CN110504551A - 用于电信系统的散射面板 - Google Patents

Abstract

一种多面的散射面板，其用于重定向射频信号，其包括多个小平面，每个小平面朝向与面板的至少一个其他小平面不同的方向；该面板包括多个片状部件，每个片状部件具有导电平面；每个小平面包括一个片状部件的导电平面；其中，多个片状部件沿其边缘彼此连接，使得多个小平面组合在一起以提供一组相邻的凹面反射器。

Description

用于电信系统的散射面板

技术领域

本发明涉及方法和装置，具体涉及电信方法和电信设备，更具体地，涉及在移动的客运列车中提供电信信号的方法和装置。

背景技术

铁路乘客在奔驰的列车内进行通信连接时可能会遇到困难。为了解决这一问题，目前已有若干可能的解决方案被提出，但它们都各有缺点。

其中一种解决方案是使用位于铁路轨道旁边的漏泄馈电电缆。这种方案耗资非常巨大，因为它需要安装相当长的馈电电缆，大概是铁路轨道的整个长度，以确保完全覆盖铁轨。此外，由于泄漏馈电电缆的结构连续，可能会起到风障的作用，因此它易于因元器件而受到损坏。设计能够经受住的元器件的泄漏馈电电缆可能会需要很多笨重且昂贵的桩杆。这些桩杆在安装上存在困难，并且可能会在获得安装许可时导致增加很多法律方面的障碍。这些桩杆及泄漏馈电电缆的存在可能会给列车经过的当地居民以及列车乘客造成很强的感观影响，因此他们或许会反对安装。

另一种可能的解决方案是，沿着铁路轨道使用分布式天线系统，即，沿着轨道紧密排布多个天线，每个天线沿铁路轨道的方向辐射。天线的安装成本很高，因为可能涉及安装光缆或其他形式的通信连接以将每个天线连接到骨干网络。更复杂的情况是，隧道或其他影响因素可能不允许在整个长度的轨道旁边安装天线。此外，可能需要大量天线，因为随着距天线的距离增加，列车中接收的功率会迅速下降。

列车车厢可以是金属制成，这可能会限制列车中电信信号的强度。而如果列车车窗使用金属层着色，这又是一个特别的问题。

发明内容

本发明的各方面阐述于所附权利要求中，并且至少部分地解决了上述问题。本发明涉及散射面板，其可包括用于重定向（例如通过对信号进行散射，例如反射它们的方式）无线信号的导电表面。

本申请的一个方面提供了一种无线通信系统，包括：通信天线，其位于铁路轨道旁边，用于发送和接收无线信号；以及散射面板，其位于铁路轨道旁边并沿铁路轨道方向与通信天线间隔开。散射面板可以用于将无线信号从通信天线引导到一段铁路轨道上的列车中或者将无线信号从一段铁路轨道上的列车引导到通信天线。

散射面板可以安装在与天线分开的结构上。例如，它可以连接到天线杆，例如悬链天线杆。散射面板和天线可各自连接到彼此分开的不同天线杆，使得天线和散射面板可沿铁路轨道彼此间隔开。

本申请的一个方面提供了一种用于重定向电信信号的散射面板。该面板可以包括：第一表面，其用于为从第一方向入射到面板上的电磁信号的呈现横截面，且该表面成形为主要在横向于第一方向的第二方向上重定向所述信号；第二表面，其位于散射面板的一侧，该第二表面通过第一表面而对于电磁信号是隐藏的。第一表面和第二表面可以是导电的；第二表面可以包括波纹，用于减小横向于波纹方向在第二表面上传播的电磁信号的幅度。

散射面板的第二表面的波纹的方向可以是可以形成波纹的凹槽或隆起部的方向。该方向可以横向于铁路轨道的方向，或者可以平行于铁路轨道。

当在平面图中观察时，散射面板可具有圆形或三角形外观。例如，其平面横截面可以是三角形或圆形，例如它可以是半圆形的（例如在半圆柱形中）。散射面板可以包括锥形。散射面板的后侧（后表面）可以是平展的。在使用时，当面板竖立在铁轨旁边，该后表面可以背向铁路轨道。面板可以设置为单个层状结构，例如单个金属板状物。

散射面板的与后表面相对的前表面可包括两个表面。该表面的一半上的第一表面将被呈现给天线，并且该表面的另一半上的第二表面通过第一表面而对直接来自天线的信号隐藏。

面板的平面横截面可以是部分为圆形，并且第一表面和第二表面可以设置在散射面板的弯曲面的相邻弧段上。散射面板可包括具有波纹的平展的后侧。

第二表面的波纹可以垂直取向。

本发明的又一方面提供了一种在轨道旁边安装散射面板的方法，该方法包括：将散射面板设置在一段铁路轨道旁并沿着轨道与电信天线间隔开；选择散射面板的位置，使得从天线入射到面板的第一表面上的RF电磁信号被引导穿过轨道。

散射面板的位置的选择可以包括基于天线的高度、第一表面的垂直剖面来选择高度，其中散射面板的位置的选择包括例如选择其排列方向。

散射面板（以及本文所述的其他散射面板）的这些表面中的一个或多个可以是导电的。例如，它们可包含金属。这可以通过设置金属层实现，例如承载在诸如基板的支撑件上的金属箔，其可以比金属更轻（密度更小）。金属层可以具有选定的厚度和/或导电性，使得第一表面散射无线具有低于6GHz的频率的信号，例如频率在0.8-5.7GHz的范围内，并且更多例如包括以下中的至少一个：900MHz通信频带、1800MHz通信频带、2100MHz通信频带、2400MHZ通信频带、2600MHz 通信频带、3500MHz通信频带或其他已知的通信频带。散射面板可以是中空的。

第一表面的垂直剖面可以是凹形的（例如，当在垂直于其表面的垂直平面中观察时，它可以是凹的），而其水平剖面可以是直的或凸形的。同样地，第二表面的垂直剖面也可以是凹形的，而其水平剖面可以是直的或凸形的。

该凹形的第一表面可以凹入小于5°的角度，例如其外角可以在90°和95°之间。换句话说，凹面可以是这样的，当散射面板竖立时，第一表面的边缘与竖直方向之间的角度可以小于5°。这一角度范围可以使用，以使得如果列车具有两层（即双层列车），则列车的两层都可被散射的无线信号辐射到。等价定义是第一表面平展时所采用的角度，以及第一表面因其凹入而实际采用的线。在使用中，当散射面板竖立在铁路轨道旁边时，第一和/或第二表面的凹入性质可有助于将无线信号从天线散射到特定高度的区域，例如对应于铁路轨道上列车乘客舱的侧面。例如，散射面板可以将这些信号引向这种列车的车窗。

当本申请的散射面板安装在轨道旁边时，其第一表面面向沿着轨道与面板间隔开的天线，该散射面板可以对来自横向于轨道的天线的无线信号进行引导。这可以增加轨道上列车内的无线信号的强度。本领域技术人员将理解，“横向”可以意味着相对于入射在散射面板上的无线信号，已散射的无线信号基本上更横向于铁路轨道。例如，它可以意味着垂直于铁路轨道传导信号。

如上所述，散射面板可包括第二表面。它可以是第一表面的镜像，并且可以设置成使得在使用时散射面板竖立在轨道旁边，其背向天线，并且可以不被天线产生的无线信号辐射到。

第二表面可以包括波纹，其可以通过表面本身的形式提供，或者通过设置在其上的外加的波纹结构提供。波纹可以是导电的，例如它们可以包括金属。

波纹可以是表面中的一连串重复起伏结构或非重复起伏结构。例如，波纹可以是正弦状、锯齿状、或者可以包括任何多个凹槽和隆起部。波纹可以配置成使得在第二表面上传播的交变电磁场的幅度减小。

第一表面可以面向与第二表面相反的方向，例如，它可以位于散射面板的另一侧。即，第一表面可面向天线。

散射面板可以是半圆形的棱柱形状，例如半圆柱形。第一表面和第二表面可包括这种结构的相同的单个弯曲表面的部分。

散射面板可包括与第一表面和第二表面相对的后侧。该后侧可以是波纹状的。这样具有的效果是：在后侧上传播的交变电磁场的幅度至少部分地减小。

天线产生的无线信号可以包括在800MHz至5.7GHz之间的频带中的电磁信号。

天线可以位于铁路轨道旁边。例如，天线可以位于距轨道小于5米的位置。天线产生的无线信号可以在被散射面板反射之前沿平行于轨道的方向传输到散射面板。

在一些实施例中，将无线信号引导到横向于铁路轨道意味着入射在散射面板上的第一无线信号的75％的功率将会在垂直于铁路轨道的45度内被引导。

天线可以用于从位于列车上的电子设备接收第二无线信号。天线和电子设备因此可以提供双向通信链路。

本申请的再一方面提供了一种将无线信号引导到列车中的方法。该方法可以包括以下步骤：通过使用天线产生第一无线信号，通过使用散射面板使铁路轨道上的第一无线信号偏转穿过铁路轨道，使得第一无线信号入射到位于铁路轨道上的列车的侧面。

第一无线信号的偏转可以引导第一无线信号横向于轨道。在一些实施例中，可以垂直于铁路轨道引导第一无线信号。

该方法可以包括仅在检测到列车的存在时产生无线信号的天线。

该方法可以包括在列车内放大第一无线信号的电子设备。电子设备可以将放大的信号转发到另一电子设备，该另一电子设备原本是无线信号的预期接收者。

本申请的一个方面提供了一种用于散射电信信号的散射面板。该散射面板可包括第一表面和第二表面。第一表面和第二表面可以位于散射面板的同一面的相对侧。第二表面可包括波纹。波纹可以减小在第二表面上传播的任何电磁场的大小。

第一表面可以是凹形的。它可以位于散射面板的垂直平面中。该凹形的第一表面可以凹入小于5度的角度。该角度可以是反射内角，位于第一线和第二线之间，该第一线是第一表面平展时采用的线，该第二线是第一表面因其凹入而实际采用的线。

第一表面可以用于散射入射在第一表面上的无线信号。该散射可以包括反射、折射和偏转无线信号。

第一表面和第二表面可以由单个弯曲面形成。该弯曲面可以弯曲成使得包括第一表面的部分面向与包括第二表面的弯曲面的部分相反的方向。在这种情况下，相反可能意味着一个表面基本上朝北，而另一个表面基本上朝南。

散射面板可以是半圆形棱柱的形状，例如半圆柱形。

第一表面可以由对微波反射的材料形成。这可能意味着无线信号未被第一表面完全吸收。

散射面板可具有后侧。该后侧可以是波纹状的。

散射面板可以用于偏转第一无线信号以在垂直于铁路轨道的方向上传输并且穿过铁路轨道。

天线可以用于产生符合蓝牙、Wi-Fi、GSM、3G、4G或5G标准协议中的一个或多个的无线信号。

本申请的一个方面提供了一种用于散射电信信号的散射面板。散射面板可包括第一表面和第二表面，其中第一表面可以是凹形的。第二表面可以位于散射面板的与第一表面相对的一侧。此外，第一表面和第二表面可包括相同弯曲状的部分。第一表面可以是鞍形的，例如它可以包括鞍点，其中所述鞍点是第一平面中的最小值（曲线的底部）且是第二平面中的最大值（曲线的顶部），其中第二平面可以垂直于第一平面。这可能是由于第一曲线，并且第一表面的凹形性质在第一表面上产生具有鞍点的鞍形。换句话说，其垂直剖面可以是凹形的，而其水平剖面可以是凸形的。

本申请的一个方面提供了一种用于重定向射频信号的多面的散射面板，该面板包括多个小平面，每个小平面朝向与面板的至少一个其他小平面不同的方向，并且每个小平面包括面板的多个片状部件中的一个的导电平面；其中，片状部件沿其边缘彼此连接，使得所述多个小平面组合在一起以提供一组相邻的凹面反射器。例如，面板可以用于将电信信号反射穿过铁路轨道。该面板可以安装在铁路轨道旁边，并使来自天线的入射电信信号波束能够被反射到轨道上。更具体地，面板可以使反射的波束在垂直方向上聚焦，同时沿着轨道的长度传播。这样，可以增加成功传输到轨道上的列车的信号的比例。这种散射面板可用于本文所述的电信系统和天线通道中。

前述的一组相邻的凹面反射器可包括第一凹面反射器和第二凹面反射器，其中第一凹面反射器沿第一相交处连接到第二凹面反射器，第一反射器的小平面和第二反射器的小平面沿着第一相交处以大于90度的角度（例如小于180度）相交。例如，相应的片状元件的外表面可以以大于90度的角度相交。第一反射器和第二反射器之间的角度可以在一段相交处的长度上变化。例如，第一和第二反射器的小平面的外边缘可以以一角度相交，该角度以小于小平面朝向反射器中心相交的角度。

第二反射器可沿第二相交处连接到第三凹面反射器，第二反射器的小平面和第三反射器的小平面沿着第二相交处以大于180度的角度相交。例如，相应的片状元件的外表面可以以大于180度的角度相交。第二和第三反射器之间的角度可以在一段相交处的长度上变化。例如，第二和第三反射器的小平面的外边缘可以以一角度相交，该角度可以大于小平面朝向反射器的中心相交的角度。

第一反射器可以连接到第二反射器的与第三反射器相对的边缘。

第一反射器的与第一相交处相邻的小平面可以在与第三反射器的与第二相交处相邻的相应小平面相反并平行的方向上从第一相交处延伸。例如，第一反射器和第三反射器可各自包括一对小平面，并且第一反射器的每个小平面可设置为平行于第三反射器的相应一个小平面。

散射面板还可以包括连接到第三反射器的附加反射器，该附加反射器包括设置成朝向第三反射器反射射频信号的第一表面。

附加反射器可以成形为倒三角形棱柱形。例如，附加反射器可具有基本为三角形的横截面。例如，附加反射器可以包括三个连接的片状部件，其可以在弯曲边缘处相交，使得附加反射器基本上为三角形棱柱形。例如，附加反射器可以是对称的，例如它的横截面可以为等腰三角形。

散射面板可以包括在附加反射器的长度上对称的对称平面。

第一相交处和第二相交处中的至少一个可包括弯曲表面。

每个凹面反射器可包括设置为两个片状元件的沿垂直于第一相交处和第二相交处的边缘彼此连接的两个小平面。

每个凹面反射器的两个片状元件可以以小于180度的角度彼此连接。

散射面板可以设置成将从第一方向接收的信号反射到横向于第一方向的第二方向中。

面板可以设置成将从平行于第一方向的第三方向接收的信号反射到横向于第三方向的第四方向中。

本申请的一个方面提供了一种散射面板，其包括：

梯形棱镜，其包括底部、前表面和一对侧表面，其中每个侧表面将底部的边缘连接到所述前表面；

一对板状翅片，其包括前表面和后表面，所述翅片从梯形棱镜的底部的任一侧延伸并平行于该底部；

倒三角形棱镜，其中三角形棱柱的顶端边缘沿其长度连接到梯形棱镜的前表面的中心，以将前表面分成第一侧和第二侧；其中，

梯形棱镜的前表面的第一侧和第二侧、梯形棱镜的侧表面以及板状翅片的前表面各自包括用于反射射频信号的导电小平面。例如，小平面可以形成在面板的面朝外的外表面上。该梯形棱镜的底部可以提供散射面板的后表面，例如，在使用中，当面板安装在列车轨道附近时，它可以背向列车轨道。

梯形棱镜的前表面的每一侧、梯形棱镜的侧面和板状翅片的前表面各自可包括一对反射小平面。

每对小平面可包括第一小平面，其沿一边缘以小于180度的角度连接到该对反射小平面的第二小平面。

梯形棱镜的每个侧表面沿着相交处（例如弯曲的脊部）连接到前表面。

梯形棱镜的侧面可以例如沿着相交处各自连接到相应的一个板状翅片。

倒三角形棱柱和梯形棱柱可以对齐，使得面板包括关于倒三角形棱柱和梯形棱镜的中心对称的对称平面。

倒三角形棱镜是可选的，该散射面板的底部（朝后的表面）也是可选的。

本申请的一方面提供一种用于一段铁路轨道的天线通道，其包括本文描述或要求保护的任何散射面板。这样的天线通道因此可以提供一个或多个系统，例如下面参考图1描述的系统。

本申请的一方面提供了一种组装电信系统的方法。该方法可以包括在一段铁路轨道旁边设置散射面板。

散射面板可以是上述各方面提及的散射面板。

电信系统可以是上述各方面提及的电信系统。

本申请的一个方面提供了一种天线通道，其包括设置在可以与一段铁路轨道平行的线中的多个天线，并且这条线上可以包括至少一个散射面板。天线可以用于至少部分地在平行于轨道的方向上发射无线信号。散射面板可以用于至少部分地偏转铁路轨道上的一部分无线信号。

本申请还描述了第一方面的一个示例，其包括用于在位于列车上电子设备与网络之间提供连接的系统。该系统可以包括：一段铁路轨道，其用于让列车在第一方向上行进；以及位于铁路轨道旁边的天线，其用于通过产生第一无线信号，而使电子设备和网络之间能够无线连接。该系统还可以包括位于轨道旁边的散射面板，使得第一无线信号在天线和散射面板之间沿第一方向平行于轨道传输。散射面板可以使天线产生的第一无线信号在垂直于第一方向的方向上发生偏转而穿过轨道，从而当列车在该轨道区段上行进时，无线信号入射到列车的侧面以能够将无线信号传输到列车内部。用于偏转的部件可包括散射面板。

本申请的一方面提供了一种用于在旅客列车中提供通信服务的通信方法。该方法可以包括在沿着铁路轨道放置的重定向面板处引导无线信号，并且该面板重定向无线信号使之横向于铁路轨道，从而如果列车位于与重定向面板相邻的铁路轨道上，则被重定向的无线信号可以至少部分地穿过列车以为列车内的通信服务提供无线信号。

本申请的一个方面提供了一种无线通信系统，包括：通信天线，其位于轨道旁边，用于发送无线信号；以及散射面板，其位于铁路轨道旁边并沿铁路轨道与通信天线间隔开。散射面板可以用于在整个轨道长度上引导来自通信天线的无线信号。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式描述本申请的实施例，附图中：

图1示出了用于将电磁信号引导到列车中的电信系统的一个实施例；

图2a示出了例如可以用于图1所示系统的散射面板的一个实施例的第一立面图；

图2b示出了图2a所示散射面板的平面图；

图2c示出了图2a所示散射面板的第二立面图；

图2d示出了图2a所示散射面板的正视图；

图3a示出了例如用于图1所示系统的散射面板的另一实施例；

图3b示出了如图3a所示散射面板的在平面方向上的三个示例性横截面形状；

图3c示出了图3a所示散射面板的第一表面的在垂直方向上的三个示例性轮廓形状；

图4a示出了将无线信号引导到列车中的方法的一个实施例的流程图；

图4b示出了组装电信系统的方法的一个实施例的流程图；

图5a示出了通过使用如图1所示系统在列车内从频率为2600MHz的信号接收平均功率的曲线图；

图5b示出了通过使用如图1所示系统在列车内从频率为3500MHz的信号接收平均功率的曲线图；

图5c示出了当散射面板与图5b相比位于更靠近铁路轨道时所接收的平均功率；

图6示出了一种用于将电磁信号引导到列车中的电信系统的另一实施例；

图7示出了用于将电磁信号引导到列车中的电信系统的又一实施例；

图8A-D示出了示例性的散射面板，例如可以在图7的系统中使用的散射面板。

具体实施方式

图1示出了无线通信系统的平面图。

图1中示出了列车（如列车26）行进在两段平行铁路轨道8、14上。图1所示的系统包括第一通信天线2和第二通信天线24。它还包括第一散射面板4、第二散射面板18、第三散射面板20和第四散射面板22。

第一天线2位于天线杆10上，并且设置在两条轨道8、14的第一侧上，第一散射面板4和第二散射面板18也是如此。第二天线24也位于天线杆10上，并且设置在轨道8、14的另一侧，第三散射面板和第四散射面板也是如此。散射面板4、18、20、22和天线2、24位于轨道旁边，并且与轨道间隔开，例如大约0.5米到大约10米之间的距离，或者例如1米到5米之间的距离，或者例如2米到4米之间的距离，或者例如1米到3米之间的距离，或者例如3米到6米之间的距离。

为便于说明，在图1中示出了第一天线2发出的无线信号的第一“波瓣”6被引导到第一散射面板4上。此外，还示出了第二天线24的无线信号发出的第二“波瓣”16从被引导横穿轨道8、14到第一散射面板4上。图1还示出了第一散射面板4发出两个散射信号的波瓣12。可以理解，图1所示的每个波瓣6、16仅仅描述了示例性的无线信号。

散射面板4、18、20、22通常沿轨道8、14方向与天线2、24间隔开（例如，两米或更多）。第一散射面板4位于第一天线2和第二散射面板18之间。第一散射面板4沿轨道方向与第一天线2间隔开，第一天线2和第一散射面板4之间的间隔可以在2米到1000米之间，例如在600米到800米之间。

在轨道的另一侧，第四散射面板22位于第二天线24和第三散射面板20之间。第三散射面板20沿轨道与第二天线24隔开，第二天线24与第四散射面板22之间的间隔可以在2米到1000米之间，例如在600米到800米之间。第三散射面板20和第四散射面板22之间的沿着轨道的距离可以等于第二天线24和第四散射面板22之间的距离。

天线2、24可以在顺着轨道8、14的特定位置处设置在轨道8、14的不同侧上。这可以使得两个天线8、14能够通过相同的电力和/或通信电缆馈送（图1未示出）。

图1是平面图，因此图中各个元件的相对高度不明显。然而，通信天线2、24通常设置在高于轨道平面的例如5米到20米的高度处，又例如6米到10米的高度处。散射面板4、18、20、22通常具有大于1米的深度（vertical extent），并且它们可以小于约5米高。当散射面板安装在轨道8、14旁边时，散射面板可以具有高至列车高度（对于双层列车而言通常高达5米）的任何高度，天线2、24将信号引导到其上以进行散射。

图1的散射面板4、18、20、22各自包括导电表面，该导电表面设计成将相邻天线2、24产生的至少一部分入射无线信号（例如示为“波瓣”6、16的无线信号）引导到轨道8和/或14上的列车26中。该导电表面（在下面的图2中称为第一表面102）被构造并定位成使得当从天线2、24观察时，它是以大致直角延伸，而当从平面上看时，第一表面例如可以朝向轨道8、14延伸。例如，当从平面上看过去时，散射面板可以具有半圆形形状。第一表面102成形为引导无线信号（例如示出的波瓣6、16）从天线2、24主要地横穿铁路轨道8、14（例如大致朝向列车26）传入到散射面板4上。

图2a示出了散射面板100的立面图，例如参考图1描述的那些散射面板（如散射面板4、18、20、22）。散射面板100可以用在如图1所示的系统中。

图2a所示的散射面板100是半圆柱体（例如，半圆形棱镜），其具有包括第一表面102和第二表面104的弯曲面、平展的后侧110（背面）和层状结构106。散射面板100的外表面102、104、110可包括诸如金属的导电材料。第二表面104可具有波纹108，后侧110可具有波纹112。

如上所述，天线2、24和散射面板4、18、20、22典型地在第一方向（例如沿着轨道8、14的方向）上彼此间隔开一选定的距离（例如，2米或以上）。面板的第一表面102可以被构造并定位成使得来自天线2、24的无线信号波瓣6、16主要指向横向于第一方向的第二方向，从而它们可以例如从面板4、18、20、22横穿轨道8、14散开，例如所示的散射信号12。当从天线2、24观察时，散射面板4、18、20、22的第二外表面104可以在第一表面102的后面，但可仍然面向轨道8、14。因此，它可能不在第一表面102的无线信号6的传输范围内。已经发现，在该第二表面104上设置呈波纹形108的导电材料能够提高散射面板4、18、20、22将天线2、24的能量引导穿过轨道8、14的性能。不希望受理论束缚的是，据信，这种波纹108可以降低电磁信号在第二表面104上传播的容易性。波纹108可以对齐，使得在使用时，散射面板4、18、20、22竖立在轨道旁边，波纹108横向于散射面板与相邻天线的分离方向（例如垂直）而对齐。

散射面板4、18、20、22中的每一个都包括这样的第一表面102，该第一表面102面向相邻的天线，使得它可以被相邻的一个天线2、24产生的无线信号6,16覆盖到，以散射无线信号6、16。面板4、18、20、22的水平（例如平面）横截面可以是凸形的（例如，它们可以朝向轨道8、12向外弯曲），并且（尽管未示出）这些面板4、18、20、22的第一表面102的垂直剖面（vertical profile）可以是凹形的；第二表面104的表面也是如此。例如，第一表面102和第二表面104可以基本上是鞍形的。

散射面板100的平面横截面可以是半圆形的，且层状结构106设置为从该半圆的背面的一侧平直地延伸。散射面板100的曲面包括两个成角度相邻的弧段：第一表面102和第二表面104。在图2a、图2b、图2c和图2d中，这两个表面102、104均设置为半圆柱体的不同弧段（例如其曲率的两个示例性90°弧段）。这两个表面102、104中的每一个可以伸展到面板100的整个高度。在图2c中，面板100的弯曲面的垂直剖面是平坦的，但是，如上所述，该垂直剖面也可以是凹形的。这里提到的垂直剖面可以涉及垂直于该半圆的任何曲率半径并且垂直于其任何切线（例如垂直于半圆形横截面的平面的线，其示例为图2b所示的线L）的轮廓。散射面板100的平面图中的半圆形的曲率半径可以是例如0.5米至1米。应注意，尽管散射面板100可以是半圆柱体，但它也可不必是圆柱形体，例如该半圆柱体可以是椭圆形体的一半，或者简单地弯曲成例如机翼剖面。

层状结构106可包括平板。它可以从第一表面102的边缘（例如，平展后侧110连接半圆柱体的弯曲面102、104的位置）延伸。该层状结构106可以与平展后侧110对齐（例如，它可以位于相同的平面中）。

第一表面102可以是光滑的。第二表面104可以具有波纹108。如图2a所示，这些波纹108可以覆盖所有第二表面104。这样，可以直地并且可以是垂直地对齐垂直剖面。面板100的后侧110也可以具有波纹112。面板100的后侧110上的波纹112可以设置在后侧110的位于第一表面102后面的区域中，并且后侧110的位于第二表面104后面的区域可以是平展的（例如光滑的，例如没有这样的波纹112）。面板100的后侧110上的波纹112横向于散射面板与相邻天线的分离方向（例如垂直）而对齐。

波纹108、112包括呈一连串呈凹槽和隆起部形状的导电材料，这种波状表面可以减小第二表面104上传播的RF电磁场的大小（这可能依赖于电磁场的方向），并且也可以从后侧110（远离轨道8、14）辐射出。凹槽和隆起部可以具有弯曲的或有角的形状，例如它们可以是正弦型的、方形的或锯齿的凹槽和隆起部。波纹108、112也可以不规则地成形，没有明显的结构图案。波纹108、112可包括导电材料，例如金属。波纹108、112可以设置承载它们的面板100的表面104、110上（例如，外加的波纹状部件可以固定安装到表面上），或者，表面104、110本身可以是波纹状的，例如可以通过切分第二表面104而形成波纹108、112。例如，可以通过凹槽切分表面而得到波纹108、112。波纹108、112可以以确定的间距间隔开。在适用的情况下，该间距是波纹108、112的相邻隆起部或相邻凹槽之间的距离。例如，间距可以是天线发射的电磁辐射波长的四分之一。如图2a所示，波纹108、112可以包括沿第二表面104的垂直条纹，例如条纹可以与后侧110和第二表面104之间的连接相平行（如图2a所示）。波纹108、112可以由一连串的尖状物或小突起代替，这是可能的。

波纹108、112的使用可以有助于避免前向散射（即，在与来自天线2的波的传播方向相反的方向上散射入射电磁波。

波纹108、112可以散射入射在它们上的电磁波，例如相对于波纹108、112的方向的倾斜方向上散射。然而，对于切向入射EM波，根据它们的条纹方向，波纹可以停止或允许EM波的传播。在图2a所示的示例中，可以允许来自天线2的平面波传入面板100上进行传播，而从其他地方传到散射面板100上的其他波可以通过波纹108、112停止传播。

当从面板100的前面观察时，如图2d所示，第一表面102设置在层状结构106和第二表面104之间。在使用时，图2a、图2b、图2c和图2d中所示的散射面板100安装在轨道8、14旁边，该半圆柱体的前部102、104可以面向轨道8、14，而后侧110则可与之相背。面板可以放置成使得第一表面102位于面板100的面向轨道8、14的最靠近天线2的一侧。如果具有层状结构106，则其可以从第一表面102的最靠近天线2的一侧延伸。

在这种构造中，层状结构106可以将来自这样的天线2的传入其上的无线信号6、16引导到第一表面102上。然后，第一表面102可以引导传入其上的来自天线2的这些和其他无线信号6、16穿过铁路轨道，如波瓣12所示，用以在行进于轨道8、14上的火车中提供通信。

尽管其水平剖面（例如其平面横截面）是弯曲的，但是第一表面102的垂直剖面可以是平的或凹入的。例如，散射面板100在其上边缘和下边缘处可具有比其大约中部位置更大的曲率半径。例如，虽然面板的后侧是平展的，但面板可以具有窄的腰部，例如为“半小时时间沙漏”形状（例如，沿其纵轴减半的沙漏形状）。如将参考图3b和图3c所讨论的那样，散射面板100的第一表面102的垂直剖面可以是凹的、平的或凸的。

在前述讨论的上下文中可以理解的是，本申请的散射面板100可采用各种不同的形状。

图3a包括一个这样的散射面板300的三个视图：

· 立面视图，

·立面视图中A-B线所示的平面横截面视图（这是取自散射面板中间的腰部），以及

·平面横截面视图中C-D线的垂直横截面视图。

应注意，图3a的散射面板300具有与图2a中所示的散射面板100不同的形状。图3a所示的散射面板300具有第一表面302、第二表面304和后侧310。该散射面板的平面横截面是三角形的，如平面横截面A-B中所示。然而，第一表面302和第二表面304具有的垂直剖面是凹入的。例如，散射面板300的在面板300的顶部和底部处的平面横截面可以比其在中部附近的还大。

第一表面302和第二表面304之间的顶点边缘306示出为单条线，但是，在本申请的上下文中将理解这仅仅是示意性的。可以设置一些偏离完美三角形的平面横截面和/或一些变化的垂直横截面，例如，平面横截面的“顶端边缘”可以被截平或以其他方式弯曲。

图3a仅示出了面板300的一个示例。这种面板可具有各种平面横截面形状。例如，如图3b所示，平面横截面320可以是三角形，例如等腰三角形。在平面部分是三角形的情况下，各尖端可以是弧形的或扁平的。仍如图3b所示，平面横截面可以是半圆形330（也如图2a至2d所示）。例如，图3a所示的面板的三角形平面横截面形状可以替代为半圆形的形状，并且这种面板的第一表面302和第二表面304可以具有如参考图3a所描述的凹形垂直剖面和/或图3c所描述的垂直剖面350或垂直剖面360。

如图3b所示，在使用三角形平面横截面的情况下，可以不必是等腰三角形320，例如它可以是直角三角形340，其中第一表面302设置成与轨道8、14成倾斜角度，第二表面304垂直于轨道。也可以使用其他的横截面形状。

图3c示出了由图3a中的截面C-D表示的可用于第一表面302的示例性垂直剖面。

例如，第一表面302可以包括两个平直的平面，包括第一表面302-1和第二表面302-2，其设置为形成凹形多边形面板350。例如，面板350可以从其顶部和底部线性向内逐渐变细至面板中间的窄腰部，使得垂直剖面可以是凹状但有角度，如图3c中的左侧图350所示。这种结构可以具有多于两个的连接在一起的平面，以形成凹形结构。这个凹面的角度，例如面板300的顶部或底部处的垂直线和第一表面302之间的角度332，可以小于五度（应当理解，附图未按比例绘制）。一种替代方案中，第一表面302可包括单个平面370，其可与水平线成一角度，使得面板的垂直剖面从窄的底部到宽的顶部逐渐变细，或者从窄的顶部到宽的底部逐渐变细。另外，面板300的第一表面302的垂直剖面可以是凸出的，如图3c中的右侧图380所示。

这些可能的平面横截面和垂直剖面中的每一个可以以不同形式的散射面板300的方式组合使用。例如，面板300可以具有例如图2a所示的半圆形平面横截面，以及如图3a所示的弯曲的凹形垂直横截面。可以理解的是，在该构造中，第一表面304因此可以是鞍形的。在另一实施例中，平面横截面可以是半圆形的，而垂直剖面是凹形的多边形。可以提供这样的结构，其中第一表面304的上半部分对应于倒圆锥台的形状，并且第一表面304的下半部分是其镜像，使得面板300的平面横截面是部分圆形但面板300的腰部比其顶部或底部窄。

图4a示出了将无线信号引导到列车中的方法。该方法包括通过使用天线产生第一无线信号（步骤402）。接着，该方法包括使用散射面板使第一无线信号偏离铁路轨道，使得第一无线信号传入位于铁路轨道上的列车的侧面（步骤404）。

该方法的天线是如图1所示的天线2、24。该方法的散射面板是如图1或图2a-d所示的散射面板4、18、20、22、100、。该方法的无线信号可以由图1中的铁路轨道8、14上的波瓣6、16来示出。

第一无线信号6、16的偏离可以引导第一无线信号6、16垂直于铁路轨道8、14，如图1中的波瓣12所示。

列车窗口可以由玻璃组成，这可能导致传入的无线电信号和玻璃之间形成的锐角处对传输和/或接收的功率造成很大的损失。例如，一些玻璃类型可以使与窗口法线成88-90度的电磁辐射几乎不能通过窗口入射。因此，当窗口离天线2更远（并且使得入射角接近90度）时，功率损失会更多，并且在列车26中可接收的功率更少。使用散射面板（例如上述系统中的散射面板4、18、20、22、100、300），并且根据上述方法，可以部分地补偿这种功率的减少。前述玻璃可以是仅允许电磁辐射的一种偏振通过的一种玻璃。

图4b示出了组装电信系统的方法。该方法包括在一段铁路轨道旁边设置散射面板（步骤406）。

图4b的散射面板是根据图1或图2a-2d的散射面板4、18、20、22、100、300。铁路轨道8、14和天线2、24可以已经就位，并且为了组装电信系统，散射面板4、18、20、22、100必须放置在适当位置。这种组装方法允许改造现有的铁路轨道8、14以包括如图1所示的新的电信系统。

图5a示出了在列车26内以dBm为单位直接从天线2接收的平均功率以及通过散射面板4、18的散射接收的平均功率的示例。这里的示例性列车以瑞士联邦铁路（SBB）IC2000列车为模型。坐标轴是接收的平均功率，以及从火车到天线2的距离。在该示例中，天线2传输的功率为25 dBm，每个散射面板之间存在25米的间隙，即散射面板位于距天线2的225米和250米处。第一散射面板4的尺寸小于第二散射面板18的尺寸，使得第二散射面板18可以较少地被第一散射面板4的无线电静区覆盖。散射面板4、18与轨道8之间的横向距离为2m。天线2发出的信号的频率是2600MHz。在所示的模拟实验中，列车窗口由Flachglass公司制造，列车车厢类型为SBB-IC2000。相关读数是在车厢的上层甲板上进行的。注意，可以使用其他配置的天线和散射面板。例如，天线可以放置在距散射面板500m或更远的距离处。两个天线可以安装为面对面。可以安装两个背靠背的散射面板（或一个对称的散射面板）。例如，大的散射面板可以放置为与两个天线等距，两个较小的散射面板分别放置在距天线的两侧的15米到50米处，如图6所示（下面更将详细地进行描述）。这样的配置可以用于避免明显的静区（shadowing）。图5a示出了在距天线2的50米的距离处，所接收的来自散射面板4、18的反射电磁无线电波的平均功率为-120dBm。在距离天线2的200米处，该平均功率呈指数增加到大约-60dBm。此时，所接收的平均功率平稳地处于-50dBm和-60dBm之间，直到距天线2米的距离为250米。相比之下，直接从天线2接收的平均功率从距离天线2的50米处的-60dBm开始，呈指数地降低到距天线2的250米处的大约-90dBm。这表明从距天线2的170m以上的距离，散射面板4、18在这个频率上向列车26提供的功率更多。

图5b示出了在列车26内以dBm为单位直接从天线2接收的平均功率以及通过散射面板4、18的散射接收的平均功率的示例。坐标轴是接收的平均功率，以及通过天线通道和通过散射面板的解决方案中距天线2的距离。在该示例中，传输的功率为25dBm，并且在每个散射面板4、18之间存在25米的间隙（在距天线2的225米和250米距离处仅有两个散射面板）。第一散射面板4的尺寸小于第二散射面板18的尺寸，使得第二散射面板18可以较少地被第一散射面板4的无线电静区覆盖。例如，在使用图2的散射面板的情况下，散射面板4的半圆形横截面的半径可小于散射面板18的半径。散射面板4、18与铁路轨道之间的横向距离为2米。天线2发出的信号的频率是3500MHz。本实验中，列车车窗由Flachglass制造，列车车厢类型为SBB-IC2000。图5b基本上类似于图5a，但该示例示出的是发射频率为3500MHz（而不是2600MHz）的功率v.s.距离的曲线。

图5b示出了在距天线2的50米的距离处，从散射面板4、18接收的平均功率为-107dBm。在距离天线2的200米处，该平均功率呈指数增加到大约-62dBm。此时，所接收的平均功率平稳地处于-65dBm和-60dBm之间，直到离天线2的距离为250米。相比之下，直接从天线2接收的平均功率从离天线2的50米处的大约-50dBm开始，呈指数地降低到距天线2的250米处的大约-70dBm。这表明从距离天线2的200m以上的距离，散射面板4、18在这个频率上向列车26提供的功率相比直接从天线2传递的功率还多。

图5c示出了在列车26内以dBm为单位直接从天线2、24接收平均功率以及通过散射面板4、18、20、22的散射接收的平均功率的示例。坐标轴是接收的平均功率，以及通过天线通道和通过散射面板的解决方案中距天线2、24的距离。在该示例中，传输的功率为25 dBm，每个散射面板4、18之间存在25米的间隙（在距天线2的225米和250米处只有两个散射面板）。第一散射面板4的尺寸小于第二散射面板18的尺寸，使得第二散射面板18可以较少被第一散射面板4的无线电静区覆盖。散射面板4、18和铁路轨道之间的横向距离8、14之间的横向距离是1.5米。天线2发出的信号的频率是3500MHz。在该实验中，列车车窗由Flachglass公司制造，列车车厢类型为SBB-IC2000。图5c基本上类似于图5b，但该示例示出的是散射面板4、18和铁路轨道8、14之间的横向距离为1.5米（而不是2米）的功率v.s.距离的曲线。

图5c示出了在距天线2的50米的距离处，从散射面板4、18接收的平均功率为-109dBm。在距离天线2的200米处，该平均功率呈指数增加到大约-62dBm。此时，所接收的平均功率平稳地处于-62dBm和-60dBm之间，直到距离天线2的距离为250米。相比之下，直接从天线2接收的平均功率从距离天线2的50米处的-50dBm开始呈指数地减小到距离天线2的250米处的-71dBm。这表明，从距离天线2的200m以上的距离，散射面板4、18在这个频率向列车26提供的功率更多。与图5b相比，轨道8、14和散射面板4、18之间的距离减小具有以下效果：直接从天线2接收的平均功率与从散射面板4、18接收的平均功率之间存在更大的差异，并且相对地在距离为200米以上时，散射面板4、18传送到列车26的功率更多。

虽然上述模拟实验和测量是在特定条件下进行的（例如，具有特定的列车车厢、玻璃类型和距离），但是应该理解，其结果通常也适用于一般的铁路轨道和列车系统。因此，为了补偿距离天线2超过100m的距离处的功率损失，散射面板4、18的散射无线信号12可以帮助增加在列车26内接收的功率。值得注意的是，这些模拟实验中使用的玻璃是由FLACHGLAS提供给客运列车。这种类型的玻璃可以仅允许无线信号的一种偏振模式通过它，但是其他类型的玻璃也可以允许多种偏振类型通过。

图6示出了用于将电磁信号引导到列车中的电信系统的另一示例。列车可以在其上行进的两个轨道8、14彼此平行地设置。两个通信天线2、3设置在轨道8、14的第一侧，另外两个通信天线24、25设置在轨道8、14的另一侧。该系统还包括设置在两个轨道8、14的第一侧上的一较大的散射面板32和两个较小的散射面板34、36，以及设置在轨道8、14的另一侧上的一较大的散射面板42和两个较小的散射面板44、46。散射面板3234、36、42、44、46和天线2、24位于铁路轨道旁边，并与铁路轨道间隔开一距离，该距离例如介于约0.5米和约10米之间，又如介于1米之间和5米，再如介于2米到4米之间；或者例如介于1米到3米之间，或者介于3米到6米之间。

轨道8、14的第一侧上的较大散射面板32等距地设置在天线2、3之间，并且较大散射面板42等距地设置在轨道的另一侧上的天线24、25之间。较小的散射面板34、36、44、46设置在距离较大的散射面板32、42相等的距离d处，该散射面板32、42设置在轨道8、14的相应侧。

散射面板32、34、36、42、44、46各自包括导电表面，该导电表面放置成将至少一部分的入射无线信号引导向轨道8、14。例如，散射面板32、34、36、42、44、46中的每一个可以如本文中参考图2a-2d、图3a-3c和图8a-8d中描述的那样进行设置。散射面板可以被构造成/放置成使得较大的散射面板32、42还将无线信号引向较小的散射面板34、36、44、46，随后将信号引向轨道8、14。

较大散射面板32、42与它们相应的较小散射面板34、36、44、46之间的距离d可以在15m至50m之间。这种设置可以避免明显的静区。

参见图1和图2，显然，可以提供一系列变化。也可以提供上述系统的进一步改进和优点。

例如，本文所述的散射面板100的后侧110上的波纹112是可选的，或者后侧110可以部分或完全地被波纹112覆盖。层状结构106可以用于将电磁辐射反射到第一层表面102上，以增加由散射面板100朝向铁路轨道8、14引导的辐射量。例如，当散射面板100安装在铁路轨道8、14旁边时，层状结构106可以与铁路轨道8、14平行并指向天线2，且其平展的表面朝向轨道8、14。层状结构对于散射面板而言是可选的特征。

例如，参见图1，天线2、24位于两段铁路轨道8、14的相对侧。第一天线2位于第一段铁路轨道8旁边，第二天线24位于第二段铁路轨道14旁边。

图1示出了列车26位于第一段铁路轨道8上，与第一散射面板4中的一个相邻。天线2、24用于产生无线信号6、16。位于第一段铁路轨道8旁的第一天线2可以产生无线信号6，从而无线信号6大致平行于第一段铁路轨道8行进，直到无线信号6到达散射面板4。散射面板4散射无线信号6，使得无线信号12被引导传入列车26的侧面。

在铁路轨道14旁边的第二天线24产生示出为无线信号的第二波瓣16，但是它被直接引向列车26，而不是朝向散射面板22。接着，可以为列车26提供两个独立的信号，这样可以实现MIMO（多输入多输出）系统。

可以理解的是，权利要求1的系统可以包括图2和图3的散射面板100、300中的任何一个。图1的系统可以产生图5的传输结果。另外，根据图4a所示方法可以使用图1的系统，且根据图4b的方法可以组装该系统。图1的系统可以纳入以下的可选特征。

图1的天线2、24可以是用于产生无线信号6、16的通信天线。天线2、24可以是偶极天线、环形天线、螺旋天线、阵列天线或用于产生无线信号的任何其他类型的天线。天线2、24还可以用于接收无线信号。在某些情况下，这将实现天线2、24与另一设备之间的双向通信，使得天线2、24产生由另一设备接收的无线信号6、16，然后另一设备产生由天线2、24接收的信号。该另一设备可以位于列车26上。

应注意的是，散射面板4、18、20、22不必成对设置，相反，在一些示例中可以提供单个散射面板4。散射面板4、18、20、22可以设置在两段铁路轨道8、14的每一侧上，但是它们也可以在轨道8、14延伸的方向上以及在垂直于轨道8、14的延伸方向的方向上彼此偏移，使得散射面板4、18、20、22交错排列。

铁路轨道8、14段的数量仅仅是说明性的，可以提供任何其他数量的轨道。轨道8、14是可选的，并且系统可以作为包括用于安装在轨道侧的天线2、24的套件提供。如果存在轨道8、14，则它可以通电或不通电。轨道8、14可用于地下铁道、地上铁道或任何其他类型的铁道。轨道8、14可以不必由物理轨道组成，而可以是列车可以通过其行进的空间，例如在所谓的“磁悬浮列车”的情况下，轨道包括列车在其上方悬浮的通道。该系统还可以用于其他公共交通系统，例如电车或公共汽车。

图1示出了散射面板4、18、20、22可以位于天线杆10上。散射面板4、18、20、22可以是独立式的。如果散射面板4、18、20、22附接到天线杆10，则天线杆10可以是用于提供电力以为电气列车提供动力的悬链状天线杆（catenary masts）。此外，天线2、24也示出为连接到天线杆10，但是它们也可以是独立式的。将散射面板4、18、20、22附接到天线杆10，或将散射面板4、18、20、22设置在自立式位置，能够使图1所示的系统改装以应用于现有的铁路轨道8、14。

图1示出了轨道8、14上的列车26，但是本领域技术人员将理解，列车的作用是沿着轨道8、14行进，因此，在两段轨道8、14上不总是有列车存在，并且在这种情况下，无线信号12反而可以被引导穿过铁路轨道8、14。

图1示出了无线信号6和12是分开的。然而，这仅仅是为了清楚起见。无线信号6由天线2产生，受散射面板4引导。散射的无线信号示出为信号12。

在第二段轨道14旁边的第二天线24被示出为将其产生的无线信号16直接引导到列车26中。在一些示例中是采用直接引导这种方式，而在其他示例中，轨道两侧的两个天线2、24也可以使用散射面板4、18、20、22。轨道8、14的一侧可以只有一个天线2、24。第二天线24和列车26之间的角度大于第一天线2和列车26之间的角度。无线信号6、16进入列车26的传输速率随着其传入列车26的入射角而变化。当角度更接近于垂直于列车26的侧面（并且因此通常接近于车窗玻璃）时，传输速率会更高。因此，与第一天线2相比，来自第二天线24的信号进入列车26的传输速率会更高。因此，对于第二天线24产生的无线信号16，可能不需要散射面板22，但是，如果需要，可以可选地使用（或者如果轨道8、14的轨距很窄，则可以使用）。

然而，在两辆列车26并排于两段轨道8、14的情况下，第一散射面板4和第二散射面板22都可以分别由第一天线2和第二天线24使用。还可注意的是，散射面板4、18、20、22可以设置成使得散射面板4、18、20、22在期望的方向上散射无线信号。该期望的方向可以不是垂直方向，而可以是另一个方向。例如，如果存在环境障碍物，则意味着该期望的方向是不同于横向于两段轨道8、14的方向。

这里描述的系统的一个天线或多个天线2、24（例如参照图1）可以形成天线通道（antenna corridor）的一部分。天线通道可以包括许多天线2、24，这些天线设置在与铁路轨道8、14平行的线上。一个散射面板或面板4、8、20、22可以与天线通道结合使用。散射面板4、8、20、22的使用可以减少所需天线2、24的数量，或者增大了每个天线2、24之间的最小距离。

还应注意，在一些示例性构造中，当天线2在使用中时，散射面板4可在散射面板18上形成电磁静区（即，来自天线2的无线信号可能不会到达散射面板18，或者可能会明显衰减，因为散射面板4处于无线信号路径的范围中。然而，在一些示例性构造中，可以使用另外的天线，并且天线可以是背对背配置，使得从相反方向对散射面板18进行辐射照射。在诸如此类的示例性构造中，散射面板4、18可以彼此靠近地放置，或者甚至放置在相同的天线杆10或悬链状天线杆上。从上面的讨论可以理解，附图中所示的实施例仅仅是示例性的，并且包括可以如本文所述和权利要求中所述的概括的、移除的或替换的特征。一般地，可以理解的是，所参照的附图是示意性功能框图，用于表示本文描述的系统和装置的功能。应当理解，结构和功能不需要如图中所示进行划分，并且不应理解为暗指除了下面描述和要求保护的结构之外的任何特定结构。附图中示出的一个或多个元件的功能可以进一步细分和/或分布在本申请公开的装置中。在一些实施例中，附图中示出的一个或多个元件的功能可以集成到单个功能单元中。

在一些实施例中，散射面板4和18之间的距离可以取决于车窗玻璃的类型、工作频率、天线波束与车窗玻璃之间的横向距离、以及天线的位置（它们是否正好位于与轨道对齐的列车车厢上方或者有一点偏移）。在沿铁路轨道设置的连续天线之间可以有任何数量的散射面板。然而，由于第一散射面板4位于天线和第二散射面板18（或另一面板）之间的视线范围中，散射面板18可能处于第一散射面板的静区中。因此，根据第一散射面板4的尺寸，在天线2和沿着轨道的下一个天线之间可以设置2个或更多个散射面板。如果使用多个散射面板4、18，则它们可以彼此相距任何距离，例如12米至30米，又如间隔25米。

还应理解，关于图3a和图3b，以下组合的横截面形状被认为是有益的：第一表面的三角形平面横截面和线性凹形横截面，半圆形平面横截面和线性凹形第一表面横截面，直角三角形平面横截面和线性凹面第一表面横截面，三角形平面横截面和弯曲凹面第一表面横截面，半圆形平面横截面和弯曲凹面第一表面横截面，直角三角形平面横截面和弯曲凹面第一表面横截面，三角形平面横截面和线性第一表面横截面，半圆形平面横截面和线性第一表面横截面，直角三角形平面横截面和线性第一表面横截面，三角形平面横截面和凸起的第一表面横截面，半圆形平面横截面和凸起的第一表面横截面以及直角三角形平面横截面和凸起的第一表面横截面。也可以使用其他横截面形状的组合。

在一些实施例中，散射面板的半径可以是例如0.5米至1米。

电信系统的另一个实施例如图7所示。该系统类似于参照图1描述的系统，不同之处在于它使用替代的散射面板600代替先前描述的散射面板。如图所示，图7的系统包括位于轨道旁边的该替代的散射面板600。系统还包括通信天线10’、10”，它们也可以位于轨道8’旁边。

面板600包括多个小平面，用于重定向来自天线10’、10”的入射无线电信号6’、6”。这些天线10’、10”可以位于面板600的任一侧，沿着轨道与面板600间隔开。面板600可以因此设置成反射来自两个天线的信号。从天线10’、10”到达面板600的信号可以沿着铁路轨道的方向行进，并且可以被面板散射到大致横向于轨道方向的方向，例如，朝向与面板600相邻的列车轨道8’。

如下面将更详细描述的，面板600是多面的，并且面板600的各小平面被设置成一系列反射器，每个反射器是凹形的，其可以将信号引向相邻的轨道8’。这些反射器面向多个不同的方向（它们不是相互对准的），因此它们沿着一段轨道传播入射的无线电信号6’、6”。面板还垂直地传播信号6’、6”。因此，与入射信号6’、6”相比，面板600增大了散射信号12’、12”的角宽度。

图8A至图8D中更详细地示出了散射面板600。面板600包括中空梯形棱镜，其具有底部608，前表面630、640，以及连接底部608和前表面630、640的两个侧表面620、650。每个侧表面都是凹形的且能反射（这些侧表面在本文中也称为凹面反射器620、650）。梯形棱镜的侧表面620、650分别连接到底部608。每个侧表面也连接到正表面630、640。

梯形棱镜的前表面630、640包括另外的两个凹面反射器。一个反射器630提供前表面的一半，而另一个反射器640提供前表面的另一半。倒置的空心三角形棱镜605沿其顶端边缘635并顺着这两个反射器630、640连接到梯形棱镜的前表面630、640的中心。

两个板状翅片从梯形棱镜的底部608延伸并平行于该底部，其中每个翅片具有各自的反射器610、660。

面板600包括多个沿其各自边缘连接在一起的基本上为矩形的扁平板状物。每个板状物的表面提供矩形的扁平反射小平面，用于在特定方向上反射传入的通信信号。每个板状物可包括导电材料，例如本文其他地方所描述的那些，比如金属材料。在一些实施例中，可以在每个板状物的每个表面上涂覆例如导电涂层之类的反射涂层（例如金属涂层）。例如，每个板状物可以由非反射材料（例如塑料）制成，并涂有反射涂层。

成对的板状物沿着它们各自的边缘中的一个连接在一起，以形成六个反射器610、620、630、640、650、660为一组的结构。

第一反射器610包括沿边缘602a彼此连接的顶面611a和底面611b。

第二反射器620包括沿边缘602b彼此连接的顶面621a和底面621b。

第三反射器630包括沿边缘602c彼此连接的顶面631a和底面631b。

第四反射器640包括沿边缘602d彼此连接的顶面641a和底面641b 。

第五反射器650包括沿边缘602e彼此连接的顶面651a和底面651b。

第六反射器660包括沿边缘602f彼此连接的顶面661a和底面661b。

每个反射器因此包括沿边缘602a-f连接在一起的一对小平面611-661a,b。每对小平面中的每个小平面从它们各自的反射器的边缘602a-f延伸，使得每个板状物之间的角度小于180度（但是大于90度）。这样，每个反射器都是凹形的。

如图8C所示，所有六个反射器的连接顶面和底面的边缘602a-f彼此对齐。这些小平面可以是扁平的，并且可以连接在不连续的尖的相交处。然而，它们也可以是弯曲的（例如在它们的边缘处弯曲），以减少相邻小平面之间的不连续性。如果小平面在其边缘处弯曲，那么每个小平面的中心区域可以是平的。

第一反射器610沿一边缘连接到第二反射器620，该边缘垂直于连接第一反射器610和第二反射器620的多对小平面的边缘602a、602b的方向。第一反射器610和第二反射器620的第一小平面611a、621a和第二小平面620以大于90度的角度（例如大于100度，或如大于120度，又如小于150度，再如大约130度）彼此连接，如图8B中的a1所示。第一相交处615界定了第一反射器610和第二反射器620之间的边界。连接反射器的第一相交处615设置为弯曲表面，例如它可以设置为圆柱形元件（如图所示）的表面的一部分。在其他实施例中，相邻反射器之间的相交处可以是尖的，例如第一反射器610的每个小平面可以直接连接到第二反射器620的对应相邻面。

第二反射器620沿着与连接到第一反射器610的边缘相对的边缘连接第三反射器630，以界定第二相交处625。第二和第三反射器的小平面彼此连接，使得它们的外表面彼此成一角度，例如相隔大于180度，或例如相隔大于200度，又例如相隔小于250度，再例如相隔大约230度。这样，第二相交处625设置为第二反射器620和第三反射器630之间的脊部。第三反射器的两个小平面从第二相交处625沿与第一反射器的相应小平面从第一相交处615延伸的方向相反并平行的方向延伸。在图8B中，第一反射器610的外边缘和第三反射器630的外边缘可以是平行的，并且从第二反射器620的相对边缘沿相反方向延伸。

由倒置的中空三角形棱镜605提供的附加反射器沿着与连接到第二反射器620的边缘相对的第三反射器630边缘连接到第三反射器630。该附加反射器605包括连接在一起的三个反射片，以提供空心的基本上倒置的三角形棱柱形状。附加反射器605的连接边缘沿着梯形棱镜的前表面中心的整个宽度延伸，使得第三反射器630位于其一侧，而第四反射器640位于另一侧。附加反射器605包括一对成角度的表面612、613，其设置成分别朝向第三反射器630和第四反射器640反射射频信号。

如图8B所示，面板600沿着附加反射器605的长度是对称的。具体地，面板600关于平面S对称，该平面S垂直于第一反射器610和第三反射器630的小平面的外边缘并垂直于连接每个反射器的成对板状物的边缘602a-f。这样，第四反射器640、第五反射器650和第六反射器660分别设置为第三反射器630、第二反射器620和第一反射器610的反射镜。如前述，第四反射器640、第五反射器650和第六反射器660相对于第一反射器610、第二反射器620和第三反射器630设置并彼此连接。

再次参考图7，散射面板600可以沿着列车轨道8'安装。在实施中，来自相反但平行的第一方向和第二方向的入射在面板600的射频信号6′、6″面板600反射到大致横向于第一和第二方向的方向上。例如，入射在第二反射器620和第五反射器650上的信号可以在远离面板600的横向方向上朝向列车轨道反射。从第一和第二方向入射在附加反射器605的倾斜面612、613上的信号分别被反射到第三反射器630和第四反射器640上。然后，这些信号从面板600朝向例如轨道反射。

第一反射器610、第三反射器630、第四反射器640和第六反射器660设置为大致平行于轨道的方向。这样，它们可以用于将来自轨道方向的信号（例如，已经由轨道上的列车反射的信号）反射回轨道。例如，在使用中，散射面板600可以放置成使得轨道上的列车在面板600的近场内，例如面板可以放置在离轨道8'大约1.5到5米的距离处，例如，面板600的底部608与轨道8'之间的距离可以约为1.5至5米。在实施中，无线电信号可以从第三反射器630朝向轨道反射，然后从行进在轨道上的列车车身上朝向面板600反射回来。然后，信号可以再次从第一反射器610或第三反射器630反射回到该行进中的列车，在那里它可以例如通过列车的窗玻璃而成功地被接收在列车内部。

反射器610-660的垂直特定方向的凹入性质可以用于聚焦从其表面反射的信号光束，使得反射光束的垂直宽度比入射光束窄。

本文描述的反射器610、620、630、640、650、660的结构提供了多个面向不同方向范围的反射小平面。这样，入射在面板600上的信号光束可以在很宽的角度范围内被反射。这样可以在反射时沿入射光束的方向增加信号覆盖。例如，反射信号光束可以沿一段相邻轨道8'聚焦。

在附图所示的示例性面板600中，反射器610、620、630、640、650、660经由圆柱形元件的弯曲表面彼此连接。然而，可以理解的是，在其他实施例中，反射器可以通过弯曲的片状元件连接，或者在其他实施例中，一个反射器的小平面可以直接连接到相邻反射器的相应小平面。

在一些实施例中，附加反射器605可以不在面板上。在一些实施例中，可以不存在第一反射器610和/或第六反射器660。在一些实施例中，面板600可以不是对称的。例如，面板600可以仅将信号从第一方向朝向轨道8'反射，而不是从相反的第二方向反射。一些示例性的面板可以仅包括如本文所述的第一反射器610、第二反射器620和第三反射器630。面板的每个片状部件之间明确的角度可以在不同的示例性面板中发生变化。

面板600示出为包括多个连接的片状部件的中空形状。然而，可以理解的是，面板可以由单片反射材料形成，并且基本上如本文所述成形。例如，可以将面板铸造成所描述的形状。在其他实施例中，面板600可以由固体反射材料块形成，其上形成有如本文所述的小平面。

在其他实施例中，面板600可以由格栅或网状材料形成，例如，面板可以由具有多个孔从其中穿过的一个或多个反射片形成。这样，可以得到面板不易受恶劣天气条件（例如风）影响的优点。

即，具有穿孔结构以使整个部件不易受到例如风的影响。

可以理解的是，本文所述的面板600的各个小平面、反射器和板状物之间的角度仅仅是示例性的，可以设想面板在所描述的各种表面之间具有不同角度。例如，可以根据入射信号的频率、天线10′和10″的高度以及面板和轨道8′之间的距离来调节反射器和/或反射的板状物之间的角度，以例如最大化面板600的效能。

在一些实施例中，第一反射器610和第三反射器630设置成使得它们的外边缘以不同于彼此平行的角度，例如，它们可以设置成使得它们的外边缘之间的角度大约为5度。

与本文所述的面板相比，一些示例性的面板可包括外加的反射板状物，其表面可以设置用于反射入射在面板上的信号的附加面。

在一些实施例中，面板600可以放置在天线罩或天线罩状结构内，例如当在铁路轨道旁边使用时。这可以保护面板免受雪或风的影响，并且可以使面板更容易清洁。

在一些实施例中，面板600可以由连接在一起的两个较小的面板（两个相似或相同的小面板）组装而成。例如，第一面板可以包括第三反射器630、第二反射器620和第一反射器610，并且可以连接到包括第四反射器640、第五反射器650和第六反射器660的第二面板，以形成散射面板，例如本文所述的散射面板600。

可以理解的是，术语散射通常涉及信号的重定向。例如，面板或面板的每个面可以通过反射无线电信号来散射它们。这种反射可以包括镜面反射和/或漫反射。面板的表面可以具有表面特征，例如选择用于提供这种类型的散射和反射的平滑度/粗糙度。

本发明的一方面提供了一种无线通信系统，包括：位于铁路轨道旁边的通信天线，用于发送和接收无线信号；位于轨道旁边并沿铁路轨道与通信天线间隔开的散射面板，用于将来自通信天线的无线信号引导到一段铁路轨道上的列车中或从将无线信号从列车引导到通信天线。

散射面板可以连接到天线杆，例如悬链天线杆。

散射面板可包括第一表面，第一表面可以是导电的。

散射面板可以相对于通信天线放置，使得从通信天线入射在第一表面上的无线信号被朝向轨道反射。

通信天线可以是设置在与铁路轨道相邻的一条线中的多个天线之一，例如作为天线通道的一部分。

第一表面的垂直剖面可以是凹形的，例如，可以选择与天线相关的第一表面的凹度及其相高度，以将从天线入射在第一表面上的无线信号朝向选定高度的轨道引导。

所选高度可以对应于列车乘客舱的窗户的轨道上方的高度。

散射面板可以包括背离通信天线的第二表面。

第二表面可能带有波纹。

第一表面和第二表面可以是弯曲的，使得面板的平面横截面是部分为圆形。

散射面板可包括半圆形的棱柱或锥形。

散射面板可包括后侧，该后侧具有波纹。

天线可以与铁路轨道间隔至少1.5米，例如小于10米，散射面板可以与轨道间隔相同距离或更近的距离。

本发明的一个方面提供了用于重定向电信信号的散射面板，该面板包括：第一表面，用于为从第一方向入射在面板上的电磁信号呈现横截面，所述表面被成形为主要在横向于第一个方向的第二方向上重定向所述信号；第二表面，位于散射面板的一侧，该第二表面通过第一表面而对于电磁信号是隐藏的；其中第一表面和第二表面是导电的，第二表面包括波纹，用于减小横向于波纹方向在第二表面上传播的电磁信号的幅度。

第一表面的垂直剖面可以是凹形的。

第一表面可以凹入小于5度的角度。

面板的平面横截面可以是部分圆形，并且第一表面和第二表面可以设置在散射面板的弯曲面的相邻弧段上。

散射面板可以包括伸平的后侧，该伸平的后侧可以带有波纹。

第二表面的波纹可以垂直取向。

本发明的一个方面提供了一种在铁路轨道旁边安装散射面板的方法，该方法包括：将散射面板沿轨道方向设置在一段轨道旁边并与电信天线间隔开；选择散射面板的位置，使得从天线入射到面板的第一表面上的RF电磁信号被引导穿过轨道。

散射面板的位置的选择可以包括基于天线的高度以及第一表面的垂直剖面选择高度，例如，散射面板的位置的选择包括选择其排列方向。

本申请的一个方面提供了一种天线通道，包括多个天线以及至少一个散射面板，这些天线设置在与一段铁路轨道平行延伸的线上；其中，天线用于至少部分地在平行于所述轨道的方向上发射无线信号；散射面板用于至少部分地使无线信号的一部分偏移铁路轨道。

本申请的一个方面提供了一种用于在列车中提供电信服务的电信方法，该方法包括将无线电信信号沿着轨道引导到散射面板上，例如本文公开的任何散射面板，其中散射面板设置在铁路轨道附近用于将无线电信信号重定向穿过铁路轨道，以便在列车中提供电信通信。

本申请的一个方面提供了一种电信方法，用于使用本文描述的任何系统在列车中提供电信服务，该方法包括将来自通信天线的无线电信信号引导到散射面板上，从而将无线电信信号重定向穿过铁路轨道以在列车中提供电信通信。

以上实施例应被理解为说明性示例。可以设想其他的实施例。应当理解，关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征组合使用，并且还可以与任何其他实施例或任何其他实施例的任何组合的一个或多个特征组合使用。此外，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，也可以采用上面未描述的等同方式和修改方式。

Claims (21)

1.一种多面的散射面板，其用于重定向射频信号，其特征在于，所述面板包括多个小平面，每个小平面朝向与面板的至少一个其他小平面不同的方向；所述面板包括多个片状部件，每个片状部件具有导电平面；每个小平面包括一个片状部件的导电平面；其中，所述多个片状部件沿其边缘彼此连接，使得所述多个小平面组合在一起以提供一组相邻的凹面反射器。

2.如权利要求1所述的散射面板，其特征在于，所述一组相邻的凹面反射器包括第一凹面反射器和第二凹面反射器，其中，第一凹面反射器沿着第一相交处连接到第二凹面反射器，第一反射器的小平面和第二反射器的小平面沿着所述第一相交处以大于90度的角度相交。

3.如权利要求2所述的散射面板，其特征在于，第二反射器沿着第二相交处连接到第三凹面反射器，第二反射器的小平面和第三反射器的小平面沿着所述第二相交处以大于180度的角度相交。

4.如权利要求3所述的散射面板，其特征在于，所述第一反射器连接到第二反射器的与所述第三反射器相对的边缘。

5.如权利要求4所述的散射面板，其特征在于，第一反射器的与第一相交处相邻的小平面在与第三反射器的与第二相交处相邻的对应小平面相反且平行的方向上从第一相交处延伸。

6.如前述任一项权利要求所述的散射面板，其特征在于还包括连接到第三反射器的附加反射器，所述附加反射器包括设置成将射频信号朝向第三反射器反射的第一表面。

7.如权利要求6所述的散射面板，其特征在于，所述附加反射器的形状为倒三角形棱柱形。

8.如权利要求7所述的散射面板，其特征在于，包括在所述附加反射器的长度上对称的对称面。

9.如前述任一项权利要求所述的散射面板，其特征在于，第一相交处和第二相交处中的至少一个包括弯曲表面。

10.如前述任一项权利要求所述的散射面板，其特征在于，每个凹面反射器包括设置为两个片状元件且沿垂直于第一相交处和第二相交处的一边缘彼此相连的两个小平面。

11.如权利要求10所述的散射面板，其特征在于，每个凹面反射器的两个片状元件以小于180度的角度彼此连接。

12.如前述任一项权利要求所述的散射面板，其特征在于，所述面板设置成将从第一方向接收的信号反射到横向于第一方向的第二方向中。

13.如权利要求12所述的散射面板，其特征在于，所述面板设置成将从平行于第一方向的第三方向接收的信号反射到横向于第三方向的第四方向中。

14.一种散射面板，其特征在于，包括：

梯形棱镜，其包括底部、前表面和一对侧表面，其中每个侧表面将底部的边缘连接到所述前表面；

一对板状翅片，其包括前表面和后表面，所述翅片从梯形棱镜的底部的任一侧延伸并平行于该底部；

倒三角形棱镜，其中三角形棱柱的顶端边缘沿其长度连接到梯形棱镜的前表面的中心，以将前表面分成第一侧和第二侧；

梯形棱镜的前表面的第一侧和第二侧、梯形棱镜的侧表面以及板状翅片的前表面各自包括用于反射射频信号的导电小平面。

15.如权利要求14所述的散射面板，其特征在于，梯形棱镜的前表面的每一侧、梯形棱镜的侧面和板状翅片的前表面包括一对反射小平面。

16.如权利要求15所述的散射面板，其特征在于，所述一对反射小平面包括第一小平面，其沿一边缘以小于180度的角度连接到该对反射小平面的第二小平面。

17.如权利要求14或15所述的散射面板，其特征在于，梯形棱镜的每个侧表面沿着相交处例如弯曲的脊部连接到前表面。

18.如权利要求14至17中任一项所述的散射面板，其特征在于，梯形棱镜的侧表面各自连接到相应的一个所述板状翅片。

19.如权利要求14至18中任一项所述的散射面板，其特征在于，三角形棱镜包括第一倾斜面和第二倾斜面，其中第一倾斜面设置成朝向梯形棱镜的前表面的第一侧反射射频信号，第二倾斜面设置成朝向梯形棱镜的前表面的第二侧反射射频信号。

20.如权利要求14至19中任一项所述的散射面板，其特征在于，每对反射小平面限定凹面反射器。

21.如权利要求14至20中任一项所述的散射面板，其特征在于，倒三角形棱柱和梯形棱镜对齐，使得所述面板包括关于倒三角形棱柱和梯形棱镜的中心对称的对称平面。