https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19641
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
wesleymateuscantarino.pdf | PDF/A | 5.2 MB | Adobe PDF | View/Open |
Type: | Dissertação |
Title: | Measurement and characterization of multiconductor cables in railway signaling systems |
Author: | Cantarino, Wesley Mateus |
First Advisor: | Ribeiro, Moisés Vidal |
Co-Advisor: | Andrade Filho, Luciano Manhães de |
Co-Advisor: | Tonello, Andrea |
Referee Member: | Conti, Alberto Resende de |
Referee Member: | Araujo, Leandro Ramos de |
Resumo: | Esta dissertação discute a medição e caracterização de cabos multicondutores usados em sistemas de sinalização ferroviária. Ao aplicar a teoria de linha de transmissão para multicondutores, na configuração de 푛 fios, o presente trabalho faz uso de um formalismo matemático para modelar o comportamento dos cabos multicondutores utilizados em sistemas de sinalização ferroviária e, consequentemente, realizar análises a partir de simulações numéricas. Visando promover a caracterização desses condutores, a presente dissertação discute três arranjos experimentais para a realização de campanhas de medição em laboratório e no campo. Os arranjos experimentais contemplam a medição da impedância característica, parâmetros de espalhamento, resposta em frequência de diafonia e ruído aditivo na faixa de frequência entre 20 Hz-2 MHz. A seguir, a presente dissertação descreve as campanhas de medição realizadas em laboratório e no campo. A discussão comparativa entre os resultados coletados a partir das simulações numéricas baseadas na modelagem adotada e através das campanhas de medição no laboratório e no campo apresentam elevado nível de concordância. Finalmente, uma análise da densidade espectral de potência do ruído aditivo, juntamente com a magnitude da resposta de frequência de um condutor no cabo multicondutor empregado em sinalização ferroviária, confirma que tanto a comunicação de dados quanto o sensoriamento podem ser realizados, com certas restrições, a partir do emprego de sinais elétricos de baixa potência, um requisito essencial para evitar interferência nos sistemas de sinalização ferroviária existentes. |
Abstract: | This thesis presents the measurement and characterization of multiconductor cables used in railway signaling systems. By applying multiconductor transmission line theory to an 푛-wire configuration, this work applies a mathematical formalism for analyzing the behavior of these multiconductor cables through numerical simulations. Aiming to provide a characterization of these cables, this thesis discusses three experimental setups for conducting measurement campaigns both in the laboratory and in the field. These setups cover the measurement of characteristic impedance, scattering parameters, crosstalk frequency response, and additive noise over the frequency range from 20 Hz2 MHz. The dissertation then describes the measurement campaigns performed in both environments. A comparative discussion between results obtained from the simulations based on the adopted model and those from the laboratory and field campaigns shows a high level of agreement. Finally, an analysis of the additive noise power spectral density, together with the magnitude of the frequency response of a single conductor within the multiconductor cable used in railway signaling, confirms that both data communication and sensing can be carried out under certain constraints using low-power electrical signals. The use of low-power electrical signals is an essential requirement to avoid interference with legacy railway signaling systems. |
Keywords: | Sistema de sinalização ferroviária Linha de transmissão para multicondutores Impedância característica Parâmetros de espalhamento Diafonia Ruído aditivo Railway signaling system Multiconductor cable Characteristic impedance Scattering parameters Crosstalk Additive noise |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Language: | eng |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Institution Initials: | UFJF |
Department: | Faculdade de Engenharia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
Access Type: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazil |
Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19641 |
Issue Date: | 21-Aug-2025 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações) |
This item is licensed under a Creative Commons License