格雷母线定位技术双天线抗干扰系统的制作方法

本实用新型涉及钢铁生产设备监测技术领域，尤其是涉及一种格雷母线定位技术双天线抗干扰系统。

背景技术：

车载方式无线感应编码电缆定位技术应用于焦炉机车等有轨机车的定位系统。随着各种自动化生产工程对于生产能力要求的提升，生产体系中设备的种类数量、功率、尺寸等都在不断的增加，而这些无疑导致了各种设备之间的互相干扰，尤其是车载方式无线感应编码电缆定位技术，随着工作所处的电磁环境日趋复杂，如何在日趋恶劣的工况环境中，提高机车地址检测的稳定性、抗干扰能力成为亟待解决的问题。

现有技术的缺点：现有车载方式无线感应编码电缆定位技术均采用单一天线及单一信号通路的方式来实现。尽管这种方式采用了各种滤波器进行信号过滤，但是仍旧存在一个问题，无论滤波器能够多么趋近于理想，带宽多么小，通带边沿如何陡峭，都无法解决同频干扰问题，而同频干扰问题若无法解决，无线感应编码电缆定位技术的工作稳定程度会受到极大影响，而现在工业生产的环境复杂程度日行千里，各种不同原因导致的同频干扰的可能性以及发生频率都越来越高，而这无疑会影响整个生产体系运行的可靠性。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有车载方式无线感应编码电缆定位技术同频干扰影响整个生产体系运行的可靠性的问题，提供一种采用双天线及双信号通路的工作方式，替代原有单一天线及单一信号通路的工作方式，通过接收反相干扰信号来抵消天线中收到的有用信号中伴随着的同频干扰信号，来降低信噪比，提高定位所需无线信号的质量，进而提升定位系统的精确度及稳定程度的格雷母线定位技术双天线抗干扰系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：格雷母线定位技术双天线抗干扰系统，包括车辆载体、车载定位天线单元，所述的车载天线单元包括依次连接的地面信号发振单元、阻抗匹配单元、始端箱、编码电缆、终端箱，所述车载天线单元还包括相互连通的车载接收天线、地址检测单元，所述的地面信号发振单元包括地址编码发生器、功率放大器，所述的编码电缆为格雷编码母线，所述的车载接收天线包括有用信号接收天线、干扰信号接收天线，所述的有用信号接收天线、干扰信号接收天线分别与地址检测单元连通。本方案中地面信号发振单元、阻抗匹配单元、始端箱、编码电缆、终端箱设于车辆行走路径上，车载接收天线、地址检测单元设于车辆上。

作为优选，所述的干扰信号接收天线与有用信号接收天线平行设置，所述的干扰信号接收天线设于远离编码电缆一端。

作为优选，所述的干扰信号接收天线通过干扰信号幅值调节电路与地址检测单元信号采样电路连通。

作为优选，所述的有用信号接收天线设有两路与地址检测单元信号采样电路连通。其中一路为通过信号幅值调节电路与地址检测单元信号采样电路连通，另一路为通过信号的包络检波、模数转换、帧有效信号后与地址检测单元信号采样电路连通。

车载天线可以收到除了编码电缆发送来的信号之外其余的干扰信号，这些干扰信号除了地址检测单元内部的滤波器能够滤除一部分外，仍旧有一部分会通过滤波器进入后续信号处理的电路当中，尤其是当干扰信号的频率落在滤波器的通带内时，干扰对后续电路的影响尤其明显，而这些干扰源距离天线距离较远，难以排除，因此在实际使用时，系统的可靠性存在问题。

本方案编码电缆是按格雷码规律编制而成的，因此称为格雷编码母线，地址编码发生器发出的地址编码信号经过功率放大、阻抗匹配单元，送到编码电缆，安装在机车上的天线箱通过电磁感应形成感应电流，将信号送至地址检测单元解码，得到本机车地址。如图3所示，编码电缆发射地址信号的时序为，1)地面站的地址编码发生器在tr0时刻接通标准信号线r0，首先发送一个同步头，紧接着发送r0信号；2)tg0时刻接通地址线g0，发送g0信号；3)依次接通并向g1、g2…g8、g9、l0发送信号；4)车上的接收天线接收到同步头信号后，下一个时间的信号便是r0,紧接着是g0、g1、g2…g8、g9、l0；5)车上地址检测单元根据接收到的r0信号产生一个标准信号，紧接着将接收到的各路地址线信号放大整形后送入鉴相器/计数器中，g0、g1、g2…g8、g9信号相位与r0信号相同，若规定地址为“0”，反相位时地址为“1”，即可得到一组格雷码。cpu将格雷码转换成十进制数即可得到移动机车的位置；6)根据格雷码转换成的十进制数所得到的位置信息精确度不高，而精确的信号需要用r0、l0信号进行幅值的比较，经过一定的算法计算得到；7)干扰信号主要影响两个部分：帧有效信号和精密地址采样信号，第一，地址检测单元对信号的采样由帧有效信号进行控制，帧有效信号由对编码电缆给出的信号进行包络检波，模数转换得到，而干扰信号会导致帧有效信号产生错误，进而导致地址检测单元采样出现偏差，使得最终得到的格雷码出错，第二，精密地址由r0、l0比较得到，而干扰信号会使得r0、l0的信号模拟量产生一定的误差，进而导致精密地址计算错误。综合第7点中的两点，需要将这种干扰滤除，不同与天线频率的干扰信号可以用滤波器滤除，而与天线频率相同的信号需要用双天线进行滤除。

本方案利用一个与车载天线一样的天线，把两个天线接收到的干扰信号通过另外一路信号通路进入地址检测单元。在反相之后，再进行一定的放大或者衰减，与有用信号中的干扰信号进行抵消，进而达到抗干扰的目的。双天线抗干扰工作原理是利用两个接收天线，一个接收较强有用信号，一个接收较强干扰信号，接收较强干扰信号的天线安装在与接收较强有用信号天线平行，并远离编码电缆的一端；由于两天线相对极化方向的不同，两个天线接收到干扰信号的大小存在一定区别，因此通过一路可调放大器，进行干扰信号幅度的调节，使两路天线的干扰信号大小一致，再将这路干扰信号进行反相，叠加到有用信号上，使得有用信号上的干扰被抵消。

因此，本实用新型具有如下有益效果：采用双天线同时接收有用信号和干扰信号，通过调节干扰接收天线中的干扰信号大小与有用信号接收天线接收到的信号中的干扰信号进行抵消，可在模拟信号阶段滤除干扰，提升了定位系统的精确度及稳定程度。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图。

图2是本实用新型双天线抗干扰系统原理图。

图3是本实用新型编码电缆发射地址信号的时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

如图1、图2、图3所示，格雷母线定位技术双天线抗干扰系统，包括车辆载体、车载定位天线单元，车载天线单元包括依次连接的地面信号发振单元、阻抗匹配单元、始端箱、编码电缆、终端箱，车载天线单元还包括相互连通的车载接收天线、地址检测单元，地面信号发振单元包括地址编码发生器、功率放大器，编码电缆为格雷编码母线，车载接收天线包括有用信号接收天线、干扰信号接收天线，有用信号接收天线、干扰信号接收天线分别与地址检测单元连通；

干扰信号接收天线与有用信号接收天线平行设置，干扰信号接收天线设于远离编码电缆一端；

干扰信号接收天线通过干扰信号幅值调节电路与地址检测单元信号采样电路连通；

有用信号接收天线设有两路与地址检测单元信号采样电路连通，一路为通过信号幅值调节电路与地址检测单元信号采样电路连通，另一路为通过包络检波电路、模数转换电路、帧有效信号电路与地址检测单元信号采样电路连通。

具体实施过程是，在车辆行进、定位过程中，地址编码发生器发出的地址编码信号经过功率放大、阻抗匹配单元，送到编码电缆，编码电缆按格雷码规律编制，安装在机车上的天线箱通过电磁感应形成感应电流，将信号送至地址检测单元解码，得到本机车地址；

天线箱采用两个接收天线，一个接收有用信号，一个接收干扰信号，接收干扰信号的天线安装在与接收有用信号天线平行，并远离编码电缆的一端；由于两天线相对极化方向的不同，两个天线接收到干扰信号的大小存在一定区别，因此通过一路可调放大器，进行干扰信号幅度的调节，使两路天线的干扰信号大小一致，再将这路干扰信号进行反相，叠加到有用信号上，使得有用信号上的干扰被抵消。