李 雪，刘中田

(北京交通大学 电子信息工程学院，北京 100044)

应答器是一种基于电磁耦合机理而构成的车-地间点式数据传输设备[1]。近年来中国高铁和城市轨道交通迅速发展，列车运行速度不断提高，而在实际运营过程中，贵广铁路的隧道中出现了不明原因的应答器“丢点”现象，一定程度上影响了列车的运行效率，也存在一定的安全隐患。为了提高车载设备可靠接收应答器报文的能力，本文提出一种通过优化应答器天线尺寸来提高应答器系统电磁传输性能的方法。

文献[2]分析了应答器的最佳接收距离与正方形天线的关系。文献[3]通过三种典型尺寸的天线研究了天线辐射效率随导带宽度的变化关系。文献[4]研究了圆形天线尺寸对磁场强度的影响。文献[5]综合安装高度、横向偏移对应答器作用距离的影响，给出应答器安装模式的优化建议。虽然已有很多学者对应答器电磁传输性能进行了研究，但基本上是通过几个典型值分析其传输性能，对于天线的优化也多以应答器的有效作用距离作为优化指标。而应答器工作的环境比较复杂，易受到周围道床、金属物及轨道曲线半径等因素的影响，仅以应答器的有效作用范围难以综合评价应答器天线的传输性能。

在前人研究成果的基础上，本文确定了综合评价应答器天线电磁传输性能的三项指标，利用神经网络和粒子群算法优化应答器天线的尺寸。建立应答器系统电磁场模型，利用天线磁场分布的理论模型验证所建模型的正确性。……