RU2213999C2 - Устройство обнаружения противотранспортных мин - Google Patents
Устройство обнаружения противотранспортных мин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213999C2 RU2213999C2 RU2001119571/09A RU2001119571A RU2213999C2 RU 2213999 C2 RU2213999 C2 RU 2213999C2 RU 2001119571/09 A RU2001119571/09 A RU 2001119571/09A RU 2001119571 A RU2001119571 A RU 2001119571A RU 2213999 C2 RU2213999 C2 RU 2213999C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- phase
- amplifier
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N flavin mononucleotide Chemical group OP(=O)(O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 5
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технических средств борьбы с терроризмом и может быть использовано для предотвращения подрыва механических транспортных средств (автомобилей) путем заблаговременного выявления установленных на них противотранспортных мин. Технический результат - повышение оперативности и достоверности обнаружения и определения местоположения заминированного транспортного средства. Это достигается с помощью радиоканала, по которому тревожная информация с помощью фазоманипулированного сигнала передается в пункт контроля, где определяются технические и паспортные данные заминированного транспортного средства, осуществляется его пеленгация и определяются дальность и местоположение. Указанные сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию, позволяющую разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени. 3 ил.
Description
Устройство относится к области технических средств борьбы с терроризмом и может быть использовано для предотвращения подрыва механических транспортных средств (автомобилей) путем заблаговременного выявления установленных на них противотранспортных мин.
Существующие армейские и коммерческие миноискатели не могут обнаружить мины и взрывные устройства на фоне помех от близко расположенного металлического корпуса механического транспортного средства [1].
Известно оптическое устройство для осмотра днища автомобиля фирмы "Ален" (Великобритания). Оно представляет собой зеркальце на телескопической штанге. Однако его применение очень трудоемко и требует квалификации оператора. Кроме того, во время сравнительно длительного осмотра днища автомобиля оператор может быть уничтожен при наличии канала дистанционного управления подрывом противотранспортной мины.
Прибор "Талос" фирмы "Биолют" (Великобритания) обеспечивает обнаружение противотранспортных мин, имеющих магнитные крепления, т.е. мин-прилипалок. Но далеко не все противотранспортные мины и взрывные устройства имеют магнитные крепления. Здесь возможно применение жгутов, клея, зацепов в виде крючков и штырей. Анализ криминальной хроники в газетах и на телевидении подтверждает это [1-3]. Особенно применение магнитов для крепления мин затруднено в зимних условиях, когда на днище автомобиля может быть толстый слой льда с грязью, препятствующий "прилипанию" магнитной мины.
Известен также новейший малогабаритный СВЧ датчик (так называемый микроволновый датчик) охранной сигнализации FCCID (Тайвань, 1997 г. изготовления), использующий эффект Доплера. Он срабатывает при внесении любого предмета в охраняемую зону (в небольшое помещение, салон автомобиля и т.д.). СВЧ датчик размещен в малогабаритном радиопрозрачном пластмассовом корпусе. Его схема включает в себя генератор, приемно-индикаторное устройство и вибраторную полосковую антенну. Ток потребления 12 мА, напряжение питания 12 В. Эксперименты показали, что максимальный радиус зоны обнаружения для миноподобного объекта составляет несколько метров, что в общем достаточно.
Недостатками доплеровского микроволнового датчика являются:
- большое число ложных срабатываний;
- возникновение в отдельных случаях под неровным днищем автомобиля "нулевых" зон, то есть зон пропуска объектов поиска;
- подверженность мешающему (экранирующему) воздействию слоя полупроводящей среды (льда, грязи и т.п.).
- большое число ложных срабатываний;
- возникновение в отдельных случаях под неровным днищем автомобиля "нулевых" зон, то есть зон пропуска объектов поиска;
- подверженность мешающему (экранирующему) воздействию слоя полупроводящей среды (льда, грязи и т.п.).
Причем для устранения "нулевых" зон требуется увеличивать чувствительность СВЧ датчика. Но при этом резко возрастает число ложных срабатываний от внешних электромагнитных полей, близко проходящих у автомобиля пешеходов и т. д. Все это приводит к снижению безопасности эксплуатации механических транспортных средств (автомобилей).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является "Устройство обнаружения противотранспортных мин" (патент РФ 2.124.758, МКИ G 08 В 13/14, 1997), которое и выбрано в качестве прототипа.
Данное устройство обеспечивает повышение безопасности эксплуатации механических транспортных средств путем заблаговременного надежного обнаружения установленных террористами противотранспортных мин при минимальном числе ложных срабатываний.
Для этого в устройство обнаружения противотранспортных мин, содержащее доплеровский СВЧ электромагнитный датчик, состоящий из генератора, приемно-индикаторного устройства и антенны, дополнительно введен инфранизкочастотный сейсмический датчик вертикальных колебаний корпуса транспортного средства, механически жестко соединенного с его корпусом, а также переключаемая логическая схема И-ИЛИ, управляемый радиопередатчик и автономное радиоприемное устройство, при этом выходы доплеровского СВЧ и сейсмического датчиков подключены ко входам логической системы И-ИЛИ, выход которой подсоединен к управляющему входу радиопередатчика. Причем для уменьшения числа ложных срабатываний и снижения экранирующего влияния слоя полупроводящей среды антенна доплеровского СВЧ датчика выполнена из коаксиальных передающего и приемных кабелей с перфорационными отверстиями, работающих на принципе "вытекающих волн" и нагруженных на активные сопротивления, равные по величине их волновому сопротивлению, при этом передающий коаксиальный кабель прикреплен к металлическому днищу транспортного средства по его внешнему периметру, а приемный коаксиальный кабель прикреплен внутри к днищу вдоль передающего кабеля на расстоянии от него от 0,1 до 0,3 м. Величина данного расстояния обусловлена характерными размерами взрывчатого устройства (ВУ) от 0,1 до 0,3 м, а также рабочей длиной волны, находящейся в дециметровом диапазоне.
Введение сейсмического датчика совместно с логической схемой, работающей в режиме И, резко снижает число ложных срабатываний, так как срабатывание всего устройства обнаружения происходит только при одновременном срабатывании обоих каналов (СВЧ электромагнитного и сейсмического). При этом СВЧ электромагнитный датчик срабатывает за счет микроволнового поля от устанавливаемого ВУ, а сейсмический - из-за возникновения механических колебаний в корпусе автомобиля при закреплении ВУ к его днищу. Вероятность же одновременного возникновения помех по обоим каналам, действующим на разных физических принципах (от проезжающего транспорта, проходящих вблизи пешеходов, эфирных помех и т.п.), весьма мала.
Применение коаксиальных кабелей с отверстиями в оплетке в качестве передающей и приемной антенн для СВЧ доплеровского датчика позволяет:
- локализовать зону обнаружения в пространстве между этими кабелями и резко снизить этим число ложных срабатываний от более удаленных движущихся объектов;
- уменьшить экранирующее влияние слоя полупроводящей среды (льда, грязи, снега), образующейся на днище автомобиля, на процесс обнаружения противотранспортных мин.
- локализовать зону обнаружения в пространстве между этими кабелями и резко снизить этим число ложных срабатываний от более удаленных движущихся объектов;
- уменьшить экранирующее влияние слоя полупроводящей среды (льда, грязи, снега), образующейся на днище автомобиля, на процесс обнаружения противотранспортных мин.
Подобные коаксиальные кабели устойчиво работают в качестве связных антенн в толще полупроводящей среды [4]. В данном устройстве они используются в качестве "рецепторов" СВЧ датчика, а нагружение их на активные сопротивления, равные по величине волновому, позволяет создать равномерный режим "бегущей волны" и устранить интерференционные "нулевые" зоны обнаружения этого датчика.
В указанное устройство также введен управляемый радиопередатчик, при этом его управляющий вход подключен к выходу логической схемы И-ИЛИ. Информация о состоянии контролируемого транспортного средства (то есть, заминировано оно или нет) с радиопередатчика передается на автономный радиоприемник, входящий в комплект указанного устройства. Введение данного дистанционного канала съема информации обеспечивает повышение безопасности, так как не исключен подрыв ВУ террористом при подходе водителя (или VIP персоны) к транспортному средству.
Наличие переключения режима работы логической схемы И-ИЛИ позволяет дискретно регулировать общую чувствительность и помехоустойчивость всего устройства - в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Эти требования взаимно противоречивы [5]. Основной режим И обеспечивает минимальное число ложных срабатываний в сложных условиях эксплуатации при интенсивном воздействии различных помех, а режим ИЛИ - наивысшую вероятность обнаружения ВУ (практически близкую к единице), но при минимальном уровне помех (что бывает в отдельных редких случаях).
Однако данное устройство обеспечивает предупреждение по радиоканалу только водителя на безопасном расстоянии (на практике не менее 50-70 м).
Но в ряде случаев террористы минируют транспортные средства не только для подрыва водителей, но и для уничтожения других людей, разрушения зданий, объектов и для других криминальных целей.
Поэтому весьма важной задачей является оперативное и достоверное обнаружение и определение местоположения заминированного транспортного средства с последующим его обезвреживанием.
Технической задачей изобретения является повышение оперативности и достоверности обнаружения и определения местоположения заминированного транспортного средства.
Поставленная задача решается тем, что устройство обнаружения противотранспортных мин, содержащее доплеровский СВЧ датчик, состоящий из генератора, приемно-индикаторного устройства и антенны, инфранизкочастотный сейсмический датчик вертикальных колебаний корпуса транспортного средства, механически жестко соединенного с его корпусом, переключаемую логическую схему И-ИЛИ, управляемый радиопередатчик и автономное радиоприемное устройство, при этом выходы доплеровского СВЧ и сейсмического датчиков подключены ко входам логической схемы И-ИЛИ, выход которой подсоединен к управляющему входу радиопередатчика, антенна доплеровского СВЧ датчика выполнена из коаксиальных передающего и приемного кабелей с перфорационными отверстиями, работающих на принципе "вытекающих волн" и нагруженных на активные сопротивления, равные по величине их волновому сопротивлению, передающий коаксиальный кабель прикреплен к металлическому днищу транспортного средства по его внешнему периметру, а приемный коаксиальный кабель прикреплен внутри к днищу вдоль передающего кабеля на расстоянии от него от 0,1 до 0,3 м, снабжено пунктом контроля, причем радиопередатчик выполнен в виде последовательно включенных генератора высокой частоты, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, усилителя мощности и передающей антенны, радиоприемное устройство выполнено в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, фильтра нижних частот и блока индикации, пункт контроля содержит измерительный канал и два пеленгационных канала, измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилителя промежуточной частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и фильтра нижних частот, каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, узкополосного фильтра и фазометра, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, к выходу первого фазометра последовательно подключены третий фазометр, второй вход которого соединен с выходом второго фазометра, вычислительный блок и блок регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами фильтра нижних частот, первого и второго фазометров соответственно, приемные антенны пункта контроля расположены на одной линии и ими образованы две измерительные базы d и 2d, между которыми установлено неравенство
d/λ<1/2≤2d/λ,
где λ - длина волны,
меньшей базой d образована грубая, но однозначная шкала отсчета азимута, а большей базой 2d образована точная, но неоднозначная шкала отсчета азимута.
d/λ<1/2≤2d/λ,
где λ - длина волны,
меньшей базой d образована грубая, но однозначная шкала отсчета азимута, а большей базой 2d образована точная, но неоднозначная шкала отсчета азимута.
Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, изображены на фиг.2. Взаимное расположение приемных антенн пункта контроля 19 и заминированного транспортного средства Тс показано на фиг.3.
Устройство содержит доплеровский СВЧ датчик 1, включающий антенну 2, инфранизкочастотный сейсмический датчик вертикальных колебаний корпуса транспортного средства 3, механически жестко соединенного с его корпусом, переключаемую логическую схему И-ИЛИ 4, управляемый радиопредатчик 5, автономное радиоприемное устройство 6 и пункт контроля 19. Выходы доплеровского СВЧ и сейсмического датчиков 1 и 3 подключены ко входам логической схемы 4, выход которой подсоединен к управляющему входу радиопередатчика 5.
Радиопередатчик 5 выполнен в виде последовательно включенных генератора 7 высокой частоты, фазового манипулятора 9, второй вход которого соединен с выходом генератора 8 модулирующего кода, усилителя 10 мощности и передающей антенны 11.
Радиоприемное устройство 6 выполнено в виде последовательно включенных приемной антенны 12, усилителя 13 высокой частоты, первого перемножителя 14, второй вход которого соединен с выходом фильтра 17 нижних частот, узкополосного фильтра 16, второго перемножителя 15, второй вход которого соединен с выходом усилителя 13 высокой частоты, фильтра 17 нижних частот и блока 18 индикации.
Пункт контроля 19 содержит измерительный канал и два пеленгационных канала. Измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 20, усилителя 23 высокой частоты, смесителя 27, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 26, усилителя 28 промежуточной частоты, первого перемножителя 29, второй вход которого соединен с выходом фильтра 32 нижних частот, узкополосного фильтра 31, второго перемножителя 30, второй вход которого соединен с выходом усилителя 28 промежуточной частоты, и фильтра 32 нижних частот.
Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 21 (22), усилителя 24 (25) высокой частоты, перемножителя 33 (34), второй вход которого соединен с выходом усилителя 28 промежуточной частоты, узкополосного фильтра 35 (36) и фазометра 37 (38), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 26.
К выходу первого фазометра 37 последовательно подключены третий фазометр 39, второй вход которого соединен с выходом второго фазометра 38, вычислительный блок 40 и блок 41 регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами фильтра 32 нижних частот, первого 37 и второго 38 фазометров соответственно.
Причем приемные антенны 20, 21 и 22 пункта контроля 19 расположены на одной линии, ими образованы две измерительные базы d и 2d, между которыми установлено неравенство
d/λ<1/2≤2d/λ,
где λ - длина волны;
при этом меньшей базой d образована грубая, но однозначная шкала отсчета азимута, а большей базой 2d образована точная, но неоднозначная шкала отсчета азимута.
d/λ<1/2≤2d/λ,
где λ - длина волны;
при этом меньшей базой d образована грубая, но однозначная шкала отсчета азимута, а большей базой 2d образована точная, но неоднозначная шкала отсчета азимута.
Устройство работает следующим образом.
При внесении террористом взрывного устройства под днище автомобиля срабатывает доплеровский СВЧ датчик 1, а при прикреплении взрывного устройства к его днищу - и сейсмический датчик 3. Их практически одновременное или близкое по времени срабатывание регистрируется логической схемой И-ИЛИ 4, работающей в режиме И и включающей радиопередатчик 5.
После включения радиопередатчика 5 высокочастотное колебание (фиг.2, а)
Uc(t)=Vс•сos(Wc•t+φc), 0≤t≤Тc,
где Vc, Wc, φc, Тс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания, с выхода генератора 7 высокой частоты поступает на первый вход фазового манипулятора 9, на второй вход которого подается модулирующий код M(t) (фиг. 2, б) с выхода генератора 8 модулирующего кода. Причем модулирующий код M(t) содержит в цифровом виде все основные сведения о государственном номере транспортного средства, цвете, его владельце и другие технические и паспортные данные. В результате фазовой манипуляции на выходе фазового манипулятора 9 образуется фазоманипулированный (ФМН) сигнал (фиг.2, в)
Uic(t)=Vc•сos[Wc•t+φк(t)+φc], 0≤t≤Тс,
где φк(t) = {0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φк(t)= const при кτэ<t<(K+1)τэ и может изменяться скачком при t = Kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (К=1, 2,..., N-1);
τэ, Ν - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс (Tc = Nτэ).
Этот сигнал после усиления в усилителе 10 мощности излучается передающей антенной 11 в эфир, а затем улавливается приемным устройством 6 и пунктом контроля 19.
Uc(t)=Vс•сos(Wc•t+φc), 0≤t≤Тc,
где Vc, Wc, φc, Тс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания, с выхода генератора 7 высокой частоты поступает на первый вход фазового манипулятора 9, на второй вход которого подается модулирующий код M(t) (фиг. 2, б) с выхода генератора 8 модулирующего кода. Причем модулирующий код M(t) содержит в цифровом виде все основные сведения о государственном номере транспортного средства, цвете, его владельце и другие технические и паспортные данные. В результате фазовой манипуляции на выходе фазового манипулятора 9 образуется фазоманипулированный (ФМН) сигнал (фиг.2, в)
Uic(t)=Vc•сos[Wc•t+φк(t)+φc], 0≤t≤Тс,
где φк(t) = {0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φк(t)= const при кτэ<t<(K+1)τэ и может изменяться скачком при t = Kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (К=1, 2,..., N-1);
τэ, Ν - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс (Tc = Nτэ).
Этот сигнал после усиления в усилителе 10 мощности излучается передающей антенной 11 в эфир, а затем улавливается приемным устройством 6 и пунктом контроля 19.
Сложные ФМН-сигналы с нестабильной несущей частотой принимаются на три антенны 20, 21 и 22 пункта контроля 19, расположенные на одной линии и образующие две измерительные базы d и 2d:
U1(t) = V1•cos[(Wc±ΔW)•t+φк(t)+φ1];
U2(t) = V2•cos[(Wc±ΔW)•t+φк(t)+φ2];
U3(t) = V3•cos[(Wc±ΔW)•t+φк(t)+φ3], 0≤t≤Тc,
где V1, V2, V3 - амплитуды сигналов;
±ΔW - нестабильность несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами, в том числе и эффектом Доплера, при движении заминированного транспортного средства,
и выделяются усилителями 23, 24 и 25 соответственно.
U1(t) = V1•cos[(Wc±ΔW)•t+φк(t)+φ1];
U2(t) = V2•cos[(Wc±ΔW)•t+φк(t)+φ2];
U3(t) = V3•cos[(Wc±ΔW)•t+φк(t)+φ3], 0≤t≤Тc,
где V1, V2, V3 - амплитуды сигналов;
±ΔW - нестабильность несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами, в том числе и эффектом Доплера, при движении заминированного транспортного средства,
и выделяются усилителями 23, 24 и 25 соответственно.
Сложный ФМН-сигнал U1(t) с выходом усилителя 23 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 27, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 26
Uг(t)=Vг•сos(Wг•t+φг), 0≤t≤Tc,
где Vг, Wг, φг - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.
Uг(t)=Vг•сos(Wг•t+φг), 0≤t≤Tc,
где Vг, Wг, φг - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.
На выходе смесителя 27 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 28 выделяется напряжение промежуточной частоты (фиг.2, г)
Uпр(t) = Vпp•cos[(Wпp±ΔW)•t+φк(t)+φпp], 0≤t≤Тc,
где Vпр=1/2 K1•V1•Vг;
K1 - коэффициент передачи смесителя;
Wпр=Wс-Wг - промежуточная (разностная) частота;
φпp = φc-φг;
которое поступает на первые входы перемножителей 29 и 30. На второй вход перемножителя 30 с выхода узкополосного фильтра 31 подается опорное напряжение (фиг.2, д)
U02(t)=V01•сos[(Wпр±ΔW)•t+φпр].
Uпр(t) = Vпp•cos[(Wпp±ΔW)•t+φк(t)+φпp], 0≤t≤Тc,
где Vпр=1/2 K1•V1•Vг;
K1 - коэффициент передачи смесителя;
Wпр=Wс-Wг - промежуточная (разностная) частота;
φпp = φc-φг;
которое поступает на первые входы перемножителей 29 и 30. На второй вход перемножителя 30 с выхода узкополосного фильтра 31 подается опорное напряжение (фиг.2, д)
U02(t)=V01•сos[(Wпр±ΔW)•t+φпр].
В результате перемножения образуется результирующее напряжение
0≤t≤Tc,
где VΣ1 = 1/2K2•Vпp•V01;
К2 - коэффициент передачи смесителей;
Аналог моделирующего кода M(t) (фиг.2, е)
UH1(t) = VΕ1•cosφк(t),
выделяется фильтром 32 нижних частот и подается на соответствующий вход блока 41 регистрации и на второй вход перемножителя 29, на выходе которого образуется гармоническое напряжение
U01(t) = V01•cos[(Wпp±ΔW)•t+φпp],
где V01 = 1/2K2•Vпp•VΣ1
Данное напряжение выделяется узкополосным фильтром 31 и подается на второй вход перемножителя 30.
где VΣ1 = 1/2K2•Vпp•V01;
К2 - коэффициент передачи смесителей;
Аналог моделирующего кода M(t) (фиг.2, е)
UH1(t) = VΕ1•cosφк(t),
выделяется фильтром 32 нижних частот и подается на соответствующий вход блока 41 регистрации и на второй вход перемножителя 29, на выходе которого образуется гармоническое напряжение
U01(t) = V01•cos[(Wпp±ΔW)•t+φпp],
где V01 = 1/2K2•Vпp•VΣ1
Данное напряжение выделяется узкополосным фильтром 31 и подается на второй вход перемножителя 30.
Следует отметить, что последовательно включенные перемножитель 30 и фильтр 32 нижних частот образуют фазовый детектор, необходимый для синхронного детектирования ФМН-сигнала. Для работы фазового детектора требуется опорное напряжение, имеющее постоянную начальную фазу и частоту, равную частоте детектируемого ФМН-сигнала. Наибольшее распространение нашел метод выделения опорного напряжения непосредственно из самого ФМН-сигнала. Для реализации этого метода разработан ряд интересных и оригинальных устройств (например, схемы А.А. Пистолькорса, В.И. Сидорова, Д.Ф. Костаса, Г.А. Травина и др.). Однако указанным устройствам присуще явление "обратной работы", которое делает невозможным достоверное выделение аналога модулирующего кода из принимаемого ФМН-сигнала.
Предлагаемый универсальный фазовый демодулятор, состоящий из перемножителей 29, 30, узкополосного фильтра 31 и фильтра 32 нижних частот, свободен от явления "обратной работы".
Напряжение промежуточной частоты Uпр(t) (фиг.2, е) с выхода усилителя 28 промежуточной частоты одновременно подается на вторые входы перемножителей 33 и 34 первого и второго пеленгационных каналов, на первые входы которых поступают принимаемые ФМН-сигналы V2(t) и U3(t) с выходов усилителей 24 и 25 высокой частоты соответственно. На выходе перемножителей образуются гармонические напряжения:
U4(t) = V4•cos(Wг•t+φг+Δφ1);
U5(t) = V5•cos(Wг•t+φг+Δφ2), 0≤t≤Tc,
где V4=1/2 K2•V2•Vпр; V5=1/2 K2•V3•Vпр;
Δφ1 = φ2-φ1 = 2π•d/λ•sinβ2;
Δφ2 = φ3-φ1 = 2π•2d/λ•sinβ3,
где d, 2d - измерительные базы;
β2, β3 - угловые координаты (азимуты) источника излучения (транспортного средства),
которые выделяются узкополосными фильтрами 35 и 36 и поступают на первые входы фазометров 37 и 38 соответственно, на вторые входы которых подается напряжение Uг(t) гетеродина 26. Измеренные фазометрами 37 и 38 фазовые сдвиги Δφ1 и Δφ2 регистрируются блоком 41 регистрации и одновременно поступают на два входа фазометра 39. Последний измеряет разность разностей фаз
Δ(Δφ1-Δφ2) = 2π•d/λ•(sinβ2-sinβ3),
которая поступает в вычислительный блок 40, где косвенным образом определяется дальность D до источника излучения сложного ФМН-сигнала (заминированного транспортного средства).
U4(t) = V4•cos(Wг•t+φг+Δφ1);
U5(t) = V5•cos(Wг•t+φг+Δφ2), 0≤t≤Tc,
где V4=1/2 K2•V2•Vпр; V5=1/2 K2•V3•Vпр;
Δφ1 = φ2-φ1 = 2π•d/λ•sinβ2;
Δφ2 = φ3-φ1 = 2π•2d/λ•sinβ3,
где d, 2d - измерительные базы;
β2, β3 - угловые координаты (азимуты) источника излучения (транспортного средства),
которые выделяются узкополосными фильтрами 35 и 36 и поступают на первые входы фазометров 37 и 38 соответственно, на вторые входы которых подается напряжение Uг(t) гетеродина 26. Измеренные фазометрами 37 и 38 фазовые сдвиги Δφ1 и Δφ2 регистрируются блоком 41 регистрации и одновременно поступают на два входа фазометра 39. Последний измеряет разность разностей фаз
Δ(Δφ1-Δφ2) = 2π•d/λ•(sinβ2-sinβ3),
которая поступает в вычислительный блок 40, где косвенным образом определяется дальность D до источника излучения сложного ФМН-сигнала (заминированного транспортного средства).
Действительно, если выразить sinβ2 и sinβ3 через стороны прямоугольных треугольников 2020' TC, 2121' TC, 2222' TC, то получим
где D - дальность до источника излучения ФМН-сигнала.
где D - дальность до источника излучения ФМН-сигнала.
Выше приведенные выражения можно записать в приближенном виде:
Значение разности разностей фаз в приближенном виде можно представить следующим образом:
.
Значение разности разностей фаз в приближенном виде можно представить следующим образом:
Искомая дальность D до источника излучения ФМН-сигнала оценивается в вычислительном блоке 40 по следующей формуле:
По измеренным значениям азимута β1 и дальности D определяется местоположение
источника излучения ФМН-сигнала (заминированного транспортного средства).
По измеренным значениям азимута β1 и дальности D определяется местоположение
источника излучения ФМН-сигнала (заминированного транспортного средства).
Получив тревожную информацию на пункте контроля о заминировании транспортного средства, его местоположении, технические и паспортные данные, органы по борьбе с терроризмом оперативно принимают соответствующие меры по оцеплению, осмотру и разминированию опасного автомобиля с использованием специальных средств соответствующими специалистами [1].
Получает сигнал тревоги и водитель. При подходе к автомобилю водитель на безопасном расстоянии (на практике не менее 50-70 м) включает автономное радиоприемное устройство 6, которое осуществляет прием ФМН-сигнала (фиг.2, ж)
U6(t) = V6•cos[(Wc±ΔW)•t+φк(t)+φc], 0≤t≤Тc
и выделение его усилителем 13 высокой частоты.
U6(t) = V6•cos[(Wc±ΔW)•t+φк(t)+φc], 0≤t≤Тc
и выделение его усилителем 13 высокой частоты.
Данный сигнал с выхода усилителя 13 высокой частоты поступает на первые входы перемножителей 14 и 15. На второй вход перемножителя 15 с выхода узкополосного фильтра 16 подается опорное напряжение (фиг.2, з)
U02(t)=V02•сos[(Wc±ΔW)•t+φс].
U02(t)=V02•сos[(Wc±ΔW)•t+φс].
В результате перемножения образуется результирующее напряжение
0≤t≤Tc,
где VΣ2 = 1/2K2•Vc•V02
Аналог моделирующего кода M(t) (фиг.2, и)
UH2(t) = VΣ2•cosφк(t)
выделяется фильтром 17 нижних частот и подается на блок 18 индикации и на второй вход перемножителя 14, на выходе которого образуется гармоническое напряжение
U02(t)=V02•сos[(Wс±ΔW)•t+φc],
где V021 = 1/2K2•Vc•VΣ2.
Данное напряжение выделяется узкополосным фильтром 16 и подается на второй вход перемножителя 15.
где VΣ2 = 1/2K2•Vc•V02
Аналог моделирующего кода M(t) (фиг.2, и)
UH2(t) = VΣ2•cosφк(t)
выделяется фильтром 17 нижних частот и подается на блок 18 индикации и на второй вход перемножителя 14, на выходе которого образуется гармоническое напряжение
U02(t)=V02•сos[(Wс±ΔW)•t+φc],
где V021 = 1/2K2•Vc•VΣ2.
Данное напряжение выделяется узкополосным фильтром 16 и подается на второй вход перемножителя 15.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с базовым устройством обеспечивает повышение оперативности и достоверности обнаружения и определения местоположения заминированного транспортного средства. Это достигается с помощью радиоканала, по которому тревожная информация с помощью ФМН-сигнала передается на пункт контроля, где определяются технические и паспортные данные заминированного транспортного средства, осуществляется его пеленгация и определяются дальность и местоположение, что позволяет оперативно органам по борьбе с терроризмом провести определенные мероприятия по обезвреживанию заминированного автомобиля.
Сложные сигналы с фазовой манипуляцией открывают новые возможности в технике передачи тревожных сообщений на пункт контроля. Указанные сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени. Принципиально можно отказаться от традиционного метода разделения рабочих частот используемого диапазона между защищаемыми транспортными средствами и селекцией излучаемых ими сигналов на пункте контроля с помощью частотных фильтров. Его можно заменить новым методом, основанным на работе каждого транспортного средства во всем диапазоне выбранных частот сигналами со сложной структурой с выделением радиоприемным устройством пункта управления сигнала заминированного транспортного средства среди других сигналов и помех посредством его структурной селекции.
Пеленгация заминированного транспортного средства осуществляется фазовым методом, которому свойственно противоречие между точностью и однозначностью определения пеленга на источник излучения сигнала. В предлагаемом устройстве это противоречие разрешается использованием двух измерительных баз d и 2d, между которыми устанавливается неравенство
d/λ<1/2≤2d/λ,
где λ - длина волны.
d/λ<1/2≤2d/λ,
где λ - длина волны.
При этом меньшей базой d образована грубая, но однозначная шкала отсчета угла β1, а большей базой 2d образована точная, но неоднозначная шкала отсчета угла β1. Определение азимута источника излучения ФМН-сигнала осуществляется на стабильной частоте Wг гетеродина.
Следовательно, предлагаемое устройство инвариантно к нестабильности несущей частоты принимаемого ФМН-сигнала, что также повышает точность пеленгации источника его излучения.
Для выделения модулирующего кода из принимаемого ФМН-сигнала используется универсальный демодулятор, свободный от явления "обратной работы", что повышает достоверность определения технических и паспортных данных заминированного транспортного средства.
Фазовым методом пеленгации определяется не только азимут источника излучения ФМН-сигнала, но и дальность до него, а следовательно, и местоположение заминированного транспортного средства, т.е. возможности фазового метода пеленгации значительно расширены.
Источники информации
1. Ивлев С., Щербаков Г. и др. Поиск и обезвреживание взрывных устройств. - М.: АЭН РФ, 1996, с.48-51, 59-69.
1. Ивлев С., Щербаков Г. и др. Поиск и обезвреживание взрывных устройств. - М.: АЭН РФ, 1996, с.48-51, 59-69.
2. Еще одного банкира взорвали в автомобиле. - Московский комсомолец, 1994, 12 декабря.
3. Иномарка взорвалась при повороте ключа зажигания. -Московский комсомолец, 1997, 22 июля.
4. Кабель с дырками. - Радио, 8, 1997, с.68-69.
5. Уокер Ф. Электронные системы охраны. Перевод с англ., изд. АСО "Технополис" и журнал "За и против", 1991, с.25-67.
Claims (1)
- Устройство обнаружения противотранспортных мин, содержащее доплеровский СВЧ- датчик, состоящий из генератора, приемно-индикаторного устройства и антенны, инфранизкочастотный сейсмический датчик вертикальных колебаний корпуса транспортного средства, механически жестко соединенного с его корпусом, переключаемую логическую схему И-ИЛИ, управляемый радиопередатчик и автономное радиоприемное устройство, при этом выходы доплеровского СВЧ-датчика и сейсмического датчика подключены ко входам логической схемы И-ИЛИ, выход которой подсоединен к управляющему входу радиопередатчика, антенна доплеровского СВЧ-датчика выполнена из коаксиальных передающего и приемного кабелей с перфорационными отверстиями, работающих на принципе "вытекающих волн" и нагруженных на активные сопротивления, равные по величине их волновому сопротивлению, передающий коаксиальный кабель прикреплен к металлическому днищу транспортного средства по его внешнему периметру, а приемный коаксиальный кабель прикреплен внутри к днищу вдоль передающего кабеля на расстоянии от него от 0,1 до 0,3 м, отличающееся тем, что оно снабжено пунктом контроля, причем радиопередатчик выполнен в виде последовательно включенных генератора высокой частоты, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, усилителя мощности и передающей антенны, радиоприемное устройство выполнено в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, фильтра нижних частот и блока индикации, пункт контроля содержит измерительный канал и два пеленгационных канала, измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилителя промежуточной частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и фильтра нижних частот, каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, узкополосного фильтра и фазометра, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, к выходу первого фазометра последовательно подключены третий фазометр, второй вход которого соединен с выходом второго фазометра, вычислительный блок для определения дальности D до источника излучения фазоманипулированного сигнала и блок регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами фильтра нижних частот, первого и второго фазометров соответственно.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119571/09A RU2213999C2 (ru) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Устройство обнаружения противотранспортных мин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119571/09A RU2213999C2 (ru) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Устройство обнаружения противотранспортных мин |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001119571A RU2001119571A (ru) | 2003-07-27 |
| RU2213999C2 true RU2213999C2 (ru) | 2003-10-10 |
Family
ID=31988255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001119571/09A RU2213999C2 (ru) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Устройство обнаружения противотранспортных мин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2213999C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2273885C1 (ru) * | 2004-09-30 | 2006-04-10 | Вячеслав Адамович Заренков | Устройство обнаружения противотранспортных мин |
| RU2480787C1 (ru) * | 2011-09-12 | 2013-04-27 | Владимир Авенирович Кропотов | Способ и система для дистанционного обнаружения объектов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU599161A1 (ru) * | 1976-09-30 | 1978-03-25 | Предприятие П/Я А-3759 | Устройство дл регистрации информации |
| US4752778A (en) * | 1984-10-31 | 1988-06-21 | Hormann Sicherheitstechnik Gmbh | Microwave barrier |
| RU2124758C1 (ru) * | 1997-10-02 | 1999-01-10 | Слипченко Николай Николаевич | Устройство обнаружения противотранспортных мин |
-
2001
- 2001-07-04 RU RU2001119571/09A patent/RU2213999C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU599161A1 (ru) * | 1976-09-30 | 1978-03-25 | Предприятие П/Я А-3759 | Устройство дл регистрации информации |
| US4752778A (en) * | 1984-10-31 | 1988-06-21 | Hormann Sicherheitstechnik Gmbh | Microwave barrier |
| RU2124758C1 (ru) * | 1997-10-02 | 1999-01-10 | Слипченко Николай Николаевич | Устройство обнаружения противотранспортных мин |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2273885C1 (ru) * | 2004-09-30 | 2006-04-10 | Вячеслав Адамович Заренков | Устройство обнаружения противотранспортных мин |
| RU2480787C1 (ru) * | 2011-09-12 | 2013-04-27 | Владимир Авенирович Кропотов | Способ и система для дистанционного обнаружения объектов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7460053B2 (en) | Method and apparatus for through-the-wall motion detection using CW radar | |
| US8054212B1 (en) | Multi-band receiver using harmonic synchronous detection | |
| US3836960A (en) | Sensor system | |
| US7358888B2 (en) | System and method for intrusion detection using a time domain radar array | |
| US7777671B2 (en) | Radar system and method | |
| US7864107B1 (en) | RF receiver sensing by harmonic generation | |
| US8275572B2 (en) | Difference frequency detection with range measurement | |
| EP2312339B1 (en) | Multiple beam directed energy system and operating method thereof | |
| US6700528B2 (en) | Motion detection and alerting system | |
| Bruschini et al. | A survey of research on sensor technology for landmine detection | |
| US4213122A (en) | Intrusion detection system | |
| RU2124758C1 (ru) | Устройство обнаружения противотранспортных мин | |
| RU2213999C2 (ru) | Устройство обнаружения противотранспортных мин | |
| JPH03505781A (ja) | 金属及び他の物質の検出 | |
| US3480775A (en) | Radiation sensitive omnidirectional motion detector system | |
| US8507867B1 (en) | Radiometric cargo security device | |
| RU2212712C2 (ru) | Устройство обнаружения противотранспортных мин | |
| RU2447509C1 (ru) | Устройство для обнаружения противотранспортных мин | |
| RU2273885C1 (ru) | Устройство обнаружения противотранспортных мин | |
| JPH0424471Y2 (ru) | ||
| JP2001014561A (ja) | 不審者探知システム | |
| RU2248593C1 (ru) | Способ комплексного, при необходимости, скрытого поиска и обнаружения взрывчатых веществ и взрывоопасных предметов | |
| Ferrara | Pervasive technologies for the reduction of disaster consequences: opportunities and questions | |
| CA2615283A1 (en) | Radar system and method for locating and identifying objects by their non-linear echo signals | |
| Taylor et al. | 6 The Micropower Impulse |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030705 |