КАПСУЛА ДЛЯ АНТЕННОГО УСТРОЙСТВА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к антеннам, а именно к конструкции защитной капсулы для антенны, устанавливаемой под асфальтовым покрытием.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом является гильза, предназначенная для использования в подземной скважине, содержащая: композитный корпус, образующий цилиндрическую поверхность вращения с внутренней полостью для размещения источника или датчика, причем упомянутый композитный корпус является прозрачным для прохода сигналов к указанному датчику или от указанного источника; причем упомянутый композитный корпус содержит множество слоев, при этом, по меньшей мере, один слой является, по существу, однородно проводящим в одном направлении; выемку, сформированную упомянутым корпусом, и проходящую от внутренней полости в направлении к внешней поверхности упомянутого корпуса; проводящий элемент, размещенный в упомянутой выемке; причем корпус выполнен с однородной электропроводной поверхностью, образующей рядом с источником или датчиком цепь для короткого замыкания электрических токов при этом корпус гильзы содержит материал, выбранный из: композитного графитового материала, включающего частицы углерода, расположенные в нем; эпоксидной смолы с углеродным наполнителем, смешанной с углеродной тканью; множества предварительно пропитанных графитовых слоев; и термопластика с углеродным наполнителем, (см RU 2375727 кл. G01V 3/00).
В технологиях геодезических исследований в скважинах обычно используют каротажные приборы или "зонды", на которых установлены источники, выполненные с возможностью излучения энергии в скважине, проходящей сквозь подземную формацию. Известная гильза позволяет поместить антенну в скважине для выполнения необходимых исследований.
Недостатком известного устройства является невозможность его использования в качестве защитной капсулы для антенны датчика обнаружения транспортного средства, главным образом из-за невозможности обеспечения требуемых прочностных характеристик капсулы, которая должна выдерживать давление, создаваемое проезжающими транспортными средствами. Кроме того, известное решение выполнено в виде цилиндра, высота которого значительно больше размеров основания, что требует глубокой котловины, создание которой ухудшает технологичность монтажа и гарантии сохранения свойств дорожного покрытия.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом является гильза, предназначенная для использования в подземной скважине, содержащая: композитный корпус, образующий цилиндрическую поверхность вращения с внутренней полостью для размещения источника или датчика, причем упомянутый композитный корпус является прозрачным для прохода сигналов к указанному датчику или от указанного источника; причем упомянутый композитный корпус содержит множество слоев, при этом, по меньшей мере, один слой является, по существу, однородно проводящим в одном направлении; выемку, сформированную упомянутым корпусом, и проходящую от внутренней полости в направлении к внешней поверхности упомянутого корпуса; проводящий элемент, размещенный в упомянутой выемке; причем корпус выполнен с однородной электропроводной поверхностью, образующей рядом с источником или датчиком цепь для короткого замыкания электрических токов при этом корпус гильзы содержит материал, выбранный из: композитного графитового материала, включающего частицы углерода, расположенные в нем; эпоксидной смолы с углеродным наполнителем, смешанной с углеродной тканью; множества предварительно пропитанных графитовых слоев; и термопластика с углеродным наполнителем, (см RU 2375727 кл. G01V 3/00).
В технологиях геодезических исследований в скважинах обычно используют каротажные приборы или "зонды", на которых установлены источники, выполненные с возможностью излучения энергии в скважине, проходящей сквозь подземную формацию. Известная гильза позволяет поместить антенну в скважине для выполнения необходимых исследований.
Недостатком известного устройства является невозможность его использования в качестве защитной капсулы для антенны датчика обнаружения транспортного средства, главным образом из-за невозможности обеспечения требуемых прочностных характеристик капсулы, которая должна выдерживать давление, создаваемое проезжающими транспортными средствами. Кроме того, известное решение выполнено в виде цилиндра, высота которого значительно больше размеров основания, что требует глубокой котловины, создание которой ухудшает технологичность монтажа и гарантии сохранения свойств дорожного покрытия.
Техническим результатом является обеспечение возможности установки под полотно дороги антенны системы обнаружения и идентификации транспортных средств HF диапазона за счет повышения прочности конструкции капсулы для антенного устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что капсула для антенного устройства, вариант 1, выполненная из диэлектрического материала, имеющая внутреннюю полость, состоит из двух, выполненных из водонепроницаемого диэлектрического материала плит, установленных горизонтально одна на другую, так, что внутренняя полость, образованная между нижней и верхней плитами, предназначенная для установки в нее антенного устройства, герметично изолирована от внешней среды, для чего места стыка плит обработаны гидроизолирующим материалом, и снабжена вводом электрического кабеля антенного устройства капсула выполнена с возможностью установки в котлован на проезжей части дороги с последующей укладкой сверху слоя асфальта в один уровень с дорожным покрытием, при этом толщина стенок плит и материал их изготовления определяются требованием устойчивости к давлению колесной пары не менее 12 тонн.
Кроме того: - капсула для антенного устройства представляет собой параллелепипед с прямоугольным основанием размером 1200×2900×570 мм и ориентированный так, что большая сторона основания расположена поперек полосы проезжей части дороги,
- размеры внутренней полости соответствуют размерам антенного устройства и составляют 840×2540×220 мм,
- капсула для антенного устройства выполнена с возможностью установки на одной полосе движения дороги,
- плиты выполнены из полимербетона и армированы арматурой из диэлектрического материла, их толщина составляет от 100 до 300 мм.
- антенное устройство, закладываемое во внутреннюю полость представляет собой магнитную рамку с устройством согласования, выполненную из металлической ленты толщиной не менее 0,1 мм или из металлической трубки круглого или прямоугольного сечения, размещенную в оболочке из диэлектрического материала или залитую компаундом в виде параллелепипеда с размерами 800×2500×200 мм,
- ввод электрического кабеля выполнен через герметизируемое отверстие в нижней плите,
- форма внутренней полости определяется профилем нижней плиты, а верхняя плита выполняет роль крышки.
Техническим результатом является обеспечение возможности установки под полотно дороги антенны системы обнаружения и идентификации транспортных средств НР диапазона за счет повышения прочности конструкции капсулы для антенного устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что капсула для антенного устройства, вариант 2, выполненная из диэлектрического материала, имеющая внутреннюю полость, представляет собой плоскую плиту, выполненную из водонепроницаемого диэлектрического материала, установленную горизонтально, так, что внутренняя полость, с размещенной в ней антенным устройством, герметично изолирована от внешней среды и снабжена вводом электрического кабеля антенного устройства, капсула выполнена с возможностью установки в котлован на проезжей части дороги с последующей укладкой сверху слоя асфальта в один уровень с дорожным покрытием, при этом толщина стенок плиты и материал ее изготовления определяются требованием устойчивости к давлению колесной пары не менее 12 тонн.
Кроме того: - капсула для антенного устройства представляет собой параллелепипед с прямоугольным основанием размером 1200×2900×570 мм, ориентированный так, что большая сторона основания расположена поперек полосы проезжей части дороги,
- размеры внутренней полости соответствуют размерам антенного устройства и составляют 840×2540×220 мм,
- капсула для антенного устройства выполнена с возможностью установки на одной полосе движения дороги,
- капсула выполнена из полимербетона и армирована арматурой из диэлектрического материла, а толщина ее стенок составляет от 100 до 300 мм.
- антенное устройство, закладываемое во внутреннюю полость представляет собой магнитную рамку с устройством согласования, выполненную из металлической ленты толщиной не менее 0,1 мм или из металлической трубки круглого или прямоугольного сечения, размещенную в оболочке из диэлектрического материала или залитую компаундом в виде параллелепипеда с размерами 800×2500×200 мм,
- ввод электрического кабеля выполнен через герметизируемое отверстие в нижней части плиты.
Полезная модель поясняется с помощью чертежей, где на Фиг. 1 показан чертеж капсулы для антенного устройства, вариант 1, на Фиг. 2 - разрез дорожного покрытия с установленной капсулой для антенного устройства, вариант 1.
На чертежах сделаны следующие обозначения.
1 - нижняя плита, 2 - верхняя плита, 3 - выемка, формирующая внутреннюю полость для установки антенного устройства, 4 - отверстие для электрического кабеля, 5 - асфальтовое покрытие, 6 - котлован, 7 - цементно-песчаный слой, 8 - места стыков плит, 9 - армированный слой, 10 - электрический кабель ввода-вывода сигнала антенного устройства, 11 - грунт (насыпь), 12 - нижний слой асфальта, выполненный вровень с плитой перекрытия, 13 - щебень, 14 - антенное устройство в оболочке из диэлектрического материала, например, в виде заливки компаундом, 15 - слой битумной эмульсии.
Капсула для антенного устройства по варианту 1 представляет собой защитный контейнер для подземной антенны и предназначена для установки на одной полосе проезжей части дороги.
Капсула выполнена в виде параллелепипеда с прямоугольным основанием размером 1200×2900×570 мм и содержит две, установленные одна на другую армированные плиты из полимербетона толщиной от 100 до 300 мм, при этом нижняя 1 плита (Фиг. 1) выполнена с выемкой 3 в верхней части, для установки в нее антенного устройства, а верхняя 2 плита представляет собой плиту перекрытия.
Процесс монтажа капсулы для антенного устройства на участке существующей дороги включает несколько операций. Прежде всего, вскрывают участок асфальтового покрытия толщиной 100 мм в пределах полосы движения и роют котлован 6 (Фиг. 2) прямоугольной формы, размер которого немного превышает размеры капсулы и составляет 3100×1400×500 мм. Далее осуществляют цементо-песчаную подготовку дна котлована, высота слоя составляет 30 мм. Устанавливают в котлован нижнюю плиту и укладывают в ее выемку антенное устройство, залитое компаундом, после чего заполняют зазоры между стенками плиты и антенным устройством монтажной пеной. Затем наносят битумную эмульсию ЭКБ-2 на верхнюю грань нижней плиты, устанавливают верхнюю плиту (плиту перекрытия) и наносят битумную гидроизолирующую мастику МБГ по стыку между верхней и нижней плитами шириной по 7,5 см в каждую сторону. Альтернативно, стык герметизируют строительной мастикой типа ТЭКТОР, при этом эмульсия не применяется. Заделывают пазухи между плитами и стенами котлована утрамбованным черным щебнем фракции 10-30 мм.
Затем укладывают нижний слой асфальта вровень с плитой перекрытия, обрабатывают плиты перекрытия и асфальта битумной эмульсией, укладывают геосетку и завершают укладкой верхнего слоя асфальта (литого асфальтобетона) вровень с существующим покрытием. Для изготовления капсулы используют армированный полимербетон, который обеспечивает низкое влагопоглощение: менее 0,03%, теплостойкость при укладке в асфальт: до 170°C, диапазон рабочих температур при эксплуатации: от -50 до +55°C, стойкость к вибрации, стойкость к атмосферным осадкам, стойкость к агрессивным жидкостям и средам, а именно: к песчано-солевой смеси; к бензину, стойкость к плесневым грибам и срок эксплуатации не менее 15 лет. Используемый армированный стеклопластиком полимербетон содержит органическое связующее - эпоксидную смолу и дисперсный наполнитель - кварцевый песок, и обеспечивает прочность к механическим воздействиям не хуже соответствующих параметров бетона марки В30 W6 F200.
Толщина стенок нижней и верхней плит и материал их изготовления определяются требованием устойчивости к давлению колесной пары не менее 12 тонн.
Капсула размещена так, что большая сторона основания параллелепипеда ориентирована поперек полосы проезжей части дороги, магнитной рамки,
Размеры выемки нижней плиты соответствуют размерам антенного устройства и составляют 840×2540×220 мм. Антенное устройство, закладываемое в полость, представляет собой магнитную рамку, выполненную из металлической ленты толщиной не менее 0,1 мм или из металлической трубки круглого или прямоугольного сечения, залитую компаундом,
Капсула для антенного устройства выполнена устойчивой к вибрации, к атмосферным осадкам, к агрессивным жидкостям и средам, к песчано-солевой смеси, к бензину, к плесневым грибам, и имеет теплостойкость при укладке в асфальт не менее 170°C;
Капсула для антенного устройства по варианту 1 работает следующим образом.
Капсула для антенного устройства, предназначена для использования с антенной системой, устанавливаемой в диэлектрической оболочке под полотно дороги в системах обнаружения и идентификации транспортных средств. Материал оболочки окружает магнитную рамку, а капсула для антенного устройства обеспечивает требуемые эксплуатационные свойства антенного устройства.
Благодаря своей прочности капсула для антенного устройства, выполненная в виде армированной полимербетонной конструкции, обеспечивает необходимую защиту антенного устройства от механического давления, вызываемого проезжаемыми по дороге транспортными средствами. Стенки плит толщиной от 100 до 300 мм обеспечивают надежную механическую сохранность антенного устройства при проезде транспортного средства имеющего распределение веса 12 тонн на ось и выше.
Вместе с тем капсула, изготовленная из полимербетона, характеризуется приемлемо низкой диэлектрической проницаемостью, что позволяет пространственно изолировать антенное устройство от среды с неопределенными диэлектрическими параметрами и сформировать на используемой частоте НР диапазона, (от 3 до 30 МГц) магнитное поле требуемой формы.
-2
-3
Капсула для антенного устройства формирует между рамкой и проводящей средой - дорожным полотном диэлектрический слой не менее 150 мм с диэлектрической проницаемостью составляющей 1…5, и тангенсом угла диэлектрических потерь не более 10…10. Толщина стенок плит составляет 100…300 мм, что позволяет снизить влияние среды на добротность и резонансную частоту образуемого рамкой колебательного контура. Масса капсулы для антенного устройства составляет не более 2500 кг.
Антенное устройство, выполненное в виде витков проводящего материала обеспечивает формирование магнитного поля, необходимого для взаимодействия считывающего устройства с транспондером, установленным на транспортном средстве и посредством электрического высокочастотного кабеля ввода-вывода сигнала соединено через соответствующее отверстие в капсуле для антенного устройства с генератором сигнала и приемником, которые размещены за пределами полосы приезжей части - в земле или на мачте.
Антенное устройство снабжено средствами дистанционной настройки контура или выполнено самонастраивающимся, поэтому раскрытие капсулы для антенного устройства не требуется в течении всего срока эксплуатации антенны. Типичный размер рамки из металлической ленты составляет 500×2000 мм, при ширине ленты 50 мм и толщине 0,5 мм.
Зона действия антенны ограничена шириной полосы движения дороги, вследствие чего капсулы для антенного устройства закладываются при необходимости под покрытием каждой полосы движения.
Капсула для антенного устройства обеспечивает защиту антенного устройства от внешних воздействий, в первую очередь механических, при расположении рамки под асфальтовым покрытием, Кроме того, капсула для антенного устройства обеспечивает защиту антенного устройства от влаги, температурных воздействий от -60 до 200°C и агрессивных сред, таких как бензин и др.
Капсула для антенного устройства может быть выполнена из стандартных материалов: полимербетон, арматурная сетка, иная арматура из диэлектрических материалов, с применением стандартных гидроизолирующих средств.
Таким образом, капсула для антенного устройства обеспечивает возможность установки под полотно дороги антенны системы обнаружения и идентификации транспортных средств HF диапазона за счет повышения прочности ее конструкции.
Кроме того, благодаря уменьшению, требуемой глубины котлована, так как капсула является плоской геометрической фигурой, устанавливаемой горизонтально, снижается негативное влияния на дорожное покрытие, что улучшает его сохранность.
Капсула для антенного устройства по варианту 2 представляет собой защитный контейнер для подземной антенны и предназначена для установки на одной полосе проезжей части дороги.
Капсула выполнена в виде параллелепипеда с прямоугольным основанием размером 1200×2900×570 мм из армированного полимербетона толщиной от 100 до 300 мм, при этом капсула имеет внутреннюю полость для установки в нее антенного устройства.
Процесс монтажа капсулы для антенного устройства на участке существующей дороги включает несколько операций. Прежде всего, вскрывают участок асфальтового покрытия толщиной 100 мм в пределах полосы движения и роют котлован прямоугольной формы, размер которого немного превышает размеры капсулы и составляет 3100×1400×500 мм. Далее осуществляют цементо-песчаную подготовку дна котлована, высота слоя составляет 30 мм.
Устанавливают в котлован плиту с уже установленной внутри нее антенным устройством. Заделывают пазухи между плитой и стенами котлована утрамбованным черным щебнем фракции 10-30 мм.
Затем укладывают нижний слой асфальта вровень с верхней поверхностью плиты, обрабатывают верхнюю часть плиты и асфальта битумной эмульсией, укладывают геосетку и завершают укладкой верхнего слоя асфальта (литого асфальтобетона) вровень с существующим покрытием. Для изготовления капсулы используют армированный полимербетон, который обеспечивает низкое влагопоглощение: менее 0,03%, теплостойкость при укладке в асфальт: до 170°C, диапазон рабочих температур при эксплуатации: от -50 до +55°C, стойкость к вибрации, стойкость к атмосферным осадкам, стойкость к агрессивным жидкостям и средам, а именно: к песчано-солевой смеси; к бензину, стойкость к плесневым грибам и срок эксплуатации не менее 15 лет. Используемый армированный стеклопластиком полимербетон содержит органическое связующее - эпоксидную смолу и дисперсный наполнитель - кварцевый песок, и обеспечивает прочность к механическим воздействиям не хуже соответствующих параметров бетона марки B30 W6 F200.
Толщина капсулы и материал ее изготовления определяются требованием устойчивости к давлению колесной пары не менее 12 тонн.
Капсула размещена так, что большая сторона основания параллелепипеда ориентирована поперек полосы проезжей части дороги, магнитной рамки,
Антенное устройство, заливаемое полимербетоном в процессе изготовления капсулы представляет собой магнитную рамку, выполненную из металлической ленты толщиной не менее 0,1 мм или из металлической трубки круглого или прямоугольного сечения, залитую компаундом,
Капсула для антенного устройства выполнена устойчивой к вибрации, к атмосферным осадкам, к агрессивным жидкостям и средам, к песчано-солевой смеси, к бензину, к плесневым грибам, и имеет теплостойкость при укладке в асфальт не менее 170°C;
Капсула для антенного устройства по варианту 2 работает следующим образом.
Капсула для антенного устройства, предназначена для использования с антенной системой, устанавливаемой в диэлектрической оболочке под полотно дороги в системах обнаружения и идентификации транспортных средств. Материал оболочки окружает магнитную рамку, а капсула для антенного устройства обеспечивает требуемые эксплуатационные свойства антенного устройства.
Благодаря своей прочности капсула для антенного устройства, выполненная в виде армированной полимербетонной конструкции, обеспечивает необходимую защиту антенного устройства от механического давления, вызываемого проезжаемыми по дороге транспортными средствами. Стенки плиты толщиной от 100 до 300 мм обеспечивают надежную механическую сохранность антенного устройства при проезде транспортного средства имеющего распределение веса 12 тонн на ось и выше.
Вместе с тем капсула, изготовленная из полимербетона, характеризуется приемлемо низкой диэлектрической проницаемостью, что позволяет пространственно изолировать антенное устройство от среды с неопределенными диэлектрическими параметрами и сформировать на используемой частоте HF диапазона, (от 3 до 30 МГц) магнитное поле требуемой формы.
-2
-3
Капсула для антенного устройства формирует между рамкой и проводящей средой - дорожным полотном диэлектрический слой не менее 150 мм с диэлектрической проницаемостью составляющей 1…5, и тангенсом угла диэлектрических потерь не более 10…10. Толщина стенок плиты составляет 100…300 мм, что позволяет снизить влияние среды на добротность и резонансную частоту образуемого рамкой колебательного контура. Масса капсулы для антенного устройства составляет не более 2500 кг.
Антенное устройство, выполненное в виде витков проводящего материала обеспечивает формирование магнитного поля, необходимого для взаимодействия считывающего устройства с транспондером, установленным на транспортном средстве и посредством электрического высокочастотного кабеля ввода-вывода сигнала соединено через соответствующее отверстие в капсуле для антенного устройства с генератором сигнала и приемником, которые размещены за пределами полосы приезжей части - в земле или на мачте.
Антенное устройство снабжено средствами дистанционной настройки контура или выполнено самонастраивающимся, поэтому раскрытие капсулы для антенного устройства не требуется в течении всего срока эксплуатации антенны. Типичный размер рамки из металлической ленты составляет 500×2000 мм, при ширине ленты 50 мм и толщине 0,5 мм.
Зона действия антенны ограничена шириной полосы движения дороги, вследствие чего капсулы для антенного устройства закладываются при необходимости под покрытием каждой полосы движения.
Капсула для антенного устройства обеспечивает защиту антенного устройства от внешних воздействий, в первую очередь механических, при расположении рамки под асфальтовым покрытием, Кроме того, капсула для антенного устройства обеспечивает защиту антенного устройства от влаги, температурных воздействий от -60 до 200°C и агрессивных сред, таких как бензин и др.
Капсула для антенного устройства может быть выполнена из стандартных материалов: полимербетон, арматурная сетка, иная арматура из диэлектрических материалов, с применением стандартных гидроизолирующих средств.
Таким образом, капсула для антенного устройства обеспечивает возможность установки под полотно дороги антенны системы обнаружения и идентификации транспортных средств НР диапазона за счет повышения прочности ее конструкции.
Кроме того, благодаря уменьшению, требуемой глубины котлована, так как капсула является плоской геометрической фигурой, устанавливаемой горизонтально, снижается негативное влияния на дорожное покрытие, что улучшает его сохранность.