機車頂多部天線布局帶來的互耦效應研究.pdf

1、客運高速化是當今世界鐵路發(fā)展的共同趨勢。高速動車組在提供給我們快捷,舒適的出行方式的同時,其在高速運行狀態(tài)下的安全問題一直是人們所關心的話題。隨著以GSM-R無線通信和調(diào)度系統(tǒng)作為核心的CTCS-3級列控系統(tǒng)的應用,以及現(xiàn)有的450MHz車載電臺和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng),機車頂上勢必會存在多部天線共存的情況。車載天線間由于相互耦合存在電磁干擾,若不能很好的解決天線之間的耦合問題,就可能對整個機車系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生影響,使行車安全存在嚴重的隱

2、患。車載天線工作在開放且十分有限的空間環(huán)境中,通常的空間隔離及屏蔽技術不能用于天線間干擾的抑制,合理的天線布局是降低天線間相互耦合的有效措施。
　　 本文結(jié)合多年來前人對車載、機載天線系統(tǒng)的研究,首先建立了一個較為簡單的天線系統(tǒng)模型,即在有限大的長方形金屬平板上放置多副天線組成的系統(tǒng)。然后綜合考慮機車頂上的實際情況對天線性能的影響,細化了模型,考慮了天線間存在障礙物遮擋的情況,提出以天線之間的耦合度為優(yōu)化參數(shù)的目標函數(shù),再基于M

3、atlab高級語言,根據(jù)遺傳算法得到了機車頂多部天線布局的優(yōu)化方案。為機車實際的天線布局提供了理論上的指導。
　　 其次本文基于高頻算法和矩量法的混合算法,對機車車頂上天線進行仿真,具體分析了車體、邊緣效應、障礙物遮擋、接觸網(wǎng)、地面等多種因素對天線性能的影響。并針對優(yōu)化后和優(yōu)化前兩種天線布局方案的天線方向性和天線間的耦合度進行了大量的仿真,驗證了經(jīng)遺傳算法用于天線布局優(yōu)化問題中的正確性和有效性。
　　 最后在半電波暗室中