Вступ
Пристрої, у яких застосовується дистанційне радіочастотне керування (ДК), відомі практично кожній сучасній людині. Однак, якщо для пристроїв, що працюють у діапазонах 2,4 ГГц та 5,8 ГГц, наявність окремих форм зворотного зв’язку (ЗЗ) часто є правилом, то для систем у т. зв. “sub-GHz” діапазоні він зазвичай відсутній. Слід зауважити, що вираз “зворотний зв’язок” тут вживається не як радіотехнічний термін, а як позначення додаткових чи сервісних можливостей або споживчих якостей окремих пристроїв, як-от у автосигналізаціях.
За винятком окремих пристроїв, користувач часто не може отримувати інформацію про спрацювання чи неспрацювання виконавчих пристроїв (ВП), якщо не може спостерігати результати візуально чи на слух. В той же час, може існувати нагальна потреба в отриманні ЗЗ як перед передачею сигналу керування, так і після неї. Це особливо актуально для радіодетонаторів, систем керування військовою технікою та охоронних систем, де оператору потрібна інформація про обстановку навколо ВП (акустичні сигнали, сейсмічні коливання тощо).
Вказане вище визначає актуальність дослідження та диктує необхідність проведення аналізу існуючих на ринку рішень для ДК з метою виявлення їх системних, зокрема, апаратних обмежень.
Аналіз існуючих підходів до реалізації ЗЗ
Аналіз наявних на ринку пристроїв ДК дозволяє виділити декілька підходів до реалізації двостороннього зв’язку.
1. Базовий цифровий ЗЗ. Цей підхід реалізовано у системах, де пульт дистанційного керування (ПДК) може дистанційно опитувати ВП. Прикладом є система LORIS [1], яка використовує двосторонній радіозв’язок із шифруванням AES128 та дозволяє ПДК отримувати дані про рівень заряду батареї та потужність сигналу у місці розташування ВП.
2. Системи з конфігуруванням через смартфон. Більш сучасні комплекси, як RISE-1 [2], дозволяють конфігурувати ПДК і ВП зі смартфона по протоколу Bluetooth. Це розширює функціонал ЗЗ: стверджується, що ВП можуть передавати на ПДК інформацію про рівень прийнятого сигналу, співвідношення сигнал/шум, стан батареї та стан детонаційного ланцюга. Вітчизняна система ПК-8 [3] також використовує захищені протоколи з псевдовипадковою зміною робочої частоти (ППРЧ).
3. Асиметричні системи ЗЗ. Цей підхід поширений у пошукових маяках типу tBeacon [4]. При отриманні кодованого сигналу керування (наприклад, CTSS), мікроконтролер tBeacon’а вмикає радіомаяк, мініатюрну сирену, світлодіод або передавач, який передає координати (отримані приймачем GNSS) у цифровому чи голосовому вигляді. Це демонструє ефективність комплексного застосування різних видів ЗЗ.
Спільним недоліком перших двох підходів є те, що ЗЗ здебільшого обмежується передачею даних про внутрішній стан пристрою (батарея, сигнал), а не про зовнішнє оточення.
Спільні апаратні обмеження існуючих систем
Незважаючи на різний функціонал, аналіз виявляє спільні апаратні ознаки та недоліки, що суттєво обмежують ефективність і стійкість до завад більшості ринкових систем:
1. Відносно неширокі смуги частот. Системи здебільшого працюють у вузьких смугах (100-150) МГц, наприклад, (410-525) МГц. При цьому ігнорується потенціал сучасних мікросхем трансиверів, які можуть вільно функціонувати в діапазонах від 137 МГц до (960-1050) МГц.
2. Спрощені кола узгодження. Використовуються стандартні модулі, де схеми узгодження виконані на дешевих SMD елементах з низькими значеннями добротності. Такі кола забезпечують малий підйом АЧХ, низький коефіцієнт прямокутності АЧХ та, як наслідок, вкрай несуттєве зниження чутливості до позасмугових завад.
3. Надмірне покладання на протокол. Деякі виробники вважають використання самого лише протоколу LoRa® достатньою гарантією завадозахищеності або стійкості до впливу засобів РЕБ. Це хибне уявлення, оскільки програмний протокол не може компенсувати апаратні недоліки ВЧ тракту.
4. Неоптимальні елементи живлення. Досить сумнівним є застосування батарей типу CR123 (втрачають ємність при пониженій температурі) та 6LR51 (мають невелику ємність), що є критичним для польових умов застосування.
Висновки
Порівняльний аналіз параметрів систем ДК дозволяє стверджувати, що на ринку відсутні системи, які б поєднували апаратну стійкість до завад та розширений ЗЗ.
Сформовано концепцію побудови системи ДК, яка може якісно відрізнятися від існуючих і має базуватися на наступних принципах:
1. Використання трансивера (на базі LoRa), що забезпечує роботу у максимально широкій смузі радіочастот без розривів.
2. Наявність у ПДК підсилювача потужності ВЧ (до 10 Вт) для роботи на будь-якій частоті діапазону.
3. Надійне узгодження приймального каналу у всій смузі робочих частот.
4. Розширення функцій ЗЗ шляхом забезпечення контролю оточення ВП за допомогою мікрофона, вібраційних, радіочастотних чи магнітних датчиків.
5. Можливість конфігурування параметрів ПДК і ВП зі смартфона через Bluetooth.
Наявність двонаправленого каналу, розширені можливості встановлення параметрів роботи та застосування сучасної елементної бази дають підстави вважати, що така розробка буде більш ефективною у порівнянні з існуючими аналогами.
Література
1. LORIS (Long-Range Initiation System). Chemring Technology Solutions. URL: https://www.chemring.com/~/media/Files/C/Chemring-V3/documents/sensors/cts18-loris-v12.pdf (дата звернення: 25.10.2025).
2. RISE-1 Remote Initiation System. RSI Europe. URL: https://rsieu.com/remote-initiation-system/ (дата звернення: 25.10.2025).
3. Інженерна система телеметричного контролю та дистанційного керування ПК-8. URL: https://militarnyi.com/uk/news/teroborona-otrymala-saperni-systemy-pk-8/ (дата звернення: 25.10.2025).
4. Радіомаяк tBeacon. URL: https://tbeacon.org.ua/uk/ (дата звернення: 25.10.2025).
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter