[實用新型]一種雙極化漏泄波導

有效

• 申請號: 201720172211.2
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN206516741U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 王勝軍;尚愛民;白龍剛;郭明明;王如彬;賀利強
• 申請（專利權）人: 通號（鄭州）軌道交通科技有限公司
• 主分類號: H01P3/12
• 分類號: H01P3/12
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙)41104
• 代理人: 劉建芳

技術領域

本實用新型涉及城市軌道交通無線通信及信號傳輸技術領域，尤其涉及一種雙極化漏泄波導。

背景技術

隨著城市軌道交通無線通信技術的發展，基于通信的列車自動控制系統（Communication Based Train Control System ，CBTC）已在城市軌道交通信號系統廣泛應用。現有的CBTC信號系統的頻率范圍為2.4GHz～2.5GHz，由于目前在該應用頻段的電子設備居多，如Wi-Fi、iPad、無線鼠標、無繩電話、藍牙設備以及醫療檢測設備等，無疑會對車地無線傳輸信號系統造成不同程度的干擾，影響列車的安全運行。

為了保證車地無線傳輸信號系統不受外界信號干擾，保障列車安全運行，歐美一些國家城市軌道交通無線信號系統頻率已調整到5.1GHz～5.9GHz，并搭載了PIS、Wi-Fi及LTE-U等多種通信系統。為了不增加頻譜資源，成倍提高系統信道容量，采用先進的多輸入多輸出技術（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO），實現了多載頻融合及多系統的互聯互通，目前國內城市軌道交通無線信號傳輸領域也相繼開始此項技術的研究和試驗工作。

MIMO技術是指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發多收，在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下，可以成倍的提高系統信道容量，顯示出明顯的優勢，也被視為下一代移動通信的核心技術。

現有的城市軌道交通車地無線傳輸LTE綜合承載系統一般采用三種傳輸媒質：天線、漏泄電纜及漏泄波導。這三種傳輸媒質中，天線的信號可靠性最差，易受天氣和外界電磁環境影響，傳輸距離最短。漏泄電纜傳輸信號的可靠性比天線高得多，傳輸距離也比天線長，不易受外界環境及天氣影響，但工作頻率受到限制，最高工作頻率僅達2.8GHz。漏泄波導傳輸信號的可靠性最高，傳輸距離最長，受外界環境影響也最小，工作頻率可以根據波導腔體結構尺寸確定，可以高達幾十吉赫茲。

基于車地信號傳輸的可靠性及外界電磁環境對城市軌道交通信號系統的影響，未來國內城市軌道交通信號系統頻率調整到5.1GHz～5.9GHz，并采用MIMO技術是發展的必然趨勢。因此漏泄波導將廣泛應用于3GHz以上的車地無線信號傳輸系統。當采用MIMO技術時，需要同時敷設兩根漏泄波導管，并相距一定的距離來保證信號的傳輸質量。由于漏泄波導一般敷設于軌道外側或軌道內側，敷設空間有限，同時敷設兩根漏泄波導管有諸多困難：1、沒有充足的敷設空間；2、施工難度較大；3、材料成本和安裝成本會大幅度增加，影響系統工程造價；4、維護保養費用也會增加；5、對其他部門的線路施工、維護也會造成諸多不便。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種雙極化漏泄波導，能夠通過敷設一根漏泄波導實現軌道交通車地無線信號傳輸的多輸入多輸出技術，同時提高不同信號間的隔離度，保證不同信道中信號的高容量高質量傳輸，并能實現基于LTE的車地無線傳輸綜合承載CBTC、PIS、Wi-Fi及LTE-U等多通信系統的互聯互通。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種雙極化漏泄波導，包括矩形波導管和一對矩形法蘭，所述的矩形法蘭分別焊接在矩形波導管的兩端，所述的矩形波導管為一體結構，包括兩個沿長度方向并列平行設置的矩形腔體，分別為第一波導腔體和第二波導腔體，第一波導腔體包括第一上寬面、第一下寬面和前窄面，第二波導腔體包括第二上寬面、第二下寬面和后窄面，第一波導腔體和第二波導腔體之間通過公共窄面隔離，公共窄面的高度與前窄面的高度相同，且大于等于后窄面的高度，第一上寬面和第二上寬面上分別設有產生垂直極化波和水平極化波的多個漏泄縫隙，產生的垂直極化波和水平極化波輻射的場強相差20dB以上，所述的產生垂直極化波的漏泄縫隙包括第一排漏泄縫隙和第二排漏泄縫隙，每排漏泄縫隙均包括沿波導長度方向等距間隔排列的多個縫隙，各個縫隙均包括水平槽，水平槽的左右兩端分別設有與水平槽連通的調節槽，所述的產生垂直極化波的漏泄縫隙包括第三排漏泄縫隙，第三排漏泄縫隙包括沿波導長度方向等距間隔設置的多個縫隙，各個縫隙均包括豎直槽，豎直槽的兩端分別設有與豎直槽連通的調節槽，所述的調節槽的長度和寬度小于等于水平槽或豎直槽的長度的1/4。