система радиовещания и радиосвязи в укв диапазоне
Классы МПК: | H04B5/00 Передающие системы с использованием поля ближней зоны действия антенны, например с использованием шлейфа с индуктивной связью |
Автор(ы): | Бодров В.В., Васильев Е.Н., Выборнов С.А., Пермяков В.А., Солодухов В.В. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Формат" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-07-29 публикация патента:
10.09.1999 |
Изобретение относится к радиовещанию и радиосвязи в УКВ диапазоне вдоль автомобильных и железнодорожных дорог, тоннелей, шахт и пр. на основе воздушной двухпроводной линии передачи и на основе невыступающей коаксиальной линии. По первому варианту система связи содержит воздушную двухпроводную линию передачи, в пределах плеча связи которой включен однонаправленный усилитель с фазовым корректором. Линия передачи в пределах плеча связи разделена на N секций. В каждой секции расстояние между проводами больше, чем в предыдущей секции. Диаметр проводов линии передачи пропорционален расстоянию между ними. На расстоянии порядка четверти длины волны
, на которой осуществляется радиосвязь, параллельно линии передачи расположен экран, состоящий из нескольких (больше чем двух) проводов, гальванически связанных между собой. По второму варианту система связи содержит подземный излучающий кабель, в пределах плеча связи которого включен однонаправленный усилитель с фазовым корректором. Вдоль излучающего кабеля расположены Г-образные вибраторы, одно плечо каждого из которых ориентировано параллельно, а второе - перпендикулярно излучающему кабелю. Технический результат, достигаемый при реализации группы изобретений, заключается в увеличении равномерности распределения электромагнитного поля вдоль трассы с одновременным снижением требуемой мощности передающей станции и усилителей, а также в обеспечении линейного закона изменения фазы бегущей волны для исключения возникновения искажения электромагнитных сигналов. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2

Формула изобретения
1. Система радиовещания и радиосвязи в УКВ диапазоне, содержащая воздушную двухпроводную линию передачи, включающую в пределах плеча связи однонаправленный усилитель, и подвижный приемопередатчик, отличающаяся тем, что двухпроводная линия передачи в пределах плеча связи разделена на N секций, в каждой из которых расстояние между проводами линии больше, чем в предыдущей секции, а к выходу каждого однонаправленного усилителя подключен фазовый корректор. 2. Система радиовещания и радиосвязи по п.1, отличающаяся тем, что параллельно линии передачи на расстоянии, порядка четверти длины волны
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиовещанию и радиосвязи и предназначено для обеспечения: а) радиовещания в УКВ-ЧМ диапазоне и б) устойчивой радиосвязи в УКВ диапазоне подвижного приемопередатчика с оператором или другим подвижным приемопередатчиком при движении вдоль транспортной магистрали. Поскольку система радиовещания может рассматриваться как частный случай радиосвязи (в случае радиовещания имеется неподвижный радиопередатчик и подвижные приемники, в случае радиосвязи неподвижный приемопередатчик и подвижные приемопередатчики), то далее в тексте заявки для краткости будем говорить только о системе радиосвязи, подразумевая, что данное изобретение может быть использовано и для реализации системы радиовещания. Основой любой системы радиосвязи вдоль автомобильных и железных дорог, тоннелей, шахт и пр. являются слабоизлучающие линии передач. В данном изобретении рассмотрены два варианта системы связи: на основе воздушной (подвешенной над полотном дороги) двухпроводной линии передачи и на основе невыступающей ("утопленной" в полотно дороги) коаксиальной линии. Известна радиочастотная система связи, использующая излучающие передающие линии на базе воздушной (размещенной над полотном дороги) линии передачи (ЛП), в качестве которой применяется двухпроводная линия с однонаправленными усилителями (патент Великобритании N 2084430, кл. H 04 B 5/00, публ. 1982 г.). Однако, для воздушной двухпроводной линии, в том числе и известного устройства, выбранного в качестве прототипа по первому варианту изобретения, не рассматривалась возможность изменения коэффициента связи ЛП с приемной антенной, позволяющая существенно улучшить равномерность распределения электромагнитного поля по трассе и снизить уровень высокочастотной (ВЧ) мощности, необходимой для обеспечения требуемой величины сигнала на участке между двумя соседними усилителями, поскольку действующее в Российской Федерации нормы предельно допустимого уровня электромагнитных полей накладывают жесткие ограничения на мощность используемых в системе передатчиков и усилителей. Известна система связи с индуктивным носителем, основанная на индуктивной связи, в которой радиосигнал от передатчика передается по магистральному коаксиальному кабелю, проложенному вдоль транспортной магистрали. Параллельно кабелю в покрытии каждой из дорожных полос проложены два индуктивных провода в виде изолированных спиралей. Между магистральным кабелем и индуктивными проводами имеются элементы связи, расположенные через 800-1600 м. Связь между индуктивными проводами и приемным устройством, установленном на подвижном объекте, осуществляется в ближнем поле (патент США N 4006315, кл. H 04 B 5/00, публ. 1977 г.). Указанное устройство выбрано в качестве прототипа по второму варианту изобретения. Однако, использование ближнего поля индуктивных проводов для связи с подвижным объектом возможно только в случае применения низких частот. Переход в УКВ диапазон приводит к резкому уменьшению области ближнего поля проводов, что не позволяет обеспечить устойчивую радиосвязь в пределах всего полотна магистрали по причине недостаточной равномерности распределения электромагнитного поля вдоль всей трассы. Технический результат изобретения заключается в увеличении равномерности распределения электромагнитного поля вдоль трассы с одновременным снижением требуемой мощности передающей станции и усилителей, а также в обеспечении линейного закона изменения фазы бегущей волны для исключения возникновения искажения электромагнитных сигналов, что в конечном итоге позволяет обеспечить устойчивую качественную радиосвязь. Как известно, коэффициент затухания в линии передачи определяется, в основном, потерями в проводах линии передач. Наличие потерь в ЛП приводит к тому, что напряжение, а с ним и уровень сигнала в приемной антенне, экспоненциально убывает при движении вдоль дороги в пределах расстояния между соседними усилителями-ретрансляторами (т.е. в пределах длины плеча связи). Это приводит к тому, что для обеспечения требуемого уровня сигнала на дальнем конце линии уровень сигнала и необходимый уровень мощности на противоположном конце участка линии должны возрастать, что может привести к превышению допустимых норм напряженности ВЧ-поля на трассе. Выход из этой ситуации состоит в уменьшении расстояния между усилителями-ретрансляторами. Однако, такой путь ведет к увеличению числа усилителей на единицу длины трассы и соответствующему увеличению стоимости системы. Технический результат достигается тем, что равномерное (в среднем) распределение электромагнитного поля вдоль трассы обеспечивается скачкообразным изменением коэффициента связи между линией передачи и приемной антенной подвижного приемопередатчика. А обеспечение линейного закона изменения фазы бегущей волны достигается за счет фазовой коррекции полезного сигнала. По первому варианту изобретения технический результат достигается тем, что двухпроводная линия передачи в пределах плеча связи разделена на N секций, в каждой из которых расстояние между проводами линии передачи больше, чем в предыдущей секции (в направлении распространения сигнала), а к выходу каждого однонаправленного усилителя подключен фазовый корректор. Дополнительный технический результат заключается в обеспечении равномерности облучения всей ширины проезжей части магистрали. Это достигается за счет организации управляемого распределения поля в поперечной по отношению к магистрали плоскости путем использования экрана, расположенного параллельно линии передачи на расстоянии порядка четверти длины волны



Класс H04B5/00 Передающие системы с использованием поля ближней зоны действия антенны, например с использованием шлейфа с индуктивной связью