一种高铁车顶天线的制作方法

本实用新型涉及移动通信技术领域中的天线技术，尤其涉及一种高铁车顶天线。

背景技术：

目前，高铁车顶天线一般采用2t2r或4t4r的形式，且每组收发都采用锥形振子，为全向辐射天线，受列车行进方向两侧公网干扰的影响比较大，导致高铁的网络信号不佳；直接采用已有的天线阵子组阵，无法实现干扰抑制。现有天线多采用锥形振子，锥形振子是宽频天线，不同频段对应的波长不一样，导致高低频在波束合成后的性能差异比较大，因此无法通过组阵方式实现双定向性来抑制公网干扰。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例期望提供一种高铁车顶天线，可抑制公网干扰。

为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种高铁车顶天线，所述天线包括：四组天线辐射单元；其中，

每组天线辐射单元为由两个对称阵子组成的二元阵，每个对称阵子的轴向与高铁的行进方向垂直，且两个对称阵子在垂直高铁的行进方向上成直线排布。

其中，所述四组天线辐射单元在车顶平面上按纺锤形结构排布。

其中，所述纺锤形的对称轴与高铁的行进方向相同。

其中，所述对称阵子的单边振子数量至少为1。

其中，所述单边振子数量大于1时，不同频段振子间具有独立的电波长。

其中，所述对称阵子为垂直极化。

本实用新型实施例提供的高铁车顶天线，包括：四组天线辐射单元；其中，每组天线辐射单元为由两个对称阵子组成的二元阵，每个对称阵子的轴向与高铁的行进方向垂直，且两个对称阵子在垂直高铁的行进方向上成直线排布。本实用新型实施例采用宽频段对称阵子进行组阵，调节不同频段振子的数量和长度实现宽频段单边天线振子；通过两组对称阵子组阵，可实现侧射阵列，即对称阵子轴向减弱，侧向增强；通过调节不同频段振子之间的间距，实现各频段振子间距具有独立的电波长，以实现全频段性能一致。

另外，纺锤形组阵的天线辐射单元可以使每组收发之间的距离增大，增强振子间的非相关性；还可减小车顶天线尺寸，使得列车行进方向风阻减小，优化网络信号及覆盖。

附图说明

图1为相关技术中高铁车顶天线示意图；

图2为相关技术中高铁线路公网干扰示意图；

图3为本实用新型实施例所述高铁车顶天线示意图；

图4为本实用新型实施例所述支持宽频带的对称阵子结构示意图；

图5为单天线振子与组阵之后的方向图对比示意图；

图6为本实用新型实施例所述高铁俯视示意图；

图7为本实用新型实施例所述对称振子组二元阵示意图；

图8为本实用新型实施例所述流线型结构示意图；

图9为本实用新型场景实施例高铁车顶天线结构示意图；

图10为本实用新型场景实施例宽频对称阵子结构示意图；

图11为本实用新型场景实施例纺锤形排布方式在两个频段下的仿真方向图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行描述。

相关技术中，高铁车顶天线一般采用锥形振子，2t2r或4t4r的形式，如图1所示。但由于高铁专网与公网在频段上存在重叠，这便造成了同频干扰，直接影响了高铁上的网络信号，如图2所示。

基于此，本实用新型实施例提供了一种高铁车顶天线，在支持宽频段的同时，其方向图在列车两侧方向增益降低，可以抑制公网干扰。

如图3所示，本实用新型实施例所述的高铁车顶天线，包括：四组天线辐射单元1；其中，

每组天线辐射单元1为由两个对称阵子2组成的二元阵，每个对称阵子2的轴向与高铁的行进方向垂直，且两个对称阵子2在垂直高铁的行进方向上成直线排布。

由于锥形振子的宽频特性，无法通过组阵方式实现双定向性，因此本实用新型实施例中采用对称阵子实现，如图4所示为对称振子的结构示意图。通过调节阵子臂的数量、长度和间距，可实现支持宽频带和预期的组阵效果。

如图4所示，通过两组对称阵子组阵，实现侧射阵列，即对称阵子轴向减弱，侧向增强。通过调节不同频段振子之间的间距，实现各频段振子间具有独立的电波长，实现全频段性能一致。

图5为单天线振子与组阵之后的方向图对比。可以看到，经过组阵之后，沿高铁行进方向(0～-180)的方向图有所增强，而另外一个方向的方向图得到抑制，这样便可以很好的抑制公网干扰，应用在高铁场景下的示意图如图6所示。

4t4r形式的高铁车顶天线一般都采用矩形排布方式，组阵后，矩形排布方式下的车顶天线尺寸会比较大，引入较大的风阻。

因此，本实用新型实施例中，所述四组天线辐射单元1在车顶平面上按纺锤形结构排布，如图3所示。

一个实施例中，所述纺锤形的对称轴与高铁的行进方向相同。

可见，本实施例新的高铁车顶天线形状，可以减小尺寸，减小风阻，优化网络信号及覆盖。

本实用新型实施例中，所述对称阵子2的单边振子数量至少为1，可以为多个。

本实用新型一个实施例中，所述单边振子数量大于1时，不同频段振子间具有独立的电波长。

本实用新型实施例中，所述对称阵子2为垂直极化。

将两个对称振子2组成二元阵作为一组辐射单元，如图7所示。同时将四组收发按纺锤形方式进行排布，这样可以使得每组收发之间的距离增大，增强振子间的非相关性；并且可以设计成流线型(纺锤形)结构，如图8所示，这样可以减小车顶天线尺寸，使得列车行进方向风阻减小，优化网络信号及覆盖；而且，相比于矩形排布形式，纺锤形排布更容易提升多流效果。

图9为应用在高铁场景下的一种高铁车顶天线结构示意图，纺锤形的对称轴与高铁的行进方向相同。

下面给出一种场景实施例，设计一款1.7～3.7g天线阵子，天线辐射单元宽频对称阵子如图10所示，单边振子数量至少为2，四组天线辐射单元在车顶平面上按纺锤形结构排布。图11为纺锤形排布方式在两个频段下的仿真方向图。从图11中可以看出，其在垂直列车方向，增益抑制3db，而且可减少风阻。

本实用新型实施例采用宽频段对称阵子进行组阵，调节不同频段振子的数量和长度实现宽频段单边天线振子；通过两组对称阵子组阵，可实现侧射阵列，即对称阵子轴向减弱，侧向增强；通过调节不同频段振子之间的间距，实现各频段振子间距具有独立的电波长，以实现全频段性能一致。

另外，纺锤形组阵的天线辐射单元可以使每组收发之间的距离增大，增强振子间的非相关性；还可减小车顶天线尺寸，使得列车行进方向风阻减小，优化网络信号及覆盖。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种高铁车顶天线，其特征在于，所述天线包括：四组天线辐射单元；其中，

每组天线辐射单元为由两个对称阵子组成的二元阵，每个对称阵子的轴向与高铁的行进方向垂直，且两个对称阵子在垂直高铁的行进方向上成直线排布。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述四组天线辐射单元在车顶平面上按纺锤形结构排布。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述纺锤形的对称轴与高铁的行进方向相同。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述对称阵子的单边振子数量至少为1。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述单边振子数量大于1时，不同频段振子间具有独立的电波长。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述对称阵子为垂直极化。

技术总结
本实用新型实施例提供了一种高铁车顶天线，包括：四组天线辐射单元；其中，每组天线辐射单元为由两个对称阵子组成的二元阵，每个对称阵子的轴向与高铁的行进方向垂直，且两个对称阵子在垂直高铁的行进方向上成直线排布。

技术研发人员：邵庆瑶;董佳;王大鹏;曹景阳;赵杰
受保护的技术使用者：中国移动通信有限公司研究院;中国移动通信集团有限公司
技术研发日：2020.11.30
技术公布日：2021.08.06