УСТРОЙСТВО ПРИЕМОПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПОСРЕДСТВОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН И СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ МНОЖЕСТВО УПОМЯНУТЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2014 года по МПК H01Q1/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение принадлежит к области беспроводной передачи данных посредством электромагнитных волн.

Более конкретно, изобретение относится к устройству приемопередачи данных посредством электромагнитных волн, подходящему для установки на мачте, содержащему антенну и электронный модуль, который соединен с упомянутой антенной и подходит для отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразуемых упомянутой антенной.

Изобретение также относится к системе передачи-приема данных, содержащей множество упомянутых устройств приемопередачи.

Уровень техники

Известна установка устройства приемопередачи типа, изначально упомянутого выше на мачте на общественной дороге, которая поддерживает средство освещения или световой сигнализации, такое как, например, уличный фонарь или светофоры, и которая соединена с сетью электропитания или которая имеет свой собственный источник электропитания, такой как, например, фотоэлектрическая панель.

WO9950926A1 раскрывает элемент городского оборудования, которым может быть уличный фонарь или светофоры, в которые встроено устройство приемопередачи для сотовой телефонной связи. Электронный модуль этого устройства приемопередачи размещается в том же корпусе, что и электронный модуль уличного фонаря или светофоров, в основании мачты, и совместно использует, по меньшей мере, часть своих электронных схем с ним. Антенна устройства приемопередачи установлена на вершине мачты, протягиваясь наружу с конца кронштейна, прикрепленного к мачте. Одним недостатком этой системы является то, что ее установка на существующий уличный фонарь или светофоры довольно затруднительна. Также, закрепленная одним концом антенна на конце кронштейна является хрупким элементом и, кроме того, создает значительное визуальное воздействие.

US5641141 раскрывает систему антенны, сформированную посредством множества продолговатых элементов антенны, внешне прикрепленных к мачте уличного фонаря, параллельно ей, по окружности мачты. Это решение позволяет получить приемлемую диаграмму всенаправленного излучения в плоскости, перпендикулярной мачте. Тем не менее, как и в предыдущем случае, оно имеет недостаток в том, что установка устройства на существующий уличный фонарь довольно затруднительна. Другим недостатком этой системы является то, что конфигурация элементов антенны должна быть спроектирована для определенного диаметра мачты.

Дополнительное предложение, которое раскрыто в EP1376755A1, маскирует устройство приемопередачи в корпусе, размещающем в себе излучатель света уличного фонаря, с тем, чтобы защищать устройство и избегать визуального воздействия, вызываемого в связи с ним. Это решение имеет недостаток необходимости специфической конструкции излучателя света уличного фонаря и, в любом случае, не позволяет устанавливать устройство на любом типе существующего уличного фонаря.

Раскрытие изобретения

Целью изобретения является предоставление устройства приемопередачи типа, изначально упомянутого выше, которое может быть легко установлено на любой существующей мачте, предпочтительно, но не только, на мачте уличного фонаря или светофора, без необходимости выполнять существенные модификации и получающее приемлемую диаграмму всенаправленного излучения в плоскости, перпендикулярной мачте.

Эта цель достигается посредством устройства приемопередачи типа изначально упомянутого выше, характеризуемого тем, что антенна сформирована в гибкой ленте, которая может быть изогнута в своем продольном направлении, переходя от разомкнутого положения, в котором упомянутая гибкая лента разомкнута на одном конце, оставляя раскрыв для бокового прохождения мачты, в замкнутое положение, в котором упомянутая гибкая лента принимает, по существу, цилиндрическую форму, и тем, что она содержит замыкающее средство, чтобы задавать упомянутое замкнутое положение гибкой ленты.

Благодаря этой конфигурации, устройство приемопередачи может быть легко установлено на мачту аналогично гибкому хомуту, расположенному снаружи упомянутой мачты и на любой высоте на ней. Операция установки очень проста. Она состоит из размыкания гибкой ленты на одном конце, чтобы формировать вышеупомянутый раскрыв, заставляя мачту проходить сбоку через упомянутый раскрыв, и после этого замыкания гибкой ленты и задания этого замкнутого положения, в котором гибкая лента располагается аналогично хомуту вокруг мачты. Кроме того, эта конфигурация позволяет гибкой ленте приспосабливаться к предварительно определенной цилиндрической форме в своем замкнутом положении, по существу, независимо от формы и диаметра мачты. Таким образом, может быть единая конструкция антенны, сформированная в гибкой ленте для широкого диапазона мачт. С другой стороны, благодаря конфигурации антенны в форме ленты, замкнутой самой на себя, которая принимает, по существу, цилиндрическую форму, и что такая лента расположена на открытом воздухе снаружи мачты, предпочтительно достигается диаграмма всенаправленного излучения, хорошо распространяемого в плоскости, перпендикулярной мачте.

Антенна предпочтительно сконфигурирована как патч-антенна, содержащая, по меньшей мере, три наложенных друг на друга слоя: первый проводящий слой, формирующий земляную шину, второй проводящий слой, формирующий излучающие элементы, и промежуточный слой из диэлектрического материала, вставленный между упомянутым первым и вторым проводящими слоями, упомянутый первый слой, который формирует земляную шину, располагается в самом крайнем изнутри положении упомянутой гибкой ленты в ее замкнутом положении. Эта конфигурация соответствует конфигурации антенны патч-типа, но с особенностью в том, что элемент, формирующий антенну, является гибкой лентой, которая может принимать упомянутые изогнутые положения. Это дает преимущество в том, что она может производиться массово с низкой стоимостью.

В преимущественных вариантах осуществления антенна сконфигурирована как патч-антенна, содержащая, по меньшей мере, пять наложенных друг на друга слоев: первый проводящий слой, формирующий земляную шину, второй проводящий слой, формирующий излучающие элементы, третий проводящий слой, формирующий дополнительные излучающие элементы, сформированный таким образом, чтобы проецироваться на излучающие элементы второго проводящего слоя, и соответствующие промежуточные слои из диэлектрического материала, вставленные, соответственно, между первым и вторым проводящими слоями и между вторым и третьим проводящими слоями, упомянутый первый проводящий слой, который формирует земляную шину, располагается в самом крайнем изнутри положении гибкой ленты в ее замкнутом положении. Эта конфигурация соответствует конфигурации антенны патч-типа, аналогичной описанной выше, но которая содержит два наложенных друг на друга проводящих слоя, каждый из которых формирует излучающие элементы. Таким образом, получается многодиапазонная антенна, в которой каждая группа излучающих элементов может работать на различной частоте излучения. Благодаря тому, что излучающие элементы третьего проводящего слоя проецируются на излучающие элементы второго проводящего слоя, необязательно добавлять в гибкую ленту проводящий слой, формирующий земляную шину для излучающих элементов третьего проводящего слоя, поскольку функция земляной шины для последнего обеспечивается посредством излучающих элементов второго проводящего слоя. Очевидно, что возможны другие варианты осуществления, в которых патч-антенна содержит более чем пять слоев, расположенных согласно тому же принципу, состоящему из наложения друг на друга проводящих слоев, формирующих излучающие элементы, таким образом, что элементы одного слоя служат в качестве земляной шины для излучающих элементов последующего слоя.

Слои патч-антенны предпочтительно формируются на отдельных гибких лентах, которые накладываются друг на друга, чтобы совместно формировать упомянутую гибкую ленту, в которой сформирована антенна. Эта конфигурация дает преимущество более низкой стоимости производства, благодаря тому, что слои изготавливаются индивидуально и нет необходимости обеспечивать механическое связывание последних, во время процесса производства гибкой ленты, формирующей антенну. Кроме того, она позволяет изготавливать патч-антенну, имеющую пять слоев аналогично описанной выше, с особой легкостью.

Проводящие слои предпочтительно отпечатываются на поверхности упомянутых соответствующих отдельных гибких лент, например, посредством печати токопроводящей краской или чернилами. Благодаря этой конфигурации, проводящий слой не уменьшает гибкость отдельной гибкой ленты, на которой он сформирован. Преимущественно, эта отдельная гибкая лента может быть сделана из полужесткого пластмассового материала и иметь размеры с небольшой толщиной, чтобы получать достаточную гибкость ленты. Это решение дает преимущество в том, что в замкнутом положении гибкой ленты, она принимает, по существу, цилиндрическую форму без необходимости плотно прилегать к другому цилиндрическому телу. Возможны другие варианты осуществления, в которых одна из этих отдельных гибких лент, имеющих проводящий слой, отпечатанный на ней, выполняется из полужесткого пластмассового материала, тем самым обеспечивая упомянутые преимущества, в то время как другие отдельные гибкие ленты, имеющие проводящий слой, отпечатанный на них, сделаны из другого нежесткого материала, такого как, например, нетканая ткань.

Отдельные слои диэлектрического материала, вставленные между двумя из упомянутых проводящих слоев, предпочтительно сформированы посредством самой отдельной гибкой ленты, выполненной из пеноматериала. Этот материал является особенно подходящим, поскольку, с одной стороны, он позволяет изготовлять отдельную гибкую ленту с достаточными механическими свойствами прочности и гибкости, а, с другой стороны, лента, сформированная из этого материала, формирует из себя слой диэлектрического материала, поскольку пористая природа материала означает, что он имеет диэлектрическую постоянную, близкую к диэлектрической постоянной воздуха.

Электронный модуль предпочтительно размещается в корпусе, неподвижно прикрепленном к гибкой ленте, таким образом, во время установки устройства на мачту нет необходимости предусматривать систему соединения электронного модуля с антенной, сформированной из гибкой ленты. Сформированное таким образом устройство является цельным комплектом, который устанавливается непосредственно вокруг мачты.

В преимущественных вариантах осуществления упомянутый корпус, вмещающий электронный модуль, находится во внутреннем пространстве, полученном посредством гибкой ленты в замкнутом положении последней. Эта конфигурация предоставляет преимущество гибкой ленты, на которой сформирована антенна, способная занимать 360 градусов окружности, тем самым, легче получать хорошее всенаправленное распределение диаграммы излучения в плоскости, перпендикулярной мачте.

В других вариантах осуществления упомянутый корпус, вмещающий электронный модуль, располагается в продольном протяжении гибкой ленты, так что в замкнутом положении гибкой ленты комплект, сформированный посредством последней и корпуса, вмещающего электронный модуль, огораживает, по существу, цилиндрическое внутреннее пространство. Это решение делает устройство, установленное на мачте, более защищенным, поскольку конструктивная конфигурация устройства проще, а также расстояние между гибкой лентой и мачтой уменьшается. Недостаток в том, что гибкая лента не формирует полный оборот на 360 градусов из-за пространства, занятого электронным модулем. Это делает трудным получение диаграммы всенаправленного излучения в плоскости, перпендикулярной мачте. Тем не менее, эта трудность преодолевается проектированием корпуса, вмещающего электронный модуль, таким способом, чтобы он занимал небольшой круговой сектор, и проектированием антенны подходящим способом.

Устройство предпочтительно содержит средство фиксации для прикрепления упомянутого устройства к внешней поверхности мачты. В предпочтительных вариантах осуществления упомянутое средство фиксации располагается на поверхности корпуса, обращенной к мачте, и подходит, чтобы монтироваться на средстве сопряжения, расположенном на внешней поверхности мачты. Благодаря этой конфигурации, особенно легко устанавливать устройство на мачту: после того как сопрягающее средство фиксации установлено на мачте, достаточно примерить устройство с корпусом, обращенным к упомянутому средству сопряжения, нажать в направлении мачты, чтобы выполнить запрессовку и окончательно замкнуть гибкую ленту на себя вокруг мачты.

Устройство согласно изобретению может быть снабжено собственным средством электропитания, таким как, например, аккумуляторные батареи с очень долгим сроком эксплуатации или фотоэлектрическая пластина, так что оно может быть установлено на любой мачте без необходимости иметь точку электропитания, через которую доступна электрическая сеть.

Тем не менее, предпочтительное применение устройства согласно изобретению состоит из установки его на мачты, уже имеющие точку электропитания через электрическую сеть, такие как мачты уличных фонарей или светофоры, и подключения устройства к упомянутой точке электропитания. Таким образом, предпочтительно, устройство содержит средство присоединения к электрической сети, внешней по отношению к упомянутому устройству, чтобы питать электрический модуль в его функции отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразуемых антенной.

Средство фиксации предпочтительно имеет трубчатую конфигурацию, определяющую внутренний канал для прохождения кабеля, формирующего часть средства присоединения к электрической сети, внешней по отношению к устройству. Как будет видно позже в подробном описании вариантов осуществления, это решение позволяет выполнять установку устройства и его присоединение к электрической сети, внешней по отношению к нему, очень легко, в частности, присоединение к точке электропитания внутри мачты уличного фонаря или светофора.

Устройство предпочтительно содержит аккумулятор электрической энергии, подходящий для аккумулирования электрической энергии, предоставляемой посредством упомянутой внешней электрической сети, внешней по отношению к устройству, и для питания электронного модуля в его функции отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразуемых антенной, при отсутствии питания от упомянутой внешней электрической сети, внешней по отношению к упомянутому устройству. Это позволяет устройству продолжать работать, когда источник электрической энергии от мачты выходит из строя. Например, когда устройство устанавливается на фонарный столб, оно непосредственно соединяется, через средство присоединения, с электрической сетью, питающей фонарь. В течение времени, когда фонарь получает ток, электронный модуль функционирует с помощью энергии, предоставляемой упомянутой электрической сетью, которая в то же время, заряжает аккумулятор электрической энергии. В течение времени, когда фонарь отсоединен от сети, аккумулятор электрической энергии принимает питание на себя и питает электронный модуль.

Изобретение относится, дополнительно к самому приемопередатчику, к системе передачи-приема данных посредством электромагнитных волн, содержащей множество упомянутых устройств приемопередачи, установленных, по существу, на вертикальных частях мачт с помощью гибкой ленты, прикрепленной в ее замкнутом положении и внешне охватывающей упомянутую вертикальную часть мачты. Эта система предусматривает особенно эффективную сеть беспроводной связи, позволяющую обмениваться данными между самими устройствами, установленными на вертикальных частях мачт, а также между каждым из них и другими приемопередатчиками, расположенными в окрестностях близко к земле, такими как, например, датчики влажности земли, датчики присутствия транспортных средств на парковочных местах и т.д. Антенны могут быть установлены на мачтах на любой высоте, предпочтительно на уровне, достаточно высоком, так, чтобы не быть непосредственно доступными с целью избегания актов вандализма. Благодаря упомянутым антеннам, располагаемым в форме кольца, имеющего вертикальную ось, внешне охватывающую мачту, они предлагают диаграмму всенаправленного излучения в плоскости, перпендикулярной мачте, которая особенно подходит для связи с другими антеннами, установленными на соседних мачтах, а также с другими устройствами приемопередачи, расположенными близко к уровню земли.

В предпочтительном применении упомянутые мачты являются мачтами, которые поддерживают оборудование для освещения или сигнализации, такими как фонарные столбы или светофоры, подключенные к системе электроснабжения, и устройства приемопередачи, установленные на упомянутые мачты, соединены, на каждой из упомянутых мачт, с той же точкой электропитания упомянутой электросети, с которой соединено оборудование освещения или сигнализации, поддерживаемое мачтой.

Предпочтительно в упомянутых мачтах соединяющий кабель, проходящий через внутренний канал, сформированный в дополнительном средстве фиксации, расположенном на внешней стенке мачты, укладывается в полом внутреннем пространстве мачты, от упомянутого дополнительного средства фиксации до электрораспределительной коробки в основании мачты.

Краткое описание чертежей

Дополнительные преимущества и признаки изобретения будут очевидны из последующего описания, в котором, без какого-либо ограничивающего характера, раскрывается предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 - это вид в перспективе одного варианта осуществления устройства приемопередачи согласно изобретению, с гибкой лентой в разомкнутом положении, расположенной впереди вертикальной части мачты, на которой оно должно быть установлено;

фиг.2 - это вид в перспективе устройства на фиг.1 после установки на мачту и с гибкой лентой, зафиксированной в ее замкнутом положении;

фиг.3 - это вид сверху трех отдельных гибких лент, формирующих гибкую ленту устройства на фиг.1 и 2;

фиг.4 - это вид в перспективе устройства на фиг.1, в том же положении, с противоположной стороны;

фиг.5 - это вид, аналогичный виду на фиг.4, показывающий вертикальную часть мачты и систему для фиксации устройства на мачте;

фиг.6 - это вид сбоку мачты для поддержки уличного фонаря или светофоров, на которой установлено устройство согласно изобретению, где соединительный кабель, протягивающийся внутри мачты, и точка электропитания, с которой он соединен, показаны схематично;

фиг.7 - это вид, аналогичный фиг.3, показывающий вариант, в котором гибкая лента содержит пять слоев;

фиг.8 - это вид, аналогичный фиг.2, показывающий альтернативное решение для размещения корпуса, вмещающего в себя электронный модуль;

фиг.9 - это схематичный вид системы передачи-приема данных посредством электромагнитных волн, сформированной посредством множества устройств приемопередачи согласно изобретению, установленных на вертикальных мачтах на общественной дороге.

Осуществление изобретения

Устройство приемопередачи, показанное на фиг.1-5, специально спроектировано для легкой установки на мачту подобно кольцу, охватывающему наружную сторону мачты. Оно сформировано посредством гибкой ленты 4, формирующий антенну 2, и которая неподвижно прикреплена к корпусу 3, в котором размещается электронный модуль (не показан). Электронный модуль соединяется с антенной 2 и содержит необходимые электронные элементы для отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, которые в этом случае являются радиочастотными (RF) волнами, преобразованными антенной 2. Не считается необходимым предоставлять здесь подробное описание этих электронных элементов, поскольку они являются традиционными элементами, не имеющими специфичности, связанной с изобретением, и которые доступны специалисту в области техники. Эти элементы, главным образом, содержат систему электропитания, один или более микропроцессоров и схемы радиочастотной передачи и приема, работающие непосредственно на одной и той же антенне.

Антенна является патч-антенной, содержащей три наложенных друг на друга слоя 2A, 2B, 2C, сформированных из соответствующих отдельных гибких лент 4A, 4B, 4C, которые совместно составляют гибкую ленту 4. Фиг.2 включает в себя деталь, в большем масштабе показывающую край гибкой ленты 4, в которой наложение трех пластин 4A, 4B, 4C должно быть видно. Фиг.3 показывает вид сверху каждой из этих трех лент 4A, 4B, 4C. Лента 4A - это лента, выполненная из гибкого пластмассового материала, в этом случае полимера типа термопластичного полиимида, имеющего толщину менее одного миллиметра, и имеющая отпечатанный на одной из своих сторон первый проводящий слой 2A, занимающий всю поверхность упомянутой ленты 4A, тем самым, формируя земляную шину. Этот первый проводящий слой 2A сформирован посредством печати с помощью проводящих чернил, которые в этом случае выполнены из серебра или меди. Лента 4B - это лента из вспененного пластика, в этом случае полиуретана, имеющего толщину 5-10 миллиметров. Благодаря своей пористой природе, материал ленты 4B имеет диэлектрическую постоянную, близкую к постоянной воздуха, таким образом, лента 4B формирует из себя промежуточную ленту 2B диэлектрического материала. Лента 4C выполнена из того же материала, что и лента 4A, и имеет такую же толщину. Она несет второй проводящий слой 2C, отпечатанный на одной из ее сторон, что формирует излучающие элементы 16C, в этом случае четыре по количеству, соединенные вместе посредством токопроводящей дорожки 15C. Этот второй проводящий слой 2C выполнен тем же образом, что и первый проводящий слой 2A, т.е., посредством печати с помощью тех же проводящих чернил на одной из сторон ленты 4C. Три ленты 4A, 4B, 4C имеют одинаковые размеры при просмотре сверху. В этом варианте осуществления эти размеры являются следующими: 53 см в длину на 16 см в ширину. Как может быть видно в подробном виде на фиг.2, лента 4A и, следовательно, первый проводящий слой 2A, формирующий земляную шину, расположена в самом крайнем изнутри положении гибкой ленты 4 в ее замкнутом положении.

Как может быть видно на фиг.1, 2 и 4, гибкая лента 4, в которой антенна 2 сформирована посредством наложения слоев 2A, 2B, 2C, сформированных на отдельных лентах 4A, 4B, 4C, является гибкой лентой, которая может быть изогнута в своем продольном направлении, переходящей от разомкнутого положения, показанного на фиг.1 и 4, в котором гибкая лента 4 разомкнута на одном конце, оставляя раскрыв, чтобы мачта 1 проходила через него сбоку, в замкнутое положение, показанное на фиг.2, в котором гибкая лента охватывает мачту 1 снаружи, по существу, цилиндрическим образом. Заполняющая лента 11, сделанная из сжимаемого материала, такого как, например, пенорезина, необязательно насажена на внешнюю поверхность мачты 1, выполняя функцию более плотного монтажа устройства на мачте 1.

Гибкая лента 4 имеет установленные на своих концах замыкающие средства 5, 6, служащие для того, чтобы фиксировать ее замкнутое положение, как показано на фиг.2. Эти замыкающие средства состоят из быстрозащелкивающейся замыкающей системы, содержащей входящий элемент 5, расположенный на одном из концов гибкой ленты 4, и сопрягающийся принимающий элемент 6, расположенный на другом конце гибкой ленты 4. Как может быть видно на фиг.1 и 4, принимающий элемент 6 жестко прикреплен к внешней поверхности корпуса 3, вмещающего электронный модуль, таким образом, что концевая часть гибкой ленты 4 защемляется между упомянутой внешней поверхностью корпуса 3 и упомянутым принимающим элементом 6. Таким образом, в замкнутом положении гибкой ленты 4 оба ее конца, по существу, примыкают друг к другу, так что гибкая лента 4 полностью обворачивается на 360°. Корпус 3, таким образом, располагается во внутреннем пространстве, определенном гибкой лентой 4 в ее замкнутом положении. Электрическое соединение между антенной 2 и электронным модулем, размещенным в корпусе 3, преимущественно реализовано в концевой части гибкой ленты 4, захваченной между принимающим элементом 6 и внешней поверхностью корпуса 3.

Для прикрепления устройства к внешней поверхности мачты 1 используется средство 7 фиксации, которое расположено на поверхности корпуса 3, обращенной к мачте 1, и которая запрессовывается в средство 8 сопряжения, которое заранее установлено на внешней поверхности мачты 1. Это средство состоит из штыря 8, который принудительно вставляется в отверстие, сформированное в стенке мачты 1. Штырь 8 имеет внутренний канал 18 для прохождения кабеля 10 для соединения устройства с электрической сетью. Упомянутое средство фиксации состоит из трубчатого элемента 7, определяющего внутренний канал 9 для прохождения упомянутого кабеля 10. Один конец внутреннего канала 9 открывается во внутреннее пространство корпуса 3 (не показан), в то время как другой конец соединяется с внутренним каналом 18 штыря 8. Кабель 10 является частью средства соединения устройства с электрической сетью, внешней по отношению к устройству, позволяющей электронному модулю принимать электропитание для выполнения своей функции отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразованных антенной 2. Это средство соединения включает в себя электронные устройства для защиты и преобразования напряжения, которые размещены в корпусе 3. Не считается необходимым приводить здесь подробности этих электронных устройств, поскольку они будут очевидны специалисту в области техники.

Особенно легко устанавливать устройство на мачту 1 уличного фонаря или светофоры. Установщик свободно выбирает высоту на мачте 1, где желательно установить устройство, формирует отверстие в стенке мачты 1 и принудительно вставляет штырь 8 в упомянутое отверстие. Он может необязательно устанавливать заполняющую ленту 11. После этого он подает соединительный кабель 10 устройства через внутренний канал 18 штыря 8 и задвигает его до тех пор, пока он не достигнет распределительной коробки 13, расположенной у основания мачты. Затем он располагает устройство с гибкой лентой 4 в разомкнутом положении, пропускает мачту 1 через раскрыв, оставленный между концами упомянутой гибкой ленты 4, помещает корпус 3 лицевой стороной к штырю 8 и нажимает на корпус в направлении мачты 1, чтобы запрессовать трубчатый элемент 7 и штырь 8 вместе. Устройство, таким образом, накрепко присоединяется к мачте 1, и необходимо только замкнуть гибкую ленту 4 на себя и зафиксировать ее на месте, нажимая на замыкающие средства 5, 6 вместе. Присоединение кабеля 10 к электрической сети 14, питающей уличный фонарь или светофоры, поддерживаемые мачтой 1, осуществляется посредством удобной работы в основании мачты близко к уровню 12 земли через дверцу доступа к распределительной коробке 13, которую фонарные столбы или светофорные мачты имеют в типичном варианте исполнения.

Корпус 3 также размещает аккумулятор электрической энергии, который аккумулирует электрическую энергию, предоставляемую внешней сетью 14, и который способен предоставлять энергию электронному модулю для выполнения его функции отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразованных антенной, когда питание от внешней электрической сети 14 прерывается. Этот аккумулятор состоит из химической батареи с большим сроком службы, имеющей расширенный диапазон температур, в этом случае литий-ионного типа.

Фиг.7 показывает конструктивный вариант гибкой ленты 4. Она сформирована из множества отдельных гибких лент, на которых сформированы различные слои антенны патч-типа, той же формы и с теми же материалами, что и для антенны на фиг.3, описанной выше, но с различием в том, что отдельных гибких лент пять по количеству: первый проводящий слой 2D, формирующий земляную шину, второй проводящий слой 2F, формирующий два излучающих элемента 16F, соединенных токопроводящей дорожкой 15F, третий проводящий слой 2H, формирующий четыре излучающих элемента 16H, соединенных токопроводящей дорожкой 15H, и соответствующие промежуточные слои 2E, 2G из диэлектрического материала, вставленные, соответственно, между первым и вторым проводящими слоями 2D, 2F и между вторым и третьим проводящими слоями 2F и 2H. Излучающие элементы 16H проецируются на излучающие элементы 16F, тем самым, элементы 16F работают как земляная шина для элементов 16H. Как и в случае антенны, описанной на фиг.2, лента 4D и, следовательно, первый проводящий слой 2D, формирующий земляную шину, располагается в самом крайнем изнутри положении гибкой ленты 4 в ее замкнутом положении. Сконфигурированная таким образом антенна 2 может работать как многодиапазонная антенна, поскольку излучающие элементы 16F и излучающие элементы 16H могут передавать и принимать в различных диапазонах частот.

Фиг.8 показывает альтернативное решение для расположения корпуса 3, вмещающего электронный модуль. В этом случае, корпус 3 располагается в продольном удлинении гибкой ленты 4. Замыкающее средство для замкнутого положения гибкой ленты 4 не детализировано на чертеже. Оно может состоять из входящего элемента, расположенного на одном из концов гибкой ленты 4, который с защелкиванием подгоняется в отверстие, сформированное на боковой стенке корпуса 3. Другой конец гибкой ленты 4 прикрепляется к другой боковой стенке корпуса 3. Электрическое соединение между антенной 2 и электронным модулем, размещенным в корпусе 3, формируется на этом конце.

Фиг.9 схематически показывает систему передачи-приема данных посредством электромагнитных волн, сформированную посредством множества устройств приемопередачи, аналогичных только что описанным и установленных на вертикальных мачтах 1 уличных фонарей или светофоров, как описано ранее в данном документе. Чертеж схематически показывает устройства 17 приемопередачи, которые располагаются близко к земле 12 и которые обмениваются данными посредством электромагнитных волн с устройствами приемопередачи, установленными на мачтах 1. Последние обмениваются данными посредством электромагнитных волн как друг с другом, так и с устройствами 17, расположенными близко к земле. Эти устройства 17 преимущественно являются различными типами датчиков, которые захватывают различные переменные окружающей среды, такие как, например, уровень влажности земли, наличие транспортного средства на парковочном месте и т.д.

Изобретение относится к беспроводной передаче данных посредством электромагнитных волн. Технический результат - обеспечение приемопередачи данных посредством электромагнитных волн. Для этого устройство приемопередачи данных посредством электромагнитных волн предназначено для установки на мачту и содержит антенну, электронный модуль, соединенный с антенной и предназначенный для передачи и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразованных антенной. Антенна сформирована в гибкой ленте, которая может быть изогнута в своем продольном направлении, переходя от разомкнутого положения, в котором гибкая лента разомкнута на одном конце, оставляя раскрыв для бокового прохождения мачты, в замкнутое положение, в котором гибкая лента принимает цилиндрическую форму. Устройство содержит замыкающие средства для задания замкнутого положения гибкой ленты. Изобретение также обеспечивает систему, сформированную посредством множества упомянутых устройств приемопередачи, установленных на вертикальных частях мачт. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство приемопередачи данных посредством электромагнитных волн, подходящее для установки на мачту (1), причем упомянутое устройство содержит антенну (2) и электронный модуль, соединенный с упомянутой антенной (2) и выполненный с возможностью отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразованных упомянутой антенной (2), при этом устройство отличается тем, что упомянутая антенна (2) сформирована на гибкой ленте (4), которая может быть изогнута в ее продольном направлении, переходя от разомкнутого положения, в котором упомянутая гибкая лента (4) разомкнута на одном конце, оставляя раскрыв для бокового прохождения мачты (1), в замкнутое положение, в котором упомянутая гибкая лента (4) принимает, по существу, цилиндрическую форму, и тем, что содержит замыкающие средства (5, 6), чтобы задавать упомянутое замкнутое положение гибкой ленты (4).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая антенна (2) сконфигурирована как патч-антенна, содержащая, по меньшей мере, три наложенных друг на друга слоя (2A, 2B, 2C): первый проводящий слой (2A), формирующий земляную шину, второй проводящий слой (2C), формирующий излучающие элементы (16C), и промежуточный слой (2B) из диэлектрического материала, вставленный между упомянутым первым (2A) и вторым (2C) проводящими слоями, причем упомянутый первый проводящий слой (2A), который формирует земляную шину, располагается в самом крайнем изнутри положении упомянутой гибкой ленты (4) при ее замкнутом положении.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая антенна (2) сконфигурирована как патч-антенна, содержащая, по меньшей мере, пять наложенных друг на друга слоев (2D, 2E, 2F, 2G, 2H): первый проводящий слой (2D), формирующий земляную шину, второй проводящий слой (2F), формирующий излучающие элементы (16F), третий проводящий слой (2H), формирующий дополнительные излучающие элементы (16H), сформированные таким образом, чтобы проецироваться на упомянутые излучающие элементы (16F) второго проводящего слоя (2F), и соответствующие промежуточные слои (2E, 2G) из диэлектрического материала, вставленные соответственно между упомянутым первым (2D) и вторым (2F) проводящими слоями и между упомянутым вторым (2F) и третьим (2H) проводящими слоями, причем упомянутый первый проводящий слой (2D), который формирует земляную шину, располагается в самом крайнем изнутри положении упомянутой гибкой ленты (4) при ее замкнутом положении.

4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что упомянутые слои (2A, 2B, 2C; 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) патч-антенны сформированы на независимых гибких лентах (4A, 4B, 4C; 4D, 4E, 4F, 4G, 4H), которые наложены друг на друга, чтобы совместно формировать упомянутую гибкую ленту (4), в которой сформирована упомянутая антенна (2).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что проводящие слои (2A, 2C; 2D, 2F, 2H) отпечатываются на поверхности упомянутых соответствующих независимых гибких лент (4A, 4C; 4D, 4F, 4H).

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что упомянутые промежуточные слои (2B; 2E, 2G) из диэлектрического материала, вставленные между двумя из упомянутых проводящих слоев (2A, 2C; 2D, 2F, 2H), составлены посредством независимой гибкой ленты (4B; 4E, 4G), выполненной из пеноматериала.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый электронный модуль размещен в корпусе (3), неподвижно прикрепленном к упомянутой гибкой ленте (4).

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что упомянутый корпус (3), вмещающий электронный модуль, расположен во внутреннем пространстве, определяемом упомянутой гибкой лентой (4) при ее замкнутом положении.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что упомянутый корпус (3), вмещающий электронный модуль, расположен в продольном удлинении упомянутой гибкой ленты (4).

10. Устройство по любому из пп.7-9, отличающееся тем, что оно содержит средство (7) фиксации для прикрепления упомянутого устройства к внешней поверхности мачты (1), причем упомянутое средство (7) фиксации располагается на поверхности упомянутого корпуса (3), обращенной к упомянутой мачте (1), и подходит для запрессования в средство (8) сопряжения, расположенное на внешней поверхности упомянутой мачты (1).

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит средство для соединения с электрической сетью, внешней по отношению к упомянутому устройству, для питания электронного модуля с целью выполнения его функции отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразованных упомянутой антенной (2).

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что упомянутое средство (7) фиксации имеет трубчатую конфигурацию, определяющую внутренний канал (9) для прохождения кабеля (10), формирующего часть упомянутого средства для соединения с электрической сетью, внешней по отношению к упомянутому устройству.

13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что оно содержит аккумулятор электрической энергии, подходящий для аккумулирования электрической энергии, предоставляемой упомянутой электрической сетью, внешней по отношению к упомянутому устройству, и для питания упомянутого электронного модуля для выполнения его функции отправки и приема данных посредством сигналов электромагнитных волн, преобразованных упомянутой антенной (2), в отсутствие питания от упомянутой электрической сети, внешней по отношению к упомянутому устройству.

14. Система передачи-приема данных посредством электромагнитных волн, отличающаяся тем, что она содержит множество устройств приемопередачи по любому из пп.1-13, установленных, по существу, на вертикальных частях мачты (1), при этом упомянутая гибкая лента (4) прикрепляется в своем замкнутом положении, по существу, охватывая упомянутую вертикальную часть мачты (1).

15. Система по п.14, отличающаяся тем, что упомянутые мачты (1) являются мачтами, поддерживающими оборудование освещения или сигнализации, соединенное с электрической сетью, при этом упомянутые устройства приемопередачи, установленные на упомянутых мачтах (1), являются устройствами по любому из пп.11-13 и соединены на каждой из упомянутых мачт (1) с той же точкой упомянутой электрической сети, с которой соединено оборудование освещения или сигнализации, поддерживаемое упомянутой мачтой (1).

16. Система по п.15, отличающаяся тем, что устройства приемопередачи, установленные на упомянутых мачтах (1), являются устройствами по п.12 и в упомянутых мачтах (1) упомянутый кабель (10) проложен по полому внутреннему пространству упомянутой мачты (1) от упомянутого средства (8) сопряжения, расположенного на внешней поверхности упомянутой мачты (1), до распределительной коробки (13) в основании упомянутой мачты (1).