СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ КВАНТОВАНИЯ СИГНАЛОВ Российский патент 2019 года по МПК G01R23/02 H03B7/00 

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка относится и испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент Соединенных Штатов No. 62/103312, озаглавленной "Quantum Detector Assembly, System and Method" ("Узел квантового приемника излучения, система и способ"), поданной 14 января 2015 года, которая включена в настоящий документ в качестве ссылки во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Варианты реализации настоящего изобретения в целом относятся к системам и способам квантования сигналов и, более конкретно, относятся к системам и способам квантования сигналов для измерения или обнаружения иным образом одного или более условий окружающей среды.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Как описано в работе "Theory of Communication" ("Теория коммуникации") Дениша Габора, понятие информации напрямую связано с понятием принципа неопределенности Гейзенберга. По изменению переменной импульс и положение частицы представляют эквивалентно в показателях времени (обычно представляют в виде амплитуды) и частоты соответствующего сигнала, который может быть охарактеризован как единица информации. Обычные устройства обнаружения или измерения измеряют то, что может рассматриваться либо как сигнал временной области, либо как сигнал частотной области, но не может рассматриваться как оба таких сигнала.

[0004] В различных условиях и при решении различных задач условия окружающей среды обнаруживают различными видами датчиков. Например, термометры используют для обнаружения температуры окружающей среды, барометры используют для обнаружения атмосферного давления, высотомеры используют для обнаружения высоты плоскости, спидометры используют для обнаружения скорости транспортного средства и т.п. В целом, для восприятия самых разнообразных условий окружающей среды могут быть использованы самые разнообразные датчики и детекторы.

[0005] Для обнаружения условий окружающей среды часто используют цифровые датчики. Различные известные цифровые датчики включают в себя один или более процессоров, которые обрабатывают полученные данные, выводимые с помощью одного или большего количества чувствительных элементов. Как может быть очевидным, между первым моментом времени, когда цифровой датчик получает данные от чувствительного элемента, и вторым моментом времени, когда цифровой датчик генерирует расчет относительно условия окружающей среды, может существовать временная задержка. Кроме того, многие цифровые датчики часто включают в себя множество компонентов обработки, которые увеличивают стоимость и сложность узлов датчиков. Кроме того, датчики, как цифровые, так и аналоговые, могут оказаться ненадежным с течением времени так, что они не выдают точных определений конкретного условия окружающей среды.

[0006] Соответственно, существует потребность в эффективных, надежных и точных системе и способе обнаружения одного или более условий окружающей среды.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание системы для обнаружения одного или более условий окружающей среды. Система может включать в себя множество генераторных схем (oscillator схем), которые соединены друг с другом. Соединение генераторных схем приводит к генерированию выходного сигнала, имеющего набор (pattern) данных амплитуды и частоты. Набор данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений условия (условий) окружающей среды.

[0008] Каждая из указанного множества генераторных схем может включать в себя множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают множества устойчивых равновесий. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения система используется без отдельного и явно выраженного опорного источника.

[0009] Множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением и/или множество устойчивых равновесий указанного множества генераторных схем могут быть разными. Например, множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением первой генераторной схемы может отличаться от множества нелинейностей с отрицательным сопротивлением второй генераторной схемы. В качестве другого примера, множество состояний равновесия первой генераторной схемы может отличаться от множества состояний равновесия второй генераторной схемы. В другом варианте реализации изобретения множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением и/или множество устойчивых равновесий каждой из генераторных схем могут быть одинаковыми.

[0010] Генераторные схемы могут быть соединены друг с другом электромагнитным способом. Альтернативно или дополнительно, генераторные схемы могут быть соединены друг с другом механически и/или химически.

[0011] Условие (условия) окружающей среды может (могут) включать в себя пространственное положение, высоту, положение в объеме, скорость, температуру, давление или интенсивность света. В альтернативном варианте реализации изобретения с помощью системы могут быть обнаружены различные другие условия окружающей среды.

[0012] Система может также включать в себя блок распознавания набора данных, функционально соединенный с указанным множеством генераторных схем. Блок распознавания набора данных выполнен с возможностью приема выходного сигнала и определения значения (значений) условия (условий) окружающей среды путем анализа набора данных (pattern) амплитуды и частоты.

[0013] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения одна или более генераторных схем могут включать в себя по меньшей мере один индуктивный элемент, подключенный параллельно по меньшей мере с одним конденсатором. Генераторные схемы могут работать с напряжением постоянного тока и управляться им.

[0014] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание способа обнаружения одного или более условий окружающей среды. Способ может включать в себя операции, согласно которым соединяют множество генераторных схем друг с другом и генерируют выходной сигнал, имеющий набор данных амплитуды и частоты, посредством операции соединения. Набор данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений условия (условий) окружающей среды.

[0015] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание транспортного средства, которое может включать в себя основной корпус, включающий в себя внутреннюю кабину или внутренний салон и одну или более систем для обнаружения одного или более условий окружающей среды, закрепленных на основном корпусе или в нем. Транспортное средство может быть, например, воздушным летательным аппаратом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0016] На ФИГ. 1 показана схематическая блок-схема системы для обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения.

[0017] На ФИГ. 2 схематически изображен набор данных выходных сигналов для различных значений условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения.

[0018] На ФИГ. 3 схематически показана принципиальная схема системы для обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения.

[0019] На ФИГ. 4 схематически показана принципиальная схема системы для обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения.

[0020] На ФИГ. 5 показан упрощенный вид в перспективе системы для обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения.

[0021] На ФИГ. 6 показана структурная схема способа обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения.

[0022] На ФИГ. 7 схематически изображен перспективный вид сверху воздушного летательного аппарата (или узла воздушного летательного аппарата), согласно варианту реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0023] Предшествующий раздел "Раскрытие изобретения", а также последующее подробное описание некоторых вариантов реализации будет лучше понято при прочтении со ссылкой на приложенные фигуры чертежей. При использовании в настоящем документе элемент или этап, читаемый в единственном числе или в сочетании с предшествующими артиклями "а" или "an", не обязательно следует отметить как выражение, исключающее множество элементов или этапов. Кроме того, ссылки на "один вариант реализации изобретения" не предназначены для толкования, исключающего существование дополнительных вариантов реализации, которые также включают в себя перечисленные признаки. Кроме того, если явно не указано иное, варианты реализации "содержащие" (comprising) или "имеющие" (having) элемент или множество элементов, имеющих конкретное свойство, могут включать в себя дополнительные элементы, не имеющие этого свойства.

[0024] Структуры атомных уровней обеспечивают стационарные наборы данных, подлежащих распознаванию. Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают подобный системе синтез таких стабильных наборов данных. Например, структуры атомных уровней имеют множество равновесий (орбиталей). Подобным образом варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание генераторов с самовозбуждением или генераторных схем со многими устойчивыми состояниями. Источник энергии для системы может быть может быть получен на основе применяемых смещений переходов (junction biases). Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают заданные стабильные колебания наподобие множества орбиталей на атомном уровне. После установки на конкретной орбитали или совершения колебания в фазовой плоскости, система остается на этой орбитали или сохраняет колебания в фазовой плоскости до тех пор, пока она не будет возмущена побудительным фактором, таким как одно или более изменяющихся условий окружающей среды.

[0025] Конкретные варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание системы для обнаружения и измерения сигнала, имеющего информационное содержимое, которое может быть связано с одним или более условиями окружающей среды. Уникальный набор данных времени и частоты сигнала включает в себя по меньшей мере одну единицу информационного содержимого. Соответственно, согласно вариантам реализации настоящего изобретения моментально обнаруживают информацию на основе уникального набора данных сигнала, который может быть обусловлен конкретным условием окружающей среды, воздействующим на систему.

[0026] Конкретные варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание системы и способа обнаружения одного или более условий окружающей среды (например, условия, обусловленного средой, в которой находится система), таких как высота, пространственное положение транспортного средства внутри пространства, скорость, температура, давление, относительное положение в пространстве и/или т.п. Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание системы, которая может включать в себя множество устройств со многими устойчивыми состояниями, которые могут использовать квантовые способы, подобные механическим, чтобы обеспечивать моментальные определения одного или более условий окружающей среды. Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание системы и способа обнаружения, которые являются эффективными, экономичными и надежными. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения система и способ могут быть использованы для обнаружения пространственного положения транспортного средства на основе одного или более определений положения в магнитном поле Земли.

[0027] Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание систем и способов, которые могут обеспечивать моментальные указания на одно или более условий окружающей среды на основе выходного сигнала, такого как набор данных, код или т.п., который может быть уникальным в отношении амплитуды и частоты. Например, конкретный, уникальный выходной сигнал (который может включать в себя огибающую амплитуды, огибающую частоты и огибающую несущей) может указывать на конкретное состояние окружающей среды. Первый выходной сигнал, такой как волновой сигнал, имеющий составляющие амплитуды и частоты, может указывать на первое состояние окружающей среды, второй выходной сигнал, такой как волновой сигнал, имеющий составляющие амплитуды и частоты (который отличается от первого выходного сигнала), может указывать на второе состояние окружающей среды (которое отличается от первого состояния окружающей среды), третий выходной сигнал, такой как волновой сигнал, имеющий составляющие амплитуды и частоты, может указывать на третье состояние окружающей среды (которое отличается от первого и второго состояний окружающей среды) и т.д.

[0028] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения система или устройство для обнаружения может включать в себя первую генераторную схему или генератор с самовозбуждением, имеющий множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают получение множества устойчивых равновесий, и вторую генераторную схему или генератор с самовозбуждением, имеющий множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают получение множества устойчивых равновесий. Первая и вторая генераторные схемы с самовозбуждением соединены друг с другом, например, через электромагнитное соединение.

[0029] Каждая генераторная схема может являться устройством со многими устойчивыми состояниями, которое имеет множество устойчивых равновесий. В качестве реакции на побудительный фактор, такой как изменяющееся условие окружающей среды, генераторная схема (генераторные схемы) может осуществить моментальный переход в одно из множества состояний устойчивого равновесия. Например, в качестве реакции на первое значение условия окружающей среды (такое как первое положение в магнитном поле Земли), генераторная схема (генераторные схемы) может находиться в первом стабильном состоянии. Когда условие окружающей среды изменяется на второе значение (такое как второе положение в магнитном поле Земли), генераторная схема (генераторные схемы) может осуществить переход во второе стабильное состояние, которое отличается от первого стабильного состояния. Вместо только двух стабильных состояний, генераторная схема (генераторные схемы) может иметь N-ное количество стабильных состояний, каждое из которых может быть соотнесено с энергией отличающегося значения одного или более условия (условий) окружающей среды. Каждое значение условия (условий) окружающей среды представляет другой побудительный фактор, имеющий другую энергию, который осуществляет переход генераторной схемы (генераторных схем) в другое стабильное состояние, сродни поведению атомной структуры, имеющей множество орбиталей. После установления конкретного стабильного состояния, генераторная схема (генераторные схемы) остается в этом конкретном стабильном состоянии до тех пор, пока она не будет возмущена, например, изменяющимися условиями окружающей среды.

[0030] Отрицательное сопротивление, которое может также упоминаться как отрицательная проводимость, является общей электрической характеристикой, в которой увеличение напряжения приводит к уменьшению электрического тока, проходящего через него (в отличие от обычного резистора, в котором увеличение напряжения вызывает пропорциональное увеличение тока, в результате чего имеет место положительное сопротивление). В то время как положительное сопротивление потребляет энергию, отрицательное сопротивление генерирует энергию. Отрицательное сопротивление является характеристическим показателем генераторной схемы. Кроме того, генераторная схема с множеством стабильных равновесий (колебаний, также известных как области притяжения) имеет множество областей с искомым отрицательным сопротивлением.

[0031] Также генераторные схемы могут быть нелинейными в том, что они не проявляют линейной зависимости между током и напряжением. То есть, в нелинейной системе наклон напряжения по отношению к току не является прямой линией на всем интересующем диапазоне.

[0032] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением первой генераторной схемы отличается от множества нелинейностей с отрицательным сопротивлением второй генераторной схемы. В альтернативных вариантах реализации изобретения множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением первой генераторной схемы может быть одинаковым с множеством нелинейностей с отрицательным сопротивлением второй генераторной схемы.

[0033] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения количество множеств устойчивых равновесий для первой генераторной схемы отличается от количества множеств устойчивых равновесий для второй генераторной схемы. В альтернативных вариантах реализации изобретения количество множеств устойчивых равновесий для первой генераторной схемы может быть одинаковым с количеством множеств устойчивых равновесий для второй генераторной схемы.

[0034] Система также может включать в себя третью генераторную схему или генератор с самовозбуждением, имеющий множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают получение множества устойчивых равновесий. Третья генераторная схема может быть соединена с одной или обеими из первой и второй генераторных схем, например через электромагнитное соединение. Например, генераторные схемы могут быть отделены друг от друга расстоянием, над, которым между генераторными схемами существует электромагнитное поле.

[0035] Каждая генераторная схема может включать в себя отдельные компоненты. В альтернативных вариантах реализации изобретения каждая генераторная схема может быть выполнена на одном полупроводниковом чипе и/или включать в себя такой чип, например.

[0036] Как отмечено, генераторные схемы могут быть соединены друг с другом электромагнитным способом. В альтернативных вариантах реализации изобретения генераторные схемы могут быть соединены друг с другом механически и/или химически.

[0037] Соединенные генераторные схемы генерируют выходной сигнал, который может быть представлен волновым сигналом, который является комбинацией стабильной амплитуды (или времени) и частоты наборов данных для одного или более условий окружающей среды. Например, первое значение одного или более условия (условий) окружающей среды может заставлять соединенные генераторные схемы генерировать первый выходной сигнал (такой как электромагнитное поле), имеющий уникальный набор данных амплитуды и частоты. Когда это значение условия окружающей среды изменяется на второе значение, которое отличается от первого значения, выходной сигнал изменяется таким образом, что он отличается от первоначального выходного сигнала. Изменяющийся выходной сигнал может быть задан отличающимся набором данных амплитуды и частоты и может быть выполнен с возможностью распознавания. Как таковая, система обеспечивает моментальные определения или результаты без вычислений, за исключением вычислений, которые могут быть использованы для распознавания возможного факта изменения набора данных. Система может распознавать отличающиеся наборы данных амплитуды и частоты как связанные с отличающимися значениями одного или более условий окружающей среды.

[0038] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения условие окружающей среды может быть пространственным положением транспортного средства Пространственное положение может быть обнаружено посредством измерения магнитного поля Земли, например. По меньшей мере еще в одном варианте реализации изобретения условие окружающей среды может представлять собой положение конструкции, которая включает в себя систему обнаружения по отношению к другой конструкции в пределах конкретной области, объема или пространства.

[0039] Система также может включать в себя блок распознавания набора данных, функционально соединенный с генераторными схемами. Выходной сигнал, сгенерированный генераторными схемами, может быть принят блоком распознавания набора данных, который может, в свою очередь, определять значение условия окружающей среды на основе анализа принятого набора данных амплитуды частоты выходного сигнала. Поскольку система может быть откалибрована заранее и наборы данных могут быть квантованными и воспроизводимыми, блок распознавания набора данных может использовать таблицу поиска, например, для распознавания и сопоставления набора данных с соответствующим значением, например.

[0040] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения каждая генераторная схема может включать в себя по меньшей мере один индуктивный элемент, подключенный параллельно по меньшей мере с одним конденсатором. Каждая генераторная схема может быть запитана напряжением постоянного тока (DC), которое обеспечивает стабильную работу. Напряжение постоянного тока в сочетании с элементами отрицательного сопротивления может определять желаемую форму нелинейности, которая обеспечивает получение множества устойчивых равновесий.

[0041] С учетом эквивалентной схемы, определенные варианты реализации настоящего изобретения могут обеспечивать создание дуальной схемы, в которой источники напряжения могут быть заменены источниками тока, индуктивные элементы могут быть заменены конденсаторами, конденсаторы могут быть заменены индуктивными элементами, а нелинейный резистор, управляемый напряжением, может быть заменен нелинейным резистором, управляемый током. Таким образом для каждого варианта реализации настоящего изобретения, раскрытого в настоящей заявке, как отмечено, в качестве альтернативы может быть использована соответствующая эквивалентная схема. Соединение между генераторными схемами может происходить по принципу дуальности, включающему работу на магнитное поле или электрическое поле (или оба этих поля). В частности, в конфигурации дуальной схемы опорные значения напряжения постоянного тока могут быть реализованы в эквивалентных источниках постоянного тока, и все подходящие характеристики могут рассматриваться как одинаковые, с соответствующим изменением переменных.

[0042] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения каждая генераторная схема может включать в себя один или более полевых транзисторов (FET) и/или один или более биполярных плоскостных транзисторов (BJT). В отношении дуальности, там, где указаны N-канальные компоненты, дуальная схема может быть охарактеризована Р-канальными устройствами.

[0043] На ФИГ. 1 показана схематическая блок-схема системы 100 для обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 100 может включать в себя первую генераторную схему 102, соединенную со второй генераторной схемой 104. Например, первая генераторная схема 102 может быть соединена со второй генераторной схемой 104 электромагнитным способом через электромагнитное поле 106, сгенерированное посредством взаимодействия первой и второй генераторных схем 102 и 104. Электромагнитное поле 106 может обеспечивать выходной сигнал взаимодействующих первой и второй генераторных схем 102 и 104. Первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 могут быть размещены друг от друга на расстоянии d, которое обеспечивает существование электромагнитного поля 106 между первой и второй генераторными схемами 102 и 104. В альтернативных вариантах реализации изобретения система 100 может включать в себя больше генераторных схем, чем показано. Например, система 100 может включать в себя три или более генераторных схем, которые соединены по меньшей мере с одной из других генераторных схем.

[0044] Блок 108 распознавания набора данных может быть функционально соединен (или иным образом сообщаться) с первой и второй генераторными схемами 102 и 104 для обнаружения электромагнитного поля 106. Например, блок 108 распознавания набора данных может быть электрически подключен к первой и второй генераторными схемами 102 и 104 через провода или посредством беспроводной связи и/или частью схемы, которая электрически подключает блок 108 распознавания набора данных к каждой из первой или второй генераторных схем 102 и 104. Блок 108 распознавания набора данных может включать в себя чувствительное устройство 110 обеспечения связи, такое как антенна, которое выполнено с возможностью обнаружения электромагнитного поля 106. Чувствительное устройство 110 обеспечения связи сообщается с центральным обрабатывающим блоком (CPU) 112, который может сообщаться с запоминающим устройством 114 или иным образом может включать в себя запоминающее устройство 114, которое хранит программы, инструкции и т.п., управляющие работой блока 108 распознавания набора данных. Говоря вкратце, блок 108 распознавания набора данных может быть схемой или включать в себя схему, которая включает в себя один или более процессоров (таких как микропроцессоры, микроконтроллеры и т.д.), одно или более запоминающих устройств и/или т.п., которые выполнены с возможностью распознавания наборов данных волновых сигналов амплитуды и частоты, которые выводятся соединенными генераторными схемами 102 и 104. Выходной сигнал может представлять собой электромагнитное поле 106. Например, электромагнитное поле 106 может быть обнаружено как обеспечивающее и/или несущее волновой сигнал, который включает в себя составляющие амплитуды и частоты, которые изменяются в отношении одного или более изменяющихся условий окружающей среды. В альтернативных вариантах реализации изобретения система 100 может не включать в себя блок 108 распознавания набора данных.

[0045] При работе условие окружающей среды, имеющее первое значение, может заставлять соединенные генераторные схемы 102 и 104 выдавать характеристический выходной сигнал, который может быть (или иным образом переноситься) электромагнитным полем 106. Например, в первом положении в магнитном поле Земли, выходной сигнал может быть задан волновым сигналом, имеющим первый набор данных амплитуды и частоты, такой как конкретный первый набор данных амплитуды и частоты. Блок 108 распознавания набора данных (pattern recognition) обнаруживает выходной сигнал и определяет, что значение условия окружающей среды является первым значением. Например, блок 108 распознавания набора данных может сопоставлять принятый набор данных амплитуды и частоты выходного сигнала с набором данных, сохраненным в запоминающем устройстве 114, который указывает на первое значение, которое может быть первым положением в магнитном поле Земли. Первый выходной сигнал обусловливается первым значением условия окружающей среды, которое может заставлять первую и вторую генераторные схемы 102 и 104 находиться в первом устойчивом равновесии. Таким образом, первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 находятся в первом состоянии устойчивого равновесия.

[0046] Первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 находятся в первом состоянии устойчивого равновесия вследствие первого значения энергии условия окружающей среды. Когда первое значение изменяется на второе значение, имеющее другую энергию, первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 могут осуществить моментальный переход во второе состояние устойчивого равновесия, вследствие чего они генерируют выходной сигнал, имеющий волновой сигнал с другими набором данных амплитуды и частоты или сигнатурой. Как таковая, система 100 обеспечивает заданные стабильные колебания наподобие множества орбиталей на атомном уровне. Когда генераторы 102 и 104 находятся в конкретном состоянии устойчивого равновесия, система 100 остается в этом состоянии до тех пор, пока она не будет возмущена побудительным фактором, таким как изменяющееся значение энергии одного или более изменяющегося условия (условий) окружающей среды.

[0047] Состояния устойчивого равновесия каждой из первой и второй генераторных схем 102 и 104 могут быть одинаковыми или отличаться. Например, каждая из первой и второй генераторных схем 102 и 104 может иметь сто состояний устойчивого равновесия, заданных одинаковыми значениями энергии для каждого состояния. При необходимости первая генераторная схема 102 может иметь первое множество состояний устойчивого равновесия, а вторая генераторная схема 104 может иметь второе множество состояний устойчивого равновесия, которое отличается от первого множества. Точность системы 100 может повышаться по мере увеличения множеств устойчивых равновесий первой и второй генераторных схем 102 и 104.

[0048] Как отмечено, когда значение условия окружающей среды изменяется на второе значение, выходной сигнал (например, электромагнитное поле 106) изменяется таким образом, что второй набор данных амплитуды и частоты отличается от первого набора данных, связанного с первым значением условия окружающей среды. Блок 108 распознавания набора данных обнаруживает выходной сигнал и определяет, что значение условия окружающей среды является вторым значением. Например, блок 108 распознавания набора данных может сопоставлять принятый набор данных амплитуды и частоты выходного сигнала с набором данных, сохраненным в запоминающем устройстве 114, который указывает на второе значение, которое может представлять собой второе положение в магнитном поле Земли. Второй выходной сигнал может заставлять и первую, и вторую генераторные схемы 102 и 104 находиться в состоянии устойчивого равновесия, которое, в свою очередь, заставляет выходной сигнал, такой как электромагнитное поле, принимать второе состояние.

[0049] Состояния устойчивого равновесия генераторных схем могут быть связаны с отдельными и явно выраженными значениями условия окружающей среды. Например, условие окружающей среды может быть пространственным положением транспортного средства, такого как воздушный летательный аппарат. Информация о пространственном положении может включать в себя эйлеровы углы, связанные с ориентацией транспортного средства. Например, эйлеровы углы могут включать в себя угол тангажа оси корпуса, угол крена оси корпуса и угол рыскания оси корпуса. Одна или обе из первой и второй генераторных схем 102 и 104 могут включать в себя множество состояний устойчивого равновесия, которые совпадают со всеми возможностями эйлеровых углов, например.

[0050] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения условие окружающей среды может быть высотой транспортного средства. Информация о высоте может включать в себя разности высот, например. Генераторные схемы могут включать в себя множество состояний устойчивого равновесия, которые совпадают с определенным множеством разности высот.

[0051] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения условие окружающей среды может представлять собой температуру окружающей среды. Первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 могут включать в себя множество состояний устойчивого равновесия, которые совпадают с конкретными температурами.

[0052] Условия окружающей среды могут представлять собой другие различные типы условий. Одно или более значений конкретного условия окружающей среды могут быть откалиброваны с помощью выходного сигнала (выходных сигналов) соединенных первой и второй генераторных схем 102 и 104. Выходные сигналы могут быть соотнесены с соответствующими состояниями равновесия первой и второй генераторных схем 102 и 104. При первом значении условия окружающей среды, выходной сигнал может обеспечивать первый волновой сигнал, имеющий первый набор данных амплитуды и частоты. При втором значении условия окружающей среды, выходной сигнал может обеспечивать второй волновой сигнал, имеющий второй набор данных амплитуды и частоты. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения посредством определения первого и второго значений, связанных с первым и вторым наборами данных амплитуды и частоты, все другие значения могут быть определены посредством анализа изменения между первым и вторым наборами данных, например.

[0053] Кроме того, система 100 может быть выполнена с возможностью обнаружения значений множества условий окружающей среды в одно время. Например, выходной сигнал первой и второй генераторных схем 102 и 104 может обеспечивать первый волновой сигнал, имеющий первый набор данных амплитуды и частоты при первой температуре, на первой высоте, и в первом пространственном положении транспортного средства. Поскольку условия окружающей среды изменяются, набор данных амплитуды и частоты может изменяться, что обеспечивает моментальную информацию в отношении множества условий окружающей среды. В таком варианте реализации, первая температура, на первой высоте и в первом пространственном положении транспортного средства может вызывать первый выходной сигнал, имеющий первый характеристический набор данных волнового сигнала для амплитуды и частоты. Первая температура, на второй высоте и в первом пространственном положении транспортного средства может вызывать второй выходной сигнал, имеющий второй характеристический набор данных волнового сигнала для амплитуды и частоты, который отличается от первого характеристического набора данных волновых сигналов. Когда одно или более условий окружающей среды изменяются, в качестве реакции на это может изменяться характеристический набор данных волновых сигналов.

[0054] Каждая из первой и второй генераторных схем 102 и 104 может иметь множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которое обеспечивает получение множества устойчивых равновесий. Указанное множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением первой генераторной схемы 102 может отличаться от указанного множества нелинейностей с отрицательным сопротивлением второй генераторной схемы 104. В альтернативных вариантах реализации изобретения указанное множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением первой генераторной схемы 102 может быть одинаковым с указанным множеством нелинейностей с отрицательным сопротивлением второй генераторной схемы 104. Также количество множеств устойчивых равновесий для первой генераторной схемы 102 может быть одинаковым или отличаться от количества множеств устойчивых равновесий для второй генераторной схемы 104.

[0055] Как отмечено, первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 могут быть соединены друг с другом электромагнитным способом, так что между ними генерируется электромагнитное поле 106. Электромагнитное поле 106 может обеспечивать выходной сигнал взаимодействующих первой и второй генераторных схем 102 и 104. В альтернативных вариантах реализации изобретения и/или при необходимости первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 могут быть соединены друг с другом механически и/или химически. Например, первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 могут быть соединены элементом механической связи, таким как гаситель колебаний, который перемещается в зависимости от выходного сигнала соединенных генераторных схем. Также, например, между генераторными схемами может быть размещено химическое вещество, которое реагирует химически в зависимости от выходного сигнала первой и второй генераторных схем 102 и 104.

[0056] Каждая из первой и второй генераторных схем 102 и 104 может быть автономной и может представлять собой квантово-механический стандартный блок. Каждая из первой и второй генераторных схем 102 и 104, которые могут быть автономными, обеспечивает автоколебания со многими устойчивыми состояниями, например. Следует отметить, что генераторные схемы, рассмотренные в настоящей заявке, могут быть автономными генераторными схемами.

[0057] Система 100 может опираться на нелинейность, которая включает в себя множество областей с нелинейным отрицательным сопротивлением. Нелинейность может быть достигнута путем объединения множества элементов, таких как первая и вторая генераторные схемы 102 и 104, которые могут представлять собой конкретные смещенные переходы (biased junctions), полученные на основе связанных полупроводниковых структур. Например, каждая генераторная схема 102 и 104 может включать в себя один или более полевых транзисторов FET или биполярных плоскостных транзисторов BJT.

[0058] Источник энергии для системы может быть получен на основе применяемых смещений переходов. Поскольку первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 могут представлять собой генераторы с самовозбуждением, источник энергии может быть получен на основе напряжений постоянного тока (DC), которые также используются для достижения необходимой формы нелинейности, F(x), например. Выражение F(x) может обозначать обобщенный нелинейный резистор, в котором x представляет собой напряжение. Как отмечено выше, однако, в эквивалентной схеме x может представлять собой ток. Как указано выше, система 100 обеспечивает заданные стабильные колебания наподобие множества орбиталей на атомном уровне. Достигнутое стабильное колебание может обладать свойством избирательности и может быть функцией первоначальных условий, примененных к системе 100. После установки на конкретной орбитали или совершения колебания в фазовой плоскости (например, состояние равновесия), система 100 может оставаться в этом состоянии до тех пор, пока она не будет возмущена посредством одного или более изменяющихся условий окружающей среды.

[0059] Система 100 может обеспечивать множество зон стабильности, в которых может находиться выходной сигнал. Зоны стабильности могут быть квантованными наподобие атомной структуры. Переходы между множеством зон стабильности (например, вызванные изменяющимися значениями одного или более условий окружающей среды) могут быть мгновенными, моментальными или т.п. (например, их сложно или невозможно, воспринимать). На основе характеристик фазовой плоскости системы 100 каждый переход может быть вызван соответствующей отличающейся энергией.

[0060] Первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 могут представлять собой генераторы с самовозбуждением и со многими устойчивыми состояниями, которые могут представлять собой синтетические аппроксимации динамики атомных уровней. Как таковая, каждая из первых генераторных схем 102 и 104 может быть похожа на атом. Взаимодействие множества генераторных схем 102 и 104 (а в альтернативных вариантах реализации изобретения, дополнительных генераторных схем) обеспечивает для системы возможность обнаружения различных условий окружающей среды. Система 100 может рассматриваться как синтетическая электродинамическая молекула (synthetic electro-dynamic molecule) с соответствующим быстрым сведением к стабильным орбиталям. Выходной сигнал системы 100 обеспечивает различение амплитуды и частоты, то есть является различимым, точным, быстрым и подходит для сложных задач распознавания. Система 100 может обеспечивать виртуальный генератор со многими устойчивыми состояниями и на основе структуры с квантовой ямой.

[0061] На ФИГ. 2 схематически изображены наборы 200, 202, 204, 206 и 208 данных выходных сигналов для различных значений условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Со ссылкой на ФИГ. 1 и 2, соединенные первая и вторая генераторные схемы 102 и 104 генерируют выходной сигнал, такой как электромагнитное поле 106, в качестве реакции на условие окружающей среды. Выходной сигнал может включать в себя и/или быть обнаружен в качестве волнового сигнала, который является комбинацией наборов данных стабильной амплитуды и частоты (или времени), связанных с различными значениями одного или более условий окружающей среды.

[0062] На ФИГ. 2 показаны подходящие огибающие интересующих сигналов. Следует, однако, отметить, что могут иметь место наборы данных колебаний более высокой частоты между верхней и нижней границами показанного набора данных с симметричной огибающей, которые содержат указания на релевантные амплитуду и частоту, которые могут формировать соответствующее информационное содержимое сигнала.

[0063] Частота и амплитуда могут относиться к форме огибающей выходного сигнала. Амплитуда может быть связана с формой выходного сигнала, а частота может быть связана со скоростью, с которой повторяется набор данных.

[0064] Например, первое значение условия окружающей среды может заставлять соединенные первую и вторую генераторные схемы 102 и 104 генерировать первый выходной сигнал, имеющий уникальный набор данных амплитуды и частоты, как показано набором 200 данных выходных сигналов. Когда значение условия окружающей среды изменяется на второе значение, которое отличается от первого значения, происходит генерирование второго набора 202 выходных данных. Подобным образом, когда это значение условия окружающей среды изменяется на третье значение, которое отличается от первого и второго значений, происходит генерирование третьего набора 204 выходных данных. Кроме того, когда значение условия окружающей среды изменяется на четвертое значение, которое отличается от первого, второго и третьего значений, происходит генерирование четвертого набора 206 выходных данных. Как показано на чертежах, каждый набор 200, 202, 204 и 206 данных выходных сигналов включает в себя уникальный набор данных, имеющий отличающиеся значения амплитуды и отличающиеся наборы данных частот. Например, огибающая ΔА амплитуды (при измерении от самого большого абсолютного значения амплитуды до самого низкого абсолютного значения амплитуды за период времени) и средняя частота (например, при измерении между соседними верхними значениями или нижними значениями волновых сигналов, например, за период времени) могут быть различными для каждого набора 200, 202, 204 и 206 данных выходных сигналов, как показано на ФИГ. 2. Каждый набор 200, 202, 204, 206 и 208 данных выходных сигналов связан с уникальным значением для условия окружающей среды. Соответственно, система 100 обеспечивает моментальные определения значений для условия (условий) окружающей среды без громоздких вычислений.

[0065] Изменяющиеся значения условия окружающей среды производят выходной сигнал, имеющий уникальный набор данных амплитуды и частоты. Уникальный набор данных связан с конкретным значением условия окружающей среды. Как таковые, варианты реализации настоящего изобретения могут обеспечивать уникальные наборы данных амплитуды и частоты, которые указывают на моментальное определение значения условия окружающей среды. Например, конкретные значения условия окружающей среды связаны с набором данных уникальных волновых сигналов или сигнатурами амплитуды и частоты. Посредством определения амплитуды и частоты в наборах данных волновых сигналов, могут быть определены уникальные конкретные значения одного или более условий окружающей среды.

[0066] Как показано на ФИГ. 2, условие окружающей среды может заставлять генераторные схемы генерировать выходной сигнал, который включает в себя составляющую напряжения (при необходимости тока). Взаимосвязь между током и напряжением может формировать волновой сигнал, имеющий набор данных амплитуды и частоты, как показано. После того, как побудительный фактор или значение окружающей среды вызывает вывод конкретного волнового сигнала посредством генераторных схем, этот волновой сигнал остается стабильным (то есть остается в этом состоянии равновесия) до тех пор, пока побудительный фактор или значение окружающей среды не будет возмущать волновой сигнал и не вызовет его переход в другой волновой сигнал, имеющий отличающиеся варианты набора данных амплитуды и частоты.

[0067] Изменение побудительных факторов или значений окружающей среды может изменять взаимное соединение между генераторными схемами. Взаимным соединением может быть электромагнитное поле, которое может являться выходным сигналом генераторных схем. Наборы данных уникальных волновых сигналов амплитуды и частоты взаимного соединения создают посредством указанного изменения побудительных факторов или значений окружающей среды. Блок распознавания набора данных может обнаруживать моментальный набор данных и связывать его с конкретным значением условия окружающей среды.

[0068] Кроме того, в вариантах реализации настоящего изобретения может не использоваться отдельное и явно выраженное опорное колебание. Соответственно, варианты реализации настоящего изобретения могут быть точно откалиброваны. Наборы данных волновых сигналов амплитуды и частоты являются уникальными и могут не основываться на отдельном и явно выраженном опорном источнике.

[0069] На ФИГ. 3 схематически показана принципиальная схема системы 300 для обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 300 является примером системы 100, показанной на ФИГ. 1. Система 300 включает в себя подложку 302 (такую как печатная схемная плата (РСВ), полупроводник и/или т.п.), которая поддерживает первую генераторную схему 304, соединенную со второй генераторной схемой 306. Как показано на чертежах, первая и вторая генераторные схемы 304 и 306 могут поддерживаться на одной и той же подложке 302. В альтернативных вариантах реализации изобретения каждая из первой и второй генераторных схем 304 и 306 могут поддерживаться на отдельных и явно выраженных подложках. Генераторные схемы 304 и 306 могут быть ориентированы иным образом, чем показано. Например, хотя на ФИГ. 3 показано, что индуктивные элементы 314 и 324 могут быть выровнены с зеркальной ориентацией, генераторные схемы могут быть также ориентированы иным образом, например, с размещением резисторов 308 и 318 ближе друг к другу.

[0070] В отношении системы 300 не может быть никаких внешних функций. Все напряжения могут быть напряжениями постоянного тока. Колебательное поведение может быть получено на основе множества имеющих отрицательные сопротивления нелинейностей генераторных схем 304 и 306.

[0071] Первая генераторная схема 304 может включать в себя нелинейный резистор 308 (имеющий множество областей с отрицательным сопротивлением), который подключен параллельно с конденсатором 310, который, в свою очередь, подключен параллельно с первым и вторым индуктивными элементами 312 и 314, которые подключены друг к другу последовательно. Аналогично, вторая генераторная схема 306 может включать в себя нелинейный резистор 318 (имеющий множество областей с отрицательным сопротивлением), который подключен параллельно с конденсатором 320, который, в свою очередь, подключен параллельно с первым и вторым индуктивными элементами 322 и 324, которые подключены друг к другу последовательно. Первая и вторая генераторные схемы 304 и 306 соединены друг с другом через электромагнитное поле, например, которое может обеспечивать выходной сигнал соединенных первой и второй генераторных схем 304 и 306, то есть включает в себя и/или проявляется в качестве волнового сигнала, который включает в себя составляющие амплитуды и частоты. Каждая из первой и второй генераторных схем 304 и 306 может включать в себя большее или меньшее количество индуктивных элементов, чем показано. Например, первая генераторная схема 304 может включать в себя два индуктивных элемента, а вторая генераторная схема 306 может включать в себя три или более индуктивных элементов. В качестве еще одного примера, первая генераторная схема 304 может включать в себя три индуктивных элемента, а вторая генераторная схема 306 может включать в себя только один индуктивный элемент.

[0072] Каждая из первой и второй генераторных схем 304 и 306 обеспечивает множество устойчивых равновесий. Например, каждая из первой и второй генераторных схем 304 и 306 может включать в себя три или более устойчивых равновесий. Энергия изменяющегося условия или побудительного фактора окружающей среды может приводить к переходу первой и второй генераторных схем 304 и 306 между устойчивыми равновесиями, что, в свою очередь, изменяет выходной сигнал первой и второй генераторных схем 304 и 306. Было обнаружено, что каждая из первой и второй генераторных схем 304 и 306, в том числе по меньшей мере один конденсатор, по меньшей мере один индуктивный элемент и по меньшей мере один нелинейный резистор, имеющий множество областей с отрицательным сопротивлением, вызывает множество устойчивых равновесий.

[0073] Первая и вторая генераторные схемы 304 и 306 могут формировать трансформатор, например. Каждый индуктивный элемент 312, 314, 322 и 324 может включать в себя множество витков вокруг сердечника. Переменность количества витков может приводить к изменениям электромагнитных полей других индуктивных элементов 312, 314, 322 и 324. Количество энергии, переданной от одного индуктивного элемента другому, пропорционально количеству витков в индуктивных элементах.

[0074] Например, индуктивный элемент 312 может быть опорным индуктивным элементом, а индуктивный элемент 322 может быть вариометром. Выходной сигнал индуктивного элемента 312 может быть постоянным, даже если значение условия окружающей среды изменяется. Выходной сигнал индуктивного элемента 322, однако, может изменяться, когда это значение условия окружающей среды изменяется. Как таковой, изменяющийся выходной сигнал индуктивного элемента 322 вызывает изменение соединения между первой и второй генераторными схемами 304 и 306, когда это значение условия окружающей среды изменяется.

[0075] Когда выходные сигналы индуктивных элементов 312 и 314 являются одинаковыми, в результате получают первый выходной сигнал (такой как электромагнитное поле), задающий первый набор данных характеристического волнового сигнала для амплитуды и частоты, который указывает, например, на первое значение условия окружающей среды. Когда выходной сигнал индуктивных элементов 312 и 314 отличается, в результате получают второй выходной сигнал, задающий второй набор данных характеристического волнового сигнала для амплитуды и частоты, который указывает, например, на второе значение условия окружающей среды.

[0076] В качестве одного примера, условие окружающей среды может представлять собой влажность или наличие жидкости. Первый выходной сигнал может указывать на условие сухости, а второй выходной сигнал может указывать на условие насыщенности.

[0077] Как показано на ФИГ. 3, между генераторными схемами 304 и 306 достигается одна степень свободы соединения относительно оси X. В альтернативных вариантах реализации изобретения генераторные схемы могут быть соединены относительно двух или более степеней свободы, что может приводить к получению выходных сигналов повышенной точности

[0078] Каждая из первой и второй генераторных схем 304 и 306 может включать в себя больше резисторов и конденсаторов, чем показано на ФИГ. 3. Дополнительно, каждая из первой и второй генераторных схем 304 и 306 может быть электрически подсоединена, например, к общему или отдельному источнику напряжения.

[0079] Соединенная генераторная схема, показанная и описанная на ФИГ. 3, может также работать с характеристиками наподобие памяти. Например, система 300, через первую и вторую генераторные схемы 304 и 306, может быть запрограммирована для запоминания наборов данных с использованием явно выраженного набора данных амплитуды и частоты на основе изменений, вызванных окружающей средой.

[0080] На ФИГ. 4 схематически показана принципиальная схема системы 400 для обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 400 похожа на системы 100 и 300, описанные выше, за исключением того, что система 400 может включать в себя первую, вторую, третью и четвертую генераторные схемы 402, 404, 406 и 408, установленные на подложке 410, такой как печатная схемная плата РСВ или полупроводник, например. В альтернативных вариантах реализации изобретения каждая генераторная схема 402, 404, 406 и 408 может быть установлена на отдельной и явно выраженной подложке. Каждая генераторная схема 402, 404, 406 и 408 может включать в себя множество индуктивных элементов, которые соединяют каждую генераторную схему 402, 404, 406 и 408 по меньшей мере с двумя другими генераторными схемами 402, 404, 406 и 408. Соответственно, может быть по меньшей мере две степени соединения между каждой генераторной схемой 402, 404, 406 и 408. Увеличенное количество генераторных схем и соединений обеспечивает один выходной сигнал (который может быть обнаружен в качестве волнового сигнала, имеющего составляющие амплитуды и частоты) с увеличенной изменчивостью набора данных. В альтернативных вариантах реализации изобретения система 400 может включать в себя больше или меньше генераторных схем, соединенных друг с другом более чем с двумя степенями свободы.

[0081] На ФИГ. 5 показан упрощенный вид в перспективе системы 500 для обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 500 похожа на системы, описанные выше, за исключением того, что система 500 включает в себя восемь генераторных схем 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514 и 516, каждая из которых соединена друг с другом с тремя или более степенями свободы. Генераторные схемы 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514 и 516 могут быть схожи с любыми из описанных выше схем. Как показано на чертежах, генераторная схема 502 соединена с генераторными схемами 504, 508 и 510. Каждая генераторная схема может быть соединена с тремя другими генераторными схемами, как показано чертежах. Система 500 может включать в себя больше или меньше генераторных схем, расположенных по-другому в форме, отличной от показанной.

[0082] На ФИГ. 6 показана структурная схема способа обнаружения одного или более условий окружающей среды, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Способ начинают на этапе 600, на котором соединяют друг с другом по меньшей мере две генераторные схемы. Соединение может быть, например, электромагнитным, механическим и/или химическим соединением. Соединение может обеспечивать или иным образом представлять один выходной сигнал двух генераторных схем. Выходной сигнал может быть обнаружен, интерпретирован или иным образом воспринят в качестве волнового сигнала, имеющего составляющие амплитуды и частоты. Выходной сигнал может обеспечивать уникальный набор данных амплитуды и частоты.

[0083] На этапе 602 обнаруживают выходной сигнал генераторных схем, например, блоком распознавания набора данных. На этапе 604 выходной сигнал связывают с первым значением одного или более условий окружающей среды. Условия окружающей среды могут представлять собой положение в атмосфере, космосе или т.п. (например, в пределах магнитного поля Земли), пространственное положение транспортного средства, высотой транспортного средства над уровнем моря, скорость транспортного средства, температуру окружающей среды, давление окружающей среды, интенсивность освещения и/или т.п.

[0084] На этапе 606 определяют, например блоком распознавания набора данных, изменяется ли значение условия окружающей среды. Например, если информация о волновом сигнале набора данных амплитуды и частоты остается одной и той же, значение не изменяется. В этой ситуации способ возвращают к этапу 604. Если, однако, набор данных амплитуды и частоты волнового сигнала изменяется, выходной сигнал генераторных схем изменился на этапе 608, что означает, что значение условия окружающей среды также изменилось. Далее, на этапе 610 измененный выходной сигнал связывают со вторым значением условия (условий) окружающей среды.

[0085] Необходимо отметить, что конкретные варианты реализации настоящего изобретения могут быть использованы рекурсивным образом. Например, системы, описанные выше, могут быть повторены необходимое число раз (N раз), следуя работе более сложной молекулярной конструкции, что обеспечивает получение различных наборов данных, в сравнении с более простыми конструкциями.

[0086] При использовании в настоящем документе термин "центральный обрабатывающий блок", "CPU", "компьютер", "блок управления", " блок распознавания ", "модуль" или т.п. может включать в себя любую систему на основе процессора или микропроцессора, включая системы, использующие микроконтроллеры, компьютеры с сокращенным набором команд (RISC), специализированные интегральные схемы (ASIC), логические схемы и любые другие схемы или процессоры, выполненные с возможностью реализации функций, описанных в настоящем документе. Описанные выше примеры являются лишь примерными и не предназначены для ограничения каким-либо образом определения и/или значения таких терминов.

[0087] Компьютер или процессор исполняет набор инструкций, которые сохранены в одном или более элементах хранения (таких как одно или более запоминающих устройств), чтобы осуществлять обработку данных. Элементы хранения могут также хранить данные или другую необходимую или требующуюся информацию. Элемент хранения может быть выполнен в форме источника информации или физического элемента памяти в обрабатывающей машине.

[0088] Набор инструкций может включать в себя различные команды, которые инструктируют компьютер или процессор для работы в качестве обрабатывающей машины для выполнения определенных операций, таких как способы и процессы согласно различным вариантам реализации объекта, описанного в настоящем документе. Набор инструкций может быть выполнен в форме программного обеспечения. Программное обеспечение может быть выполнено в различных формах, таких как системное программное обеспечение или программное обеспечение приложения. Кроме того, программное обеспечение может быть выполнено в виде набора отдельных программ или модулей, программного модуля в составе большой программы или части программного модуля. Программное обеспечение также может включать в себя модульное программирование в форме объектно-ориентированного программирования. Обработка входных данных обрабатывающей машины может быть проведена в качестве реакции на команды пользователя или в качестве реакции на результаты предыдущей обработки, или в качестве реакции на запрос, выполненный другой обрабатывающей машиной.

[0089] Схематические изображения вариантов реализации, представленные в настоящем документе, могут иллюстрировать один или более блоков или модулей управления, распознавания или обработки. Необходимо отметить, что блоки или модули представляют собой схемные модули, которые могут быть реализованы в качестве аппаратных средств с соответствующими инструкциями (например, программное обеспечение, сохраненное на материальном и энергонезависимом компьютерочитаемом носителе хранения, таком как компьютерный жесткий диск, ПЗУ, ОЗУ или т.п.), которые выполняют операции, описанные в настоящем документе. Аппаратные средства могут включать в себя схему конечного автомата, реализованную аппаратно для выполнения функций, описанных в настоящем документе. При необходимости аппаратные средства могут включать в себя электронные схемы, которые включают в себя и/или быть подключены к одному или более устройств, выполненных на основе логических схем, таких как микропроцессоры, процессоры, контроллеры или т.п. При необходимости блоки или модули могут представлять собой схему обработки, такую как одно или более из следующего: программируемая вентильная матрица (FPGA), специализированная интегральная схема (ASIC), микропроцессор (микропроцессоры), устройство для квантовых вычислений и/или т.п. Схемы в различных вариантах реализации могут быть выполнены с возможностью исполнения одного или более алгоритмов для реализации функций, описанных в настоящем документе. Указанные один или более алгоритмов могут включать в себя аспекты вариантов реализации, раскрытых в настоящем документе, независимо от их явного выражения в структурной схеме или способе.

[0090] При использовании в настоящем документе термины "программное обеспечение" и "программно-аппаратные средства" (firmware) являются взаимозаменяемыми и включают в себя любую компьютерную программу, сохраненную в памяти для выполнения компьютером, в том числе памяти ОЗУ (RAM), памяти ПЗУ (ROM), памяти СППЗУ (EPROM), памяти ЭСППЗУ (EEPROM) и энергонезависимой памяти ОЗУ (NVRAM). Вышеуказанные типы запоминающих устройств являются только примерными и, таким образом, не ограничивают типы запоминающих устройств, выполненных с возможностью использования для хранения компьютерной программы

[0091] На ФИГ. 7 схематически изображен перспективный вид сверху воздушного летательного аппарата 810 (или узла воздушного летательного аппарата) согласно варианту реализации настоящего изобретения. Воздушный летательный аппарат 810 является примером транспортного средства, в котором могут быть использованы любые системы и способы, описанные в настоящей заявке. Кроме того, системы и способы вариантов реализации настоящего изобретения вместо воздушного летательного аппарата могут быть использованы с различными другими транспортными средствами, такими как автомобили, автобусы, локомотивы и вагоны поездов, морские суда, космические летательные аппараты и т.п. Кроме того, системы и способы вариантов реализации настоящего изобретения также могут быть использованы в других ситуациях и не ограничены использованием на транспортных средствах.

[0092] Воздушный летательный аппарат 810 может включать в себя основной корпус, имеющий систему 812 обеспечения движения, которая может включать в себя, например, два турбовентиляторных двигателя 814. При необходимости система 812 обеспечения движения может включать в себя больше двигателей 814, чем показано. Двигатели 814 размещены на крыльях 816 воздушного летательного аппарата 810. В других вариантах реализации изобретения двигатели 814 могут быть размещены на фюзеляже 818 и/или оперении 820. Оперение 820 может также служить опорой для горизонтальных стабилизаторов 822 и вертикального стабилизатора 824.

[0093] В фюзеляже 818 воздушного летательного аппарата 810 выполнена внутренняя кабина или внутренний салон, которая может включать в себя кабину экипажа, одну или более рабочих секций (например, бортовые кухни, области для ручной клади экипажа и т.п.), и одну или более пассажирских секций (например, первый класс, бизнес-класс и секции инструкторов). Каждая из секций может быть отделена переходной областью кабины или салона, которая может включать в себя узел занавеси, имеющий подвижную занавесь, которая может быть по выбору открыта или закрыта в пределах прохода.

[0094] Системы 840 для обнаружения одного или более условий окружающей среды может быть закреплена на различных частях воздушного летательного аппарата или внутри различных частей воздушного летательного аппарата. Например, система 840 может быть закреплена внутри кабины 842 экипажа для обнаружения условий окружающей среды, таких как пространственное положение, высота, скорость и/или т.п., воздушного летательного аппарата. Кроме того, системы 840 могут быть закреплены на подвижных частях крыльев 816 или внутри подвижных частей крыльев 816 для обнаружения условий окружающей среды, таких как положение, ускорение и т.п. Кроме того, система 840 может быть размещена в пределах кабины или салона воздушного летательного аппарата для обнаружения условий окружающей среды, таких как температура, давление, влажность и/или т.п.

[0095] По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения одна или более систем 840 могут быть связаны с самим воздушным летательным аппаратом 810 или другой подобной конструкцией, контейнером и/или т.п. Соответственно, также могут быть обнаружены изменения конструктивной или иной материальной характеристики воздушного летательного аппарата 810. В таком варианте реализации, одна или более систем 840 могут быть использованы для обнаружения конструктивных изменений, таких как распространение трещин и других подобных повреждений фюзеляжа, крыльев и/или т.п. Кроме того, одна или более систем 840 могут быть использованы для динамического измерения других различных условий окружающей среды, оказывающих влияние на воздушный летательный аппарат 840, таких как напряжение во время поворота, подъема, спуска и т.п.

[0096] Также настоящее изобретение содержит варианты реализации согласно следующим пунктам:

Пункт 1. Система для обнаружения информационного содержимого одного или более условий окружающей среды, содержащая:

множество генераторных схем (102, 104), которые соединены друг с другом, причем соединение указанного множества генераторных схем приводит к генерированию выходного сигнала, имеющего набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты, и при этом набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды.

Пункт 2. Система по пункту 1, в которой каждая из указанного множества генераторных схем (102, 104) содержит множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают множества устойчивых равновесий.

Пункт 3. Система по пункту 2, в которой система используется без отдельного и явно выраженного опорного источника.

Пункт 4. Система по пунктам 2 или 3, в которой одно или оба из следующего: указанное множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением или указанное множество устойчивых равновесий указанного множества генераторных схем (102, 104) отличаются.

Пункт 5. Система по пунктам 2 или 3, в которой одно или оба из следующего: указанное множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением или указанное множество устойчивых равновесий указанного множества генераторных схем (102, 104) являются одинаковыми.

Пункт 6. Система по пунктам 1, 2, 3, 4 или 5, в которой указанное множество генераторных схем (102, 104) соединено друг с другом электромагнитным способом.

Пункт 7. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5 или 6, в которой указанное множество генераторных схем (102, 104) соединено друг с другом одним или обоими способами из следующих: механически или химически.

Пункт 8. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7, в которой указанные одно или более условий окружающей среды содержат одно или более из следующего: пространственное положение, высота, положение в объеме, скорость, температура, давление или интенсивность света.

Пункт 9. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, дополнительно содержащая блок (108) распознавания набора данных, функционально соединенный с указанным множеством генераторных схем (102, 104), причем

блок (108) распознавания набора данных выполнен с возможностью приема выходного сигнала и определения указанных одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды путем анализа набора (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты.

Пункт 10. Система по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или 9, в которой по меньшей мере одно из указанного множества генераторных схем (102, 104) содержит по меньшей мере один индуктивный элемент (312), подключенный параллельно по меньшей мере с одним конденсатором (310), и при этом

по меньшей мере одно из указанного множества генераторных схем (102, 104) выполнено с возможностью управления посредством напряжения постоянного тока.

Пункт 11. Способ обнаружения информационного содержимого одного или более условий окружающей среды, включающий этапы, на которых:

соединяют множество генераторных схем (102, 104) друг с другом и

генерируют выходной сигнал, имеющий набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты, посредством операции соединения, причем

набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды.

Пункт 12. Способ по пункту 11, в котором каждое из указанного множества генераторных схем (102, 104) содержит множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают множества устойчивых равновесий.

Пункт 13. Способ по пункту 12, согласно которому кроме того воздерживаются от применения отдельного и явно выраженного опорного источника.

Пункт 14. Способ по пунктам 11, 12 или 13, в котором операция соединения содержит соединение указанного множества генераторов (102, 104) друг с другом электромагнитным способом.

Пункт 15. Способ по пунктам 11,12, 13 или 14, в котором операция соединения содержит соединение указанного множества генераторов (102, 104) друг с другом одним или обоими способами из следующих: механически или химически.

Пункт 16. Способ по пунктам 11, 12, 13, 14 или 15, в котором указанные одно или более условий окружающей среды содержат одно или более из следующего: пространственное положение, высота, положение в объеме, температура, давление или интенсивность света.

Пункт 17. Способ по пунктам 11, 12, 13, 14, 15 или 16, дополнительно включающий этапы, на которых:

соединяют функционально блок (108) распознавания набора данных с указанным множеством генераторов (102, 104);

принимают выходной сигнал с помощью блока (108) распознавания набора данных и

используют блок (108) распознавания набора данных для определения указанных одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды путем анализа набора (200, 202,204, 206,208) данных амплитуды и частоты.

Пункт 18. Транспортное средство (810), содержащее:

основной корпус (818), включающий в себя внутреннюю кабину или внутренний салон; и

одну или более систем для обнаружения информационного содержимого одного или более условий (840) окружающей среды, закрепленных на основном корпусе (818) или в нем, при этом каждая из указанных одной или более систем содержит:

- множество генераторных схем (102, 104), которые соединены друг с другом, причем

каждая из указанного множества генераторных схем (102, 104) содержит множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают множества устойчивых равновесий, причем

соединение указанного множества генераторных схем (102, 104) приводит к генерированию выходного сигнала, имеющего набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты, и при этом

набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды и

- блок (108) распознавания набора данных, функционально соединенный с указанным множеством генераторных схем (102,104), причем

блок (108) распознавания набора данных выполнен с возможностью приема выходного сигнала и определения указанных одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды путем анализа набора (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты.

Пункт 19. Транспортное средство по пункту 18, в котором система используется без отдельного и явно выраженного опорного источника.

[0097] Пункт 20. Транспортное средство по пунктам 18 или 19, в котором указанные одно или более условий окружающей среды содержат одно или более из следующего: пространственное положение транспортного средства, высота транспортного средства, положение транспортного средства в объеме, скорость транспортного средства, температура, давление или интенсивность света.

[0098] Как описано выше, варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание систем и способов, обеспечивающих точные указания на значения одного или более условий окружающей среды. Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают создание систем и способов, которые генерируют наборы данных амплитуды и частоты, которые указывают на отличающиеся значения одного или более условий окружающей среды. Системы и способы могут обеспечивать генерирование наборов данных и продуктивное определение условия окружающей среды на основе обнаруженных наборов данных без вычисления. Например, системы и способы могут просто сопоставлять обнаруженные наборы данных с соответствующими значениями условий окружающей среды. В отличие от предыдущих систем и способов обнаружения, варианты реализации настоящего изобретения являются более быстрыми, более экономичными, более эффективными и используют меньше вычислительной мощности

[0099] Хотя различные термины для описания пространственных отношений и направления, такие как верх, низ, ниже, середина, боковой, горизонтальный, вертикальный, передний и т.п., могут быть использованы для описания вариантов реализации настоящего изобретения, следует отметить, что такие выражения используются только в отношении ориентации, показанных на фигурах чертежей. Ориентации могут быть перевернуты, повернуты или изменены иным образом, так что верхняя часть станет нижней частью и наоборот, горизонталь станет вертикалью и т.п.

[00100] При использовании в настоящем документе конструкция, ограничение или элемент, которая, которое или который выполнена, выполнено или выполнен ("configured to") с возможностью выполнения задачи или операции, конструктивно выполняется, строится или приспосабливается для соответствия этой задаче или операции. В целях ясности и во избежание сомнений, объект, который только может быть модифицирован для выполнения задачи или операции, не является выполненным с возможностью ("configured to") выполнения задачи или операции, как использовано в настоящем документе.

[00101] Необходимо отметить, что выше изложенное описание предназначено только для иллюстрации, а не ограничений. Например, описанные выше варианты реализации (и/или их аспекты) могут быть использованы в сочетании друг с другом. Кроме того, многие модификации могут быть выполнены для приспособления к конкретной ситуации или конкретному материалу согласно положениям различных вариантов реализации настоящего изобретения без отхода от их объема. Хотя размеры и типы материалов, описанных в настоящем документе, предназначены для задания параметров различных вариантов реализации настоящего изобретения, варианты реализации не предназначены для ограничения и являются примерными. После рассмотрения изложенного выше описания специалистам в данной области техники будут очевидны многие другие варианты реализации. В связи с этим, объем различных вариантов реализации настоящего изобретения должен быть определен со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения наряду с полным объемом эквивалентов, обусловленных такой формулой изобретения. В приложенной формуле изобретения термины "including" (включающий в себя) и "in which" (в котором) используются в качестве обычных английских эквивалентов соответствующих выражений "comprising" (содержащий) и "wherein" (причем/в котором). Кроме того, термины "первый", "второй", "третий" и т.д., используются только в качестве обозначений, и не предназначены для наложения требований к численным характеристикам своих объектов. Кроме того, ограничения следующей формулы изобретения не прописаны в формате "средство-плюс-функция" и не предназначены для интерпретации на основе раздела 35 Свода законов США §112 (f), если в таких ограничениях формулы изобретения прямо не используется выражение "means for" (средство для), после чего следует изложение функции без дополнительных конструктивных признаков.

[00102] Настоящее письменное описание использует примеры для раскрытия различных вариантов реализации настоящего изобретения, включая наилучший вариант, а также обеспечивает возможность практического применения различных вариантов реализации настоящего изобретения для любого специалиста в данной области техники, включая выполнение и использование любых устройств или систем, а также выполнение любых включенных в настоящий документ способов. Патентоспособный объем различных вариантов реализации настоящего изобретения определен формулой изобретения и может включать в себя другие примеры, которые могут возникнуть у специалистов в данной области техники. Такие другие примеры предназначены для включения в объем данного изобретения, если они имеют конструктивные элементы, которые не отличаются от буквального изложения в формуле изобретения, или если примеры включают в себя эквивалентные конструктивные элементы с несущественными отличиями от буквального изложения в формуле настоящего изобретения.

Варианты реализации настоящего изобретения в целом относятся к системам и способам квантования сигналов и, более конкретно, относятся к системам и способам квантования сигналов для измерения или обнаружения иным образом одного или более условий окружающей среды. Техническим результатом является обеспечение и использование систем обнаружения для обнаружения пространственного положения транспортного средства. Система может включать в себя множество генераторных схем, которые соединены друг с другом. Соединение генераторных схем приводит к генерированию выходного сигнала, имеющего набор данных амплитуды и частоты. Набор данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений условия (условий) окружающей среды. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система для обнаружения информационного содержимого одного или более условий окружающей среды, содержащая: множество генераторных схем (102, 104), которые соединены друг с другом, причем соединение указанного множества генераторных схем приводит к генерированию выходного сигнала, имеющего набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты, при этом набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды.

2. Система по п. 1, в которой каждая из указанного множества генераторных схем (102, 104) содержит множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают множество устойчивых равновесий.

3. Система по п. 2, в которой одно или оба из следующего: указанное множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением или указанное множество устойчивых равновесий указанного множества генераторных схем (102, 104) отличаются.

4. Система по п. 2, в которой одно или оба из следующего: указанное множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением или указанное множество устойчивых равновесий указанного множества генераторных схем (102, 104) являются одинаковыми.

5. Система по п. 1 или 2, в которой указанное множество генераторных схем (102, 104) соединено друг с другом электромагнитным способом.

6. Система по п. 1 или 2, в которой указанное множество генераторных схем (102, 104) соединено друг с другом одним или обоими способами из следующих: механически или химически.

7. Система по п. 1 или 2, в которой указанные одно или более условий окружающей среды содержат одно или более из следующего: пространственное положение, высота, положение в объеме, скорость, температура, давление или интенсивность света.

8. Система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая блок (108) распознавания набора данных, функционально соединенный с указанным множеством генераторных схем (102, 104), причем блок (108) распознавания набора данных выполнен с возможностью приема выходного сигнала и определения указанных одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды путем анализа набора (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты.

9. Система по п. 1 или 2, в которой по меньшей мере одна из указанного множества генераторных схем (102, 104) содержит по меньшей мере один индуктивный элемент (312), подключенный параллельно по меньшей мере с одним конденсатором (310), и при этом по меньшей мере одна из указанного множества генераторных схем (102, 104) выполнена с возможностью управления посредством напряжения постоянного тока.

10. Способ обнаружения информационного содержимого одного или более условий окружающей среды, согласно которому:

соединяют множество генераторных схем (102, 104) друг с другом и генерируют выходной сигнал, имеющий набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты, посредством операции соединения, причем набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды.

11. Способ по п. 10, в котором каждая из указанного множества генераторных схем (102, 104) содержит множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают множество устойчивых равновесий.

12. Способ по п. 10 или 11, в котором операция соединения содержит соединение указанного множества генераторов (102, 104) друг с другом электромагнитным способом.

13. Способ по п. 10 или 11, в котором операция соединения содержит соединение указанного множества генераторов (102, 104) друг с другом одним или обоими способами из следующих: механически или химически.

14. Способ по п. 10 или 11, в котором указанные одно или более условий окружающей среды содержат одно или более из следующего: пространственное положение, высота, положение в объеме, температура, давление или интенсивность света.

15. Способ по п. 10 или 11, дополнительно включающий этапы, на которых:

соединяют функционально блок (108) распознавания набора данных с указанным множеством генераторов (102, 104);

принимают выходной сигнал с помощью блока (108) распознавания набора данных и используют блок (108) распознавания набора данных для определения указанных одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды путем анализа набора (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты.

16. Транспортное средство (810), содержащее:

основной корпус (818), включающий в себя внутреннюю кабину или внутренний салон; и одну или более систем для обнаружения информационного содержимого одного или более условий (840) окружающей среды, закрепленных на части транспортного средства или в ней,

при этом каждая из указанных одной или более систем содержит:

- множество генераторных схем (102, 104), которые соединены друг с другом, причем каждая из указанного множество генераторных схем (102, 104) содержит множество нелинейностей с отрицательным сопротивлением, которые обеспечивают множества устойчивых равновесий, причем соединение указанного множества генераторных схем (102, 104) приводит к генерированию выходного сигнала, имеющего набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты, и при этом набор (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты изменяется по мере изменения одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды; и

- блок (108) распознавания набора данных, функционально соединенный с указанным множеством генераторных схем (102, 104), причем блок (108) распознавания набора данных выполнен с возможностью приема выходного сигнала и определения указанных одного или более значений указанных одного или более условий окружающей среды путем анализа набора (200, 202, 204, 206, 208) данных амплитуды и частоты.

17. Транспортное средство по п. 16, в котором указанные одно или более условий окружающей среды содержат одно или более из следующего: пространственное положение транспортного средства, высота транспортного средства, положение транспортного средства в объеме, скорость транспортного средства, температура, давление или интенсивность света.