一种应用于列车的双频段天线的制作方法

1.本技术涉及无线通信领域，具体地涉及一种应用于新一代列车的双频段天线。


背景技术：

2.2019年6月6日，工信部宣布向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5g商用牌照，中国正式进入5g商用元年。2020年12月24日，成渝高铁复兴号列车5g网络覆盖。在5g技术的应用支持下，更多智能化设备与仪器应运而生，用户可以基于智能设备与虚拟装备，实现智能工作与幸福生活，提高人们生活品质与工作质量。我国国网高铁和地方铁路建设进入高速发展时期，新的通信业务的不断增加，新一代列车车载天线正在谋划，列车也将迎来5g频段2100mhz～2200mhz，列车天线随着通信技术的发展，频段向高频移动，带宽逐步增加。
3.随着通信技术的发展，未来的列车通信业务将进一步增加，对带宽的要求也将越来越高，现有列车天线基本上是组合天线。在这种情况下，较宽的频带导致组合天线变得非常复杂甚至不可能实现。
4.因此，为了满足未来列车通信系统的需要，需要改进现有的组合天线。


技术实现要素：

5.为克服上述缺陷点，本技术的目的在于：提出一种应用于列车的双频段天线，其体积小、结构简单安装方便满足未来列车的使用需要。
6.为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：
7.一种的双频段天线，其特征在于，包括：
8.基底，所述基底的一侧配置呈梯形的主体部，
9.所述主体部的两侧分别间隔的配置有第一套筒及第二套筒，且所述第一套筒的一端连接所述基底，另一端连接所述主体部，
10.所述基底的与连接主体部相对的另一侧上设有孔，所述孔用以连接射频头
11.优选的，该主体部、第一套筒及第二套筒一体设计。
12.优选的，该第一套筒及第二套筒的宽度比介于1.7～2。
13.优选的，该第一套筒及第二套筒的宽度比介于1.7～2。
14.优选的，该双频段天线，其特征在于，所述主体部的上部长度wt与下部长度wl的比值介于2.1～2.5。
15.优选的，该主体部与所述第一套筒及第二套筒同轴。
16.优选的，该双频段天线，其特征在于，还包括顶部，所述顶部配置于所述主体部的远离所述基底的端部，且所述顶部的正投影轮廓介于两第二套筒之间。进一步的，该顶部呈四方形，且所述顶部与所述主体部一体设计，所述基底的另一侧上的孔延伸至所述主体部
17.优选的，该基底的另一侧上的孔延伸至所述主体部。
18.优选的，该主体部与所述第一套筒及第二套筒采用铝材质。
19.优选的，该主体部与所述第一套筒及第二套筒的厚度为6mm。
20.有益效果
21.与现有技术相比，本技术实施方式的双频段天线具有：
22.1)可以满足新一代列车的频段要求0.8～0.96ghz以及1.4～2.2ghz；
23.2)采用垂直极化方式；
24.3)方向图是全向辐射；
25.4)天线的结构简单、具有低剖面抗风能力强，且便于安装的优点。
附图说明
26.图1为本技术实施例的双频段天线的结构示意图；
27.图2a、图2b为图1连接射频头的结构示意图；
28.图3为本技术实施例的天线阻抗仿真图；
29.图4为本技术实施例的天线驻波比仿真图；
30.图5为本技术实施例的天线900mhze面h面仿真图；
31.图6为本技术实施例的天线1800mhze面h面仿真图；
32.图7为本技术实施例的天线900mhze面h面实测；
33.图8为本技术实施例的天线1800mhze面h面实测图。
具体实施方式
34.以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本技术而不限于限制本技术的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
35.本技术揭示的双频段天线，包括：基底，基底的一侧配置呈梯形的主体部，主体部的两侧分别配置有第一套筒及第二套筒单，且第一套筒的一端连接基底，另一端连接主体部，基底的另一侧上设有孔，孔用以连接射频头。该双频段天线可以满足新一代列车的0.8～0.96ghz以及1.4～2.2ghz频段要求，同时天线的结构简单、具有低剖面抗风能力强，且便于安装的优点。制作该双频段天线可在铝板上切割而成。
36.接下来结合附图来描述本技术提出的双频段天线，
37.该天线的结构如图1所示，该双频段天线100，包括：
38.基底110，基底110的一侧配置呈梯形的主体部120，
39.主体部120的两侧分别配置有第一套筒140及第二套筒150，且第一套筒140的一端连接基底110，另一端连接主体部120，
40.基底的另一侧上设有孔111，孔111用以连接射频头(图未示)。该双频段天线采用铝金属材质。考虑到列车行驶速度快，受到风的阻力较大，整个天线采用切片结构。主体部120、第一套筒140及第二套筒150采用一体设计。第一套筒140及第二套筒150沿中线a轴对称。
41.该天线采用外加套筒及顶端加载的方式，
42.该天线连接射频接头(如图2a/2b所示)，较佳的，安装好射频接头后保证射频接头的流出长度和h1相同，该天线的尺寸结构，其尺寸为：h1＝7mm，w1＝3.5mm，wt＝40mm，t2＝
14mm，wl＝18mm，h2＝50mm，lowl＝71mm，topl＝61mm，h3＝42mm，t1＝2mm，h3＝15.5mm，w3＝24.5mm，w2＝6mm，wl＝14.5mm，天线的侧视图如图1(b)所示，天线厚度为6mm。另外考虑到列车车顶较大，本次发明的天线地采用600mm*600mm的铝板作为地面。在其他的实施方式中，主体部(也称单极子)的上部长度wt与下部长度wl的比值介于2.1～2.5。该天线的工作时通过射频接头馈电(安装时将射频接头固定在列车天线顶部，再天线直接旋转进射频接头即可)，为了降低天线的高度，采取顶部(顶端加载)加载的方式，通过外加套筒的方法来增加天线谐振点，从而实现天线的双频段；套筒内保留一个呈梯形的单极子，以扩展天线带宽。最终通过hfss软件仿真验证猜想，最后根据仿真优化后的参数加工天线，通过测试加工天线，验证本次发明可行。顶端加载原理：通过减小q值，增加天线的有效电长度，顶部加载可以减小天线在一定频率下的尺寸，增加带宽。许多天线通过顶部加载来提高性能。但顶部荷载的大小不宜过大，如果过大，则会增大横向尺寸。
43.该方式下通过开放式套筒，加厚阵列可以获得很低的特性阻抗。而形式上的非对称天线和非对称馈电方式可以像电路中的参差调谐一样有效地拓宽阻抗带宽。在天线内辐射器外增加与内辐射器同轴的金属套筒构成套筒天线，不仅使振子变厚，而且实现了非对称馈电，它简单有效。
44.接下来结合附图3
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图8来详细的描述本技术的试验。线馈电部分直接采用射频接头，方便安装，在天线底部打进螺纹孔，将天线旋转进射频接头，在旋转时一定要注意旋转圈数，保证射频接头的流出长度和h1相同。
45.图3为天线s参数仿真图，图4为天线驻波比仿真图。从图中可以看出天线的通带是0.78～0.97ghz、1.39～2.22ghz。图3为本发明天线仿真回波损耗，从图中可以看出天线驻波比2以下的频段是0.77～0.97ghz、1.38～2.24ghz，图5和6是天线在900ghz和1800ghz的e面和h面天线增益图，可以看出本次发明的天线是全向辐射，满足列车天线需求。
46.天线实测图7和图8是天线在900ghz和1800ghz的e面和h面天线增益图实测值。从以上结果表明本技术实施方式的满足新一代(高速)列车天线使用。
47.上述实施例只为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本技术的保护范围。凡如本技术精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本技术的保护范围之内。