Имитатор радара

Авторы патента:

РЕФЕРАТ

Полезная модель относится к области регулирования и контроля движения дорожного транспорта и предназначена для предотвращения нарушений правил дорожного движения транспортным средством, в том числе превышающим скорость на сложных участках дороги. Техническим результатом, достигаемым полезной моделью является создание имитатора радара, работающего на несущей частоте, принадлежащей К-диапазону, с возможностью его подключения к одному из трех типов источников питания (ИП), а именно: ИП 12 В постоянного тока; ИП 24 В постоянного тока; ИП 220 В переменного тока. Имитатор радара содержит излучатель 1 с антенной 16 и блоком 10 питания, соединенном с блоком коммутации, с возможностью подключения имитатора радара к одному из трех источников питания. Излучатель 1 выполнен с возможностью формирования амплитудно-манипулированного радиосигнала, значение несущей частоты которого находится в принадлежащем К-диапазону интервале от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц, и содержит являющуюся выходом излучателя рупорную антенну 16, внутри которой расположен штыревой возбудитель 15, подключенный к выходу СВЧ генератора 14, вход питания СВЧ генератора 14 подключен к выходу ключа 12, а к управляющему входу 24 ключа 12 подключен выход НЧ генератора 13, к входу питания которого подключен выход блока 11 стабилизатора, подключенный так же к аналоговому входу 23 ключа 12, а к первому входу 20 стабилизатора 11 подключена шина 6 питания «12 В», которая подключена также к первой клеммной колодке 3, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 12 В постоянного тока, а ко второму входу 21 стабилизатора 11 подключен выход преобразователя 9 напряжения, причем к третьему входу 22 стабилизатора 11 подключен выход блока 10 питания, к входу которого подключена шина 8 питания «220 В», которая подключена также к третьей клеммной колодке 5, обеспечивающей подключение внешнего источника питания с выходным напряжением 220 В переменного тока, а к входу преобразователя 9 напряжения подключена шина 7 питания «24 В», к которой подключена так же вторая клеммная колодка 4, обеспечивающей подключение внешнего источника питания с выходным напряжением 24 В постоянного тока.1 н.п., 1 з.п., 2 илл.

Классы МПК:

G01S 7/282

G08G 1/16

H04B 7/00

H04B 7/10

ИМИТАТОР РАДАРА

Одной из частых причин ДТП является несоблюдение скоростного режима на сложных участках дороги, в местах проведения дорожных работ в темное время суток, на пешеходных переходах у детских учреждений и пр.

Для снижения уровня аварийности в настоящее время дорожно-патрульные службы устанавливают в таких местах приборы, имитирующие работу радаров мобильных и стационарных постов ГИБДД. В результате водитель, имеющий радар-детектор, при приближении к имитатору радара получает сигнал-уведомление, что дает водителю время для снижения скорости до разрешенной на данном участке дороги. Тем самым достигается снижение уровня аварийности на сложных участках дороги или во время проведения дорожных работ и пр.

Из уровня техники известен имитатор радара «ЛИРА» (производство компании «СИМИКОН», С-Петербург) [1]. Он предназначен для излучения радиосигнала, аналогичного радиосигналу, излучаемому измерителями скорости дорожного движения в Х-диапазоне. Имитатор радара «ЛИРА» Содержит:

- микроволновый излучатель, заключенный в корпус,

- антенную плоскость (наружная плоская поверхность прибора),

- источник питания,

- соединительный кабель,

- контактная колодка,

- крепежные скобы,

- сетевое зарядное устройство,

- аккумулятор.

Технические данные имитатора радара «ЛИРА»:

- рабочая частота 10.525±0.05 ГГц.

- ширина диаграммы направленности 20 град.

- питание от сети переменного тока (напряжение питания 220 В) или от аккумулятора (напряжение питания 12-16 В).

- режим излучения импульсный:

- длительность излучаемого импульса 1 с.

- скважность импульсов 2.5-3.

Известный имитатор радара «ЛИРА» излучает радиосигнал частотой 10.525±0.05 ГГц, аналогичный радиосигналу, излучаемому измерителями скорости дорожного движения в Х-диапазоне.

В настоящее время частота 10.525±0.05 ГГц морально и технически устарела и постепенно уступила дорогу более быстродействующим приборам, работающим на другой несущей частоте (http://shop.expertauto.com.ua/auxpage_antiradars).

Сейчас у подавляющего большинства полицейских дорожных радаров используются частоты в выделенном для полицейских радаров интервале от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц, который расположен в К-диапазоне, занимающем полосу частот от 18.0 ГГц до 26.5 ГГц. Использование К-диапазона имеющего по сравнению с Х-диапазоном меньшую длину волны, позволяет уменьшить размеры приборов и увеличить дальность обнаружения, в полтора раза превышающую дальность обнаружения приборов, работающих X-диапазоне, к тому же за меньшее время.

Техническим результатом, достигаемым полезной моделью является создание имитатора радара, работающего на несущей частоте, принадлежащей К-диапазону, с возможностью его подключения к одному из трех типов источников питания (ИП):

- ИП 12 В постоянного тока;

- ИП 24 В постоянного тока;

- ИП 220 В переменного тока.

Раскрытие полезной модели.

Технический результат достигается тем, что в имитаторе радара, содержащем излучатель 1 с антенной 16 и блоком 10 питания, соединенный с блоком 2 коммутации, согласно полезной модели блок 2 коммутации выполнен с возможностью подключения имитатора радара к одному из трех источников питания, и содержит первую 3, вторую 4 и третью 5 клеммные колодки, каждая из которых соответствует своему источнику питания, причем излучатель 1 выполнен с возможностью формирования на его выходе амплитудно-манипулированного радиосигнала в виде узконаправленного радиолуча 17, значение несущей частоты электромагнитных колебаний которого находится в принадлежащем К-диапазону интервале от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц, и содержит являющуюся выходом излучателя 1 рупорную антенну 16, выполненную в виде усеченного конуса, внутри которого расположен штыревой возбудитель 15, подключенный к выходу СВЧ генератора 14, частота генерации которого находится интервале от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц, причем СВЧ генератор 14 выполнен на диоде Ганна, при этом вход питания СВЧ генератора 14 подключен к выходу ключа 12, а к управляющему входу 24 ключа 12 подключен выход НЧ генератора 13, к входу питания которого подключен выход блока 11 стабилизатора, подключенный так же к аналоговому входу 23 ключа 12, причем к первому входу 20 стабилизатора 11 подключена шина 6 «12B», которая подключена также к первой клеммной колодке 3, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 12 В постоянного тока, а ко второму входу 21 стабилизатора 11 подключен выход преобразователя 9 напряжения, причем к третьему входу 22 стабилизатора 11 подключен выход блока 10 питания, к входу которого подключена шина 8 питания «220B», которая подключена также к третьей клеммной колодке 5, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 220 В переменного тока, а к входу преобразователя 9 напряжения подключена шина 7 питания «24B», к которой подключена так же вторая клеммная колодка 4, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 24 В постоянного тока.

При этом в имитаторе радара преобразователь 9 напряжения, блок питания 10, блок 11 стабилизатора, ключ 12, НЧ генератор 13, СВЧ генератор 14 и рупорная антенна 16 со штыревым вибратором 15 конструктивно расположены в едином корпусе, являющемся корпусом излучателя 1, а соединенный с ним шиной 6 «12B», шиной 7 «24B» и шиной 8 «220B» блок 2 коммутации заключен в собственный корпус.

Краткое описание чертежей.

Сущность полезной модели поясняется фигурами 1 и 2.

Фиг. 1 - схема функциональная имитатора радара.

Фиг. 2 - временная диаграмма работы имитатора радара.

Осуществление полезной модели

Заявляемый имитатор радара (фиг.1) содержит излучатель 1 и блок 2 коммутации, позволяющий подключить имитатор радара к одному из трех источников питания (ИП) (на схеме не обозначены), показаны пунктирной линией:

- ИП 12 В постоянного тока;

- ИП 24 В постоянного тока;

- ИП 220 В переменного тока.

В качестве ИП 12 В постоянного тока может быть использован, например, автомобильный аккумулятор напряжением 12 В или бортовая сеть автомобиля с таким напряжением.

В качестве ИП 24 В постоянного тока может быть использован, например, автомобильный аккумулятор напряжением 24 В или бортовая сеть автомобиля с таким напряжением.

В качестве ИП 220 В переменного тока может быть использована, например, промышленная сеть переменного тока 220 В/50 Гц.

Блок 2 коммутации содержит первую 3, вторую 4 и третью 5 клеммные колодки, каждая из которых соответствует своему источнику питания.

Излучатель 1 выполнен с возможностью формирования на его выходе амплитудно-манипулированного радиосигнала в виде узконаправленного радиолуча 17, имитирующего радиолуч радаров мобильных и стационарных постов ГИБДД. Значение несущей частоты радиосигнала находится в интервале частот от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц, который принадлежит К-диапазону (18.0 - 26.5 ГГц). Выходом излучателя 1 является рупорная антенна 16, выполненная в виде усеченного конуса с прямолинейной образующей. Ширина диаграммы направленности антенны 16 равна 25°. Внутри конуса расположен штыревой возбудитель 15, подключенный к выходу сверхвысокочастотного (СВЧ) генератора 14, частота генерации которого находится интервале от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц. Активным элементом СВЧ генератора 14 является арсенидогаллиевый генераторный полупроводниковый диод на эффекте Ганна, например диод АА716Ж (http://www.niipp.ru/catalog/detail.php?id=225). При этом СВЧ генератор 14 может быть выполнен, например, по схеме, приведенной в источнике: «Электронные средства и системы управления» (IХ Международная научно-практическая конференция. Материалы докладов, Часть 2, в-Спектр., Томск, 2013, стр.166, фиг. 9). Активным элементом СВЧ генератора в приведенном источнике является элемент VD4. При этом вход питания СВЧ генератора 14 подключен к выходу аналогового ключа 12 с цифровым управлением. Аналоговый ключ 12 обеспечивает периодическое включение/отключение питания СВЧ генератора 14, для получения на выходе излучателя 1 амплитудно-манипулированного радиосигнала. Аналоговый ключ 12 с цифровым управлением может быть выполнен, например, на микросхеме TS5A3166 (http://www.ti.com/product/TS5A3166). К цифровому управляющему входу 24 ключа 12 подключен выход НЧ генератора 13, собранного, например, на микросхеме LM555 (http://www.ti.com/product/lm555?qgpn=lm555). НЧ генератор 13 задает частоту включения/отключения питания СВЧ генератора 14. Для обеспечения электропитания НЧ генератора 13 к его входу питания подключен выход стабилизатора 11 подключенный так же к аналоговому входу 23 ключа 12, обеспечивающего, при включенном ключе 12, электропитание СВЧ генератора 14. Стабилизатор 11 может быть выполнен на микросхеме DC-DC преобразователя TPS57140-Q1 (http://www.ti.com/product/tps57140-q1?qgpn=tps57140-q1). К первому входу 20 стабилизатора 11 подключена шина 6 питания «12B», которая подключена также к первой клеммной колодке 3, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 12 В постоянного тока. Ко второму входу 21 стабилизатора 11 подключен выход преобразователя 9 напряжения. К третьему входу 22 стабилизатора 11 подключен выход блока 10 питания, к входу которого подключена шина 8 питания «220B», которая подключена также к третьей клеммной колодке 5, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 220 В переменного тока. В качестве блока 10 питания может быть использован, например, импульсный стабилизированный источник питания PSU-12-2P (http://www.spezvision.ru/upload/PSU12_2P.pdf). К входу преобразователя 9 напряжения подключена шина 7 питания «24 В», к которой подключена так же вторая клеммная колодка 4, обеспечивающая подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 24 В постоянного тока. В качестве преобразователя 9 может быть использован, например, модуль питания LMZ14201H (http://www.ti.com/product/lmz14201h?qgpn=lmz14201h).

Преобразователь 9 напряжения, блок питания 10, блок 11 стабилизатора, ключ 12 НЧ генератор 13, СВЧ генератор 14 и рупорная антенна 16 со штыревым вибратором 15 конструктивно расположены в едином корпусе, являющемся корпусом излучателя 1. Блок 2 коммутации заключен в собственный корпус.

Работа

Имитатор радара устанавливают на участках дорог, где необходимо предупредить водителя о необходимости снижения скорости и проявления повышенного внимания. Такая необходимость возникает, например, на участках где проводятся дорожные работы, особенно в темное время суток, на сложных участках дороги, либо на пешеходных переходах у детских учреждений. При этом имитатор радара может быть установлен как стационарно, например, на опоре, или мобильно, например, на последнем транспортном средстве, обслуживающем ремонтные работы. Ориентация имитатора радара при этом, должна быть такой, что бы ось диаграммы направленности его излучателя 1 была направлена вдоль дорожного полотна, по которому в направлении к точке установки имитатора радара движутся транспортные средства, водителей которых надо предупредить о приближении к опасному участку. Электропитание имитатора радара, необходимое для обеспечения его работоспособности, берут от имеющейся в точке его установки сети, например, от промышленной сети переменного тока 220 Вольт, или, в случае его мобильной установки, от бортовой сети транспортного средства 12 Вольт или 24 Вольта. Для этого одно из указанных напряжений подключают к соответствующей данному напряжению колодке (3, 4, 5) блока 2 коммутации имитатора радара.

Рассмотрим работу имитатора радара при подключении его к бортовой сети 12 Вольт. Постоянное напряжение питания 12 Вольт поступает от бортовой сети на клеммную коробку 3 и, далее, по шине 6 питания на первый вход 20 блока 11 стабилизатора. При этом блок 11 стабилизатора начинает вырабатывать напряжение питания для СВЧ генератора 14 и для НЧ генератора 13. Последний при этом начинает генерировать на своем выходе периодический цифровой сигнал, представляющий собой импульсы, имеющие длительность = 16 мс, период следования импульсов = 32 мс (Фиг. 2). Этот цифровой сигнал поступает на цифровой управляющий вход 24 аналогового ключа 12. Когда уровень цифрового сигнала на управляющем входе 24 ключа 12 равен логическому нулю, генератор 14 СВЧ выключен, т.к. ключ 12 разомкнут и напряжение питания на него не поступает. Когда же уровень цифрового сигнала на управляющем входе 24 ключа 12 становится равным логической единице, ключ 12 замыкается и напряжение питания с выхода блока 11 стабилизатора, поступающее на подключенный к нему вход 23 ключа 12, поступает на его выход и далее на вход питания СВЧ генератора 14. При этом СВЧ генератор 14 переходит во включенное состояние и начинает генерировать электрические колебания, частота которых находится интервале от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц. Электрический сигнал с этой частотой поступает с выхода СВЧ генератора 14 на штыревой возбудитель 15, который возбуждает в объеме рупора антенны 16 электромагнитную волну, которая, в виде радиолуча 17, направляется рупором антенны 16 вдоль дорожного полотна в соответствии с диаграммой направленности антенны. После прохождения времени , сигнал на выходе НЧ генератора 13 становится равным логическому нулю, что вызывает размыкание ключа 12 и прекращает поступление напряжения питания на СВЧ генератор 14. При этом СВЧ генератор 14 переходит в выключенное состояние, что в свою очередь вызывает прекращение излучения рупорной антенной 16. После прохождения времени начинается новый период: на выходе НЧ генератора цифровой сигнал становится равным логической единице и весь процесс повторяется. Таким образом, на выходе блока 1 излучателя формируется амплитудно-манипулированный радиосигнал в виде узконаправленного радиолуча 17, имитирующий радиолуч радаров мобильных и стационарных постов ГИБДД.

Работа имитатора радара при подключении его к бортовой сети 24 Вольта. Постоянное напряжение питания 24 Вольта поступает от бортовой сети на клеммную коробку 4 и, далее, по шине 7 питания на вход преобразователя 9 напряжения. Преобразователь 9 напряжения преобразовывает поступающее напряжение 24 Вольта в постоянное напряжение 12 Вольт, которое с его выхода поступает на вход 21 блока 11 стабилизатора. При этом блок 11 стабилизатора начинает вырабатывать напряжение питания для СВЧ генератора 14 и для НЧ генератора 13. Далее работа имитатора не отличается от описанной выше для подключения к 12 Вольт.

Работа имитатора радара при подключении его к промышленной сети переменного напряжения 220 Вольт. Переменное напряжение 220 Вольт промышленной сети поступает на клеммную коробку и, далее, по шине 8 питания на вход блока 10 питания. Блок 10 питания вырабатывает постоянное напряжение 12 Вольт, которое с его выхода поступает на вход 22 блока 11 стабилизатора. При этом блок 11 стабилизатора начинает вырабатывать напряжение питания для СВЧ генератора 14 и для НЧ генератора 13. Далее работа имитатора не отличается от описанной выше для подключения к 12 Вольт.

Совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели неизвестна из уровня техники, что соответствует требованию «новизна».

Заявляемая полезная модель улучшает функциональные возможности имитатора радара за счет применения К-диапазона, имеющего, по сравнению с Х-диапазоном, меньшую длину волны, что позволяет уменьшить размеры прибора и увеличить дальность обнаружения, в полтора раза превышающую дальность обнаружения приборов, работающих X-диапазоне, к тому же за меньшее время, а также за счет увеличения количества типов источников питания, от которых может питаться имитатор радара.

Использование заявляемого имитатора радара позволит снизить уровень аварийности на дорогах.

Источники информации.

1. Интернет-ресурс http://www.simicon.ru/rus/product/index.html

Имитатор радара «ЛИРА» (производство компании «СИМИКОН», С-Петербург) - наиболее близкий аналог.

1.Имитатор радара, содержащий излучатель с антенной и блоком питания, соединенный с блоком коммутации, отличающийся тем, что блок коммутации выполнен с возможностью подключения имитатора радара к одному из трех источников питания и содержит первую, вторую и третью клеммные колодки, каждая из которых соответствует своему источнику питания, причем излучатель выполнен с возможностью формирования на его выходе амплитудно-манипулированного радиосигнала, значение несущей частоты электромагнитных колебаний которого находится в принадлежащем К-диапазону интервале от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц, и содержит являющуюся выходом излучателя рупорную антенну, выполненную в виде усеченного конуса, внутри которого расположен штыревой возбудитель, подключенный к выходу СВЧ генератора, частота генерации которого находится интервале от 24,1 ГГц до 24,2 ГГц, причем СВЧ генератор выполнен на диоде Ганна, при этом вход питания СВЧ генератора подключен к выходу ключа, а к управляющему входу ключа подключен выход НЧ генератора, к входу питания которого подключен выход блока стабилизатора, подключенный также к аналоговому входу ключа, а к первому входу стабилизатора подключена шина питания «12 В», которая подключена также к первой клеммной колодке, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 12 В постоянного тока, а ко второму входу стабилизатора подключен выход преобразователя напряжения, причем к третьему входу стабилизатора подключен выход блока питания, к входу которого подключена шина питания «220 В», которая подключена также к третьей клеммной колодке, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 220 В переменного тока, а к входу преобразователя напряжения подключена шина питания «24 В», к которой подключена также вторая клеммная колодка, обеспечивающей подключение внешнего источника питания имитатора радара с выходным напряжением 24 В постоянного тока.

2.Имитатор радара по п.1, отличающийся тем, что преобразователь напряжения, блок питания, блок стабилизатора, ключ, НЧ генератор, СВЧ генератор и рупорная антенна со штыревым возбудителем конструктивно расположены в едином корпусе, являющемся корпусом излучателя 1, а соединенный с ним шиной питания «12 В», шиной питания «24 В» и шиной питания «220 В» блок 2 коммутации заключен в собственный корпус.

Похожие патенты:

Радиопередающая система // 58224