RU2196344C2

RU2196344C2 - Passive information transmitter on surface acoustic waves interrogated over radio

Info

Publication number: RU2196344C2
Application number: RU99112344A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Дмитриев; В.В. Тарасов
Original assignee: Научно-исследовательский институт измерительных систем
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2003-01-10

Abstract

FIELD: systems of radio control over state of object. SUBSTANCE: given transmitter includes structure based on surface acoustic waves, input converter connected to matched first antenna and interrogator in mix of encoder, second antenna which first input is connected to output of transmitting unit and which second input is connected to input of receiving unit connected with output to evaluation unit. Encoder is connected with output to input of transmitting unit. Structure based on surface acoustic waves and first antenna are positioned on controlled object and incorporates reflection elements coming in the form of interdigital converters with output contacts to which outside load establishing identification code of object by way of change of phase of reflected elementary symbol is connected. EFFECT: enhanced adaptability of passive information transmitter to manufacture. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиоконтроля состояний объектов. The invention relates to the field of radio engineering and can be used in systems for monitoring the state of objects.

Известны используемые в системах радиосвязи устройства преобразования информации на ПАВ, содержащие входной преобразователь, не менее двух элементарных выходных преобразователя (отвода) с двумя разнополярными выходами, подключенными через внешние коммутаторы к выходу устройства [1]. Known used in radio communication systems are devices for converting information to SAWs containing an input converter, at least two elementary output converters (tap) with two different-polarity outputs connected via external switches to the output of the device [1].

Установка требуемых фаз элементарных символов в таких устройствах осуществляется коммутацией полярности выходных сигналов каждого отвода. Описанные в [1] устройства на ПАВ имеют раздельные вход и выход и их использование в системах радиоконтроля в качестве датчика информации затруднено в связи с тем, что датчик имеет одну антенну и вызывной сигнал блока запросчика попадает одновременно и на вход и на выход такого устройства на ПАВ. Setting the required phases of elementary symbols in such devices is carried out by switching the polarity of the output signals of each tap. The SAW devices described in [1] have separate input and output, and their use in radio monitoring systems as an information sensor is difficult due to the fact that the sensor has one antenna and the ringing signal of the interrogator block is transmitted simultaneously to the input and output of such a device to Surfactant.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является опрашиваемый по радио пассивный датчик на ПАВ [2], содержащий структуру на ПАВ и блок запросчика с передающей частью, приемной частью, блоком оценки и двумя антеннами. Closest to the claimed technical solution is the radio-interrogated passive sensor for SAW [2], containing the structure for SAW and the interrogator unit with a transmitting part, a receiving part, an evaluation unit and two antennas.

Однако применение известного датчика в системах радиоконтроля большого числа объектов, одновременно находящихся в зоне опроса, предполагает с целью различения объектов изготовление и установку на объекты устройств на ПАВ, отличающихся различными частотами настройки, различными задержками и другими подобными различиями, то есть различной топологией самого устройства на ПАВ. Такой датчик является не технологичным. However, the use of the known sensor in the radio monitoring systems of a large number of objects simultaneously located in the polling zone, involves, for the purpose of distinguishing between objects, the manufacture and installation of SAW devices on objects that differ in various tuning frequencies, various delays and other similar differences, that is, different topologies of the device itself on Surfactant. Such a sensor is not technologically advanced.

Техническим результатом изобретения является повышение технологичности устройства. The technical result of the invention is to improve the manufacturability of the device.

Технический результат достигается тем, что в опрашиваемый по радио пассивный датчик на ПАВ, содержащий структуру на поверхностных акустических волнах (ПАВ), входной преобразователь которой подключен к согласованной первой антенне, и блок запросчика в составе второй антенны, один вход которой соединен с выходом передающего устройства, другой вход второй антенны соединен со входом приемного устройства, подключенного своим выходом к блоку оценки, дополнительно введено кодирующее устройство, подключенное своим выходом ко входу передающего устройства, а структура на ПАВ с первой антенной размещается на объекте контроля и имеет кодообразующее поле размещенных на параллельных дорожках на различных расстояниях от входного преобразователя отражательных элементов, выполненных в виде встречно-штыревых преобразователей с выходными контактами и изменяющих фазу отраженного сигнала при подключении внешней нагрузки в виде короткого замыкания к их выходным контактам. The technical result is achieved by the fact that, in a radio-interrogated passive sensor for a SAW containing a structure on surface acoustic waves (SAW), the input transducer of which is connected to a matched first antenna, and the interrogator unit as part of a second antenna, one input of which is connected to the output of the transmitting device , the other input of the second antenna is connected to the input of the receiving device, connected by its output to the evaluation unit, an encoding device is connected, connected by its output to the input of the transmitting about the device, and the structure on the SAW with the first antenna is located on the control object and has a code-forming field located on parallel tracks at different distances from the input transducer of reflective elements made in the form of interdigital transducers with output contacts and changing the phase of the reflected signal when an external load is connected in the form of a short circuit to their output contacts.

Новым, не обнаруженным в патентной и научно-технической литературе является то, что для радиоконтроля всего множества объектов используется одна топологическая структура на ПАВ, содержащая отражательные элементы с выходными контактами, а для различения объектов используется эффект изменения фазы элемента отраженного сигнала при подключении внешней нагрузки к выходным контактам отражательных элементов [1, стр.372, рис.Д4], структура на ПАВ, установленная на каждом объекте формирует отраженный сигнал, кодированный кодом конкретного объекта, и оценка состояния объекта контроля осуществляется путем последовательного опроса всех возможных априорно его состояний. New, not found in the patent and scientific and technical literature, is that for the radio monitoring of the whole set of objects, one topological structure on a surfactant is used that contains reflective elements with output contacts, and to distinguish between objects, the phase change effect of the reflected signal element is used when an external load is connected to the output contacts of the reflective elements [1, p. 372, Fig. D4], the structure on the SAW installed on each object generates a reflected signal encoded by the code of a specific object a, and assessment of the control object is carried out by sequentially polling all possible priori its states.

Использование отражательных элементов с изменяемой нагрузкой позволяет упростить процедуру фазового кодирования и повысить технологичность использования датчика в системах радиоконтроля с большим количеством объектов, а алгоритм последовательного перебора всех состояний всех объектов позволяет повысить надежность контроля. The use of reflective elements with a variable load makes it possible to simplify the phase coding procedure and increase the manufacturability of using the sensor in radio monitoring systems with a large number of objects, and the algorithm of sequential enumeration of all states of all objects makes it possible to increase the reliability of control.

На чертеже представлена структурная электрическая схема опрашиваемого по радио пассивного датчика на ПАВ. The drawing shows a structural electrical diagram of a radio-interrogated passive sensor for SAW.

Датчик содержит структуру на ПАВ 1 со входным пребразователем 2, отражательными элементами 3 и первой антенной 4, блок запросчика 5 со второй антенной 6, передающим устройством 7, приемным устройством 8, блоком оценки 9, кодирующее устройство 10. The sensor contains a structure on SAW 1 with an input converter 2, reflective elements 3 and a first antenna 4, an interrogator unit 5 with a second antenna 6, a transmitting device 7, a receiving device 8, an evaluation unit 9, an encoding device 10.

Опрашиваемый по радио пассивный датчик на ПАВ работает следующим образом. Interviewed passive sensor on the surfactant operates as follows.

Структура на ПАВ 1 со входным преобразователем 2 и первой антенной 4 размещается на объекте контроля, при этом каждому объекту присваивается свой идентификационный код, заносимый в ПАВ-структуру путем замыкания выходных контактов части отражательных элементов 3 в соответствии со структурой идентификационного кода. Другая часть отражательных элементов 3 ПАВ-структуры своими выходными контактами подключается к замыкателям, состояние которых "замкнуто-разомкнуто" определяется конкретным объектом и его состоянием. The structure on the SAW 1 with the input transducer 2 and the first antenna 4 is placed on the control object, and each object is assigned its own identification code entered in the SAW structure by closing the output contacts of the part of the reflective elements 3 in accordance with the structure of the identification code. Another part of the reflective elements 3 of the SAW structure with its output contacts is connected to the contactors, the state of which is "closed-open" is determined by a specific object and its state.

В блоке запросчика 5 кодирующее устройство 10 вырабатывает и с передающим устройством 7 передает в эфир через вторую антенну 6 радиосигнал, кодированный по фазе двоичным цифровым кодом, соответствующим одному из возможных состояний контролируемого объекта, который принимается первой антенной 4. При совпадении излученного кодированного сигнала с занесенным кодом в структуре на ПАВ производится когерентное суммирование кодовых символов и через первую антенну 4 излучается ответный отраженный некодированный радиосигнал суммарной амплитуды, который через вторую антенну 6 принимается приемным устройством 8, и блоком оценки 9 выносится решение о присутствии запрашиваемого объекта и его состоянии. In the interrogator unit 5, the encoder 10 generates and transmits, via the second antenna 6, a radio signal encoded in phase with a binary digital code corresponding to one of the possible states of the monitored object, which is received by the first antenna 4. With the emitted encoded signal matching the recorded signal code in the structure on the SAW is a coherent summation of code symbols and through the first antenna 4 is emitted a response reflected non-encoded total amplitude signal s, which through the second antenna 6 is received by the receiving device 8, and the evaluation unit 9 makes a decision about the presence of the requested object and its condition.

При несовпадении кода излученного радиосигнала и кода ПАВ-структуры ответный сигнал не имеет суммарной амплитуды и блоком оценки 9 выносится решение об отсутствии анализируемого объекта или его состояния. If the code of the emitted radio signal and the code of the SAW structure do not match, the response signal does not have a total amplitude and the evaluation unit 9 makes a decision about the absence of the analyzed object or its state.

При передаче блоком запросчика 5 элементарного некодированного радиоимпульса структура на ПАВ 1 с помощью отражательных элементов 3 формирует ответный фазокодированный радиосигнал, который через антенну 6 принимается приемным устройством 8, обрабатывается блоком оценки 9, который выносит решение об идентификации объекта. When the interrogator unit 5 transmits an elementary uncoded radio pulse, the structure on the SAW 1 using reflective elements 3 generates a response phase-coded radio signal, which is received through the antenna 6 by the receiving device 8, is processed by the evaluation unit 9, which makes a decision on the identification of the object.

Источники информации
1. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах. Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1990. - 416 с.Sources of information
1. Morgan D. Signal processing devices on surface acoustic waves. Per. from English - M .: Radio and communications, 1990. - 416 p.

2. Заявка РФ на изобретение 94038221/09 от 01.07.94. Класс 6 G 01 S 13/75. Опрашиваемый по радио пассивный датчик на поверхностных акустических волнах (прототип), RU БИ N 35, 20.12.97. 2. RF application for the invention 94038221/09 from 01.07.94. Class 6 G 01 S 13/75. Radio-interrogated passive sensor on surface acoustic waves (prototype), RU BI N 35, 12.20.97.

Claims

A radio-passive surface acoustic wave (SAW) information sensor containing a SAW structure, the input interdigital transducer of which is connected to the first antenna, and an interrogator unit including a transmitting device, a receiving device, an evaluation unit, and a second antenna, an input which is connected to the output of the transmitting device and to the input of the receiving device connected by its output to the evaluation unit, characterized in that an encoder connected to its output is inserted into the interrogator unit m to the input of the transmitting device, and in the structure on the surfactant in the field of the surface wave generated by the input transducer, there are interdigital transducers having a variable external load at the output contacts that changes the phase of the reflected signal, while the delay time of the reflected signal between two adjacent pin converters is equal to the duration of the elementary symbol.