СИСТЕМА ДЛЯ РАДИОТЕЛЕФОННЫХ СООБЩЕНИЙ НА АВТОМАГИСТРАЛЯХ Российский патент 2012 года по МПК G08B25/12 B61L29/22 B60Q9/00 

Предлагаемая система относится к средствам обеспечения безопасности, защиты и спасения человека в условиях движения на крупных автомагистралях и на железнодорожных переездах.

Известны системы для радиотелефонных сообщений на автомагистралях и автоматического ограждения железнодорожных переездов (авт. свид. СССР №№1.342.796, 1.592.206, 1.796.521, 1.801.849; патенты РФ №№2.090.777, 2.170.187, 2.183.351, 2.282.897, 2.319.212; 2.395.121, 2.397.548; патенты США №№4.753.895, 4.816.893; Дикарев В.И. Безопасность, защита и спасение человека. - СПб, 2007, с.78-104 и другие).

Из известных систем наиболее близкой к предлагаемой является система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях (патент РФ №2.395.121, G08B 25/12, 2009), которая и выбрана в качестве прототипа.

В состав радиооборудования системы, устанавливаемого на железнодорожном переезде, входит супергетеродинный радиоприемник, в котором одно и то же значение промежуточной частоты ω_пр может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах ω_с и ω_з, т.е.

ω_пр=ω_с-ω_г и ω_пр=ω_г-ω_з.

Следовательно, если частоту настройки ω_с принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место зеркальный канал приема, частота ω_з которого отличается от частоты ω_с на 2ω_пр и расположена симметрично (зеркально) относительно частоты ω_г гетеродина (фиг.4).

Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования К_пр, что и по основному каналу. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехоустойчивость радиоприемника.

Кроме зеркального существуют и другие дополнительные (комбинационные, интермодуляционные и канал прямого прохождения) каналы приема.

В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия:

,

где - частота i -го комбинационного канала;

m, n, i - целые положительные числа.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первой гармоники частоты сигнала с гармониками частоты гетеродина малого порядка (второй, третьей и т.д.), так как чувствительность радиоприемника по этим каналам близка к чувствительности основного канала. Так, двум комбинационным каналам при m=1 и n=2 соответствуют частоты:

ω_к1=2ω_г-ω_пр и ω_к2=2ω_г+ω_пр.

Если несущая частота помехи равна промежуточной частоте ω_пр, то образуется канал прямого прохождения.

Если два или более сигналов одновременно попадают в полосу частот Δω_п1, расположенную «слева» от полосы пропускания Δω_п радиоприемника, или в полосу частот Δω_п2, расположенную «справа» от полосы пропускания Δω_п радиоприемника, то на нелинейных элементах образуются интермодуляционные частоты, которые могут попадать в полосу пропускания Δω_п радиоприемника, т.е. образуются интермодуляционные каналы приема (фиг.5, 6). Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения, зеркальному, комбинационным и интермодуляционным каналам, приводит к снижению избирательности и помехоустойчивости радиоприемника.

Известная система обеспечивает подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения, зеркальному, комбинационным и интермодуляционным каналам. Благодаря этому повышаются избирательность и помехоустойчивость радиоприемника.

Однако с точки зрения расширения диапазона рабочих частот в ряде случаев целесообразно не подавлять некоторые дополнительные каналы, а использовать их.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования зеркального и комбинационных каналов.

Поставленная задача решается тем, что система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях, использующая в соответствии с ближайшим аналогом солнечную энергию для электропитания радиопередатчика в дневное и ночное время и состоящая из многоячеистой панели солнечных параболоидных концентраторов, в фокусах которых расположены арсенид-галлиевые фотоприемники, имеющие возможность преобразовывать концентрированную солнечную энергию с КПД до 20% и с удельной мощностью 200 Вт/м², по бокам солнечной батареи установлены фотодиоды в цилиндрических отражателях, имеющие возможность ориентировать батарею на солнце с помощью сельсинов с точностью ±2°, а сама батарея размещается в герметичной прозрачной полусфере, на которой сверху установлена штыревая антенна, соединенная с коробкой, в которой размещены буферная щелочная батарея, первый радиопередатчик, радиоприемник, микрофоны и кнопки вызова, при этом коробки крепятся к разделительному барьеру автомагистрали на расстоянии 0,8-1 км друг от друга, первый радиопередатчик подключен к дуплексеру, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второй радиопередатчик выполнен в виде последовательно включенных микропроцессора, генератора высокой частоты и многоотводной линии задержки, кодовые отводы которой через фазоинверторы, обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180° в соответствии с идентификационным кодом, подключены к сумматору, первый вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, а к выходу последовательно подключены телеграфный ключ, второй вход которого соединен с вторым выходом микропроцессора, усилитель мощности и передающая антенна, первый радиопередатчик и радиоприемник установлены в коробке, которая крепится к разделительному барьеру автомагистрали в непосредственной близости от железнодорожного переезда, второй радиопередатчик установлен на локомотиве, радиоприемник содержит два исполнительных блока, звуковой сигнализатор, световой сигнализатор и последовательно подключенные к выходу дуплексера первый узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом дуплексера, первый полосовой фильтр, второй фазоинвертор, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй полосовой фильтр, третий фазоинвертор, третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, первый усилитель промежуточной частоты, четвертый сумматор, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй узкополосный фильтр, первый амплитудный детектор, первый ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, первую линию задержки, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, и первый блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, при этом к второму выходу гетеродина последовательно подключены первый фазовращатель на +90°, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй усилитель промежуточной частоты и второй фазовращатель на +90°, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, отличается от ближайшего аналога тем, что радиоприемник снабжен фазовращателем на -90°, пятым сумматором, вторым перемножителем, третьим, четвертым и пятым узкополосными фильтрами, вторым, третьим и четвертым амплитудными детекторами, вторым, третьим и четвертым ключами, второй, третьей и четвертой линиями задержки, вторым, третьим и четвертым фазовыми детекторами, вторым, третьим и четвертым блоками памяти, вторым, третьим и четвертым блоками сравнения, и логическим элементом ИЛИ, причем к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены фазовращатель на -90°, пятый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, третий узкополосный фильтр, второй амплитудный детектор, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора, вторая линия задержки, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, второй блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, и логический элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход подключен к входам первого и второго исполнительных блоков, звукового и светового сигнализаторов, к выходу второго перемножителя последовательно подключены четвертый узкополосный фильтр, третий амплитудный детектор, третий ключ, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора, третья линия задержки, третий фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа, и третий блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, а выход подключен к третьему входу логического элемента ИЛИ, к выходу первого перемножителя последовательно подключены пятый узкополосный фильтр, четвертый амплитудный детектор, четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четвертая линия задержки, четвертый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом четвертого ключа, и четвертый блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока памяти, а выход подключен к четвертому входу логического элемента ИЛИ.

Общий вид предлагаемой системы изображен на фиг.1. Структурная схема второго радиопередатчика, устанавливаемого на локомотиве, представлена на фиг.2. Структурная схема радиооборудования, устанавливаемого в коробке на железнодорожном переезде, изображена на фиг.3. Частотные диаграммы, поясняющие образование дополнительных каналов приема, представлены на фиг.4, 5 и 6.

Второй радиопередатчик содержит последовательно включенные микропроцессор 13, генератор 14 высокой частоты и многоотводную линию задержки 15, некоторые отводы которой через фазоинверторы 16j (j=1, …, m), обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180° в соответствии с идентификационным кодом M(t), подключены к сумматору 17, первый вход которого соединен с выходом генератора 14 высокой частоты, а к выходу последовательно подключены телеграфный ключ 18, второй вход которого соединен со вторым выходом микропроцессора 13, усилитель 19 мощности и передающая антенна 20.

К выходу первого радиопередатчика 21 последовательно подключены дуплексер 22, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 11, и радиоприемник 35, состоящий из последовательно подключенных к выходу дуплексера 22 первого узкополосного фильтра 36, первого фазоинвертора 37, первого сумматора 38, второй вход которого соединен с выходом дуплексера 22, первого полосового фильтра 39, второго фазоинвертора 40, второго сумматора 41, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора 38, второго полосового фильтра 42, третьего фазоинвертора 43, третьего сумматора 44, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора 41, первого смесителя 24, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 23, первого усилителя 25 промежуточной частоты, четвертого сумматора 49, первого перемножителя 50, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 44, второго узкополосного фильтра 51, первого амплитудного детектора 52, первого ключа 53, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора 49, первой линии задержки 26, первого фазового детектора 27, второй вход которого соединен с выходом первого ключа 53, первого блока 29 сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока 28 памяти, и логический элемент ИЛИ 78, выход которого соединен с входами первого 30 и второго 31 исполнительных блоков, звукового сигнализатора 33 и светового сигнализатора 34. К второму выходу гетеродина 23 последовательно подключены первый фазовращатель 45 на +90°, второй смеситель 46, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 44, второй усилитель 47 промежуточной частоты и второй фазовращатель 48 на +90°, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора 49. К выходу второго усилителя 47 промежуточной частоты последовательно подключены фазовращатель 54 на -90°, пятый сумматор 55, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 25 промежуточной частоты, второй перемножитель 56, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 44, третий узкополосный фильтр 57, второй амплитудный детектор 58, второй ключ 59, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора 55, вторая линия 60 задержки, второй фазовый детектор 61, второй вход которого соединен с выходом второго ключа 59, и второй блок 63 сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго блока 62 памяти, а выход подключен к второму входу логического элемента ИЛИ 78. К выходу второго перемножителя 56 последовательно подключены четвертый узкополосный фильтр 64, третий амплитудный детектор 65, третий ключ 66, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора 55, третья линия 67 задержки, третий фазовый детектор 68, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа 66, и третий блок 70 сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 69 памяти, а выход подключен к третьему входу логического элемента ИЛИ 78. К выходу первого перемножителя 50 последовательно подключены пятый узкополосный фильтр 71, четвертый амплитудный детектор 72, четвертый ключ 73, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора 49, четвертая линия 74 задержки, четвертый фазовый детектор, 75, второй вход которого соединен с выходом четвертого ключа 73, и четвертый блок 77 сравнения, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока 76 памяти, а выход подключен к четвертому входу логического элемента ИЛИ 78. Звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы размещаются на сигнальной панели 32, которая устанавливается на железнодорожном переезде так, чтобы приближающийся участок движения мог в любое время заметить ее перед въездом на железнодорожные пути.

Солнечная батарея 1 представляет собой набор солнечных параболоидных оптических концентраторов 2, сфокусированных на арсенид-галлиевые преобразователи, размещенные на тыловой стороне планок 3. Для азимутально-зенитальной ориентации по бокам батареи установлены фотодиоды 4 с отражателями 5, управляющие сельсинами 6.

Батарея установлена в герметичном прозрачном полусферическом колпаке 7 на герметичной коробке 8, внутри которой расположены буферная щелочная батарея, радиопередатчик 21, дуплексер 22 и радиоприемник 35, а на противоположных стенах коробки размещены микрофоны 9 и кнопки вызова 10. Штыревая приемно-передающая радиоантенна 11 установлена в верхней части полусферы, а вся система закреплена на разделительном барьере 12 автомагистрали в непосредственной близости от железнодорожного переезда.

Система работает следующим образом.

При возникновении дорожно-транспортного происшествия его участники нажимают кнопку 10 и через микрофон 9 сообщают в дежурную часть о подробностях случившегося.

В течение дня солнечную батарею ориентируют на солнце (или на наиболее освещенную часть неба) при помощи фотодиодов 4 с отражателями 5, которые на основе достижения равносигнальной зоны управляют сельсинами 6. При этом подзаряжают буферную батарею для работы в ночное время.

При приближении локомотива к железнодорожному переезду на определенном расстоянии R микропроцессор 13 включает радиопередатчик и генератор 14 высокой частоты, который формирует радиоимпульс

,

где U_c, ω_с, φ_с, τ_и - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность радиоимпульса.

Сформированный импульс с выхода генератора 14 высокой частоты поступает на первый вход сумматора 17 и на вход многоотводной линии задержки 15.i (i=1, 2, …, n). В многоотводной линии задержки 15.1 время задержки между ближайшими соседними отводами равно длительности радиоимпульса (τ_i=τ_и, i=1, 2,…, n). В некоторых отводах линии задержки включены фазоинверторы 16.j (j=1, 2, …, m), обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180° в соответствии с идентификационным кодом M(t). На выходе сумматора 17 образуется сложный фазоманипулированный (ФМн) радиосигнал в виде алгебраической суммы радиоимпульсов со всех отводов линии задержки 15.i (i=1, 2, …, n) и с выхода генератора 14 высокой частоты

,

где φ_k(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φ_k(t)=const при kτ_и<t<(k+1)τ_и и может изменяться скачком при t=kτ_и, т.е. на границах между элементарными посылками (радиоимпульсами) (k=1, …, n);

τ_и, n - длительность и количество элементарных радиоимпульсов, из которых составлен сигнал длительностью Т_с (Т_с=τ_иn).

Данный радиосигнал с выхода сумматора 17 через телеграфный ключ 18 и усилитель 19 мощности поступает в передающую антенну 20, излучается ею в эфир, улавливается приемопередающей антенной 11 и через дуплексер 22 И сумматоры 38, 41, у которых работает только одно плечо, поступает на первые входы смесителей 24 и 46, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 23:

,

.

На выходе смесителей 24 и 46 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 25 и 47 выделяются напряжения промежуточной (разностной) частоты

где

ω_пр=ω_с-ω_г - промежуточная частота;

φ_пр=φ_с-φ_г.

Напряжение u_пр2(t) с выхода второго усилителя 47 промежуточной частоты поступает на входы фазовращателей 48 и 54 на +90° и -90°, на выходах которых образуются напряжения:

Напряжения u_npl(t) и u_np4(t), поступающие на два входа пятого сумматора 55, на его выходе компенсируются.

Напряжения u_np1(t) и u_np3(t) поступают на два входа четвертого сумматора 49, на выходе которого образуется суммарное напряжение

где .

Это напряжение подается на второй вход первого перемножителя 50, на первый вход которого поступает принимаемый сигнал u₁(t) с выхода третьего сумматора 44. На выходе перемножителя 50 образуется гармоническое напряжение

u₂(t)=U₂·cos(ω_гt+φ_г),

где

которое выделяется узкополосным фильтром 51, детектируется амплитудным детектором 52 и подается на управляющий вход ключа 53, открывая его.

В исходном состоянии ключи 53, 59, 66 и 73 всегда закрыты.

Частота настройки ω_н1 узкополосного фильтра 36 выбирается равной промежуточной частоте ω_пр (фиг.4): ω_н1=ω_пр.

Частота настройки ω_н2 полосового фильтра 39 и полоса пропускания Δω_п1 выбираются равными (фиг.5):

Частота настройки ω_н3 полосового фильтра 42 и полоса пропускания Δω_п2 выбираются равными (фиг.6):

Частота настройки ω_н4 узкополосных фильтров 51 и 57 выбирается равной частоте ω_г гетеродина 23 ω_н4=ω_г.

Частота настройки ω_н5 узкополосных фильтров 64 и 71 выбирается равной второй гармонике частоты 2ω_г гетеродина 23 ω_н5=2ω_г.

Суммарное напряжение U_∑1(t) c выхода сумматора 49 через открытый ключ 53 поступает на первый вход фазового детектора 27 непосредственно и на второй вход фазового детектора 27 через линию задержки 26, время задержки τ_з которой выбирается равным длительности τ_и радиоимпульса (τ_з=τ_и).

В фазовом детекторе 27 сравнивается фаза предыдущего радиоимпульса с фазой последующего радиоимпульса. Если указанные радиоимпульсы имеют одинаковые фазы, то формируется положительный видеоимпульс. Если указанные радиоимпульсы имеют разные фазы, то формируется отрицательный видеоимпульс. На выходе фазового детектора 27 формируется низкочастотно напряжение

где

К₂ - коэффициент передачи фазового детектора,

пропорциональное модулирующему коду M(t). Это напряжение поступает на первый вход блока 29 сравнения кодов, на второй вход которого подается модулирующий код M(t), заранее записанный в блок 28 памяти. Так как на два входа блока 29 сравнения кодов поступают идентичные коды, то на его выходе формируется постоянное управляющее напряжение, которое поступает через логический элемент ИЛИ 78, на управляющие входы двух исполнительных блоков 30 и 31, звукового 33 и светового 34 сигнализаторов.

Исполнительные блоки 30 и 31 срабатывают и обеспечивают опускание двух шлагбаумов, препятствующих с двух сторон движению транспорта через железнодорожный переезд.

Звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы срабатывают и извещают о приближении к железнодорожному переезду локомотива.

Для повышения достоверности приема ФМн-сигнала последний дублируется несколько раз с интервалом, например в 5 секунд. Это обеспечивается микропроцессором 13, который замыкает цепь телеграфного ключа 18 через тот же интервал времени. При этом звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы работают в проблесковом режиме с периодом следования Т_сл=5 секунд.

При достижении локомотивом второго рубежа R₂ (критического) микропроцессор 13 замыкает цепь телеграфного ключа 18 накоротко. При замкнутой накоротко цепи телеграфного ключа 18 звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы посылают в пространство непрерывные звуковой и световой сигналы.

При проследовании локомотива через железнодорожный переезд, шлагбаумы опускаются, а звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы прекращают свою работу.

При приближении локомотива к очередному железнодорожному переезду работа системы происходит аналогичным образом.

Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема ФМн-сигналов по основному каналу на частоте ω_с (фиг.4).

Если ФМн-сигнал принимается по зеркальному каналу на частоте ω₃ (фиг.4):

то усилителями 25 и 47 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

где

ω_пр=ω_г-ω_з - промежуточная частота;

φ_пр5=φ_г-φ_з.

Напряжение u_пр6(t) с выхода усилителя 47 промежуточной частоты поступает на входы фазовращателей 48 и 54 +90° и -90°, на выходах которых образуются напряжения:

Напряжения u_пp5(t) и u_пp7(t), поступающие на два входа четвертого сумматора 49, на его выходе компенсируются.

Напряжения u_пp5(t) и u_пp8(t) поступают на два входа пятого сумматора 55, на выходе которого образуется суммарное напряжение:

где

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 56, на первый вход которого поступает принимаемый сигнал u_з(t) с выхода сумматора 44. На выходе перемножителя 56 образуется гармоническое напряжение

,

где

которое выделяется узкополосным фильтром 57, детектируется амплитудным детектором 58 и подается на управляющий вход ключа 69, открывая его. При этом суммарное напряжение u_∑2(t) с выхода сумматора 55 через открытый ключ 59 поступает на первый вход фазового детектора 81 непосредственно и на второй вход фазового детектора 61 через линию задержки 60, время задержки τ_з которой выбирается равным длительности τ_и элементарных посылок (τ_З=τ_и).

На выходе фазового детектора 61 образуется низкочастотное напряжение

,

где

пропорциональное модулирующему коду M₁(t). Это напряжение поступает на первый вход блока 63 сравнения кодов, на второй вход которого подается модулирующий код M₁(t), заранее записанный в блок 62 памяти. Так как на два входа блока 63 сравнения кодов поступают идентичные коды, то на выходе формируется постоянное управляющее напряжение, которое поступает через логический элемент ИЛИ 78 на управляющие входы исполнительных блоков 30 и 31, звукового 33 и светового 34 сигнализаторов.

Если ФМн-сигнал принимается по первому комбинационному каналу на частоте ω_k1 (фиг.4)

,

то усилителями 25 и 47 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

где

ω_пр=2ω_г-ω_k1 - промежуточная частота;

φ_пр9=φ_г-φ_k1.

Напряжение u_np10(t) с выхода усилителя 47 промежуточной частоты поступает на входы фазовращателей 48 и 54 на +90° и -90°, на выходах которых образуются напряжения:

Напряжения u_пp9(t) и u_пp11(t), поступающие на два входа четвертого сумматора 49, на его выходе компенсируются.

Напряжения u_пp9(t) и u_пpl2(t) поступают на два входа пятого сумматора 55, на выходе которого образуется суммарное напряжение

где U_∑3=2U_пp9.

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 56, на первый вход которого поступает принимаемый сигнал u_k1(t) с входа третьего сумматора 44. На выходе перемножителя 56 образуется гармоническое напряжение

u₄(t)=U₄·cos(2ω_гt+φ_г),

где

которое выделяется узкополосным фильтром 64, детектируется амплитудным детектором 65 и подается на управляющий вход ключа 66, открывая его. При этом суммарное напряжение с выхода сумматора 55 через открытый ключ 66 подается на два входа фазового детектора 68 непосредственно и через линию задержки 67. На выходе фазового детектора 68 образуется низкочастотное напряжение

где

пропорциональное модулирующему коду M₂(t). Это напряжение после сравнения поступает на первый вход логического элемента ИЛИ 78.

Если ФМн-сигнал принимается по второму комбинационному каналу на частоте ω_к2 (фиг.4)

то усилители 25 и 47 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

где

ω_пр=ω_k2-2ω_г - промежуточная частота;

φ_пр13=φ_k2-φ_г.

Напряжение u_пp14(t) с выхода усилителя 47 промежуточной частоты поступает на входы фазовращателей 48 и 54 на +90° и -90°, на выходах которых образуются напряжения:

Напряжения u_пр13(t) и u_пр16(t), поступающие на два входа сумматора 55, на его выходе компенсируются.

Напряжения u_пр13(t) и u_прl5(t) поступают на два входа сумматора 49, на выходе которого образуется суммарное напряжение

где U_∑4=2U_пр13.

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 60, на первый вход которого поступает принимаемый сигнал u_k2(t) с выхода третьего сумматора 44. На выходе перемножителя 50 образуется гармоническое напряжение

,

где

которое выделяется узкополосным фильтром 71, детектируется амплитудным детектором 72 и подается на управляющий вход ключа 73, открывая его. При этом суммарное напряжение с выхода сумматора 49 через открытый ключ 73 подается на два входа фазового детектора 75 непосредственно и через линию задержки 74. На выходе фазового детектора 75 образуется низкочастотное напряжение

где

пропорциональное модулирующему коду M₃(t). Это напряжение после сравнения поступает на четвертый вход логического элемента ИЛИ 78.

Если на вход радиоприемника 35 поступают ФМн-сигналы по основному каналу на частоте ω_с, по зеркальному каналу на частоте ω_з, по первому комбинационному каналу на частоте ω_к1 и по второму комбинационному каналу на частоте ω_к2, то в работе участвуют все блоки радиоприемника 35.

Предлагаемая система обеспечивает своевременное предупреждение о приближении поезда к железнодорожному переезду. Для этого используется сигнальная панель со звуковой и световой сигнализацией, которая монтируется на железнодорожном переезде так, чтобы приближающийся участник движения мог в любое время заметить ее перед выездом на железнодорожные пути.

На локомотиве устанавливается радиопередатчик, который работает на определенной частоте и излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией. Указанные сигналы обладают энергетической и структурной скрытностью и позволяют использовать структурную селекцию ФМн-сигналов среди других сигналов и помех. Работой радиопередатчика управляет микропроцессор, в памяти которого имеются все железнодорожные переезды.

Предлагаемая система, имеющая автономный источник электрической энергии, может быть смонтирована на любом железнодорожном переезде, независимо от того, где он находится. Можно быть также уверенным, что звуковая и сигнальная сигнализации обязательно сработают при приближении локомотива к железнодорожному переезду в любую погоду (туман, дождь, снег, солнце) и, следовательно, предупредят всех участников движения о приближении поезда.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина. Это достигается использованием зеркального и комбинационных каналов.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности, защиты и спасения в условиях движения на крупных автомагистралях и на железнодорожных переездах. Предложенная система содержит солнечную батарею (1), оптические концентраторы (2), планки (3), фотодиоды (4), отражатели (5), сельсины (6), полусферический колпак (7), герметичную коробку (8), микрофоны (9), кнопку вызова (10), штыревую приемопередающую антенну (11), разделительный барьер (12). Кроме того, в систему входят микропроцессор, генератор высокой частоты, многоотводная линия задержки, фазоинверторы, сумматор, телеграфный ключ, усилитель мощности, передающая антенна, первый радиопередатчик, дуплексер, гетеродин, два смесителя, два усилителя промежуточной частоты, четыре линии задержки, четыре фазовых детектора, четыре блока памяти, четыре блока сравнения, два исполнительных блока, сигнальная панель, звуковой сигнализатор, световой сигнализатор, радиоприемник, пять узкополосных фильтров, три фазоинвертора, пять сумматоров, два полосовых фильтра, два фазовращателя на +90°, два перемножителя, четыре амплитудных детектора, четыре ключа, фазовращатель на -90°, логический элемент ИЛИ. Изобретение обеспечивает повышенную надежность передачи радиотелефонных сообщений за счет расширения диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования зеркального и комбинационных каналов. 6 ил.

Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях, использующая солнечную энергию для электропитания радиопередатчика в дневное и ночное время и состоящая из многоячеистой панели солнечных параболоидных концентраторов, в фокусах которых расположены арсенид-галлиевые фотоприемники, имеющие возможность преобразовывать концентрированную солнечную энергию с КПД до 20% и с удельной мощностью 200 Вт/м, по бокам солнечной батареи установлены фотодиоды в цилиндрических отражателях, имеющие возможность ориентировать батарею на солнце с помощью сельсинов с точностью ±2°, а сама батарея размещается в герметичной прозрачной полусфере, на которой сверху установлена штыревая антенна, соединенная с коробкой, в которой размещены буферная щелочная батарея, первый радиопередатчик, радиоприемник, микрофоны и кнопки вызова, при этом коробки крепятся к разделительному барьеру автомагистрали на расстоянии 0,8…1 км друг от друга, первый радиопередатчик подключен к дуплексеру, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второй радиопередатчик выполнен в виде последовательно включенных микропроцессора, генератора высокой частоты и многоотводной линии задержки, кодовые отводы которой через фазоинверторы, обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180°, в соответствии с идентификационным кодом, подключены к сумматору, первый вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, а к выходу последовательно подключены телеграфный ключ, второй вход которого соединен со вторым выходом микропроцессора, усилитель мощности и передающая антенна, первый радиопередатчик и радиоприемник установлены в коробке, которая крепится к разделительному барьеру автомагистрали в непосредственной близости от железнодорожного переезда, второй радиопередатчик установлен на локомотиве, радиоприемник содержит два исполнительных блока, звуковой сигнализатор, световой сигнализатор и последовательно подключенные к выходу дуплексера первый узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом дуплексера, первый полосовой фильтр, второй фазоинвертор, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй полосовой фильтр, третий фазоинвертор, третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, первый усилитель промежуточной частоты, четвертый сумматор, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй узкополосный фильтр, первый амплитудный детектор, первый ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, первую линию задержки, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, и первый блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, при этом к второму выходу гетеродина последовательно подключены первый фазовращатель на +90°, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй усилитель промежуточной частоты и второй фазовращатель на +90°, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, отличающаяся тем, что радиоприемник снабжен фазовращателем на -90°, пятым сумматором, вторым перемножителем, третьим, четвертым и пятым узкополосными фильтрами, вторым, третьим и четвертым амплитудными детекторами, вторым, третьим и четвертым ключами, второй, третьей и четвертой линиями задержки, вторым, третьим и четвертым фазовыми детекторами, вторым, третьим и четвертым блоками памяти, вторым, третьим и четвертым блоками сравнения и логическим элементом ИЛИ, причем к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены фазовращатель на -90°, пятый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, третий узкополосный фильтр, второй амплитудный детектор, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора, вторая линия задержки, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, второй блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, и логический элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход подключен к входам первого и второго исполнительных блоков, звукового и светового сигнализаторов, к выходу второго перемножителя последовательно подключены четвертый узкополосный фильтр, третий амплитудный детектор, третий ключ, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора, третья линия задержки, третий фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа, и третий блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, а выход подключен к третьему входу логического элемента ИЛИ, к выходу первого перемножителя последовательно подключены пятый узкополосный фильтр, четвертый амплитудный детектор, четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четвертая линия задержки, четвертый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом четвертого ключа, и четвертый блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока памяти, а выход подключен к четвертому входу логического элемента ИЛИ.