DE102004051725A1 - Aerial for mounting on roof of rail train has a monopole antenna together with a monopole reflector - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antenne, insbesondere für Eisenbahn-Fahrzeuge.The The invention relates to an antenna, in particular for railway vehicles.
Zur Kommunikation von und zu Zügen werden verschiedene Funksysteme verwendet. Dies sind zum einen für die Leittechnik und sicherheitsrelevante Dienste, die nichtöffentlich sind, vorgesehene Funksysteme im Frequenzbereich unterhalb 1 GHz, wie beispielsweise GSM-R. Ferner können die Bahnreisenden ihr privates Endgerät an bestimmten Stellen des Zuges in bestehenden Mobilfunknetzen verwenden, welche in den Frequenzbereichen um 900 MHz bzw. 1800 MHz arbeiten. Eine Versorgung der meist nach innen abgeschirmten Wagen kann durch die Verwendung einer Außenantenne auf dem Wagendach und einer Antenne im Innern des Wagens unter Zwischenschaltung eines Repeaters gewährleistet werden.to Communication from and to trains different radio systems are used. On the one hand, these are for control technology and security-related services that are non-public Radio systems in the frequency range below 1 GHz, such as GSM-R. Furthermore, can the train passengers their private terminal in certain places of the Use train in existing mobile networks, which in the frequency ranges operate at 900 MHz and 1800 MHz, respectively. A supply of the most after inside shielded car can by using an outdoor antenna on the car roof and an antenna inside the car with interposition guaranteed a repeater become.
Diesen Funksystemen ist gemeinsam, dass eine oder mehrere Antennen zur Zug-Land-Anbindung verwendet werden, die auf dem Wagendach montiert sind. Dabei handelt es sich durchweg um vertikal polarisierte Strahler, die in der Azimuthalebene eine Rundstrahlcharakteristik aufweisen.this Radio systems have in common that one or more antennas for Train-land connection can be used, which is mounted on the roof of the car are. These are all vertically polarized radiators, which have an omnidirectional characteristic in the azimuthal plane.
Für zukünftige Anforderungen, bei denen breitbandige Zug-Landverbindungen zur Bereitstellung individueller Internetzugänge der Bahnreisenden im Vordergrund stehen, muss das Funkübertragungssystem in der Lage sein, auch bei hohen Geschwindigkeiten des Zuges große Datendurchsätze zwischen einem Zugserver und den Basisstationen der landgebundenen Netzinfrastruktur zu gewährleisten. Um Störungen durch Eigeninterferenzen aufgrund von zeitvarianter Streuausbreitung zu minimieren, ist eine Sichtverbindung zwischen dem fahrenden Zug und landseitigen Basisstationen erforderlich.For future requirements, where broadband train land connections to provide individual Internet access for train passengers in the foreground must be the radio transmission system to be able to handle large data throughputs even at high speeds of the train a train server and the base stations of the land-based network infrastructure to ensure. To disturbances due to self-interference due to time-variant scatter propagation minimize is a line of sight between the moving train and landside base stations required.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf einer Massefläche ein Monopol und um ein Fünftel der Wellenlänge der zu sendenden und/oder zu empfangenden Strahlung gegenüber dem Monopol versetzt ein strahlungsgekoppelter Monopol-Reflektor angeordnet sind, dass der Monopol-Reflektor an seinem Fußpunkt leitend mit der Massefläche verbunden ist und dass der Monopol isoliert auf der Massefläche (angeordnet ist und eine Zu- und/oder Ableitung aufweist.These Task is inventively characterized solved, that on a ground plane a monopoly and a fifth the wavelength the radiation to be transmitted and / or received in relation to the Monopoly placed a radiation-coupled monopole reflector arranged are that the monopole reflector at its base conductively connected to the ground plane is and that the monopole isolated on the ground plane (arranged is and has an inlet and / or outlet.
Für einen Monopol mit einer Länge, die einem Viertel der Freiraum-Wellenlänge entspricht, über einer leitenden Ebene kann dessen Spiegelbild (Spiegelung an der leitenden Ebene, Massefläche) wieder als Strahlungsquelle der von der Ebene reflektierten Welle angesehen werden. Es entsteht somit die Richtcharakteristik eines Dipols der doppelten Länge im Freiraum, vorausgesetzt die leitende Ebene ist genügend groß. In der Praxis genügen einige Wellenlängen.For one Monopoly with a length, which corresponds to a quarter of the free space wavelength, above one conductive level can be the mirror image (reflection at the conductive Plane, ground plane) again considered as the radiation source of the reflected wave from the plane become. Thus, the directional characteristic of a dipole arises double length in the free space, provided the leading level is big enough. In the Practice enough some wavelengths.
Die erfindungsgemäße Antenne kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Vorzugsweise ist eine Anwendung auf Eisenbahn-Fahrzeugen möglich. Dazu kann die erfindungsgemäße Antenne derart ausgebildet sein, dass ein Dach eines Eisenbahn-Fahrzeugs die Massefläche bildet und dass der Monopol und der Monopol-Reflektor in Längsrichtung des Fahrzeugs gegeneinander versetzt sind.The antenna according to the invention can for different Purposes are used. Preferably, an application is on railway vehicles possible. For this purpose, the antenna according to the invention be formed such that a roof of a railway vehicle the ground plane forms and that the monopoly and the monopole reflector in the longitudinal direction of the vehicle are offset from each other.
Die erfindungsgemäße Antenne ist außer für die Zug-Land-Anbindung auch für eine flexible Anbindung zwischen dem Zugserver in einem der Wagen und einzelnen anderen Wagen des Zuges verwendbar, um die Bahnreisenden eines Zuges an den Server anbinden zu können, was eine Verkabelung der einzelnen Wagen eines Zuges untereinander erspart.The antenna according to the invention is out of the box for the Train-country connectivity also for a flexible connection between the train server in one of the cars and each other car of the train usable to train passengers connect a train to the server, what a wiring the individual cars of a train saved each other.
Mit der erfindungsgemäßen Antenne werden unerwünschte Leistungsanteile, die nicht aus der Richtung der gewünschten Basisstation bzw. des gewünschten Wagens am Empfangsort eintreffen, entsprechend der Richtwirkung der Antenne abgeschwächt. Ebenso wird die Breite des Doppler-Leistungs-Dichte-Spektrums des gewünschten Signals, die eventuell zu Eigeninterferenz führen kann, vermindert. Durch den Antennengewinn ergibt sich ferner gegenüber ungerichteten Antennen eine größere Reichweite für eine gegebene Sendeleistung.With the antenna according to the invention become unwanted Performance components that are not from the direction of the desired Base station or the desired Car arrive at the receiving location, according to the directivity the antenna attenuated. Likewise, the width of the Doppler power density spectrum becomes the desired one Signal, which may eventually lead to self-interference, reduced. By the antenna gain also results over undirected antennas a greater range for one given transmission power.
Folgende
Vorteile ergeben sich bei der Anwendung im beschriebenen Bahnumfeld:
Die
erfindungsgemäße Antenne
benötigt
eine geringe Bauhöhe,
die lediglich etwa einem Viertel der Freiraum-Wellenlänge entspricht,
also 3,75 cm bei 2-GHz-Trägerfrequenz.
Diese Bauhöhe
ist vergleichbar zu marktgängigen
Monopolantennen. Damit und mit der Tatsache, dass die einzelnen
Elemente der neuartigen Antenne auf einer Linie in Richtung der Wagenlängsachse
angeordnet sind, ergibt sich ein zu marktüblichen Monopolantennen vergleichbarer, geringer
Windwiderstand. Die mechanische Belastung eines Radoms über der
Antenne zum Schutz gegen äußere Umweltfaktoren
(z.B. Regen) und zur Isolation im Fall eines Oberleitungsschadens
bleibt deshalb während
der Fahrt gering.The following advantages result from the application in the described railway environment:
The antenna according to the invention requires a low height, which corresponds to only about a quarter of the free space wavelength, ie 3.75 cm at 2 GHz carrier frequency. This height is comparable to common monopole antennas. Thus, and with the fact that the individual elements of the novel antenna are arranged on a line in the direction of the longitudinal axis of the car, there is a comparable to standard monopole antennas, low wind resistance. The mechanical load of a radome over the antenna for protection against external environmental factors (eg rain) and for insulation in the case of a catenary damage therefore remains low while driving.
Die parasitären Monopolelemente (Reflektoren und gegebenenfalls Direktoren) sind leitend mit dem metallischen Dach des Zuges verbunden und haben keine Leitungsverbindung ins Innere eines Wagens: im Falle eines Schadens an der Oberleitung besteht keine Gefahr, dass durch die Parasitärelemente Hochspannung in das Wageninnere geleitet wird.The parasitic monopole elements (reflectors and possibly directors) are conductively connected to the metallic roof of the train and have no line connection to the interior of a car: in the event of damage to the overhead line there is no danger that by the Parasitärele high voltage is conducted into the car interior.
Die erfindungsgemäße Antenne gewährleistet eine Richtwirkung mit Antennengewinn, wobei Störungen durch vorgebbare Formung des Richtdiagramms ausgeblendet werden können. Durch den Antennengewinn können größere Funkfeldlängen bei gegebener Sendeleistung überbrückt werden. Insbesondere für eine Zug-Land-Anbindung können dadurch die Abstände der Basisstationen entlang der Schienenstrecke (Linienversorgung) vergrößert werden. Zur Dimensionierung im Einzelnen können bekannte Entwurfsprinzipien, die für den Entwurf von Yagi-Uda-Antennen entwickelt wurden, eingesetzt werden.The antenna according to the invention guaranteed a directional effect with antenna gain, with interference by specifiable shaping of the directional diagram can be hidden. Through the antenna gain can larger radio field lengths given Transmitting power to be bridged. Especially for a train-land connection can thereby the distances the base stations along the railway line (line supply) be enlarged. For dimensioning in detail known design principles, the for the design of Yagi-Uda antennas were developed to be used.
Sollte für die jeweilige Anwendung die erfindungsgemäße Antenne mit einem Monopol und mit einem Monopol-Reflektor eine ungenügende Richtwirkung aufweisen, so kann bei der erfindungsgemäßen Antenne auch vorgesehen sein, dass ferner in entgegengesetzter Richtung mindestens ein Monopol- Direktor angeordnet ist, der mit dem Fußpunkt leitend mit der Massefläche verbunden ist.Should for the respective application the antenna according to the invention with a monopole and have an insufficient directivity with a monopole reflector, so may in the antenna according to the invention also be provided that also in the opposite direction at least one monopoly director is arranged with the foot point conductive with the ground plane connected is.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antenne besteht darin, dass der Monopol eine Länge aufweist, die einem Viertel der Freiraum-Wellenlänge der zu sendenden und/oder zu empfangenden Strahlung entspricht, und dass der Monopol-Reflektor eine Länge von etwa der 0,26-fachen Freiraum-Wellenlänge der zu sendenden und/oder zu empfangenden Strahlung aufweist. Für eine Frequenz von 2GHz weisen der Monopol eine Länge von 3,75 cm und der Monopol-Reflektor eine Länge von 3,9 cm bei einem Abstand voneinander von 3 cm auf.A advantageous embodiment of the antenna according to the invention is that the monopoly is a length having a quarter of the free space wavelength of the to be transmitted and / or corresponds to receiving radiation, and that the monopole reflector a length of about 0.26 times the free space wavelength of the to be transmitted and / or having received radiation. For a frequency of 2GHz point the monopoly is a length of 3.75 cm and the monopole reflector a length of 3.9 cm at a distance from 3 cm up.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:embodiments The invention are illustrated in the drawing with reference to several figures and explained in more detail in the following description. It shows:
Das
in
Neben
den bereits im Zusammenhang mit
Im
Elevations-Richtdiagramm gemäß
Die
in
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410051725 DE102004051725A1 (en) | 2004-10-23 | 2004-10-23 | Aerial for mounting on roof of rail train has a monopole antenna together with a monopole reflector |
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Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013206519A1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Antenna system for a vehicle and method for producing such an antenna system |
WO2016052709A1 (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | 旭硝子株式会社 | Antenna device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE7133072U (en) * | 1972-04-06 | Klein P | Device for carrying out measurements on experimental antennas | |
DE69014099T2 (en) * | 1989-12-08 | 1995-03-16 | Thomson Csf | IFF ON-BOARD ANTENNA WITH SWITCHABLE RADIATION DIAGRAMS. |
EP0877443A2 (en) * | 1997-05-09 | 1998-11-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Antenna and manufacturing method therefor |
-
2004
- 2004-10-23 DE DE200410051725 patent/DE102004051725A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE7133072U (en) * | 1972-04-06 | Klein P | Device for carrying out measurements on experimental antennas | |
DE69014099T2 (en) * | 1989-12-08 | 1995-03-16 | Thomson Csf | IFF ON-BOARD ANTENNA WITH SWITCHABLE RADIATION DIAGRAMS. |
EP0877443A2 (en) * | 1997-05-09 | 1998-11-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Antenna and manufacturing method therefor |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Antennenbuch.Karl Rothammel,8.Aufl.,1984. ISBN 3-440-047911, S.246-253 * |
Antennenbuch.Karl Rothammel,8.Aufl.,1984. ISBN 3-440-047911, S.246-253; |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013206519A1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Antenna system for a vehicle and method for producing such an antenna system |
WO2016052709A1 (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | 旭硝子株式会社 | Antenna device |
US10651535B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-05-12 | AGC Inc. | Antenna device |
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