ПРИЕМООТВЕТЧИК ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ Российский патент 1997 года по МПК G01S13/75 

Изобретение относится к области телеметрии и, в частности к системам идентификации объектов на расстоянии. Оно может быть применено для модуляции принимаемого запрашивающего сигнала с целью наделения его необходимой информацией об идентифицируемом объекте и отражения амплитудномодулированного сигнала в направлении приемного устройства системы идентификации объектов для извлечения полезной информации об объекте. В качестве объектов идентификации могут служить контейнеры, транспортные средства и т.п.

Известен приемоответчик телеметрической системы идентификации объектов (патент США, N 4075632, G 01 S 9/56, H 04 B 1/59, 1976). Это устройство содержит последовательно включенные антенну, выпрямляющее устройство, регулируемую нагрузку, стабилизатор напряжения, конденсатор, генератор циклического кода, перестраиваемый по частоте генератор и терморезистор.

Приемоответчик работает следующим образом.

Запрашивающий сигнал устройства считывания телеметрической системы идентификации объектов принимается антенной приемоответчика и поступает на его выпрямляющее устройство. Напряжение постоянного тока выпрямляющего устройства используется для электропитания схем приемоответчика. Стабилизатор напряжения служит для поддержания номинала напряжения в схемах приемоответчика. На выходе стабилизатора включен конденсатор, накапливающий энергию для работы схем в интервалах низкого уровня выходного напряжения выпрямляющего устройства в процессе амплитудной модуляции. Регулируемая нагрузка модулятор отраженного сигнала приводится в действие выходным сигналом генератора циклического кода и попеременно замыкает выход выпрямляющего устройства через резистор.

Импедансы антенны и выпрямляющего устройства при номинальной нагрузке последнего согласованы, а при замыкании выхода выпрямляющего устройства - рассогласовываются, что и приводит к модуляции отраженного от антенны приемоответчика сигнала. Код генератора циклического кода зависит от частоты перестраиваемого генератора. В свою очередь эта частота зависит от сопротивления терморезистора, а следовательно от температуры идентифицируемого животного на котором установлен приемоответчик.

Известен приемоответчик телеметрической системы идентификации объектов, принятый за прототип изобретения (заявка ЕП, N 0254954, G 01 S 13/82, B 61 L 25/04, 1987). Это устройство содержит последовательно включенные антенну, согласующий трансформатор, выпрямляющее устройство, регулируемую нагрузку и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) в составе кодогенератора (КГ).

Приемоответчик преобразует принимаемый антенной сигнал в постоянное напряжение, которое поступает на КГ, вырабатывающий импульсы в соответствии с устройством кодирования. Эти импульсы поступают на управляющий вход регулируемой нагрузки, импеданс которой изменяется в соответствии с поступающими на нее импульсами КГ. Изменение импеданса нагрузки ведет к ее рассоглосованию с импедансом антенны, что приводит к амплитудной модуляции отраженного от антенны приемоответчика сигнала.

Комбинация двоичных единиц и нулей индивидуальна для каждого объекта. Приемное устройство телеметрической системы извлекает передаваемую в отраженном сигнале информацию, что позволяет идентифицировать объекты на расстоянии.

Недостатками аналога и прототипа являются:
большое потребление электроэнергии схемой приемоответчика;
недостаточная глубина модуляции отраженного от антенны приемоответчика сигнала.

Техническим результатом изобретения являются уменьшенное потребление электроэнергии схемой ПЗУ и увеличение глубины модуляции отраженного от антенны приемоответчика сигнала.

Этот результат достигается благодаря тому, что приемоответчик содержит приемопередающую антенну, высокоомный трансформатор, выпрямляющее устройство, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и нелинейный элемент (НЛЭ).

Антенна, трансформатор, выпрямляющее устройство и вход ПЗУ включены последовательно. К выходу ПЗУ подключен в качестве нагрузки нелинейных элемент (НЛЭ).

Отличительными признаками изобретения являются: нелинейный элемент и схема его включения.

Уменьшенное потребление схемой приемоответчика обусловлено тем, что при малых значениях импульсного напряжения на выходе ПЗУ сопротивление НЛЭ оказывается большим и общее потребление ПЗУ, соответственно, незначительным. Это позволяет обеспечить дальнейший стабильный заряд выходной емкости выпрямляющего устройства.

Увеличение глубины модуляции достигается тем, что при достижении некоторого порогового значения импульсного напряжения на выходе ПЗУ, сопротивление НЛЭ резко уменьшается, что обеспечивает большой перепад значений тока, потребляемого ПЗУ в момент импульсов и в паузах между ними.

На фиг. 1 представлена структурная схема приемоответчика; на фиг. 2 - структурная схема телеметрической системы идентификации объектов.

На фиг. 1 и 2 введены обозначения: 1 приемопередающая антенна приемоответчика; 2 высокоомный трансформатор; 3 выпрямляющее устройство (Д детектор, С конденсатор); 4 постоянное запоминающее устройство (ПЗУ); 5 нелинейный элемент (НЛЭ); 6 СВЧ-генератор; 7 приемопередающая антенна запрашивающего и считывающего устройств системы идентификации объектов; 8 - приемоответчик; 9 направленный ответвитель (НО); 10 смеситель (См); 11 - усилитель низкой частоты (УНЧ); 12 демодулятор (ДМ).

Антенна 1 может быть выполнена в виде полуволнового вибратора из медного проводника на плате.

Трансформатор 2 может быть выполнен четверть волновым из медного проводника.

Выпрямляющее устройство 3 может быть выполнено на двух диодах (Д) и конденсаторе (С) по схеме удвоения напряжения.

ПЗУ 4 может быть выполнено на микросхеме (МС) типа КН563РТ1.

НЛЭ 5 может быть выполнен в виде стабилитрона на соответствующее напряжение или последовательно соединенных диодов и резистора.

Генератор 6 может быть собран по схеме автогенератора на транзисторах.

Антенна 7 может быть выполнена рупорной.

Приемоответчик 8 описан выше.

Ответвитель 9 может быть выполнен полосковым или волноводным.

Смеситель 10 может быть собран на смесительном диоде.

УНЧ 11 может быть собран на транзисторах.

ДМ 12 может быть собран на диоде.

Приемоответчик содержит антенну 1, трансформатор 2, выпрямляющее устройство 3, ПЗУ 4 и НЛЭ 5. Выход антенны 1 через трансформатор 2 соединен со входом выпрямляющего устройства 3, выход которого соединен со входом электропитания ПЗУ 4, к выходу ПЗУ 4 подсоединен НЛЭ 5.

При попадании антенны 1 в диаграмму направленности антенны 7 при работающем генераторе 6 на выходе антенны 1 наводится переменная ЭДС. Высокоомный трансформатор 2 повышает амплитуду наводимой в антенне ЭДС до нужного значения напряжения. Выпрямляющее устройство 3 выпрямляет это напряжение и при достижении значения этого напряжения соответствующего порогу запуска ПЗУ 4 начинается считывание записанного там кода. На выходе ПЗУ появляются соответствующие импульсные кодовые последовательности, присущие данному ПЗУ, а следовательно и объекту на котором установлен датчик.

Под воздействием импульсного напряжения в НЛЭ 5 протекает импульсный ток. Следовательно, в цепи питания ПЗУ от накопительного конденсатора С к ПЗУ также протекает импульсный ток, соответствующий генерируемой ПЗУ импульсной последовательности. Изменение тока, отбираемого от выпрямителя в промежуток времени, соответствующий импульсу до промежутка времени, соответствующего паузе между импульсами, приводит к соответствующему изменению входного сопротивления выпрямительного устройства. При этом меняется коэффициент отражения от входа выпрямляющего устройства и, следовательно от антенны 1, подключенной через трансформатор 2 ко входу выпрямительного устройства 3.

Использование: в области телеметрии, в частности в системах идентификации объектов на расстоянии, может быть применено для модуляции принимаемого запрашиваемого сигнала с целью наделения его необходимой информацией об идентифицируемом объекте и отражения амлитудномодулированного сигнала в направлении приемного устройства системы идентификации объектов для извлечения полезной информации об объекте, в качестве объектов могут служить контейнеры, транспортные средства и т.д. Приемоответчик телеметрической системы идентификации объектов содержит последовательно соединенные приемопередающую антенну 1, согласующий трансформатор 2, и выпрямляющее устройство 3, нелинейный элемент 5, постоянное запоминающее устройство 4, причем выход выпрямляющего устройства 3 подключен к входу питания постоянного запоминающего устройства 4, нелинейный элемент 5 подключен к выходу постоянного запоминающего устройства 4 в качестве нагрузки, в приемоответчике по п. 2 нелинейный элемент 5 выполнен в виде стабилитрона, а по п. 3 - из последовательно соединенных диода и резистора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Приемоответчик телеметрической системы идентификации объектов, содержащий последовательно соединенные приемопередающую антенну, согласующий трансформатор и выпрямляющее устройство, нелинейный элемент, постоянное запоминающее устройство, отличающийся тем, что выход выпрямляющего устройства подключен к входу питания постоянного запоминающего устройства, нелинейный элемент подключен к выходу постоянного запоминающего устройства в качестве нагрузки. 2. Приемоответчик по п. 1, отличающийся тем, что нелинейный элемент выполнен в виде стабилитрона. 3. Приемоответчик по п. 1, отличающийся тем, что нелинейный элемент выполнен из последовательно соединенных диода и резистора.