ES1221230U - Equipo inhibidor de frecuencias para automóviles - Google Patents

Abstract

1. Equipo inhibidor de frecuencias para automóviles, que comprende: - un bastidor (4); - una pluralidad de módulos inhibidores (5) independientes, cada uno de ellos encargado de emitir una señal de radiofrecuencia inhibidora de una banda de frecuencia diferente, - un telemando (6) para el control remoto del equipo inhibidor; caracterizado por que el bastidor (4) comprende: una cavidad (40) preparada para alojar los módulos inhibidores (5); un disipador (45) integrado en la parte inferior de la cavidad (40); un sistema de ventilación forzada formado por al menos un ventilador (43) controlado por una electrónica de control (41); donde el equipo inhibidor incluye un soporte (7) del bastidor (4) que comprende una caja soporte (47) dotada en su base de rejillas de ventilación (48) enfrentadas a al menos un ventilador (43) y al disipador (45) del bastidor (4) para permitir la entrada de aire frío desde el exterior y la salida de aire caliente desde el disipador (45) por la acción del sistema de ventilación forzada del bastidor (4).

Description

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EQUIPO INHIBIDOR DE FRECUENCIAS PARA AUTOMOVILES

DESCRIPCION

Campo de la invencion

La presente invencion se engloba dentro del campo de los inhibidores de radiofrecuencia. Antecedentes de la invencion

Un perturbador o inhibidor de frecuencia es un dispositivo electronico que impide o dificulta las transmisiones radioelectricas en un determinado rango de frecuencias mediante la emision de una senal que llega al receptor con unas caracteristicas tales que impidan que este reciba con calidad las senales que en ausencia del inhibidor serian identificadas de forma correcta .

Una de sus aplicaciones principales es evitar la amenaza que supone la activacion de artefactos explosivos improvisados, controlados de forma remota por radiofrecuencia. Estos artefactos, denominados RCIED (“Radio Controlled Improvised Explosive Device”, artefacto explosivo improvisado radiocontrolado), son relativamente sencillos de fabricar con los medios disponibles en la actualidad en el mercado y tienen la ventaja de que permiten activar el explosivo en el momento deseado y desde una distancia segura, sin riesgo alguno para el ejecutante de la accion.

El inhibidor tiene la mision de impedir que las ordenes de activacion que emite el ejecutante con su telemando lleguen de forma correcta al receptor conectado a la carga explosiva, evitando asi su detonacion mientras el objetivo este a una distancia segura o se haya alejado lo suficiente para no ser afectado por la onda expansiva generada.

Existen inhibidores sencillos, destinados a impedir el uso de telefonos moviles en recintos cerrados de pequenas dimensiones, y equipos mas sofisticados destinados a proteger grandes recintos contra amenazas RCIED de todo tipo. En el primer caso estos equipos no se utilizan profesionalmente dada su eficacia limitada y restringida a las frecuencias de telefonia movil y en el segundo su uso esta muy limitado debido a su elevadisimo costo, sus grandes dimensiones y sus enormes necesidades energeticas, que le impiden ser utilizados en un vehiculo.

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Entre ambos extremos estan los equipos utilizados normalmente dentro de la gama profesional. Son habituales en el mercado los equipos denominados de Banda Ancha (Broadband), disenados para emitir en un determinado margen de frecuencias, casi siempre amplio pero cerrado (frecuencia maxima y minima) y que mediante programacion pueden cubrir toda la banda o limitarse a una o varias bandas que pudiesen ser consideradas amenaza, dejando libres entre medias otras de uso comercial. Estos equipos necesitan radiar grandes potencias de radiofrecuencia, muchas veces del orden de varios cientos de vatios, para conseguir una efectividad razonable, puesto que han de repartir su potencia total entre toda la banda o bandas programadas. Por otra parte, para radiar con una minima eficacia toda esa energia, es necesario utilizar antenas muy voluminosas, de bajo rendimiento y precio muy elevado.

Todo ello trae consigo que los equipos resultantes han de ser muy voluminosos, sus necesidades energeticas muy elevadas y su coste economico tambien muy alto, muchas veces superior al del propio vehiculo donde ha de instalarse, por lo que se suele optar por utilizar vehiculos dedicados especificamente a proteger grupos de vehiculos (convoyes), en lugar de optar por la proteccion individual.

El documento de patente ES2537832-A1 divulga un equipo inhibidor de frecuencias para uso general y de reducido tamano, que puede ser embarcado en automoviles. Sin embargo, este equipo precisa de emplear unos modulos inhibidores que incorporen un sistema de ventilacion forzada. Ademas, no esta disenado para un uso especificamente militar.

Descripcion de la invencion

La presente invencion se refiere a un equipo inhibidor de frecuencias para automoviles que resuelve los problemas anteriormente citados, al incluir un sistema de refrigeracion forzada en el propio bastidor, no necesitando por ello utilizar complejos y costosos modulos inhibidores con sistema de ventilacion incorporado. Ademas, el equipo inhibidor esta disenado de forma que permite una aplicacion militar.

El equipo inhibidor de la presente invencion esta basado en una filosofia modular, de forma que partiendo de una estructura basica muy sencilla se pueden ir incorporando nuevos modulos a medida que las necesidades lo requieren. De esta forma se superan la mayoria de los inconvenientes que tienen los inhibidores de banda ancha, puesto que:

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- Cada modulo cubre una banda de frecuencias relativamente pequena, casi siempre inferior a 100 Mhz, lo que permite una optimizacion de la relacion W/Hz (densidad de potencia) y de esta forma poder utilizar potencias de radiofrecuencia moderadas (inferiores a 20 W por modulo), con un elevado rendimiento energetico, pequeno tamano y coste razonable.

- Los modulos son la parte activa del equipo inhibidor, de forma que se puede actualizar constantemente con un costo asimismo razonable, ya que una actualizacion significa casi siempre reprogramar el modulo afectado y en el peor de los casos anadir algun nuevo modulo al equipo existente.

- Una parte importante de la eficiencia del inhibidor es su antena. La modularidad permite el uso de antenas comerciales sencillas, de coste reducido, tamano reducido y elevada eficiencia.

El equipo inhibidor de frecuencias para automoviles para uso general o para uso especificamente militar comprende:

- Un bastidor.

- Una pluralidad de modulos inhibidores independientes, cada uno de ellos encargado de emitir una senal de radiofrecuencia inhibidora de una banda de frecuencia diferente.

- un telemando para el control remoto del equipo inhibidor.

El bastidor comprende una cavidad preparada para alojar los modulos inhibidores, un disipador integrado en la parte inferior de la cavidad, y un sistema de ventilacion forzada formado por al menos un ventilador controlado por una electronica de control. El equipo inhibidor incluye un soporte del bastidor que comprende una caja soporte dotada en su base de rejillas de ventilacion enfrentadas a los ventiladores y al disipador del bastidor para permitir la entrada de aire frio desde el exterior y la salida de aire caliente desde el disipador por la accion del sistema de ventilacion forzada del bastidor.

El soporte del bastidor comprende es preferiblemente un soporte antivibratorio, comprendiendo elementos antivibratorios que permiten la amortiguacion en los tres ejes entre el soporte y el bastidor.

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Cada modulo inhibidor dispone preferentemente de una unidad de alimentacion, un generador de radiofrecuencia, un amplificador de radiofrecuencia y una unidad de control. En una realizacion particular cada modulo cubre una banda de frecuencias inferior a 150 Mhz. El telemando dispone preferiblemente de medios de control selectivo de cada modulo inhibidor. El telemando puede disponer de medios de senalizacion del estado de cada modulo inhibidor.

Por todo ello, el equipo inhibidor modular facilita la implantacion masiva en grandes flotas de vehiculos, ya que:

- La inversion inicial unitaria es muy baja en comparacion con la necesaria para adquirir e instalar equipos de banda ancha.

- El equipo inhibidor puede ser instalado en cualquier vehiculo civil o militar, incluso turismos de gama media, ya que sus necesidades energeticas son bajas y puede ser alimentado sin problema alguno con su propia bateria. El equipo inhibidor se trata de una evolucion hacia un equipo militarizado, estando disenado especificamente para uso militar ya que cumple las especificaciones MIL-STD-810F en sus apartados ambientales y mecanicos. Dado que las especificaciones militares son mas exigentes, tambien se podria utilizar en vehiculos civiles (sin embargo, un equipo inhibidor especificamente disenado para uso civil dificilmente puede cumplir la normativa militar).

- Las ampliaciones son siempre posibles, rapidas, sencillas y economicamente asequibles.

- La vida util del equipo inhibidor antes de entrar en obsolescencia es muy superior incluso a la derivada de su propio deterioro fisico debido al uso. En caso de obsolescencia de ciertos componentes, se puede sustituir un modulo por otro equivalente con tecnologia actual.

- La posibilidad de proteccion individual (un equipo en cada vehiculo) aumenta la seguridad propia y tambien la de la flota independientemente del numero de vehiculos que la compongan. En el caso de convoyes, situacion muy habitual en el ambito militar, llegado el caso de que alguno de sus vehiculos tenga su equipo inoperativo por averia u otras circunstancias, puede seguir estando protegido por los otros vehiculos que tiene a su alrededor.

Breve descripcion de los dibuios

A continuacion se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invencion y que se relacionan expresamente con una realizacion de

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dicha invencion que se presenta como un ejemplo no limitativo de esta.

Las Figuras 1A y 1B muestran, respectivamente, una vista frontal del bastidor y una vista del soporte del bastidor, para uso especificamente militar.

La Figura 2 muestra una vista frontal de un modulo inhibidor para uso especificamente militar.

La Figura 3 muestra un telemando para uso especificamente militar.

Descripcion detallada de la invencion

El equipo inhibidor de frecuencias para automoviles para uso especificamente militar consta de tres elementos principales:

- Un rack o bastidor 4 (Figura 1A) y soporte del bastidor (Figura 1B), dispositivos que sirve de soporte fisico a los distintos modulos que se pueden incorporar al equipo.

- Modulos inhibidores 5 (Figura 2), que son los elementos activos del equipo encargados de generar las senales necesarias para inhibir el funcionamiento de los RCIED, tanto en el aspecto de las bandas de frecuencias a cubrir, como del nivel de potencia necesario para lograr los objetivos de proteccion deseados.

- Telemando 6 (Figura 3), dispositivo que sirve de interfaz con el usuario. Permite al operador la puesta en marcha y el apagado del equipo, asi como conocer en todo momento de forma rapida e intuitiva el estado de funcionamiento de cada uno de los modulos instalados en el rack.

Externamente al equipo son necesarios otros elementos, como las antenas, cuya mision es radiar la energia generada en el equipo inhibidor, pero que no necesariamente forman parte del mismo al poderse acoplar. La modularidad del equipo inhibidor posibilita el uso de antenas comerciales, de buen rendimiento, tamano razonable y precio reducido.

Para programar los distintos parametros de funcionamiento de los modulos inhibidores solo es preciso disponer de un ordenador personal y un programa especifico de configuracion. La programacion se puede hacer en unos pocos minutos, en el laboratorio o incluso en el propio vehiculo, sin necesidad de desinstalar ningun elemento del sistema.

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El acceso al software de programacion esta protegido mediante clave de usuario y ademas dispone de dos niveles de uso, uno de ellos basico que posibilita la reprogramacion de los modulos utilizando ficheros previamente creados por un tecnico cualificado y con la habilitacion adecuada y otro de alto nivel que permite crear y editar los ficheros de programacion.

La Figura 1A muestra una vista frontal del bastidor 4 para un equipo inhibidor de frecuencias en el caso de uso especificamente militar, el elemento que sirve de soporte fisico y contenedor de los distintos modulos que configuran el equipo inhibidor. En una posible realizacion, mostrada en dichas figuras, se puede observar algunas de sus caracteristicas:

■ Capacidad para cuatro modulos inhibidores 5, que se insertan en la cavidad preparada 40 para recibir los modulos, asi como la electronica de control 41 del bastidor.

■ Mecanica: Aluminio.

■ Conexiones de alimentacion (de 12 Vdc) y telemando 42.

■ Conexiones de salida de radiofrecuencia 44: cuatro salidas de antena mediante conectores TNC.

■ Protocolo de comunicaciones con el telemando: RS-485.

■ Deteccion de modulos inhibidores: deteccion automatica de la presencia de modulos inhibidores 5, su tipo y su posicion dentro del bastidor 4.

■ Electronica de control 41: Unidad de alimentacion para los modulos, el telemando y la electronica del propio bastidor. Deteccion automatica de los modulos 5 instalados, tipo y posicion en el bastidor. Interfaz con el telemando 6. Gestion de la ventilacion forzada.

■ Refrigeracion: La disipacion del calor generado en los modulos 5 la hace directamente el propio bastidor 4, que lleva incorporado el correspondiente disipador 45 integrado en su parte inferior y ventilacion forzada mediante dos ventiladores 43 cuando es preciso. La gestion de entrada de la ventilacion forzada la hace la electronica del propio bastidor.

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En la Figura 1A se muestra tambien la tapa superior 46 para proteger la cavidad 40 de ubicacion de los modulos 5 y la electronica del propio bastidor 41.

La Figura 1B muestra un soporte 7 antivibratorio del bastidor, que soporta al bastidor 4 y permite extraer el bastidor 4 sin necesidad de herramientas. El soporte antivibratorio 7 esta formado por:

- Caja soporte 47, de aluminio, dotada de cuatro rejillas de ventilacion 48 en su parte inferior, dos de ellas para entrada de aire frio desde el exterior y las otras dos para salida de aire caliente desde el disipador 45, todo ello manejado por los ventiladores 43.

- Tres elementos antivibratorios 49 que permiten la amortiguacion en los tres ejes entre el soporte 7 y el bastidor 4.

La Figura 2 muestra una vista frontal de un modulo inhibidor 5. Los modulos inhibidores 5 son los elementos activos del equipo y se encargan de generar las senales de radiofrecuencia que inhiben el funcionamiento de los posibles dispositivos RCIED. En una posible realizacion, mostrada en dichas figuras, se puede observar algunas de sus caracteristicas:

■ Mecanica: Aluminio.

■ Conexiones en el panel frontal 52: Conector Sub-D mixto 51 (de datos, alimentacion y radiofrecuencia) con las siguientes funciones:

- Intercambio de datos con el bastidor 4.

- Alimentacion.

- Salida de RF.

■ Electronica: Ubicada en una unica placa de circuito impreso y formada principalmente por los siguientes elementos:

- Unidad de alimentacion para generar las distintas tensiones necesarias para el funcionamiento del modulo, a partir de la tension principal que le proporciona el bastidor 4.

- Generador de radiofrecuencia, basado en un PLL o DDS, que se encarga de generar las senales necesarias para inhibir de forma eficiente el dispositivo RCIED.

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- Amplificador de radiofrecuencia, basada en tecnologia de estado solido y que se encarga de amplificar las senales del generador hasta obtener niveles de radiofrecuencia adecuados a la proteccion necesaria.

- Senalizacion, unidad encargada de medir los distintos parametros importantes de funcionamiento del modulo y transmitir la informacion a la unidad de control, la cual adopta las decisiones oportunas.

- Unidad de control basada en un microcontrolador con software embebido (firmware), el cual se encarga de coordinar el funcionamiento de todos los bloques anteriores, asi como de las comunicaciones con el telemando y con el ordenador externo cuando se precisa una reprogramacion.

■ Refrigeracion: La disipacion del calor generado en el modulo 5 la hace directamente el propio bastidor 4, que lleva incorporado el correspondiente disipador 45. Para ello la parte inferior del modulo 5 se adosa a la cavidad 40 del bastidor preparada para los modulos, la cual realiza la transferencia de calor al disipador 45 del bastidor 4.

■ Bandas de frecuencia: En una realizacion preferente existen distintos modulos inhibidores que cubren distintas bandas de frecuencias diferentes:

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 25-40 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 130-180 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 200-270 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 300-360 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 400-470 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 790-820 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 845-970 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 1200-1300 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 1500-1600 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 1805-1880 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 2100-2170 Mhz.

- Modulo inhibidor de la banda de frecuencia 2400-2500 Mhz.

Las Figura 3 muestra un telemando 6. El telemando 6 es el elemento que sirve de interface con el usuario/operador del equipo inhibidor. El telemando 6 dispone de un pulsador ON/OFF de encendido/apagado general 61, un indicador de estado general 62 basado en led bicolor, cuatro pulsadores (M1-M4) de encendido/apagado individuales 63 (para el

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encendido y apagado de cada modulo inhibidor 5 de manera individual) y cuatro indicadores de estado de modulos 64, para reflejar el estado de cada modulo inhibidor, basados en led bicolor. Asimismo dispone de un conector 65 Sub-D macho de 9 pins para su conexion al bastidor 4 utilizando un cable adecuado. El temando mostrado en la realizacion de la Figura 3 se puede observar algunas de sus caracteristicas:

- Mecanica: Aluminio.

- Fijacion: Mediante dos solapas 66 integradas en los extremos de la caja.

- Conexiones bidireccionales: Conexion con el bastidor mediante Sub-D de 9

pins.

- Protocolo de comunicaciones con el bastidor: RS-485.

- Firmware: Mediante microcontrolador con software embebido y comunicacion inteligente con el bastidor.

- Controles: pulsador ON/OFF de encendido y apagado general 61 del equipo, temporizado para evitar actuaciones involuntarias. Cuatro pulsadores (M1-M4) para apagado y encendido individual 63 de cada uno de los modulos inhibidores instalados en el bastidor, temporizados para evitar actuaciones involuntarias.

- Indicadores:

Un led bicolor 62 asociado al pulsador de encendido/apagado general 61 del equipo, de la siguiente forma:

- Apagado: Equipo apagado, sin comunicacion o sin alimentacion.

- Naranja: No hay comunicacion con el equipo.

- Verde fijo: Equipo encendido y alimentacion correcta.

- Rojo fijo: Temperatura del equipo por encima del umbral de corte programado. Se detiene la transmision.

Cuatro leds bicolor 64, asociados a cada uno de los cuatro pulsadores individuales 63, que muestran el funcionamiento de cada uno de los cuatro modulos que puede contener el bastidor, de la siguiente forma:

- Apagado: Modulo apagado o no instalado.

- Verde fijo: Funcionamiento correcto.

- Verde intermitente: Potencia de salida baja.

- Rojo fijo: Potencia reflejada muy alta, que supera el umbral de corte. El modulo deja de emitir como autoproteccion.

- Rojo intermitente: Potencia reflejada por encima del umbral de aviso programado. El modulo sigue emitiendo.

Para mejorar la seguridad del equipo inhibidor, cualquiera de los modulos que componen el 5 equipo inhibidor es incapaz de funcionar de forma aislada, sin estar integrado en el bastidor, con el telemando conectado y debidamente programado, por lo que en caso de robo o perdida de un modulo, no se podria utilizar para fines similares por nadie que no disponga previamente de un equipo completo. Ademas, cada modulo que forma parte del equipo, asi como el bastidor, llevan registrado su numero de serie en su firmware, el cual solo se puede 10 programar en fabrica mediante un software especifico, lo que permite un seguimiento del mismo en caso de ausencia voluntaria o por desgaste, del numero de serie fisico que lleva adosado. Tambien, el operador del equipo dispone, en caso de sentirse amenazado, de un protocolo de actuacion sencillo y rapido pero a la vez seguro, que le permite el borrado del firmware del equipo completo, quedando el mismo inutilizado para su uso hasta nueva 15 programacion en fabrica.

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   REIVINDICACIONES

   1. Equipo inhibidor de frecuencias para automoviles, que comprende:

   - un bastidor (4);

   - una pluralidad de modulos inhibidores (5) independientes, cada uno de ellos encargado de emitir una senal de radiofrecuencia inhibidora de una banda de frecuencia diferente,

   - un telemando (6) para el control remoto del equipo inhibidor; caracterizado por que el bastidor (4) comprende:

   una cavidad (40) preparada para alojar los modulos inhibidores (5); un disipador (45) integrado en la parte inferior de la cavidad (40); un sistema de ventilacion forzada formado por al menos un ventilador (43) controlado por una electronica de control (41);

   donde el equipo inhibidor incluye un soporte (7) del bastidor (4) que comprende una caja soporte (47) dotada en su base de rejillas de ventilacion (48) enfrentadas a al menos un ventilador (43) y al disipador (45) del bastidor (4) para permitir la entrada de aire frio desde el exterior y la salida de aire caliente desde el disipador (45) por la accion del sistema de ventilacion forzada del bastidor (4).
2. 2. Equipo inhibidor segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el soporte (7) del bastidor comprende elementos antivibratorios (49) que permiten la amortiguacion en los tres ejes entre el soporte (7) y el bastidor (4).
3. 3. Equipo inhibidor segun la reivindicacion 1, caracterizado por que cada modulo inhibidor (5) dispone de:

   • una unidad de alimentacion;

   • un generador de radiofrecuencia;

   • un amplificador de radiofrecuencia;

   • una unidad de control.
4. 4. Equipo inhibidor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada modulo inhibidor (5) cubre una banda de frecuencias inferior a 150 Mhz.
5. 5. Equipo inhibidor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por

   que el telemando (6) dispone de medios de control (63) selectivo de cada modulo inhibidor (5).
6. 6. Equipo inhibidor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por 5 que el telemando (6) dispone de medios de senalizacion ( 64) del estado de cada modulo inhibidor (6).

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   Fig. 1A

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   Fig. 1B