窄波束贴壁天线在地铁隧道通信覆盖的研究和实践

传统地铁隧道4/5G通信覆盖采用隧道壁挂泄漏同轴电缆的方式,但是该方案造价高且周期长,存在一定的局限性。为此,文章以福州地铁4号线螺洲温泉站至帝封江站为例,结合地铁隧道环境和天线无线传播模型的特点,提出采用窄波束贴壁天线替代泄漏同轴电缆的解决方案,对天线覆盖隧道方案的网络性能和实施安全进行研究,通过实践方案验证,该方案具有良好的经济性和安全性,相关研究成果可为其他隧道类场景4/5G通信覆盖提供参考。

高增益窄波束天线高速隧道内应用

中国约70%的面积为山地地形,东部沿海多山地区、中部丘陵地区和西部属于更复杂的盆地与高原地区。目前,中国已经成为世界最大的地上地下空间和隧道市场国家。区域以及城乡发展不平衡严重制约着中国经济的合理与协调发展,大规模建设公路铁路隧道、城市轨道交通、海底隧道已成必然趋势。高速公路成为人们出行的主要方式,对高速公路实现全线覆盖是运营商提高网络品牌形象的一个重要环节,而隧道内信号覆盖重要性更加凸显。通过理论研究结合实地应用,优选隧道口布放隧道天线(高增益窄波束天线)的方式,解决隧道内信号覆盖问题。

高功率微波天线增益测试方法研究

介绍了几种天线增益的测试方法,并根据高功率微波(HPM)天线的特殊性,提出了一种窄脉冲激励下HPM天线增益测试方法。利用直接功率测量方法,将窄脉冲信号源作为发射信号源,通过标定不同脉冲宽度下接收天线的最大接收功率,开展实验研究,测得窄脉冲条件下天线的增益值。测试结果表明:在脉冲宽度大于25 ns的微波脉冲激励HPM天线时,天线增益测试结果与连续波条件下天线增益测试结果相同。

一种高增益宽带窄边频率扫描天线设计

通过引入复合左右手结构,设计实现了一种高增益宽带窄边频率扫描天线。通过引入宽带Vivaldi天线作为天线阵元,实现了天线的宽带化,并使用复合左右手结构传输线对单元进行馈电,提高了扫描范围。分析了不同单元数量对天线扫描性能的影响,并对天线在不同单元数量下的电场分布进行了分析,确定了合理的单元数量。该天线阻抗匹配带宽为12~17.53 GHz,波束扫描角度为42°,最高增益为16.54 dBi。对天线实物进行了制作,在微波暗室中进行了测试,实测结果与仿真结果吻合度较好。由于该天线具有低剖面、高增益、带宽宽、结构简单等特点,在舰载和机载设备中有一定应用前景。

适用于隧道环境的二元相控阵天线系统

为了满足在隧道环境中实现高速率、高质量无线通信的迫切需求,研究了适用于隧道环境的高增益天线,提出了利用二元相控阵天线系统提高隧道内信号传输质量的新方法。相控阵天线系统由两个高增益天线单元及一个移相器组成,通过移相器调整其中一个天线单元的相位,使隧道内合成电场的最小值幅值达到最大,提升信号的平均场强。仿真结果表明:与单个天线发射信号相比,在3000 m隧道轴向传播范围内,相控阵天线系统发射信号合成电场的最低电平最少提升了19.6 dB;与两个天线同时发射信号相比,最低电平最少提升了12.4 dB,取得较好分集优化效果,消除多径效应导致的深度衰落,解决了隧道环境中存在的通信问题。

标识卡唯一性检测装置中定向天线设计

针对传统标识卡检测装置不能在指定区域有效检卡、存在误识别区域的问题,设计了一种窄带、高增益定向天线。通过改变传统标识卡检测装置全向天线的增益及方向角,将其水平波瓣宽度由180°减小到小于90°,并采用Ansoft HFSS电磁仿真软件对该天线的长度、宽度、矩阵排列方式等参数进行分析及优化,使其具有良好的窄带、定向、高增益特性。实际应用表明,该天线可确保标识卡唯一性检测装置很好地符合AQ 6210—2007及AQ 1048—2007的相关要求。

萤火一号火星探测器深空天线设计技术

根据分系统指标需求,对萤火一号(YH-1)火星探测器天线设计进行了研究。给出了天线的功能与技术指标。介绍了对高增益天线、低增益发射天线与低增益接收天线的方案和结构设计。天线测试结果表明三种天线均满足指标要求。分析了材料选用等环境适应性设计。冷热交变、深冷低温及太阳照射等试验结果验证了设计的天线在深空探测环境中的可靠性和适应性。

地铁隧道内电信联通5G室分快速改造解决方案

随着 5G 通信技术的快速发展,对地铁内原有的室分系统进行 5G 改造已迫在眉睫。对于原有空间资源预留比较充裕的地铁隧道,可以综合考虑容量、建设成本、施工难度等多方面因素,选择新增一条或多条泄漏电缆完成 5G 室分改造。但对于空间资源有限的地铁隧道,由于移动 5G 频段较低,在原泄漏电缆支持的频段范围内,可以直接利用原泄漏电缆完成 5G 室分快速改造。然而电信联通 5G 频段较高,原泄漏电缆不支持,如何完成电信联通的 5G 室分改造一直是一个难题。为了完成此类地铁隧道 5G 室分改造,必须开拓新的室分覆盖方式。文章主要针对新型高增益贴壁天线在地铁隧道 5G 室分改造中的应用进行研究,综合比较覆盖效果、建设成本、改造时间等,旨在找到一种适合空间资源有限的地铁隧道内电信联通 5G 室分快速改造解决方案,为实际工程提供参考。

解决TD-LTE“广要求”的四种武器

文章简要分析了TD-LTE网络的发展需求及其建设成本,重点阐述了可以满足运营商低成本、广覆盖、快速建网要求的四种武器:多端口天线、高增益天线、多载波功放和窄带滤波器。