[go: up one dir, main page]

RU2301432C2 - Mode of detection of objects concealed under cloth - Google Patents

Mode of detection of objects concealed under cloth Download PDF

Info

Publication number
RU2301432C2
RU2301432C2 RU2004137081/28A RU2004137081A RU2301432C2 RU 2301432 C2 RU2301432 C2 RU 2301432C2 RU 2004137081/28 A RU2004137081/28 A RU 2004137081/28A RU 2004137081 A RU2004137081 A RU 2004137081A RU 2301432 C2 RU2301432 C2 RU 2301432C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reflected
radiation
phase
electromagnetic radiation
human body
Prior art date
Application number
RU2004137081/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004137081A (en
Inventor
Петр Витальевич Петров (RU)
Петр Витальевич Петров
Юрий Николаевич Лазарев (RU)
Юрий Николаевич Лазарев
Николай Анатольевич Пилипешин (RU)
Николай Анатольевич Пилипешин
Сергей Николаевич Шабунин (RU)
Сергей Николаевич Шабунин
Original Assignee
Петр Витальевич Петров
Юрий Николаевич Лазарев
Николай Анатольевич Пилипешин
Сергей Николаевич Шабунин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петр Витальевич Петров, Юрий Николаевич Лазарев, Николай Анатольевич Пилипешин, Сергей Николаевич Шабунин filed Critical Петр Витальевич Петров
Priority to RU2004137081/28A priority Critical patent/RU2301432C2/en
Publication of RU2004137081A publication Critical patent/RU2004137081A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2301432C2 publication Critical patent/RU2301432C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to systems of ensuring safety using electromagnetic radiation for sounding of the investigated space particularly to systems of remote detection of objects concealed under cloth of the people passing inspection.
SUBSTANCE: it is necessary to choose a working spectral diapason of sounding electromagnetic radiation depending on character thinness and dielectric penetrability of the sought object. The part of the surface of the body is scanned with electromagnetic radiation of the working diapason. A reflected signal is received and a phase and/or amplitude of the received signal measured. According to the results of comparison of data received from different parts of the scanned surface between themselves or availability or absence of a strange object on the body of the man is defined according to the result of comparison of received data with the standard.
EFFECT: increases reliability of detection.
6 dwg

Description

Изобретение относится к системам обеспечения безопасности, использующим электромагнитное излучение, а именно к способам дистанционного обнаружения предметов, скрытых под одеждой людей, проходящих досмотр.The invention relates to safety systems using electromagnetic radiation, and in particular to methods for remotely detecting objects hidden under the clothes of people undergoing screening.

Известны системы аналогичного назначения, применяемые в настоящее время в аэропортах, охраняемых объектах и т.п. Действие таких систем основано на восприятии и регистрации переменного электромагнитного поля, возникающего в чувствительном элементе системы вследствие наличия в исследуемом объеме металлического предмета.Known systems of similar purpose, currently used in airports, guarded facilities, etc. The action of such systems is based on the perception and registration of an alternating electromagnetic field arising in the sensitive element of the system due to the presence of a metal object in the volume under investigation.

Упомянутые устройства обладают существенным ограничением: они реагируют только на присутствие металлических предметов (см., например, устройство под названием Metor, выпускаемое финской фирмой Metorex).The mentioned devices have a significant limitation: they only respond to the presence of metal objects (see, for example, a device called Metor manufactured by the Finnish company Metorex).

Известные технические решения, направленные на решение аналогичной задачи, которые используют в качестве средства для получения необходимой информации электромагнитное излучение СВЧ-диапазона, можно разделить на две группы. Одна группа объединяет патенты США (№5073782 от 19.12.88, МПК G01S 13/18, №5760397 от 22.05.96, МПК G01S 13/89, №6777684 от 23.08.2000, МПК G01N 21/01), авторы которых пытаются использовать миллиметровые и субмиллиметровые волны для получения изображения спрятанного предмета. Другими словами, они пытаются создать оптическую систему, аналогичную оптической системе в ИК-диапазоне. Другая группа (патенты США №4975968 от 27.10.89, МПК G06K 09/00 и №6057761 от 21.01.98, МПК G08B 021/00) объединяет изобретения, в которых по существу предлагаются различные варианты томографической системы. Авторы этих изобретений предлагают способы и устройства для получения пространственного распределения диэлектрической проницаемости вблизи поверхности человеческого тела.Known technical solutions aimed at solving a similar problem, which use electromagnetic radiation of the microwave range as a means to obtain the necessary information, can be divided into two groups. One group combines US patents (No. 5073782 from 12.19.88, IPC G01S 13/18, No. 5760397 from 05.22.96, IPC G01S 13/89, No. 6777684 from 08.23.2000, IPC G01N 21/01), the authors of which are trying to use millimeter and submillimeter waves to obtain an image of a hidden object. In other words, they are trying to create an optical system similar to an optical system in the infrared range. Another group (US patent No. 4975968 from 10.27.89, IPC G06K 09/00 and No. 6057761 from 01/21/98, IPC G08B 021/00) combines inventions that essentially offer different variants of the tomographic system. The authors of these inventions offer methods and devices for obtaining the spatial distribution of dielectric constant near the surface of the human body.

Все эти изобретения фактически решают другие, более широкие, но в то же время и более сложные задачи. Для них обнаружение скрытых под одеждой предметов всего лишь один из возможных вариантов применения. В силу этого с позиций применения для обнаружения скрытых под одеждой предметов рассматриваемые решения неоправданно технически сложны, дороги и требуют квалифицированного персонала для обслуживания предлагаемых устройств.All these inventions actually solve other, broader, but at the same time more complex tasks. For them, the discovery of objects hidden under clothing is just one of the possible uses. Because of this, from the standpoint of application for the detection of objects hidden under clothing, the considered solutions are unjustifiably technically complicated, expensive and require qualified personnel to service the proposed devices.

При научном обосновании предлагаемых решений в указанных патентах молчаливо предполагается, что все среды, через которые проходит электромагнитное излучение, кроме человеческого тела, не обладают поглощением. Действительно, искомые предметы почти не поглощают электромагнитное излучение в рассматриваемом диапазоне длин волн. А вот к одежде вышеупомянутое утверждение, строго говоря, неприменимо. Достаточно одежду намочить, чтобы получить сильное поглощение СВЧ-излучения. И в этом случае и оптический, и томографический подходы будут неэффективны.In the scientific justification of the proposed solutions in these patents, it is tacitly assumed that all the media through which electromagnetic radiation passes, except for the human body, do not have absorption. Indeed, the desired objects almost do not absorb electromagnetic radiation in the considered wavelength range. But the aforementioned statement, strictly speaking, does not apply to clothing. It’s enough to wet your clothes to get a strong absorption of microwave radiation. In this case, both the optical and tomographic approaches will be ineffective.

Поэтому при использовании обсуждаемых предложений всегда будет существовать риск не обнаружить скрытое перемещение опасных предметов. В то же время при поиске таких скрытых объектов, как взрывчатка хотелось бы иметь метод, обеспечивающий максимально высокую вероятность обнаружения.Therefore, when using the proposals discussed, there will always be a risk of not detecting the hidden movement of dangerous objects. At the same time, when searching for hidden objects such as explosives, I would like to have a method that provides the highest probability of detection.

Единственным способом, обеспечивающим простое и надежное решение проблемы обнаружения скрытых предметов, является личный досмотр людей. Однако он требует слишком много времени. Полное время, необходимое для личного досмотра некоторой группы людей, можно было бы сократить до приемлемого уровня, если бы в распоряжении персонала, проводящего досмотр, был простой и эффективный прибор, надежно регистрирующий наличие под одеждой постороннего предмета, не являющегося ни одеждой, ни телом. Именно эта, выделенная малочисленная группа людей и подвергалась бы личному досмотру.The only way to provide a simple and reliable solution to the problem of detecting hidden objects is through personal searches of people. However, it takes too much time. The total time required for a personal search of a certain group of people could be reduced to an acceptable level if the personnel conducting the search had a simple and effective device that reliably records the presence of a foreign object under the clothing that is neither clothing nor a body. It was this isolated small group of people that would be subjected to personal search.

В качестве прототипа изобретения выбран способ дистанционного обнаружения предметов, скрытых под одеждой людей, описанный в патенте РФ №2133971, МПК G01V 03/11, G08B 13/18 от 27.07.99. Данный способ позволяет обнаруживать как металлические, так и неметаллические предметы и включает в себя следующие операции: воздействие электромагнитным полем на участок тела человека, сканирование электромагнитным лучом по выбранному участку, прием отраженного от участка поверхности электромагнитного излучения и регистрацию его характеристик. Регистрация характеристик в известном способе заключается в измерении интенсивности принятого сигнала, отображении интенсивности в виде свечения экрана дисплея и анализе распределения интенсивности свечения полученного изображения, по которому определяют наличие или отсутствие скрытого под одеждой предмета. Данный способ опробован в миллиметровом диапазоне длин волн и основан на анализе радиотеплового излучения, испускаемого поверхностью тела человека, и температурного контраста между объектом и телом человека.As a prototype of the invention, a method for remote detection of objects hidden under clothing of people is described, described in the patent of the Russian Federation No. 2133971, IPC G01V 03/11, G08B 13/18 from 07.27.99. This method allows you to detect both metallic and non-metallic objects and includes the following operations: exposure to an area of the human body by an electromagnetic field, scanning with an electromagnetic beam over a selected area, receiving electromagnetic radiation reflected from a surface area and recording its characteristics. The registration of characteristics in the known method consists in measuring the intensity of the received signal, displaying the intensity in the form of a glow of the display screen and analyzing the distribution of the glow intensity of the received image, which determines the presence or absence of an object hidden under clothing. This method has been tested in the millimeter wavelength range and is based on the analysis of the thermal radiation emitted by the surface of the human body and the temperature contrast between the object and the human body.

Однако и этот способ, как и предыдущие, не обладает надежной гарантией обнаружения скрытого предмета, т.к. при применении этого способа внутри помещений температурный контраст между телом и окружающей средой оказывается настолько мал, что металл, пластик, человеческое тело становятся неразличимы.However, this method, like the previous ones, does not have a reliable guarantee of detecting a hidden object, because when applying this method indoors, the temperature contrast between the body and the environment is so small that the metal, plastic, human body become indistinguishable.

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа, лишенного указанного недостатка и позволяющего выявлять полезную информацию, независимо от влияния факторов, снижающих температурный контраст, и, тем самым, ведущих к возникновению ошибок при выявлении скрытых предметов.The objective of the present invention is to create a method that is devoid of this drawback and allows you to identify useful information, regardless of the influence of factors that reduce temperature contrast, and, thereby, leading to errors in the detection of hidden objects.

Поставленная задача решается тем, что в способе обнаружения предметов, скрытых под одеждой людей, заключающемся в воздействии электромагнитным полем на исследуемый участок тела человека путем его сканирования, в приеме отраженного электромагнитного излучения и регистрации его характеристик длину волны используемого электромагнитного излучения выбирают исходя из условияThe problem is solved in that in the method for detecting objects hidden under clothing of people, which consists in exposure to an investigated field of a human body by scanning it, in receiving the reflected electromagnetic radiation and recording its characteristics, the wavelength of the used electromagnetic radiation is selected based on the condition

Figure 00000002
Figure 00000002

где εn - диэлектрическая проницаемость искомого образца;where ε n is the dielectric constant of the desired sample;

Figure 00000003
- безразмерные координаты искомого образца, в направлении, перпендикулярном к поверхности тела человека, λ - длина волны, Zn, Zn-1 - размерные координаты образца, регистрируют фазу и/или амплитуду отраженного излучения в каждой из контролируемых точек исследуемого участка поверхности тела, о наличии постороннего предмета на теле человека судят по различиям полученных в разных точках данных или по результатам сравнения зарегистрированных фазы и/или амплитуды отраженного излучения с эталонными значениями, представляющими собой значения фазы и/или амплитуды отраженного излучения той же частоты, полученными при усреднении результатов измерения указанных характеристик отраженного человеческим телом излучения при отсутствии посторонних предметов.
Figure 00000003
- the dimensionless coordinates of the desired sample, in the direction perpendicular to the surface of the human body, λ is the wavelength, Z n , Z n-1 is the dimensional coordinates of the sample, record the phase and / or amplitude of the reflected radiation in each of the controlled points of the investigated section of the body surface, the presence of a foreign object on the human body is judged by the differences obtained at different points of the data or by comparing the recorded phase and / or amplitude of the reflected radiation with the reference values representing the values of zy and / or amplitudes of reflected radiation of the same frequency, obtained by averaging the results of measurements of the indicated characteristics of the radiation reflected by the human body in the absence of foreign objects.

Технический результат заявляемого способа обеспечивается тем, что при падении электромагнитного излучения с подобранной соответственным образом длиной волны на слоистую среду, которой, по сути дела, является одежда, кожа и жировая прослойка человеческого тела и, возможно, скрываемый объект, амплитуда и фаза отраженного сигнала зависят от пройденного оптического пути и соотношений между диэлектрическими проницаемости на границах между слоями. Поэтому зарегистрированные значения амплитуды и фазы будут существенно отличаться в случае наличия и отсутствия постороннего предмета под одеждой человека. Длины волн, используемые для реализации способа в этом случае, лежат в сантиметровом диапазоне, т.е. соответствуют толщинам слоев разной диэлектрической проницаемости, через которые проходят электромагнитные волны (диапазон частот 1-20 ГГц).The technical result of the proposed method is ensured by the fact that when electromagnetic radiation with an appropriate wavelength is selected on a layered medium, which, in essence, is clothing, skin and the fat layer of the human body and, possibly, a hidden object, the amplitude and phase of the reflected signal depend from the optical path traveled and the relationship between the permittivity at the boundaries between the layers. Therefore, the recorded values of the amplitude and phase will differ significantly in the case of the presence and absence of a foreign object under the clothing of a person. The wavelengths used to implement the method in this case lie in the centimeter range, i.e. correspond to the thicknesses of layers of different dielectric permittivity through which electromagnetic waves pass (frequency range 1-20 GHz).

Настоящее изобретение иллюстрируется конкретными примерами, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения приведенной совокупностью существенных признаков требуемого результата.The present invention is illustrated by specific examples, which, however, are not the only possible, but clearly demonstrate the ability to achieve the given set of essential features of the desired result.

На фиг.1 приведен рисунок модели плоскослоистой среды, иллюстрирующей контролируемый участок человеческого тела и использованный для расчетов, подтверждающих работоспособность способа. В примере приведено шесть слоев: воздух, ткань, воздух, полиэтилен, кожа и жир. Стрелками показаны падающая электромагнитная волна и отраженная электромагнитная волна.Figure 1 shows a model of a plane-layered medium, illustrating the controlled area of the human body and used for calculations confirming the efficiency of the method. The example shows six layers: air, fabric, air, polyethylene, leather, and fat. The arrows indicate the incident electromagnetic wave and the reflected electromagnetic wave.

На фиг.2 приведена блок-схема устройства, реализующего способ. Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, рефлектометр 2, антенну 3, измерительный блок 4 и блок 5 обработки сигнала.Figure 2 shows a block diagram of a device that implements the method. The device comprises a high-frequency generator 1, an OTDR 2, an antenna 3, a measuring unit 4, and a signal processing unit 5.

На фиг.3а и 3б приведены зависимости коэффициента отражения и фазы отраженного сигнала от частоты излучателя при толщине одежды 0,1 см; на фиг.4а и 4б приведены те же зависимости при толщине одежды 1 см.Figures 3a and 3b show the dependences of the reflection coefficient and phase of the reflected signal on the frequency of the emitter with a clothing thickness of 0.1 cm; on figa and 4b shows the same dependencies with a clothing thickness of 1 cm

На фиг.5а и 5б приведены фотографии осциллограмм, показывающие значение фазы отраженной электромагнитной волны в области частот 2,7-3 ГГц для человека со скрытым предметом и без него.On figa and 5b are photographs of oscillograms showing the phase value of the reflected electromagnetic wave in the frequency range 2.7-3 GHz for a person with a hidden object and without it.

На фиг.6а и 6б - фотографии осциллограмм, показывающие значение коэффициента отражения электромагнитной волны для тех же условий.On figa and 6b are photographs of oscillograms showing the value of the reflection coefficient of the electromagnetic wave for the same conditions.

Физические основы предложенного изобретения поясняются ниже.The physical basis of the proposed invention is explained below.

При падении электромагнитной волны на слоистую среду амплитуда и фаза отраженного сигнала зависят от пройденного оптического пути и соотношений между диэлектрическими проницаемостями на границах между слоями.When an electromagnetic wave is incident on a layered medium, the amplitude and phase of the reflected signal depend on the distance traveled and the relationship between the permittivities at the boundaries between the layers.

Если радиусы кривизны межобластных границ сравнимы или меньше длины волны падающего излучения, то слоистая среда локально может приближенно рассматриваться как плоскослоистая. Для плоскослоистой среды, состоящей из N+1 слоев, для коэффициента отражения Rn от границы между слоями n, n+1 справедливо следующее соотношение (рассматривается случай нормального падения электромагнитной волны):If the radii of curvature of the interregional boundaries are comparable or less than the wavelength of the incident radiation, then the layered medium can be approximately locally considered as flat-layered. For a plane-layered medium consisting of N + 1 layers, for the reflection coefficient R n from the boundary between the layers n, n + 1, the following relation is valid (the case of normal incidence of an electromagnetic wave is considered):

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
- безразмерная координата границы между слоями n и n+1, εn - диэлектрическая проницаемость слоя с номером n; Zn - размерная координата, отсчитываемая от верхнего слоя, λ=cν/2π - длина волны, с - скорость света в вакууме, ν - частота излучения.
Figure 00000005
is the dimensionless coordinate of the boundary between the layers n and n + 1, ε n is the dielectric constant of the layer with number n; Z n is the dimensional coordinate measured from the upper layer, λ = cν / 2π is the wavelength, s is the speed of light in vacuum, ν is the radiation frequency.

Выражение (1) является следствием граничных условий - равенства на граничной поверхности тангенциальных компонент электрического и магнитного полей, записанных для границы между слоями n и n+1 [Л.Д.Ландау, Е.М.Лившиц. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. - 620 с.].Expression (1) is a consequence of the boundary conditions — equality on the boundary surface of the tangential components of the electric and magnetic fields recorded for the boundary between the layers n and n + 1 [L.D. Landau, E.M. Livshits. Electrodynamics of continuous media. M .: Nauka, 1982. - 620 p.].

Очевидно, что наличие или отсутствие слоя с номером n будет наиболее отчетливо проявляться тогда, когда выполняется соотношениеObviously, the presence or absence of a layer with the number n will most clearly manifest itself when the relation

Figure 00000006
Figure 00000006

Поскольку диапазон возможных значений диэлектрической проницаемости и характерных размеров предмета в направлении, перпендикулярном поверхности человеческого тела, известен, то всегда можно подобрать длину волны излучения, удовлетворяющую условию (2) и, следовательно, обеспечить наиболее оптимальные условия для обнаружения предмета.Since the range of possible values of the dielectric constant and the characteristic dimensions of an object in a direction perpendicular to the surface of the human body is known, it is always possible to choose a radiation wavelength that satisfies condition (2) and, therefore, provide the most optimal conditions for detecting an object.

Чтобы иметь представление о характере поведения величин, описывающих рассеянное излучение, оценить возможный диапазон их изменения, выбрать интервал длин волн, где ожидаемый эффект будет наибольшим, были проведены расчеты, в которых человеческое тело (с предметом и без него) моделировалось плоскослоистой средой и рассматривался случай нормального падения электромагнитной волны.In order to have an idea of the behavior of the quantities describing the scattered radiation, to evaluate the possible range of their variation, to select the wavelength interval where the expected effect will be the greatest, calculations were performed in which the human body (with and without an object) was modeled by a plane-layered medium and the case was considered normal incidence of electromagnetic waves.

В расчете использовалось шесть слоев: воздух, ткань, воздух, полиэтилен, кожа, жир (фиг.1).In the calculation, six layers were used: air, fabric, air, polyethylene, leather, fat (Fig. 1).

Для доказательства работоспособности рассматриваемого предложения достаточно показать, что регистрируемый сигнал в случае наличия предмета на теле человека заметно отличается от сигнала, когда предмета нет.To prove the operability of the proposal under consideration, it is enough to show that the recorded signal in the case of the presence of an object on the human body is noticeably different from the signal when there is no object.

Результаты расчета представлены на фиг.2 а, б и 3 а, б. Разрывы на графиках фазы обусловлены тем, что по определению значения фазы должны принадлежать интервалу [-π, π].The calculation results are presented in figure 2 a, b and 3 a, b. The gaps in the phase graphs are due to the fact that, by definition, the phase values must belong to the interval [-π, π].

Из результатов, представленных на рисунках, следует, что в области частот примерно от 1.5 до 3.5 ГГц отраженный сигнал в случае, когда предмет на теле есть, существенно отличается от сигнала без предмета. Именно в этом диапазоне частот были проведены экспериментальные исследования, которые подтвердили теоретические результаты.From the results presented in the figures, it follows that in the frequency range from about 1.5 to 3.5 GHz, the reflected signal in the case when an object is on the body is significantly different from the signal without an object. It was in this frequency range that experimental studies were conducted that confirmed the theoretical results.

В эксперименте, имитирующем скрытый пронос на теле пластиковой взрывчатки, использовался прямоугольный брусок из полиэтилена (ε=2.3) толщиной 2.3 сантиметра с характерным поперечным размером порядка 10 сантиметров.In an experiment simulating a hidden carry on a plastic explosive body, a rectangular block of polyethylene (ε = 2.3) with a thickness of 2.3 centimeters with a characteristic transverse size of about 10 centimeters was used.

Была проведена серия опытов с полуоткрытым резонатором при регистрации коэффициента отражения и фазы в области частот около 3 ГГц. Наблюдались существенные качественные и количественные различия отраженных сигналов в случае наличия и отсутствия образца моделирующего пластиковую взрывчатку. На фиг.5а приведены данные измерения фазы отраженного сигнала от человека, под одеждой которого имеется образец, моделирующий пластиковую взрывчатку, а на фиг.5б - без образца. Результаты измерения коэффициента отражения электромагнитной волны от человека с образцом представлены на фиг.6а и без него - на фиг.6б. Изменение фазы отраженного сигнала составляет почти π радиан, а модуля коэффициента отражения - десятки процентов.A series of experiments was carried out with a half-open cavity when registering the reflection coefficient and phase in the frequency region of about 3 GHz. Significant qualitative and quantitative differences of the reflected signals were observed in the case of the presence and absence of a sample simulating plastic explosives. Figure 5a shows the measurement data of the phase of the reflected signal from a person under whose clothes there is a sample simulating plastic explosives, and figure 5b without a sample. The results of measuring the reflection coefficient of an electromagnetic wave from a person with a sample are presented in Fig.6a and without it in Fig.6b. The change in the phase of the reflected signal is almost π radians, and the modulus of the reflection coefficient is tens of percent.

Аналогичные опыты были проведены для микрополосковой антенны в диапазоне от 2 до 2,2 ГГц. Как и в предыдущем случае, наблюдалось существенное изменение амплитуды и фазы отраженного сигнала (изменение фазы более чем на

Figure 00000007
амплитуды - более чем на 10%).Similar experiments were carried out for a microstrip antenna in the range from 2 to 2.2 GHz. As in the previous case, a significant change in the amplitude and phase of the reflected signal was observed (phase change by more than
Figure 00000007
amplitudes - more than 10%).

Таким образом, теоретически и экспериментально доказана возможность обнаружения предметов, скрытых под одеждой, путем регистрации фазы и амплитуды отраженного СВЧ-излучения. Рабочий диапазон частот определяется выражением (2) и простирается от 1 ГГц до, примерно, 10-20 ГГц. Расширение диапазона частот в сторону верхних значений обусловлено тем, что толщины переносимых объектов могут быть существенно меньше тех, которые использовались в эксперименте.Thus, the possibility of detecting objects hidden under clothing by registering the phase and amplitude of reflected microwave radiation has been proved theoretically and experimentally. The operating frequency range is determined by expression (2) and extends from 1 GHz to about 10-20 GHz. The extension of the frequency range towards higher values is due to the fact that the thickness of the transferred objects can be significantly less than those used in the experiment.

Реализация способа заключается в следующем.The implementation of the method is as follows.

Проверяющий с помощью антенны 3, выполненной, например, в виде полуоткрытого резонатора, исследует участок тела человека при непосредственном контакте с его верхней одеждой. При этом электромагнитное излучение генератора 1 в выбранном диапазоне частот облучает все слои, вплоть до жировой прослойки. Отраженное излучение принимается этой же антенной 3 и поступает на рефлектометр 2 и с него в блок измерения 4, который определяет амплитуды и фазы падающего и отраженного электромагнитных полей и подает результаты измерения в аналоговый и/или цифровой блок обработки сигнала 5 для извлечения из него необходимой информации.Testing using an antenna 3, made, for example, in the form of a half-open resonator, examines a portion of the human body in direct contact with his outer clothing. In this case, the electromagnetic radiation of the generator 1 in the selected frequency range irradiates all layers, up to the fat layer. The reflected radiation is received by the same antenna 3 and enters the OTDR 2 and from it to the measurement unit 4, which determines the amplitudes and phases of the incident and reflected electromagnetic fields and supplies the measurement results to the analog and / or digital signal processing unit 5 to extract the necessary information from it .

Зарегистрированные фазы и амплитуды отраженного излучения сравниваются:The recorded phases and amplitudes of the reflected radiation are compared:

1) со значениями фазы и амплитуды, полученными в процессе сканирования тела человека в предыдущие моменты времени;1) with phase and amplitude values obtained in the process of scanning the human body at previous points in time;

2) с эталонными значениями, представляющими собой значения фазы и амплитуды отраженного излучения той же частоты, полученной опытным путем после усреднения результатов измерения указанных характеристик отраженного человеческим телом излучения при отсутствии посторонних предметов.2) with reference values representing the phase and amplitude values of the reflected radiation of the same frequency obtained experimentally after averaging the measurement results of the indicated characteristics of the radiation reflected by the human body in the absence of foreign objects.

Если в процессе сканирования происходят существенные изменения в амплитуде (на десятки процентов) и фазе отраженного сигнала (более чем на π/4 радиан) и/или они попадают в интервал значений, соответствующих появлению потенциально опасного предмета, то происходит срабатывание звукового сигнала и/или светового индикатора, показывающие необходимость личного досмотра.If during the scanning process there are significant changes in the amplitude (by tens of percent) and the phase of the reflected signal (by more than π / 4 radians) and / or they fall into the range of values corresponding to the appearance of a potentially dangerous object, the sound signal will trigger and / or indicator light showing the need for personal search.

Таким образом, реализация способа вполне осуществима известными техническими средствами и не требует от проверяющего лица высокой профессиональной подготовки. Прибор, созданный на базе заявляемого способа, будет достаточно эффективно регистрировать наличие под одеждой проверяемого лица постороннего предмета, не являющегося ни одеждой, ни телом. При выделении такой малочисленной группы существенно сокращается время для личного досмотра подозрительных лиц, что является наиболее надежным решением проблемы.Thus, the implementation of the method is quite feasible by known technical means and does not require highly professional training from the inspector. The device, created on the basis of the proposed method, will be quite effective in detecting the presence of a foreign object under the clothing of the person being checked, which is neither clothing nor the body. With the allocation of such a small group, the time for personal examination of suspicious persons is significantly reduced, which is the most reliable solution to the problem.

Claims (1)

Способ обнаружения предметов, скрытых под одеждой людей, заключающийся в воздействии электромагнитным полем на исследуемый участок тела человека путем его сканирования, в приеме отраженного электромагнитного излучения и регистрации его характеристик, отличающийся тем, что длину волны используемого электромагнитного излучения выбирают, исходя из условияA method for detecting objects hidden under people's clothes, which consists in exposure to an investigated area of a person’s body by scanning it, in receiving reflected electromagnetic radiation and recording its characteristics, characterized in that the wavelength of the used electromagnetic radiation is selected based on the condition
Figure 00000008
Figure 00000008
где εn - диэлектрическая проницаемость искомого образца;where ε n is the dielectric constant of the desired sample;
Figure 00000009
- безразмерные координаты искомого образца, в направлении, перпендикулярном к поверхности тела человека; λ - длина волны; Zn, Zn-1 - размерные координаты образца, регистрируют фазу и/или амплитуду отраженного излучения в каждой из контролируемых точек исследуемого участка поверхности тела, о наличии постороннего предмета на теле человека судят по различиям полученных в разных точках данных или по результатам сравнения зарегистрированных фазы и/или амплитуды отраженного излучения с эталонными значениями, представляющими собой значения фазы и/или амплитуды отраженного излучения той же частоты, полученными при усреднении результатов измерения указанных характеристик отраженного человеческим телом излучения при отсутствии посторонних предметов.
Figure 00000009
- the dimensionless coordinates of the desired sample, in a direction perpendicular to the surface of the human body; λ is the wavelength; Z n , Z n-1 - the dimensional coordinates of the sample, record the phase and / or amplitude of the reflected radiation at each of the controlled points of the investigated area of the body surface, the presence of a foreign object on the human body is judged by the differences obtained at different points of the data or by the results of comparison of the registered phase and / or amplitude of the reflected radiation with reference values representing the values of the phase and / or amplitude of the reflected radiation of the same frequency obtained by averaging the measurement results of these characteristics characteristics of the radiation reflected by the human body in the absence of foreign objects.
RU2004137081/28A 2004-12-20 2004-12-20 Mode of detection of objects concealed under cloth RU2301432C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004137081/28A RU2301432C2 (en) 2004-12-20 2004-12-20 Mode of detection of objects concealed under cloth

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004137081/28A RU2301432C2 (en) 2004-12-20 2004-12-20 Mode of detection of objects concealed under cloth

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004137081A RU2004137081A (en) 2006-05-27
RU2301432C2 true RU2301432C2 (en) 2007-06-20

Family

ID=36711203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004137081/28A RU2301432C2 (en) 2004-12-20 2004-12-20 Mode of detection of objects concealed under cloth

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2301432C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2406099C1 (en) * 2009-06-29 2010-12-10 Алексей Юрьевич Зражевский Method of detecting objects hidden under clothes and device for realising said method
WO2012011833A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Оао Нпк "Нии Дальней Радиосвязи" Method for the remote detection of objects in the body of a person, under the clothing of the person or in the person's luggage
WO2012018275A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-09 Оао Нпк "Нии Дальней Радиосвязи" Device for the remote detection in a controllable space of items in the body of a person, under the clothing of the person and/or in the person's luggage
RU2480787C1 (en) * 2011-09-12 2013-04-27 Владимир Авенирович Кропотов Method and system for remote detection of objects
RU2568284C1 (en) * 2014-06-09 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Device for study of electromagnetic field of secondary radiators
RU173012U1 (en) * 2017-05-02 2017-08-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) DEVICE FOR DETECTING NON-METAL ITEMS HIDDEN UNDER CLOTHING OF PEOPLE

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5227800A (en) * 1988-04-19 1993-07-13 Millitech Corporation Contraband detection system
DE19744794A1 (en) * 1997-04-10 1998-10-15 Thomas Samland Plastics anti-personnel mine clearance method
RU2133971C1 (en) * 1997-06-09 1999-07-27 Штейншлейгер Вольф Бенционович Method of remote detection of objects concealed under man clothes and device to implement it
RU2183025C1 (en) * 2000-10-26 2002-05-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие ВЕГА-М" Device for remote detection of objects hidden under men's clothes
RU2237267C2 (en) * 2001-11-26 2004-09-27 Волков Леонид Викторович Method for forming images in millimeter and submillimeter waves range (variants) and system for forming images in millimeter and submilimeter waves range

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5227800A (en) * 1988-04-19 1993-07-13 Millitech Corporation Contraband detection system
DE19744794A1 (en) * 1997-04-10 1998-10-15 Thomas Samland Plastics anti-personnel mine clearance method
RU2133971C1 (en) * 1997-06-09 1999-07-27 Штейншлейгер Вольф Бенционович Method of remote detection of objects concealed under man clothes and device to implement it
RU2183025C1 (en) * 2000-10-26 2002-05-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие ВЕГА-М" Device for remote detection of objects hidden under men's clothes
RU2237267C2 (en) * 2001-11-26 2004-09-27 Волков Леонид Викторович Method for forming images in millimeter and submillimeter waves range (variants) and system for forming images in millimeter and submilimeter waves range

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2406099C1 (en) * 2009-06-29 2010-12-10 Алексей Юрьевич Зражевский Method of detecting objects hidden under clothes and device for realising said method
WO2012011833A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Оао Нпк "Нии Дальней Радиосвязи" Method for the remote detection of objects in the body of a person, under the clothing of the person or in the person's luggage
WO2012018275A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-09 Оао Нпк "Нии Дальней Радиосвязи" Device for the remote detection in a controllable space of items in the body of a person, under the clothing of the person and/or in the person's luggage
RU2521240C1 (en) * 2010-08-02 2014-06-27 Открытое акционерное общество научно-производственный комплекс "Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи" Device for remote detection of items in human body, under clothing and/or in luggage in controlled space
RU2480787C1 (en) * 2011-09-12 2013-04-27 Владимир Авенирович Кропотов Method and system for remote detection of objects
RU2568284C1 (en) * 2014-06-09 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Device for study of electromagnetic field of secondary radiators
RU173012U1 (en) * 2017-05-02 2017-08-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) DEVICE FOR DETECTING NON-METAL ITEMS HIDDEN UNDER CLOTHING OF PEOPLE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004137081A (en) 2006-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6346603B2 (en) System for detecting abnormal objects
US8670021B2 (en) Method for stand off inspection of target in monitored space
US20030163042A1 (en) Object detection apparatus and method
WO2006085904A2 (en) Methods and apparatus for detection of contraband using terahertz radiation
CN109001834A (en) One kind being based on active Terahertz safety inspection method
CN104856678A (en) Microwave detection system for complex foreign matters in vivo based on template signal similarity
JP6362420B2 (en) Subject information acquisition apparatus, subject information acquisition method, and program
RU2301432C2 (en) Mode of detection of objects concealed under cloth
Yu et al. Myocardial amyloidosis detection with terahertz spectroscopy
Tajdini et al. Fast, fully-automatic characterization of metallic and water-based threat objects for millimeter-wave personnel screening systems
Radzicki et al. Standoff CW radar for through-the-wall detection of human heartbeat signatures
Hecht et al. Millimeter-wave imaging and near-field spectroscopy for burn wound assessment
Bowring et al. Active millimeter wave detection of concealed layers of dielectric material
RU173012U1 (en) DEVICE FOR DETECTING NON-METAL ITEMS HIDDEN UNDER CLOTHING OF PEOPLE
Asri et al. Automatic classification of low-loss and lossless materials in wideband radar images for millimeter-wave personnel screening systems
US7259571B2 (en) Detector of objects by microwave frequency echo analysis
RU2800077C1 (en) Method and device of determining human psychophysiological state
Al-qubaa An electromagnetic imaging system for metallic object detection and classification
JP6556300B2 (en) Subject information acquisition apparatus, subject information acquisition method, and program
Massar Time-frequency analysis of terahertz radar signals for rapid heart and breath rate detection
Png et al. Simulation of terahertz radiation in stratified media
Milosevic et al. Optimization of parameters for skin cancer diagnostics using reflected terahertz radiation
Khor et al. Enhanced visualisation of concealed target objects by infrared thermography and machine learning
Ponti et al. Scattering of a pulsed beam by cylindrical targets in a tomographic layout
RU2658098C1 (en) Diffraction method for definition of internal defects of products implemented by additive technology

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091221

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20111210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131221