強力な直接性と高ゲインの特徴を備えた方向アンテナは、トンネルの信号損失の問題を解決するための重要なデバイスとして浮上しています。それらは、次の特定のメカニズムを通じて機能します。
方向アンテナ濃縮マイクロ波信号エネルギーは、特定の方向に拡散するのではなく)ではなく)。高いゲイン(通常15DBIを超える)を活用すると、信号の浸透が強化されます。トンネルの入り口では、これらのアンテナは、トンネル内のリレーノードを正確にターゲットにし、地上ベースステーションからシグナルをトンネルに焦点を合わせて送信できます。これにより、最初の伝播中のトンネル壁閉塞によって引き起こされる信号減衰が最小限に抑えられます。コンクリートや岩のような重い構造に遭遇した場合でも、集中した信号は、深いトンネルセクションの信頼できる信号源として機能するのに十分な強度を保持します。
長いトンネルでは、方向性アンテナがリレーステーションと協力して '信号リレーチェーンを形成します。'各リレーステーションには、それぞれ隣接するフロントリレーとリアリレーノードを指し、方向信号伝達と増幅を有効にします。たとえば、順方向アンテナは、トンネルの入り口または上流のリレーステーションから信号を受け取ります。リレー機器で処理した後、後方方向アンテナは信号を下流のリレーステーションに正確に送信します。これにより、トンネル軸に沿った安定した信号伝達が保証され、拡散によるエネルギー損失が防止され、従来の全方向アンテナが到達するのに苦労している死んだゾーンをカバーします。
トンネルの壁、レール、およびその他の構造は信号反射を引き起こし、マルチパス干渉につながります。方向アンテナの狭いビーム特性(典型的なビーム幅が30°以下)により、非標的方向からレシーバーへの反射信号の侵入が減少し、干渉の影響が軽減されます。一方、正確なアンテナ角のキャリブレーション(±1°のエラーマージンを使用)により、受信機は直接または一次反射パスからの信号のみをキャプチャし、信号復調成功率を改善します。特に曲線では、調整可能なブラケットを備えた方向性アンテナは、角度をトンネルの軌跡に適応させ、安定した信号リンクを維持できます。
トンネルで使用される方向アンテナは、通常、高保護設計を特徴としています。それらのエンクロージャーは、腐食耐性のある耐衝撃性材料(ステンレス鋼など)で作られており、IP65以上の保護定格を誇っているため、トンネル内の水分、ほこり、振動に耐えることができます。さらに、最適化された構造により、-40℃から70℃までの広い温度範囲にわたって安定した動作が可能になり、厳しいトンネル条件下で信号焦点と伝送機能を一貫して実行できるようにし、通信リンクの信頼できるサポートを提供します。