CTCS无线编程器的关键技术研究

论文摘要

为了保证列车在高速、高运行密度的条件下安全运输,以及进一步完善中国列车控制系统(CTCS),本文以CTCS系统中的无线编程器系统为研究背景,对其系统原理及组成进行了分析,并对系统中的几个关键技术进行了详尽的研究,主要分为三个方面:1、设计了CTCS无线编程器系统方案及其通讯协议。基于对通讯信道模型的分析以及无线通讯协议的基本要求,设计了工作频率为315MHz的ASK调制方式的无线通讯协议。同时提出了两种不同的系统协调工作的协议。2、提出了一种S参数回推的方法解决了器件厂商提供的S参数无所需频点处数据的问题。并按照S参数回推法推导出的器件S参数设计了一个高增益的功率放大器。3、设计了一个基于USB接口的数字信号产生和发射模块。该模块实现系统时钟产生,并实现将FFFS码编码为曼彻斯特码,随后通过发射模块将数据信号调制并发射的功能。最后对全文进行了总结,并给出了下一步的工作目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 CTCS系统工作原理
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 系统整体方案
• 1.5 本文主要研究内容及安排
• 第二章 系统射频通讯协议设计
• 2.1 通讯信道模型分析
• 2.2 无线通信协议的基本要求
• 2.3 系统通信协议的实现
• 2.3.1 射频通讯格式
• 2.3.2 整体系统框图
• 2.3.3 系统通信协议
• 2.4 本章总结
• 第三章 功率放大器设计
• 3.1 理论分析
• 3.1.1 功率放大器主要性能参数
• 3.1.2 稳定性分析
• 3.1.3 功率放大器的工作种类
• 3.1.4 微波晶体管S参数
• 3.2 功率放大器设计与仿真
• 3.2.1 设计指标要求
• 3.2.2 工作状态选择
• 3.2.3 器件选型
• 3.2.4 功率放大器模块指标设计
• 3.2.5 S参数回推
• 3.2.6 第一级预放大级设计
• 3.2.7 第二级功率放大级设计
• 3.3 实际调试
• 3.3.1 自激振荡产生分析及其消除
• 3.3.2 测试方法及测试结果
• 3.4 结论
• 第四章 信号产生及发射模块硬件设计
• 4.1 发射模块实现框图
• 4.2 USB总线接口简介
• 4.2.1 USB系统构架及连接
• 4.2.2 USB协议
• 4.3 发射模块时钟产生
• 4.3.1 XC9500XL系列简介
• 4.3.2 发射模块时钟实现
• 4.4 信号产生电路设计
• 4.4.1 编码方式及其硬件实现
• 4.4.2 数据接收和存储电路设计
• 4.5 发射电路及发射天线设计
• 4.5.1 发射电路设计
• 4.5.2 发射天线设计
• 4.6 总结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 个人简历