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基于面向对象的通信系统线缆的串扰耦合研究
| 论文题名： | 基于面向对象的通信系统线缆的串扰耦合研究 |
| 关键词： | 动车组;速度信号线;电磁兼容;串扰耦合 |
| 摘要： | 高速动车组是一个庞大而复杂的系统，该系统中密集地布置了很多电力电子设备，及相关的多种信号线缆和电源线缆，电磁环境极为复杂，车载信号设备在运营时可能出现信号干扰等问题，尤以速度传感器信号受扰问题为典型。前人大多注重于现场测量骚扰但未能体现对行车速度的影响，因此需要对速度信号线的电磁兼容问题需要深入的研究和分析。本文基于线缆耦合模型，重点研究速度信号线的电磁兼容问题，从理论分析、仿真建模等方面详细分析速度信号线的电磁兼容性，并提出了相关建议。 首先，引入面向对象的基本思想和模块化概念，打破系统原有分析模式，将面向对象的层次化建模方法应用到通信系统的电磁兼容性分析中，建立层次化结构模型。根据属性和特性，每层模型又细化为许多模块。分析其中一个具体的模块时，仅仅需要考虑模块中包含对象的接口属性和相互作用关系，就可以得到此模块的电磁兼容性分析结果。重点对骚扰源模块和线缆串扰耦合模块进行了详细的说明。 其次，针对动车组通信和信号系统的线缆耦合模块，介绍了基于时域有限差分方法的多导体传输线方程差分求解过程，并给出了多导体传输线分布参数的推导公式。在此基础上，建立单线与非屏蔽线缆模型、单线与屏蔽线缆串扰模型，利用matlab理论分析受扰线的瞬态响应。并利用仿真软件建立相应的仿真模型，得到的仿真结果与理论分析相吻合，验证了理论模型的正确性;搭建测试平台，测试结果与仿真结果相吻合，验证了仿真模型的正确性。重点研究了屏蔽线缆屏蔽层接地方式、端接负载对信号线的影响。 最后，为了分析通信线缆的电磁敏感性，重点研究了脉冲群对信号线的影响。以速度信号线为实例，首先介绍了速度传感器的类型、工作原理、安装位置及安装方式。将速度信号看作可分析的数字基带信号，介绍了信号受扰的分析指标;其次依据标准建立脉冲函数模型，并用matlab给出其时域波形，利用simulink建立脉冲群干扰信号的量化仿真模型，搭建实验测试平台验证了模型的正确性，说明了脉冲群确实使信号发生失真;将脉冲群文件导入simulink仿真，研究了脉冲群幅值、重复频率对信号线内所传输信号的影响，从误码率和误差两方面分析仿真结果，得出了重复频率与误差呈线性关系的结论，并给出相关防护建议。 |
| 作者： | 胡新 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 王国栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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