当前,我国高铁事业发展速度较快,全系高铁设备已经处于世界领先水平,为了进一步提高复杂室外环境下,列车行驶过程中,近场区列控车载天线与无源应答器通信可靠性,进而提高列车的行驶安全,保障旅客的安全便捷与舒适体验。本文以本课题组的具体项目为基础,完成了以下工作:1、结合理论分析与HFSS、ADS仿真软件提出一种新型适用于HF频段的BTM车载双频天线。该天线是方形环状,整体尺寸为350mm×260mm×2mm。同时完成了相关阻抗匹配网络以及双工器的设计,测试结果表明其在4.234MHz以及27.095MHz两个频点的回波损耗小于-25dB;同时在垂直距离220mm-460mm的高度上,发送和接收信号的作用范围超过设计要求10%。此外,外界温度在-60°～～60°范围内变化时,天线工作基本不受影响。2、对制作近场区列控车载天线所用PCB介质材质、介质厚度、铜箔厚度等因素对天线工作性能进行了研究,并且用cadence软件完成PCB的绘制。通过进行理论分析、利用HFSS软件建模以及实物实测三步骤,表明适用于近场区列控车载天线的最佳PCB介质材质为FR4、厚度为2mm,铜箔厚度对天线工作性能影响较小。采用2mm厚的FR4 PCB材质时,近场区列控车载天线比现存设备的工作范围提高8%。3、对于近场区列控车载天线相配套使用的天线反射板的材质与尺寸、以及与天线的距离等进行了研究选择了最适合天线反射板为尺寸为410mm*320mm*60mm铝板,且其与近场区列控车载天线的垂直距离为80mm。本文所设计的近场区列控车载天线是对现有BTM天线的升级,在节约成本、减轻重量、节省车内宝贵安装空间等方面也有着积极作用。同时也进一步提高复杂室外环境下,列车行驶过程中,近场区列控车载天线与无源应答器通信可靠性,这对于提升车载系统与应答器的通信可靠性进而提升列车行驶安全具有极强的现实意义。