應答器系統(tǒng)傳輸過程建模與優(yōu)化.pdf

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

2、系統(tǒng)傳輸過程的信號強度與穩(wěn)定性具有非常重要的意義。
　　由此可知，當前應答器系統(tǒng)相關研究中需要研究應答器系統(tǒng)傳輸過程，建立感應電壓幅值包絡電磁模型，分析應答器工作環(huán)境中干擾因素，設計可以降低“旁瓣”影響的天線結(jié)構(gòu)。為此本文以目前國內(nèi)使用的應答器系統(tǒng)為研究對象，進行了以下研究工作:
　　1.根據(jù)電磁感應原理，建立了應答器系統(tǒng)傳輸過程模型。以下行激勵過程為例，對矩形發(fā)送線圈中各段天線產(chǎn)生的磁感應強度以及對應的感應電壓進行計算。由

3、于反向的磁感應強度與部分正向磁感應強度抵消導致總磁感應強度幅值降低，基于磁場的這種抵消情況對極性影響進行分析，發(fā)現(xiàn)了感應電壓幅值包絡具有多瓣結(jié)構(gòu)的原因，并最終驗證了電磁理論模型與包絡多瓣結(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應答器系統(tǒng)傳輸過程中分布的金屬介質(zhì)進行了定量分析。在無介質(zhì)模型的對照組和含有介質(zhì)模型的實驗組的對比中發(fā)現(xiàn)，車廂底板、輪對與轉(zhuǎn)向架、路基、鋼軌會影響空間電磁場以及地面應答器接收區(qū)域的磁感應強度

4、分布。由于接收區(qū)域的磁感應強度分布均為中心強度高、以圓形向四周擴散衰減的形式，因此金屬分布介質(zhì)對信號接收的影響效果可以作為補償因子將簡單的無介質(zhì)電磁模型轉(zhuǎn)化為符合實際工況的有介質(zhì)電磁模型。
　　3.結(jié)合應答器系統(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電壓幅值包絡結(jié)構(gòu)特點的影響與成因，設計了一種可以削弱反向電磁場、消除感應電壓幅值包絡中的“旁瓣”結(jié)構(gòu)的屏蔽裝置，能夠有效的削弱感應電壓幅值包絡旁瓣結(jié)構(gòu)。
　　實驗表明