УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ НОСИМОГО ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКА К ВОЗИМОЙ АНТЕННЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2003 года по МПК B60R27/00 H01Q1/32 

Изобретение относится к транспортной технике и предназначено для использования в транспортных средствах (ТС), для которых оформлено разрешение на использование в составе их дополнительного электрорадиооборудования приемопередающих радиостанций.

Использование в составе оборудования ТС радиостанций широко описано в технической литературе. В соответствии со стандартом (ГОСТ 12252-86 "Радиостанции с угловой модуляцией сухопутной подвижной службы") они носят наименование "возимые радиостанции" и могут иметь мощность несущей радиопередатчика до 20 Вт. Для примера можно рассмотреть такие публикации, как патенты US 4037177, Н 03 Н 7/10, Н 03 Н 7/38, Н 03 Н 7/46, Н 03 Н 7/14, 19.07.1977; US 4268805, H 01 P 5/16, H 01 Q 1/50, 19.05.1981. Приемопередающие радиостанции жестко закрепляются внутри салона ТС, а их антенны выносятся в пространство вне корпуса ТС.

Однако здесь необходимо отметить, что пользователь возимой радиостанции, как правило, должен иметь возможность использовать радиосвязь для приема и передачи не только внутри ТС, но и вне ТС. Поэтому пользователь возимой радиостанции должен быть одновременно и пользователем "носимой радиостанции" или "портативной радиостанции" (наименования по ГОСТ 12252-86). Мощность несущей носимой радиостанции не должна превышать 2 Вт, а мощность несущей портативной радиостанции - 0,5 Вт (в дальнейшем, для определенности будет использоваться единый термин "носимая радиостанция").

Приобретение двух радиостанций (возимой и носимой) крайне неудобно. Во-первых, это весьма дорого, а во-вторых, создает дополнительные трудности для связи внешних абонентов с пользователем этими радиостанциями. Ведь ТС имеет обширные металлические поверхности, создающие экранирующее действие для приема и передачи на носимую радиостанцию внутри салона ТС. С другой стороны, вне салона ТС можно использовать только носимую радиостанцию (поскольку возимая радиостанция жестко привязана к ТС).

Для преодоления этих неудобств и созданы устройства для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС, которые являются непосредственным предметом настоящего изобретения. Такие устройства применяются в ТС, которые в целях экономии оборудованы только возимой антенной, но не собственно возимым приемопередатчиком. При нахождении пользователя внутри салона ТС при помощи такого устройства пользователь подключает к возимой антенне ТС свою носимую радиостанцию (носимый приемопередатчик) и ведет прием и передачу так, как будто он пользуется возимой радиостанцией.

Устройства для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС также описаны в технической литературе, например, Петр Матушка "Усилитель мощности 4-12 Вт на 145 МГц", ЧССР, "Amaterske Radio", 4, 1987, стр. 152-153 или С. Сыч "Выходной каскад радиостанции", "Радиолюбитель", 2, 1999. Такие устройства содержат первый коммутатор, объединенные первые вход и выход которого соединены со входом детектора уровня сигнала, выход которого подключен ко входу блока управления, первый выход которого соединен со входами управления первого и второго коммутаторов, а второй выход - со входом управления усилителя мощности, сигнальный вход которого подключен ко второму выходу первого коммутатора, а выход - к первому входу второго коммутатора, объединенные первые выход и второй вход которого выполнены с возможностью подключения к возимой антенне ТС. Вход детектора уровня сигнала соединен со специальным разъемом.

При использовании известного устройства для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС пользователь должен отключить от носимого приемопередатчика его антенну и присоединить к антенному разъему приемопередатчика разъем устройства для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС.

При таком подключении пользователь может использовать носимый приемопередатчик внутри салона ТС, обеспечивая на выходе мощность, разрешенную для возимых радиостанций.

Однако пользователь должен постоянно производить подключения и отключения антенны носимого приемопередатчика. А это, кроме явного неудобства, портит разъем носимого приемопередатчика и вызывает его преждевременный выход из строя.

Этот недостаток исключен в устройстве для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС по патенту US 6317089, H 01 Q 1/32, 13.11.2001, которое является наиболее близким по технической сущности к заявляемому.

Это устройство для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС, содержащее первый коммутатор, первый вход которого соединен со входом детектора уровня сигнала, выход которого подключен ко входу блока управления, первый выход которого соединен со входами управления первого и второго коммутаторов, а второй выход - со входом управления усилителя мощности, сигнальный вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, а выход - к первому входу второго коммутатора, первый выход и второй вход которого выполнены с возможностью подключения к возимой антенне ТС. Вход детектора уровня сигнала соединен со специальным индуктивным блоком, который пользователь должен плотно прижать к носимому приемопередатчику. Между носимым приемопередатчиком и индуктивным блоком устанавливается бесконтактная индуктивная связь, благодаря которой пользователь может без отключения антенны носимого приемопередатчика обеспечивать его подключение к возимой антенне ТС. Разъем антенны носимого приемопередатчика таким образом не портится. А поскольку индуктивный блок плотно прижат к носимому приемопередатчику, гарантируется, что по отношению к индуктивному блоку сигнал от носимого приемопередатчика будет более мощным, чем сигнал от возимой антенны ТС. Таким образом, гарантируется отсутствие возбуждения при передаче сигналов.

Однако использование этого технического решения также неудобно для потребителя, поскольку требует постоянного плотного прижимания индуктивного блока к носимому приемопередатчику. Наличие подключенного к индуктивному блоку кабеля еще более затрудняет действия пользователя.

Задачей настоящего изобретения является устранение для пользователя неудобства при пользовании устройством для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС.

Указанная задача решается благодаря тому, что в известное устройство для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС, содержащее первый коммутатор, первый вход которого соединен со входом детектора уровня сигнала, выход которого подключен ко входу блока управления, первый выход которого соединен со входами управления первого и второго коммутаторов, а второй выход - со входом управления усилителя мощности, сигнальный вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, а выход - к первому входу второго коммутатора, первый выход и второй вход которого выполнены с возможностью подключения к возимой антенне ТС, введены внутренний комплекс приемопередающих антенн и усилитель радиосигналов, сигнальный вход которого соединен со вторым выходом второго коммутатора, вход управления - с третьим выходом блока управления, а выход - со вторым входом первого коммутатора, второй выход которого подключен к внутреннему комплексу приемопередающих антенн.

Решению поставленной задачи способствуют следующие частные признаки изобретения.

Первый коммутатор выполнен с объединенными между собой первым входом и вторым выходом, а второй коммутатор - с объединенными между собой первым выходом и вторым входом.

Внутренний комплекс приемопередающих антенн выполнен в виде одной антенны с вертикальной поляризацией, выполненной с возможностью неподвижного крепления к боковой стойке кузова, на некотором расстоянии от нее внутри салона ТС.

Внутренний комплекс приемопередающих антенн выполнен в виде спиралевидной насадки на штатную антенну носимого приемопередатчика, снабженной гибким кабелем для подключения к первому коммутатору.

Внутренний комплекс приемопередающих антенн выполнен в виде двух антенн с вертикальной поляризацией и фазоразностного сумматора, выход которого соединен с первым коммутатором, а входы подключены соответственно к антеннам с вертикальной поляризацией, каждая из которых выполнена с возможностью неподвижного крепления к боковой стойке кузова, на некотором расстоянии от нее внутри салона ТС.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС, а также приведено схематическое изображение носимого приемопередатчика и возимой антенны.

На фиг. 2 приведена структурная схема предпочтительной реализации внутреннего комплекса приемопередающих антенн.

На фиг.1 и 2 использованы следующие обозначения:
1 - внутренний комплекс приемопередающих антенн; 2 - детектор уровня сигнала; 3 - блок управления; 4 - усилитель мощности; 5 - усилитель радиосигналов; 6 - первый коммутатор; 7 - второй коммутатор.

При этом внутренний комплекс 1 приемопередающих антенн может быть выполнен в виде одной антенны с вертикальной поляризацией, выполненной с возможностью неподвижного крепления к боковой стойке кузова, на некотором расстоянии от нее внутри салона ТС. При этом все боковые стойки кузова ТС должны быть металлическими, а средства крепления антенны к боковой стойке кузова - неметаллическими. Антенна устанавливается параллельно боковой стойке кузова. Высота крепления антенны должна примерно соответствовать уровню головы пользователя. Расстояние от антенны до боковой стойки кузова для большинства моделей отечественных автомобилей может быть в пределах от 3 до 5 см.

Другим возможным вариантом конструктивного исполнения внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн может быть использование спиральной насадки на штатную антенну носимого приемопередатчика, снабженной гибким кабелем для подключения к первому коммутатору 5.

Еще одним возможным вариантом конструктивного исполнения внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн может быть его выполнение в виде двух антенн с вертикальной поляризацией и фазоразностного сумматора, выход которого соединен с первым коммутатором, а входы подключены соответственно к антеннам с вертикальной поляризацией, каждая из которых выполнена с возможностью неподвижного крепления к боковой стойке кузова, на некотором расстоянии от нее внутри салона ТС. Этот вариант исполнения внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн схематически изображен на фиг.2, где введены следующие обозначения:
1.1 - фазоразностный сумматор (выполненный, например, в виде трансформатора с двумя обмотками); 1.2 - первая антенна с вертикальной поляризацией; 1.3 - вторая антенна с вертикальной поляризацией. Антенны 1.2 и 1.3 должны быть неподвижного закреплены на противоположных боковых стойках кузова, на некотором расстоянии от них внутри салона ТС. При этом все боковые стойки кузова ТС должны быть металлическими, а средства крепления антенны к боковой стойке кузова - неметаллическими. Каждая из антенн устанавливается параллельно той боковой стойке кузова, на которой она крепится. Высота крепления антенн должна примерно соответствовать уровню головы пользователя. В плоскости, проведенной через оси симметрии антенн 1.2 и 1.3, должна располагаться ось симметрии возимой антенны ТС. Расстояние от каждой из антенн 1.2 или 1.3 до соответствующей боковой стойки кузова для большинства моделей отечественных автомобилей может быть в пределах от 3 до 5 см.

Первый 6 и второй 7 коммутаторы могут быть выполнены в виде переключающих реле. При этом изображенный на фиг.1 первый коммутатор 6 выполнен с объединенными между собой первым входом и вторым выходом, а второй коммутатор 7 - с объединенными между собой первым выходом и вторым входом.

Все остальные составные части предлагаемого устройства являются стандартными компонентами автомобильной электроники и в дальнейших пояснениях не нуждаются.

Питание блоков заявляемого устройства для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС осуществляется от аккумуляторной батареи ТС.

Работает устройство для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС следующим образом.

В исходном состоянии находящийся у пользователя носимый радиопередатчик работает в режиме приема. Его антенна практически не формирует радиосигналы в эфир. То есть, на внутреннем комплексе 1 приемопередающих антенн не наводятся радиоизлучения. Это обнаруживает детектор 2 уровня сигнала и посылает на блок 3 управления сигнал работы в режиме приема. По этому сигналу блок 3 управления формирует сигнал отключения усилителя 4 мощности и включения усилителя 5 радиосигналов. Сигнал от блока 3 управления воздействует на первый 6 и второй 7 коммутаторы таким образом, что вход второго коммутатора 7 подключен к возимой антенне, а выход - ко входу усилителя 5 радиосигналов. Вход первого коммутатора 6 подключен к выходу усилителя 5 радиосигналов, а выход - к внутреннему комплексу 1 приемопередающих антенн и ко входу детектора 2 уровня сигнала.

Внешние радиосигналы принимаются возимой антенной ТС, проходят второй коммутатор 7 и усиливаются в усилителе 5 радиосигналов. С выхода усилителя 5 радиосигналов сигналы через первый коммутатор 6 поступают на внутренний комплекс 1 приемопередающих антенн. Внутренний комплекс 1 приемопередающих антенн создает внутри салона ТС электромагнитное поле, эквивалентное внешнему.

При выполнении внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн в виде спиралевидной насадки на штатную антенну носимого приемопередатчика, снабженной гибким кабелем, электромагнитное поле сосредотачивается вокруг антенны носимого приемопередатчика, обеспечивая качественный прием сигналов.

Если же в состав внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн входит одна или две антенны с вертикальной поляризацией, устанавливаемые на боковых стойках ТС внутри салона, то шесть металлических боковых стоек ТС и антенны с вертикальной поляризацией образуют классическую рефлекторную антенну, диаграмма направленности которой направлена внутрь салона ТС. Наличие этой рефлекторной антенны обеспечивает качественный прием сигналов.

Пользователь, находящийся внутри салона ТС, может принимать на свой носимый приемопередатчик внешние вызовы так же, как если бы он находился вне салона ТС (и даже лучше, так как возимая антенна ТС обладает большой эффективностью, а ее сигнал дополнительно усиливается усилителем 5 радиосигналов).

Если пользователю необходимо вести радиопередачу непосредственно из салона ТС, то он переключает свой носимый радиопередатчик в режим передачи. Излучаемая носимым приемопередатчиком мощность наводится на внутреннем комплексе 1 приемопередающих антенн. Благодаря этому на входе детектора 2 уровня сигнала формируется сигнал, уровень напряжения у которого существенно превышает максимально возможный сигнал на выходе первого коммутатора 6. Детектор 2 уровня сигнала обнаруживает возрастание своего входного сигнала и переключает блок 3 управления. После этого переключения блок 3 управления отключает усилитель 5 радиосигналов и включает усилитель 4 мощности. После переключения вход первого коммутатора 6 оказывается подключенным к внутреннему комплексу 1 приемопередающих антенн, а выход первого коммутатора 6 - ко входу усилителя 4 мощности. Вход второго коммутатора 7 оказывается подключенным к выходу усилителя мощности 4, а выход второго коммутатора 7 - к возимой антенне ТС.

Таким образом, в режиме передачи сигнал носимого приемопередатчика, принимаемый внутренним комплексом 1 приемопередающих антенн, усиливается усилителем мощности 4 (так как по существующим стандартам мощность сигнала, излучаемая возимой антенной, должна превышать мощность сигнала носимого приемопередатчика). Усиленный по мощности сигнал поступает через второй коммутатор 7 непосредственно на возимую антенну ТС и с нее излучается в открытое пространство. Таким образом, и в режиме приема и в режиме передачи пользователь может использовать свой носимый приемопередатчик внутри салона ТС, получая тот же эффект, что и при использовании возимого приемопередатчика ТС (который при реализации настоящего изобретения становится ненужным).

При любом варианте аппаратурной реализации внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн практически исключается эффект самовозбуждения устройства от приема на антенны внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн сигналов возимой антенны ТС.

Это очевидно при выполнении внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн в виде спиралевидной насадки на штатную антенну носимого приемопередатчика, поскольку электромагнитное поле в насадке образуется, в основном, антенной носимого приемопередатчика, а сигналы от возимой антенны ТС существенно слабее.

Внутренний комплекс 1 приемопередающих антенн может быть выполнен в виде одной антенны с вертикальной поляризацией, выполненной с возможностью неподвижного крепления к боковой стойке кузова, на некотором расстоянии от нее внутри салона ТС. При этом диаграмма направленности рефлекторной антенны, образованной одной антенной с вертикальной поляризацией и системой шести металлических боковых стоек ТС, направлена внутрь салона ТС. Рефлекторная антенна усиливает сигналы внутри салона ТС и ослабляет сигналы от возимой антенны ТС. Однако полученная рефлекторная антенна не вполне симметрична, а мощность сигналов от возимой антенны ТС существенно превышает мощность сигналов носимого приемопередатчика. Поэтому такая конструкция внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн не гарантирует отсутствия самовозбуждения (например, в том случае, когда пользователь в целях скрытности вынужден вести передачу, прячась от наблюдателей между кресел салона, то есть, опуская носимый приемопередатчик существенно ниже антенны с вертикальной поляризацией).

Полное отсутствие самовозбуждения в любой точке внутри салона ТС гарантирует выполнение внутреннего комплекса 1 приемопередающих антенн в виде фазоразностного сумматора 1.1 и двух антенн 1.2 и 1.3 с вертикальной поляризацией, каждая из которых выполнена с возможностью неподвижного крепления к боковой стойке кузова, на некотором расстоянии от нее внутри салона ТС (фиг. 2). Полученная рефлекторная антенна (две антенны с вертикальной поляризацией и шесть металлических стоек кузова ТС) полностью симметрична относительно возимой антенны ТС и обладает диаграммой направленности, подавляющей сигналы возимой антенны ТС. Поэтому сигналы возимой антенны практически не попадают на антенны 1.2 и 1.3.

Рассмотрение работы предлагаемого устройства показывает, что пользователь не должен производить никаких дополнительных действий со своим носимым приемопередатчиком. Находясь вне салона ТС, пользователь по прямому назначению использует свой носимый приемопередатчик. Если же приемопередатчик попадает внутрь салона ТС, то без каких-либо дополнительных действий со стороны пользователя носимый приемопередатчик подключается к возимой антенне ТС, образуя совместно с ней возимую радиостанцию, имеющую стандартную для возимой радиостанции мощность несущей.

Таким образом, пользоваться носимым приемопередатчиком становится удобно как внутри, так и вне салона ТС.

На предприятии освоено мелкосерийное производство указанных устройств для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне ТС. Проведенные испытания показали, что при работе носимого приемопередатчика внутри ТС, снабженного заявляемым устройством, обеспечиваются требуемые характеристики возимой радиостанции. С другой стороны, потребители признают удобство работы с носимым приемопередатчиком как вне, так и внутри салона ТС.

Таким образом, совокупность известных и вновь введенных в заявляемом устройстве элементов позволяет решить поставленную задачу. Устройство технически реализуемо и обладает новизной, что позволяет рассматривать его как изобретение.

Изобретение относится к транспортной технике и предназначено для использования на транспортных средствах (ТС), для которых оформлено разрешение на использование в их составе дополнительного электрорадиооборудования приемопередающих радиостанций. Предложенное устройство содержит два коммутатора, детектор уровня сигнала, блок управления, усилитель мощности и усилитель радиосигналов. При практическом использовании данного технического решения пользователь, находясь вне салона ТС, по прямому назначению использует свой носимый приемопередатчик. Если же приемопередатчик попадает внутрь салона ТС, то без каких-либо дополнительных действий со стороны пользователя носимый приемопередатчик подключается к возимой антенне ТС, образуя совместно с ней возимую радиостанцию, имеющую стандартную для возимой радиостанции мощность несущей. Таким образом, пользоваться носимым приемопередатчиком оказывается удобно как внутри, так и вне салона ТС. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для подключения носимого приемопередатчика к возимой антенне транспортного средства, содержащее первый коммутатор, первый вход которого соединен со входом детектора уровня сигнала, выход которого подключен ко входу блока управления, первый выход которого соединен со входами управления первого и второго коммутаторов, а второй выход - со входом управления усилителя мощности, сигнальный вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, а выход - к первому входу второго коммутатора, первый выход и второй вход которого выполнены с возможностью подключения к возимой антенне транспортного средства, отличающееся тем, что в него введены внутренний комплекс приемопередающих антенн и усилитель радиосигналов, сигнальный вход которого соединен со вторым выходом второго коммутатора, вход управления - с третьим выходом блока управления, а выход - со вторым входом первого коммутатора, второй выход которого подключен к внутреннему комплексу приемопередающих антенн. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый коммутатор выполнен с объединенными между собой первым входом и вторым выходом, а второй коммутатор - с объединенными между собой первым выходом и вторым входом. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что внутренний комплекс приемопередающих антенн выполнен в виде одной антенны с вертикальной поляризацией, выполненной с возможностью неподвижного крепления к боковой стойке кузова на некотором расстоянии от нее внутри салона транспортного средства. 4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что внутренний комплекс приемопередающих антенн выполнен в виде спиралевидной насадки на штатную антенну носимого приемопередатчика, снабженной гибким кабелем для подключения к первому коммутатору. 5. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что внутренний комплекс приемопередающих антенн выполнен в виде двух антенн с вертикальной поляризацией и фазоразностного сумматора, выход которого соединен с первым коммутатором, а входы подключены соответственно к антеннам с вертикальной поляризацией, каждая из которых выполнена с возможностью неподвижного крепления к боковой стойке кузова на некотором расстоянии от нее внутри салона транспортного средства.