RU2388629C1 - Vehicle antitheft device - Google Patents
Vehicle antitheft device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2388629C1 RU2388629C1 RU2009108218/11A RU2009108218A RU2388629C1 RU 2388629 C1 RU2388629 C1 RU 2388629C1 RU 2009108218/11 A RU2009108218/11 A RU 2009108218/11A RU 2009108218 A RU2009108218 A RU 2009108218A RU 2388629 C1 RU2388629 C1 RU 2388629C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- vehicle
- amplifier
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к транспортной технике, в частности к устройствам для предотвращения несанкционированного использования или хищения транспортных средств с использованием радиоканалов.The proposed device relates to transport equipment, in particular to devices for preventing unauthorized use or theft of vehicles using radio channels.
Известны противоугонные устройства для транспортных средств с использованием радиоканалов (патенты РФ №№2.006.394, 2.011.574, 2.011.575, 2.021.927, 2.033.352, 2.033.353, 2.033.354, 2.042.548, 2.058.906, 2.061.320, 2.061.321, 2.061.323, 2.180.293, 2.254.245 и другие).Known anti-theft devices for vehicles using radio channels (RF patents №№2.006.394, 2.011.574, 2.011.575, 2.021.927, 2.033.352, 2.033.353, 2.033.354, 2.042.548, 2.058.906, 2.061.320, 2.061.321, 2.061.323, 2.180.293, 2.254.245 and others).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Противоугонное устройство для транспортного средства» (патент РФ №2.254.245, В60R 25/04, 2003), которое и выбрано в качестве прототипа.Of the known devices, the closest to the proposed one is "Anti-theft device for a vehicle" (RF patent No. 2.254.245, B60R 25/04, 2003), which is selected as a prototype.
Указанное устройство обеспечивает дистанционный поиск и обнаружение угнанного транспортного средства, находящегося в общем транспортном потоке, и его задержание, т.е. когда угнанное транспортное средство находится в движении и под напряжением бортового аккумулятора, а также если оно находится в статическом состоянии и полностью обесточено.The specified device provides remote search and detection of a stolen vehicle located in the common traffic stream, and its delay, i.e. when the stolen vehicle is in motion and energized on-board battery, as well as if it is in a static state and completely de-energized.
Однако данное устройство не позволяет определить местоположение угнанного транспортного средства.However, this device does not allow to determine the location of the stolen vehicle.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем определения местоположения угнанного транспортного средства.An object of the invention is to expand the functionality of the device by determining the location of the stolen vehicle.
Поставленная задача решается тем, что противоугонное устройство для транспортного средства, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, передатчик, установленный на посту контроля и состоящий из последовательно включенных задающего генератора, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан с приемо-передающей антенной, второго усилителя высокой частоты, второго фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и компьютера, приемник, установленный на транспортном средстве и состоящий из последовательно включенных первой приемной антенны, первого усилителя высокой частоты, удвоителя частоты, первого измерителя ширины спектра, блока сравнения, второй вход которого через второй измеритель ширины спектра соединен с выходом первого усилителя высокой частоты, первого порогового блока, второго ключа, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя высокой частоты, первого фазового детектора, второй вход которого через последовательно включенные делитель частоты на два и узкополосный фильтр соединен с выходом удвоителя частоты, однополярного вентиля, накопителя и второго порогового блока, установленные на транспортном средстве первое и второе реле, выполненные первое с замыкающим и размыкающим, а второе с замыкающим контактами, обмотка первого из которых подключена к аккумуляторной батарее транспортного средства через выключатель зажигания, а размыкающий включен в цепь питания катушки зажигания, узел временной задержки, тиристор, включенный в цепь питания звукового сигнализатора параллельно выключателю звукового сигнализатора и соединенный управляющим электродом с выходом узла временной задержки, первый ключ, соединенный последовательно с обмоткой первого реле, управляющий выключатель и сигнальные лампы, при этом первое реле выполнено с дополнительным замыкающим контактом, который включен в цепь управления узла временной задержки, а его первый замыкающий контакт включен между первым ключом и корпусом транспортного средства, а обмотка второго реле и последовательно соединенные между собой замыкающий контакт второго реле и включенные параллельно сигнальные лампы подключены к аккумуляторной батарее через первый замыкающий контакт первого реле, установленный на транспортном средстве пассивный приемоответчик, выполненный на пьезокристалле с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным преобразователем и набором отражателей, при этом преобразователь выполнен в виде встречно-штыревой структуры, играет роль линии задержки на поверхностных акустических волнах и содержит две гребенчатые системы электродов, соединенные друг с другом шинами, которые связаны с микрополосковой антенной, также изготовленной на поверхности пьезокристалла, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено второй приемной антенной, третьим усилителем высокой частоты, двумя перемножителями, двумя фильтрами нижних частот, двумя экстремальными регуляторами, двумя блоками регулируемой задержки, индикатором дальности и указателем угла, причем к выходу второго усилителя высокой частоты последовательно подключены первый перемножитель, второй вход которого через первый блок регулируемой задержки соединен с выходом фазового манипулятора, первый фильтр нижних частот, первый экстремальный регулятор и первый блок регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор дальности, к выходу второй приемной антенны последовательно подключены третий усилитель высокой частоты, второй перемножитель, второй вход которого через второй блок регулируемой задержки соединен с выходом второго усилителя высокой частоты, второй фильтр нижних частот, второй экстремальный регулятор и второй блок регулируемой задержки, к второму выходу подключен указатель азимута, приемо-передающая антенна и вторая приемная антенна разнесены в азимутальной плоскости на расстояние d, где d - измерительная база.The problem is solved in that the anti-theft device for a vehicle, containing, in accordance with the closest analogue, a transmitter installed at the control post and consisting of a serially connected master oscillator, a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the modulating code generator, power amplifier, a duplexer, the input-output of which is connected to the transceiver antenna, a second high-frequency amplifier, a second phase detector, the second input of which is connected to the rear output a generator, and a computer, a receiver mounted on the vehicle and consisting of a first receiving antenna, a first high frequency amplifier, a frequency doubler, a first spectral width meter, a comparison unit, the second input of which is connected to the output of the first amplifier through a second spectral width meter high frequency, the first threshold block, the second key, the second input of which is connected to the output of the first high-frequency amplifier, the first phase detector, the second input of which serially connected frequency divider into two and a narrow-band filter connected to the output of the frequency doubler, unipolar valve, drive and the second threshold block, the first and second relays mounted on the vehicle, the first made with closing and opening, and the second with closing contacts, the winding of the first of which connected to the vehicle’s battery through the ignition switch, and the disconnect is connected to the ignition coil power circuit, time delay assembly, thyristor included in the circuit the sound signal supply parallel to the sound signal switch and connected by the control electrode to the output of the time delay unit, the first key connected in series with the winding of the first relay, the control switch and signal lights, while the first relay is made with an additional make contact, which is included in the control circuit of the time unit delays, and its first make contact is connected between the first key and the vehicle body, and the winding of the second relay is connected in series interconnected make contact of the second relay and signal lamps connected in parallel are connected to the battery through the first make contact of the first relay, a passive transponder mounted on the vehicle, made on a piezocrystal with an aluminum thin-film converter deposited on its surface and a set of reflectors, while the converter is made in in the form of an interdigital structure, plays the role of a delay line on surface acoustic waves and contains two comb systems electrodes connected to each other by buses that are connected to a microstrip antenna, also made on the surface of a piezocrystal, differs from the nearest analogue in that it is equipped with a second receiving antenna, a third high-frequency amplifier, two multipliers, two low-pass filters, two extreme regulators, two blocks of adjustable delay, range indicator and angle indicator, and the first multiplier is connected in series to the output of the second high-frequency amplifier, the second input to through the first block of adjustable delay connected to the output of the phase manipulator, the first low-pass filter, the first extreme regulator and the first block of adjustable delay, to the second output of which a range indicator is connected, the third high-frequency amplifier, the second multiplier, and the second are connected in series to the output of the second receiving antenna the input of which is connected through the second block of adjustable delay to the output of the second high-frequency amplifier, a second low-pass filter, a second extreme regulator, and the second block of adjustable delay, the azimuth indicator is connected to the second output, the transmit-receive antenna and the second receive antenna are separated in the azimuthal plane by a distance d, where d is the measuring base.
Противоугонное устройство для транспортного средства содержит передатчик 1, приемник 7, приемоответчик 50 и исполнительный блок 27.The anti-theft device for a vehicle comprises a
Структурная схема передатчика 1 представлена на фиг.1. Структурная схема приемника 7 и исполнительного блока 27 представлена на фиг.2. Структурная схема приемоответчика 50 изображена на фиг.3. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, показаны на фиг.4.The structural diagram of the
Передатчик 1, установленный на посту контроля, состоит из последовательно включенных задающего генератора 2, фазового манипулятора 4, второй вход которого соединен с выходом генератора 3 модулирующего кода, усилителя 5 мощности, дуплексера 46, вход-выход которого связан с приемо-передающей антенной 6, второго усилителя 47 высокой частоты, второго фазового детектора 48, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 2, и компьютера 49, из последовательно подключенных к выходу второго усилителя 47 высокой частоты первого перемножителя 58, второй вход которого через первый блок 61 регулируемой задержки соединен с выходом фазового манипулятора 4, первого фильтра 59 нижних частот, первого экстремального регулятора 60 и первого блока 61 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор 62 дальности, и последовательно включенных второй приемной антенны 63, третьего усилителя 64 высокой частоты, второго перемножителя 66, второй вход которого через второй блок 69 регулируемой задержки соединен с выходом второго усилителя 47 высокой частоты, второго фильтра 67 нижних частот, второго экстремального регулятора 68 и второго блока 69 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен указатель 70 угла. Причем приемо-передающая антенна 6 и вторая приемная антенна 63 разнесены в азимутальной плоскости на расстояние d, где d - измерительная база.The
Первый перемножитель 58, первый фильтр 59 нижних частот, первый экстремальный регулятор 60 и первый 61 блок регулируемой задержки образуют первый коррелятор 57.The
Второй перемножитель 66, второй фильтр 67 нижних частот, второй экстремальный регулятор 68 и второй блок 69 регулируемой задержки образуют второй коррелятор 65.The second multiplier 66, the second low-
Приемник 7 содержит последовательно включенные приемную антенну 8, первый усилитель 9 высокой частоты, удвоитель 12 частоты, первый измеритель 13 ширины спектра, блок 14 сравнения, второй вход которого через второй измеритель 11 ширины спектра соединен с выходом усилителя 9 высокой частоты, первый пороговый блок 15, второй ключ 16, второй вход которого соединен с выходом усилителя 9 высокой частоты, первый фазовый детектор 19, второй вход которого через последовательно включенные делитель 17 частоты на два и узкополосный фильтр 18 соединен с выходом удвоителя 12 частоты, однополярный вентиль 20, накопитель 21 и второй пороговый блок 22. Удвоитель 12 частоты, измерители 11 и 13 ширины спектра, блок 14 сравнения, пороговые блоки 15 и 22, ключ 16, фазовый детектор 19, делитель 17 частоты на два, узкополосный фильтр 18, однополярный вентиль 20 и накопитель 21 образуют обнаружитель 10.The
Исполнительный блок 27 состоит из последовательно подключенных к плюсовой шине аккумулятора 29 выключатель 28 зажигания, контакта 25.1 и первой обмотки катушки 24 зажигания. Параллельно аккумулятору 29 включены последовательно соединенные выключатель 28 зажигания, обмотка 25 реле, первый ключ 23 и выключатель 26, последовательно соединенные контакты 25.2, 30.1 и сигнальные лампы 31-34, включенные параллельно, и обмотка 30 реле. К плюсовой шине аккумулятора 29 последовательно подключены контакт 25.2, звуковой сигнализатор 35 и узел 40 временной задержки. К выходу звукового сигнализатора 35 последовательно подключены транзистор 41, зашунтированный тиристором 38, и конденсатор 39. В базовую цепь транзистора 41 включен стабилитрон 44. К звуковому сигнализатору 35 последовательно подключены резистор 42, резистор 43, контакт 25.3 и конденсатор 45.The
Приемоответчик 50 представляет собой пьезокристалл 51 с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным преобразователем и набором отражателей 56. Причем преобразователь выполнен в виде встречно-штыревой структуры, играет роль линии задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ) и содержит две гребенчатые системы электродов 53, соединенные друг с другом шинами 54 и 55, которые связаны с микрополосковой антенной 52, также изготовленной на поверхности пьезокристалла 51.The
Принцип дистанционного поиска и обнаружения в общем транспортном потоке угнанного средства основан на использовании сложного фазоманипулированного (ФМн) сигнала, который излучается передатчиком, принимается и селектируется приемником, детектируется, накапливается и используется для включения габаритных ламп, звукового сигнализатора и выключения двигателя. Причем включенные лампы 31-34 и звуковой сигнализатор 35 являются признаком обнаружения угнанного транспортного средства, а выключенный двигатель обеспечивает задержание транспортного средства и угонщика. При этом передатчик 1 устанавливается на постах контроля или машинах ГАИ, а приемник 7 и исполнительный блок 27 - на транспортных средствах.The principle of remote search and detection in the general transport stream of a stolen vehicle is based on the use of a complex phase-shift (PSK) signal, which is emitted by the transmitter, received and selected by the receiver, detected, accumulated and used to turn on marker lamps, an audible warning device and turn off the engine. Moreover, the included lamps 31-34 and the
Использование сложного ФМн-сигнала позволяет применять новый вид селекции ~ структурную селекцию, которая обеспечивает более высокую помехоустойчивость и надежность выделения указанного сигнала среди других сигналов и помех, действующих в той же полосе частот и в те же промежутки времени.The use of a complex QPSK signal makes it possible to apply a new type of selection ~ structural selection, which provides higher noise immunity and reliability of distinguishing the specified signal from other signals and interference operating in the same frequency band and at the same time intervals.
Принцип работы встречно-штыревого преобразователя основан на том, что переменные в пространстве и времени электрические поля, создаваемые в пьезоэлектрическом кристалле системой электродов, вызывают из-за пьезоэффекта упругие деформации, которые распространяются в кристалле в виде ПАВ.The principle of operation of the interdigital transducer is based on the fact that the electric fields in space and time created in a piezoelectric crystal by a system of electrodes cause elastic strains due to the piezoelectric effect, which propagate in the crystal as a surfactant.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
После включения передатчика 1 высокочастотное колебание (фиг.4,а)After turning on the
U1(t)=υс·Cos(ωct+φc), O≤t≤Тc,U 1 (t) = υ s Cos (ω c t + φ c ), O≤t≤T c ,
где υc, ωc, φc, Тc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания, с выхода задающего генератора 2 поступает на первый вход фазового манипулятора 4, на второй вход которого подается модулирующий код M1(t) (фиг.4,б) с выхода генератора 3 модулирующего кода. В результате фазовой манипуляции на выходе фазового манипулятора 4 образуется ФМн-сигнал (фиг.4,в)where υ c , ω c , φ c , T c is the amplitude, carrier frequency, initial phase, and duration of the high-frequency oscillation, from the output of the
U2(t)=υс·COS [ωct+φк1(t)+φc], O≤t≤Tc,U 2 (t) = υ s · COS [ω c t + φ к1 (t) + φ c ], O≤t≤T c ,
где φкt(t)={о,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t), причем φк1(t)=const при К·τu<t<(К+1)·τu и может изменяться скачком при t=К·τu, т.е. на границах между элементарными посылками (К=0, 1, 2,…, N-1);where φ кt (t) = {о, π} is the manipulated component of the phase that displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M 1 (t), and φ к1 (t) = const for К · τ u <t <(К +1) · τ u and can change stepwise at t = K · τ u , i.e. at the boundaries between elementary premises (K = 0, 1, 2, ..., N-1);
τu, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тc(Тc=N·τu).τ u , N is the duration and number of chips that make up the signal of duration T c (T c = N · τ u ).
Этот сигнал после усиления в усилителе 5 мощности излучается антенной 6 в эфир. При этом приемо-передающая антенна 6 может быть направленной, например параболической, что обеспечивает облучение только транспортного потока, проходящего мимо пункта контроля. ФМн-сигнал U2(t) улавливается приемной антенной 8 транспортного средства и через усилитель 9 высокой частоты поступает на вход обнаружителя 10, состоящего из измерителей 11 и 13 ширины спектра, удвоителя 12 частоты, блока 14 сравнения, порогового блока 15, ключа 16, делителя 17 частоты на два, узкополосного фильтра 18, фазового детектора 19, однополярного вентиля 20, накопителя 21 и порогового блока 22. На выходе удвоителя 12 частоты образуется гармоническое напряжение (фиг.4,г)This signal after amplification in the
U3(t)=υc·Cos (2ωct+2φc), O≤t≤Тc.U 3 (t) = υ c Cos (2ω c t + 2φ c ), O≤t≤T c .
Так как 2φк(t)={о, 2π}, то в указанном напряжении манипуляция фазы уже отсутствует.Since 2φ k (t) = {o, 2π}, phase manipulation is already absent in the indicated voltage.
Ширина спектра Δf2 второй гармоники определяется длительностью Тс сигнала (Δf2=1/Тс), тогда как ширина спектра Δfc ФМн-сигнала определяется длительностью τu его элементарных посылок (Δfc=1/Тu), т.е. ширина спектра Δf2 второй гармоники сигнала в N раз меньше ширины спектра Δfc входного сигнала ΔfC/Δf2=N.The width of the spectrum Δf 2 of the second harmonic is determined by the duration T s of the signal (Δf 2 = 1 / T s ), while the width of the spectrum Δf c of the QPSK signal is determined by the duration τ u of its elementary premises (Δf c = 1 / T u ), i.e. . the width of the spectrum Δf 2 of the second harmonic of the signal is N times smaller than the width of the spectrum Δf c of the input signal Δf C / Δf 2 = N.
Следовательно, при удвоении частоты ФМн-сигнала его спектр сворачивается в N раз. Это и позволяет обнаружить ФМн-сигнал среди других сигналов, шумов и помех даже тогда, когда его мощность на входе приемника меньше мощности шумов и помех.Therefore, when the frequency of the QPSK signal is doubled, its spectrum collapses N times. This makes it possible to detect the QPSK signal among other signals, noise, and interference even when its power at the receiver input is less than the power of noise and interference.
Ширина спектра Δfc входного ФМн-сигнала измеряется с помощью измерителя 11, а ширина спектра Δf2 второй гармоники сигнала измеряется с помощью измерителя 13. Напряжение υ1 и υ2, пропорциональные Δfc и Δf2 соответственно, с выходов измерителей 11 и 13 ширины спектра поступают на два входа блока 14 сравнения. Так как υ1>>υ2, то на выходе блока 14 сравнения образуется положительное напряжение, которое превышает пороговый уровень υпop1 в пороговом блоке 15. Пороговый уровень υпop1 выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи. При превышении порогового уровня υпop1 в пороговом блоке 15 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 16, открывая его. Ключи 16 и 23 в исходном состоянии всегда закрыты. При этом ФМн-сигнал U2(t) (фиг.4,в) с выхода усилителя 9 высокой частоты через открытый ключ 16 поступает на информационный вход фазового детектора 19. Гармоническое напряжение U3(t) (фиг.4,г) с выхода удвоителя 12 частоты одновременно поступает на вход делителя 17 частоты на два, на выходе которого образуется напряжение (фиг.4,д)The spectrum width Δf c of the input QPSK signal is measured using
U4(t)=υc·Cos (ωct+φc), O≤t≤Тc.U 4 (t) = υ c Cos (ω c t + φ c ), O≤t≤T c .
Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 18 и подается на опорный вход фазового детектора 19. На выходе последнего образуется низкочастотное напряжение (фиг.4,е)This voltage is allocated by a narrow-
Uн1(t)=υн1·Cos φк1(t), O≤t≤Тc U н1 (t) = υ н1 · Cos φ к1 (t), O≤t≤T c
где υн1=1/2 K1·υc 2;where υ н1 = 1/2 K 1 · υ c 2 ;
K1 - коэффициент передачи фазового детектора,K 1 - the transfer coefficient of the phase detector,
соответствующее по форме модулирующему коду M1(t) (фиг.4,е). Указанное напряжение поступает на вход однополярного вентиля 20, на выходе которого образуются только положительные импульсы (фиг.4,ж). Эти импульсы после накопления в накопителе 21 превышают пороговый уровень υпop2 в пороговом блоке 22. При превышении указанного уровня в пороговом блоке 22 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 23, открывая его. При этом постоянное напряжение аккумулятора 29 через замкнутый выключатель 28 зажигания, открытый ключ 23 и замкнутый выключатель 26 устройства подается на обмотку реле 25. Выключатель 26 устройства устанавливается на транспортном средстве в месте, известном только владельцу. При срабатывании реле 25 размыкается контакт 25.1 и замыкаются контакты 25.2 и 25.3. Разомкнутые контакты 25.1 выключают двигатель, что приводит к остановке транспортного средства.corresponding in form to the modulating code M 1 (t) (Fig. 4, e). The specified voltage is supplied to the input of a
Постоянное напряжение аккумулятора 29 через замкнутый контакт 25.2 подается на обмотку реле 30, которое срабатывает и замыкает контакт 30.1. При этом включаются сигнальные лампы 31-34, установленные на передней и задней панелях кузова транспортного средства. Одновременно напряжение аккумулятора 29 через замкнутый контакт 25.2 подается на звуковой сигнализатор 35. Работа сигнальных ламп 31-34 и звукового сигнализатора является признаком обнаружения угнанного транспортного средства.The constant voltage of the
В схеме противоугонного устройства используются уже имеющиеся на транспортном средстве звуковой сигнализатор и габаритные лампы.The anti-theft device circuit uses the sound alarm and parking lamps already on the vehicle.
При замыкании контактов 25.2 и 25.3 напряжение питания подается также на узел 40 временной задержки, состоящий из транзистора 41, резисторов 42 и 43, стабилитрона 44 и конденсатора 45. Конденсатор 45 начинает заряжаться и через определенный интервал времени (5-7 с.), который регулируется переменным резистором 43, напряжение на конденсаторе 45 достигает напряжения открывания стабилитрона 44, отпирается тиристор 38 и срабатывает звуковой сигнализатор 35. Для поддержания тиристора 38 в открытом состоянии используется заряд конденсатора 37. Звуковой сигнализатор 35 и габаритные лампы 31-34 продолжают работать до задержания транспортного средства и угонщика. Если звуковой сигнализатор 35 срабатывает, то его невозможно выключить, только отключив выключатель 28 зажигания. Для выключения звукового сигнализатора 35 необходимо выключить зажигание и кратковременно нажать на выключатель 36. Этим достигается запирание тиристора 38 и исключается его повторное открытие.When the contacts 25.2 and 25.3 are closed, the supply voltage is also supplied to the
Одновременно зондирующий ФМн-сигнал U2(t) облучает пассивный приемоответчик 50, который может быть вмонтирован в один или несколько элементов транспортного средства, закамуфлирован под определенный предмет или может быть выполнен в виде отдельного миниатюрного устройства, которое помещается в потайном месте транспортного средства.At the same time, the probing QPSK signal U 2 (t) irradiates a
Принцип действия пассивного приемоответчика 50 основан на акустической обработке принятого ФМн-радиоимпульса с помощью линии задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ).The principle of operation of the
Поверхностные акустические волны - это волны, распространяющие вдоль поверхности твердых тел в относительно тонком поверхностном слое. Скорость распространения ПАВ в кристаллах примерно на пять порядков меньше скорости распространения электромагнитных колебаний. Это значит, что на сантиметре кристалла можно уместить информацию, которая заполнит кабель длиной в километр. Высокая информационная емкость приборов на ПАВ впервые была использована в линиях задержки, которые позволяют хранить, преобразовывать, канализировать, отводить и отражать распространяющиеся в них сигналы.Surface acoustic waves are waves that propagate along the surface of solids in a relatively thin surface layer. The propagation velocity of surfactants in crystals is approximately five orders of magnitude lower than the propagation velocity of electromagnetic waves. This means that on a centimeter of the crystal you can fit information that will fill a kilometer-long cable. The high information capacity of SAW devices was first used in delay lines, which allow storing, converting, channeling, diverting and reflecting the signals propagating in them.
В основе работы приборов на ПАВ лежат три физические процесса:The basis of the operation of devices for surfactants are three physical processes:
- преобразование входного электрического сигнала в акустическую волну;- conversion of the input electrical signal into an acoustic wave;
- распространение акустической волны по поверхности звукопровода и ее отражение;- the propagation of an acoustic wave over the surface of a sound duct and its reflection;
- обратное преобразование ПАВ в электрический сигнал с параметрами, определяемыми внутренней структурой встречно-штыревого преобразователя.- the inverse transformation of the surfactant into an electrical signal with parameters determined by the internal structure of the interdigital transducer.
Для прямого и обратного преобразования используется встречно-штыревой преобразователь, полоса пропускания которого много больше ширины спектра Δfc принимаемого сигнала.For forward and reverse conversion, an interdigital converter is used, the passband of which is much larger than the spectrum width Δf c of the received signal.
Акустическая волна, полученная в преобразователе, распространяется по поверхности пьезокристалла 51 и через некоторое время достигает отражающих пластин 56, которые отражают акустическую волну назад с фазой, определяемой положением отражающих пластин 56, и амплитудой, пропорциональной коэффициенту отражения. Преобразователь ПАВ преобразует отраженную акустическую волну обратно в радиоимпульс с фазовой манипуляциейAn acoustic wave obtained in the transducer propagates along the surface of the
U5(t)=υ5·Cos[ωct+φк1(t)+φc], O≤t≤Тc U 5 (t) = υ 5 · Cos [ω c t + φ к1 (t) + φ c ], O≤t≤T c
где φк1(t)={о, π} - определяется внутренней структурой встречно-штыревого преобразователя.where φ к1 (t) = {о, π} - is determined by the internal structure of the interdigital transducer.
Сформированный радиоимпульс U5(t) излучается микрополосковой антенной 52 в эфир, принимается антеннами 6 и 63 пункта контроля:The generated radio pulse U 5 (t) is emitted by the
U6(t)=υ6·Cos[ωc(t-τзl)+(φкl(t-τз1)+ φз1],U 6 (t) = υ 6 · Cos [ω c (t-τ zl ) + (φ kl (t-τ z1 ) + φ z1 ],
U7(t)=υ7·Cos[ωc(t+τз2)+φк1(t-τз2)+φc], O≤t≤Тc,U 7 (t) = υ 7 · Cos [ω c (t + τ z2 ) + φ k1 (t-τ z2 ) + φ c ], O≤t≤T c ,
где τз1=2R/С - время запаздывания ретранслированного сигнала относительно запросного;where τ z1 = 2R / C is the delay time of the relay signal relative to the request;
R - расстояние между пунктом контроля и угнанным транспортным средством;R is the distance between the control point and the stolen vehicle;
С - скорость распространения радиоволн.C is the propagation velocity of radio waves.
Напряжение U6(t) с выхода антенны 6 через дуплексер 46 и усилитель 47 высокой частоты поступает на первые входы фазового детектора 48 и перемножителя 58. На второй (опорный) вход фазового детектора 48 подается высокочастотное колебание U1(t) с выхода задающего генератора 2. На выходе фазового детектора 48 образуется низкочастотное напряжениеThe voltage U 6 (t) from the output of the
Uн2(t)=υн2·Cos φк1(t), O≤t≤Тc,U n2 (t) = υ n2 · Cos φ k1 (t), O≤t≤T c ,
где υн2=1/2·K1·υ5·υc,where υ Н2 = 1/2 · K 1 · υ 5 · υ c ,
пропорциональное модулирующему коду M1(t). Это напряжение с выхода фазового детектора 48 направляется в базу данных компьютера 49 для идентификации. Оно представляет собой индивидуальную маркировку обследуемого транспортного средства, например его идентификационный номер.proportional to the modulating code M 1 (t). This voltage from the output of the
Следует отметить, что излучаемый ФМн-сигнал содержит идентификационный номер угнанного транспортного средства. Низкочастотное напряжение UH2(t), поступающее в базу данных компьютера 49, является подтверждением (квитанцией) того, что облучаемое транспортное средство является угнанным.It should be noted that the emitted QPSK signal contains the identification number of the stolen vehicle. The low-frequency voltage U H2 (t) entering the
Напряжение U6(t) c выхода усилителя 47 высокой частоты одновременно поступает на первый вход перемножителя 58, на второй вход которого подается зондирующий ФМн-сигнал U2(t) с выхода фазового манипулятора 4 через блок 61 регулируемой задержки. Полученное на выходе перемножителя 58 напряжение пропускается через фильтр 59 нижних частот, на выходе которого формируется первая корреляционная функция R1(τ). Экстремальный регулятор 60, предназначенный для поддержания максимального значения корреляционной функции R1(τ) и подключенный к выходу фильтра 59 нижних частот, воздействует на управляющий вход блока 61 регулируемой задержки и поддерживает вводимую им задержку τ равной τз1 (τ=τз1), что соответствует максимальному значению корреляционной функции R1(τ). Указатель 62 дальности, связанный со шкалой блока 61 регулируемой задержки, позволяет непосредственно считывать измеренное расстояние R между пунктом контроля и угнанным транспортным средствомThe voltage U 6 (t) from the output of the high-
R=C·τз1/2.R = C · τ s1 / 2.
Следовательно, задача измерения дальности (расстояния) R сводится к измерению временной задержки τз1 ретранслированного сигнала относительно запросного.Therefore, the task of measuring the range (distance) R is reduced to measuring the time delay τ s1 of the relay signal relative to the request.
Напряжение U7(t) с выхода приемной антенны 63 через усилитель 64 высокой частоты поступает на первый вход перемножителя 66, на второй вход которого через блок 69 регулируемой задержки подается напряжение U6(1) с выхода усилителя 47 высокой частоты. Полученное на выходе перемножителя 66 напряжение пропускается через фильтр 67 нижних частот, на выходе которого формируется корреляционная функция R2(τ). Экстремальный регулятор 68, предназначенный для поддержания максимального значения корреляционной функции R2(τ) и подключенный к выходу фильтра 67 нижних частот, воздействует на управляющий вход блока 69 регулируемой задержки и поддерживает вводимую им задержку τ равной τз2 (τ=τз2), что соответствует максимальному значению корреляционной функции R2(τ).The voltage U 7 (t) from the output of the receiving
Шкала блока 69 регулируемой задержки (указатель 70 азимута) проградуирована непосредственно в значениях угловых координат угнанного транспортного средстваThe scale of the
β=arc Cos С · τз2/d,β = arc Cos C · τ z2 / d,
где β - азимут угнанного транспортного средства;where β is the azimuth of the stolen vehicle;
d - измерительная база.d - measuring base.
Следовательно, задача измерения азимута β угнанного транспортного средства сводится к измерению временной задержки τз2 между ретранслированными сигналами, принимаемыми антеннами 6 и 63.Therefore, the task of measuring the azimuth β of the hijacked vehicle is reduced to measuring the time delay τ s2 between the relayed signals received by
Измерив дальность R и азимут β угнанного транспортного средства, на пункте контроля определяют местоположение угнанного транспортного средства.By measuring the range R and the azimuth β of the stolen vehicle, the location of the stolen vehicle is determined at the control point.
К основным характеристикам устройства можно отнести следующие:The main characteristics of the device include the following:
- мощность передатчика средняя - не более 100 мВт;- average transmitter power - not more than 100 mW;
- частотный диапазон - 400-420 (900-920) МГц;- frequency range - 400-420 (900-920) MHz;
- дальность - не менее 200 м;- range - not less than 200 m;
- количество кодовых комбинаций - 232 - 2128;- the number of code combinations - 2 32 - 2 128 ;
- тип излучаемого сигнала и сигнала ответчика - широкополосные ФМн-сигналы (база сигналов В=20-100);- type of emitted signal and the signal of the responder - broadband QPSK signals (signal base B = 20-100);
- габариты приемоответчика - 8-15.5 мм;- transponder dimensions - 8-15.5 mm;
- срок службы приемоответчика - не менее 20 лет;- transponder service life - at least 20 years;
- потребляемая приемоответчиком мощность - 0 Вт.- power consumed by the transponder - 0 W.
Предлагаемое устройство обеспечивает не только дистанционный поиск и обнаружение угнанного транспортного средства, находящегося в общем транспортном потоке, и его задержание, но и передачу на пункт контроля тревожной информации, содержащей сведения об угнанном транспортном средстве.The proposed device provides not only remote search and detection of a stolen vehicle located in the general traffic stream, and its delay, but also transmission to the control point of alarm information containing information about the stolen vehicle.
Кроме того, на пункт контроля передается тревожная информация по радиоканалу при нахождении угнанного транспортного средства в статическом обесточенном состоянии на стоянке, в гараже или просто на улице при соответствующем его облучении сканирующим устройством.In addition, alarm information is transmitted to the control point via radio channel when the stolen vehicle is in a static de-energized state in the parking lot, in the garage or simply on the street with its corresponding exposure to the scanning device.
Основное преимущество системы автоматической телеиндикации угнанного транспортного средства, находящегося в динамике или статике, состоит в возможности использовать пассивный, т.е. не требующий источников питания приемоответчик с малыми габаритами.The main advantage of the automatic teleindication system of a stolen vehicle located in dynamics or statics is the ability to use passive, i.e. small-sized transponder that does not require power sources.
Другое преимущество заключается в возможности совмещения функций переизлучения энергии, кодирования индивидуальной информации об угнанном транспортном средстве и функций датчика какой-либо физической величины в одном устройстве с простой конструкцией.Another advantage is the possibility of combining the functions of re-emission of energy, coding of individual information about a stolen vehicle and the functions of a sensor of any physical quantity in one device with a simple design.
В ряде случаев положительным свойством пассивного приемоответчика на ПАВ можно считать малые затраты на длительную эксплуатацию (отсутствие батареи и большое время наработки на отказ).In some cases, the positive property of a passive surfactant transponder for surfactants can be considered low costs for long-term operation (lack of battery and long MTBF).
Кроме того, в особых случаях считывание индивидуальной маркировки с угнанных транспортных средств можно производить скрытно, без видимых признаков их облучения.In addition, in special cases, the reading of individual markings from stolen vehicles can be done covertly, without visible signs of their exposure.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает измерение R и азимута β угнанного транспортного средства, т.е. его местоположение, независимо от того в каком состоянии находится угнанное транспортное средство: в движении (динамике) или в статике в обесточенном состоянии на стоянке, в гараже или просто на улице. Это достигается использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией и их корреляционной обработки. Тем самым функциональные возможности устройства расширены.Thus, the proposed device in comparison with the prototype provides a measurement of R and azimuth β of the hijacked vehicle, i.e. its location, regardless of the state of the stolen vehicle: in motion (dynamics) or in static state, without power, in the parking lot, in the garage or just outside. This is achieved using complex signals with phase shift keying and their correlation processing. Thus, the functionality of the device is expanded.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009108218/11A RU2388629C1 (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Vehicle antitheft device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009108218/11A RU2388629C1 (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Vehicle antitheft device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2388629C1 true RU2388629C1 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=42673862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009108218/11A RU2388629C1 (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Vehicle antitheft device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2388629C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444452C1 (en) * | 2010-10-20 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Automotive antitheft device |
-
2009
- 2009-03-03 RU RU2009108218/11A patent/RU2388629C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444452C1 (en) * | 2010-10-20 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Automotive antitheft device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2016202234B2 (en) | Radar vehicle detection system | |
US9558663B2 (en) | Animal detecting and notification method and system | |
US6788204B1 (en) | Surface-wave transducer device and identification system with such device | |
US9652984B2 (en) | Travel information sensing and communication system | |
Charvat | Small and short-range radar systems | |
KR101528117B1 (en) | Directional speed and distance sensor | |
US6472978B1 (en) | Traffic system to prevent from accidents | |
RU2351945C1 (en) | Method of determination mobile object coordinates in closed premises and system for its realisation | |
US4188629A (en) | Passive navigation system with frequency coding | |
RU2302953C1 (en) | Vehicle antitheft device | |
RU2559869C1 (en) | Method and system for radio-frequency identification and location of railway transport | |
RU2388629C1 (en) | Vehicle antitheft device | |
US4284985A (en) | Stolen equipment recovery device | |
RU2514132C2 (en) | System for radio telephone messaging on motorways | |
RU2373082C1 (en) | Venicle anti-theft device | |
RU2254245C1 (en) | Vehicle antitheft device | |
RU2499714C2 (en) | Method and system for radio frequency identification and location of railway transport | |
RU2360809C1 (en) | Vehicle antitheft device | |
RU2444452C1 (en) | Automotive antitheft device | |
RU2427924C1 (en) | Method of controlling vehicles and device for implenting said method | |
RU2412835C1 (en) | Automotive antitheft device | |
RU2492523C2 (en) | Method of special transport facility motion control | |
RU2586860C2 (en) | Registration and control of moving objects flights | |
RU2478232C1 (en) | Method of identifying vehicles and detecting wanted cars when passing through checkpoints and apparatus for realising said method | |
RU2514130C2 (en) | Method of identifying objects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110304 |