基于漏波电磁透镜的高速飞行列车无线接入研究

摘要

随着高速铁路近几年的迅猛发展,下一代交通技术也正渐渐突破桎梏.当前制约轮轨高铁发展的关键因素是稠密大气,真空管道高速飞行列车是一种新型轨道交通技术,它突破了介质限制,利用磁浮技术,可实现列车在接近真空的密闭管道中超高速(大于1 000 km/h)行驶.为解决列车运行在全封闭金属管道中,路边基站信号无法穿透管道壁与列车建立无线链路的问题,文中采用漏泄波导方式来实现管道内无线覆盖.通过特殊的漏泄波导缝隙设计,使得漏泄电磁波在管道腔体内以柱面波形式向列车辐射,从而有效抑制超高速带来的极高Doppler频移.在列车侧,提出一种车顶电磁介质透镜结构,漏泄波导辐射信号可透过透镜直达车内用户,从而实现车载结构与漏泄波导间有效的、无缝的上、下行通信.基于人工介质厚度与相位的定量关系来设计电磁透镜,使得电磁波透过透镜后从柱面波转化为平面波,从而实现更均匀的车厢内无线覆盖.