轨道电路移频信号检测与处理+仿真程序(3)
1.3 轨道移频信号检测技术的现状
2轨道电路移频信号检测方法
2.1 轨道电路移频信号的介绍
目前，我国铁路上采用的轨道移频信号制式主要有国产的18信息移频轨道电路信号和引进法国UM-71型轨道移频信号改进的国产化ZPW-2000型移频轨道电路信号。对于ZPW-2000型无绝缘轨道电路采用相位连续的频移键控信号。与国外移频制式相比，我国轨道移频信号有以下不利特点：信号载频低，受到的牵引电流谐波的干扰大;调制频率的准确性差;频偏为55Hz，相邻载频的移频信号的一个边带重叠，这样对信号的抗干扰性不利;接收设备接收到的信号幅度小，同样对信号抗干扰不利;轨道电路的长度长，最长2.6km，并且不设轨道补偿电容，对机车信号接收不利。
我国移频轨道电路的测量参数都普遍存在的问题是：由于干扰信号，特别是电气化区段电力机车牵引电流回流线产生的强大电力牵引电流干扰以及谐波干扰会直接影响轨道信号的正常传输，这就导致了再实际测量中缺乏专用的在线测试仪器，所以无法对轨道电路信号综合参数展开正常的测试工作。于此同时，在信号传输过程中信号还存在着其他噪声，电磁辐射干扰，传输干扰等环境因素对信号的判别影响很大，同时也会对信号的判别造成很大的影响。为了保证列车的故障—安全，我国移频轨道电路还采用了相位连续的移频键控信号。
移频信号又称移频键控信号(frequency一shift keying,FSK),它分为相位连续的移频键控信号与相位离散的移频键控信号.在我国铁路中,国产18信息和ZPWZ000制式下的轨道移频信号均采用相位连续的FSK信号。
轨道移频信号采用频率调制的方式来产生,即通过低频调制信号控制载频信号,形成振幅不变而频率随低频信号做周期性变化的信号。
若将低频调制方波信号记作了(t),设周期为T,则其时域的数学表达式为: (2.1)
（式中,A为方波信号的振幅。）
2.2 轨道电路移频信号的特点
轨道电路移频信号的特点包括时域特点和频域特点。
时频信号：轨道移频信号的波形特点为:两种不同频率的正弦波以固定周期交替出现,并有着相同的振幅,而且在两种波转换交替时相位是连续的"因此,一般来说,只要能分别检测出两种正弦波信号的周期以及包含的周期个数,则可以计算出移频信号的载频、低频调制频率以及上、下边频。
频域特点：通过对轨道移频信号经过傅立叶变换后的频域表达式分析,我们可以得知轨道移频信号的频谱是以载频为中心,以调制频率为间隔向两边展开,调制频率越高,其频谱就越分散,信号的频带就越宽"另外,轨道移频信号的频普的能量分布及频谱形状受移频指数m的影响很大,当m较小时,能量集中于f0附近,频普图上会出现一个包络峰值,即单峰谱(如图所示);当m较大时,能量向载频两边扩散,分别集中在两边频附近,频谱图上会出现两个包络峰值,即双峰谱(如图2.2.1所示)。
2.2.1 双峰谱
2.3 轨道移频信号的相关检测方法
通过前文中对轨道移频信号产生原理及产生过程的分析,可知轨道移频信号是一种相位连续的移频键控信号,其本质上是一种频率调制信。对频率调制信号而言,其参数检测方法也就是对其进行解调的方法。解调是调制的逆过程,也就是从已调信号中恢复出原调制信号的过程。按照信号接收端是否需要提供相干载波,可将解调方法分为相干解调与非相干解调两种方法。一般来说,相干解调法具有较强的抗干扰能力,其性能优于非相干解调法,但是相干解调法在使用时有一个限制条件,那就是要求信号检测的接收部分必须提供具有准确频率和相位的的相干载波,因此,该法适只用于载波已知和确定的调制信号的解调。对于轨道移频信号而言,由于其是在对载波未知的信号进行检测。因此，该方法很难用于轨道移频信号的检测中。所以,轨道移频信号的检测通常使用的是非相干解调法。