CN222966989U 一种新型高铁通信信号检测装置 （中铁一局集团有限公司）

(19)国家知识产权局(73)专利权人中铁一局集团有限公司专利权人中铁一局集团电务工程有限公司(72)发明人马杰何靖侯二蒙赖祥月甘孟军周超王晓虎车波薛志伟刘国彦体的内壁底部安装有拓展信号传导路径的信号启动信号兼容机构对信号进行接收对接收信号模块解决了复杂环境如高铁隧道下的通信中断21.一种新型高铁通信信号检测装置，包括流线型外壳体(1),其特征在于：所述流线型外壳体(1)的内部安装有提高信号接收准确性的信号兼容机构，所述流线型外壳体(1)的内壁底部安装有拓展信号传导路径的信号传输模块，所述流线型外壳体(1)的外端安装有提高所述信号兼容机构及所述信号传输模块续航的储能机构，所述流线型外壳体(1)的下表面开设有散热孔。2.根据权利要求1所述的一种新型高铁通信信号检测装置，其特征在于：所述信号兼容机构包括两组分隔板(306),两组所述分隔板(306)安装在所述流线型外壳体(1)的内部，两组所述分隔板(306)的上端分别安装有低噪声放大器(302)、四组多频段天线阵列(301)、FPGA芯片(304)、相位补偿单元(303)及动态陷波器(305),所述低噪声放大器(302)的信号输入端连接在四组所述多频段天线阵列(301)的输出端，所述动态陷波器(305)的信号输入端连接在所述低噪声放大器(302)的输出端，所述相位补偿单元(303)的信号输入端连接在所述动态陷波器(305)的输出端，所述FPGA芯片(304)的信号输入端连接在所述相位补偿单元(303)的输出端。3.根据权利要求2所述的一种新型高铁通信信号检测装置，其特征在于：所述信号传输模块包括5GNRSub-6GHz收发器(501)及北斗RDSS螺旋天线(502),所述5GNRSub-6GHz收发器(501)及所述北斗RDSS螺旋天线(502)均安装在所述流线型外壳体(1)的内部底部，所述5GNRSub-6GHz收发器(501)及所述北斗RDSS螺旋天线(502)的信号输入端连接在所述FPGA芯片(304)的输出端，所述5GNRSub-6GHz收发器(501)的输出端和车地通信链路之间进行电性连接，所述北斗RDSS螺旋天线(502)的输出端和卫星冗余链路之间进行电性连接。4.根据权利要求2所述的一种新型高铁通信信号检测装置，其特征在于：所述流线型外壳体(1)的材质为碳纤维，两组所述分隔板(306)的外端涂刷有纳米吸波涂层(7)。5.根据权利要求1所述的一种新型高铁通信信号检测装置，其特征在于：所述储能机构包括电池仓(201)及太阳能板(202),所述电池仓(201)安装在所述流线型外壳体(1)的内壁底部，所述太阳能板(202)安装在所述流线型外壳体(1)的上端。6.根据权利要求1所述的一种新型高铁通信信号检测装置，其特征在于：所述散热孔的内部安装有疏水膜(6)。3一种新型高铁通信信号检测装置技术领域[0001]本实用新型涉及高铁通信技术领域，具体涉及一种新型高铁通信信号检测装置。背景技术[0002]随着高速铁路的快速发展，列车在复杂电磁环境(如城市隧道、山区峡谷等)下的通信信号检测面临严峻挑战。[0003]在实现本申请过程中，发现该技术有以下问题：现有的单频段天线在高速移动场铁穿越隧道时，隧道壁反射的5GNR信号与直达信号叠加，引发信号衰落(典型值达-20dB),严重影响数据传输可靠性。[0004]为此提出一种新型高铁通信信号检测装置。实用新型内容[0005]本实用新型的目的在于：为解决现有的单频段天线在高速移动场景下易受多径反隧道壁反射的5GNR信号与直达信号叠加，引发信号衰落(典型值达-20dB),严重影响数据传输可靠性的问题，本实用新型提供了一种新型高铁通信信号检测装置。[0006]本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：[0007]一种新型高铁通信信号检测装置，包括流线型外壳体，所述流线型外壳体的内部安装有提高信号接收准确性的信号兼容机构，所述流线型外壳体的内壁底部安装有拓展信号传导路径的信号传输模块，所述流线型外壳体的外端安装有提高所述信号兼容机构及所述信号传输模块续航的储能机构，所述流线型外壳体的下表面开设有散热孔。[0008]进一步地，所述信号兼容机构包括两组分隔板，两组所述分隔板安装在所述流线型外壳体的内部，两组所述分隔板的上端分别安装有低噪声放大器、四组多频段天线阵列、FPGA芯片、相位补偿单元及动态陷波器，所述低噪声放大器的信号输入端连接在四组所述多频段天线阵列的输出端，所述动态陷波器的信号输入端连接在所述低噪声放大器的输出端，所述相位补偿单元的信号输入端连接在所述动态陷波器的输出端，所述FPGA芯片的信号输入端连接在所述相位补偿单元的输出端。[0009]进一步地，所述信号传输模块包括5GNRSub-6GHz收发器及北斗RDSS螺旋天线，所述5GNRSub-6GHz收发器及所述北斗RDSS螺旋天线均安装在所述流线型外壳体的内部底部，所述5GNRSub-6GHz收发器及所述北斗RDSS螺旋天线的信号芯片的输出端，所述5GNRSub-6GHz收发器的输出端和车地通信链路之间进行电性连接，所述北斗RDSS螺旋天线的输出端和卫星冗余链路之间进行电性连接。[0010]进一步地，所述流线型外壳体的材质为碳纤维，两组所述分隔板的外端涂刷有纳米吸波涂层。[0011]进一步地，所述储能机构包括电池仓及太阳能板，所述电池仓安装在所述流线型4外壳体的内壁底部，所述太阳能板安装在所述流线型外壳体的上端。[0013]本实用新型的有益效果如下：[0014]1.本实用新型通过四组多频段天线阵列接收信号后，经低噪声放大器进行增益>20dB、噪声系数<1.5dB的初步放大，随后通过动态陷波器利用变容二极管实现±2MHz干扰抑制调谐，再由相位补偿单元完成0-30ns可编程延迟校准，使得FPGA芯片将处理后信号利用信号传输模块传输至地面基站，进而使得信号兼容机构在使用的过程中实现对复杂信号的收集，因此解决了信号在传输过程中面临多径干扰、时延累积及环境噪声的问题；通过多频段天线阵列以λ/4波长间隔排布，使得多频段天线阵列利用巴伦电路实现平衡至不平衡的转换，从而增强了多频段天线阵列信号接收灵敏度。[0015]2.本实用新型通过第一路通过5GNRSub-6GHz收发器采用波束赋形技术构建高速车地通信链路；第二路驱动北斗RDSS螺旋天线，在2491.75MHz±4.08MHz频段建立卫星冗余链路，形成地面蜂窝网络与卫星通信互补的双重传输体系，确保系统的高可靠性和抗干扰能力，从而解决了复杂环境如高铁隧道下的通信中断难题，进而实现了全域覆盖及多场景适配的信号传输，因此适用于轨道交通技术。附图说明[0016]图1是本实用新型侧面结构示意图；[0017]图2是本实用新型流线型外壳体内部结构示意图；[0018]图3是本实用新型信号兼容机构的顶面结构示意图；[0019]图4是本实用新型分隔板的剖面图。[0020]图5是本实用新型系统流程图。纳米吸波涂层。具体实施方式[0022]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0023]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0024]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第5方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。[0026]如图1至图5所示，一种新型高铁通信信号检测装置，包括流线型外壳体1,流线型外壳体1的内部安装有提高信号接收准确性的信号兼容机构，流线型外壳体1的内壁底部安装有拓展信号传导路径的信号传输模块，流线型外壳体1的外端安装有提高信号兼容机构及信号传输模块续航的储能机构，流线型外壳体1的下表面开设有散热孔；具体的为，通过启动信号兼容机构对信号进行接收对接收信号进行处理，使得在使用的过程中实现对复杂信号的收集，因此解决了信号在传输过程中面临多径干扰、时延累积及环境噪声的问题；[0027]信号传输模块采用双通道传输，解决了高铁隧道等复杂环境下的通信中断问题，实现全域覆盖及多场景适配，进而实现了全域覆盖及多场景适配的信号传输，因此适用于轨道交通技术。[0028]如图2和图3所示，信号兼容机构包括两组分隔板306,两组分隔板306安装在流线型外壳体1的内部，两组分隔板306的上端分别安装有低噪声放大器302、四组多频段天线阵列301、FPGA芯片304、相位补偿单元303及动态陷波器305,低噪声放大器302的信号输入端连接在四组多频段天线阵列301的输出端，动态陷波器305的信号输入端连接在低噪声放大器302的输出端，相位补偿单元303的信号输入端连接在动态陷波器305的输出端，FPGA芯片304的信号输入端连接在相位补偿单元303的输出端，多频段天线阵列301以λ/4波长间隔排[0029]具体的为，四组多频段天线阵列301接收信号后，经低噪声放大器302进行增益>20dB、噪声系数<1.5dB的初步放大，随后通过动态陷波器305利用变容二极管实现±2MHz干扰抑制调谐，再由相位补偿单元303完成0-30ns可编程延迟校准，使得FPGA芯片304将处理后信号利用信号传输模块传输至地面基站，进而使得信号兼容机构在使用的过程中实现对复杂信号的收集，因此解决了信号在传输过程中面临多径干扰、时延累积及环境噪声的问题；通过多频段天线阵列301以λ/4波长间隔排布，使得多频段天线阵列301利用巴伦电路实现平衡至不平衡的转换，从而增强了多频段天线阵列301信号接收灵敏度。[0030]如图2所示，信号传输模块包括5GNRSub-6GHz收发器501及北斗RDSS螺旋天线502,5GNRSub-6GHz收发器501及北斗RDSS螺旋天线502均安装在流线型外壳体1的内部底部，5GNRSub-6GHz收发器501及北斗RDSS螺旋天线502的信号输入端连接在FPGA芯片304的输出端，5GNRSub-6GHz收发器501的输出端和车地通信链路之间进行电性连接，北斗RDSS螺旋天线502的输出端和卫星冗余链路之间进行电性连接；具体的为，第一路通过5GNRSub-6GHz收发器501采用波束赋形技术构建高速车地通信链路；第二路驱动北斗RDSS螺旋天线502,在2491.75MHz±4.08MHz频段建立卫星冗余链路，形成地面蜂窝网络与卫星通信互补的双重传输体系，确保系统的高可靠性和抗干扰能力，从而解决了复杂环境如高铁隧道下的通信中断难题，进而实现了全域覆盖及多场景适配的信号传输，因此适用于轨道交通技术。[0031]如图1和图4所示，流线型外壳体1的材质为碳纤维，两组分隔板306的外端涂刷有6纳米吸波涂层7;具体的为，通过碳纤维材质具有高强度、高导热与电磁屏蔽的特性，使得流线型外壳体1解决了轻量化、散热与电磁防护的问题，再通过分隔板306凭借宽频吸波、自清洁与耐腐蚀特性，使得流线型外壳体1内部分隔成独立的三组电磁屏蔽区，进而使得流线型外壳体1内部设备显著提升信号纯净度，从而使得两者的协同创新使设备在复杂电磁环境、高速振动、极端温湿度条件下仍能稳定运行，因此满足该装置在轨道交通领域使用过程中的可靠性。[0032]如图1和图2所示，储能机构包括电池仓201及太阳能板202,电池仓201安装在流线型外壳体1的内壁底部，太阳能板202安装在流线型外壳体1的上端，流线型外壳体1的上表面安装有支撑板203,支撑板203的顶端安装在太阳能板202的内壁顶部，太阳能板202的下表面抵接在流线型外壳体1的上表面，电池仓201的输出端和信号传输模块及信号兼容机构的接入端之间进行电性连接，且流线型外壳体1内设置有逆变器和将太阳能转换成电能的控制器；[0033]具体的为，通过太阳能板202吸收太阳光产生电能对电池仓201进行充电，再通过电池仓201的输出端和信号传输模块及信号兼容机构的接入端之间进行电性连接，使得储能机构在使用的过程中增加信号传输模块及信号兼容机构的续航时间；通过储能机构的输出端和信号传输模块及信号兼容机构的接入端之间进行电性连接，使得信号传输模块及信号兼容机构拥有独立电路，从而尽量避免高铁线路出现电力故障时该装置无法正常使用；通过太阳能板202形体呈现流线型，再通过太阳能板202的下表面抵接在流线型外壳体1的上表面，从而尽量避免储能机构在使用过程中增加流线型外壳体1的风阻，并提高了太阳能板202在使用过程中的稳定性。[0034]如图2所示，散热孔的内部安装有疏水膜6,FPGA芯片304的外表面贴合有石墨烯导热贴片4;具体的为，通过疏水膜6对引导至流线型外壳体1内部的气体进行过滤，从而尽量避免水分进入流线型外壳体1的内部而导致信号传输模块产生损坏；通过石墨烯导热贴片4吸收FPGA芯片304在使用过程中产生的热量，从而尽量避免FPGA芯片304在使用的过程中持续保持高温而导致FPGA芯片304产生损坏。[0035]综上：四组多频段天线阵列301接收信号后，经低噪声放大器302进行增益>20dB、噪声系数<1.5dB的初步放大，随后通过动态陷波器305利用变容二极管实现±2MHz干扰抑制调谐，再由相位补偿单元303完成0-30ns可编程延迟校准，使得FPGA芯片304将处理后信号利用信号传输模块传输至地面基站，进而使得信号兼容机构在使用的过程中实现对复杂信号的收集；第一路通过5GNRSub-6GHz收发器501采用波束赋形技术构建高速车地通信链路；第二路驱动北斗RDSS螺旋天线502,在2491.7