專利名稱：多頻段天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多頻段天線，特別是用于機車無線通信設(shè)備的多頻段天線。
背景技術(shù)：
隨著我國鐵路現(xiàn)代化、高速化進程的加快，對鐵路通信系統(tǒng)的技術(shù)和功能提出了更高的要求，各種先進的通信設(shè)備應(yīng)用越來越廣泛。目前，在機車已經(jīng)使用的有450MHz列車無線調(diào)度通信(工作頻率457-469MHz)、800MHz列尾和列車安全預(yù)警裝置(工作頻率821-866MHz)、GSM-R通信系統(tǒng)(工作頻率885-890MHz/930-935MHz)、GSM通信系統(tǒng)(工作頻率890-915MHz/935-960MHz)、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)(工作頻率1574.397-1576.443MHz)及寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸(工作頻率2400MHz-2484MHz)等多種設(shè)備，可以實現(xiàn)列車無線調(diào)度通信、調(diào)度命令、無線車次號、800MHZ列尾和列車安全預(yù)警、GSM-R通信、GSM通信、寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N功能。由于機車上各種無線通信設(shè)備工作在不同的頻段，因此在機車的頂部需要設(shè)置多個天線。這些天線占據(jù)了較大的空間，安裝維護不便，成本高，帶來較大的安全隱患，而且天線之間易產(chǎn)生相互干擾，對正常通信功能造成不良影響。因此，設(shè)計多頻段天線具有重要意義。
在公開文獻中已有一些多頻段天線，如公開號1304564(
公開日2001.7.8，申請?zhí)?0800778，申請日2000.5.4)的發(fā)明專利申請公開一種工作在900MHz和1800MHz GSM移動通信波段的結(jié)構(gòu)緊湊的多波段天線。現(xiàn)有的多頻段天線盡管各具特點，但均無法滿足機車的多種無線通信設(shè)備的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種多頻段天線。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的多頻段天線，包括天線體，天線體包括具有饋線接口的外殼，其特征是外殼內(nèi)部設(shè)置有桿狀輻射體，在桿狀輻射體外套裝有筒狀輻射體、且在桿狀輻射體和筒狀輻射體之間形成間隙，筒狀輻射體連接在倒錐形導(dǎo)體，桿狀輻射體連接在過渡芯子，過渡芯子穿設(shè)在倒錐形導(dǎo)體的中心，饋線接口的內(nèi)導(dǎo)體與過渡芯子電連接，饋線接口的外導(dǎo)體與倒錐形導(dǎo)體電連接。
筒狀輻射體包括直徑較小的小套筒輻射體、以及套裝在小套筒輻射體外的直徑較大的大套筒輻射體，在桿狀輻射體和小套筒輻射體之間、以及小套筒輻射體和大套筒輻射體之間均形成間隙。
所述桿狀輻射體的長度比小套筒輻射體長，而小套筒輻射體的長度比大套筒輻射體長，其長度取決于需傳輸?shù)念l段。
本實用新型提供的多頻段天線，其工作原理如下通過大套筒輻射體和倒錐形導(dǎo)體、過渡芯子配合，使天線能夠工作在GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的頻段(1574.397-1576.443MHz)、寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l段(2400MHz-2484MHz)。大套筒輻射體和小套筒輻射體之間的間隙起扼流作用，使1350MHz以上的高頻段電流無法跨過這個間隙，即高頻段電流不會往里流到小套筒輻射體上。
通過小套筒輻射體與大套筒輻射體、倒錐形導(dǎo)體、過渡芯子配合，使天線工作在800M列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)的頻段(821-866MHz)、GSM-R通信的頻段(885-890MHz/930-935MHz)、GSM通信的頻段(890-915MHz/935-960MHz)內(nèi)。小套筒輻射體和桿狀輻射體之間的間隙也是起扼流作用，防止該頻段的電流往里流向桿狀輻射體。
桿狀輻射體與小套筒輻射體、大套筒輻射體、倒錐形導(dǎo)體、過渡芯子配合，使天線工作在450MHz列車無線調(diào)度通信的頻段(457-469MHz)。
多頻段天線體將接收下來的各個信號通過饋線經(jīng)多頻合路器分別送至機車綜合無線通信設(shè)備中的六種不同設(shè)備進行信號處理，同樣的，多頻合路器可將機車綜合無線通信設(shè)備中的六路不同的信號互相隔離地合成為一路，通過天線傳送出去。
多頻段天線的功率容量為100W，阻抗為50Ω，各個頻段的駐波比均不大于1.5、增益不小于4dBi，其它各項指標均符合國家、行業(yè)相關(guān)標準要求。
本實用新型提供的多頻段天線，可同時滿足450MHz列車無線調(diào)度通信、800MHz列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)、GSM-R通信、GSM通信、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。特別是在1350-2700MHz的整個極寬的高頻段范圍均有良好的收發(fā)性能。具有體積小、安裝及維修方便、不占用機車頂部位置、安全可靠等優(yōu)點。


圖1是多頻段天線的天線體外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是多頻段天線的天線體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是多頻段天線的系統(tǒng)連接示意圖。
圖中，1-天線體、11-外筒、12-底盤、13-導(dǎo)桿、14-小套筒、15-大套筒、16-倒錐形導(dǎo)體、17-過渡芯子、18-導(dǎo)桿和小套筒之間的間隙、19-小套筒和大套筒之間的間隙、2-饋線接口、31、32-饋線、4-多頻合路器、5-機車綜合無線通信設(shè)備。
具體實施方式
參照圖3，是該多頻段天線使用時的系統(tǒng)連接示意圖，包括天線體1、多頻合路器4、機車綜合無線通信設(shè)備5、以及連接在天線體1和多頻合路器4之間的饋線31、連接在多頻合路器4和機車綜合無線通信設(shè)備5之間的饋線32。機車綜合無線通信設(shè)備5中包括450MHz列車無線調(diào)度通信(工作頻率457-469MHz)、800MHz列尾和列車安全預(yù)警裝置(工作頻率821-866MHz)、GSM-R通信系統(tǒng)(工作頻率885-890MHz/930-935MHz)、GSM通信系統(tǒng)(工作頻率890-915MHz/935-960MHz)、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)(工作頻率1574.397-1576.443MHz)及寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸(工作頻率2400MHz-2484MHz)等多種裝置。
多頻合路器4具有一個天線接口和五個通道接口，其結(jié)構(gòu)和功能是公知，可參照相關(guān)的技術(shù)資料。
天線體1為全向天線，可直接安裝在機車頂棚，天線體的底盤12與火車頂棚之間加密封圈，防止火車頂棚漏水。同時利用火車頂棚當(dāng)作天線的反射盤，保證天線具有良好的收發(fā)性能。多頻合路器4安裝在機車綜合無線通信設(shè)備5機箱上。連接天線體1的饋線接口2與多頻合路器4的天線接口的饋線采用1/2″饋線，可有效的抑制信號在線路間的損耗，饋線長度在實際使用中確定。多頻合路器4與機車綜合無線通信設(shè)備5的接口之間的連接饋線32采用50-7饋線，長度按設(shè)計要求確定。
參照圖1、圖2，天線體1包括由外筒11和底盤12構(gòu)成的密封外殼，在底盤12上設(shè)置有N型饋線接口。在外殼內(nèi)部中心處設(shè)置有導(dǎo)桿13，導(dǎo)桿13連接在過渡芯子17上。在導(dǎo)桿13外套裝有直徑較小的小套筒14，在小套筒14外套裝有直徑較大的大套筒15。在導(dǎo)桿13和小套筒14之間形成間隙18，在小套筒14和大套筒15之間均形成間隙19。小套筒14、大套筒15連接在倒錐形導(dǎo)體16頂面的安裝槽中，過渡芯子17穿設(shè)在倒錐形導(dǎo)體16中心處。饋線接口2的內(nèi)導(dǎo)體與過渡芯子17電連接，饋線接口2的外導(dǎo)體與倒錐形導(dǎo)體16電連接。
所述導(dǎo)桿13的長度比小套筒14長，而小套筒14的長度比大套筒15長，其長度取決于需傳輸電磁波的頻段，如等于電磁波長的1/2或1/4。
小套筒14、大套筒15的截面可以采用多種形狀，如圓形、橢圓形等，也可以由分立的條形片圍成筒狀。
本實用新型提供的多頻段天線，其工作原理如下通過大套筒15和倒錐形導(dǎo)體16、過渡芯子17配合，使天線能夠工作在GPS衛(wèi)星定位裝置的頻段(1574.397-1576.443MHz)、寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l段(2400MHz-2484MHz)。大套筒15和小套筒14之間的間隙19起扼流作用，使1350MHz以上的高頻段電流無法跨過這個間隙，即高頻段電流不會往里流到小套筒14上。
通過小套筒14與大套筒15、倒錐形導(dǎo)體16、過渡芯子17配合，使天線工作在800M列尾和列車安全預(yù)警的頻段(821-866MHz)、GSM-R通信的頻段(885-890MHz/930-935MHz)、GSM通信的頻段(890-915MHz/935-960MHz)內(nèi)。小套筒14和導(dǎo)桿13之間的間隙18也是起扼流作用，防止該頻段的電流往里流向?qū)U13。
導(dǎo)桿13與小套筒14、大套筒15、倒錐形導(dǎo)體16、過渡芯子17配合，使天線工作在450M列車無線調(diào)度通信的頻段(457-469MHz)。
多頻段天線將接收下來的各個信號通過饋線31經(jīng)多頻合路器4分別送至機車綜合無線通信設(shè)備5進行信號處理，同樣的，多頻合路器4可將機車綜合無線通信設(shè)備5中的各路信號互相隔離地合成為一路，通過天線傳送出去。
權(quán)利要求1.多頻段天線，包括天線體，天線體包括具有饋線接口的外殼，其特征是外殼內(nèi)部設(shè)置有桿狀輻射體，在桿狀輻射體外套裝有筒狀輻射體、且在桿狀輻射體和筒狀輻射體之間形成間隙，筒狀輻射體連接在倒錐形導(dǎo)體，桿狀輻射體連接在過渡芯子，過渡芯子穿設(shè)在倒錐形導(dǎo)體的中心，饋線接口的內(nèi)導(dǎo)體與過渡芯子電連接，饋線接口的外導(dǎo)體與倒錐形導(dǎo)體電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻段天線，其特征是筒狀輻射體包括直徑較小的小套筒輻射體、以及套裝在小套筒輻射體外的直徑較大的大套筒輻射體，在桿狀輻射體和小套筒輻射體之間、以及小套筒輻射體和大套筒輻射體之間均形成間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多頻段天線，其特征是所述桿狀輻射體的長度比小套筒輻射體長，而小套筒輻射體的長度比大套筒輻射體長，其長度取決于需傳輸?shù)念l段。
專利摘要多頻段天線，包括天線體，天線體包括具有饋線接口的外殼，其特征是外殼內(nèi)部設(shè)置有桿狀輻射體，在桿狀輻射體外套裝有小套筒輻射體，在小套筒輻射體外套裝有大套筒輻射體，且在桿狀輻射體和筒狀輻射體之間、小套筒輻射體和大套筒輻射體之間形成間隙，大、小套筒輻射體連接在倒錐形導(dǎo)體，桿狀輻射體連接在過渡芯子，過渡芯子穿設(shè)在倒錐形導(dǎo)體的中心，饋線接口的內(nèi)導(dǎo)體與過渡芯子電連接，饋線接口的外導(dǎo)體與倒錐形導(dǎo)體電連接?？赏瑫r滿足450MHz列車無線調(diào)度通信、800MHz列尾和列車安全預(yù)警、GSM－R通信、GSM通信、GPS衛(wèi)星定位及寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)仍O(shè)備進行信號傳輸?shù)男枰?br> 文檔編號H01Q9/28GK2809917SQ20052008348
公開日2006年8月23日 申請日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月19日
發(fā)明者洪泉益 申請人:泉州市鐵通電子設(shè)備有限公司