РАДАР-ДЕТЕКТОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ РАДАРНЫХ УСТАНОВОК КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к обнаружению и регистрации радиолокационных сигналов, и в частности, к технике построения обнаружителей радаров, излучающих в направлении движущихся по участку дорожного полотна транспортных средств радиоимпульсы с заданной скважностью и периодом. Предложенная полезная модель может быть использована как автомобильный радар-детектор для предупреждения водителя о работе радарной установки контроля скорости движения транспортных средств на определенном участке автотрассы.
В настоящее время для контроля скорости движения автомобилей на автотрассах органами полиции и автоинспекции используются радарные установки доплеровского типа, рабочая частота таких установки водителю неизвестна и может находиться в большом диапазоне значений. Для предупреждения водителя о работе и местоположении такой радарной установки используются автомобильные радар-детекторы, позволяющие обнаружить и зарегистрировать ее излучение. Получив информацию о наличии излучения радаров, водитель может принять ответные меры снизить скорость движения до допустимого значения еще до того, как радар установит скорость движения его автомобиля, т.е. до границы эффективной зоны действия радара.
Так из уровня техники широко известны устройства обнаружения излучений радарных установок, излучающих радиоимпульсы в направлении движущихся по участку дорожного полотна транспортных средств, см. В.А.Глебов и др., Обнаружитель сигналов радарных установок контроля скоростного движения на автотрассах, Журнал "Конверсия", №9, 1992, стр.15. Устройство состоит из приемной антенны, амплитудного СВЧ-модулятора, амплитудного детектора, генератора сигнала окраски, усилителя сигнала окраски, фазового детектора и регулирующего устройства, при этом антенна подключена к СВЧ-входу амплитудного модулятора, СВЧ-выход которого соединен с СВЧ-входом амплитудного детектора, вход управления амплитудного СВЧ-модулятора соединен с выходом генератора сигнала окраски и с входом опорного напряжения фазового детектора, а выход амплитудного детектора соединен с входом регистрирующего устройства. СВЧ-зондирующий сигнал радарной установки принимается антенной обнаружителя и поступает на СВЧ-вход амплитудного модулятора для "окраски" амплитудной модуляции с помощью сигнала окраски. Частота "окраски" заранее определена, известна и согласована с полосой пропускания усилителя сигнала окраски и входит в его полосу пропускания. СВЧ-сигнал с "окраской" подается на СВЧ-вход амплитудного детектора, в котором детектируется и на выходе выделяется огибающая "окрашенного" СВЧ-сигнала, имеющая частоту "окраски". Напряжение огибающей усиливается по амплитуде усилителем сигнала окраски и с выхода этого усилителя поступает на сигнальный вход фазового детектора, на вход опорного напряжения которого поступает выходной сигнал генератора сигнала окраски. Выходной сигнал генератора сигнала окраски и выходной сигнал усилителя сигнала окраски имеют одну фазу, т.о. на выходе фазового детектора вырабатывается выходное напряжение, если величина напряжения превысит порог срабатывания. Устройство обеспечивает приемлемую чувствительность и дальность обнаружения и имеет среднее время обнаружения и установления факта наличия СВЧ-излучения радара.
Недостатками устройства являются невозможность измерения расстояния между радаром и автомобилем, невозможность определения направления движения автомобиля относительно радарной установки, поскольку изменения мощности СВЧ-сигнала, вызванные приближением автомобиля к радарной установки не вызывают количественного изменения выходного сигнала регистрирующего устройства.
Наиболее близким аналогом-прототипом по назначению и технической сущности к предложенной полезной модели является заявка WO 9935510 А1, опуб. 1999-07-15, COBRA ELECTRONICS CORP, MПK G01S 7/40, в которой предложено устройство радар-детектора для обнаружения сигналов радарных установок контроля скорости движения транспортных средств на одном или более множестве предопределенных частот. Устройство содержит: генератор, работающий на отдельной предопределенной частоте, имеющей средства для обнаружения сигнала и средства для того, чтобы предупредить о присутствии сигнала одной или более предопределенных частот указанного множества предопределенных частот сигнала, где средства для обнаружения сигнала, включают множество схем управления для того, чтобы обнаружить множество различных частот. Средства обнаружения сигнала используются, чтобы опознать предпочтительно следующие диапазоны: X диапазон 10.525 ГГц + 25 МГц, VG-2 11.4 ГГц - 11.7 ГГц, сигналы 24.11 - 24.23 ГГц, К диапазона 24.150 ГГц + 100 МГц, Ка диапазона 33.4 - 36.0 ГГц, и лазера 300 - 375 ТГц. После обнаружения сигнала соответствующего частотного диапазона (например, 23.750 ГГц - 24.250 ГГц) детектор включения тревоги обеспечивает сигнал индикации водителю о работе радарной установки.
Недостатком прототипа является использование функции детектирования только частотных характеристик излучаемых сигналов радарных установок контроля скорости движения транспортных средств и как следствие низкая точность и малая дальность обнаружения излучения, а также невозможность определения уровня излучения и расчетного расстояния до такой радарной установки.
Соответственно, необходимо разработать автомобильный радар-детектор, который не имеет указанных недостатков и позволяет предотвратить водителем нарушения Правил дорожного движения в начале зоны действия радарных установок и повышения безопасности движения.
Полезная модель позволяет устранить недостатки предшествующего уровня техники, при этом полезная модель направлена на достижение нового технического результата - повышения точности детектирования сигналов радарных установок при большой дальности их обнаружения, а также определение уровня излучения и расчетного расстояния до такой радарной установки для того, чтобы определять, уменьшается или увеличивается расстояние между автомобилем и радарной установкой. Последняя возможность позволяет проинформировать водителя автомобиля, что расстояние между автомобилем и радарной установкой изменяется, причем если в сторону увеличения, то он дополнительно подтверждается о наличии и приближении к радарной установки на данном участке автотрассы и должен совершить действий по снижению скорости.
Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство обнаружения радаров контроля скорости движения транспортных средств, излучающих последовательности радиоимпульсов с заданной скважностью и периодом отличающееся тем, что дополнительно содержит схему обработки сигнала, включающую последовательно соединенные: усилитель, компаратор и логический анализатор, при этом на усилитель подается сигнал промежуточной частоты устройства, а логический анализатор своим первым выходом соединен с компаратором для подачи на него сигнала изменения уровня сравнения, а его второй выход является выходом на средства индикации или процессор обработки и управления, при этом схема обработки сигнала осуществляет детектирование сигнала промежуточной частоты, и по меньшей мере одну или несколько из следующих операций: последовательное сравнение амплитуды импульсов в детектированном сигнале с программно заданными уровнями; сравнение периода импульсов в детектированном сигнале с программно заданным периодом; сравнение длительности импульсов принимаемого сигнала с программно заданной длительностью.
Предпочтительными вариантами осуществления полезной модели является выполнение устройства, в котором схема обработки сигнала сигнализирует об уровне излучения радара контроля скорости и/или о расчетном расстоянии до радара контроля скорости, при этом сигнализация об уровне излучения радара и/или о расчетном расстоянии до радара осуществляется соответствующими средствами световой и/или звуковой индикации. Схема обработки сигнала может быть выполнена на основной плате устройства обнаружения радаров контроля скорости или на дополнительной печатной плате, установленной или подключенной к устройству обнаружения радаров контроля скорости.
Таким образом, все отличительные от прототипа признаки устройства обнаружения радаров контроля скорости движения транспортных средств направлены на получение указанного технического результата.
Проведенный анализ уровня техники и прототипа позволяет определить, что предложенное техническое решение, характеризующееся описанной совокупностью существенных признаков является новым, а возможность его использования в промышленности определяет его как промышленно применимым.
Эти и другие аспекты устройства обнаружения радаров контроля скорости движения транспортных средств станут очевидными и будут объяснены со ссылками на чертежи и варианты осуществления, описанные в дальнейшем.
На фиг.1 показана общая блок-схема устройства обнаружения радаров контроля скорости движения транспортных средств.
На фиг.2 показан подробный вариант осуществления устройства обнаружения радаров контроля скорости движения транспортных средств.
Так фиг.1 схематично иллюстрирует общую блок-схему автомобильного радар-детектора с функцией детектирования полицейских радаров, работающих в режиме излучения последовательности радиоимпульсов с заданной скважностью и периодом. Существенными и отличительными предложенной полезной модели является дополнительное включение в состав известных радар-детекторов следующих последовательно соединенных функциональных средств: усилителя 1, компаратора 2, и логического анализатора 3, при этом на усилитель 1 подается сигнал промежуточной частоты (ПЧ) радар-детектора, а логический анализатор 3 своим первым выходом соединен с компаратором 2 для подачи на него сигнала изменения уровня сравнения, а его второй выход является выходом на индикатор (световой и/или звуковой) или процессор обработки и управления радар-детектором. Компаратор 2 может быть выполнен в виде многоуровневого компаратора с несколькими уровнями сравнения на основе сигнала изменения уровня сравнения подаваемого на него с логического анализатора 3 для формирования на его выходе сигнала о наличии и/или уровне излучения и/или о расчетном расстоянии до радара. Совместное использование световой (несколько последовательных светодиодов) и/или звуковой индикации (генератор звуковой частоты) позволяет водителю получить визуальную и звуковую информацию о приближении к радару контроля скорости движения, что позволяет водителю не отвлекаться от дороги и не требует непрерывно слежения за световым индикатором. Так по мере приближения к радару и увеличения числа включившихся светодиодов входной ток на генераторе звуковой частоты увеличивается и возрастает частота звуковых сигналов генератора звуковой частоты. Таким образом водитель может иметь индикацию об изменении мощности принимаемых радиоимпульсов полицейского радара и информируется о приближении к радару контроля скорости движения, работающему на данном участке автотрассы.
Показанный на фиг.2 вариант полезной модели более подробно раскрывает отличительное выполнение устройства, которое дополнительно содержит источник опорного напряжения 27, и последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты 22, амплитудный логарифмический детектор 22, усилитель 23, компаратор 24, таймер 25, процессор 26, при этом процессор управления 26 своим первым выходом соединен с входом источника опорного напряжения 27, который своим выходом подключен ко второму входу компаратора 24, а первый выход процессор управления 26 является выходом на индикатор (световой и/или звуковой индикации).
Общий принцип функционирования полезной модели заключается в том, что для реализации функции радар-детектора основная схема детектирования дополнительно оснащается схемой обработки сигнала (фиг.1, 2), в которой амплитудный логарифмический детектор 22 осуществляет детектирование сигнала ПЧ, последовательное сравнение в компараторе 24 амплитуды выделенных импульсов в детектированном сигнале с программно заданными уровнями, сравнение периода и/или длительности импульсов принимаемого сигнала с программно заданным периодом и/или длительностью и сигнализирующей о наличии и/или уровне излучения и/или о расчетном расстоянии до радара по результатам сравнений, при их совпадении и заданной погрешности параметров. При этом процессор управления 26, а также таймер 25 и источник опорного напряжения 27 осуществляет задание и управление указанными параметрами и уровнем сигнала. Так при детектировании на выходе ПЧ радар-детектора импульсной последовательности с программно заданными параметрами, например, при приеме сигналов от комплекса контроля дорожного движения ККДДАС-01СТ «Стрелка-СТ», «Стрелка-М», несущей частоты излучения, например, 24,15 ГГц ± 0,1, длительности импульса по уровню 0,5Р изл. = 30 нсек., а периода повторения импульсов 25 мксек., цепь обработки сигнала выдает на вход процессора радар-детектора или на индикатор сигнал с информацией о наличии и/или об уровне излучения и/или о расчетном расстоянии до радара по результатам сравнений продетектированных параметров с указанными программно заданными параметрами при их совпадении с заданной погрешностью/отклонением от значений.
Схема обработки сигнала может быть выполнена на основной плате радар-детектора или на дополнительной плате, установленной в радар-детекторе или подключенной к нему, при этом питание схемы обработки сигнала может осуществляться непосредственно от радар-детектора, либо от бортовой сети транспортного средства.
Полезная модель может быть осуществлена посредством аппаратных средств, содержащих несколько отличных элементов или посредством запрограммированного процессора/компьютера. Перечисленные средства или несколько из этих средств могут быть воплощены одним и тем же элементом аппаратных или программных средств.
Вышеупомянутые варианты осуществления полезной модели не являются исчерпывающими и приведены только с целью пояснения полезной модели и подтверждения ее промышленной применимости и специалисты в данной области техники способны создавать альтернативные варианты ее осуществления без отрыва от объема приложенной формулы, но в пределах сущности полезной модели, отраженной в описании.