ЛОКОМОТИВНАЯ АНТЕННА АЛ2/160/900-2500/Н

Полезная модель относится к антеннам и предназначена для работы в составе локомотивных радиостанций поездной, станционной и ремонтно-оперативной радиосвязи и радиосредств систем обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте в стандартах DMR/GSM-R/GSM900/GSM1800/UMTS/WLAN/WiMAX/WiFi, а также в составе систем определения местоположения стандартов ГЛОНАСС/GPS.
Из уровня техники известна двухдиапазонная локомотивная антенна, содержащая основание, закрытое радиопрозрачным кожухом, расположенные внутри кожуха несущую стойку, диэлектрическую вставку, вибратор гильзового типа, замкнутый на стойку верхним торцом, и шину питания, а также коаксиальный разъем, закрепленный на внешней стороне основания (см. RU 103422, кл. H01Q 9/00, опубл. 10.04.2011). Недостатками известного устройства является сложность и недостаточная надежность конструкции, которая может привести к выходу из строя антенны из-за вибраций при движении локомотива.
Наиболее близкой по технической сущности является локомотивная антенна, содержащая основание, закрытое радиопрозрачным кожухом, расположенные внутри кожуха несущую стойку, диэлектрическую вставку, вибратор гильзового типа, замкнутый на стойку верхним торцом, и шину питания, а также коаксиальный разъем, закрепленный на внешней стороне основания, причем несущая стойка выполнена в виде диска с центральным штырем и закреплена на основании, а диэлектрическая вставка, на которой установлен вибратор, снабжена центральным отверстием и надета на штырь стойки (см. RU 126198, кл. H01Q 9/00, опубл. 20.03.2013). Недостатком этой антенны является то, что она может работать только в дециметровом диапазоне волн.
Задачей полезной модели является устранение отмеченного недостатка. Технический результат заключается в совмещении в одной конструкции технической возможности работы антенны одновременно в метровом и дециметровом диапазонах: 151,7-156 МГц; 850-990 МГц; 1350-2500 МГц + прием сигналов от спутников ГЛОНАСС/GPS.
Задача решается, а технический результат обеспечивается тем, что локомотивная антенна содержит основание, закрытое радиопрозрачным кожухом, расположенные внутри кожуха стойку, выполненную в виде пустотелого цилиндра, вибратор - в виде двух цилиндрических проводников, которые расположены коаксиально друг другу с внешней стороны стойки, и излучающий элемент, выполненный в виде П-образного плоского проводника, причем внутренний проводник вибратора выполнен длиннее внешнего, и к его удлиненной части в двух точках симметрично подведено питание через шину от высокочастотного разъема, на внешней поверхности перекладины излучающего элемента закреплена активная антенна ГЛОНАСС/GPS, фидер которой выведен через стойку и основание к вспомогательному разъему, и через диэлектрические подложку и вставку несущая стойка, на которую установлен дополнительный вибратор, замкнутый на несущую стойку верхним торцом и снабженный шиной питания и коаксиальным разъемом, при этом все разъемы выведены на внешнюю поверхность основания. Антенна снабжена модулем развязки каналов, оснащенным разъемами N-типа для подключения к антенне и локомотивной радиостанции.
На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая антенна;
на фиг. 2 изображен модуль развязки каналов.
Четвертьволновый вибратор для работы в стандарте DMR содержит закрепленную на основании 1 стойку 2, выполненную в виде пустотелого цилиндра, вибратор - в виде двух цилиндрических проводников 3 и 4, которые расположены коаксиально друг другу с внешней стороны стойки 3 и излучающий элемент 5, выполненный в виде П-образного плоского проводника. Внутренний проводник 3 вибратора выполнен длиннее внешнего 4, при этом к его удлиненной части в двух точках симметрично подведено питание через шину 6 от высокочастотного разъема 7. На внешней поверхности перекладины излучающего элемента 5 закреплена активная антенна 8 ГЛОНАСС/GPS, фидер которой выведен через стойку 3 и основание 1 к вспомогательному разъему 9.
Четвертьволновый вибратор для работы в стандартах GSM-R/GSM900/GSM1800/UMTS/WLAN/WiMAX/WiFi конструктивно состоит из вертикальной несущей стойки 10, диэлектрической вставки 11, вибратора 12, замкнутого на стойку верхним торцом, шины питания 13, диэлектрической подложки 14 и коаксиального разъема 15. Несущая стойка 10 выполнена в виде диска с центральным штырем и закреплена на излучающем элементе 5. Диэлектрическая вставка 11, на которой установлен вибратор 12, снабжена центральным отверстием и надета на штырь стойки 10. Питание вибратора осуществляется в двух нижних точках (расположенных симметрично) вибратора 12 с помощью шины питания 13, представляющую собой вместе с диэлектрической подложкой 14 полосковую линию. Диэлектрическая вставка 11 и диэлектрическая подложка 14, помимо необходимых электрических характеристик, также обеспечивают дополнительную механическую прочность конструкции за счет гашения механических колебаний. В связи с тем, что вибратор устанавливается на внешней поверхности перекладины излучающего элемента 5, в верхнем основании вибратора 12 сделано цилиндрическое отверстие, которое позволяет значительно уменьшить массу вибратора (на 30%) и сместить его центр тяжести ближе к основанию. Это конструктивное решение также обеспечивает дополнительную механическую прочность конструкции за счет гашения механических колебаний. Для удобства подвода питания к вибратору 12 и удобства размещения активной антенны ГЛОНАСС/GPS 8 вибратор смещен от центра симметрии перекладины излучающего элемента 5, которая в данном случае является противовесом вибратора, на некоторое расстояние. Для сохранения круговой диаграммы направленности вибратора к перекладине излучающего элемента прикреплена металлическая пластина 17. Все разъемы выведены на внешнюю поверхность основания.
Четвертьволновые вибраторы и антенна ГЛОНАСС/GPS заземлены по постоянному току через стойку 2 на основание 1 и далее на корпус локомотива. На основании 1 закреплен защитный стеклопластиковый радиопрозрачный кожух 16 для улучшения аэродинамических характеристик и защиты от влияния внешних погодных условий.
Для уменьшения взаимного влияния четвертьволновых вибраторов и сохранения работоспособности локомотивной радиостанции используется модуль развязки каналов МРК-160/900 (фиг. 2), являющийся неотъемлемой частью антенны. Модуль МРК-160/900 устанавливается внутри кузова локомотива в антенно-фидерный тракт между антенной и локомотивной радиостанцией. Модуль выполнен в металлическом корпусе 18 и оснащен четырьмя разъемами N-типа (розетка) - 19, 20 для подключения к антенне и 21, 22 для подключения к радиостанции. К входу нижнего канала (АНТ НК) модуля (разъем 19) через фланцевый разъем антенны N-типа 7 подключается четвертьволновый вибратор, предназначенный для работы в стандарте DMR. К входу верхнего канала (АНТ ВК) модуля (разъем 20) через разъем N-типа 15 на кабеле подключается четвертьволновый вибратор, предназначенный для работы в стандартах GSM-R/GSM900/GSM1800/UMTS/WLAN/WiMAX/WiFi. Выходы нижнего и верхнего каналов модуля (РСТ НК и РСТ ВК, разъемы 21 и 22 соответственно) подключаются к локомотивной радиостанции.
Антенна предназначена для работы с радиооборудованием, имеющим входное сопротивление 50 Ом. Антенна должна устанавливаться непосредственно на металлическую крышу подвижных объектов железнодорожного транспорта при удалении от близкорасположенных предметов на расстояние не менее 0,6 м.
Антенна может быть установлена на всех подвижных объектах железнодорожного транспорта при условии соблюдения габарита подвижного состава.