一种低谐波辐射的天线单元制造技术

本发明专利技术提供一种低谐波辐射的天线单元，包括：第一滤波电路，所述第一滤波电路设置在天线的能量发送环和BTM之间，用于对BTM线缆传输信号的低通滤波，以降低能量发送环的谐波辐射。本发明专利技术的天线单元能够降低BTM主信号上的谐波分量，从而降低天线在主信号通路上的谐波辐射发射，提高天线单元与BTM的匹配范围。提高天线单元与BTM的匹配范围。提高天线单元与BTM的匹配范围。

【技术实现步骤摘要】
一种低谐波辐射的天线单元


[0001]本专利技术属于轨道交通通信
，特别涉及一种低谐波辐射的天线单元。

技术介绍

[0002]BTM天线单元能够用于探测应答器，具备两大基本的功能：一、通过A4接口向应答器辐射能量；二、接收应答器的FSK(A1接口)信号。为了能够通过BTM检测天线回路的工作是否正常，还设置有自检电路：响应BTM发送的天线单元自检请求并发送检测信号。
[0003]BTM天线单元能够用于发送和接收能量载波的双向传输的天线单元，通常包括接收和发送线圈，能将BTM传送来的能量载波向地面辐射，接收应答器发送的上行链路信号，并传送给BTM。BTM天线单元在BTM开启状态，能够连续向地面辐射27MHz能量载波(CW，Continuous Wave，连续波)，同时接收应答器上行链路的FSK(Frequency
‑
shift keying，频移键控)。在空闲(无应答器)时由BTM的解码板触发执行天线发送能量强度和接收链路的自检。
[0004]现有技术中，BTM线缆信号(主信号)的二次谐波，三次谐波及多次谐波应辐射较大时，很难满足相关铁路标准的谐波辐射发射要求，因此，对BTM发出的主信号要求很高，BTM主信号的处理难度大、使用范围小。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供一种低谐波辐射的天线单元，包括：第一滤波电路，
[0006]所述第一滤波电路设置在天线的能量发送环和BTM之间，用于对BTM线缆传输信号的低通滤波，以降低能量发送环的谐波辐射。
[0007]进一步地，第一滤波电路设置在不同于天线主板和天线发送板的独立板卡上；
[0008]其中，第一滤波电路的第一端口与BTM线缆连接；第二端口与天线主板的信号端口相连，第三端口与天线发送板上的信号端口相连。
[0009]进一步地，所述第一滤波电路包括第一端口、第二端口、第三端口和滤波模块；
[0010]滤波模块的第一端连接第一端口，第二端分别连接第二端口和第三端口；
[0011]滤波模块包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和第二电感；第一电感和第二电感串联，第一电感的第一端作为滤波模块的第一端，第一电感的第二端与第二电感连接，第二电感的第一端与第一电感的第二端连接，第二电感的第二端作为滤波模块的第二端；
[0012]第一电容的第一端与第一电感的第一端连接，第一电容的第二端接地；第二电容的第一端与第一电感的第二端连接，第二电容的第二端接地；第三电容的第一端与第二电感的第二端连接，第三电容的第二端接地。
[0013]进一步地，滤波模块的第二端通过第四电容连接第三端口。
[0014]进一步地，天线单元还包括第一谐振器和电源隔离单元；
[0015]天线主板的信号接口的接收端通过第一谐振器连接能量接收环的第一端；
[0016]天线主板的信号接口的接地端通过电源隔离单元连接能量接收环的第二端；电源隔离单元用于隔离直流电源；
[0017]第一谐振器用于调节天线的特性阻抗参数，进行阻抗匹配。
[0018]进一步地，电源隔离单元包括多个并联的电容。
[0019]进一步地，第一谐振器包括并联的第五电容和第三电感。
[0020]进一步地，能量发送环包括多个串联的谐振单元和第一电阻，第一电阻采用带有接地端的标称值50欧姆电阻，功率不小于20W，并通过外接散热器进行散热。
[0021]进一步地，天线单元还包括第二滤波电路，
[0022]第二滤波电路用于隔离BTM电缆的高频信号后向电源和触发电路供电。进一步地，第二滤波电路包括第四电感、第五电感、第六电容和第七电容；
[0023]第四电感的第一端连接第二滤波电路的输入端，第四电感的第二端连接第五谐振单元的第一端，第五谐振单元包括并联的第五电感、第六电容和第七电容；
[0024]第五谐振单元的第二端连接第二滤波电路的输出端；
[0025]第五谐振单元的第二端通过第一二极管接地，对电路进行电压箝位保护。
[0026]本专利技术通过设计BTM天线单元，增加低通滤波功能，提高天线在工作频段内端口反射系数，具有很低的谐波能量辐射，对BTM的匹配能力大幅提高，提高接收信号的能力，改善在复杂电磁环境下的接收效果。
[0027]加入低通滤波板实现了：天线向外辐射信号时，BTM线缆信号大幅度能多的辐射出去，BTM线缆信号的二次谐波，三次谐波及多次谐波应辐射发射降低，更容易满足相关标准的要求，从而降低了对BTM线缆信号的要求。低通滤波板具有优异的端口反射系数，对BTM与天线之间的匹配连接起到“桥梁”作用，提高了BTM天线单元对的适用范围。另外，通过改变电路结构和谐振单元，进一步提高天线的信号处理性能。
[0028]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1示出了根据本专利技术实施例的低谐波辐射的天线单元的模块结构示意图；
[0031]图2示出了根据本专利技术实施例的低通滤波板的电路结构示意图；
[0032]图3示出了根据本专利技术实施例的低通滤波板的第一端口的正向传输系数的仿真结果图；
[0033]图4示出了根据本专利技术实施例的低通滤波板的第一端口的反射系数的仿真结果图；
[0034]图5示出了根据本专利技术实施例的低通滤波板的电路的网络分析仪测试结果图；
[0035]图6示出了根据本专利技术实施例的低通滤波板与天线主板、天线发送板的位置关系
示意图；
[0036]图7示出了根据本专利技术实施例的第一谐振器和电源隔离单元的结构示意图；
[0037]图8示出了根据本专利技术实施例的能量发送线圈天线的电路结构示意图；
[0038]图9(a)示出了根据本专利技术实施例的50欧姆匹配下的smith圆图；
[0039]图9(b)示出了根据本专利技术实施例的端口失配在9.5dB端口反射系数，阻抗值在25.81欧姆情况下的smith圆图；
[0040]图9(c)示出了根据本专利技术实施例的端口开路状态，阻抗在0.8欧姆情况下的smith圆图；
[0041]图10示出了根据本专利技术实施例的天线发送板电路的端口的反射系数的仿真结果示意图；
[0042]图11示出了根据本专利技术实施例的第二滤波电路的结构示意图；
[0043]图12示出了根据本专利技术实施例的第二滤波电路的正向传输系数的仿真结果示意图；
[0044]图13示出了根据本专利技术实施例的A4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低谐波辐射的天线单元，其特征在于，包括：第一滤波电路，所述第一滤波电路设置在天线的能量发送环和BTM之间，用于对BTM线缆传输信号的低通滤波，以降低能量发送环的谐波辐射。2.根据权利要求1所述的低谐波辐射的天线单元，其特征在于，第一滤波电路设置在不同于天线主板和天线发送板的独立板卡上；其中，第一滤波电路的第一端口与BTM线缆连接；第二端口与天线主板的信号端口相连，第三端口与天线发送板上的信号端口相连。3.根据权利要求1所述的低谐波辐射的天线单元，其特征在于，所述第一滤波电路包括第一端口、第二端口、第三端口和滤波模块；滤波模块的第一端连接第一端口，第二端分别连接第二端口和第三端口；滤波模块包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和第二电感；第一电感和第二电感串联，第一电感的第一端作为滤波模块的第一端，第一电感的第二端与第二电感连接，第二电感的第一端与第一电感的第二端连接，第二电感的第二端作为滤波模块的第二端；第一电容的第一端与第一电感的第一端连接，第一电容的第二端接地；第二电容的第一端与第一电感的第二端连接，第二电容的第二端接地；第三电容的第一端与第二电感的第二端连接，第三电容的第二端接地。4.根据权利要求3所述的低谐波辐射的天线单元，其特征在于，滤波模块的第二端通过第四电容连接第三端口。5.根据权利要求1所述的低谐波辐射的天线单元，其特征在于，天线单元还包括第一谐振器和电源隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵君伟，邹未栋，侯石岩，樊西宁，郭瑞彬，
申请(专利权)人：中国铁路通信信号股份有限公司，
类型：发明
国别省市：