一种轨道交通电磁通讯系统的防干扰装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种轨道交通电磁通讯系统的防干扰装置，包含基带芯片、处理器、无线通讯芯片、MCU3、小型分布式天线框架以及多个传感器，本装置可应用于轨道交通电磁通讯系统中，错开所述小型分布式天线框架的射频信号发射的时间与所述传感器采集信号的时间，实现消除信号干扰的效果，增强通讯系统本身的电磁耐受力，使其不受到外界和其他电子装置的影响，从而增强轨道交通中的电磁兼容性。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通电磁通讯系统的防干扰装置
本专利技术涉及轨道交通电磁与电气兼容领域，为一种轨道交通电磁通讯系统的防干扰装置。
技术介绍
轨道交通中的电磁兼容主要是针对信号系统、轨道电路以及车辆和车辆内的各子系统，要避免这些电子电气装置相互干扰相互影响，无外乎两种途径：一是减少这些电子电气系统对外产生的干扰，避免其影响其它子系统的正常运行以及人员(乘客和乘务人员)的人身安全，这称之为控制干扰源。二是增强这些电子电气系统本身的电磁耐受力，使其不受到外界和其它电子装置的影响，这称之为保护敏感部件。轨道系统中的敏感部件主要有轨道信号系统、通讯系统以及列车自动控制系统(ATC)等等。这些信号、通讯装置一方面比较容易受到自然界雷电的干扰，另一方面一旦车辆上其它电子装置产生的电磁干扰频率与信号、通讯装置的工作频率相邻近，也将易使信号、通讯装置无法正常工作。另外，车下的速度传感器、制动传感器等模拟量装置也容易受到耦合传导干扰致使数据出错，从而导致运行故障。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术设计了一种轨道交通电磁通讯系统的防干扰装置，包含以下内容：防干扰装置包含基带芯片、处理器、无线通讯芯片、MCU3、小型分布式天线框架以及多个传感器；传感器位于防干扰装置整体外围，将接收轨道交通中用于通讯产生的信号传输到防干扰装置内部的基带芯片中；基带芯片位于防干扰装置内部，与传感器相连，用于从传感器接收通讯信号，并将信号转换为用于信号处理的模拟信号；通讯信号为一对电压差分信号，在电压差分信号的电压高于第一预定阀值时，产生第一对电流差分信号，在电压差分信号的电压低于第一预定阀值时，产生第二对电流差分信号，第一预定阈值为基带芯片的最大工作频率对应的最高接收信号强度，第一电流差分信号或第二电流差分信号即为用于信号处理的模拟信号；无线通讯芯片位于防干扰装置内部，与基带芯片相连，包括信号转换单元与检波单元；信号转换单元用于从基带芯片接收模拟信号，并将模拟信号的信号强度与第二预定阀值比较，若模拟信号的强度高于或等于第二预定阀值，则信号转换单元将模拟信号转换为数字信号并输出数字信号，若模拟信号的强度低于第二预定阀值，则信号转换单元将模拟信号转换为低电平信号并输出低电平信号，第二预定阀值计算公式如下：其中，P1为第一预定阀值大小，P2为第二预定阀值，v1为基带芯片的最大工作频率，v2为无线通讯芯片的最大工作频率；检波单元用于对信号转换单元输出的信号进行检波，当从信号转换单元接收到数字信号时，检波单元输出第一检波信号，当从信号转换单元接收到低电平信号时，检波单元输出第二检波信号；处理器位于防干扰装置的内部，与无线通讯芯片相连，包括信号放大单元与信号筛选单元；信号放大单元用于将检波单元输出的信号进行放大，计算公式为：其中，Y0为检波单元输出的信号强度，t为检波的单元输出的信号阶次，K为放大系数，Y为放大检波信号；信号筛选单元用于对放大检波信号进行分析以确定是否将检波信号输出，从电子系统干扰信号传播途径来看，信号频率幅值大的地方，往往是电容性耦合信号干扰的主要根源，公共阻抗耦合的信号干扰也是由剧烈变化的信号幅值在公共阻抗特别是其电感分量上产生的压降造成的，因此需要过滤电路中大幅波动的信号幅值；经过信号转换、检波以及放大之后的模拟信号均为正弦波，正弦波的幅值序列计算公式为：其中，Ai,j表示第i个检波信号的第j个放大后的幅值，fi,j表示第i个检波信号的第j个放大后的信号频率，Ni,j表示对应fi,j的数据窗长度；对正弦波进行第一轮筛选，若正弦波的幅值Ai,j小于ni,j，则认为正弦波幅值为零，将正弦波过滤，若正弦波幅值Ai,j大于或者等于ni，则将进行第二轮筛选，ni表示信号筛选单元最小工作频率对应的信号幅值，通过这一步可以筛选去除接近为零的信号；对正弦波进行第二轮筛选，比较处于相邻频段的幅值序列Ai,j和Ai,j+1，如果他们对应的频率fi,j和fi,j+1接近，则认为Ai,j和Ai,j+1是同一模态信号，取两者中的大值为最终结果，否则认为是两个不同的模态信号，对经过筛选后的模态信号进行分析，若Ai,j大于或等于Bi，将此信号过滤，若Ai,j小于Bi，将此信号输出到小型分布式天线框架，由此得到全部所需的模态信号，Bi表示小型分布式天线框架允许接收信号的最大幅值；小型分布式天线框架位于防干扰装置外侧，与处理器相连，当模态信号由处理器传输至小型分布式天线框架时，小型分布式天线框架处于射频信号发射状态，其端口会产生相应电平强度，电平强度计算公式为：其中I为小型分布式天线框架产生的电平强度，m为模态信号传输的时刻，n为模态信号的阶次，为m时刻n次模态信号值，A为处理器与小型分布式天线框架相连导线的横截面积；MCU3位于防干扰装置的内部，与小型分布式天线框架和传感器均相连，小型分布式天线框架会上报计算所得的电平的强度I给MCU3，若电平强度I低于Im，MCU3会发出控制命令关闭传感器；反之，若电平强度I高于Im，传感器处于工作状态，MCU3会通过拉低处理器传输的信号强度来关闭小型分布式天线框架的射频发射的工作状态，Im表示传感器传输最大幅值的模态信号时的最高电平强度。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行详细的说明。具体方法如下：本实施例的防干扰无线通讯系统包括包含基带芯片、处理器、无线通讯芯片、小型分布式天线框架以及多个传感器。其中所述基带芯片为射频功率放大芯片。其中，所述基带芯片输出使能所述通讯芯片的使能信号，本实施例所述使能信号为高电平。本实施例的防干扰无线通讯系统包括RPF88162B芯片1、MTK6252D芯片2、MCU3、SGM4175芯片4和传感器5。其中所述RPF88162B芯片1为射频功率放大芯片。所述MTK6252D芯片2为基带芯片。所述SGM4175芯片4为模拟开关。其中，所述MTK6252D芯片2通过PAEN_BB端输出使能所述RPF88162B芯片1的使能信号，本实施例所述使能信号为高电平。本实施例中所述MCU3用于控制SGM4175芯片4从而使得所述PAEN_BB端的使能信号是否传输至所述RPF88162B芯片1的使能端PA_ENABLE。本实施例中所述基带芯片用于控制模拟开关从而使得所述通讯芯片的使能信号是否传输至所述小型分布式天线框架的使能端。具体的说，所述传感器的终端与所述处理器的控制端连接，所述处理器与所述通讯芯片输出所述使能信号终端电连接，所述通讯芯片的与所述基带芯片的使能端电连接，所述基带芯片与的所述小型分布天线框架连接。所以当TX_C端的信号为高电平时，所述SGM4175芯片4的COM端和NO端导通，此时所述RPF88162B芯片1的使能端PA_ENABLE的电平和所述PAEN_BB端的电平相同，因此所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通电磁通讯系统的防干扰装置，其特征在于，包含以下内容：/n所述防干扰装置包含基带芯片、处理器、无线通讯芯片、MCU3、小型分布式天线框架以及多个传感器；/n所述传感器位于所述防干扰装置整体外围，将接收轨道交通中用于通讯产生的信号传输到所述防干扰装置内部的所述基带芯片中；/n所述基带芯片位于所述防干扰装置内部，与所述传感器相连，用于从所述传感器接收通讯信号，并将所述信号转换为用于信号处理的模拟信号；/n所述通讯信号为一对电压差分信号，在所述电压差分信号的电压高于第一预定阀值时，产生第一对电流差分信号，在所述电压差分信号的电压低于第一预定阀值时，产生第二对电流差分信号，所述第一预定阈值为所述基带芯片的最大工作频率对应的最高接收信号强度，所述第一电流差分信号或所述第二电流差分信号即为用于信号处理的所述模拟信号；/n所述无线通讯芯片位于所述防干扰装置内部，与所述基带芯片相连，包括信号转换单元与检波单元；/n所述信号转换单元用于从所述基带芯片接收所述模拟信号，并将所述模拟信号的信号强度与第二预定阀值比较，若所述模拟信号的强度高于或等于第二预定阀值，则所述信号转换单元将所述模拟信号转换为数字信号并输出所述数字信号，若所述模拟信号的强度低于第二预定阀值，则所述信号转换单元将所述模拟信号转换为低电平信号并输出所述低电平信号，所述第二预定阀值计算公式如下：/n...

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通电磁通讯系统的防干扰装置，其特征在于，包含以下内容：
所述防干扰装置包含基带芯片、处理器、无线通讯芯片、MCU3、小型分布式天线框架以及多个传感器；
所述传感器位于所述防干扰装置整体外围，将接收轨道交通中用于通讯产生的信号传输到所述防干扰装置内部的所述基带芯片中；
所述基带芯片位于所述防干扰装置内部，与所述传感器相连，用于从所述传感器接收通讯信号，并将所述信号转换为用于信号处理的模拟信号；
所述通讯信号为一对电压差分信号，在所述电压差分信号的电压高于第一预定阀值时，产生第一对电流差分信号，在所述电压差分信号的电压低于第一预定阀值时，产生第二对电流差分信号，所述第一预定阈值为所述基带芯片的最大工作频率对应的最高接收信号强度，所述第一电流差分信号或所述第二电流差分信号即为用于信号处理的所述模拟信号；
所述无线通讯芯片位于所述防干扰装置内部，与所述基带芯片相连，包括信号转换单元与检波单元；
所述信号转换单元用于从所述基带芯片接收所述模拟信号，并将所述模拟信号的信号强度与第二预定阀值比较，若所述模拟信号的强度高于或等于第二预定阀值，则所述信号转换单元将所述模拟信号转换为数字信号并输出所述数字信号，若所述模拟信号的强度低于第二预定阀值，则所述信号转换单元将所述模拟信号转换为低电平信号并输出所述低电平信号，所述第二预定阀值计算公式如下：



其中，P1为所述第一预定阀值大小，P2为所述第二预定阀值，v1为所述基带芯片的最大工作频率，v2为所述无线通讯芯片的最大工作频率；
所述检波单元用于对所述信号转换单元输出的信号进行检波，当从所述信号转换单元接收到数字信号时，所述检波单元输出第一检波信号，当从所述信号转换单元接收到低电平信号时，所述检波单元输出第二检波信号；
所述处理器位于所述防干扰装置的内部，与所述无线通讯芯片相连，包括信号放大单元与信号筛选单元；
所述信号放大单元用于将所述检波单元输出的信号进行放大，计算公式为：



其中，Y0为所述检波单元输出的信号强度，t为所述检波的单元输出的信号阶次，K为放大系数，Y为放大检波信号；
所述信号筛选单元用于对所述放大检波信号进行分析以确定是否将所述检波信号输出，从电子系统干扰信号传播途径来看，信号频率幅值大的地方，往往是电容性耦合信号干扰的主要根源，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金安，王琳，宋刚，穆晓彤，商宝莹，宋季磊，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，北京航空航天大学，佛山市顺德区航测电磁兼容技术有限公司，深圳市北航检测有限公司，北航工程技术中心深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22