專利名稱：基于ctcs的點式應(yīng)答器的天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種天線裝置，尤其涉及一種應(yīng)用在高速鐵路上的應(yīng)答器中的天線裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國鐵路的快速發(fā)展，我國制定了鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃，其規(guī)劃中的中國列車控制系統(tǒng)CTCS(China Train Control System)是為保證列車安全運(yùn)行，并以分級形式滿足不同線路運(yùn)行需求的技術(shù)規(guī)范，是我國未來鐵路技術(shù)發(fā)展的方向，CTCS按照系統(tǒng)條件和功能共分5級，從0級到4級。在中國列車控制系統(tǒng)CTCS中，實現(xiàn)列車定位的為應(yīng)答器，它是一種應(yīng)用于高速鐵路行車控制的設(shè)備，應(yīng)答器天線接收機(jī)車上閱讀器天線發(fā)射的27. 095MHz的信號，經(jīng)電路處理后產(chǎn)生FSK調(diào)制的4. 23MHz的信號，再通過應(yīng)答器天線發(fā)送給閱讀器天線，傳輸給機(jī)車上的控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)車地間信號傳輸。應(yīng)答器天線的接收效率直接影響應(yīng)答器工作的穩(wěn)定性和可靠性。目前的應(yīng)答器天線尚不能完全滿足CTCS列控系統(tǒng)的需求，需要對其進(jìn)行技術(shù)改造。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種在工作時穩(wěn)定性好、可靠性能高并具有作用距離高的基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置?；贑TCS的點式應(yīng)答器的天線裝置，它包括27MHz和4. 23MHz兩個天線，分別加工在PCB板的兩面，其中所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中的27MHz接收天線上有帶通濾波電路及過功率保護(hù)電路和匹配電路，所述的4. 23MHz發(fā)送天線上有低通濾波電路，可以保證兩個天線不會互相干擾。所述的27MHz接收天線不是傳統(tǒng)的匹配到50歐姆，而是考慮了輸出電路的阻抗特性，設(shè)置有匹配電路，使其直接實現(xiàn)了阻抗共軛匹配，既保證了最大功率傳輸，又簡化了電路。所述4MHz天線的傳輸線寬度小于10cm，而27MHz天線的傳輸線寬達(dá)大于20cm， 因此傳輸損耗均較小，同時要求傳輸線串接于天線中的電感、電容采用ESR (Equivalent Series Resistance 等效串聯(lián)電阻)較小的器件，可保證接收到的能量全部轉(zhuǎn)化為有用信號，提高應(yīng)答器作用距離。所述27MHz接收天線在接收功率過大時過功率保護(hù)電路啟動，將整流輸出電壓穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，保證電源芯片不會燒壞。所述27MHz接收天線中點與應(yīng)答器電路的地相連接，提供零點參考電平。所述4. 23MHz發(fā)送天線通過電子開關(guān)控制不同的電容值接入天線諧振回路，控制天線諧振在不同的頻率，發(fā)送經(jīng)FSK調(diào)制的信號。[0012]本實用新型的優(yōu)點在于其結(jié)構(gòu)緊湊、功能全、易加工，接收功率效率高，能提高應(yīng)答器作用距離的天線裝置。

圖1基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中27MHz天線的結(jié)構(gòu)圖。圖2基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中4. 23MHz天線的結(jié)構(gòu)圖。圖3基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中27MHz天線匹配電路圖。圖4基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中27MHz天線帶通濾波和過功率保護(hù)電路圖。
具體實施方式
基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置，圖1為基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中的 27MHz接收天線結(jié)構(gòu)圖示意圖和圖2為基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中的4. 23MHz發(fā)送天線的結(jié)構(gòu)圖示意圖，所述的27MHz接收天線和4. 23MHz發(fā)送天線分別加工在PCB板的兩面，其中所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中的27MHz天線上有帶通濾波的過功率保護(hù)電路和匹配電路，所述的4. 23MHz天線上有低通濾波電路。進(jìn)一步的，所述的匹配電路如圖3所示，其中電容Cl、C2、C3組成“Π”形匹配電路，串接的電感Li、L2可實現(xiàn)天線輸出阻抗在更大范圍內(nèi)變換，直接實現(xiàn)天線輸出阻抗與負(fù)載阻抗的共軛匹配。進(jìn)一步的，所述的27MHz接收天線接收車載天線發(fā)射的能量，經(jīng)帶通濾波、匹配電路后到達(dá)整流電路，經(jīng)橋式整流電路之后輸出直流電壓，驅(qū)動應(yīng)答器電路，27MHz接收天線中點與應(yīng)答器電路的地相連接，提供零點參考電平。如圖2所示的4. 23MHz信號發(fā)生電路為一電子開關(guān)控制的電容組，應(yīng)答器控制單元產(chǎn)生應(yīng)答器需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，用該數(shù)據(jù)驅(qū)動電子開關(guān)，控制開關(guān)的閉合與關(guān)斷，可將不同的電容值接入天線電路，與天線線圈諧振在不同的頻率，在應(yīng)答器控制單元的控制下， 4. 23MHz天線發(fā)送相應(yīng)頻率的信號，即可實現(xiàn)FSK調(diào)制。所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置與列車的車載系統(tǒng)距離較近時，經(jīng)過所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置的磁通量過大，整流電壓過高，有可能燒毀后級的電源芯片，此時天線中的過功率保護(hù)電路開啟，如圖4所示，其中電感Ll與電容CfC3組成帶通濾波電路，整流二極管Df D2組成橋式整流電路對接收到的能量進(jìn)行整流，整流后將直流信號加到晶體管Ql上。晶體管的發(fā)射極與整流電路的正極相連，集電極與整流電路的負(fù)極相連，柵極一端通過電阻R3與整流電路正極相連，另一端通過二極管D3、穩(wěn)壓管D4與整流電路的負(fù)極相連。R2為大于50K的大電阻，C4為能通27MHz信號的電容。進(jìn)一步的，當(dāng)整流電路輸出電壓較低時，穩(wěn)壓管D4截止，電阻Rl上沒有壓降，晶體管Ql也截止。此時整流電路的負(fù)載為大電阻R5，負(fù)載較輕，對電路基本沒有影響，也不會影響天線匹配；當(dāng)整流電路輸出電壓較高時，穩(wěn)壓管D4導(dǎo)通，將D4兩端電壓穩(wěn)定在某個值，此時Rl兩端產(chǎn)生壓差，當(dāng)此壓差達(dá)到0. 7V以上時，Ql導(dǎo)通，導(dǎo)通電阻上流過大電流，消耗了大量功率，導(dǎo)致整流電路輸出電壓減小，D4、Ql又截止，R2上電流減小，消耗功率減小，整流電路輸出電壓又將上升。如此反復(fù)，即可實現(xiàn)當(dāng)天線上接收到的功率較小時保護(hù)電路不起作用，當(dāng)天線上接收到的功率較大時保護(hù)電路開啟，消耗多余功率，達(dá)到了保護(hù)后級電路的效果。
權(quán)利要求1.基于CTCS的點式應(yīng)答器的天線裝置，包括27MHz和4.23MHz兩個天線，其特征在于所述的27MHz和4. 23MHz兩個天線分別加工在PCB板的兩面；所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中的27MHz接收天線上有帶通濾波的過功率保護(hù)電路和匹配電路，所述的 4. 23MHz發(fā)送天線上有低通濾波電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器的天線裝置，其特征在于，所述的 4MHz天線的傳輸線寬度小于10cm，而27MHz天線的傳輸線寬達(dá)大于20cm，所述的傳輸線串接于天線中的電感、電容采用等效串聯(lián)電阻，可保證接收到的能量全部轉(zhuǎn)化為有用信號，提高應(yīng)答器作用距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器的天線裝置，其特征在于，27MHz接收天線中點與應(yīng)答器電路的地相連接，提供零點參考電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器的天線裝置，其特征在于，4.23MHz 發(fā)送天線通過電子開關(guān)控制不同的電容值接入天線回路，控制天線諧振在不同的頻率，發(fā)送經(jīng)FSK調(diào)制的信號。
專利摘要本實用新型公開了一種基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置，基于CTCS的點式應(yīng)答器的天線裝置，它包括27MHz和4.23MHz兩個天線，分別加工在PCB板的兩面，其中所述的基于CTCS的點式應(yīng)答器天線裝置中的27MHz接收天線上有帶通濾波的過功率保護(hù)電路和匹配電路，所述的4.23MHz發(fā)送天線上有低通濾波電路。本實用新型的優(yōu)點在于其結(jié)構(gòu)緊湊、功能全、易加工，接收功率效率高，能提高應(yīng)答器作用距離的天線裝置。
文檔編號H01Q1/52GK202094273SQ20112011557
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者張瑞娜, 柴書靈 申請人:北京錦鴻希電信息技術(shù)股份有限公司