機車車頂天線布局優(yōu)化的研究.pdf

1、鐵路系統(tǒng)有一套復(fù)雜的無線通信與調(diào)度系統(tǒng)，主要包括450MHz頻段列調(diào)系統(tǒng)，800MHz列尾和列車安全預(yù)警系統(tǒng)，鐵路GSM-R系統(tǒng)(上行885～889MHz，下行930～934MHz)。因此機車車頂上勢必會有多副天線共存的現(xiàn)象，當(dāng)天線相互靠近時就會彼此產(chǎn)生干擾以致影響整個系統(tǒng)的正常通信。天線之間的耦合是無線通信系統(tǒng)間電磁干擾的主要傳輸途徑，若不能很好的解決天線之間的禍合問題，就會影響到整個機車系統(tǒng)的正常工作，使之存在著安全隱患。采取增大天

2、線之間的間距是降低互耦的有效措施，但是由于機車頂部的有限空間，只有通過合理的天線布局才能使互耦減小到最小。 本文首先利用智能優(yōu)化算法粒子群算法(PSO)對多副天線組成的系統(tǒng)進(jìn)行布局優(yōu)化。建立了較為簡單的天線系統(tǒng)模型，在一塊有限大的金屬平板上放置多副天線，并把天線之間的耦合度作為需要優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，基于Matlab高級語言，根據(jù)粒子群算法找到合理而正確的各個天線的位置坐標(biāo)，使得天線之間的耦合度最小。粒子群算法可以產(chǎn)生大量豐富的天線

3、布局方案，從而實現(xiàn)對天線布局的優(yōu)化。本文驗證了粒子群算法在天線布局問題中的正確性和有效性，這樣也為更加復(fù)雜的多天線系統(tǒng)布局提供了思路和分析方法。 其次本文利用基于矩量法的仿真軟件FEKO對機車項部放置多副天線時的天線的特性參數(shù)進(jìn)行了大量的仿真，仿真的特性參數(shù)為天線的方向性圖和天線的駐波比，駐波比主要反映了天線與饋線系統(tǒng)是否良好匹配。并且把被研究天線的駐波比是否小于2作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，給出了該天線在其它三副干擾天線的影響下正常工作的各