[发明专利]一种轨道交通电子标签自动识别的天线系统

说明书

[技术领域]

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种轨道交通电子标签自动识别的天线系统。

[背景技术]

车号管理是铁路调车作业、调度计划的制订、进出车辆的控制和车辆占用时间统计管理的基础工作。现有的铁路车号识别过程是：值班员作业前必须通过货运员在站场抄录的车辆车号来制订调车作业计划，且车号的抄录和汇总全靠口念、笔记和手抄的人工方式进行，缺点是错漏较多、效率低和劳动强度大，漏抄、错抄车号造成了货车车辆占用费的大大增加。

申请号为CN200910214594.5的中国发明申请公开了一种铁路车号自动识别系统，包括通过车号采集系统和交换机与数据库处理系统网络相联的地面识别系统和视频监控系统，数据库处理系统对信息通过集中管理系统进行处理、存储和转发；所述视频监控系统有安装在车辆进站口及轨道衡旁边的摄像机、触发开关、感应线圈、视频解压系统、图像存储器和图像处理系统；所述地面识别系统有安装在机车或货车底部中梁上的电子标签和安装在轨道间的地面天线和电磁式车轮传感器、以及安装在探测机房的RF微波射频装置和读出工控机，该地面识别系统依次通过微波天线、微波机和通讯模块电路与车号采集系统网络相联，能实现对车辆统计的实时化和自动化、有效降低生产成本和提高安全生产效率。

但是，上述的铁路车号自动识别系统无法用于高铁和动车的车号、车轮和其他的部件自动识别，原因如下：

这种系统采用的是收发一体式单天线结构，使用线极化天线，微波发射信号覆盖范围小，范围是：水平面半功率角30度；垂直面半功率角60度。覆盖范围小，不适合列车高速时的标签读取。

轨道交通工具车速大于300KM/H,就读不出车厢超高频标签USER区的数据：正常读车厢标签USER区(用户数据存储区)的数据需要250-300μS；300KM/H≈83.33M/S；300μS的时间内轨道交通工具移动了25米，单体天线的微波覆盖面积只有3-3.5米，3.5米远远小于25米，这种系统天线的性能决定了微波信号的覆盖范围小，在这么短的时间内是读不出车厢标签数据的。

所以，上述铁路车号自动识别系统的技术方案是读不出高速列车车辆标签用户数据存储区的数据信息。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种适合于高速轨道交通电子标签自动识别的天线系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种轨道交通电子标签自动识别的天线系统，包括地面天线，地面天线包括发射天线阵列和接收天线阵列，发射天线阵列和接收天线阵列分别包括复数个单体天线；发射天线阵列和接收天线阵列沿轨道纵向布置。

以上所述的天线系统，发射天线阵列和接收天线阵列各包括3-8个单体天线，发射天线阵列和接收天线阵列的单体天线沿轨道纵向分开布置或或交错布置。

以上所述的天线系统，单体天线为的水平半功率角为20-40度；垂直半功率角为90-130度。

以上所述的天线系统，单体天线为线极化天线，包括2个偶极子天线和一块反射底板；偶极子天线的极子为多边形的铝板或铜板，单体天线的长轴方向与轨道的纵向正交，偶极子天线的长轴方向与单体天线的长轴方向同向；2个偶极子天线沿单体天线的长轴方向分开布置。

以上所述的天线系统，偶极子天线的极子为八边形的铝板，反射底板为铝合金板；极子与反射底板的距离50-80mm，2个偶极子天线的中心距为250-300mm。

以上所述的天线系统，单体天线固定在轨道两根铁轨之间的枕木上，同一天线阵列中相邻单体天线之间的间距为2-6m，不同天线阵列间相邻单体天线的间距为2-6m。

以上所述的天线系统，包括安装在行走车辆上的电子标签，行走车辆上的电子标签是UHF无源电子标签，电子标签上的天线采用全向、1×2或2×2阵列偶极子天线。

以上所述的天线系统，所述的电子标签是车厢电子标签、车轮电子标签或转向架电子标签；车轮电子标签固定在车轮轮毂的外周。

以上所述的天线系统，包括控制系统、地面识别装置，地面识别装置包括微处理器、RFID读写模块和射频切换电路；微处理器接RFID读写模块，RFID读写模块接射频切换电路；射频切换电路的发射信号输出端接发射天线阵列，接收信号输入端接接收天线阵列；微处理器接控制系统。