【摘 要】
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随着信息技术的进步,铁路无线通信系统也不断地向前发展,提出了许多新的业务需求,如LTE-R、列车中加入公网覆盖等,而且业务与GSM-R频段不重叠,不同业务分布于不同的工作频段。另一方面,铁路运行环境多种多样,在复杂地质区域,可能存在信号弱覆盖场区,对通信造成影响。天线是无线通信中直接承载无线信号的关键器件,对无线通信具有最为直接的影响,改进天线设计能够提高通信的质量和效率。本文针对上述提出的两个问
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随着信息技术的进步,铁路无线通信系统也不断地向前发展,提出了许多新的业务需求,如LTE-R、列车中加入公网覆盖等,而且业务与GSM-R频段不重叠,不同业务分布于不同的工作频段。另一方面,铁路运行环境多种多样,在复杂地质区域,可能存在信号弱覆盖场区,对通信造成影响。天线是无线通信中直接承载无线信号的关键器件,对无线通信具有最为直接的影响,改进天线设计能够提高通信的质量和效率。本文针对上述提出的两个问题,从天线角度出发,提出两种具有超宽带特性的天线结构来解决因为不断增长的无线通信带宽需求所造成的频段不连续分布问题;提出一种智能反射阵天线来对GSM-R的弱覆盖区域进行信号补强,提升接收信号的功率电平。主要工作安排如下:（1）设计了两种具有超宽带性能的微带天线,两种天线均采用单极子的形式作为原型,都是利用了多谐振点耦合的基本原理进行设计,而且都进行了小型化的方案设计。两款天线分别具有7.7GHz和17.9GHz的物理带宽,具有良好的超宽带性能,并且结构简单,每一部分功能明确,能够通过结构的尺寸调整,实现天线的工作频段变化,易于加工制造。（2）设计了一款工作于GSM-R频段的反射阵天线,能够实现对空间电磁波的汇聚,并且再向指定方向辐射,且再辐射的波束具有一定增益,用于对弱场区覆盖的地方进行补强。该反射阵天线采用PIN二极管构造1 bit数字可重构的阵元形式,能够实现阵元0度和180度相位之间的实时切换,完成反射波束的角度扫描功能。
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