[发明专利]一种应用于隧道覆盖的天线阵列

说明书

本发明公开一种应用于隧道覆盖的天线阵列，包括反射板、设置于所述反射板的表面上并沿其长度方向依次分布的第一双极化天线单元、第二双极化天线单元、第三双极化天线单元、第四双极化天线单元，所述第一双极化天线单元与所述第二双极化天线单元的中轴线互相平行且极化方向相反，所述第三双极化天线单元与所述第四双极化天线单元的中轴线互相平行且极化方向相反，所述第二双极化天线单元与所述第三双极化天线单元的极化方向相同。本发明所公开的应用于隧道覆盖的天线阵列，能够增强天线双向辐射增益，并适应于狭小隧道环境，提高隧道环境的信号覆盖质量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种应用于隧道覆盖的天线阵列。

背景技术

近年来，我国轨道交通建设取得了空前发展。由于我国地域辽阔、地形地貌复杂，且多山地、多丘陵，铁路隧道数量呈现出井喷式增长。与此同时，现代化铁路建设对沿线移动通信系统的稳定性、时效性提出了更高的要求。

目前，广泛应用的铁路专用通信网GSM-R及下一代铁路移动通信系统LTE-R均采用无线传输方式与列车进行实时通信与调度。可靠的无线通信是列车稳定、安全运行的重要保障。随着铁路业务的扩展，还需要及时、有效传输大量视频、图片信息。同时，移动互联网的普及与应用也对列车高速率、高质量的个人网络服务提出了新的要求，如视频通话、高速率下载等。

在传统的工程应用中，铁路隧道普遍采用漏泄同轴电缆(LCX)实现无线通信。这种通信方式的系统性能受环境影响较大、极化单一且不适应于高频段，还存在安装、维护困难、造价高昂、易于偷盗等工程实际问题。因此，安装简单方便、造价低廉的分布式天线覆盖方案得到了广泛关注。

在现有技术中，部分采用天线方案的隧道中普遍使用小面积的板状天线，但是其增益小，传输距离短，需要建立大量直放站，投资增大。面积较大的板状天线虽然能提高增益，但安装于隧道内引起的风阻很大，易脱落，不安全，所以很少使用。还有些天线方案在隧道内采用高增益的螺旋天线，虽然单个天线的信号传输距离远，适合于隧道内信号传输，但螺旋天线底盘太大，安装于隧道内也会引起较大的风阻，也不利于在隧道内使用。而八木天线虽然能够做到高增益，且由于采用架状结构，横截面积小，也不会引起风阻，但天线反射单元与引向单元的尺寸较大，不适用于空间受限的隧道。

因此，如何增强天线增益，并适应于狭小隧道环境，提高隧道环境的信号覆盖质量，是本领域技术人员面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于隧道覆盖的天线阵列，能够增强天线双向辐射增益，并适应于狭小隧道环境，提高隧道环境的信号覆盖质量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于隧道覆盖的天线阵列，包括反射板、设置于所述反射板的表面上并沿其长度方向依次分布的第一双极化天线单元、第二双极化天线单元、第三双极化天线单元、第四双极化天线单元，所述第一双极化天线单元与所述第二双极化天线单元的中轴线互相平行且极化方向相反，所述第三双极化天线单元与所述第四双极化天线单元的中轴线互相平行且极化方向相反，所述第二双极化天线单元与所述第三双极化天线单元的极化方向相同。

优选地，所述第一双极化天线单元与所述第二双极化天线单元之间的中轴线间距为1.5个工作波长。

优选地，所述第三双极化天线单元与所述第四双极化天线单元之间的中轴线间距为1.5个工作波长。

优选地，所述第二双极化天线单元与所述第三双极化天线单元之间的中轴线间距为2个工作波长。

优选地，所述第一双极化天线单元、第二双极化天线单元、第三双极化天线单元、第四双极化天线单元均包括设置于所述反射板表面的底座、立设于所述底座表面的巴伦装置、设置于所述巴伦装置顶部并与其电性连接的辐射体、设置于所述巴伦装置上的馈电装置。

优选地，所述辐射体包括呈矩形的介质基板，以及沿所述介质基板的四条半长对角线分布的四条辐射臂，且各条所述辐射臂的端部互不相连。