RU191121U1 - Многодиапазонное устройство подключения для индукционной связи - Google Patents
Многодиапазонное устройство подключения для индукционной связи Download PDFInfo
- Publication number
- RU191121U1 RU191121U1 RU2018136720U RU2018136720U RU191121U1 RU 191121 U1 RU191121 U1 RU 191121U1 RU 2018136720 U RU2018136720 U RU 2018136720U RU 2018136720 U RU2018136720 U RU 2018136720U RU 191121 U1 RU191121 U1 RU 191121U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- connection device
- transformer
- induction
- communication
- relay
- Prior art date
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
- H01Q9/40—Element having extended radiating surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к технике, применяемой, в основном, для связи в шахтах, а именно к устройствам для индукционной связи. Техническим результатом является возможность быстрого перестроения рабочей частоты устройства подключения для индукционной связи в широком диапазоне частот и, как следствие, возможность компенсации влияния внешних предметов, обладающих емкостью, и возможность переключения на другие частотные каналы приема-передачи радиосигналов. Быстрое переключение частотных каналов дает возможность использовать такое устройство в системах массового обслуживания и многоканальных сетях связи. Устройство подключения для индукционной связи, содержащее согласующий трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмоток, отличается тем, что к согласующему трансформатору в разрыв гальванически подключаются с помощью управляемых реле реактивные дискретные компоненты (конденсаторы, индуктивности), либо с помощью реле к одной из точек трансформатора подключаются емкостные элементы, расположенные рядом с витками вторичной катушки трансформатора. Устройство подключения индукционной связи либо непосредственно гальванически подключается к однопроводной линии, либо к концу вторичной обмотки трансформатора подключается отрезок гибкого провода, который укладывается вдоль проводников и кабелей, используемых для индукционной передачи. Для увеличения количества рабочих диапазонов частот у устройства подключения для индукционной связи первичную и вторичную катушки трансформатора делают в виде нескольких секций, которые включатся с помощью реле.
Description
Полезная модель относится к технике индукционной связи и может быть использована в малогабаритной приемопередающей технике средневолнового диапазона для ведения мобильной радиосвязи и индукционной связи для быстроразворачиваемого узла индукционной связи. Это очень актуально в шахтах и рудниках, где практически в каждой горной выработке находится множество кабелей, вдоль которых хорошо распространяются сигналы средневолнового диапазона.
Для организации точки подключения радиостанций в системах индукционной связи применяются специальные устройства, которые обычно (Патент US №4777652) представляют собой обмотку на размыкаемом ферромагнитном кольце и последовательно включенный конденсатор переменной емкости. Для установки такого устройства подключения требуется раскрыть кольцо с обмоткой и внутри него разместить шахтные кабели, которые требуется возбудить передаваемым сигналом. С помощью регулировки переменного конденсатора добиваются настройки резонансной частоты устройства подключения индукционной связи. Недостатком такого устройства является неудобство использования. Толщина кабеля, к которому можно подключиться ограничена внутренним диаметром размыкаемого ферромагнитного кольца. Кроме того, ферромагнитный сердечник ограничивает подводимую мощность к согласующему устройству.
Конструкция предлагаемого устройства подключения лишена ферритовых сердечников, что значительно увеличивает максимальный уровень мощности подводимого сигнала.
Устройство подключения имеет в своем составе согласующий трансформатор с изменяемым коэффициентом трансформации в виде первичной и вторичной обмоток, расположенных на одной оси. Для осуществления перестройки резонансной частоты в разрыв трансформатора вводят подключаемую с помощью реле систему реактивных компонентов (емкости, конденсаторы) либо к одной из точек трансформатора с помощью реле подключают несколько емкостных элементов, располагаемых вблизи витков вторичной катушки трансформатора. К концу вторичной катушки трансформатора подключается либо непосредственно проводник однопроводной линии индукционной связи или отрезок провода, который далее располагается вдоль любых кабелей используемых в качестве линий передачи индукционной связи. Устройство подключения возбуждает электромагнитный сигнал в кабелях за счет емкостной связи. Такая конструкция обладает значительной простотой, для нее не существует ограничений на толщину кабеля для подключения устройства, так как гибкий отрезок проводника может быть размещен в любом месте, рядом с любым кабелем.
Таким образом, устройство подключения для индукционной связи дает возможность пользователям индукционных систем связи оперативно и просто организовывать стационарные точки связи в любом месте где проходят электрические коммуникации. Кроме того, возможность практически мгновенного переключения частотного канала в устройстве индукционного подключения позволяет использовать его в многоканальных системах связи и массового обслуживания, что невозможно было достичь в условиях плавной подстройки резонансной частоты излучающих и передающих устройств.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому устройству подключения является антенна по патенту RU №2488927 «Перестраиваемая резонансная антенна с согласующим устройством». Эта антенна содержит вибратор в виде 2D или 3D проводящего тела, согласующий трансформатор на незамкнутом магнитопроводе, вторичная обмотка которого подключена к вибратору, а на первичную - подается питание. Вместо вибратора у устройства подключения используется либо отрезок провода, либо линия индукционной связи. Эта антенна имеет очень малые габариты и может использоваться в мобильной радиосвязи, однако она обладает существенным недостатком, а именно, подобная конструкция антенны может эффективно использоваться только для излучения сигналов портативных радиостанций небольшой мощности 1-5 Вт, поскольку при подаче сигнала большей мощности ферритовый стержень, из которого выполняется магнитопровод, входит в магнитное насыщение и нагревается, что не позволяет использовать эти антенны для передачи мощностей в несколько десятков и сотен Ватт, что особенно требуется в случае организации узла стационарной связи.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в возможности мгновенного перестроения рабочей частоты в достаточно широком диапазоне при использовании источников сигнала повышенной мощности в десятки и сотни Ватт при сохранении малых габаритных размеров устройства для расширения функциональных возможностей радиоаппаратуры в особенности в условиях ограниченного объема (шахты, рудники).
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве подключения, содержащем согласующий трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмоток, расположенных вблизи на одной оси, согласно заявляемой полезной модели, к согласующему трансформатору с помощью управляемых реле в разрыв гальванически подключаются реактивные дискретные компоненты (емкости, индуктивности) либо с помощью реле к одной из точек трансформатора подключаются емкостные элементы, расположенные рядом с витками вторичной катушки трансформатора.
Кроме того, чтобы сделать устройство подключения двух или много диапазонным, первичная и вторичная обмотки трансформатора могут состоять из секций, которые подключаются с помощью реле. Так, например, можно сделать устройство двухдиапазонным с перестройкой по каждому диапазону если первичная и вторичная обмотки будут состоять из двух подключаемых секций. Когда будут подключены все секции, будет действовать нижний диапазон, в случае отключения по одной из секций у вторичной и первичной обмоток устройство подключения будет работать в верхнем диапазоне радиосигналов.
Чтобы управлять подобным устройством подключения для индукционной связи необходимо кроме подачи ВЧ радиосигнала подавать от радиостанции также сигнал питания и управления.
Для того чтобы упростить радиостанцию и осуществить возможность соединения устройства подключения для индукционной связи с любой радиостанцией, даже той, которая не имеет специальных функций для подачи питания и команд управления на антенный выход, устройство подключения оснащается элементом питания (аккумулятором), процессором и датчиком тока и напряжения в высокочастотной линии для определения уровня текущей настройки устройства в резонанс. Кроме того, в качестве источника питания устройства может использоваться ионистор, который заряжается от ВЧ линии. Подобная конструкция устройства подключения для индукционной связи требует всего два провода для подачи только ВЧ сигнала. После измерения тока и напряжения в высокочастотной линии процессор определяет необходимые дискретные реактивные элементы L и С для подключения с помощью реле, которыми он управляет. Далее происходит включение необходимых элементов и устройство подключения работает в резонансе с максимальной эффективностью.
Полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструкция устройства подключения индуктивной связи.
На диэлектрическом каркасе 1 в виде отрезка трубы размещены первичная 2 и вторичная 3 обмотки трансформатора. На внутренней стороне каркаса закреплены дискретные емкостные элементы 4 в виде полосок фольги, которые располагаются напротив витков вторичной обмотки трансформатора и образуют совместно с этими витками емкости С1, С2…CN.
Ниже первичной катушки трансформатора расположены антенный вход 5 образуемый точками подключения А и В и плата управления устройством подключения, содержащая блок реле 6, которые подключают дискретные емкости С1, С2…CN в цепь трансформатора.
К точке Е гальванически подключается либо индукционная линия, либо отрезок гибкого провода, который располагают вдоль кабельных линий, используемых в качестве индукционной линии связи.
На фиг. 6 разъясняется принцип действия устройства подключения. Приемопередатчик 10 соединен высокочастотным кабелем с устройством подключения 11. Устройство подключения 11 на фиг. 6 А) соединяется в точке Е к однопроводной линии индукционной связи 12. Вторым проводом для распространения сигнала служит земля, с которой у приемопередатчика имеется гальваническая или емкостная связь Cg. Сигнал индукционной связи распространяется вдоль однопроводной линии.
Кроме использования специальной выделенной однопроводной линии, с которой устройство подключения соединяется гальванически, можно использовать имеющиеся в шахте, руднике или на другом объекте кабели 14. На фиг. 6 В) показано безгальваническое емкостное подключение к имеющимся кабелям. Для этого к устройству подключения в точке E присоединяется отрезок гибкого изолированного провода 13, который укладывается вдоль кабелей 14. Между проводом 13 и кабелями 14 возникает емкостная связь СС, вследствие этого кабели возбуждаются от высокочастотного сигнала приемопередатчика и служат линией индукционной связи.
На фиг. 2 изображена электрическая схема устройства подключения в случае использования в качестве дискретных реактивных элементов электродов, расположенных возле вторичной обмотки трансформатора и образующих с ней емкости С1, С2…CN. Набор этих емкостей образует реактивную систему 4.
На фиг. 3 изображена электрическая схема варианта системы реактивных элементов 4 из L и С компонентов подключаемых с помощью блока реле 6 в разрыв индуктивностей трансформатора последовательно с ними, например, между точками В и D.
На фиг. 4 изображена совмещенная электрическая и структурная схема устройства подключения для индукционной связи, где в качестве реактивных элементов используются дискретные компоненты L и C.
Устройство подключения состоит из трансформатора с первичной 2 и вторичной 3 катушками индуктивности между которыми включена система управляемых реле 6 и блок подключаемых с помощью реле дискретных элементов L и C 4. Реле управляются и переключаются процессорным блоком управления 7, питание которого обеспечивается блоком питания и отбора мощности из высокочастотной линии 8. Данные о текущем режиме работы устройства и значение КСВ определяются с помощью датчика тока и напряжения 9, размещенного на высокочастотной линии питающей устройство. Получив данные от датчика тока и напряжения процессор вычисляет смещение рабочей точки устройства подключения относительно текущей частоты и подает команду реле подключить или отключить те или иные дискретные элементы L, С, чтобы изменить настройку устройства. Таким образом, устройство подключения само следит за соответствием его резонансной частоты частоте подаваемого сигнала.
На фиг. 5 изображена электрическая схема трансформатора для двухдиапазонного устройства подключения. Первичная катушка 2 состоит из двух последовательных индуктивностей 2.1 и 2.2, а вторичная катушка 3 состоит из двух последовательных индуктивностей 3.1 и 3.2. Обмотки 2.2 и 3.2 могут отключаться или подключаться с помощью реле. В случае их включения устройство подключения работает в нижнем диапазоне радиосигналов, а в случае отключения в более высокочастотном диапазоне. Точная настройка частоты достигается с помощью системы подключаемых реактивных элементов.
Устройство подключения индукционной связи работает следующим образом.
Данное устройство с помощью трансформатора согласует радиопередатчик с линией индукционной связи, которая подключается непосредственно к концу вторичной катушки трансформатора либо к концу вторичной катушки трансформатора подключается отрезок гибкого провода в несколько метров, который потом располагают вдоль кабелей, используемых для индукционной связи. Эти кабели будут возбуждаться за счет емкостной связи между ними и отрезком гибкого провода. Данное устройство может возбудить индукционную линию только на одной резонансной частоте, зависящей от индуктивности вторичной катушки трансформатора, длины и толщины гибкого провода. Подключение с помощью реле последовательно индуктивностям трансформатора дискретных дополнительных индуктивностей и конденсаторов, либо гальваническое подключение к трансформатору емкостных элементов, шунтирующих вторичную обмотку трансформатора, вызовет изменение резонансной частоты и перестроит резонансную частоту.
Claims (5)
1. Устройство подключения для индукционной связи, содержащее согласующее устройство в виде трансформатора, состоящего из первичной и вторичной обмоток, отличающееся тем, что к согласующему трансформатору гальванически подключаются с помощью управляемых реле реактивные дискретные компоненты (емкости, индуктивности).
2. Устройство подключения для индукционной связи по п. 1, отличающееся тем, что реактивные дискретные компоненты выполнены в виде емкостных элементов, расположенных вблизи витков вторичной катушки трансформатора.
3. Устройство подключения для индукционной связи по п. 1, отличающееся тем, что содержит элемент питания, процессор, управляющий реле, и датчик тока и напряжения в высокочастотной линии, питающей устройство подключения.
4. Устройство подключения для индукционной связи по п. 1, отличающееся тем, что содержит процессор, управляющий реле, ионистор, питающий электрическую схему устройства, заряжающийся от высокочастотного сигнала, подаваемого радиопередатчиком, и датчик тока и напряжения в высокочастотной линии, питающей устройство подключения.
5. Устройство подключения для индукционной связи по п. 1, отличающееся тем, что первичная и вторичная обмотка разделены на несколько секций, которые подключаются с помощью реле.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136720U RU191121U1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Многодиапазонное устройство подключения для индукционной связи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136720U RU191121U1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Многодиапазонное устройство подключения для индукционной связи |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126316U Division RU189660U1 (ru) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | Резонансная многодиапазонная антенна |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU191121U1 true RU191121U1 (ru) | 2019-07-25 |
Family
ID=67513260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018136720U RU191121U1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Многодиапазонное устройство подключения для индукционной связи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU191121U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6956535B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-10-18 | Hart Robert T | Coaxial inductor and dipole EH antenna |
| RU2317657C2 (ru) * | 2005-10-19 | 2008-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро "Геофизика" | Индукционная установка |
| RU2488927C1 (ru) * | 2012-03-16 | 2013-07-27 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Кв-Связь" | Перестраиваемая резонансная антенна с согласующим устройством |
| RU154886U1 (ru) * | 2015-03-24 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Малогабаритная вибраторная антенна систем сети передачи данных в диапазонах средних и промежуточных волн |
| RU175975U1 (ru) * | 2017-08-15 | 2017-12-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) | Антенна системы ближнепольной магнитной связи |
-
2018
- 2018-10-17 RU RU2018136720U patent/RU191121U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6956535B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-10-18 | Hart Robert T | Coaxial inductor and dipole EH antenna |
| RU2317657C2 (ru) * | 2005-10-19 | 2008-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро "Геофизика" | Индукционная установка |
| RU2488927C1 (ru) * | 2012-03-16 | 2013-07-27 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Кв-Связь" | Перестраиваемая резонансная антенна с согласующим устройством |
| RU154886U1 (ru) * | 2015-03-24 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Малогабаритная вибраторная антенна систем сети передачи данных в диапазонах средних и промежуточных волн |
| RU175975U1 (ru) * | 2017-08-15 | 2017-12-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) | Антенна системы ближнепольной магнитной связи |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101947982B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템의 공진기 제어 장치 및 방법 | |
| US8378524B2 (en) | Non-contact power transmission device | |
| CN101911387A (zh) | 使用寄生天线的无线功率射程增加 | |
| KR20120073094A (ko) | 급전 장치 및 급전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템 | |
| KR20150017807A (ko) | 복수의 무선 전력 수신 장치에 대해 안정적으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 방법 및 장치 | |
| KR20120020809A (ko) | 적응형 공진 전력 전송 장치 | |
| KR20150032366A (ko) | 안정적인 무선 전력 전송을 위해 격리도가 향상된 공진기 장치 | |
| KR20160126743A (ko) | 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법 | |
| RU191121U1 (ru) | Многодиапазонное устройство подключения для индукционной связи | |
| CN104218652A (zh) | 无线充供电的oled柔屏网络电子设备 | |
| US10930430B2 (en) | Coil assembly | |
| US20230402872A1 (en) | A coil structure for impedance matching in a wireless power transfer system | |
| RU2689969C9 (ru) | Резонансная многодиапазонная антенна | |
| RU189660U1 (ru) | Резонансная многодиапазонная антенна | |
| RU2696882C1 (ru) | Резонансная перестраиваемая антенна | |
| CN104283334A (zh) | 无线充供电的指纹识别电子设备 | |
| KR102028057B1 (ko) | 격리도가 향상된 공진기 | |
| RU186668U1 (ru) | Устройство подключения для индукционной связи | |
| KR102150521B1 (ko) | 유도 전력 신호 및 공명 전력 신호를 송수신할 수 있는 무선 전력 전송 시스템 | |
| KR102297354B1 (ko) | 유도 전력 신호 및 공명 전력 신호를 송수신할 수 있는 무선 전력 전송 시스템 | |
| RU2589451C1 (ru) | Вибраторная антенна | |
| KR20150066070A (ko) | 무선전력 전송 시스템 및 방법 | |
| NZ750454B2 (en) | Coil assembly | |
| CN104779709A (zh) | 无线充供电的视网膜屏幕手机 | |
| CN104377840A (zh) | 无线充供电的云操作***电子设备 |