一种超宽带列车运行安全防控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超宽带列车运行安全防控系统，包括雷达系统、信息处理单元、测速系统和报警系统，所述雷达系统包括波形发生器、频率综合模块、发射模块、天线模块、接收模块和信号处理模块，所述频率综合模块包括第一功分器、DAC和混频器，所述第一功分器和DAC的输入端均与波形发生器的输出端电连接，所述第一功分器和DAC的输出端均与频率综合模块的混频器的输入端电连接；所述发射模块包括调频模块和功率放大模块，所述频率综合模块的混频器的输出端与发射模块的调频模块的输入端电连接，所述发射模块的调频模块的输出端与功率放大器的输入端电连接。本发明专利技术的安全防控系统可对列车前方障碍物进行实时定位，确保轨道交通车辆高效、安全地运行。

A safety control system for ultra wideband train operation

The invention discloses an ultra broadband train operation safety control system, including radar system, information processing unit, the measurement and the alarm system, the system includes radar waveform generator, frequency synthesis module, transmitter module, antenna module, receiving module and signal processing module, the module includes a first frequency divider DAC, and the input end of the mixer, the first power divider and DAC output waveform generator is electrically connected with the output end, wherein the first power divider and DAC and frequency synthesis module is electrically connected with the input end of the mixer; the transmitter module includes FM module and power amplifier module, input terminal module output end of the FM mixer frequency synthesis module and transmission module connected to the output end and the power amplifier module of the FM transmitter module of transmission The incoming electrical connection. The safety prevention and control system of the invention can locate the obstacle in front of the train in real time, and ensure the high efficiency and safety of the rail traffic.

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带列车运行安全防控系统
本专利技术涉及列车运行安全防控系统
，尤其涉及一种超宽带列车运行安全防控系统。
技术介绍
高速运行的列车其行驶安全至关重要，由于自然环境造成山体滑坡、塌方、桥梁受损或人为因素所造成的路阻等状况严重影响行车安全。对上述情况发出预警报告，防止重大事故的发生有着重要意义。列车防控系统是监控列车运行路况，确保列车安全的常用手段。超宽带脉冲雷达具有测距精度高、穿透能力强、分辨能力高、反隐身能力好、功耗低等优点。近年来，基于超宽带脉冲雷达技术对于墙体背后的运动目标进行非接触式的成像和跟踪探测已经成为一个重要的研究热点。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种超宽带列车运行安全防控系统，可对列车前方障碍物进行实时定位，确保轨道交通车辆高效、安全地运行。本专利技术的技术方案是：一种超宽带列车运行安全防控系统，包括雷达系统、信息处理单元、测速系统和报警系统，所述雷达系统包括波形发生器、频率综合模块、发射模块、天线模块、接收模块和信号处理模块，所述频率综合模块包括第一功分器、DAC和混频器，所述第一功分器和DAC的输入端均与波形发生器的输出端电连接，所述第一功分器和DAC的输出端均与频率综合模块的混频器的输入端电连接；所述发射模块包括调频模块和功率放大模块，所述频率综合模块的混频器的输出端与发射模块的调频模块的输入端电连接，所述发射模块的调频模块的输出端与功率放大器的输入端电连接；所述天线模块包括发射天线、接收天线和天线开关，所述发射天线的输入端与功率放大器的输出端电连接，所述接收天线输出端与天线开关的输入端电连接；所述接收模块包括调频模块、混频器和第二功分器，所述第二功分器的输入端与频率综合模块中的混频器的输出端电连接，且第二功分器的输出端均与接收模块中的调频模块和混频器的输入端电连接，所述接收模块中的调频模块的输出端与接收模块中的混频器的输入端电连接，所述接收模块的混频器的输入端与天线开关的输出端电连接；所述信号处理模块包括ADC和信号处理器，所述ADC的输入端与接收模块中的混频器的输出端电连接，且ADC的输出端与信号处理器的输入端电连接。优选的，所述第一功分器为一分二公分器。优选的，所述第二功分器为一分四功分器。优选的，所述调频模块的调频倍数为4倍。优选的，所述接收天线和天线开关的个数为4个。本专利技术的有益效果是：本专利技术超宽带列车运行安全防控系统可对列车前方障碍物进行实时定位，确保轨道交通车辆高效、安全地运行，通过雷达系统进行测距、定位，功耗低，准确性高，采用宽发窄收、开关切换的数字阵列天线、频率步进合成宽带信号等技术来降低成本，通过测速系统辅助雷达系统的方式对列车运行过程进行监控，并可实现自动制动。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术提出的一种超宽带列车运行安全防控系统的结构框架图；图2为本专利技术提出的一种超宽带列车运行安全防控系统中雷达系统的设计框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参照图1-2，一种超宽带列车运行安全防控系统，包括雷达系统、信息处理单元、测速系统和报警系统，所述雷达系统包括波形发生器、频率综合模块、发射模块、天线模块、接收模块和信号处理模块，所述频率综合模块包括第一功分器、DAC和混频器，所述第一功分器和DAC的输入端均与波形发生器的输出端电连接，所述第一功分器和DAC的输出端均与频率综合模块的混频器的输入端电连接；所述发射模块包括调频模块和功率放大模块，所述频率综合模块的混频器的输出端与发射模块的调频模块的输入端电连接，所述发射模块的调频模块的输出端与功率放大器的输入端电连接；所述天线模块包括发射天线、接收天线和天线开关，所述发射天线的输入端与功率放大器的输出端电连接，所述接收天线输出端与天线开关的输入端电连接；所述接收模块包括调频模块、混频器和第二功分器，所述第二功分器的输入端与频率综合模块中的混频器的输出端电连接，且第二功分器的输出端均与接收模块中的调频模块和混频器的输入端电连接，所述接收模块中的调频模块的输出端与接收模块中的混频器的输入端电连接，所述接收模块的混频器的输入端与天线开关的输出端电连接；所述信号处理模块包括ADC和信号处理器，所述ADC的输入端与接收模块中的混频器的输出端电连接，且ADC的输出端与信号处理器的输入端电连接。所述第一功分器为一分二公分器。所述第二功分器为一分四功分器。所述调频模块的调频倍数为4倍。所述接收天线和天线开关的个数为4个。工作流程：雷达系统中，波形发生器产生的频率分2路达到频率综合模块，产生两路基带调频连续波信号，发射模块将波段信号4倍频，经过功率放大后发射。接收天线使用4路接收机通过4个天线开关分时接收16路天线的信号，再与接收本振混频，得到中频信号，下一步经过AD采集后的数据进行数字信号处理，最后获得目标的距离。雷达系统得到的距离信息传输到信息处理单元中，并结合测试系统测得的速度信息，当距离不在安全距离且速度较快时，控制报警系统发出警报，并控制控制系统进行制动。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超宽带列车运行安全防控系统，包括雷达系统、信息处理单元、测速系统和报警系统，其特征在于：所述雷达系统包括波形发生器、频率综合模块、发射模块、天线模块、接收模块和信号处理模块，所述频率综合模块包括第一功分器、DAC和混频器，所述第一功分器和DAC的输入端均与波形发生器的输出端电连接，所述第一功分器和DAC的输出端均与频率综合模块的混频器的输入端电连接；所述发射模块包括调频模块和功率放大模块，所述频率综合模块的混频器的输出端与发射模块的调频模块的输入端电连接，所述发射模块的调频模块的输出端与功率放大器的输入端电连接；所述天线模块包括发射天线、接收天线和天线开关，所述发射天线的输入端与功率放大器的输出端电连接，所述接收天线输出端与天线开关的输入端电连接；所述接收模块包括调频模块、混频器和第二功分器，所述第二功分器的输入端与频率综合模块中的混频器的输出端电连接，且第二功分器的输出端均与接收模块中的调频模块和混频器的输入端电连接，所述接收模块中的调频模块的输出端与接收模块中的混频器的输入端电连接，所述接收模块的混频器的输入端与天线开关的输出端电连接；所述信号处理模块包括ADC和信号处理器，所述ADC的输入端与接收模块中的混频器的输出端电连接，且ADC的输出端与信号处理器的输入端电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种超宽带列车运行安全防控系统，包括雷达系统、信息处理单元、测速系统和报警系统，其特征在于：所述雷达系统包括波形发生器、频率综合模块、发射模块、天线模块、接收模块和信号处理模块，所述频率综合模块包括第一功分器、DAC和混频器，所述第一功分器和DAC的输入端均与波形发生器的输出端电连接，所述第一功分器和DAC的输出端均与频率综合模块的混频器的输入端电连接；所述发射模块包括调频模块和功率放大模块，所述频率综合模块的混频器的输出端与发射模块的调频模块的输入端电连接，所述发射模块的调频模块的输出端与功率放大器的输入端电连接；所述天线模块包括发射天线、接收天线和天线开关，所述发射天线的输入端与功率放大器的输出端电连接，所述接收天线输出端与天线开关的输入端电连接；所述接收模块包括调频模块、混频器和第二功分器，所述第二功分器的输入端与频率综合模块中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨吉钊，付少良，袁波，冯常明，沈琦，张勇雄，
申请(专利权)人：成都九壹通智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51