[发明专利]一种隧道通信系统及其布置方法

说明书

本发明公开了一种隧道通信系统及其布置方法，包括若干相互独立的通信单元，各所述通信单元沿隧道延伸方向依次设置于同一隧道内壁或交错设置于隧道两内壁上；所述通信单元包括相互连通的多通道RRU和用于向隧道轴线的两端产生定向电磁波的天线单元；工作时，天线单元向沿隧道壁发射电磁波，因此相邻两天线单元的相对侧发出的电磁波将交叉覆盖两天线单元之间的空间，沿电磁波的传播方向，不相邻天线单元发生的电磁波也将交叉重叠；本发明通过巧妙的天线布置及天线种类选择在隧道内形成多个信号交叉重叠区，大大增强了隧道内的通信能力，且在部分天线单元故障的情况下依然能够正常工作，从而提高了系统的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及铁路通信系统，具体涉及一种隧道通信系统及其布置方法。

背景技术

铁路专用无线通信系统用于列车行车调度指挥的信息传输通道，是保障铁路安全高效运营的核心关键技术，承载着列车无线调度通信、车辆车号自动识别(ATIS)、客货列车尾部风压检测、编组站自动化、编组列车速度检测、列车安全防护报警、应急通信等涉及到列车运行安全业务的可靠传输和各种环境、线路监测传感器信息的传输；现有技术中一般使用漏泄电缆实现上述通信，但是漏泄电缆不但存在通信信号弱、数据传输能力有限的缺陷，同时采用单根漏泄电缆还容易在电缆损坏的情况下出现通信中断，整套通信系统的稳定性和可靠性较差；

因此具有高通信容量的通信天线成为隧道通信的首选，但是现有技术中通信天线应用于隧道中时由于电磁波的出射方向限制，仅能在正对车辆一侧产生通信信号，由此导致在信号发射器之间出现大量的通信盲区；同时通信信号的冗余度不足，由此导致在部分通信天线发生故障时无法继续保证通信的畅通，整套通信系统的稳定性和可靠性较差；

此外，现有技术中通信天线的体积普遍较大，不适应隧道内狭小空间的安装要求。

发明内容

针对现有技术中存在的信号冗余度差、信号盲区多的缺陷，本发明公开了一种隧道通信系统及其布置方法，采用本发明所述方案不但能够实现隧道内通信的全覆盖，同时还能够有效提高隧道内通信信号的冗余度，保证通信的质量和稳定性。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种隧道通信系统，包括若干相互独立的通信单元，各所述通信单元沿隧道延伸方向依次设置于同一隧道内壁或交错设置于隧道两内壁上；所述通信单元包括相互连通的多通道RRU和用于向隧道轴线的两端产生定向电磁波的天线单元。

可选的，通信单元还包括反射天线单元，反射天线单元与所述天线单元分置于隧道的两内壁上。

可选的，天线单元包括对称设置的两个端射天线，两所述端射天线的信号出射方向相互背离。

可选的，端射天线包括基板，基板的正反面分别设置有第一天线单元和第二天线单元，且第一天线单元与第二天线单元之间呈对跖结构布置；

所述第一天线单元包括第一反射地和第一振子，第二天线单元包括第二反射地和第二振子，且第一振子通过第一反射地与外部电源导通；所述第二振子与第二反射地耦合馈电，第二反射地与第一反射地耦合馈电导通；所述基板正面还设置有与第一天线单元和第二天线单元配合实现电磁波引向的引向单元。

可选的，引向单元中部设置有隔离间隙；

可选的，引向单元与第一天线单元之间还设置有用于调节所述端射天线工作频率及实现小型化效益的开路枝节。

可选的，反射天线单元包括介质基板和地板，介质基板与地板之间还设置有隔离层；其特征在于：所述介质基板上设置有若干组相互独立的反射阵元；所述反射阵元包括第一反射单元和第二反射单元，第一反射单元与第二反射单元均为1-bit反射单元，且所述第一反射单元和第二反射单元的反射相位角相差60°-120°。