CN103078687A - 一种列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，包括信号耦合单元、信号检波单元、模/数转换单元和采集控制与记录单元；信号耦合单元包括至少一个用于从被测应答器传输单元的信号链路耦合被测电信号的耦合网络，并送往预处理模块进行预处理后送往信号检波单元；信号检波单元用于检出被测信号包络，并将检出后的包络电压连续信号送往模/数转换单元处理；模/数转换单元用于将连续的信号包络通过A/D变换转换成数字域的离散数字信号，并送往采集控制与记录单元进行处理；采集控制与记录单元负责控制模/数转换单元的采样操作，并对采样所获得的监测数据进行显示和记录。

Description

一种列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置

技术领域

本发明涉及电子测量技术领域，尤其涉及一种列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置。

背景技术

应答器传输单元(BTM)是现代列车车载列控系统的关键设备之一。由车载BTM模块和应答器天线以及地面应答器，组成一个点式通信系统。BTM系统的工作原理是，在列车运行中车载BTM天线不断的向下发送27.095MHz的功率电磁波，当列车通过应答器上方时，此功率波激活应答器开始工作，应答器于是将可变信息（有源应答器：如列车进站的站台数、股道数、停车位置等）或固定信息（无源应答器：如地理位置、火车目的运行信息、路线信息、固定限速信息等）通过编码器编码，经FSK调制（中心频率为4.23MHz，调制频偏282kHz），以586kbps的速率通过应答器的4.23MHz天线发送出去。车载BTM天线接收到此信号送往车载BTM模块，经过信号滤波、放大后，再进行解调，解码，最后将得到有用信息传送给ATP等车载设备。

在列车运行过程中一直都会存在电磁噪声发射，尤其在车底部位，大功率的牵引设备和电缆密集，电磁环境的噪声水平较高。由于车载BTM天线的安装位置者位于车底，所以环境中的电磁噪声会叠加到应答器的上行信号上被BTM天线所接收，并进入车载BTM模块，从而对BTM系统产生干扰。

实践与试验均已证明，对BTM系统产生干扰的电磁骚扰的主要传输途径均是通过BTM系统的空中接口，即从BTM的天线侵入系统。所以骚扰的形式表现为差模干扰，即电磁干扰（噪声或无用信号等）是与BTM的有用信号混叠在一起的。其主要表现在骚扰能量落入BTM上行信号接收频带以内，导致BTM设备接收到的上行信号信噪比下降，或者在某些特殊情形下BTM设备直接将骚扰噪声当作有用信号而试图进行解调和解码处理，从而导致信息传输错误或者设备故障。

由于对BTM系统产生干扰的骚扰噪声已存在于该系统的射频链路中，所以，针对BTM设备的无线链路进行噪声监测和记录是一种行之有效的故障排查和诊断措施。

目前，还没有专门用于上述针对列车车载BTM设备的无线链路干扰监测记录的专用设备或装置。

发明内容

本发明解决的技术问题是针对BTM设备的无线链路进行噪声故障排查和诊断。

为了解决以上技术问题，本发明实施例公开了一种列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，包括信号耦合单元、信号检波单元、模/数转换单元和采集控制与记录单元；

所述信号耦合单元包括至少一个用于从被测应答器传输单元的信号链路耦合被测电信号的耦合网络，并送往预处理模块进行预处理后送往信号检波单元；

所述信号检波单元用于检出被测信号包络，并将检出后的包络电压连续信号送往所述模/数转换单元处理；

所述模/数转换单元用于将连续的信号包络通过A/D变换转换成数字域的离散数字信号，并送往所述采集控制与记录单元进行处理；

所述采集控制与记录单元负责控制所述模/数转换单元的采样操作，并对采样所获得的监测数据进行显示和记录。

进一步，作为优选，还包括任务管理单元，用于根据列车的操作状态，为所述采集控制与记录单元提供监测记录任务的开始和终止信号。

进一步，作为优选，还包括对时单元，所述对时单元受所述采集控制与记录单元控制，在监测记录任务的开始阶段，利用电波钟技术，进行系统对时操作。

进一步，作为优选，对时单元内置了电波钟接收芯片，能够实时接收授时信息。

进一步，作为优选，所述预处理模块为信号带通滤波和放大电路。

进一步，作为优选，信号耦合单元和信号检波单元之间还包括对数变换单，用于提高整个系统对被测信号的动态响应范围。

本发明通过应用监测装置，能够对列车BTM设备的无线链路中的信号和电磁骚扰噪声进行连续的在线监测和记录。该设备由于采用了插入耦合装置，能够保证监测和记录到的信息与被监测系统的信号链路的信息完全一致，并且完全不会影响到被监测对象的正常工作。应用本发明的监测装置所获取的测量结果，能够对因电磁干扰导致的BTM设备故障进行有力的排查分析手段，并为客观评价BTM系统的工作电磁环境提供现场测试数据支持。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1是本发明实施例一种车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置示意图。

具体实施方式

参照图1对本发明的实施例进行说明。

为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，包括信号耦合单元1、对数变换单元2、信号检波单元3、模/数转换单元4、采集控制与记录单元5、任务管理单元6和对时单元7。所述各功能单元之间通过电路拓扑连接，构成一个完整的电路系统。下面具体说明各单元的具体结构和功能。

信号耦合单元1

所述信号耦合单元1包括至少一个用于从被测应答器传输单元8的信号链路耦合被测电信号的耦合网络和相应的信号带通滤波/放大电路，能够将被测的电信号从被测应答器传输单元8的射频链路中耦合出来，进行相应的信号带通滤波/放大处理，并将调理后的信号送入下一级对数变换单元2进行处理。

对数变换单元2

所述对数变换单元2能够将线性域的电压信号转换到对数域表示，即实现信号压缩。借助此变换，可以在不更改其他单元性能参数的前提下，大幅度提高整个装置对被测信号的响应动态范围。并将处理后的信号送入下一级检波单元3进行处理。

信号检波单元3

所述信号检波单元3包括一个用于检出被测信号包络的电路装置，能够将BTM上行频带内的调制信号包络电压检出，而不产生信号带宽损失或载频泄漏。检出后的包络电压连续信号送往下一级所述模/数转换单元4处理。

模/数转换单元4

所述模/数转换单元4的采样率满足信号的信号带宽而且采样分辨率满足信号的动态范围要求，用于将连续的信号包络通过A/D变换转换成数字域的离散数字信号，并送往下一级所述采集控制与记录单元5进行处理；

采集控制与记录单元5

所述采集控制与记录单元5包含了一片嵌入式计算机（例如ARM或MCU）作为控制器，并运行相应的专用软件，能够控制所述模/数转换单元4的采样操作，并将采样数据与采样时刻的时间信息加以组织，以文件的形式加以连续的记录和存储和显示，并实现对整个装置的任务调度和电路控制。

任务管理单元6

所述任务管理单元6能够接收或感测列车的操作状态（如车载列控系统的启动/隔离等），并据此向所述采集控制与记录单元5发出“启动记录”或“停止记录”的控制信号，实现监测记录装置的任务调度。

对时单元7

所述对时单元7能够利用电波钟技术实时接收授时信息，并受所述采集控制与记录单元5控制，在设备启动监测记录任务时，对本发明装置进行系统对时操作。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，其特征在于，包括信号耦合单元(1)、信号检波单元（3）、模/数转换单元（4）和采集控制与记录单元（5）；

所述信号耦合单元(1)包括至少一个用于从被测应答器传输单元（8）的信号链路耦合被测电信号的耦合网络，并送往预处理模块进行预处理后送往信号检波单元（3）；

所述信号检波单元（3）用于检出被测信号包络，并将检出后的包络电压连续信号送往所述模/数转换单元（4）处理；

所述模/数转换单元（4）用于将连续的信号包络通过A/D变换转换成数字域的离散数字信号，并送往所述采集控制与记录单元（5）进行处理；

所述采集控制与记录单元（5）负责控制所述模/数转换单元（4）的采样操作，并对采样所获得的监测数据进行显示和记录。

2.根据权利要求1所述列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，其特征在于，还包括任务管理单元（6），用于根据列车的操作状态，为所述采集控制与记录单元（5）提供监测记录任务的开始和终止信号。

3.根据权利要求1所述列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，其特征在于，还包括对时单元（7），所述对时单元（7）受所述采集控制与记录单元（5）控制，在监测记录任务的开始阶段，利用电波钟技术，进行系统对时操作。

4.根据权利要求3所述列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，其特征在于，所述对时单元（7）内置了电波钟接收芯片，能够实时接收授时信息。

5.根据权利要求1所述列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，其特征在于，所述预处理模块为信号带通滤波和放大电路。

6.根据权利要求1至5任意一项所述列车车载应答器传输单元无线链路干扰监测装置，其特征在于，所述信号耦合单元(1)和信号检波单元（3）之间还包括对数变换单元（2），用于提高整个系统对被测信号的动态响应范围。

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