БАЗОВАЯ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ СТАНЦИЯ ТРАНСПОНДЕРНОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ И СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПРИЕМНОГО ТРАКТА Российский патент 2000 года по МПК H04B1/10 H04Q1/10 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в транспондерной системе идентификации, например, входящей в состав противоугонной системы автомобиля.

Известна система идентификации [см. 1], включающая в себя транспондер и базовую приемопередающую станцию. Транспондер предназначен для хранения и передачи на базовую станцию идентификационных данных. Базовая станция служит для опрашивания транспондера, его идентификации и выдачи результата идентификации на устройство, защищаемое системой идентификации. В состав базовой станции входят генератор высокочастотных колебаний (далее ВЧ-колебаний), антенный LC-контур, устройство идентификации, выполненное на базе микроЭВМ, и приемный тракт, включающий в себя последовательный амплитудный детектор [термин см. 2] , образованный выпрямительным диодом, резистором нагрузки и конденсатором, и активный фильтр. Диалог между транспондером и базовой станцией осуществляют следующим образом. Генератором базовой станции возбуждают в антенном LC-контуре гармонические ВЧ-колебания. С помощью индуктивной антенны LC-контура в пространстве, окружающем станцию, формируют магнитное поле высокой частоты. В поле размещают транспондер. Базовой станцией запрашивают у транспондера идентификационные данные. Опрос транспондера базовой станцией выполняют в несколько этапов подачей соответствующих команд. Команды передают посредством позиционно-кодовой модуляции [см. 3], которую выполняют кратковременными прерываниями излучения ВЧ-колебаний генератора базовой станции.

Информацию о команде несет длительность паузы между соседними прерываниями. В транспондере по исчезновению поля базовой станции определяют наличие прерывания генерации колебаний, измеряют интервал времени до появления следующего прерывания колебаний и по величине временного интервала распознают команду базовой станции, после чего транспондером передают сигнал, содержащий запрашиваемые базовой станцией данные. Для передачи сигнала транспондера осуществляют амплитудную модуляцию ВЧ-колебаний путем абсорбции (поглощения) транспондером части энергии поля базовой станции. Модулированные транспондером ВЧ-колебания принимают антенным контуром базовой станции и подают на приемный тракт. Детектором приемного тракта осуществляют детектирование сигнала транспондера, фильтруют и усиливают его в активном фильтре приемного тракта, после чего сигнал транспондера, содержащий первую часть его идентификационных данных, подают в устройство идентификации, где осуществляют сравнение полученных данных с данными, хранящимися в памяти устройства идентификации.

После завершения первого этапа проверки у транспондера запрашивают подачей соответствующей команды с базовой станции следующую часть данных. При положительных результатах проверки данных, полученных от транспондера в ходе всех этапов опроса, на выход идентификационного устройства базовой станции подают сообщение о положительном результате идентификации транспондера.

За прототип заявляемой станции взята базовая приемопередающая станция транспондерной системы идентификации [см. 1], включающая в себя антенный LC-контур, генератор ВЧ-колебаний, устройство идентификации с выходом для управления генератором и приемный тракт, в состав которого входит последовательный амплитудный детектор, образованный выпрямительным диодом, резистором нагрузки и конденсатором, а также активный фильтр. Станция предназначена для опроса транспондера, передающего данные путем абсорбции части энергии магнитного поля базовой станции. При этом сигнал транспондера, принимаемый антенной станции, представляет собой амплитудно-модулированные ВЧ-колебания. Передачу команд на транспондер осуществляют кратковременным прерыванием генерации ВЧ-колебаний в генераторе в задаваемые устройством идентификации моменты времени.

Недостатком прототипа является временная потеря чувствительности приемным трактом базовой станции при прерывании ВЧ-колебаний генератора. Потеря чувствительности происходит по следующей причине. ВЧ-колебания генератора передают в приемный тракт, постоянно подключенный к выходу генератора, выпрямляют их диодом детектора, а полученными в результате выпрямления импульсами заряжают конденсатор детектора. Кратковременное пропадание ВЧ-колебаний вызывает глубокий разряд конденсатора через резистор нагрузки детектора, что равносильно подаче на вход активного фильтра приемного тракта амплитудно-модулированного сигнала, амплитуда которого в тысячи раз больше амплитуды сигнала транспондера. В результате этого активный фильтр приемного тракта начинает работать в нелинейной области и прием сигнала транспондера становится невозможным.

Чувствительность приемного тракта восстанавливается после того, как в передатчике возобновляется передача ВЧ-колебаний и конденсатор детектора заряжается до заданного напряжения импульсами, получаемыми путем выпрямления указанных колебаний.

За прототип заявляемого способа принят способ защиты приемного тракта приемопередающей станции от помех [см. 4], заключающийся в том, что приемный тракт закрывают на время воздействия импульсной помехи.

Данный способ не пригоден для защиты приемного тракта базовой приемопередающей станции транспондерной системы идентификации, описанного в [1], по следующей причине. Приемный тракт базовой станции, снабженный последовательным амплитудным детектором, постоянно подключен к выходу генератора ВЧ-колебаний, который становится источником импульсной помехи при кратковременном прерывании колебаний. Колебания, вырабатываемые генератором, используются для формирования импульсов зарядного тока конденсатора. При закрытии приемного тракта путем его отключения от выхода генератора ВЧ-колебаний через резистор нагрузки детектора происходит разряд конденсатора детектора до уровня, при котором не обеспечивается нормальная работа приемного тракта.

Задачей заявляемых устройства и способа является защита приемного тракта базовой станции транспондерной системы идентификации от воздействия импульсной помехи.

Указанная задача решается в заявляемой базовой станции транспондерной системы идентификации, включающей в себя антенный LC-контур, генератор высокочастотных колебаний, устройство идентификации с первым выходом для управления генератором, а также приемный тракт, в состав которого входит последовательный амплитудный детектор, образованный выпрямительным диодом, резистором нагрузки и конденсатором. Для решения задачи приемный тракт дополнительно снабжен электронным ключом, а устройство идентификации дополнительно снабжено вторым выходом, причем электронный ключ включен в цепь детектора последовательно с резистором нагрузки, а управляющий вывод ключа соединен со вторым выходом устройства идентификации.

Указанная задача решается в заявляемом способе защиты от импульсной помехи приемного тракта приемопередающей станции, включающего в себя последовательный амплитудный детектор, состоящий из диода, конденсатора и устройства переменной нагрузки, при котором приемный тракт закрывают на время воздействия помехи, тем, что тракт закрывают путем увеличения сопротивления переменной нагрузки последовательного амплитудного детектора.

На чертеже изображена схема заявляемой базовой станции.

Заявляемые устройство и способ реализованы в базовой станции системы идентификации [см. 5].

Заявляемая базовая станция содержит (см. фиг. 1) генератор 1 ВЧ-колебаний, снабженный входом управления 2, антенный LC-контур 3 с индуктивной приемопередающей антенной 4, приемный тракт 5 и устройство идентификации 6, выполненное на базе микроЭВМ. В состав приемного тракта 5 входит последовательный амплитудный детектор 7, образованный диодом 8, устройством переменной нагрузки 9 и конденсатором 10. Устройство идентификации 6 снабжено выходом 11 для подключения устройства, защищаемого системой идентификации, выходом 12 для управления генератором 1 и выходом 13 для управления устройством переменной нагрузки 9. Устройство 9 содержит соединенные последовательно резистор нагрузки 14 и электронный ключ 15. Управляющий вывод 16 ключа 15 соединен с выходом 13 устройства идентификации 3. Вход 2 генератора 1 соединен с выходом 12 устройства идентификации.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Генератор 1 вырабатывает ВЧ-колебания, которые возбуждают в антенном контуре 3 гармонические ВЧ- колебания. Индуктивная антенна 4 формирует в окружающем пространстве магнитное поле высокой частоты. Устройство идентификации 6 вырабатывает на выходе 13 уровень напряжения, переводящий электронный ключ 15 в состояние, при котором силовые выводы ключа размыкаются. При этом прекращается разряд конденсатора 10 через устройство переменной нагрузки 9, и конденсатор 10 заряжается до уровня, незначительно превышающего заданный. Через время T1, подбираемое опытным путем из интервала 0 < T1 < t, где t - постоянная времени RC-цепочки, состоящей из конденсатора 10 и резистора 14, базовая станция запрашивает у транспондера, расположенного в магнитном поле станции, его идентификационные данные. Для этого устройство идентификации 6 прерывает генерацию ВЧ-колебаний подачей на генератор 1 через выход 12 сигнала прерывания генерации. При прерывании генерации происходит незначительный разряд конденсатора 10 через паразитные цепи, так что на момент возобновления генерации ВЧ-колебаний и прихода ответа транспондера напряжение на конденсаторе соответствует заданному. Подбором времени T1 осуществляют взаимную компенсацию процессов перезаряда конденсатора 10 после размыкания ключа 15 и его разряда до заданного уровня в отсутствие ВЧ-колебаний. В результате при возобновлении генерации ВЧ-колебаний генератором 1 приемный тракт 5 принимает ВЧ-колебания, модулированные транспондером, детектирует сигнал транспондера, усиливает его и передает в устройство 6. Устройство 6 идентифицирует транспондер путем сравнения переданных им данных с данными, хранящимися в памяти устройства идентификации, и в случае положительного результата идентификации подает на выход 11 соответствующее сообщение.

Для реализации способа в приемном тракте 5 описанной выше базовой станции, содержащем последовательный амплитудный детектор 7, состоящий из диода 8, устройства переменной нагрузки 9, включающего в себя соединенные последовательно резистор 14 и электронный ключ 15, и конденсатора 10, приемный тракт 5 на время воздействия импульсной помехи, возникающей всякий раз при плановом прекращении генерации ВЧ-колебаний генератором 1 базовой станции, закрывают путем увеличения сопротивления переменной нагрузки 9 детектора 7 на величину сопротивления закрытого ключа 15.

Для реализации заявляемого способа перед прерыванием ВЧ-колебаний приемный тракт базовой станции закрывают путем увеличения сопротивления устройства переменной нагрузки последовательного амплитудного детектора. Это может быть выполнено в описанном выше устройстве следующим образом. За время T1 перед прерыванием ВЧ-колебаний в устройстве идентификации 6 вырабатывают и подают с выхода 13 на вход 16 электронного ключа 15 уровень напряжения, переводящий электронный ключ 15 в состояние, при котором силовые выводы ключа размыкаются. При этом сопротивление устройства переменной нагрузки увеличивается на величину закрытого электронного ключа 15, и диод 8 оказывается смещенным в обратном направлении, так как к катоду диода подключен "плюсом" заряженный конденсатор 10. В результате приемный тракт отключается от источника помехи с помощью обратно смещенного диода 8 последовательного амплитудного детектора.

Достоинством заявляемой базовой станции является возможность использования ее с транспондерами, имеющими различное время задержки посылки ответа на запрос транспондера.

Достоинством заявляемого способа является простота реализации.

Список использованной литературы
1. Каталог фирмы Temic Telefunken microelectronic GmbH "Remote Control and Identification Systems", august 1997, S. 345.

2. Электроника. Энциклопедический словарь. Гл. ред. В.Г. Колесников. М.: "Советская энциклопедия", 1991 г., стр. 110.

3. Патент Германии DE 4107311, публ. 08.02.96.

4. Журнал "Радио" N 8/89, стр. 24.

5. Каталог фирмы Temic Telefunken microelectronic GmbH "Remote Control and Identification Systems", august 1997, S. 352, Appl. 2.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано, например, в противоугонной системе автомобиля. Достигаемым техническим результатом заявляемых устройства и способа является защита приемного тракта базовой станции транспондерной системы идентификации от воздействия импульсной помехи, возникающей при кратковременном прерывании поля высокой частоты, формируемого генератором ВЧ-колебаний базовой станции. В заявляемой базовой приемопередающей станции транспондерной системы идентификации, включающей в себя антенный LC-контур, генератор высокочастотных колебаний, устройство идентификации с первым выходом для управления генератором, а также приемный тракт, снабженный последовательным амплитудным детектором, приемный тракт дополнительно снабжен электронным ключом, а устройство идентификации дополнительно снабжено вторым выходом, причем электронный ключ включен в цепь детектора последовательно с резистором нагрузки, а управляющий вывод ключа соединен со вторым выходом устройства идентификации. Способ защиты от импульсной помехи приемного тракта приемопередающей станции, включающего в себя последовательный амплитудный детектор, заключается в том, что приемный тракт закрывают на время действия помехи путем увеличения сопротивления нагрузки последовательного амплитудного детектора. Изобретение позволяет использовать базовую станцию с транспондерами, имеющими различное время задержки ответа на запрос станции. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Базовая приемопередающая станция транспондерной системы идентификации, включающая в себя антенный LC-контур, генератор высокочастотных колебаний, устройство идентификации с первым выходом для управления генератором, а также приемный тракт, снабженный последовательным амплитудным детектором, состоящим из выпрямительного диода, резистора нагрузки и конденсатора, отличающаяся тем, что приемный тракт дополнительно снабжен электронным ключом, а устройство идентификации дополнительно снабжено вторым выходом, причем электронный ключ включен в цепь детектора последовательно с резистором нагрузки, а управляющий вывод ключа соединен со вторым выходом устройства идентификации. 2. Способ защиты от импульсной помехи приемного тракта приемопередающей станции, включающего в себя последовательный амплитудный детектор, состоящий из выпрямительного диода, конденсатора и устройства переменной нагрузки, при котором приемный тракт закрывают на время воздействия помехи, отличающийся тем, что тракт закрывают путем увеличения сопротивления переменной нагрузки последовательного амплитудного детектора.