點式應(yīng)答設(shè)備在高速條件下的性能研究.pdf

1、隨著我國鐵路建設(shè)的跨越式發(fā)展，鐵路的運行速度和安全性越來越得到重視，為此鐵道部門建立了符合我國國情的列車自動控制系統(tǒng)(Chinese Train ControlSystem，CTCS)。而應(yīng)答器作為CTCS的關(guān)鍵設(shè)備，支撐著機車的正常運行。因此應(yīng)答器系統(tǒng)的研究還是很有價值的，但國內(nèi)關(guān)于應(yīng)答器系統(tǒng)研究的文獻甚少。本文正是基于此選題，從理論，仿真，實測三個環(huán)節(jié)研究高速條件下的應(yīng)答器的性能，為鐵路建設(shè)服務(wù)。
　　本文首先深入的研究了點式

2、應(yīng)答器以及車載應(yīng)答器傳輸設(shè)備(BaliseTransmission Module，BTM)的工作原理、傳輸接口、功能以及應(yīng)答器的報文格式。由于應(yīng)答器與BTM的通信是高頻射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)系統(tǒng)在鐵路建設(shè)上的應(yīng)用，因此還必須對RFID系統(tǒng)進行理論分析。
　　點式應(yīng)答器和BTM通信的研究關(guān)鍵是點式應(yīng)答器的空中接口，需要以天線理論以及天線之間的耦合理論為基礎(chǔ)。本文以實際應(yīng)答器

3、出發(fā)，抽象出來矩形薄片天線的模型，然后理論推導(dǎo)出矩形薄片天線近場磁場的計算公式以及耦合度計算公式。再加之矩形薄片的天線理論，阻抗匹配理論之后仿真出來諧振頻率4.23 MHz，1 MHz-10dB阻抗帶寬的應(yīng)答器天線，在此基礎(chǔ)上仿真得到了應(yīng)答器天線與BTM天線之間的耦合度以及兩天線的最大作用距離，并在實測數(shù)據(jù)和理論計算中得到了印證。
　　點式應(yīng)答器的高速特性就是在高速條件下應(yīng)答器與.BTM數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦?，由此本文分析出來了影響高速?/p>

4、性四個因素：多普勒頻移、天線諧振點漂移、應(yīng)答器動態(tài)作用距離以及噪聲干擾。在此基礎(chǔ)上定量的分析了多普勒頻移、天線諧振點漂移、應(yīng)答器動態(tài)作用距離的影響。得出結(jié)論：多普勒頻移、諧振點漂移、動態(tài)作用距離這些因素的影響都是符合應(yīng)答器規(guī)范的。
　　最后本文分析噪聲影響。首先研究頻移鍵控(Frequency-Shift keying，F(xiàn)SK)信道模型的調(diào)制、噪聲、解調(diào)過程。然后在京津城際高鐵實測的基礎(chǔ)上評估FSK信道模型中的噪聲干擾，將噪聲分為

5、兩類：來源于軌道電流噪聲、空間電磁雜散噪聲的同相區(qū)域噪聲；來源于勵磁涌流現(xiàn)象的過分相噪聲。同相區(qū)域噪聲非常小，不會對應(yīng)答器的信號傳輸產(chǎn)生影響，但是過分相區(qū)域噪聲則不然，所以我們在實測中主要討論過分相噪聲的影響。提取實測噪聲擬合出來過分相噪聲，并以實測信噪比為基礎(chǔ)，在FSK信道模型里進行仿真。得到結(jié)論：過分相區(qū)域是應(yīng)答器最容易出現(xiàn)“丟點”的區(qū)域。由此本文提出了兩種解決方案：1)讓過分相后的第一個應(yīng)答器再遠離分相連接點100到200米。2)