CN109828171A - 一种列车车载信标带内干扰测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种列车车载信标带内干扰测量系统，包括天线组件、滤波模块及数据分析模块；其中，所述天线组设置在测试列车的外底部，所述滤波模块及所述数据分析模块设置在测试列车的车厢内；所述天线组件包括屏蔽板、天线固定板、单环磁场天线、变压器、短波巴伦及至少两个固定支柱；该系统可以解决列车的车载信标(接收频率为4.235MHz)在带内(1MHz‑10MHz)的近场磁场干扰测量问题，从而减少轨道列车在行驶过程中，因车载信标接收天线受到干扰，而导致列车启动保护程序，紧急停车的情况出现，从而提高轨道列车行驶的安全性及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电磁兼容测试领域，特别涉及一种列车车载信标带内干扰测量系统。
背景技术
中国铁路运输正处在飞速发展的时期，主要表现在两个方面：一是牵引的电气化，二是设备的微电子和计算机化。微电子技术和计算机技术应用于铁道信号控制和监测系统已成为现代化铁路运输的发展趋势。
其中，信标技术为目前铁路交通中，无论是城轨列车还是大铁路的列车(含高铁)都会用到的关键技术；其原理为，车辆信标的发射天线发出的无线下行信号，激活地面无源信标，地面无源信标返回的无线数字编码信号(该数字编码信息为车辆：位置，限速，前方的轨道的转弯半径和坡度。)，到车载接收天线，从而实现车辆状态的监控等。
然而，由于地面无源信标返回的无线数字编码信号的能量比较小，通常为4.235MHz，非常容易受到车辆底部以及铁轨旁的其他电子电气设备的干扰。在实际运行中，经常由于车载接收天线受到干扰，而导致列车启动保护程序，导致紧急停车，且不能短时间内调查清楚故障原因，恢复重新运行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种列车车载信标带内干扰测量系统，以解决列车的车载信标在带内(1-10MHZ)的近场磁场干扰测量问题。
本发明为实现上述目的采用以下的技术方案：
一种列车车载信标带内干扰测量系统，包括天线组件、滤波模块及数据分析模块；
其中，所述天线组设置在测试列车的外底部，所述滤波模块及所述数据分析模块设置在测试列车的车厢内；
所述天线组件包括屏蔽板、天线固定板、单环磁场天线、变压器、短波巴伦及至少两个固定支柱；
所述屏蔽板固定设置在所述测试列车的底部，所述天线固定板通过所述固定支柱固定在所述屏蔽板朝向地面的一侧，所述单环磁场天线及所述变压器均固定设置在所述天线固定板朝向地面的一侧，所述短波巴伦固定设置在所述屏蔽板朝向地面的一侧；
所述单环磁场天线的两端分别与所述变压器的输入端相连；所述变压器的输出端与所述短波巴伦的输入端相连，所述短波巴伦的输出端与滤波模块的输入端相连，所述滤波模块的输出端与所述数据分析模块相连；
所述天线组件用于获取测试测量行驶过程中的电磁干扰信号，并将所获取到的电磁干扰信号发送给所述滤波模块；
所述滤波模块用于将接收到的电磁干扰信号进行滤波处理后，发送给所述数据分析模块；
所述数据分析模块用于对接收到的电磁干扰信号进行存储及信号分析。
在本发明一实施例中，所述单环磁场天线由铜丝弯曲制成正方形天线环，其中，所述铜丝的直径为2.5mm，所述单环磁场天线的单边长度不小于180mm且不大于220mm，且所述单环磁场天线的4个转角半径不大于5mm。
在本发明一实施例中，所述天线组件还包括L型转接头；
所述屏蔽板上开设有一通孔，所述L型转接头的一端穿过所述通孔固定在所述匹配板上，所述所述短波巴伦的输出端与所述L型转接头位于所述屏蔽板下的一端相连，所述L型转接头传出所述屏蔽板的一端与所述滤波模块的输入端相连。
在本发明一实施例中，所述滤波模块包括带通滤波器，所述带通滤波器的工作频率为1-10MHz。
在本发明一实施例中，所述巴伦的工作频率为100KHz-30MHz。
在本发明一实施例中，所述数据分析模块包括总线接口单元，数据存储单元及数据处理单元，其中，所述总线接口单元的输入端与所述带通滤波器的输出端相连，所述总线接口单元的输出端与所述数据处理单元的输入端相连，所述数据处理单元还与所述数据存储单元相连；
所述总线接口单元用于接收所述天线组件所获取的电磁干扰信号，并将所接收到的电磁干扰信号发送给所述数据处理单元；
所述数据处理单元用于将所接收到的电磁干扰信号发送到所述数据存储单元；
所述数据存储单元用于存储所述电磁干扰信号；
所述数据处理单元还用于根据预设的软件程序对所接收到的电磁信号进行信号分析；
其中，所述所述数据处理单元及所述数据存储单元集成在移动工作站、智能移动终端、个人电脑中的一种上。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种列车车载信标带内干扰测量系统，该系统可以解决列车的车载信标(接收频率为4.235MHz)在带内(1MHz-10MHz)的近场磁场干扰测量问题，从而减少轨道列车在行驶过程中，因车载信标接收天线受到干扰，而导致列车启动保护程序，紧急停车的情况出现，从而提高轨道列车行驶的安全性及可靠性。
附图说明
图1为本发明一实施例中的一种列车车载信标带内干扰测量系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例中的信号分析模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明一实施例中，如图1及图2所示，本发明提供了一种列车车载信标带内干扰测量系统，包括天线组件100、滤波模块200及数据分析模块300；
其中，所述天线组设置在测试列车的外底部，所述滤波模块200及所述数据分析模块300设置在测试列车的车厢内；
所述天线组件100包括屏蔽板110、天线固定板120、单环磁场天线140、变压器150、短波巴伦160及至少两个固定支柱130；
所述屏蔽板110固定设置在所述测试列车的底部，所述天线固定板120通过所述固定支柱130固定在所述屏蔽板110朝向地面的一侧，所述单环磁场天线140及所述变压器150均固定设置在所述天线固定板120朝向地面的一侧，所述短波巴伦160固定设置在所述屏蔽板110朝向地面的一侧；
所述单环磁场天线140的两端分别与所述变压器150的输入端相连；所述变压器150的输出端与所述短波巴伦160的输入端相连，所述短波巴伦160的输出端与滤波模块200的输入端相连，所述滤波模块200的输出端与所述数据分析模块300相连；
所述天线组件100用于获取测试测量行驶过程中的电磁干扰信号，并将所获取到的电磁干扰信号发送给所述滤波模块200；
所述滤波模块200用于将接收到的电磁干扰信号进行滤波处理后，发送给所述数据分析模块300；
所述数据分析模块300用于对接收到的电磁干扰信号进行存储及信号分析。
在本发明一实施例中，所述单环磁场天线140由铜丝弯曲制成正方形天线环，其中，所述铜丝的直径为2.5mm，所述单环磁场天线140的单边长度范围为180mm-220mm，且所述单环磁场天线140的4个转角半径不大于5mm；
优选的，在本发明一实施例中，所述所述单环磁场天线140的单边长度为200mm。
在本发明一实施例中，如图2所示，所述天线组件100还包括L型转接头170；
所述屏蔽板110上开设有一通孔，所述L型转接头170的一端穿过所述通孔固定在所述匹配板上，所述所述短波巴伦160的输出端与所述L型转接头170位于所述屏蔽板110下的一端相连，所述L型转接头170传出所述屏蔽板110的一端与所述滤波模块200的输入端相连。
在本发明一实施例中，所述滤波模块200包括带通滤波器，所述带通滤波器的工作频率为1-10MHz。
在本发明一实施例中，所述巴伦的工作频率为100KHz-30MHz。
在本发明一实施例中，所述数据分析模块300包括总线接口单元，数据存储单元及数据处理单元，其中，所述总线接口单元的输入端与所述带通滤波器的输出端相连，所述总线接口单元的输出端与所述数据处理单元的输入端相连，所述数据处理单元还与所述数据存储单元相连；；
所述总线接口单元用于接收所述天线组件所获取的电磁干扰信号，并将所接收到的电磁干扰信号发送给所述数据处理单元；
所述数据处理单元用于将所接收到的电磁干扰信号发送到所述数据存储单元；
所述数据存储单元用于存储所述电磁干扰信号；
所述数据处理单元还用于根据预设的软件程序对所接收到的电磁信号进行信号分析；
其中，所述所述数据处理单元及所述数据存储单元集成在移动工作站、智能移动终端、个人电脑中的一种或多种。
在本发明一具体应用场景中，所述数据分析模块由Thinkpad P51移动工作站及National Instrument所生产的PXI总线平台组成；
在测试列车行驶过程中，设置在列车外底部的天线组件100实时获取测试列车底部的近场电磁干扰信号，并将所获取的电磁干扰信号发送给设置在测试列车车厢内的带通滤波器，所述带通滤波器对接收到的电磁干扰信号进行滤波，从而将频率范围在1-1MHz之间的电磁干扰信号通过PXI总线平台发送给移动工作站；
移动工作站通过其中预设的分析软件，对接收到的电磁干扰信号进行存储，并进行数据分析，所述分析方法包括但不限于带通滤波器时间折叠法、FFT频率折叠法等，并实时向测试人员显示所接受到的电磁干扰信号的数据及分析结果。
显然，上述实施例仅仅是为了更清楚的表达本发明技术方案所作的举例，而非对本发明实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，在不脱离本发明构思的前提下，这些都属于本发明的保护范围。因此本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种列车车载信标带内干扰测量系统，其特征在于，包括天线组件、滤波模块及数据分析模块；
其中，所述天线组设置在测试列车的外底部，所述滤波模块及所述数据分析模块设置在测试列车的车厢内；
所述天线组件包括屏蔽板、天线固定板、单环磁场天线、变压器、短波巴伦及至少两个固定支柱；
所述屏蔽板固定设置在所述测试列车的底部，所述天线固定板通过所述固定支柱固定在所述屏蔽板朝向地面的一侧，所述单环磁场天线及所述变压器均固定设置在所述天线固定板朝向地面的一侧，所述短波巴伦固定设置在所述屏蔽板朝向地面的一侧；
所述单环磁场天线的两端分别与所述变压器的输入端相连；所述变压器的输出端与所述短波巴伦的输入端相连，所述短波巴伦的输出端与滤波模块的输入端相连，所述滤波模块的输出端与所述数据分析模块相连；
所述天线组件用于获取测试测量行驶过程中的电磁干扰信号，并将所获取到的电磁干扰信号发送给所述滤波模块；
所述滤波模块用于将接收到的电磁干扰信号进行滤波处理后，发送给所述数据分析模块；
所述数据分析模块用于对接收到的电磁干扰信号进行存储及信号分析。
2.如权利要求1所述的一种列车车载信标带内干扰测量系统，其特征在于，所述单环磁场天线由铜丝弯曲制成正方形天线环，其中，所述铜丝的直径为2.5mm，所述单环磁场天线的单边长度不小于180mm且不大于220mm，且所述单环磁场天线的4个转角半径不大于5mm。
3.如权利要求1所述的一种列车车载信标带内干扰测量系统，其特征在于，所述天线组件还包括L型转接头；
所述屏蔽板上开设有一通孔，所述L型转接头的一端穿过所述通孔固定在所述匹配板上，所述所述短波巴伦的输出端与所述L型转接头位于所述屏蔽板下的一端相连，所述L型转接头传出所述屏蔽板的一端与所述滤波模块的输入端相连。
4.如权利要求1所述的一种列车车载信标带内干扰测量系统，其特征在于，述滤波模块包括带通滤波器，所述带通滤波器的工作频率为1MHz-10MHz。
5.如权利要求1所述的一种列车车载信标带内干扰测量系统，其特征在于，所述巴伦的工作频率为100KHz-30MHz。
6.如权利要求1所述的一种列车车载信标带内干扰测量系统，其特征在于，所述数据分析模块包括总线接口单元，数据存储单元及数据处理单元，其中，所述总线接口单元的输入端与所述带通滤波器的输出端相连，所述总线接口单元的输出端与所述数据处理单元的输入端相连，所述数据处理单元还与所述数据存储单元相连；
所述总线接口单元用于接收所述天线组件所获取的电磁干扰信号，并将所接收到的电磁干扰信号发送给所述数据处理单元；
所述数据处理单元用于将所接收到的电磁干扰信号发送到所述数据存储单元；
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