Технические науки/6.Электротехника и радиоэлектроника

Т.ғ.к., профессор Джунисбеков М.Ш.

М.Х.Дулати Тараз Мемлекеттік Университеті, Тараз қ., Қазақстан

БАТ-да РЖИД-белгілердің жұмыс істеуі мен мүмкін болатын құру принциптері

Қазіргі уақытқа дейін кешігу желісін пайдаланатын белгілер кеңінен таралған болатын. Кешігу желісі – өзіне екі КШТ қосатын БАТ-дағы аспап, оның біреуі қоздыру үшін арналған, ал екіншісі – қоздырылатын дыбыстық толқынды қабылдау үшін арналған (сурет 1). Кірістік КШТ электрлік сигналды келтірген кезде беттік акустикалық толқын қоздырылады. Ол, өз кезегінде, уақыт бойынша кешігумен екінші түрлендіргішке жетеді. Уақыт бойынша кешігу БАТ таралу жылдамдығына және түрлендіргіштер арасындағы қашықтыққа байланысты. Кешігудің әдеттегі уақыты 1 —50 мкс құрайды [1].

Идентификацияның пассивтік картасы – үш немесе одан да көп шығыстары бар герметикалық корпусқа бекітілген және минималды жоғалтулармен жиіліктің берілген жолағында сигналдарды қабылдап, шығара алатын үлкен емес антеннамен жабдықталған беттік акустикалық толқындағы бірнеше кешігу желісі болып табылады. Кешігу желілерінің саны идентификацияланатын кодтың мәнділігіне байланысты және жеті таңбалы кодтан тұруы мүмкін. Әр кешігу желісі өзінің жиілік жолағына икемделген және басқа жиілік жолақтарына икемделген сигналдарды аз қабылдайды. Сонымен қатар, қосымша шығыстар идентификациялайтын комбинацияларды 10³ есе ұлғайтуға мүмкіндік береді.

251658240

Сурет 1 Кешігу желісі

Алайда мұндай белгі бірқатар кемшіліктерге ие: деректердің аз сыйымдылығы және үлкен габариттік өлшемдер.

БАТ-дағы транспондер – кездейсоқ-штырьдік түрлендіргіштен және бірнеше шағылыстырушы жолақтардан – рефлекторлардан тұратын бір порттық құрылғы.

Қазіргі уақытта кеңінен таралған болып рефлекторлардағы транспондер табылады. Транспондердің жұмыс істеу принципі және схематикалық көрсетілуі 2-суретте келтірілген.

КШТ пьезоэлектрлік төселім соңында орналасады. Оның шиналарына транспондердің дипольдік антеннасына қосылады. Транспондердің дипольдік антеннасы ридерден сигнал қабылдайды да, БАТ транспондермен генерацияланатын жауапты сигналды шығарады.

251658240

Сурет 2 Транспондердің жұмыс істеу принципі

БАТ транспондер ұзындығы бойынша жеке электрод-рефлекторлар орналастырылады. Оларды бетте уақыт, амплитуда және фаза ішінде кешігуді пайдаланып, деректерді кодтай алатындай орналастырылады.

Транспондер ридердің жұмыс істеу аймағына түскен кезде ридермен шығарылатын энергия бөлігі транспондер антеннасымен қабылданады да, кернеудің жоғары жиілікті импульсі түрінде КШТ шығыстарына келіп түседі.

КШТ қабылданған энергияның бөлігін беттік акустикалық толқынға түрлендіреді. Ол кристаллда тік бұрыш астында КШТ электродтарында таралады. Транспондермен қабылданған электромагниттік энергияның үлкен санын акустикалық энергияға түрлендіру үшін ридердің тарату жиілігі КШТ генерацияланатын беттік толқынның ауытқу жиілігіне сәйкес болуы керек.

Пьезоэлектрлік кристалл беті бойынша ары қарай БАТ таралуына рефлекторлар әсер етеді. Беттік толқынның көп емес бөлігі әр рефлектордан шағылысады және КШТ бағытына қарай кристаллға кері қозғалады. Беттік толқынның қалған бөлігі төселмінің соңына қарай жылжиды да, сол жерде өшеді.

Осылайша, бір суранатын импульстен бірнеше жауапты импульстер генерацияланады, мұнда әр рефлектор транспондердің жауапты сигналында өз импульсін жасайды.

КШТ алынған және электромагниттік импульстердің жоғары жиілікті тізбегіне түрлендірілген импульстер тізбектілігі транспондер антеннасымен шығарылады және ридермен қабылданады. Қабылданатын импульстер саны төселімдегі рефлектор санына сәйкес келеді.

3-суретте келтірілген БАТ негізіндегі транспондерлер үшін ридердің функционалдық схемасы импульстік радиолокациялық станса құрылымына сәйкес келеді.

251658240

Сурет 3 БАТ негізінде транспондер үшін ридердің функционалдық схемасы

Ерекше айта кету керек, кешігу уақыты жеке импульстер арасында төселімдегі рефлекторлар арасындағы кеңістікті қашықтыққа пропорционал, және рефлекторлардың кеңістікті орналасуы сандардың екілік тізбектілігін көрсете алады. Ол қарапайым жағдайда транспондердің идентификациялық кодына тең (әр түрлі кодтардың саны 2n–1 шамасына тең, мұнда n – төселімдегі рефлекторлар саны).

Рефлекторлардың орналасуы және оқылатын код құрылғыны жасау кезінде анықталады. Сондықтан БАТ транспондерлер «тек қана оқу» транспондерлер қатарына жатады. Беттік акустикалық толқындарға деректерді сақтау сыйымдылығы және транспондердің деректерін таратудың жылдамдығы төселімнің өлшеміне және рефлекторлар арасындағы қашықтыққа байланысты. БАТ-ғы кәдімгі транспондер тарату 500 кбит/с жылдамдықпен шамамен 16 немесе 32 битті таратады.

Төселім бойынша беттік толқындардың жоғары емес жылдамдықпен таралуына байланысты, транспондердің бірінші жауапты импульсі ақпаратты оқу құрылғысымен шамамен 1,5 мс кешігумен қабылданады. Салыстыру үшін: ридер айналасында 100 м радиуста бөгеуілдердің өшуі болатындай шамамен 0,66 мкс тең уақыттық кешігу толығымен жеткілікті.

Осылайша, ридер айналасынан барлық шағылысулар тоқтаған кезде транспондердің жауапты сигналы келеді, және ұқсас бөгеуілдер транспондерден келетін жауапты импульстер тізбектілігіне қателерді енгізбейді.

БАТ-дағы транспондерлер толығымен сызықты құрылғылар болып табылады және белгілі-бір фазалы импульсті сұранысына жауап береді. Сонымен қатар, шағылысқан индивидуалды сигналдар арасында таралудың дифференциалды уақыты мен фазалық бұрыштың тұрақты мәндерін сақтайды. Бұл маңызды қасиет транспондердің жауапты әлсіз сигналдарын орташаландыру әдісі арқылы БАТ-дағы транспондердің жұмыс істеу ұзықтығын ұлғайтуға мүмкіндік береді. Оқу операциясы микросекунд ішінде ғана орындалады, сондықтан бір секунд ішінде оқудың бірнеше мыңдаған циклы орындалады.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:

1. Багдасарян А.С., Бурди А.И., Громов С.С. Технические средства идентификации автомобилей на основе акустоэлектронных устройств. Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. М. Вып. 1, 2000.

2. Багдасарян А.С., Григорьевский В.И., Кмита А.М., Марков И.А., Федорец В.Н. «Узкополосные фильтры на ПАВ». Труды Х Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, ФАН, Ташкент, 2008, 189 с.

3. Багдасарян А.С., Гуляев Ю.В., Кащенко Г.А., Семенов Р.В.- Интеллектуальные системы мониторинга безопасности на основе ПАВ-технологий// Журнал Информация и безопасность Воронеж, ВГТУ, 2000. Вып.3. - 349-354 с.

4. Багдасарян А.С., Днепровский В.Г., Карапетьян Г.Я., Нестеровская В.Ю., Перевощикова Т.В. ПАВ-фильтры с трехфазными встречно-штыревыми преобразователями. Тезисы докладов XIV Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и физической акустике твердого тела. Кишинев, 2009.