宽带全向天线和轨道车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种用于轨道车辆的宽带全向天线，该宽带全向天线具有底板和辐射器，该辐射器包括最低点和相对置的端部区域。辐射器从底板延伸离开并且关于其沿其纵轴线的横截面以至少一个第一区段扩宽，该第一区段位于辐射器的最低点与辐射器的端部区域之间，通过辐射器的渐扩的壁形成容纳空间。碗形或盆形的保持和/或容纳装置的内轮廓至少在部分圆周上与辐射器的第一区段的外轮廓匹配，由此辐射器至少部分以至少其第一区段沉入到保持和/或容纳装置中并且由该保持和/或容纳装置保持。保持机构以其第一端部固定在底板上并且以其与第一端部相对置的第二端部固定在辐射器上。本发明专利技术还涉及一种轨道车辆，该轨道车辆具有至少一个上述宽带全向天线。

Wide-band omnidirectional antenna and rail vehicle

【技术实现步骤摘要】
宽带全向天线和轨道车辆
本专利技术涉及一种宽带全向天线，该宽带全向天线尤其是在轨道车辆中使用，并且本专利技术涉及一种这样的轨道车辆。
技术介绍
全向天线基于其宽带性是多频带的并且优选以垂直极化辐射。在应用于轨道车辆、如机车或火车车厢中时，由此实现车辆能够与基站处于通信连接。由DE10359605A1已知一种全向天线，该全向天线作为室内天线安装在建筑物内。该全向天线包括单极状辐射器，该辐射器具有锥体形区段并且间隔开距离地设置在底板或配重面上。单极状辐射器一方面经由其最低点与底板或配重面连接，而且也经由包围单极状辐射器的内罩保持。该内罩本身又由外罩包围。对于在DE10359605A1中示出的天线不利的是，天线的装配是耗费的并且该天线提供的阻力不足以抵抗例如在轨道车辆中可能出现的振动。此外，这些振动可归因于由于驱动装置(例如柴油发动机)造成的振动或归因于在轨道本身中的敷设缝隙，所述敷设缝隙在温度较高时允许轨道无变形地延展。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是实现一种宽带的全向天线和一种具有这样的全向天线的轨道车辆，它们不具有现有技术中的缺点。在此，宽带全向天线应该更简单地制造并且可以持久承受住在应用于轨道车辆中时出现的负荷，而且该宽带全向天线可以非常宽带地运行。该任务通过按照本专利技术的宽带全向天线以及按照本专利技术的相应的轨道车辆来解决。在相应的说明中给出宽带全向天线和轨道车辆的有利构造方案。宽带全向天线包括底板和单极状辐射器，该辐射器包括最低点和端部区域，其中，端部区域与最低点相对置地设置。辐射器沿如下纵轴线延伸，该纵轴线垂直或基本上垂直于底板延伸。这意味着，辐射器从底板延伸离开、即耸起，其中，辐射器以其最低点比以其端部区域更接近底板设置。辐射器关于其沿其纵轴线的横截面以至少一个第一区段扩宽，该第一区段位于辐射器的最低点与辐射器的端部区域之间，其中，通过辐射器的由此渐扩的壁形成容纳空间。此外，全向天线包括至少一个碗形或盆形的保持和/或容纳装置。保持和/或容纳装置的内轮廓至少在部分圆周上与辐射器的第一区段的外轮廓匹配，由此辐射器至少部分以至少其第一区段沉入到保持和/或容纳装置中并且由该保持和/或容纳装置尤其是形锁合地保持。此外，全向天线还包括保持机构，该保持机构以其第一端部固定在底板上并且以其与第一端部相对置的第二端部直接或间接地固定在辐射器上。一方面特别有利的是碗形或盆形的保持和/或容纳装置的使用，该保持和/或容纳装置至少在部分圆周区域中可以构造为漏斗形的，并且该保持和/或容纳装置一方面在装配期间用作用于辐射器的容纳的定心辅助并且另一方面在结束装配之后持久地支撑辐射器。在此，辐射器以大的支承面形锁合地靠置在保持和/或容纳装置上。该支承面优选为多个平方厘米、尤其是大于3或大于5或大于7或大于10或大于15或大于20平方厘米。由此实现非常高的稳定性。为了进一步提高稳定性，保持机构不仅与底板固定连接而且与辐射器本身固定连接。在此，底板优选经由螺纹连接与轨道车辆连接。如此实现的全向天线一方面在机械上非常稳定地构成并且另一方面能够在制造中非常简单地制成。在最终装配中——如随后还阐述的那样——完全省去焊接。同时，全向天线的电气特性在整个寿命上几乎不变。如名称“全向”已经说明的那样，按照本专利技术的天线是环形辐射器。基于可实现的宽带性可以覆盖所有常见的频率范围如GSM、UMTS和LTE。所述天线尤其是也在大于2500MHz或3000MHz或3500MHz或4000MHz或4500MHz或5000MHz或5500MHz的上限频率中工作。优选地，所述天线可以在697MHz至6000MHz的频率范围中运行。原则上也可想到使用更低和更高频率。在按照本专利技术的另一实施方式中，全向天线包括支承和固定区段，该支承和固定区段属于保持和/或容纳装置或者与保持和/或容纳装置连接。在此，支承和固定区段优选经由连接元件固定在碗形或盆形的保持和/或容纳装置的外轮廓上。在此，支承和固定区段以支承面靠置在底板上和/或与底板螺纹连接。该支承面优选矩形地从保持和/或容纳装置延伸离开，从而支承和固定区段的质量重心不与纵轴线重合，该纵轴线贯穿辐射器以及保持和/或容纳装置。支承和固定区段也可以称为底座区段。按照一种有利的实施方式，辐射器包括第二区段，其中，横截面在第二区段中保持不变。在此，第二区段要么直接连接到第一区段上，要么通过另一区段与第一区段间隔开距离。因此，虽然全向天线的结构高度略微提高，但是对此显著提高带宽，全向天线可以以该带宽运行。按照一种特别有利的实施方式，第一区段和第二区段沿纵轴线的高度沿辐射器的周向变化。经由该变化能够影响全向天线的带宽。就此而言也可能的是，辐射器在其横向于其纵轴线的横截面中具有不对称的横截面。在该情况下，辐射器可以在第一部分区域中具有部分圆形的横截面，而在另一部分区域中包括一个或多个直线延伸的横截面区域。原则上在此可能的是，辐射器在一个部分圆周区域中构造成锥体形的，而在另一部分圆周区域中构造成立方体形的。这两个区域可以甚至同时沿确定高度(该高度亦即为沿纵轴线的长度)构成。优选地，辐射器的端部区域在俯视图中基本上构造成长方形或正方形的。优选设有桥形的连接区段，该连接区段设置在辐射器上或在保持机构上并且将辐射器与保持机构连接或将保持机构与辐射器连接。在此，连接区段优选以相对于纵轴线的径向分量从辐射器向外延伸离开或者连接区段以相对于纵轴线的径向分量从保持机构朝辐射器的方向延伸。在此，保持机构与连接区段的如下端部固定连接，该端部与辐射器相距最远地设置。反之，这同样也适用于辐射器的其它实施方式，该辐射器与连接区段的如下端部连接，该端部与保持机构相距最远地设置。连接区段尤其是设置在辐射器的端部区域上。由此实现非常高的稳定性。优选地，保持机构连同连接区段和辐射器一起一件式地构成。这意味着，它们由一个共同的部件制成并且优选通过一种铸造法共同制造。在此，保持机构与辐射器电流连接。原则上也可能的是，保持机构和辐射器由两个单独的部件制成，其中，连接区段要么属于保持机构、要么属于辐射器。然后，保持机构和辐射器尤其是利用螺纹连接相互固定连接。有利地，辐射器由金属或者金属合金制成或者包括金属或金属合金。备选于此地，辐射器也可以由电介质制成，其中，外侧和/或内侧设有导电层。在后一种情况下，辐射器可以以塑料注射成型法来制造。这同样也适用于保持机构。基于碗形或盆形的保持和/或容纳装置的使用，当全向天线包括正好一个保持机构时已经确保全向天线的足够的稳定性。这意味着，辐射器仅经由所述正好一个保持机构导电地并且机械稳定地与底板的一个部位连接。保持机构也可以理解为柱状物。在此，保持机构在正好一个部位上与底板连接。由此能够节省在制造中的其它成本。有利地，全向天线包括馈电机构用于在辐射器的最低点上给辐射器馈电。馈电机构从最低点出发朝底板的方向延伸。在底板的与具有容纳有辐射器的装配侧相对置的下侧上设置有插接元件，该插接元件优选以接头(例如N型接头)形式构成。供电电缆、尤其是以同轴电缆形式的供电电缆可连接到该插接元件上。底板在其下侧上优选具有用于插接元件的容纳开口。插接元件为此优选具有与容纳开口的内螺纹对应的外螺纹，从而插接元件能够被旋入到底板的容纳开口中。馈电机构在全向天线的已装本文档来自技高网...

【技术保护点】
宽带全向天线(1)、尤其是用于轨道车辆，该宽带全向天线具有下列特征：‑具有底板(2)并且具有单极状辐射器(4)，该辐射器包括最低点(4a)和与最低点(4a)相对置的端部区域(4b)，其中，辐射器(4)具有基本上或近似垂直于底板(2)延伸的纵轴线(5)；‑辐射器(4)从底板(2)耸起，其中，该辐射器以其最低点(4a)比以其端部区域(4b)更接近底板(2)地设置；‑辐射器(4)关于其沿其纵轴线(5)的横截面以至少一个第一区段(6a)扩宽，该第一区段位于辐射器最低点(4a)与辐射器端部区域(4b)之间，其中，通过辐射器(4)的渐扩的壁(7)形成容纳空间(8)；‑具有碗形或盆形的保持和/或容纳装置(12)；‑保持和/或容纳装置(12)的内轮廓(13a)至少在部分圆周上与辐射器(4)的第一区段(6a)的外轮廓(13b)匹配，由此辐射器(4)至少部分以至少其第一区段(6a)沉入到保持和/或容纳装置(12)中并且由该保持和/或容纳装置保持；‑具有保持机构(10)，该保持机构以其第一端部(10a)固定在底板(2)上并且该保持机构以其与第一端部(10a)相对置的第二端部(10b)直接或间接地固定在辐射器(4)上。...

【技术特征摘要】
2016.07.29 DE 102016114093.71.宽带全向天线(1)、尤其是用于轨道车辆，该宽带全向天线具有下列特征：-具有底板(2)并且具有单极状辐射器(4)，该辐射器包括最低点(4a)和与最低点(4a)相对置的端部区域(4b)，其中，辐射器(4)具有基本上或近似垂直于底板(2)延伸的纵轴线(5)；-辐射器(4)从底板(2)耸起，其中，该辐射器以其最低点(4a)比以其端部区域(4b)更接近底板(2)地设置；-辐射器(4)关于其沿其纵轴线(5)的横截面以至少一个第一区段(6a)扩宽，该第一区段位于辐射器最低点(4a)与辐射器端部区域(4b)之间，其中，通过辐射器(4)的渐扩的壁(7)形成容纳空间(8)；-具有碗形或盆形的保持和/或容纳装置(12)；-保持和/或容纳装置(12)的内轮廓(13a)至少在部分圆周上与辐射器(4)的第一区段(6a)的外轮廓(13b)匹配，由此辐射器(4)至少部分以至少其第一区段(6a)沉入到保持和/或容纳装置(12)中并且由该保持和/或容纳装置保持；-具有保持机构(10)，该保持机构以其第一端部(10a)固定在底板(2)上并且该保持机构以其与第一端部(10a)相对置的第二端部(10b)直接或间接地固定在辐射器(4)上。2.根据权利要求1所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-保持和/或容纳装置(12)由电介质、尤其是由塑料制成或包括电介质、尤其是塑料。3.根据上述权利要求之一所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-具有支承和固定区段(14)，该支承和固定区段经由连接元件(15)固定在碗形或盆形的保持和/或容纳装置(12)的外轮廓(16)上；-支承和固定区段(14)以支承面靠置在底板(2)上和/或与该底板螺纹连接。4.根据权利要求3所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-在辐射器(4)的第一区段(6a)的至少部分长度上，该辐射器至少在部分圆周上通过保持和/或容纳装置(12)形锁合地保持。5.根据上述权利要求之一所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-辐射器(4)的横截面在第二区段(6b)中保持不变，其中，第二区段(6b)：a)直接连接到第一区段(6a)上；或者b)通过另一区段与第一区段(6a)间隔开距离。6.根据权利要求5所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-第一区段(6a)和第二区段(6b)沿纵轴线(5)的高度沿辐射器(4)的周向变化。7.根据上述权利要求之一所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-辐射器(4)在其横向于其纵轴线(5)的横截面中具有不对称的横截面，优选地，在一个部分区域中具有部分圆形的横截面，而在另一个部分区域中具有多个直线延伸的横截面区域；和/或-辐射器(4)在一个部分圆周区域中构造成锥体形的，而在另一部分圆周区域中构造成立方体形的；和/或-辐射器的端部区域(4b)构造成长方形或正方形的。8.根据上述权利要求之一所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-辐射器(4)在其端部区域(4b)上在至少一侧上在部分宽度上包括突出的延长区段(9)，该延长区段沿纵轴线(5)朝底板(2)的方向延伸。9.根据上述权利要求之一所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-保持机构(10)固定在辐射器(4)的端部区域(4b)上。10.根据权利要求9所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-辐射器(4)具有设置在辐射器(4)的端部区域(4b)上的连接区段(11)，其中，连接区段(11)桥形地以相对于纵轴线(5)的径向分量向外延伸；保持机构(10)与连接区段(11)的如下端部固定连接，该端部与辐射器(4)相距最远地设置；或者-保持机构(10)包括桥形的连接区段(11)，该连接区段在保持机构(10)的上端部(10b)上以相对于纵轴线(5)的径向分量朝辐射器(4)的方向延伸；辐射器(4)与连接区段(11)的如下端部固定连接，该端部与保持机构(10)相距最远地设置。11.根据上述权利要求之一所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-辐射器(4)由金属或者金属合金制成或者包括金属或金属合金或者该辐射器由电介质制成，其中，外侧和/或内侧设有导电层；和/或-保持机构(10)由金属或金属合金制成或者包括金属或金属合金。12.根据权利要求11所述的宽带全向天线(1)，其特征在于下列特征：-保持机构(10)与辐射器(4)电流连接；和/或-保持机构(10)和辐射器(4)一件式地由一个共同的部件并且以一种共同的铸造法制造，或者保持机构(10)和辐射器(4)由两个相互固定连接的、尤其是螺纹连接的部件制成。13.根据上述权利要求之一所述的宽带全向天...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·韦克塞尔贝格尔，
申请(专利权)人：凯瑟雷恩工厂两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE