[实用新型]基于CTCS的点式应答器的天线装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种天线装置，尤其涉及一种应用在高速铁路上的应答器中的天线装置。

背景技术

随着我国铁路的快速发展，我国制定了铁路中长期发展规划，其规划中的中国列车控制系统CTCS(China Train Control System)是为保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运行需求的技术规范，是我国未来铁路技术发展的方向，CTCS按照系统条件和功能共分5级，从0级到4级。

在中国列车控制系统CTCS中，实现列车定位的为应答器，它是一种应用于高速铁路行车控制的设备，应答器天线接收机车上阅读器天线发射的27.095MHz的信号，经电路处理后产生FSK调制的4.23MHz的信号，再通过应答器天线发送给阅读器天线，传输给机车上的控制系统，从而实现车地间信号传输。应答器天线的接收效率直接影响应答器工作的稳定性和可靠性。

目前的应答器天线尚不能完全满足CTCS列控系统的需求，需要对其进行技术改造。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种在工作时稳定性好、可靠性能高并具有作用距离高的基于CTCS的点式应答器天线装置。

基于CTCS的点式应答器的天线装置，它包括27MHz和4.23MHz两个天线，分别加工在PCB板的两面，其中所述的基于CTCS的点式应答器天线装置中的27MHz接收天线上有带通滤波电路及过功率保护电路和匹配电路，所述的4.23MHz发送天线上有低通滤波电路，可以保证两个天线不会互相干扰。

所述的27MHz接收天线不是传统的匹配到50欧姆，而是考虑了输出电路的阻抗特性，设置有匹配电路，使其直接实现了阻抗共轭匹配，既保证了最大功率传输，又简化了电路。

所述4MHz天线的传输线宽度小于10cm，而27MHz天线的传输线宽达大于20cm，因此传输损耗均较小，同时要求传输线串接于天线中的电感、电容采用ESR（Equivalent Series Resistance：等效串联电阻）较小的器件，可保证接收到的能量全部转化为有用信号，提高应答器作用距离。

所述27MHz接收天线在接收功率过大时过功率保护电路启动，将整流输出电压稳定在一定的范围内，保证电源芯片不会烧坏。

所述27MHz接收天线中点与应答器电路的地相连接，提供零点参考电平。

所述4.23MHz发送天线通过电子开关控制不同的电容值接入天线谐振回路，控制天线谐振在不同的频率，发送经FSK调制的信号。

本实用新型的优点在于其结构紧凑、功能全、易加工，接收功率效率高，能提高应答器作用距离的天线装置。 

附图说明

图1基于CTCS的点式应答器天线装置中27MHz天线的结构图。

图2基于CTCS的点式应答器天线装置中4.23MHz天线的结构图。

图3基于CTCS的点式应答器天线装置中27MHz天线匹配电路图。

图4基于CTCS的点式应答器天线装置中27MHz天线带通滤波和过功率保护电路图。

具体实施方式

基于CTCS的点式应答器天线装置，图1为基于CTCS的点式应答器天线装置中的27MHz接收天线结构图示意图和图2为基于CTCS的点式应答器天线装置中的4.23MHz发送天线的结构图示意图，所述的27MHz接收天线和4.23MHz发送天线分别加工在PCB板的两面，其中所述的基于CTCS的点式应答器天线装置中的27MHz天线上有带通滤波的过功率保护电路和匹配电路，所述的4.23MHz天线上有低通滤波电路。

进一步的，所述的匹配电路如图3所示，其中电容C1、C2、C3组成“Π”形匹配电路，串接的电感L1、L2可实现天线输出阻抗在更大范围内变换，直接实现天线输出阻抗与负载阻抗的共轭匹配。

进一步的，所述的27MHz接收天线接收车载天线发射的能量，经带通滤波、匹配电路后到达整流电路，经桥式整流电路之后输出直流电压，驱动应答器电路，27MHz接收天线中点与应答器电路的地相连接，提供零点参考电平。

如图2所示的4.23MHz信号发生电路为一电子开关控制的电容组，应答器控制单元产生应答器需要发送的数据，用该数据驱动电子开关，控制开关的闭合与关断，可将不同的电容值接入天线电路，与天线线圈谐振在不同的频率，在应答器控制单元的控制下，4.23MHz天线发送相应频率的信号，即可实现FSK调制。