{en_GB=Evaluation of Antennas Location on Trains for Mobile Communications} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O objetivo desta tese foi proceder a uma análise do desempenho de antenas instaladas em comboios para comunicações móveis ferroviárias, utilizando redes móveis dedicadas. Este trabalho incluiu o desenvolvimento de vários modelos 3D do teto de um comboio, bem como o uso de modelos de antenas baseados em equipamentos reais utilizados em sistemas em funcionamento. A combinação resultante dos modelos de comboio e das antenas foi então utilizada para simular a propagação dos sinais, através do software CST Microwave Studio, que tem em consideração os parâmetros das antenas e as restrições físicas impostas pelo modelo. Os principais aspetos considerados no modelo do comboio foram as estrias longitudinais e a altura das antenas ao teto. Foram testados sistemas TETRA, GSM-R, LTE-R e BBRS, com frequências entre 400 MHz e 5.9 GHz. O estudo dos impactos das estrias permitiu concluir que as frequências mais altas sofrem maiores impactos, com reduções de ganho que atingem 14 dB em alguns ângulos, o que era esperado visto o comprimento de onda nestas frequências se situar próximo das dimensões das estrias. A 400 MHz, recomenda-se que a antena seja instalada próxima do teto do comboio, a 1 cm, enquanto que para frequências superiores o desempenho é melhorado com o aumento da altura da antena para 20 cm. Dependendo dos requisitos do sistema, recomenda-se uma margem de segurança nas comunicações para alguns dos sistemas, variando entre 5 e 14 dB, tendo em conta se há comunicações críticas a ter lugar., en=The main objective of this work was to analyse the performance of antennas on trains for mobile communications, using dedicated communication systems. The work included the design of several 3D models using AutoCAD, as well as the use of antenna models based on real equipment used in actual systems. The resulting combination of the train and antenna models was then used in the simulation of the propagation, through the CST Microwave Studio software, which takes into account antennas parameters and physical constraints imposed by the train roof. The main aspects considered concerning the placement of the antenna were roof related, essentially the longitudinal grooves, as well as the height of the antennas to the roof. The systems tested were TETRA, GSM-R, LTE-R and BBRS, with frequencies ranging from 400 MHz to 5.9 GHz. The study of the grooves impact allowed to conclude the higher frequencies suffer more severe impacts, with reductions in gain that can reach 14 dB for some angles, which was expected due to the wavelength being closer to the groove dimensions. At 400 MHz, it is recommended that the antenna is placed in close proximity to the roof, at 1 cm, while for higher frequencies the performance is improved with the increase in height to 20 cm. Depending on system requirements, a safety communications margin is recommended for some of the systems, ranging from 5 dB to 14 dB, taking into account if critical communications rely on the system.}

Discussão: novembro 6, 2019, 11:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Tomás Martim Ferreira Duarte (ist178521)

ORIENTADOR

Luís Manuel De Jesus Sousa Correia

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado