應(yīng)答器系統(tǒng)傳輸過程建模與優(yōu)化.pdf

1、鐵路地-車點(diǎn)式信息傳輸系統(tǒng)主要包括車載BTM(Balise Transmission Module)和地面點(diǎn)式應(yīng)答器兩部分，車載BTM將下行激勵(lì)信號(hào)通過天線向地面應(yīng)答器發(fā)送，地面應(yīng)答器在接收到激勵(lì)信號(hào)后會(huì)產(chǎn)生上行鏈路信號(hào)并向車載BTM天線發(fā)送。由于在列車移動(dòng)過程中地-車信息傳輸方式為小范圍點(diǎn)式傳輸，感應(yīng)電壓幅值包絡(luò)“旁瓣”會(huì)使短時(shí)電磁耦合性能不穩(wěn)定，并將會(huì)導(dǎo)致應(yīng)答器“丟點(diǎn)”、“誤判”等故障。因此，在地-車點(diǎn)式信息傳輸?shù)倪^程中，保證應(yīng)答器

2、系統(tǒng)傳輸過程的信號(hào)強(qiáng)度與穩(wěn)定性具有非常重要的意義。
　　由此可知，當(dāng)前應(yīng)答器系統(tǒng)相關(guān)研究中需要研究應(yīng)答器系統(tǒng)傳輸過程，建立感應(yīng)電壓幅值包絡(luò)電磁模型，分析應(yīng)答器工作環(huán)境中干擾因素，設(shè)計(jì)可以降低“旁瓣”影響的天線結(jié)構(gòu)。為此本文以目前國(guó)內(nèi)使用的應(yīng)答器系統(tǒng)為研究對(duì)象，進(jìn)行了以下研究工作:
　　1.根據(jù)電磁感應(yīng)原理，建立了應(yīng)答器系統(tǒng)傳輸過程模型。以下行激勵(lì)過程為例，對(duì)矩形發(fā)送線圈中各段天線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度以及對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電壓進(jìn)行計(jì)算。由

3、于反向的磁感應(yīng)強(qiáng)度與部分正向磁感應(yīng)強(qiáng)度抵消導(dǎo)致總磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值降低，基于磁場(chǎng)的這種抵消情況對(duì)極性影響進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電壓幅值包絡(luò)具有多瓣結(jié)構(gòu)的原因，并最終驗(yàn)證了電磁理論模型與包絡(luò)多瓣結(jié)構(gòu)成因分析的正確性。
　　2.通過有限元建模仿真的方式對(duì)應(yīng)答器系統(tǒng)傳輸過程中分布的金屬介質(zhì)進(jìn)行了定量分析。在無介質(zhì)模型的對(duì)照組和含有介質(zhì)模型的實(shí)驗(yàn)組的對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，車廂底板、輪對(duì)與轉(zhuǎn)向架、路基、鋼軌會(huì)影響空間電磁場(chǎng)以及地面應(yīng)答器接收區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度

4、分布。由于接收區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布均為中心強(qiáng)度高、以圓形向四周擴(kuò)散衰減的形式，因此金屬分布介質(zhì)對(duì)信號(hào)接收的影響效果可以作為補(bǔ)償因子將簡(jiǎn)單的無介質(zhì)電磁模型轉(zhuǎn)化為符合實(shí)際工況的有介質(zhì)電磁模型。
　　3.結(jié)合應(yīng)答器系統(tǒng)傳輸過程電磁模型與有限元模型，分析了傳輸過程中感應(yīng)電壓幅值包絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響與成因，設(shè)計(jì)了一種可以削弱反向電磁場(chǎng)、消除感應(yīng)電壓幅值包絡(luò)中的“旁瓣”結(jié)構(gòu)的屏蔽裝置，能夠有效的削弱感應(yīng)電壓幅值包絡(luò)旁瓣結(jié)構(gòu)。
　　實(shí)驗(yàn)表明