[发明专利]一种数字化铁路驼峰测速雷达及其抗干扰的方法

说明书

本发明公开了一种数字化铁路驼峰测速雷达及其抗干扰方法，所述雷达包括调频微带天线、FPGA主控模块、LED数码显示模块、RS232通信模块和电源模块，所述方法基于FSK频移键控测距技术和频谱分析的基础上，对雷达探测到的目标信号进行速度、距离测量、跟踪和区分，把本道溜放车辆信息与邻道干扰及雨雪干扰等信息区分开来，输出本道实际的车辆速度信息，实现抗邻道干扰的功能，解决了长期以来铁路驼峰场雷达测速所存在的邻道干扰问题。通过数字频谱分析方法辨别雨水反射信号以及电气化接触网的电磁干扰信号，进行数字滤波处理后输出，达到消除或大幅降低雨水反射干扰以及电气化接触网电磁干扰的效果。

技术领域

本发明涉及的是铁路编组站自动控制领域，尤其涉及的是一种数字化铁路驼峰测速雷达及其抗干扰的方法。

背景技术

目前，国内外用于铁路驼峰场车辆速度测量的雷达，都属于模拟型测速雷达，不具备目标跟踪的能力。长期的应用实践表明，既有铁路驼峰测速雷达存在以下缺陷：

其一是雷达测速容易受到邻道车辆以及本股道前、后方车辆的干扰。在当前车辆走行速度较低或走停时，如果相邻股道或本股道前、后方存在走行速度较高的车辆，雷达能够检测到这些移动目标反射的多普勒信号，并且其信号强度比当前车辆的反射信号更强，造成雷达测速误判，输出假高速值，导致控制系统误夹停车辆。铁路驼峰场每年都会发生多起因雷达测速受到邻道车辆干扰而导致的夹停撞车事故。雷达测速邻道干扰问题，严重影响铁路驼峰场作业安全，长期以来这一问题没有得到有效解决。

其二是容易受到雨水和电气化接触网的干扰。既有的模拟式驼峰测速雷达采用模拟电路滤波的方式，无法有效解决雨水的反射干扰和电气化接触网的强电磁干扰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种数字化铁路驼峰测速雷达及其抗干扰的方法，解决现有铁路驼峰测速雷达所存在的易受邻道车辆干扰、雨水干扰以及电气化接触干扰等技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种数字化铁路驼峰测速雷达，包括调频微带天线、FPGA主控模块、LED数码显示模块、RS232通信模块和电源模块，其中，调频微带天线的信号输出端通过依次连接的信号放大滤波电路和模数转换电路与FPGA主控模块的调频信号输入端连接，FPGA主控模块的调频信号输出端通过依次连接的压控电平DA数模转换电路和扫频电压控制电路与调频微带天线的信号输入端连接，FPGA主控模块通过RS232通信模块与外部的轨道电路连接，FPGA主控模块通过并行总线接口与LED数码显示模块连接，利用LED数码显示模块实现系统自检和结果显示。

本发明还提供了利用上述数字化铁路驼峰测速雷达抗干扰的方法，该方法基于FSK频移键控测距技术和频谱分析的基础上，对雷达探测到的目标信号进行速度、距离测量、跟踪和区分，把本道溜放车辆信息与邻道干扰及雨雪干扰等信息区分开来，输出本道实际的溜放车辆速度信息，具体包括以下步骤：

步骤S1：数字化铁路驼峰测速雷达发出雷达信号，雷达信号遇到实际运动目标后会形成回波信号返回，回波信号与雷达信号经混频处理后输出多普勒信号，根据多普勒信号计算相邻采样周期该实际运动目标的速度信息、距离信息和方向信息；

步骤S2：跟踪该目标，判断是否为真实运动车辆：

步骤S201：判断速度信息是否匹配：根据运动目标速度的连续性，在较短时间内，速度不可能发生较大突变，设定相邻采样周期速度的变化量为Δv，那么|v_m-v_m+1|<Δv，则认为速度匹配成功；