一种多制式融合车载天线及车载通信系统的制作方法

本发明涉及车载天线领域，尤其涉及一种高铁机车用的多制式车载天线及车载通信系统。

背景技术：

1、随着我国智能铁路相关技术正在快速发展，各种信息系统在列车上开始应用起来了，例如基于专网的指挥检测系统，基于公网的通信系统及定位系统。其中专网系统包含gsm-r、5g-r等制式，公网系统包括2g、3g、4g、5g、wifi等制式，定位系统包括北斗、gps等制式。每套信息系统的正常工作都离不开高质量的天线，因此在可预见的未来，列车商将要集成更多的天线，以满足这些系统的正常工作。

2、当前列车天线的集成度不够高，很多信息系统都需要单独安装天线，这样导致列车顶部天线的数量急剧增多，当前常见的情况是时速350公里的动车组车顶天线共需27根天线振子，时速250公里的动车组车顶天线共需26根天线振子，时速160公里的动车组车顶天线共需20根天线振子，机车车顶天线共需20根天线振子等等；但是列车在设计的时候可能没有考虑到要安装这么多天线，后期临时增加天线的难度较大，额外增加天线会影响列车的风阻和防水性。会影响列车的安全运行。

3、目前关于列车多制式天线方案较少，中国专利申请cn205790345u公开的lte列车天线主要覆盖了1.4g和1.8g两个专网频段，公网频段和定位天线没有覆盖到。中国专利申请cn202678503u公开的双频段高接受信号动车天线仅支持gsm-r和gps两种制式；中国专利申请cn111313144a公开的动车天线虽然包含了北斗天线和移动通信天线，但是没有包含专网gsm-和5g-r天线，而且其移动通信天线包含第一移动通信天线，第二移动通信天线和第三移动通信天线，三个移动通信天线分别工作于不同的频段，在有些应用场景，需要合路器进行合路，增加了系统的复杂度。同时，其采用的螺旋型金属线天线结构，一方面增加了天线的整体高度，同时随着列车的震动容易变形，性能不稳定。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供了一种多制式融合车载天线及车载通信系统，能将多类型多频段天线进行融合，其体积小，频带宽，结构简单，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种多制式融合列车天线，包括：

4、外罩、一个金属底板、pcb单极子天线一、pcb椭圆形单极子天线、pcb单极子天线二和定位天线模块；其中，

5、所述pcb单极子天线一、pcb椭圆形单极子天线和pcb单极子天线二从前至后依次间隔设置在所述金属底板上；

6、所述定位天线模块通过第三塑料支撑件支撑设置于所述pcb椭圆形单极子天线的上方；

7、所述外罩固定扣设在所述金属底板上，扣设住所述pcb单极子天线一、pcb椭圆形单极子天线、pcb单极子天线二和定位天线模块；

8、所述pcb单极子天线一作为gsm-r天线，该pcb单极子天线一的工作频段为885-934mhz的gsm-r频段；

9、所述pcb椭圆型单极子天线作为公网天线，该pcb椭圆型单极子天线的工作频段为825～960mhz、1710～2690mhz、3400～3600mhz、4800～4900mhz的公网频段；

10、所述pcb单极子天线二作为5g-r天线，该pcb单极子天线二的工作频段为1965-2165mhz的5g-r频段；

11、所述定位天线模块为支持gps和北斗两种制式的定位天线。

12、一种车载通信系统，包括：车载天线和通信主机，所述车载天线设置在高铁机车顶部，与通信主机电气连接，所述车载天线采用本发明所述的多制式融合列车天线。

13、与现有技术相比，本发明所提供的多制式融合车载天线，其有益效果包括：

14、通过在一个金属底部上间隔设置作为gsm-r天线的pcb单极子天线一、作为公网天线的pcb椭圆形单极子天线和作为5g-r 天线的pcb单极子天线二，并在pcb椭圆形单极子天线上方设置定位天线模块，实现了将多类型多频段天线进行融合，将多天线集成于单天线中，最大限度减小车顶安装空间，具有体积小，频带宽，结构简单等优点，能很好的保障列车上各种信息系统的正常运行，该天线很好的解决了现有无法继续在动车组和机车车顶加装天线的难题。

技术特征：

1.一种多制式融合列车天线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多制式融合列车天线，其特征在于，作为gsm-r天线的所述pcb单极子天线一与作为公网天线的所述pcb椭圆形单极子天线之间的间距为128～130mm；

3.根据权利要求1所述的多制式融合列车天线，其特征在于，所述外罩的前端设有前部罩体，后端设有后部罩体，中间设有中间罩体，所述前部罩体对应扣设住所述pcb单极子天线一，所述后部罩体对应扣设住所述pcb单极子天线二，所述中间罩体对应扣设住所述pcb椭圆形单极子天线和定位天线模块；

4.根据权利要求3所述的多制式融合列车天线，其特征在于，所述前部罩体和后部罩体的高度低于所述中间罩体的高度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的多制式融合列车天线，其特征在于，作为gsm-r天线的所述pcb单极子天线一的背面与第一塑料支撑件固定连接，所述第一塑料支撑件的底部固定在所述金属底板上；所述pcb单极子天线一的pcb与平铺固定在所述金属底板上的第一馈电网络pcb垂直交叉焊接进行电气连接，第一同轴线缆与第一馈电网络的馈电点焊接进行电气连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的多制式融合列车天线，其特征在于，作为5g-r天线的所述pcb单极子天线二的背面与第二塑料支撑件固定连接，所述第一塑料支撑件的底部固定在所述金属底板上；所述pcb单极子天线二的pcb与平铺固定在所述金属底板上的第二馈电网络pcb垂直交叉焊接进行电气连接，第二同轴线缆与第二馈电网络的馈电点焊接进行电气连接。

7.根据权利要求1-4任一项所述的多制式融合列车天线，其特征在于，作为公网天线的所述pcb椭圆形单极子天线的背面与第三塑料支撑件固定连接，所述第三塑料支撑件的底部固定在所述金属底板上，该第三塑料支撑件的上部延伸到所述pcb椭圆形单极子天线的顶部上方形成设置所述定位天线模块的一个支撑平台；

8.一种车载通信系统，包括：车载天线和通信主机，所述车载天线设置在高铁机车顶部，与通信主机电气连接，其特征在于，所述车载天线采用权利要求1-7任一项所述的多制式融合列车天线。

技术总结
本发明公开了一种多制式融合列车天线及车载通信系统，天线包括：PCB单极子天线一、PCB椭圆形单极子天线和PCB单极子天线二从前至后依次间隔设在金属底板上；定位天线模块通过第三塑料支撑件支撑设置于PCB椭圆形单极子天线的上方；外罩固定扣设在金属底板上，扣设住PCB单极子天线一、PCB椭圆形单极子天线、PCB单极子天线二和定位天线模块；PCB单极子天线一作为GSM‑R天线，工作于GSM‑R频段；PCB椭圆型单极子天线作为公网天线，工作于公网频段；PCB单极子天线二作为5G‑R天线，工作于5G‑R频段；定位天线模块为支持GPS和北斗两种制式的定位天线。该天线集成多制式天线，体积小，频带宽，结构简单，能很好的保障列车上各种信息系统的正常运行。

技术研发人员：高尚勇,李辉,窦垭锡,徐宗昌,聂鑫,董根才,蒋志勇,姜宏敏,陈松,李旭,姜博,郭强亮,李春铎,张弘毅,刘焱欣,王茜茹,于进,周瑞文,郝扬,薛柱,田园
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13