本实用新型涉及铁路通信信号领域，尤其是涉及一种应答器天线MTBF(即平均故障间隔时间，英文全称是“Mean Time Between Failure”)旋转测试装置。
背景技术：
欧标应答器天线是铁路应答系统的重要组成部分，也是ATP系统中的重要设备。欧标应答器天线作为车载设备，安装在机车底部的中间位置，利用电磁感应技术，通过非接触的方式实现于地面应答器之间的能量和数据传输。
应答器天线通过A4接口车载天线向应答器提供工作电源，车载天线发送频率为27.095MHz的功率载波，通过远程天线发送给应答器。当地面应答器被功率载波激活后，通过A1接口将报文数据进行FSK调制方式发送给应答器天线。
应答器天线经过信标电气中心点时，应答器天线能够准确产生TOPLOC信标中心点信号。应答器天线需要准确检测信标中心点，定位误差不超过±5cm。当前欧标应答器天线中心与信标中心的高度范围为220～460mm。
为了测试验证以上性能参数，本实用新型提出了一种应答器天线MTBF旋转测试装置。依托于应答器天线的设计需求，开发具备高性能高精度并具备安全防护功能的天线MTBF测试平台。本旋转测试平台设计满足100mm～460mm高度变化要求，同时TOPLOC信号定位精度能够达到±5mm级别，同步记录下从解调模块所获取的FSK解调报文，并具备一定的安全防护功能。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应答器天线MTBF旋转测试装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种应答器天线MTBF旋转测试装置，包括信标应答器，所述的装置还包括电机机械转动模块、传感器模块、报文信号解调模块、单片机实时采集模块和主控模块，所述的主控模块分别与电机机械转动模块、报文信号解调模块和单片机实时采集模块连接，所述的传感器模块与单片机实时采集模块连接，所述的报文信号解调模块与信标应答器的天线连接。
优选地，所述的电机机械转动模块为测试速度与高度可调的信标应答器旋转平台。
优选地，所述的旋转平台为两端分别放置一台RB信标应答器的旋转板。
优选地，所述的旋转板为直径是1.5m，且最大测试转速是170km/h的旋转板。
优选地，所述的传感器模块包括：
位于水平轴方向上的，用于提供单片机实时采集模块单圈检测开始或结束信号的第一传感器；
距离坐标原点弧长距离为-5cm的作为时间基点的第二传感器；
以及距离坐标原点弧长距离为+5cm的用于通知主控模块向报文信号解调模块读取报文的第三传感器，其中，坐标原点为应答器天线正下方，其他位置的坐标按照距离坐标原点的弧长距离进行定位。
优选地，所述的电机机械转动模块还包括用于接收主控模块指令来安全控制电机旋转操作的PLC伺服控制单元。
优选地，所述的电机机械转动模块采用满足中惯量转动需求的MFDLNB3SF型伺服驱动器与MGMF442L1G6M型电机。
优选地，所述的主控模块为采用Labview进行指令控制与数据报文处理的工业PC机。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
一、定位精度高：本实用新型提出了基于电机、单片机实时采集模块、传感器和报文解调模块的系统结构解决方案，实现了最高可达170km/h速度、±5mm定位精度的天线定位功能测试；
二、操作灵活：通过在旋转平台上设置信标应答器，有效地模拟了信标应答器与应答器天线的相对运动，装置测试高度及速度可调，高效运作的同时节约了空间与时间。
三、安全防护：通过PLC伺服控制单元能够实现电机转速控制和电机安全启动，加强了电机机械转动模块的安全防护功能。
附图说明
图1为旋转平台示意图；
图2为应答器天线安装示意图；
图3为应答器天线MTBF测试装置结构图；
图4为传感器分布示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
本实用新型应答器天线MTBF旋转测试装置，用于模拟信标应答器与应答器天线的相对运动，进而产生报文并对天线TOPLOC信号进行定位。本装置包括电机机械转动模块、报文信号解调模块、传感器模块、单片机实时采集模块和主控模块。
其中，电机机械转动模块模拟列车携带应答器天线通过信标应答器相对运动，该模块采用直径1.5m的旋转板，旋转板两端设有RB信标应答器，如图1所示。旋转板受电机作用带动信标应答器旋转而经过固定安装的应答器天线，如图2所示，应答器天线安装在信标应答器上方并可实现100mm～460mm高度调节。应答器天线每次读取RB信标应答器一次，报文信号解调模块读取相应报文并产生TOPLOC信号。电机部分采用MFDLNB3SF型伺服驱动器与MGMF442L1G6M型电机，满足中惯量转动需求，转动偏差±3rad/min，通过计算理论偏差满足系统偏差要求。
报文信号解调模块为专制的应答器天线信号解调设备，转动机构带动两个信标经过固定点应答器天线，每次信标应答器经过应答器天线时能够提取报文和TOPLOC信号(天线经过信标中心点信号)。
以应答器天线正下方为坐标原点，其他位置的坐标按照距离坐标原点的弧长距离进行定位，传感器模块包括：位于水平轴方向上的，用于提供单片机实时采集模块单圈检测开始或结束信号的第一传感器；距离坐标原点弧长距离为-5cm的作为时间基点的第二传感器；以及距离坐标原点弧长距离为+5cm的用于通知主控模块向报文信号解调模块读取报文的第三传感器，如图4所示。
单片机实时采集模块能够满足高速转动下采集传感器模块的位置触发信号与报文信号解调模块的TOPLOC信号，并将每圈的记录数据打包临时保存，等待接收主控模块的查询指令。根据图4的内容，单片机实时采集模块单圈检测开始后，单片机实时采集模块将第二传感器的时间计数值记录为t2；信标应答器经过应答器天线时，单片机实时采集模块依据触发位置记录对应的TOPLOC信号时间计数值M、N、O等，同时记录第三传感器的时间计数值t3，单片机实时采集模块每当接收到第三传感器的触发信号时，主动上发t3触发报文给主控模块。
主控模块采用工业PC机作为整个测试转台的控制中心，工业PC机采用Labview进行指令控制与数据报文处理。根据图3内容，工业PC机具备PLC伺服控制指令集，可实现电机的转速控制、安全启动与停止控制；工业PC机通过报文查询指令向报文解调模块及时查询所获取的报文，且能够实时接收单片机实时采集模块上发的包括传感器计时数据、TOPLOC信号数据等信息，并进一步通过这些数据信息对TOPLOC信号进行定位计算。
依据应答器天线需求文件，天线TOPLOC信号与实际原点偏差允许范围±5cm，即TOPLOC信号出现在第二传感器和第三传感器之间是理想情况，若出现在范围之外，则说明天线性能不达标。本实用新型通过对第二传感器、第三传感器和TOPLOC信号三者的计数值进行标定，从而得到TOPLOC信号是否在偏差允许范围，并计算出TOPLOC信号定位坐标，定位精度为±5mm级别；
本实用新型提供了一种高效率、高精度的轨道交通应答器天线测试解决方案，实现了170km/h速度范围内、天线下表面到信标上表面100mm～460mm范围内、±5mm定位精度的天线定位功能测试，为国内在应答器天线方面研发及生产提供了新的一种测试解决方案，丰富了专业测试领域创新力。本实用新型能够有效验证应答器天线的多项性能指标，并为应答器天线提供了MTBF性能测试有效辅助平台，同时本实用新型的实验室测试环境一定程度上模拟欧标应答器天线现场使用环境，对应答器天线进行初步产品优良筛选具有重要意义。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。