Мобильный всенаправленный радиомаяк системы автоматического зависимого наблюдения

Полезная модель относится радиотехнике, а именно к мобильным всенаправленным маякам систем автоматического зависимого наблюдения и может быть использована для определения местоположения подвижных объектов. Мобильный радиомаяк содержит корпус и соединенные между собой многослойную печатную плату, плату усилителя мощности и антенну. На многослойной печатной плате установлены электронные компоненты, обеспечивающие возможность автоматического определения координат мобильного радиомаяка и формирования выходного сигнала. Многослойная печатная плата содержит, по крайней мере, один нагревательный слой с электропроводящим элементом, обеспечивающим возможность равномерного нагрева многослойной печатной платы и электронных компонентов. Полезная модель позволяет расширить диапазона рабочих температур мобильного всенаправленного радиомаяка системы автоматического зависимого наблюдения. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полезная модель относится радиотехнике, а именно к мобильным всенаправленным радиомаякам систем автоматического зависимого наблюдения (мобильный радиомаяк АЗН-В) и может быть использована для определения местоположения подвижных объектов: судов, автомобилей и т.д, например, для предотвращения столкновений наземных транспортных средств с самолетами, которые передвигаются по аэродрому.

Из уровня техники известен мобильный радиомаяк системы АЗН-В чешской фирмы ERA (официальный интернет сайт http://era.aero/products/squid-by-era/), который содержит корпус и соединенные между собой многослойную печатную плату с электронными компонентами, обеспечивающими возможность автоматического определения координат мобильного радиомаяка и формирования выходного сигнала, плату усилителя мощности и антенну, выбранный в качестве прототипа.

Указанный мобильный радиомаяк устанавливается на крышу заправщиков, буксировщиков, трапов, автобусов, пожарных машин и других обслуживающих аэропорт транспортных средств. Каждому радиомаяку присваивается уникальный идентификатор, который передается в составе сообщения идентификации. Мобильный радиомаяк системы АЗН-В определяет свои координаты по сигналам Глобальной Навигационной Спутниковой Системы (ГНСС) и передает их вместе с информацией идентификации по линии связи в стандартных сообщениях системы АЗН-В. Эти сообщения принимают наземные станции АЗН-В, которые их декодируют, проверяют целостность и передают информацию (идентификатор, координаты, скорость, курс и т.д.) о транспортном средстве, на котором установлен мобильный радиомаяк, в стандартных форматах в систему контроля и управления движением по поверхности аэродрома.

Диспетчера, контролирующие движение по аэродрому, при помощи данной системы всегда имеют точную информацию обо всех наземных транспортных средствах, что позволяет обеспечить безопасность движения самолетов по поверхности, особенно в плохую погоду, и повысить эффективность работы аэродромных служб, т.к. система контроля и управления наземным движением и диспетчера, пользующиеся системой, будут точно отслеживать перемещение всех машин.

Однако, известный мобильный радиомаяк системы АЗН-В чешской фирмы ЕКА имеет диапазон рабочих температур от -40 до +70°C, что недостаточно для работы на территории Российской Федерации. Согласно Федеральным Авиационным правилам вся техника, которую закупает Росавиация, должна работать в температурном диапазоне от -50°C. Задачей полезной модели является устранение указанного выше недостатка.

Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих температур мобильного всенаправленного радиомаяка системы автоматического зависимого наблюдения, что повышает надежность его работы.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что у мобильного всенаправленного радиомаяка системы автоматического зависимого наблюдения, содержащего корпус и соединенные между собой многослойную печатную плату с установленными на ней электронными компонентами, обеспечивающими возможность автоматического определения координат мобильного радиомаяка и формирования выходного сигнала, плату усилителя мощности и антенну, многослойная печатная плата содержит, по крайней мере, один нагревательный слой с электропроводящим элементом, обеспечивающим возможность равномерного нагрева многослойной печатной платы и электронных компонентов.

В предпочтительном варианте мобильный радиомаяк системы АЗН-В содержит соединенное с электропроводящим элементом устройство контроля температуры, содержащее датчик температуры, контроллер и реле и обеспечивающее автоматическое управление подачей электропитания к электропроводящему элементу в зависимости от температуры печатной платы.

Для более равномерного прогрева, по крайней мере, один нагревательный слой с электропроводящим элементом расположен в центральной части многослойной печатной платы.

Мобильный радиомаяк системы АЗН-В выполнен с возможностью взаимодействия со спутниковыми системами глобальной навигации GPS и Глонасс.

Изобретение поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 представлена структурная схема мобильного всенаправленного радиомаяка системы автоматического зависимого наблюдения;

- на фиг. 2 представлена предлагаемая многослойная печатная плата в разрезе;

- на фиг. 3 показан нагревательный слой многослойной печатной платы с электропроводящим элементом;

- на фиг. 4 представлена схема устройства контроля температуры.

Для обеспечения работы мобильного радиомаяка в системе АЗН-В он содержит ряд функциональных элементов, представленных на фиг.1.

Антенна 1 Глобальной Навигационной Спутниковой Системы (Антенна ГНСС) принимает сигналы спутниковых систем, например, GPS и Глонасс.

Антенна 2 АЗН-В передает сообщения в форматах системы АЗН-В на наземные станции АЗН-В.

Усилитель 3 (плата усиления мощности) усиливает сигналы несущей частоты, которые формирует синтезатор 4 сигналов.

Модуль 5 глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС модуль) взаимодействует со спутниковыми системами глобальной навигации, например, GPS и Глонасс, и определяет время, координаты, скорость, курс и погрешности навигационных данных. Обновление навигационной информации происходит не реже 1 раза в секунду.

Синтезатор 4 сигнала несущей частоты формирует сигналы на несущей частоте. Сообщения системы АЗН-В представляют собой последовательности импульсов с двоичной времяимпульсной модуляцией, поэтому для формирования сигналов на несущей частоте используется синтезатор частот с дробным коэффициентом деления.

Цифро-аналоговый преобразователь 6 (ЦАП) управляет напряжением смещения оконечного усилителя, что позволяет формировать фронты ответных импульсов.

Процессор 7 с помощью соответствующего программного обеспечения обеспечивает конфигурирование ГНСС модуля 5, экстраполирует полученные от ГНСС модуля 5 координаты на моменты времени передачи сообщения в формате АЗН-В, кодирует передаваемые сообщения и определяет темп передачи сообщений формата АЗН-В.

Программируемая логика 8 (микросхема блока программируемой логики) управляет формированием сигналов реального времени и ЦАП 6, формирующим напряжение смещения усилителя.

Система 9 питания обеспечивает питание устройства от сети электроснабжения транспортного средства.

Устройство 10 контроля температуры обеспечивает автоматическую регулировку температуры.

Взаимодействие между основными функциональными элементами указанной структурной схемы осуществляется согласно принятой практике и по известным правилам.

Следует понимать, что представленная на фиг. 1 структурная схема мобильного радиомаяка системы АЗН-В не является единственно возможным вариантом и может включать в себя дополнительные функциональные элементы и иметь различную конфигурацию.

В конструктивном выполнении мобильный радиомаяк системы АЗН-В содержит многослойную печатную плату 11 (фиг. 2) с электронными компонентами, плату 3 усилителя мощности и антенну 2 (соответствуют функциональным элементам на фиг. 1), которые электрически соединены между собой и установлены в корпус мобильного радиомаяка системы АЗН-В.

Согласно заявленному изобретению многослойная печатная плата 11 (см. фиг. 2, 3) кроме сигнальных слоев 12 содержит, по крайней мере, один нагревательный слой 13 (на фиг. 2 представлена многослойная печатная плата 11 с двумя нагревательными слоями 13), причем каждый нагревательный слой 13 содержит электропроводящий элемент 14 (проводник), выполненный с возможностью подключения к системе 9 питания или к дополнительному источнику питания. Для более равномерного нагрева указанной многослойной печатной платы 11 и электронных компонентов, нагревательные слои 13 следует располагать в центральной части указанной платы 11.

Габаритные размеры многослойной печатной платы 11 и количество электронных элементов могут быть разными, поэтому размер, форма, выполнение электропроводящего элемента 14, а также способ его распределения по нагревательному слою 13 могут быть изменены в соответствии с ними. Электропроводящий элемент 14 должен иметь необходимое сопротивление и быть расположен таким образом, чтобы выделять достаточное для равномерного и требуемого нагрева многослойной печатной платы 11 и электронных элементов количество тепла.

В одном из вариантов, электропроводящий элемент 14 представляет собой медный плоский, зигзагообразный элемент, распределенный равномерно по всему нагревательному слою 13 (см. фиг. 3). Для медного материала электропроводящий элемент 14, а точнее его заготовка имеет длину 10 м, ширину 0,5 мм и толщину 0,018 мм. При напряжении питания 24 В и силе тока 1,17 А (28 Вт) сопротивление будет составлять порядка 20,5 Ом. При этих параметрах температура проводника ориентировочно повышается на 90°C, что соответствует стандарту 1РС (международный стандарт по печатным платам).

Для автоматического регулирования температуры многослойной печатной платы 11 и электронных компонентов в мобильном радиомаяке системы АЗН-В предусмотрено устройство 10 контроля температуры. Указанное устройство контроля температуры 10 (см. фиг. 4) обеспечивает автоматическое управление подачей электропитания к электропроводящему элементу 14. Устройство 10 содержит датчик температуры 15 (термодатчик) для измерения температуры многослойной печатной платы 11 и соединенный с ним контроллер 16, управляющий подачей питания на электропроводящий элемент 14 через реле 17, которое обеспечивает замыкание и размыкание соответствующей электрической цепи 18.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы мобильного всенаправленного радиомаяка системы автоматического зависимого наблюдения, установленного на обслуживающих аэропорт транспортных средствах, в случае, когда это требуется, проводят прогрев многослойной печатной платы 11 с электронными компонентами путем подачи питания на каждый электропроводящий элемент 14 каждого нагревательного слоя 13.

Если перед началом работы мобильного радиомаяка согласно показаниям температурного датчика 15 температура окружающей среды ниже требуемого значения, например, -35°C, контроллер 16 устройства 10 контроля температуры при помощи реле 17 замыкает электрическую цепь 18 подачи питания на электропроводящий элемент 14, включая таким образом подогрев. После того, как многослойная печатная плата 11 разогреется до заданной температуры, например, 35°C, реле 17 размыкается, а электрическая цепь подачи питания на электронные компоненты замыкается, т.е. указанный радиомаяк начинает функционировать в рабочем режиме. Управление подачей питания на электронные компоненты может обеспечиваться как контроллером 16, так и любым другим аналогичным элементом. Если температура многослойной печатной платы опускается ниже порога указанной заданной температуры, например, в -35°C, контроллер 16 выдает сигнал реле 17 на замыкание цепи 18 подачи питания на электропроводящий элемент 14 и вновь включается подогрев, при этом указанный радиомаяк может продолжать работать.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет предотвратить включение мобильного всенаправленного радиомаяка при температуре ниже рабочей, что значительно продлевает срок службы электронных компонентов печатной платы 11. При этом независимое включение нагрева и остальных компонентов мобильного всенаправленного маяка позволяет обеспечить его постоянное корректное функционирование.

Представленный мобильный радиомаяк системы АЗН-В в отличие от прототипа принимает сигналы не только от ГНСС GPS, а и ГНСС Глонасс, и определяет текущие время, координаты, скорость, курс и навигационные ошибки. Если транспортное средство находится в движении, то в зависимости от скорости и направления движения, координаты, рассчитанные ГНСС модулем 5, пересчитываются на момент времени передачи. Далее координаты кодируются в формате системы АЗН-В и передаются в сообщениях по линии связи. Переданные сообщения принимаются приемными станциями АЗН-В.

Использование предлагаемой полезной модели позволяет расширить температурный диапазон, в котором возможна работа мобильного всенаправленного радиомаяка системы автоматического зависимого наблюдения. При этом устройство контроля температуры позволяет обеспечить своевременное включение и отключение прогрева многослойной печатной платы и электронных компонентов, исключая необходимость вмешательства человека. Мобильный радиомаяк системы АЗН-В согласно заявленной полезной модели соответствует Федеральным авиационным правилам и может использоваться на всей территории Российской Федерации.

1. Мобильный всенаправленный радиомаяк системы автоматического зависимого наблюдения, содержащий корпус и соединенные между собой многослойную печатную плату с установленными на ней электронными компонентами, обеспечивающими возможность автоматического определения координат мобильного радиомаяка и формирования выходного сигнала, плату усилителя мощности и антенну, отличающийся тем, что многослойная печатная плата содержит, по крайней мере, один нагревательный слой с электропроводящим элементом, обеспечивающим возможность равномерного нагрева многослойной печатной платы и электронных компонентов.

2. Мобильный всенаправленный радиомаяк по п. 1, отличающийся тем, что содержит соединенное с электропроводящим элементом устройство контроля температуры, содержащее датчик температуры, контроллер и реле и обеспечивающее автоматическое управление подачей электропитания к электропроводящему элементу в зависимости от температуры многослойной печатной платы.

3. Мобильный всенаправленный радиомаяк по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, один нагревательный слой с электропроводящим элементом расположен в центральной части многослойной печатной платы.

4. Мобильный всенаправленный радиомаяк по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью взаимодействия со спутниковыми системами глобальной навигации GPS и Глонасс.

РИСУНКИ