БЛОК АВТОМАТИКИ И РАДИОСВЯЗИ И КАРКАС ДЛЯ БЛОКА АВТОМАТИКИ И РАДИОСВЯЗИ
AUTOMATION AND WIRELESS COMMUNICATION UNIT WITH FRAME FOR SAID AUTOMATION AND WIRELESS UNIT

Изобретение относится к системам связи и может быть использовано при конструировании приборов и устройств с выдвижными блоками, в частности для осуществления радиосвязи на железной дороге.
Известна радиостанция для осуществления связи на железной дороге (патент RU №2320088, приоритет 22.05.2006 г., изготовитель ОАО «Ижевский радиозавод»), содержащая два приемопередающих устройства, устройство управления и источник питания, выполненная в едином корпусе как законченное устройство, рассчитанное на определенный диапазон частот.
Недостатком известного устройства является невозможность использования радиостанции на участках, где принят иной частотный диапазон и для осуществления связи при прохождении составом этих участков требуется задействовать в системе радиостанции другой частотный диапазон.
Известен шкаф радиоэлектронной аппаратуры (патент RU №2108693, приоритет 10.05.99 г. бюллетень «Изобретения» №, 1999 г.), содержащий каркас с закрепленными на нем спереди поэтажно один над другим съемные корпуса с выдвижными блоками, а электрическая связь с каждым из корпусов с блоками осуществлена с помощью плат связей общего назначения, установленных поэтажно в правой боковой стенке каркаса, и разъемов внутренних связей, размещенных справа снаружи каркаса и соответствующего корпуса.
Однако эта конструкция имеет сложную систему организации электромонтажа, вследствие чего недостаточно технологична в изготовлении. Кроме того, она недостаточно унифицирована в части конструктивной организации электрических связей.
Целью заявляемого изобретения является обеспечение радиосвязи на всех участках железнодорожных путей за счет возможности подключения дополнительных приемопередающих устройств требуемого диапазона к радиостанции. Легкость и удобство трансформации радиостанции для приема и передачи сигналов на соответствующих частотах осуществляется за счет выполнения всех входящих в состав радиостанции устройств в собственных корпусах, представляющих собой законченный функциональный узел - модуль. Одновременно с этим решается задача помехозащищенности и исключения взаимовлияния.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции блока автоматики и радиосвязи, обеспечивающего радиосвязь в большом диапазоне частот. Одновременно с этим решается задача повышения ремонтопригодности, степени унификации конструкции и технологичности, а также упрощения конструкции и повышения ее надежности.
Решение этих задач дает возможность реализовать различные конфигурации радиостанций, где один тип унифицированного сигнально-аналогового устройства и блока питания может использоваться в сочетании с различными типами приемопередающих устройств, имеющими различные характеристики по диапазону принимаемых и передаваемых сигналов, например УКВ, KB, стандарта Tetra или линейного канала, а также по назначению станционные, размещаемые на станциях, возимые, размещаемые в кабине локомотива.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что блок автоматики и радиосвязи содержит сигнально-аналоговое устройство (САУ), обеспечивающее взаимодействие приемопередающих устройств (ППУ) и подключаемых внешних устройств, а также предназначенное для хранения конфигурируемых параметров радиостанции, которые по включению загружаются в соответствующие устройства, блок питания, обеспечивающий электропитанием устройства радиостанции, и хотя бы одно приемопередающее устройство, предназначенное для преобразования низкочастотных информационных цифровых и аналоговых сигналов в радиочастотные сигналы (например, KB-диапазона) их передачу и прием. Устройства, входящие в состав блока, выполненные в виде функционально законченных узлов-модулей в собственных корпусах, устанавливаемых на объединяющий каркас и снабженных радиаторными пластинами. Модули снабжены элементами подключения внешних устройств и соединителями для обеспечения электрической связи между устройствами блока, при этом САУ выполнено с возможностью совмещения функции кросс-платы, осуществляющей объединение функциональных модулей. Функциональные модули устанавливаются в каркасе встречно друг другу.
Блок автоматики и радиосвязи может дополнительно иметь модуль линейного канала и представлять собой вариант стационарной радиостанции.
Блока автоматики и радиосвязи может быть выполнен в составе из САУ, блока питания, первого ППУ (например, KB-диапазона) и второго ППУ (например, УКВ-диапазона). Это вариант возимой двухдиапазонной радиостанции.
Блок автоматики и радиосвязи может быть выполнен в составе из САУ, блока питания, первого ППУ (например, KB-диапазона), второго ППУ (например, УКВ-диапазона), а также дополнительного функционального модуля - приемопередатчика стандарта Tetra - это вариант возимой трехдиапазонной радиостанции.
Кроме того, в блок автоматики и радиосвязи может быть установлен аналогично предыдущему варианту дуплексный приемопередатчик - это вариант возимой дуплексной трехдиапазонной радиостанции.
Каркас содержит: верхнюю, нижнюю поверхности, заднюю стенку и вертикальные перегородки, обеспечивающие жесткость конструкции. Верхняя и нижняя поверхности снабжены направляющими для позиционирования и крепления функциональных модулей и перфорацией, выполненной для теплоотвода от функциональных модулей. На задней стенке имеется окно, обеспечивающее доступ к функциональным модулям, а также выполнены отверстия под крепежные элементы для установки дополнительных направляющих и кронштейна со стыковочным разъемом для дополнительных функциональных модулей, при этом их соединение с САУ осуществляется посредством кабеля с разъемом. К нижней поверхности каркаса через стойки может быть прикреплено консольное основание с амортизаторами.
Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются фиг.1-9, иллюстрирующими пример выполнения (варианты исполнения) заявляемого блока автоматики и радиосвязи.
На фиг.1 - блок автоматики и радиосвязи с выдвинутыми функциональными модулями, общий вид;
- фиг.2 - каркас блока автоматики и радиосвязи, общий вид;
- фиг.3 - блок автоматики и радиосвязи с выдвинутыми функциональными модулями, вид сзади;
- фиг.4 - блок автоматики и радиосвязи с одним приемопередающим устройством, общий вид;
- фиг.5 - каркас с дополнительными направляющими и кронштейном для подключения дополнительных функциональных модулей, вид сзади;
- фиг.6 - блок автоматики и радиосвязи с функциональным модулем линейный канал, вид справа, вид спереди;
- фиг.7 - блок автоматики и радиосвязи с двумя приемопередающими устройствами, общий вид;
- фиг.8 - блок автоматики и радиосвязи с дополнительным функциональным модулем - приемопередающим устройством стандарта Tetra, вид спереди и вид сзади;
- фиг.9 - блок автоматики и радиосвязи с дополнительным функциональным модулем - дуплексный приемопередатчик, вид спереди и вид сзади.
Заявляемый блок автоматики и радиосвязи в рассматриваемом примере выполнения (см. фиг.1) содержит каркас 1, на который устанавливаются функциональные модули в собственных корпусах, сигнально-аналоговое устройство (САУ) 2, блок питания 3 и первое приемопередающее устройство (ППУ) 4.
Конструктивно каркас 1 (см. фиг.2) представляет собой гнуто-сварную конструкцию, образующую нижнюю 5, верхнюю 6 поверхности и заднюю стенку 7. Жесткость конструкции обеспечена двумя вертикальными перегородками 8. С внутренней стороны каркаса 1 на нижней и верхней поверхностях жестко крепятся направляющие 9, 10. Нижняя поверхность снабжена крепежными стойками 11. Для улучшения теплоотвода от функциональных модулей на нижней 5 и верхней 6 поверхностях выполнена перфорация 12, 13. На задней стенке 7 предусмотрено окно 14 для облегчения доступа к функциональным модулям во время сборки и регулировки, а резиновые ножки 15 для лучшей амортизации от вертикальной поверхности на месте установки блока. Кроме того, на задней стенке 7 предусмотрены ряды отверстий 16 под крепежные элементы для установки дополнительных направляющих под дополнительные функциональные модули.
Функциональные модули представляют собой конструктивно законченные устройства, расположенные в собственных корпусах, что улучшает их помехозащищенность и уменьшает взаимовлияние.
Функциональные модули - блок питания 3 и ППУ 4 соединяются через САУ 2, при помощи соединителей 17, «врубного» типа и ответных частей 18, расположенных на функциональных модулях и служат для подключения и электрического объединения вставляемых в каркас 1 функциональных модулей. Применение соединителей «врубного» типа обеспечивает простоту эксплуатации изделия, т.к. отсутствуют кабельные соединения, которые необходимо стыковать вручную. Ловители 19, расположенные на торцевых поверхностях модулей блока питания 3 и ППУ 4, и канавки 20, выполненные на верхней и нижней поверхностях функциональных модулей, позволяют более точно устанавливать модули на каркасе 1 и позиционировать соединители при их стыковке.
После установки в каркас 1 функциональные модули 2, 3 и 4 жестко закрепляются в нем при помощи винтов 21 ввинчиваемых в торец направляющих 9 и 10. Помимо функции крепления винты 21 выполняют и функцию извлекателей функциональных модулей из каркаса 1, для этого они выполняются, как не выпадающие винты.
Сигнально-аналоговое устройство 2 выполнено в собственном корпусе, представляющем собой уплощенный прямоугольный параллелепипед, и располагается в торце каркаса 1 поперечно остальным модулям. САУ 2 обеспечивает подвод электропитания ко всем модулям, взаимодействие ППУ и подключаемых внешних устройств, а также предназначено для хранения конфигурируемых параметров радиостанции, которые по включению загружаются в соответствующие устройства. При этом САУ совмещает функции кросс-платы, предназначенной для объединения функциональных модулей, а именно такое выполнение САУ позволяет минимизировать число межмодульных соединений, сократить их длину, что упрощает конструкцию и повышает надежность за счет снижения числа механических соединений при прохождении сигнала.
САУ 2 содержит элементы подключения внешних устройств - для пультов управления 22, для конфигурирования и тестирования блока автоматики и радиосвязи (служебный) 23, для подключения дополнительных устройств 24 (громкоговорителей, сигнализации и т.д.), а также соединитель 25, предназначенный для подключения дополнительных функциональных модулей (см. фиг.4). На передней панели элементы индикации 26 для отображения работы блока автоматики и радиосвязи.
Блок питания 3 выполнен в собственном корпусе с радиаторными пластинами 27, имеющем форму уплощенного прямоугольного параллелепипеда. На передней панели имеются соединители 28, предназначенные для подключения внешнего источника питания, а также элементы управления 29, заземления и индикации 30.
ППУ 4 выполнен в корпусе с радиаторными пластинами 31 и размещенным на верхней поверхности высокочастотным соединительным элементом 32, предназначенным для подключения внешнего высокочастотного кабеля от внешнего антенного устройства (внешние устройства, в том числе антенное устройство на фиг.1-9 не показаны).
Для крепления блока автоматики и радиосвязи на месте эксплуатации предназначено основание 33 консольного типа (см. фиг.4), которое крепится к каркасу 1 через стойки 11. При помощи консольного основания 33 блок автоматики и радиосвязи можно крепить как на вертикальной, так и на горизонтальной поверхностях. В возимом варианте блок автоматики и радиосвязи крепится к консольному основанию 33 через амортизаторы 34, предназначенные для смягчения вибрационной нагрузки.
Помимо набора функциональных модулей, устанавливаемых на каркасе 1 по направляющим 9 и 10, в блоке автоматики и радиосвязи предусмотрена возможность установки дополнительных устройств. Для этого на заднюю стенку 7 каркаса 1 крепятся дополнительные направляющие 35 и кронштейн 36 со стыковочным разъемом 37, который подключают к соединителю 25 внешних подключений САУ 2 посредством кабеля 38 с разъемом 39.
В простейшем варианте реализации (см. фиг.4) блок автоматики и радиосвязи может быть выполнен в комплекте из САУ 2, блока питания 3 и одного ППУ 4 (например, KB-диапазона), это вариант однодиапазонной радиостанции. В этом варианте место, предусмотренное под второе ППУ, закрыто заглушкой.
Второй вариант реализации (см. фиг.6) блок автоматики и радиосвязи может дополнительно иметь модуль линейного канала 40, выполняющего функции второго ППУ, и представлять собой вариант двухдиапазонной стационарной радиостанции.
В предпочтительном варианте реализации (см. фиг.7) блок автоматики и радиосвязи выполнен в составе из САУ 2, блока питания 3 первого ППУ 4 (например, KB-диапазона) и второго ППУ 41 (например, УКВ-диапазона) - это вариант двухдиапазонной радиостанции.
Четвертый вариант реализации (см. фиг.8) блока автоматики и радиосвязи выполнен в составе из САУ 2, блока питания 3 первого 4 (например, KB-диапазона), второго ППУ 41 (например, УКВ-диапазона), а также включает дополнительный функциональный модуль - это вариант трехдиапазонной радиостанции. Дополнительный модуль представляет собой - приемопередатчик стандарта Tetra 42, выполненный в корпусе и имеющий высокочастотный соединительный элемент 43, предназначенный для подключения внешнего высокочастотного кабеля от внешнего антенного устройства, по дополнительным направляющим 35 он устанавливается на задней стенке 7 каркаса 1 и подключается к стыковочному разъему 37, расположенному на кронштейне 36, а при помощи кабеля 38 с разъемом 39 соединяется с кросс-платой САУ 2.
Пятый вариант реализации (см. фиг.9) блока автоматики и радиосвязи аналогичен четвертому варианту исполнения, а в качестве дополнительного функционального модуля устанавливают дуплексный приемопередатчик 44 - это вариант трехдиапазонной радиостанции. Дуплексный приемопередатчик 44 выполнен в корпусе с радиаторными пластинами и имеет высокочастотный соединительный элемент 45, предназначенный для подключения внешнего высокочастотного кабеля от внешнего антенного устройства.
Многообразие вариантов исполнения блока автоматики и радиосвязи указывает на унификацию и конструктивные возможности данного изобретения.
Сборка и электромонтаж блока автоматики и радиосвязи выполняются следующим образом.
На изготовленный каркас 1 по направляющим 9, 10 устанавливают функциональный модуль САУ 2 и жестко закрепляют его винтами 21. Затем также по направляющим вставляют блок питания 3 и первое ППУ 4, которые при помощи ловителей 19 точно встают на место и соединяются с САУ 2 при помощи соединителей 18 и ответных частей 17. Модули жестко фиксируются винтами 21. Последующие модули устанавливаются аналогично. Дополнительные функциональные модули устанавливаются на дополнительные направляющие 35, расположенные на задней стенке 7, подключаются к стыковочному разъему 37, расположенному на кронштейне 36, а при помощи кабеля 38 с разъемом 39 соединяются с САУ 2.
Готовый блок устанавливают на месте эксплуатации и при помощи кабелей подсоединяют к внешним устройствам. Если это возимая радиостанция, то к устройствам, расположенным на локомотиве - источник питания, антенны, пульты управления, громкоговорители и т.д. Если это стационарная радиостанция, то к аналогичным внешним устройствам, расположенным на станции.
Таким образом, блок автоматики и радиосвязи имеет возможность расширения функциональных возможностей без серьезной переработки конструкции, кроме того, предусмотрена возможность доработки уже отгруженной потребителю продукции.