高速鐵路應答器天線電磁傳輸性能的優(yōu)化研究.pdf

1、應答器是基于電磁耦合機理工作的車-地信息傳輸設備。近年來中國高鐵和城市軌道交通迅速發(fā)展，列車的運行速度日益提高，在實際運營過程中卻出現了應答器的“丟點”現象，一定程度上影響了列車的運行效率，也存在一定的安全隱患。為了提高車載設備可靠接收應答器報文的能力，本文提出了一種優(yōu)化應答器天線尺寸的方法，研究了應答器安裝角度偏差對其傳輸性能的影響，從而優(yōu)化應答器系統(tǒng)的電磁傳輸性能。論文的主要研究工作如下:
　　(1)利用電磁場仿真軟件建立應答

2、器系統(tǒng)的電磁場模型，結合理論計算驗證模型的正確性。從應答器系統(tǒng)的理論模型出發(fā)，建立了應答器傾斜、俯仰和側轉時的射頻能量接收和上行鏈路發(fā)送理論模型。深入分析了應答器“A”接口的傳輸過程，得出了在射頻能量輻射模式、最強最弱應答器及BTM接收門限的限制下，確定應答器有效作用距離的方法。
　　(2)利用應答器系統(tǒng)電磁場模型仿真分析，確定了綜合評價應答器天線電磁傳輸性能的三項指標，即激活距離或作用距離、必要接收范圍內的接收總能量以及應答器橫

3、向偏移時的接收總能量。建立BP神經網絡，利用均勻設計選擇樣本數據進行神經網絡訓練，得到應答器天線尺寸與電磁傳輸性能之間的非線性映射關系。結合粒子群算法的非線性尋優(yōu)能力，最終確定了射頻能量接收天線和上行鏈路發(fā)送天線在不同周長下的最優(yōu)長寬比。
　　(3)確定了射頻能量場和上行鏈路場一致性評估方法，利用應答器角度偏差理論模型分別對應答器傾斜、俯仰和側轉時的射頻能量場和上行鏈路場的一致性進行評估，得到了滿足一致性要求的應答器允許安裝角度偏