电力牵引对无线电通信的影响
由于电力牵引引起在其射频频段内的电磁骚扰对有用无线电信号的损害,即为电力牵引引起无线电干扰。
早在20世纪30年代就开始了这方面的研究工作。才逐渐引起更多的注意。为此。成立于1934年的国际无线电干扰特别委员会(CISPR)所属的C分委员会,在1979年的海牙会议上决定成立研究电力牵引所造成的无线电干扰的工作组。国际铁路联盟 (UIC)是这个工作组成员之一。中国从70年代开始了这方面的研究工作。
电气化铁路形成的无线电干扰源有:①电力机车受电弓在接触网导线上滑动产生的无线电噪声,表现为相对稳定的连续噪声、分离的脉冲串以及随机产生的孤立脉冲;②接触网部件绝缘不良而产生的放电;③机车上及线路上的开关、逆变器、整流器等设备产生的无线电噪声。其中①是主要的,也是研究工作的重点,②属于故障现象,③一般不造成对外界无线电设备的干扰。
同其他人为无线电干扰一样,电气化铁路的无线电干扰的强度可以用天线噪声系数、单位带宽内的噪声电平或用指定带宽下的噪声电平等参数来表示。中国按CISPR的建议,采用后者。它是指在一定要求条件下(带宽、过载系数等),采用准峰值检波器的测量接收机输出指示值,等效于正弦电压的有效值来表示。
电气化铁路无线电干扰源的特性反映在用模拟参数表示的频率特性和传播特性两个方面。频率特性指其强度随测试频率的变化规律,其场强电平的分贝值随频率的对数值线性下降。传播特性表明在接触网某点所产生的无线电噪声向外传播的特性。其传播途径有:①从接触网沿线路纵向传导,并且在传导的过程中向外辐射。这种传导当频率越高时衰减越快。②沿与线路垂直的方向以交变电磁场的形式传播,其场强电平的分贝值随距离的对数值线性下降,频率越高,下降越快。这些特性与接触网类型、供电方式、线路条件、机车种类以及列车运行情况等有关。
用统计参数表征无线电干扰的方法,是发展的必然趋势。统计参数中又以幅度概率分布(APD)更受重视。它有助于确定干扰源的数学模型,也是分析干扰源影响的基础参数。幅度概率分布D(Ai)定义为:超过包络幅度电平(Ai)的时间概率。
为了减弱电气化铁路对无线电通信的影响,可以采取下列措施:①抑制干扰源。例如改革受电弓、接触网等设备或在铁路附近采取屏蔽措施。②提高接收系统的抗干扰能力。例如采用定向天线或改革被干扰设备的制式或电路。③适当增加通信设备或其天线系统与电气化铁路之间的距离。以上这些措施应在综合考虑其经济技术指标加以比较后选用。
研究工作的主要方面有测量方法、干扰发生的物理过程与干扰源特性、模型与统计评价、干扰的传播以及干扰的接收过程等五个方面。