Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회논문지)

The Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회)
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A Study on an Impedance Matching Technique for Rail Power Line Communication

레일 전력선통신을 위한 임피던스 정합방안 연구

  • 서일권 (한국교통대 교통대학원) ;
  • 안승호 (한국교통대 철도운전시스템공학과) ;
  • 김철수 (한국교통대 철도차량시스템공학과)
  • Received : 2016.09.29
  • Accepted : 2016.11.10
  • Published : 2016.11.30
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Abstract

An auxiliary real-time train communications system among drivers, train-traffic controllers and field workers is necessary to share hazard information (i.e. rockfall detection, track maintenance) in low visibility zones (long tunnels and steep curved track). To develop the appropriate communication system, this paper proposes a new way of power line communication using the rail track (Rail - PLC), which has little noise and distortion of attenuation. Therefore, it is important to measure the impedance of the rail and to apply an impedance matching technique to increase the transmission characteristic of the Rail - PLC. This study would evaluate the reflection and the transmission characteristics of the rail using a network analyzer and an impedance matching transformer. The suitable impedance matching ratio was 1:3.28 from the result of back-to-back testing. The results confirmed that the transformer can improve the performance of the transmission signal in Rail - PLC using an impedance matching technique.

장대 터널 및 급곡선 구간과 같은 시계 확보가 어려운 지역에서 위험 및 안전 정보를 함께 공유하기 위해서는 기관사, 열차 관제사 및 현장 작업자 사이에 보조적인 실시간 열차 정보 통신시스템의 개발이 필요하다. 이에 적합한 열차 정보 통신시스템을 개발하기 위하여 본 연구에서는 작은 노이즈와 신호 감쇄를 동시에 갖도록 하는 레일 전력선 통신을 제안하였다. 이에 대한 레일 전력선 통신의 기초 연구 일환으로서, 본 통신기법의 전송 특성을 향상할 수 있는 레일에 대한 임피던스 측정 및 정합특성 평가가 중요하다. 본 연구에서는 자체 제작한 임피던스 정합 트랜스포머와 네트워크 분석기를 이용하여 레일에 대한 반사 및 전파 특성을 평가하였다. 대향 접속방식의 임피던스 반사특성 시험결과로부터 레일 전력선 통신에 적합한 정합용 트랜스포머의 정합비율은 1:3.28임을 알 수 있었다. 또한, 제작한 임피던스 정합용 트랜스포머는 레일 전력선통신에서 투과 신호 전송을 향상할 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. J. M. Kim, Y. S. Kim, S. H. Ahn, H. J. Lee, J. G. Lee, "A Study on the Network Design of Electric Railway for Power Line Communication," J. of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, vol. 11, no. 10 pp. 3756-3760, 2010. DOI: https://doi.org/10.5762/KAIS.2010.11.10.3756
  2. J. J. Lee, Y. J. Park, H. M. Oh, K. H. Kim, D. Y. Lee, "Development of Signal Coupler for Power Line Communication over Medium Voltage Distribution Line," The Trans. of the Korean IEEE (D), vol. 54, pp. 409-416, 2005.
  3. J. J. Lee, J. H. Yu, C. S. Hong, D. Y. Lee, "Impedance Measurement and Matching Technique for Medium-Voltage Powerline Communication," The Transaction of The Korean IEEE (D), vol. 53, no. 5 pp. 345-352, 2004.
  4. M. Gotz, M. Rap, D. K. Dostert, "Power Line Channel Characteristics and Their Effect on Communication System Design," IEEE Communication Magazine, vol. 42, pp. 78-86, 2004. DOI: https://doi.org/10.1109/MCOM.2004.1284933
  5. Y, S, Kim, J. C. Kim, "Characteristic Impedances in Low-Voltage Distribution Systems for Power Line Communication," Journal of Electrical Engineering & Technology, vol. 2, no. 1, pp. 29-34, 2007. DOI: https://doi.org/10.5370/JEET.2007.2.1.029
  6. J. M. Kim, Y. S. Kim, S. H. Ahn, C. S. Kim, "The Characteristic of Data Transmission for Power Line Communication using an AC Arrester for Electric Railway," Trans. KIEE. vol. 61, no. 3, pp. 497-502, 2012. DOI: https://doi.org/10.5370/kiee.2012.61.3.497