[发明专利]一种基于相位调制材料的列车无线通信系统

说明书

本发明公开了一种基于相位调制材料的列车无线通信系统，包括中心控制器、馈电系统、波束形成器和相位调制材料天线；所述中心控制器、馈电系统和相位调制材料天线依次连接，所述波束形成器连接在所述中心中心控制器与相位调制材料天线之间；所述中心控制器用于处理接收信号，生成发送信号及发送指令；所述馈电系统用于模拟信号的电磁波能量分配到相位调制材料天线的各个单元；所述波束形成器用于根据所述发送指令控制所述相位调制材料天线产生的电磁波束方向和零陷方位；所述相位调制材料天线用于接收、发送电磁波信号。具有可有效节约设备安装空间，降低安装难，增加通信距离，提高通信效果和可靠性，提高频谱利用率，节约成本等优点。

技术领域

本发明涉及列车无线通信技术领域，尤其涉及一种基于相位调制材料的列车无线通信系统。

背景技术

随着轨道交通技术的快速发展，列车对多维信息感知和探测能力的要求不断提升，因此需要采用众多不同功能的电磁设备以满列车对监测、导航和通信等工作性能的需求。大量外置的电磁器件会破坏高速运行列车的气动外形，影响列车的外形美观和安全性能。如果将天线安装在车体内，并通过天线罩来保证车体的气动外形，则会占用车体内的空间，增加安装难度，成本，也会缩短通信距离，降低通信的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种可有效节约设备安装空间，降低安装难，增加通信距离，提高通信效果和可靠性，提高频谱利用率，节约成本的基于相位调制材料的列车无线通信系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种基于相位调制材料的列车无线通信系统，包括中心控制器、馈电系统、波束形成器和相位调制材料天线；

所述中心控制器、馈电系统和相位调制材料天线依次连接，所述波束形成器连接在所述中心中心控制器与相位调制材料天线之间；

所述中心控制器用于处理接收信号，生成发送信号及发送指令；

所述馈电系统用于模拟信号的电磁波能量分配到相位调制材料天线的各个单元；

所述波束形成器用于根据所述发送指令控制所述相位调制材料天线产生的电磁波束方向和零陷方位；

所述相位调制材料天线用于接收、发送电磁波信号。

进一步地，所述相位调制天线与其所安装处的列车车体外形结构共形。

进一步地，所述相位调制天线安装在列车车体上预设的天线安装舱内，或者：所述相位调制天线直接安装在列车车体的外表面。

进一步地，所述中心控制器具体用于对实时输入的信号和干扰矢量进行数字信号处理，并通过自适应算法来确定最优权值参数，并根据所述最优权值参数生成发送信号及发送指令。

进一步地，还包括模数转换器，所述模数转换器连接在所述中心控制器和所述馈电系统之间，用于将发射链路的数字信号转换为模拟信号，将接收链路的模拟信号转换为数字信号。

进一步地，所述相位调制材料天线包括以阵列方式组成的多个单元，每个单元可独立控制。

进一步地，所述相位调制材料天线安装在列车车头前端上部。

进一步地，所述相位调制材料天线分为三部分，呈水平排列安装，分别位于列车车头前端的正前、左前和右前方。与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的天线采用相位调制材料供天线，能够与列车的车体外形完美共形，从而不会破坏列车的气动性能和外形美观，同时，还可以节约设备的安装空间，降低安装难度。

2、由于无线通信系统的通信距离与电磁收发器件的增益息息相关，增益的大小与天线的辐射面积相关，本发明利用共形技术充分利用列车外形结构尺寸来增加辐射面积，能够最大限度的提高电磁收发器件的增益，从而显著增加系统的通信距离。