Система дистанционного контроля и управления солнечным концентраторным модулем

Предлагаемая система относится к гелиотехнике, в частности к средствам управления солнечным концентраторным модулем для получения электрической и тепловой энергии. Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информацией между пунктом контроля и управления и удаленными объектами, на которых установлены солнечные концентраторные модули, путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам. Система дистанционного контроля и управления солнечным концентраторным модулем содержит солнечный концентраторный модуль и два модема, первый из которых размещен на пункте контроля и управления, а второй вместе с солнечным концентраторным модулем размещены на удаленном объекте. Солнечный концентраторный модуль содержит приемник с двухсторонней рабочей поверхностью, цилиндрический концентратор с ветвями, верхнюю кромку приемника, центры окружностей, горизонтальную поверхность, полусферический колпак, герметичную коробку, внутри которой расположены буферная щелочная батарея и второй модем, штыревую приемопередающую антенну и удаленный объект. Каждый модем содержит задающий генератор, источник дискретных сообщений, фазовый манипулятор, первый гетеродин, первый смеситель, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, приемопередающую антенну, второй усилитель мощности, второй гетеродин, второй смеситель, усилитель второй промежуточной частоты, перемножитель, полосовой фильтр, фазовый детектор, усилитель, амплитудный детектор и ключ. 5 ил.

 

Предлагаемая система относится к гелиотехнике, в частности к средствам управления солнечным концентраторным модулем для получения электрической и тепловой энергии.

Известны солнечные модули с концентраторами и системы контроля и управления ими (авт. свид. СССР №1.620.784; патенты РФ №№2.135.909, 2.158.045, 2.172.451, 2.172.903, 2.206.837, 2.353.865, 2.378.655, 2.474.827, 2.488.915, 2.593.598; патенты США №№5.344.497, 6.528.716; Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007, с. 180 и другие).

Из известных систем и устройств наиболее близкой к предлагаемой является «Система дистанционного контроля и управления солнечным концентраторным модулем» (патент РФ №2.593.598, H02S 10/40, 2015), который и выбран в качестве прототипа.

Указанный модуль обеспечивает эффективную работу в течение всего светового дня в стационарном режиме без слежения за солнцем, увеличение концентрации солнечного излучения, а также повышение эффективности использования солнечной энергии в солнечном концентраторном модуле за счет отвода тепла от фотоприемника и использование его в режиме когенерации для производства энергии и тепла.

Следует отметить, что возобновляемые источники энергии (солнечные батареи, ветрогенераторы, микроГЭС) являются основными источниками автономной системы электроснабжения контейнерно-базовых несущих конструкций (КБНК), устанавливаемых и используемых в удаленных районах, в том числе и в районах Крайнего Севера. Контролировать и управлять указанными возобновляемыми источниками энергии целесообразно дистанционно с использованием радиоканала.

Известная система обеспечивает повышение надежности централизованного контроля и управления солнечными концентраторными модулями с помощью дуплексной радиосвязи на двух частотах с использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией. Для этого система содержит солнечный концентраторный модуль и два модема. При этом первый модем установлен на пункте контроля и управления, а второй модем установлен на удаленном объекте вместе с солнечным концентраторным модулем.

Оба модема содержат приемники, построенные по супергетеродинной схеме. В них одно и то же значение второй промежуточной частоты ω_np2 может быть получено при приеме сигналов на следующих частотах: ω₁, ω₂, ω_з1 и ω_з2, то есть

ω_np2=ω₁-ω_г1, ω_np2=ω₁-ω_з1,

ω_np2=ω_г2-ω₂, ω_np2=ω_з2-ω_г2.

Следовательно, если частоты настройки ω₁ и ω₂ принять за основные каналы приема, то наряду с ними будут присутствовать и зеркальные каналы приема, частоты ω_з1 и ω_з2 которых разнесены на удвоенное значение второй промежуточной частоты 2ω_np2 и расположены симметрично (зеркально) относительно частот ω_г1 и ω_г2 гетеродинов (фиг. 5). Преобразование по зеркальным каналам приема происходит с тем же коэффициентом преобразования К_пр, что и по основным каналам приема. Поэтому они наиболее существенно влияют на избирательность и помехоустойчивость приемников модемов.

Кроме зеркальных существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема. Любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении следующих соотношений:

ω_np2=|±mω_кi±nω_г1|,

ω_np2=|±mω_кj±nω_г2|,

где ω_кi и ω_кj - частоты i-гo и j-гo комбинационных каналов приема;

m, n, i, j - целые положительные числа.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующие при взаимодействии частот сигналов со вторыми гармониками частот гетеродинов, так как чувствительность этих каналов близка к чувствительности основных каналов приема.

Так, четырем комбинационным каналам приема при m=1 и n=2 соответствуют частоты:

ω_к1=2ω_г1-ω_пр2, ω_к2=2ω_г1+ω_пр2,

ω_к3=2ω_г2-ω_пр2, ω_к4=2ω_г2+ω_пр2.

где 2ω_г1, 2ω_г2 - вторые гармоники частот гетеродинов.

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информации между пунктом контроля и управления и удаленными объектами (КБНК), на которых установлены солнечные концентраторные модули.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информации между пунктом контроля и управления и удаленными объектами (КБНК), на которых установлены солнечные концентраторные модули, путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.

Поставленная задача решается тем, что система дистанционного контроля и управления солнечным концентраторным модулем, включающая солнечный концентраторный модуль, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, приемник с двухсторонней рабочей поверхностью, установленный в плоскости симметрии между фокальной осью концентратора и поверхностью концентратора, выполненного в виде зеркальных отражателей, при этом приемник установлен в плоскости симметрии цилиндрического концентратора, ветви концентратора в поперечном сечении образованы окружностями радиуса R, равного высоте Н приемника с центрами в точках O₁ и О₂, расположенными по краям приемника в верхней его кромке, фокальные оси ветвей цилиндрического концентратора, проходящие через центры окружностей O₁ и О₂ параллельно верхней кромке приемника, ориентированы в направлении север-юг и наклонены в северном полушарии к плоскости горизонта в южном направлении под углом ϕ=90°-α, где α - широта местности, в южном полушарии фокальные оси наклонены к горизонтальной поверхности в северном направлении под углом ϕ=90°-α, а в экваториальной зоне с широтой от 30° южной широты до 30° северной широты фокальные оси цилиндрического концентратора параллельны горизонтальной поверхности, два модема, первый из которых размещен на пункте контроля и управления, а второй вместе с солнечным концентраторным модулем размещены на удаленном объекте, при этом солнечный концентраторный модуль размещается в герметичной прозрачной полусфере, на которой сверху установлена штыревая приемопередающая антенна, соединенная с коробкой, в которой размещены буферная щелочная батарея и второй модем, каждый модем состоит из последовательно включенных задающего генератора, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений, первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, первого усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второго усилителя мощности, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина и усилителя второй промежуточной частоты, из последовательно включенных перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, полосового фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, а выход является выходом модема, причем первый модем излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω₁=ω_г2=ω_пр1, а принимает на частоте ω₂=ω_г1=ω_пр3, где ω_г1 ω_г2 - частоты первого и второго гетеродинов, ω_пр1 - первая промежуточная частота, ω_пр3 - третья промежуточная частота, частоты гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты ω_г2-ω_г1=ω_пр2, а второй модем, наоборот, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω₂, а принимает на частоте ω₁ отличается от ближайшего аналога тем, что каждый модем снабжен усилителем суммарной частоты, амплитудным детектором и ключом, причем к выходу второго смесителя последовательно подключены усилитель суммарной частоты, амплитудный детектор и ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к первому входу перемножителя, усилитель суммарной частоты первого модема настроен на вторую суммарную частоту ω_∑2, равную сумме частот ω_∑2=ω₂+ω_г2, а усилитель суммарной частоты второго модема настроен на первую суммарную частоту ω_∑1, равную сумме частот ω_∑1=ω_г1+ω₁

Поперечное сечение солнечного концентраторного модуля с двухсторонним приемником и линейным цилиндрическим концентратором с апертурой 120° представлено на фиг. 1. Общий вид герметичной прозрачной полусферы и коробки изображен на фиг. 2. Структурная схема первого модема 16.1 представлена на фиг. 3. Структурная схема второго модема 16.2 представлена на фиг. 4. Частотная диаграмма, иллюстрирующая процесс преобразования сигналов, показана на фиг. 5.

Приемник 1 с двухсторонней рабочей поверхностью 2 и 3 установлен в плоскости симметрии цилиндрического концентратора 5, ветви 6 и 7 которого в поперечном сечении образованы окружностями радиуса R, равного высоте Н приемника 1 с центрами 9 и 10, расположенными по краям приемника в верхней его кромке, при этом фокальные оси ветвей цилиндрического концентратора, проходящие через центры окружностей O₁ и О₂ параллельно верхней кромке 8 приемника, ориентированы в направлении север-юг и наклонены в северном полушарии к плоскости горизонта в южном направлении под углом ϕ=90°-α, где α - широта местности, причем в южном полушарии фокальные оси наклонены к горизонтальной поверхности в северном направлении под углом ϕ=90°-α, а в экваториальной зоне с широтой от 30° южной широты до 30° северной широты фокальные оси цилиндрического концентратора параллельны горизонтальной поверхности 11.

Солнечный концентраторный модуль установлен в герметичном прозрачном полусферическом колпаке 12 на герметичной коробке 13, внутри которой расположены буферная щелочная батарея и второй модем 16.2. Штыревая приемопередающая антенна 25.2 установлена в верхней части полусферы, и вся система закреплена на удаленном объекте 14 (КБНК).

Каждый модем 16.1 (16.2) содержит последовательно включенные задающий генератор 17.1 (17.2), фазовый манипулятор 19.1 (19.2), второй вход которого соединен с выходом источника 18.1 (18.2) дискретных сообщений, первый смеситель 21.1 (21.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 20.1 (20.2), усилитель 22.1 (22.2) первой промежуточной частоты, первый усилитель 23.1 (23.2) мощности, дуплексер 24.1 (24.2), вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 25.1 (25.2), второй усилитель 26.1 (26.2) мощности, второй смеситель 28.1 (28.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 27.1 (27.2), усилитель 29.1 (29.2) второй промежуточной частоты, ключ 35.1 (35.2), второй вход которого через последовательно включенные усилитель 33.1 (33.2) суммарной частоты и амплитудный детектор 34.1 (34.2) соединен с выходом второго смесителя 28.1 (28.2), и перемножитель 30.1 (30.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 20.1 (20.2), полосовой фильтр 31.1 (31.2) и фазовый детектор 32.1 (32.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 27.1 (27.2), а выход является выходом модема 16.1 (16.2).

Система работает следующим образом.

При опросе определенного удаленного объекта (КБНК) и передаче на него команд и сообщений на пункте контроля и управления включается задающий генератор 17.1, который формирует высокочастотное колебание

u_с1(t)=U_с1⋅cos(ω_ct+ϕ_c1), 0≤t≤T_c1,

где U_c1, ω_с, ϕ_c1, T_c1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания, которое поступает на первый вход фазового манипулятора 19.1. На второй вход фазового манипулятора 19.1 с выхода источника 18.1 дискретных сообщений подается модулирующий код M₁(t), который содержит идентификационный номер опрашиваемого удаленного объекта, а также различные команды управлений. На выходе фазового манипулятора 19.1 формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн)

u₁(t)=U₁⋅cos(ω_ct+ϕ_к1(t)+ϕ_c1), 0≤t≤T_c1,

где ϕ_к1(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии модулирующим кодом M₁(t), причем ϕ_к1(t)=const при кτ_э<t<(к+1)τ_э и может изменяться скачком при t=кτ_э, т.е. на границах между элементарными посылками (к=1, 2, …, N-1); τ_э, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T_c1 (T_c1=N⋅τ_э), который поступает на первый вход первого смесителя 21.1, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина

u_г1(t)=U_г1⋅cos(ω_г1t+ϕ_г1).

На выходе смесителя 21.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 22.1 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты

u_пр1(t)=U_пр1⋅cos[ω_пр1t+ϕ_к1(t)+ϕ_пр1], 0≤t≤T_c1,

где

ω_пр1=ω_c+ω_г1 - первая промежуточная (суммарная) частота;

ϕ_пр1=ϕ_c1+ϕ_г1.

Это напряжение после усиления в усилителе 23.1 мощности через дуплексер 24.1 поступает в приемопередающую антенну 25.1, излучается ею в эфир на частоте ω₁=ω_г2=ω_пр1, улавливается приемопередающей антенной 25.2 удаленного опрашиваемого объекта и через дуплексер 24.2 и усилитель 26.2 мощности поступает на первый вход смесителя 28.2.

На второй вход смесителя 28.2 подается напряжение гетеродина 27.2

u_г1(t)=U_г1⋅cos(ω_г1t+ϕ_г1).

На выходе смесителя 28.2 образуются напряжения комбинационных частот.

Усилителем 29.2 второй промежуточной частоты и усилителем 33.2 суммарной частоты выделяются следующие напряжения:

u_пр2(t)=U_пр2⋅cos[ω_пр2t+ϕ_к1(t)+ϕ_пр2],

u_∑1(t)=U_пр2⋅cos[ω_∑1t+ϕ_к1(t)+ϕ_∑1], 0≤t≤T_c1,

где

ω_пр2=ω_пр1-ω_г1 - вторая промежуточная (разностная) частота;

ω_∑1=ω_г1t+ω_пр1 - первая суммарная частота;

ϕ_пр2=ϕ_пр1-ϕ_г1; ϕ_∑1=ϕ_г1+ϕ_пр1.

Напряжение u_пр2(t) выделяется усилителем 29.2 второй промежуточной частоты. Напряжение u_∑1(t) выделяется усилителем 33.2 первой суммарной частоты, детектируется амплитудным детектором 34.2 и подается на управляющий вход ключа 35.2, открывая его. В исходном состоянии ключи 35.1 и 35.2 всегда закрыты.

При этом напряжение u_пр2(t) с выхода усилителя 29.2 второй промежуточной частоты через открытый ключ 35.2 поступает на первый вход перемножителя 30.2, на второй вход последнего подается напряжение гетеродина 20.2

u_г2(t)=U_г2⋅cos(ω_г2t+ϕ_г2).

На выходе перемножителя 30.2 образуется напряжение

u₃(t)=U₃⋅cos[ω_г1t+ϕ_к1(t)+ϕ_г1], 0≤t≤T_c1,где

ω_г1=ω_г2-ω_пр2;

ϕ_г1=ϕ_г2-ϕ_пр2,

которое выделяется полосовым фильтром 31.2 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 32.2. На второй (опорный) вход которого подается напряжение U_г1(t) с выхода гетеродина 27.2 в качестве опорного напряжения. В результате синхронного детектирования на выходе детектора 32.2 образуется низкочастотное напряжение

u_н1(t)=U_н1⋅cosϕ_к1(t), 0≤t≤Т_с,

где

пропорциональное модулирующему коду M₁(t). Это напряжение поступает на выход модема 16.2 на соответствующие исполнительные блоки и устройства и включает второй модем 16.2.

При этом солнечный концентраторный модуль, установленный на удаленном объекте (КБНК), работает следующий образом.

Фотоприемник 1 размером 1,2 м × 2,5 м содержит 8 параллельных секций, в каждой из которых последовательно соединены 36 двусторонних солнечных элементов размером 125×61,25 мм, каждая секция имеет развязывающие диоды (не показаны). Концентратор 5 выполнен из двух ветвей, поперечное сечение представляет собой окружности, равные высоте приемника в верхних его точках. Угловая апертура солнечного концентраторного модуля составляет 120°, геометрический коэффициент концентрации в полдень равен к=1,75. Площадь фотоприемника 3 м³, пиковая электрическая мощность фотоприемника при стандартной освещенности 1 кВт/м² составляет 450 Вт, КПД 15%, пиковая электрическая мощность солнечного концентраторного модуля при оптическом КПД концентратора 0,88 и геометрическом коэффициенте концентрации 1,75 составляет 693 Вт. Солнечный концентраторный модуль с угловой апертурой 120° работает 8 часов в сутки. При этом он подзаряжает буферную щелочную батарею для работы в ночное время. Солнечное излучение попадает на концентратор, отраженное концентрированное излучение приходит на приемник 1 с двухсторонней рабочей поверхностью 2 и 3. Если концентратор 5 установлен стационарно, в первой половине дня работает одна ветвь концентратора, со стороны приемника, во второй половине дня - другая ветвь концентратора и другая сторона приемника. В полуденные часы концентратор обеспечивает освещение двух рабочих поверхностей приемника.

При включении второго модема 16.2 генератором 17.2 формируется высокочастотное колебание

u_c2(t)=U_c2⋅cos((ω_ct+ϕ_с2), 0≤t≤Т_с2,

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 19.2, на второй вход которого подается модулирующий код M₂(t) с выхода источника 18.2 дискретных сообщений, который содержит информацию о параметрах и состоянии солнечного концентраторного модуля. На выходе фазового манипулятора 19.2 формируется сложный ФМн сигнал

u₄(t)=U₄⋅cos[ω_сt+ϕ_к2(t)+ϕ_с2], 0≤t≤T_c2,

где ϕ_к2(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии модулирующим кодом M₂(t), который поступает на первый вход смесителя 21.2, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 20.2

u_г2(t)=U_г2⋅cos(ω_г2t+ϕ_г2).

На выходе смесителя 21.2 образуется напряжение комбинационных частот. Усилителем 22.2 выделяется напряжение третьей промежуточной частоты

u_пр3(t)=U_пр3⋅cos[ω_пр3t+ϕ_к2(t)+ϕ_пр3], 0≤t≤T_c2,

где

ω_пр3=ω_г2-ω_с - третья промежуточная (разностная) частота;

ϕ_пр3=ϕ_г2-ϕ_с2.

Это напряжение после усиления в усилителе 23.2 мощности через дуплексер 24.2 поступает в приемопередающую антенну 25.2, излучается ею в эфир на частотеω₂=ω_г1=ω_пр3, улавливается приемопередающей антенной 25.1 пункта контроля и управления и через дуплексер 24.1 и усилитель 26.1 мощности поступает на первый вход смесителя 28.1, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 27.1

u_г2(t)=U_г2⋅cos(ω_г2t+ϕ_г2).

На выходе смесителя 28.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 29.1 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты

u_пр4(t)=U_пр4⋅cos[ω_пр2t+ϕ_к2(t)+ϕ_пр4], 0≤t≤T_c2,

где

ω_пр2=ω_г2-ω_пр3 - вторая промежуточная (разностная) частота;

ϕ_пр4=ϕ_пр3-ϕ_г2.,

которое поступает на первый вход перемножителя 30.1, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 20.1

u_г1(t)=U_г1⋅cos(ω_г1t+ϕ_г1).

На выходе перемножителя 30.1 образуется напряжение

u₅(t)=U₅⋅cos[ω_г2t+ϕ_к2(t)+ϕ_г2], 0≤t≤T_c2,

где

ω_г2=ω_пр2+ω_г1

которое выделяется полосовым фильтром 31.1 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 32.1. На второй вход (опорный) фазового детектора 32.1 подается напряжение u_г2(t) гетеродина 27.1, в результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 32.1 образуется низкочастотное напряжение

u_н2(t)=U_н2⋅cosϕ_к2(t), 0≤t≤Т_с2,

где

пропорциональное модулирующему коду M₂(t).

Это напряжение поступает на выход модема 16.1, например, на вход блока регистрации и анализа.

Описанная выше работа модемов 16.1 и 16.2 соответствует случаю приема полезных ФМн сигналов по основным каналам на частотах ω₁ и ω₂.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому зеркальному каналу на частоте ω_з1

u_з1(t)=U_з1⋅cos(ω_з1t+ϕ_з1), 0≤t≤T_з1

то на выходе смесителя 28.2 образуются следующие напряжения:

u_пр5(t)=U_пр5⋅cos(ω_пр2t+ϕ_пр5),

u_∑3(t)=U_пр5⋅cos(ω_∑3t+ϕ_∑3), 0≤t≤T_з1

где

ω_пр2=ω_г1-ω_з1 - вторая промежуточная (разностная) частота;

ω_∑1=ω_з1t+ω_г1 - третья суммарная частота;

ϕ_пр5=ϕ_г1-ϕ_з1; ϕ_∑3=ϕ_з1+ϕ_г1.

Напряжение u_пр5(t) выделяется усилителем 29.2 второй промежуточной частоты. Так как частота настройки ω_н2 усилителя 33.2 суммарной частоты выбирается равной ω_н2=ω_∑2=ω_г2+ω_пр3, то напряжение u_∑3(t) не попадает в полосу пропускания усилителя 33.2 суммарной частоты, ключ 35.2 не открывается и ложный сигнал (помеха) u_з1(t), принимаемый по первому зеркальному каналу на частоте ω_з1, подавляется.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму зеркальному каналу на частоте ω_з2

u_з2(t)=U_з2⋅cos(ω_з2t+ϕ_з2), 0≤t≤T_з2,

то на выходе смесителя 28.1 образуются следующие напряжения:

u_пр6(t)=U_пр6⋅cos(ω_пр2t+ϕ_пр6),

u_∑4(t)=U_пр6⋅cos(ω_∑4t+ϕ_∑4), 0≤t≤T_з2,

где

ω_пр2=ω_з2-ω_г2 - вторая промежуточная (разностная) частота;

ω_∑4=ω_г2t+ω_з2 - четвертая суммарная частота;

ϕ_пр6=ϕ_з2-ϕ_г2; ϕ_∑4=ϕ_г2+ϕ_з2.

Напряжение u_пр6(t) выделяется усилителем 29.1 второй промежуточной частоты. Так как частота настройки ω_н1 усилителя 33.1 суммарной частоты выбирается равной ω_н1=ω_г1+ω_пр1, то напряжение u_∑4(t) не попадает в полосу пропускания усилителя 33.1 суммарной частоты, ключ 35.1 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму зеркальному каналу на частоте ω_з2, подавляется.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по комбинационным каналам на частотах ω_к1, ω_к2, ω_к3 и ω_к4.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, основано на использовании метода суммарной частоты.

Следует отметить, что смесители, входящие в состав приемников модемов 16.1 и 16.2, представляют собой перемножители и при работе на линейном участке вольт-амперной характеристике реализуют следующую тригонометрическую формулу:

Следовательно, на выходе смесителей образуются напряжения разностной (промежуточной) частоты и суммарной частоты. Как правило, используется только напряжение разностной (промежуточной) частоты.

В предлагаемом техническом решении используется и напряжение суммарной частоты для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам. Метод суммарной частоты обеспечивает уверенный обмен дискретной информацией между пунктом контроля и управления и удаленными объектами (КБНК) путем установления дуплексной радиосвязи только на двух частотах ω₁ и ω₂ с использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Указанные сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность сложных ФМн сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных ФМн сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.

Следовательно, использование сложных ФМн сигналов позволяет осуществлять уверенный обмен дискретной информации между пунктом контроля и управления и удаленными объектами (КБНК), на которых установлены солнечные концентраторные модули.

Для защиты от воздействия окружающей внешней среды солнечный концентраторный модуль установлен в герметичном прозрачном полусферическом колпаке на герметичной коробке, внутри которой расположены буферная щелочная батарея и второй модем. Указанное устройство может выполнять роль и антивандального устройства.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информации между пунктом контроля и управления и удаленными объектами (КБНК), устанавливаемыми и используемыми в удаленных районах, в том числе и в районах Крайнего Севера, на которых размещены солнечные концентраторные модули. Это достигается за счет подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, с помощью схемной конструкции, реализующей метод суммарной частоты.

Система дистанционного контроля и управления солнечным концентраторным модулем, включающая солнечный концентраторный модуль, содержащий приемник с двухсторонней рабочей поверхностью, установленный в плоскости симметрии между фокальной осью концентратора и поверхностью концентратора, выполненного в виде зеркальных отражателей, при этом приемник установлен в плоскости симметрии цилиндрического концентратора, ветви концентратора в поперечном сечении образованы окружностями радиуса R, равного высоте Н приемника, с центром в точках O₁ и O₂, расположенными по краям приемника в верхней его кромке, фокальные оси ветвей цилиндрического концентратора, проходящие через центры окружностей O₁ и O₂ параллельно верхней кромке приемника, ориентированы в направлении север-юг и наклонены в северном полушарии к плоскости горизонта в южном направлении под углом ϕ=90°-α, где α - широта местности, в южном полушарии фокальные оси наклонены к горизонтальной поверхности в северном направлении под углом ϕ=90°-α, а в экваториальной зоне с широтой от 30° южной широты до 30° северной широты фокальные оси цилиндрического концентратора параллельны горизонтальной поверхности, два модема, первый из которых размещен на пунктах контроля и управления, а второй вместе с солнечным концентраторным модулем размещен на удаленном объекте, при этом солнечный концентраторный модуль размещается в герметичной прозрачной полусфере, на которой сверху установлена штыревая приемопередающая антенна, соединенная с коробкой, в которой размещены буферная щелочная батарея и второй модем, каждый модем состоит из последовательно включенных задающего генератора, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений, первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, первого усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второго усилителя мощности, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина и усилителя второй промежуточной частоты, из последовательно включенных перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, полосового фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, а выход является выходом модема, причем первый модем излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω₁=ω_г2=ω_пр1, а принимает на частоте ω₂=ω_г1=ω_пр3, где ω_г1, ω_г2 - частоты первого и второго гетеродинов, ω_пр1 - первая промежуточная частота, ω_пр3 - третья промежуточная частота, частоты гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты ω_г2-ω_г1=ω_пр2, а второй модем, наоборот, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω₂, а принимает на частоте ω₁, отличающаяся тем, что каждый модем снабжен усилителем суммарной частоты, амплитудным детектором и ключом, причем к выходу второго смесителя последовательно подключены усилитель суммарной частоты, амплитудный детектор и ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к первому входу перемножителя, усилитель суммарной частоты первого модема настроен на вторую суммарную частоту ω_∑2, равную сумме частот ω_∑2=ω₂+ω_г2, а усилитель суммарной частоты второго модема настроен на первую суммарную частоту ω_∑1, равную сумме частот ω_∑1=ω_г1+ω₁.