[实用新型]基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线

说明书

本实用新型提供了一种基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线，包括由介质基板，叉状微带线和金属背腔组成的2×2阵列结构，尺寸为130×130mm，高度为12.414mm。背腔底部距离天线底部距离为10mm，围墙离天线侧边距离为10mm，围墙高度为15mm。本实用新型可减少驻波比，优化增益带内平坦度，有助于提高定位的稳定性，有助于增大基站的信号覆盖范围，减少铁路应用建设成本。

技术领域

本实用新型涉及隧道定位系统领域，具体是一种基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线。

背景技术

在铁路隧道和车站内等受到遮挡和干扰的区域，列车无法正常接收卫星信号实现列车定位，因此开展隧道内列车精确定位是北斗卫星铁路应用亟待解决的课题。传统定位技术（如WiFi定位、蓝牙定位），是根据信号强弱来判别物体位置，信号强弱受外界影响较大，因此定位出的物体位置与实际位置的误差较大，UWB（Ultra Wide Band ）即超宽带定位技术，采用了宽带脉冲通讯技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，其所占的频谱范围很宽，它具有极强的抗干扰能力，对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、能提供厘米级的定位精度等优点。

现有的UWB基站天线增益小，带宽不足，增益平坦度不足，导致UWB信号覆盖范围短，长距离定位稳定性不足，在隧道定位应用中，建设成本过大。现有天线结构不适合铁路隧道内应用，无法承受高速气流的冲击，影响铁路运营安全。隧道内列车精确定位系统在国内外还处于研究阶段，没有应用案例，因此开发适用于铁路隧道列车精确定位的UWB基站天线具有一定的创新性，在铁路及轨道交通行业具有广泛的应用前景。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线，可减少驻波比，优化增益带内平坦度，有助于提高定位的稳定性，有助于增大基站的信号覆盖范围，减少铁路应用建设成本。

本实用新型包括由介质基板，叉状微带线和金属背腔组成的2×2阵列结构，尺寸为130×130mm，高度为12.414mm。背腔底部距离天线底部距离为10mm，围墙离天线侧边距离为10mm，围墙高度为15mm。

进一步改进，所述的基站天线采用双线性极化，中心频率3.99GHz,带宽≥500MHz，驻波比≤1.8，天线增益≥10dB, 距离向波束宽度≥30°, 方位向波束宽度≥30°, 距离向副瓣电平≤-15dB,方位向副瓣电平，收发天线隔离度≥65dBc, 交叉极化电平≤-20dB。

本实用新型中UWB基站与UWB基站天线加装三棱柱型高强度玻璃钢装置，高强度玻璃钢装置一面安装UWB基站，UWB基站两侧面安装基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线，双天线背靠背安装，每根UWB基站天线均与基站连接，分别覆盖两侧方向。

本实用新型有益效果在于：

1、采用基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线，可减少驻波比，优化增益带内平坦度，有助于提高定位的稳定性。

2、采用基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线，天线增益大于10dB，带宽大于500MHz，有助于增大基站的信号覆盖范围，减少铁路应用建设成本。

3、采用基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线，尺寸适合于铁路隧道安装。

4、采用三棱形柱状结构组装UWB基站及天线，可承受铁路高速气流冲击，提高UWB的实用性，保证铁路运行安全。

附图说明

图1为基于背腔结构的2×2阵列UWB基站天线示意图。

图2为单个天线示意图。

图3为UWB基站与天线组装结构模型。

图4为三棱型高强度玻璃钢装置。

图5为驻波比曲线。