后端，会导致末端5G信号很差；槽开太小，“花生”漏不出来，也就是低频信号无法释放，又会导致2G信号很差。

　　研发团队再三研究对比各种技术路线，反复开展试验论证。

　　终于有一天，他们从双节棍原理中获得灵感——一根棍子很难兼顾击中远、近两种距离的目标，使用双节棍后，两段叠加可击中远距目标；折叠起来又可命中近距目标。

　　受此启发，研发人员改变原有连续开槽思路，创造性开发出裂变槽专利技术。他们将单槽孔裂变为多个小缝隙单元，对低频来说，多个小缝隙单元相连增加了缝隙总长，可以泄漏低频信号，提升“花生”的泄漏能力；对高频来说，单缝隙长度较短，“小米”也能均匀地泄漏出来。

　　如今，这项“冠军产品”已被广泛用于国内高铁、地铁线路与跨江大桥等各类工程的通信系统覆盖。

　　“今年两会期间，习近平总书记强调，‘加强科技创新和产业创新深度融合’‘激发各类经营主体的内生动力和创新活力’。这让我们深受鼓舞、倍添动力。”薛驰向记者表示，未来，中天科技将以“强主线、补短板”链式创新、“特色化、高端化”差异创新、“抓机遇、布新篇”向上创新三大创新举措，努力构建面向全球化的技术体系和产业体系。