CZ2013297A3 - Otočná směrová anténa na vozidle - Google Patents

Abstract

Na vozidle je otočně umístěna směrová anténa. Na základě údajů o zeměpisné poloze vozidla z přijímače GPS (8), o směru vozidla z elektronického kompasu (10) a zeměpisné polohy protistanice řídící jednotka (7) prostřednictvím otočné jednotky (9) směruje v reálném čase anténu směrem k protistanici.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zvětšení dosahu rádiových spojení mezi základnou a vozidlem a mezi vozidly navzájem pomocí směrových antén. Základnou se rozumí pevné stanoviště na rozdíl od vozidla, které je pohyblivé. Rádiové spojení podle obr. 1 je bezdrátová hlasová komunikace radiostanicemi umístěnými jak na základně 1, tak ve vozidle 2. Základními prvky, které tvoří radiostanici jsou přijímač, vysílač a anténa. Anténa 3 vyzařuje do svého okolí rádiové vlny 11 z vysílače a předává přijímači zachycené rádiové vlny jiných vysílačů.

Dosavadní stav techniky

V současnosti se podle obr. 2 pro rádiovou komunikaci mezi vozidlem 2 a základnou 1 (např. policie, záchranné zdravotní služby, hasičů, vojska apod.) nebo mezi vozidly 2 navzájem používá všesměrových vertikálních antén 3. Všesměrových proto, že není ve většině případů známa budoucí pozice vozidla v terénu. Tím ale dochází ke zbytečnému vyzařování na všechny světové strany, když žádoucí směr je vždy jen jeden, i když proměnný v čase.

Podstata vynálezu

Vynález nabízí možnost použití otočných směrových antén 4 na vozidlech 2 a tím využít vyzařování rádiových vln vyzařovaných pouze užitečným směrem. Výhody jsou ve výrazně větší vzdálenosti dosahu rádiového spojení, protože směrové antény mají vyšší zisk právě díky soustředění vyzařovaného signálu do jednoho směru 6 oproti vyzařování všesměrovému 5, jak je patrné z obr. 3, který ukazuje zjednodušené vyzařovací diagramy nad oběma druhy antén (všesměrové a směrové). Tím také výrazně roste kvalita rádiového spojení.

Při rádiové komunikaci probíhá vysílání a příjem převážně na kmitočtech velmi krátkých vln (dále jen VKV) nebo ultra krátkých vln (dále jen UKV). Antény na těchto kmitočtech jsou již rozměrově vyhovující pro instalaci na střeše vozidel.

Směrová anténa je osazena na výkonnou otočnou jednotku, která reaguje na požadavek změny směru antény v řádu desetin sekundy. Na vozidle 2 jsou směrové antény 4 namontovány tři na jedné společné otočné jednotce po 120° kruhu od sebe jak ukazuje obr. 5. Tím odpadá potřeba • · • · · · přetáčet jednu anténu přes 360° a zrychlí to vyhledání a udržení směru antény při rychlém manévrování vozidla a také vyváží otočný systém po mechanické stránce. Řídící jednotka se rozhodne, která ze tří antén je ve výhodnější pozici než ostatní, nasměruje ji a připojí k radiostanici.

K řídící jednotce je připojen přijímač GPS, který ji informuje o zeměpisné poloze vozidla. Dále je k řídící jednotce připojen elektronický kompas, který ji informuje o odchylce (azimutu) směřování antény od základní polohy.

Celý systém se tedy podle obr. 4 skládá ze směrové antény 4, řídící jednotky 7, přijímače GPS 8, výkonné otočné jednotky 9 a elektronického kompasu jO.

Software v řídící jednotce sbírá vstupní informace o zeměpisné poloze vozidla z přijímače GPS 8, o směru antény z elektronického kompasu 10 a o zeměpisné poloze protistanice. Software provádí vyhodnocení všech těchto informací v reálném čas a na základě tohoto vyhodnocení vydává příkazy otočné jednotce 9 ke korekci směru antény 4.

Zadání GPS souřadnice protistanice do řídící jednotky probíhá např. tak, že si radiostanice předávají v nastavitelném časovém intervalu krátké datové pakety s těmito zeměpisnými údaji nebo, pokud radiostanice nejsou vybaveny modulem pro vysílání dat, jsou informace vysílány hlasově a protistanice je zadá do své řídící jednotky ručně přes klávesnici řídící jednotky 7. Může se zdát, že při komunikaci mezi dvěma jedoucími vozidly nebudou v komplikovaném terénu a při velkém manévrování vozidel počítače schopny udržet svoje antény na sebe vzájemně směrované, ale i přibližný směr je ve většině případů podstatně výhodnější než všesměrové vyzařování. Kromě toho může operátor přepnout řídící jednotku na vysílání a příjem ze všech 3 antén, zafixovat otočnou jednotku v jedné poloze a tím přejít na vícesměrový systém, je-li to v dané situaci výhodnější.

Objasnění výkresů:

Obr. 1 je zobrazení vyzařování rádiového signálu z antén.

Obr. 2 ukazuje neefektivní způsob vyzařování všesměrových antén.

Obr. 3 porovnává vyzařovací diagramy všesměrových a směrových antén.

Obr. 4 ukazuje blokové schéma jednotlivých částí celého systému.

Obr. 5 ukazuje stranový pohled a pohled shora na umístění antény na vozidle.

• · · · • · · · • · · · · · ····· ³ 2.Ολ<^-2.^

Přehled vztahových značek:

- základna

- vozidlo

- všesměrová anténa

- směrová anténa

- vyzařovací diagram všesměrové antény

- vyzařovací diagram směrové antény

- řídící jednotka

- jednotka GPS

- výkonná otočná jednotka

- jednotka elektronického kompasu

- radiové vlny ··· · · · · · •••••·· ·· · · . ·· ··· *·· • ·· · ····· 2.0/4 -ζςφ

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (2)

1. Způsob otáčení směrové rádiové antény (4) umístěné na vozidle, vyznačující se tím, že se za pohybu vozidla neustále v reálném čase natáčí směrem k protistanici.

2. Způsob otáčení směrové rádiové antény (4) umístěné na vozidle podle nároku 1, vyznačující se tím, že její otočná jednotka (9) ji směruje na základě vyhodnocení softwaru řídící jednotky (7) podle ůdajů o zeměpisné poloze z přijímače GPS (8) vozidla, o změně směru vozidla podle hodnot elektronického kompasu (1)0 a podle informace o podle zadané zeměpisné polohy protistanice, vše v reálném čase.