一种点式列车控制系统车载天线装置的制作方法

1.本实用新型属于铁路信号技术领域，特别涉及一种点式列车控制车载系统。


背景技术：

2.德国铁路于20世纪30年代末开始采用三频感应点式列车自动停车系统(indusi)，这种系统具有简单的点式速度检查功能，20世纪90年代，indusi车载设备实现了计算机化，改称为pzb系统。pzb点式列车控制系统，作为一种列车间歇式控制系统车载设备，和地面轨旁应答天线构成了列车点式控制系统。pzb点式列车控制系统，采用1000hz、500hz、2000hz频率与地面单一频率的磁感应设备接近时形成谐振，以识别列车位置，在对应的位置提醒司机按照规定速度运行，监督司机安全运行，当司机不按照对应允许速度运行或停车时，系统输出紧急制动；系统主要应用于欧洲铁路系统。
3.但现有的pzb点式列车控制系统存在着三种频率信号之间存在故障干扰的安全隐患。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型提供一种点式列车控制系统车载天线装置。
5.本实用新型的点式列车控制系统车载天线装置，包括：天线外壳主腔体(1)，线圈(2)，磁棒(3)，线圈(4)，线圈(5)，
6.其中，
7.所述线圈(2)，磁棒(3)，线圈(4)，线圈(5)设置于天线外壳主腔体(1)中；
8.所述线圈(2)，线圈(4)和线圈(5)互为电气独立，且所述线圈(2)，线圈(4)和线圈(5)均绕制在所述磁棒(3)上，并在所述磁棒(3)上形成有至少两个线圈段；
9.每个所述线圈段上绕制有所述线圈(2)，线圈(4)和线圈(5)中的至少一路；
10.当所述至少两个线圈段中的一个线圈段上绕制有所述线圈(2)，线圈(4)和线圈(5)中的至少两路线圈时，所述至少两路线圈在所述一个线圈段上的绕制方向一致；
11.所述至少两个线圈段中的至少一个线圈段上的线圈的绕制方向与其它线圈段上的线圈的绕制方向相反，使得所述磁棒(3)上的线圈的互感值达到预期值。
12.进一步，还包括天线外壳辅助腔体(14)，所述天线外壳辅助腔体(14)设置于所述天线外壳主腔体(1)外，且所述天线外壳辅助腔体(14)的内部设有电容-电阻组合(10)，电容-电阻组合(11)，电容-电阻组合(12)。
13.进一步，
14.所述天线外壳主腔体(1)内设有第一连接器(6)，所述第一连接器(6)中设有正端线缆接口(a)、(c)、(e)，负端线缆接口(b)、(d)、(f)。
15.进一步，
16.所述天线外壳辅助腔体(14)内设有第二连接器(13)，所述第二连接器(13)设有正端连接端(17)、(18)、(19)，负端连接端(20)、(21)、(22)；
17.所述第二连接器(13)和第一连接器(6)连接，所述正端线缆接口(a)连接至正端连接端(17)，所述正端线缆接口(c)连接至正端连接端(18)，所述正端线缆接口(e)连接至正端连接端(19)。
18.进一步，
19.所述线圈(2)的正端先后通过第一连接器(6)的正端线缆接口(a)和第二连接器(13)中的正端连接端(17)连接至电容-电阻组合(10)的负端，所述电容-电阻组合(10)的正端通过第二连接器(13)中的负端连接端(20)连接至功放电流负端(2bb2)，功放电流正端(2bb1)通过第一连接器(6)的负端线缆接口(b)连接至线圈(2)的负端；所述电容-电阻组合(10)与所述线圈(2)的线圈电感构成rlc串联谐振电路；
20.所述线圈(4)的正端先后通过第一连接器(6)的正端线缆接口(c)和第二连接器(13)中的正端连接端(18)连接至电容-电阻组合(11)的负端，所述电容-电阻组合(11)的正端通过第二连接器(13)中的负端连接端(21)连接至功放电流负端(4bb2)，功放电流正端(4bb1)通过第一连接器(6)的负端线缆接口(d)连接至线圈(4)的负端；所述电容-电阻组合(11)与所述线圈(4)的线圈电感构成rlc串联谐振电路；
21.所述线圈(5)的正端先后通过第一连接器(6)的正端线缆接口(e)和第二连接器(13)中的正端连接端(19)连接至电容-电阻组合(12)的负端，所述电容-电阻组合(12)的正端通过第二连接器(13)中的负端连接端(22)连接至功放电流负端(5bb2)，功放电流正端(5bb1)通过第一连接器(6)的负端线缆接口(f)连接至线圈(5)的负端；所述电容-电阻组合(12)与所述线圈(5)的线圈电感构成rlc串联谐振电路。
22.进一步，
23.所述天线外壳辅助腔体(14)中设有和天线外壳主腔体(1)相通的排气孔(7)和灌封孔(8)。
24.进一步，
25.还包括天线外壳主腔体盖板(15)，用于封盖所述天线外壳主腔体(1)以构成封闭的腔体。
26.进一步，
27.所述天线外壳主腔体(1)采用铝制成；
28.所述天线外壳主腔体盖板(15)采用片状模塑料或聚碳酸酯制成。
29.进一步，
30.还包括天线外壳辅助腔体盖板(16)，用于封盖所述天线外壳辅助腔体(14)以构成封闭的腔体。
31.进一步，
32.所述天线外壳辅助腔体(14)采用铝制成；
33.所述天线外壳辅助腔体盖板(16)采用片状模塑料或聚碳酸酯制成。
34.本实用新型的点式列车控制系统车载天线装置包括独立的三种频率线圈结构，避免信号之间存在故障干扰的安全隐患；所述三种频率线圈构成互感调节结构，使得三路频率信号互干扰的等效阻抗可忽略；包括独立的调整腔体，易于生产，维护方便。
35.本实用新型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，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型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
36.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
37.图1示出了根据本实用新型实施例的点式列车控制系统车载天线装置结构示意图；
38.图2示出了根据本实用新型实施例的点式列车控制系统车载天线装置中电流回路的电路结构示意图。
具体实施方式
39.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.车载天线装置安装在机车行车方向的右面，由pzb系统主机不停的通过车载天线发送信号，当机车通过安装在钢轨侧面的pzb轨旁应答天线时，车载天线和地面天线形成谐振，车载天线的阻抗会增大，车载天线发送信号电流会减小，pzb车载系统通过发送天线中的对应频率信号电流变化状态判断列车经过的地面感应天线频率，每一种地面频率信息代表着不同信号灯及位置信息。
41.参见图1，本实用新型的点式列车控制系统车载天线装置包括天线外壳主腔体1，天线外壳主腔体1可采用以铝为主的材质。天线外壳主腔体1内设有1000hz的线圈2，500hz的线圈4和2000hz的线圈5，且线圈2，线圈4和线圈5分别包括3组线圈，分布在磁棒3的a、b、c三段上，磁棒3的材料可为硅钢片等。天线外壳主腔体1内还设有连接器6，用于与pzb系统主机通过对插线缆连接。连接器6中的a、b、c、d、e、f代表不同的线缆接口或连接端，设a、c、e为正端线缆接口，b、d、f为负端线缆接口，且正端线缆接口a、负端线缆接口b分别连接线圈2的正端和负端，正端线缆接口c、负端线缆接口d分别连接线圈4的正端和负端，正端线缆接口e、负端线缆接口f分别连接线圈5的正端和负端。
42.天线外壳主腔体1外设有天线外壳辅助腔体14，天线外壳辅助腔体14可采用以铝为主的材质。天线外壳辅助腔体14中设有和天线外壳主腔体1相通的排气孔7和灌封孔8，灌封孔8可配有用于密封灌封孔8的螺丝帽。天线外壳辅助腔体14包括有印制电路板9。印制电路板9上排布有电容-电阻组合10，11，12，连接线缆的连接器13。列表23定义了连接器13的连接端17-22，且设连接端17，20分别为电容-电阻组合10的负端连接端和正端连接端，连接端18，21分别为电容-电阻组合11的负端连接端和正端连接端，连接端19，22分别为电容-电阻组合12的负端连接端和正端连接端。
43.天线外壳主腔体1配有天线外壳主腔体盖板15，天线外壳主腔体盖板15可采用片
状模塑料(smc)材质、聚碳酸酯(pc)材质等非金属材质。天线外壳辅助腔体14配有天线外壳辅助腔体盖板16，天线外壳辅助腔体盖板16的材质采用天线外壳辅助腔体14相同的材质。
44.在本实用新型提供的一种点式列车控制系统车载天线装置中，pzb主机不停为点式列车控制系统车载天线装置中的线圈4，线圈2，和线圈5发送3路独立的正弦波信号，频率分别是500hz，1000hz，2000hz。在上述三路线圈没有与地面天线发生谐振时，pzb系统中的功放模块输出的电压信号在点式列车控制系统车载天线装置的3个线圈各自的线圈回路中形成270ma的电流。在上述线圈与地面天线谐振时，功放模块输出的信号在对应的回路中的电流会急剧下降至原电流值的一半以下。
45.如图1所示，磁棒3是至少为一段的磁棒(图1中磁棒3包括三段磁棒)，具有磁特性，磁棒外绕制了上述三个线圈且当线圈中有电流流过后形成磁场，磁棒可以增加线圈电流产生磁场强度。可用电感量l表征线圈两端的电气特性。线圈2、线圈4、线圈5互为电气独立且分别流经的电流信号为1000hz、500hz、2000hz。在磁棒3上线圈2、线圈4、线圈5绕制形成至少两个线圈段，本实施例中形成三个线圈段：线圈段a、线圈段b、线圈段c(简记为段a、段b、段c)。段a、段b、段c上分别绕制有至少1路线圈。当线圈段a、段b、段c中的某一段如段a上绕制有至少线圈2、线圈4、线圈5中的两个线圈时，段a上的线圈的绕制方向保持一致，即段a上的线圈的流进电流方向为一致，各线圈产生磁场方向一致。
46.在线圈段a、段b、段c上已有的1000hz、500hz、2000hz主线圈的基础上，根据互感系数，将线圈段a、段b、段c这三段线圈段上的至少一段线圈段上的线圈的绕制方向与其它线圈段上的线圈的绕制方向相反，并调整各线圈段上的线圈，以使得磁棒3上的各线圈的互感最小(即通过调整使得磁棒3上的线圈的互感值达到预期值，该预期值为互感最小值)，从而在车载天线经过地面对应频率天线时，其他频率的绕组线圈阻抗不受影响。
47.图1中的电容-电阻组合10、11、12分别为与1000hz、500hz、2000hz线圈即线圈2、线圈4和线圈5对应的容阻组合。电容-电阻组合10与线圈2的线圈电感构成1000hz的rlc串联谐振电路，电容-电阻组合11与线圈4的线圈电感构成500hz的rlc串联谐振电路，电容-电阻组合12与线圈5的线圈电感构成2000hz的rlc串联谐振电路。上述各谐振电路在对应的频率点的阻抗比其他频率点对应的阻抗都小。而当上述各谐振电路与地面对应频率天线接近时，与地面天线形成谐振，使得对应频率线圈在对应的谐振频率点的阻抗值大幅增加。
48.图1中的线圈2、线圈4、线圈5这3个线圈与连接器6、连接器13通过线缆相连接。图2为点式列车控制系统车载天线装置中电流回路的电路结构示意图。图2中，aa为点式列车控制系统车载天线装置，bb为点式列车控制系统车载天线装置aa所连接的功放电路接口，功放电路接口bb包括外部功放接口bba，外部功放接口bba上设有1000hz功放电流正端2bb1，1000hz功放电流负端2bb2，500hz功放电流正端4bb1，500hz功放电流负端4bb2，2000hz功放电流正端5bb1，2000hz功放电流负端5bb2。综合图1和图2，以线圈2的电路结构为例，天线外壳主腔体1中的线圈2的正端先后通过连接器6的正端线缆接口a和连接器13中的负端连接端17连接至电容-电阻组合10的负端。电容-电阻组合10中，电容10a和电阻10b串联。电容-电阻组合10的正端通过连接器13中的正端连接端20连接至外部功放接口bba上的1000hz功放电流负端2bb2，1000hz功放电流正端2bb1通过连接器6的负端线缆接口b连接至线圈2的负端。同理，线圈4的正端先后通过连接器6的正端线缆接口c和连接器13中的负端连接端18连接至电容-电阻组合11的负端。电容-电阻组合11中，电容11a和电阻11b串联。电容-电阻
组合11的正端通过连接器13中的正端连接端21连接至外部功放接口bba上的500hz功放电流负端4bb2，500hz功放电流正端4bb1通过连接器6的负端线缆接口d连接至线圈4的负端；线圈5的正端先后通过连接器6的正端线缆接口e和连接器13中的负端连接端19连接至电容-电阻组合12的负端。电容-电阻组合12中，电容12a和电阻12b串联。电容-电阻组合12的正端通过连接器13中的正端连接端22连接至外部功放接口bba上的2000hz功放电流负端5bb2，2000hz功放电流正端5bb1通过连接器6的负端线缆接口f连接至线圈5的负端。
49.天线外壳主腔体1与天线外壳主腔体盖板15构成封闭的腔体，由灌封孔8可以灌入密封胶，使得磁棒绕组被牢固的定位，与天线外壳主腔体1形成一定的空间，这一空间同时也会影响天线电感量参数的稳定性。天线外壳主腔体盖板15为非金属材质，可以被磁力线穿透与地面天线形成感应。排气孔7在灌封孔8灌入密封胶后能够将里面的空气排空，使得天线外壳主腔体1能够被良好的灌封。
50.天线外壳辅助腔体盖板16将天线外壳辅助腔体14密封，保护内部电路。
51.1000hz、500hz、2000hz线圈的容阻组合10、11、12，每一路均具有俩个或以上电容，可按照主电容加调试电容进行生产，主电容安装后进行测试天线参数，根据天线参数选定微调的调校电容，使得天线参数达到量产一致性好的目的。
52.电路板9的作用为上述各线圈的容阻组合和连接器13提供电路连接。
53.本实用新型的点式列车控制系统车载天线装置具有：独立的三种频率线圈结构，避免信号之间存在故障干扰的安全隐患；所述三种频率线圈构成互感调节结构，使得三路频率信号互干扰的等效阻抗可忽略；独立的调整腔体，易于生产，维护方便。
54.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。