一种列车多天线整合平台的制作方法

本实用新型属于微波技术领域，特别涉及一种列车多天线整合平台。

背景技术：

随着国内外高速铁路建设的飞速发展，现有机车、动车组天线为了保障列车的运行安全和数据传输，在车顶安装有gsm-r数据传输天线、gnss天线、wlan/gprs天线等，用来满足列车的控车通信、调度通信、定位导航以及远程监控等要求。目前，列车的车顶天线设备厂家较多，天线的类型多样，数量多，安装位置杂乱等问题。这导致机车天线安装位置空间受限，信号的接收与处理存在相互干扰等问题。为了解决这些问题，需要设计一款列车多天线整合平台来尽可能地减少列车车载天线数量，进一步合理利用列车空间，避免列车不同信号间的相互干扰。

技术实现要素：

本实用新型提供一种将铁路列车上现有的工作于不同频段的多种天线整合在一起，实现信号的多路分配的整合平台，以解决现有技术存在的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种列车多天线整合平台，其特征在于：包括与宽带天线连接的整合平台，所述整合平台包括至少一个子部件，其中一个子部件连接宽带天线，其它多个子部件连接该子部件和通信设备；

每个子部件均包括至少一个功率分配器/合路器，多个功率分配器/合路器级联连接；

其它多个子部件独立使用或者级联使用。

所述功率分配器/合路器包括耦合器，同一个子部件的多个耦合器级联连接，耦合器为对称型多节耦合线耦合器，多个功率分配器/合路器级联连接时，一个功率分配器/合路器的输出端口连接另一个功率分配器/合路器的一个输入端口。

子部件独立使用时，宽带天线与子部件的输入端口相连，通信设备分别与子部件的输出端口相连。

多个子部件级联使用时，宽带天线连接在一个子部件上，通过该子部件将信号传输给其它多个子部件，再通过其它多个子部件传输给通信设备。

多个子平台中，每个子平台具有相同或者不同的频率覆盖范围，所有子平台能够覆盖400mhz~5.9ghz的频率范围。

本实用新型的有益效果：本实用新型能减少列车车载天线以及相关设备，如天线连接器、天线与后端设备间的匹配电路等的数量，节省成本。

附图说明

图1为列车多天线整合平台示意图。

图2为交错耦合带状线示意图。

图3为对称型多节耦合线定向耦合器示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供一种列车多天线整合平台，该平台能够将铁路列车上现有的工作于不同频段的多种天线整合在一起，实现信号的多路分配，完成功率的定向分配。同时，该多天线整合平台拥有极宽的相对带宽，能够同时兼容现有列车天线的所有工作频段；本身的功率损耗较小，能够有效地节约功率；各路的功率分配较为合理，能够按照预先设定的任意比例实现对输出端的功率分配；同时具有体积小，重量轻，结构简单的特点。

具体来说，本实用新型包括与宽带天线连接的整合平台，整合平台包括至少一个子部件，至少一个子部件连接宽带天线和通信设备，该通信设备为机车gps接收机、gps信息接收装置、列尾装置和机车综合无线通信设备。

每个子部件可以单独使用，实现功率的多端口分配；在保持输入端口数量不变的情况下，子部件之间，即耦合器之间可以通过级联的方式增加输出端口的数量，实现任意数量的输出端口功率分配。

单个子部件可包括一个耦合器，也可包括多个耦合器，多个耦合器使用时，级联连接在一起使用，用于扩展端口数目，即其中一个耦合器的一个输出端口连接另一个耦合器的输入端口，另一个耦合器的其中一个输出端口连接下一个耦合器的输入端口，依次连接，扩展输出端口的数目。

单个子部件独立使用时，宽带天线与子部件的输入端口相连，通信设备分别与子部件的输出端口相连。

多个子部件级联使用时，如图1所示，宽带天线是连接在子部件1上，然后通过子部件1将信号传输给其它一个或者多个子部件，再通过其它子部件传输给与其它子部件连接的通信设备。

每个子部件的频率覆盖范围可以不同也可以相同，不同时，需要能够同时覆盖现有列车车载天线的所有工作频段，具体范围是：400mhz~5.9ghz。

上述的耦合器为功率分配器/合路器，该功率分配器/合路器为具有超宽带的定向耦合器，该耦合器使用带状线结构实现。带状线耦合线形式可以有更小的通带插入损耗以及具有更好的屏蔽效果，且带状线结构可以承受较大的功率。

上述带状线包括两个的接地介质平板，和两个接地介质平板之间的介质板，介质板上蚀刻有信号传输线，信号传输线利用交叉耦合结构实现。两个介质平板分别压在有信号传输线的介质板上下两侧，形成耦合线。

上述本实用新型中，由于输入端口数目有限，输出端口数目众多，因此需要保证输出端口的带宽足够宽。单节耦合线耦合器在带宽上受到限制，为了拓展耦合线耦合器的工作带宽使其适用于超宽带的场合，本实用新型将多节耦合线连接起来，形成对称型多节耦合线或者非对称型多节耦合线，如图3所示，本实用新型采用对称型多节耦合线耦合器，即每一节的耦合线均关于水平轴对称，且由奇数节耦合线组成，每一节耦合线的长度均为四分之一波长且奇偶模阻抗均满足匹配和隔离条件。

本实用新型中，在各个输出端口的输出功率在可以满足的情况下，要尽可能的保证个输出端口的输出功率相同，也就是要实现3db的功率分配，可以使用交叉串联两个耦合器的方法形成一个耦合器。交叉串联两个耦合器的具体方式为，把第一个耦合器的耦合端口与第二个耦合器的输入端口连接起来，把第一个耦合器的直通端口与第二个耦合器的隔离端口连接起来。交叉串联耦合器的示意图，用于同时实现超宽带和强耦合。而该两个交叉串联构成的耦合器可以构成任意耦合度的耦合器，解决了功率的合理分配问题。且利用交错耦合带状线结构实现的超宽带功率分配器/合路器，通过调节中间两条带状线的交错宽度和上下之间的距离可以调节两条带状线的耦合强弱，改变超宽带功率分配器/合路器各个端口的功率分配。交错耦合带状线结构一般有四个端口，其中一个作为输入，两个作为输出，还有一个为隔离断口，连接匹配负载设备。子部件中的每个耦合器均选择超宽带功率分配器/合路器。

本实用新型的列车多天线整合平台的可靠性强，能承受较大的功率（10w），同时结构稳定，能够适用于多种环境恶劣场合，如空气潮湿，寒冷，炎热，高原地区等。且列车多天线整合平台能够实现较高的端口隔离度，输出端口之间隔离度≥15db；平台能实现吸收大部分的馈入功率，输入端口驻波比值≤1.5；幅度不平度：≤3db。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种列车多天线整合平台，其特征在于：包括与宽带天线连接的整合平台，所述整合平台包括至少一个子部件，其中一个子部件连接宽带天线，其它多个子部件连接该子部件和通信设备；

每个子部件均包括至少一个功率分配器/合路器，多个功率分配器/合路器级联连接；

其它多个子部件独立使用或者级联使用。

2.根据权利要求1所述的一种列车多天线整合平台，其特征在于：

所述功率分配器/合路器包括耦合器，同一个子部件的多个耦合器级联连接，耦合器为对称型多节耦合线耦合器，多个功率分配器/合路器级联连接时，一个功率分配器/合路器的输出端口连接另一个功率分配器/合路器的一个输入端口。

3.根据权利要求1所述的一种列车多天线整合平台，其特征在于：

子部件独立使用时，宽带天线与子部件的输入端口相连，通信设备分别与子部件的输出端口相连。

4.根据权利要求1所述的一种列车多天线整合平台，其特征在于：

多个子部件级联使用时，宽带天线连接在一个子部件上，通过该子部件将信号传输给其它多个子部件，再通过其它多个子部件传输给通信设备。

5.根据权利要求1所述的一种列车多天线整合平台，其特征在于：

多个子平台中，每个子平台具有相同或者不同的频率覆盖范围，所有子平台能够覆盖400mhz~5.9ghz的频率范围。

技术总结
一种列车多天线整合平台，包括与宽带天线连接的整合平台，所述整合平台包括至少一个子部件，其中一个子部件连接宽带天线，其它多个子部件连接该子部件和通信设备；每个子部件均包括至少一个功率分配器/合路器，多个功率分配器/合路器级联连接；其它多个子部件独立使用或者级联使用。本实用新型能减少列车车载天线以及相关设备，如天线连接器、天线与后端设备间的匹配电路等的数量，节省成本。

技术研发人员：纪其辉;鲍才让太;刘静波;赵海萍;王俊杰;丁文昊;邢金龙;王利平;董恒宇
受保护的技术使用者：河南思维轨道交通技术研究院有限公司;中国铁路青藏集团有限公司
技术研发日：2019.06.11
技术公布日：2020.04.21