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《华南理工大学》 2011年
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高铁隧道覆盖天线系统的设计

刘聪  
【摘要】:高速铁路的飞速发展给移动通信带来了新的机遇,同时也对通信系统提出了严峻的挑战。在高速铁路环境下,由于列车的高速行驶和复杂的地理环境,多径效应和多普勒频移的影响使信号产生衰落,无线信道的性能发生剧烈的变化。尤其在隧道中,车体的高穿透损耗、隧道的填充效应以及在隧道内与自由空间不同的无线传播环境等,使得隧道内无线通信覆盖异常复杂,技术上要求更高,普通蜂窝移动通信系统的概念不再适用,这就要求我们研制一种可以预测隧道中无线信号传播损耗和时间延迟的工具,进而设计一套隧道覆盖的天线系统。 本文主要提出了一种用于高铁隧道移动通信覆盖的新方案。通过分析目前隧道或者地铁工程中经常使用的泄漏电缆覆盖的成本较高的不足,本课题研究了一种新的覆盖方案——用双向天线进行无线通信的覆盖。通过对覆盖系统的分析,综合比较了两种满足隧道覆盖需求的天线单元——单极型双向天线和LPDA(对数周期振子阵)双向天线。虽然两者都具有超宽带的辐射特性,且辐射方向图是沿着隧道双向分布的,但是单极型双向天线只能满足高频段的覆盖需求,而不具备低频段的覆盖特性。而LPDA双向天线却能同时满足高低频的覆盖需求,且天线外观容易设计成流线型,适合在高铁隧道内安装,成为此天线系统的辐射模块。 天线系统的设计除了辐射模块外,还要进行覆盖链路的分析。本文在天线覆盖链路预算的基础上,进行了耦合器的选型及设计,并且将辐射单元和耦合器结合在一起,形成一体化的射频耦合辐射单元,进而设计并实现了一套安装方式简单可靠、造价成本低、适合高速列车通过的隧道或地铁环境的天线系统。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN929.5

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