55 тельно соединенные вторую (приемную) антенну, высокочастотный детектор, видеоусилитель, коммутационный (синхронный) фильтр, управляющий вход которого соединен с выходом модулирующего генератора, и блок тревоги, Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость к собственным шумам устройства, когда оно работает в дежурном режиме. В этом режиме собственные шумы устройства, возникающие во всех его блоках, оказывают негативное влияние на работу данного устройства, так как могут привести к его ложному срабатыванию.
Целью данного предложения является повышение помехоустойчивости устройства к его собственным шумам, Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок тревоги, модулирующий генератор, одним выходом подключенный к входу амплитудного модулятора, высокочастотный генератор, одним выходом подкл>оченный к первой антенне, видеоусилитель, подключенный к сигнальному входу коммутационного (синхронного) фильтра, вторую антенну, подключенную к сигнальному входу высокочастотного детектора, введены четыре коммутатора и блок совпадения, один сигнальный вход которого подключен к одному выходу коммутационного (синхронного) фил ьтра, один управляющий входкоторого соединен с другим выходом модулирующего генератора и управляющим входом первого коммутатора, выход которого связан с управляющим входом второго коммутатора и входом высокочастотного генератора, другой выход которого подключен к сигнальному входу второго коммутатора, выход которого соединен с одним входом иидеоусилителя, другой вход которого связан с выходом третьего коммутатора, сигнальным входом подкл>оченного к выходу высокочастотногодетектора, упранля>ощий вход которого соединен с управля>ощигл входом третьего коммутатора и нь>ходом четвертого коммутатора, управля>ощим входол< связанного с третьим Bblxoдом модулирующего генератора и другим управляющим входом коммутационного (синхронного) фильтра, другой выход которого подкл<очен к другому сигнальному входу блока совпадения, выход которого соединен с входом блока тревоги, выход амплитудного модулятора связан с сигнальными входами первого и четвертого
Koммутаторон, На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 — схема развертывания устройства представлен на фиг. 2; на фиг. 3
2001439
15
25
55 — эпюры сигналов на входах и выходах блоков устройства.
На фиг. 1 обозначено: 1, 2 — антенны, 3— высокочастотный генератор, выполненный, например, в соответствии со схемой, описанной в книге Янчук Е.В, Туннельные диоды в приемо-усилительных устройствах. М.:
Энергия, 1967, с. 49, в виде параллельно соединенных контурной индуктивности и регулируемой контурной емкости, параллельно соединенных первого резистора и постоянной емкости, параллельно соединенных потенциометра и источника постоянного напряжения, последовательно соединенных второго резистора и туннельного диода, вход которого подключен к другому выходу потенциометра и входу первого резистора, выход которого соединен с одним входом потенциометра и входом контурной индуктивности, выход которой связан с входом туннельного диода и является (высокочастотным) одним выходом блока, выход второго резистора является (низкочастотным) другим выходом блока, вход второго резистора является входом блока, один (высокочастотный) выход высокочастотного генератора подключен к входу антенны 1, 4, 5, 6, 7 — коммутаторы, выход коммутатора 4 подключен к входу высокочастотного генератора, сигнальный вход коммутатора 5 соединен с низкочастотным выходом высокочастотного генератора, управляющий вход коммутатора 5 связан с входом высокочастотного генератора и выходом коммутатора 4, управляющий вход коммутатора 6 подключен к выходу коммутатора 7, сигнальный вход которого соединен с сигнальным входом коммутатора 4; 8— амплитудный модулятор, выход которого подключен к входам коммутаторов 4, 7; 9— модулирующий генератор, выполненный, например, в виде последовательно соединенных задающего импульсного генератора, первого дифференцирующего реэистионоемкостного узла, первого выпрямителя и первого одновибратора, последовательно соединенных делителя частоты на два, второго дифференцирующего резистивно-емкостного узла. второго выпрямителя и второго одновибратора, последовательно соединенных инвертора, третьего дифференцирующего реэистивно-емкостного узла, третьего выпрямителя и третьего одновибратора, выход делителя частоты на два подключен к входу инвертора. вход делителя частоты на два соединен с выходом задающего импульсного генератора, выход первого одновибратора является одним выходом блока, выход второго однонибратора является другим выходом блока. выход третьего одновибратора является третьим выходом блока, один выход модулирующего генератора подключен к входу амплитудного модулятора 8, другой выход модулирующего генератора соединен с управляющим входом коммутатора 4, третий вход модулирующего генератора связан с управляющим входом коммутатора 7; 10 — видеоусилитель, выполненный, например, в виде первого усилительного узла, второго усилительного узла, подключенного к входу сумматора двух сигналов, другой вход которого подключен к выходу первого усилительного узла. вход которого является одним входом блока, вход второго усилительного узла является другим входом блока, выход сумматора двух сигналов является выходом блока, один вход видеоусилителя подключен к выходу коммутатора 5, другой вход видеоусилителя соединен с выходом коммутатора 6.
11 — коммутационный (синхронный) фильтр, выполненный, например, в виде последовательно соединенных первого низкочастотного фильтра и первого полосового усилителя, последовательно соединенных многоканального коммутатора, осуществляющего распределение импульсов, второго низкочастотного фильтра и второго полосового усилителя, второй выход многоканального коммутатора подключен к входу первого низкочастотного фильтра, выход первого полосового усилителя является одним выходом блока, выход второго полосового усилителя является другим выходом блока, сигнальный вход многопозиционного коммутатора является сигнальным входом блока, один управляющий вход многоканального коммутатора является одним управляющим входом блока, другой управляющий вход многоканального коммутатора является другим управляющим входом блока, сигнальный вход коммутационного (синхронного) фильтра подключен к выходу видеоусилителя, один управляющий вход коммутационного (синхронного) фильтра соединен с другим выходом модулирующего генератора 9 и входом коммутатора 4. другой управляющий вход коммутационного (синхронного) фильтра связан с третьим выходом модулирующего генератора 9 и входом коммутатора 7; 12— блок совпадения, выполненный, например, в виде первого компаратора, второго компаратора, выходом связанного со входом конъюнктора, другой вход конъюнктора подключен к выходу первого компаратора. сигнальный вход которого является одним сигнальным входом блока, сигнальный вход второго компаратора является другим сигнальным входом блока, входы опорного на2001439 пряжения первого и второго компаратороо объединены и являюгся управляющим входом (входом опорного сигнала) блока, выход коньюнктара является выходом блока, адин вход блока совпадения подключен к одному выходу коммутационного (синхронного) фильтра 11, другой вход блока совпадения соединен с другим выходом коммутационного (синхронного) фильтра 11, 13 — блок тревоги, вход которого подключен к выходу блока совпадения; 14 — высокочастотный детектор, выполненный, например, в соответствии с схемой, описанной в книге Янчук
Е.В. Туннельные диады в приемо-усилительных устрайсгоах М.; Энергия, 1967, с.
49. в ниде параллельно соединенных контурной индуктионаст и регулируемой контурной емкости, параь лельно соединенных первого резистора и постоянной емкости, параллельно соединенньix потенциоме ра и источника постоянного напряжения, второго резистора, выходам подключенного ко нходу туннельного диода, вход которого подключен к другому выходу потенциаметра и входу DTOpoIQ резистора, выход которого соединен с одним входом пагенцио летра и входом контурной индуктиннасти, выход которой связан с входом туннельного диода и яоляется cèãнальным входом блока, выход оторого резистора является выходом блока, вход второго резистора является управляющим входам блока, сигнальный нход высокочастотного детектора подкл очен к выходу антснны 2, выход высокочастотного детектора соединен с сип гольным входом коммутатора 6, управляющий вход высокочастотного детектора c05133ll с управляющим оходам коммутатора 6 и выходом коммутатора 7.
Сопоставительный анализ с прототипом паказынаст, что заяолясмое устройство атли.астся . аличием введенных новых блакан, к ко срым относятся четыре коммутатора и блок совпадения, и введенных связей.
Следовательно, заявляемое устройство соответствует критсрию изобретения "новиз э", Сравнение заявляемого технического решения с другими техническими решенияiли показывает, что введенные блоки широко и ри 1pняются для реализации тсхничсских функций, определлемых названием каждого из этих блоков, Однако сравнение заявляемого техничсскаго решения с прототипам и другими техническими решениями ь данной области техники не позволяет выявить предложенные отличительные признаки по совокупности ноеденных блоков и связей. обеспечивающей получение нового свойства устройства, и отличающих заявленное техническое решение от прототипа. Это свидетельствует о соответствии
55 данного решения критерию "изобретательский уровень".
Предлагаемое устройство разворачивается в пределах охраняемого пространства (фиг, 2), Антенна 1 располагается в начале этого пространства. Антенна 2 располагается напротив антенны 1 в противоположной стороне охраняемого пространства.
Работает рассматриваемое устройство следующим образом.
Модулирующий генератор 9 формирует на своем выходе последовательность видеоимпульсов (фиг. 3, а), которая. усилившись по мощности амплитудным модулятором 8. поступает на сигнальный вход коммутатора
4 и сигнальный вход коммутатора 7. На управляющий вход коммутатора 4 поступает видеосигнал (см. фиг. 3. б) с выхода модулирующего генератора 9. Эти импульсы открывают коммутатор 4, обеспечивая прохождение на его выход соответствующих импульсов с выхода амплитудного модулятора 8, которые запускают высокочастотный генератор 3. Сформированные на одном (высокочастотном) оыходе высокочастотного генератора 3 радиочастотные импульсы (см, фиг, 3, в) излучаются антенной 1 в охраняемое пространство, В процессе формирования радиоимпульсов на другом (низкочастотном) выходе высокочастотного генератора 3 формируются оидеоимпульсы значительной амплитуды (см, фиг. Зг). Они поступают на сигнальный вход коммутатора
5, но не достигают его выхода, так как коммутатор 5 в это время оказывается закрытым импульсами с выхода коммутатора 4, поступающими на управляющий вход блока
5, Поэтому о этот момент видеоусилитель 10 не перегружается и оказывается подготовленным к процессу обработки зондирующего сигнала, излученного антенной 1.
Преодолев охраняемое пространство, часть излученного сигнала (cM, фиг. 3, д), достигшая антенны 2, улавливается антенной 2 и с ее выхода, продетектировавшись высокочастотным детектором 14, через открытый коммутатор 6 поступает на вход видеоусилителя 10, Коммутатор 6 открыт, так как с выхода модулирующего генератора 9 о этот момент (cM, фиг. 3, е) на управля ощий оход коммутатора 7 не поступает оидеоимпульс.
Поэтому коммутатор 7 оказывается закрытым и не пропускает о этот момент на свой выход видеаимпульс, поступающий на его сигнальный вход с оыхода амплитудного модулятора 8 (см, фиг, 3, а), В отсутствие оидеоимпульса на выходе коммутатора 7 коммутатор 6 остается открытым, а оысокочастотный детектор 14 работает о режиме детектирования входного радиосигнала.
2001439
40
Очередной видеоимпульс с выхода амплитудного модулятора 8 совпадает по времени с моментом появле <ия на управля1ощем входе коммутатора 7 открывающего импульса с выхода модулирующего генератора 9 (см, фиг. 3, а, фиг, 3, e). Поэтому данный импульс с выхода амплитудного модулятора
8, пройдя через коммутатор 7, и воздействуя на управляющий вход высокочастотного детектора 14, переводит его в режим генерации (для рассматриваемого в качестве примера случая исполнения блока 14 в режим работы с отрицательным сопротивлением туннельного диода). В этом режиме блок 14 генерирует радиоимпульс, который появляется на сигнальном входе этого блока, Так как он подключен к антенне 2, обладающей свойством взаимности, то блок 2 излучает этот радиоимпульс в охраняемое пространство (см. фиг. 3, ж). Импульс с выхода коммутатора 7 закрывае< KQMMóòaòîð
6, предотвращая проникновение на вход видеоусилителя видеоимпульса значительной амплитуды с выхода генериру1ощего радиоимпульс блока 14 (см, фиг. Зз). Следовательно, b этот момент предотвращается перегрузка видеоусилителя и он оказывается подготовленным к процессу обработки зондирующего c»rt
Через открытый коммутатор 5 этот сигнал поступает на вход видеоусилителя 10. Vor;tмутатор 5 открыт, так как в paccrlaTpllcaeмый момент времени сигнал на гыходе коммутатора 4 и соответственно на управляющем входе коммутатора 5 отсутствует.
Сип<алы, усилен1<ые tt1tgeoycttnt
На другом из выходов блока 11 появляется низкочастотный сигнал, вызванный импульcarn1I с выхода коммутатора 5. Это обусловлено воздействием на соответствующий управляющий вход коммутационного (синхронного) фильтра 11 импульсов, синхронных с импульсами, действующими на управляющем входе коммутатора 7 (фиг. 3, е). В отсутствие движущегося нарушителя в охраняемом пространстве, на выходах коммутационного (синхронного) фильтра действу1от сигналы (фиг. 3, к; 3, л), обусловленные в силу большого усиления видеоусилителя
10, в ocelot.ном, собственными шумами блоко» 3, 14 I3 период нахождения их в режиме детектирования высокочастотных сигналов.
Так как эти блоки независимы, то и их собсгсеннь;е Lttóiëû независимы, В силу этого
coBI1aдеtt1le MI t
3, к; 3, л). задаваемым от отдельного источ-!
tilt:а (фиг, 1), и затем поступают на коньюнктор. Следовательно, практически искл очается в данном случае ложное сраGaT!:вание блока тревоги 13. При появлении в охраняемом пространстве двп;кущегося нарушителя происходит допо it<1
BttTeilltBint1 1, 2 излучаемых сигналов. Поэтому Ita вход антенны 1 (фиг. 3, м) и вход
;iltTeltilLl 2 (фиг. 3, и) в соответствующие моменты времени поступают сигналы, ocna0neitI<ые нарушителем. Соответствующие
ocллбление претерпевают и видеоимпульсы на выходе видеоусилителя 10 (фиг. 3, и), На выходах коммутационного (синхронного) фильтра 11, вследствие этого, появляются медленно изменяющиеся во времени сигналы (фиг. 3, р; 3, с). Так как частота повтореiIия импульсов Hа выходах модулирующего генератора 9 много больше верхней гранич2001439
12 видеоусилителя. Каждый из этих случайных процессов ф имеет математическое ожидание m - const и корреляционную функцию Rj (t) = 0 rj (т), где и (т)— нормированная корреляционная функция, г-задержка. J — номер выхода многоканального коммутатора блока 11. Спектральная плотность данных импульсных сигналов имеет вид
10 х IF(QT)I1 х rl(K el е " к д
20 где 0 — период повторения импульсов на
)F(g ) 2 . ", (. (K )2
Она же определяет и величину отношения энергии сигнала на каждом выходе блока 11 в присутствии движущегося нарушителя в охраняемом пространстве к энергии этого же сигнала в дежурном режиме ожидания этого нарушителя:
4- о
„(,) 1 („) . K(Q) . d T .
40 где Е (Q = Е(0) e — спектральная g (rj (с +ш) (К 0Я плотность напряжения на соответствующем 45 D с + ш к = — со выходе многоканального коммутатора бло- i(ш) ка 11; O — частота; tP —; К(Ц- g (г1(ш)(К 0)) (К = — 00
=К (Й) 6 — коэффициент передачи каждой низкочастотной фильтрующей части 50 Вэтомсоотношенииобозначено:(с+ш)блока 11; р-сдвигфазы. Считаем,чтокоэф- состояние присутствия движущегося наруфициент усиления видеоусилителя высок шителя (вызывающего действие сигнала С) пРи малом Уровне его собственных шУмов. в охраняемом пространстве;
В этом случае импульсная последователь- (ш) — случай работы в дежурном режиме
HocTb, действующм на K8)KAOM BblxoA6 55 под воздействием внутреннего шума Ш. Из многоканального коммутатоРа коммутаЦи- особенности последнего соотношения отонного (синхРонного) фильтРа, мОдУи "Рует метим, что оно зависит от 0 и не зависит от сл по амплитуде тем же случайным T. Поэтому при одинаковых 0в предлагаепРоцессом, »oЫобУсловливает ампли- мом устройстве и прототипе влияние шумов тудную модуляцию этой последовательно- на каждый вход блока совпадения предлагасти импульсов на соответствующем входе ной частоты пропускания полосовых усилителей блока 11, то переменные сигналы на его выходах в данном случае появляются практически одновременно. Уровни и знаки этих переменных сигналов также одинаковы, так как излучаемые сигналы распространяются, хотя и в противоположных направлениях, но в одном и том же охраняGMoM пространстве. Поэтому появление движущегося нарушителя в охраняемом пространстве вызывает появление соответствующих сигналов на выходах коммутационного (синхронного) фильтра, которые, поступая на соответствующие входы блока совпадения 12, практически одновременно способны преодолеть одно и то же пороговое значение U n опорного сигнала (фиг. 3, р; 3, с). Этот сигнал поступает на вход блока совпадения 12 от источника постоянного напряжения (фиг. 1). Влияние внутренних шумов»а каждый вход блока совпадения и
s данном случае имеется. Оно определяется соотношением интенсивности случайного процесса, возникающего на соответствующем входе блока 12 при наличии движущегося нарушителя в охраняемом пространстве. к интенсивности случайного процесса, воздействующего на тот же вход при отсутствии нарушителя.
Для оценки такого влияния запишем аналитические выражения для сигналов на каждом входе блока совпадения 12. В соответствии с книгой Гоноровского И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Сов. радио, 1963, с. 57 сигнал на каждом выходе коммутационного (синхронного) фильтра с учетом действия внутренних шумов устройства имеет вид каждом выходе многоканального коммутатора блока 11; Т вЂ” длительность каждого из этих импульсов: F(Q Т) — спектр одиночного импульса.
На каждом из выходов коммутационного (синхронного) фильтра 11 формируется сигнал, обусловленный лишь случайной частью Ei (4 Поэтому величина энергии сигна30 ла на каждом из этих выходов будет определяться величиной соотношения
2001439 е 10»о устройства Судет Гаки».1 же. как и вл«яние шуллоо на блок тревоги прототипа, независимо от величины Т. Величины г,(, „), 1)(ГГ»), 0)(Г«ГГГ), 01(ГГГ) в этом случае практически
1»е изменя»отся, так как определя»отел, в ос- 5
»»оВНоМ, фликкер-шумами. В связи с э»«м в предлагаемом устройстве при»»ята вел«чина длительности каждого излучаемого импульса Т, например. в два раза меньше. чем в прототипе. Этим обеспечено практиче- 10 ское отсутствие проигрыша предлагаемого устройства по суммарной энергии излучаемого сигнала в сравнении с прототипом.
В рассматриваемом случае вход»»ые сигналы блока совпадения появляются од- 15 новременно 11 совпадают по знаку и уровню, превышающему заданную величину 0
Это обусловлено высокой корреляцией этих сигналов, вызванной одинаковостью причины, обусловившей появление данных сигна- 20 лов. В результате на выходе блока
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ, содержащее две приемопереда»ощие ан- 25 тенны, блок тревоги, модулирующий генератор, первый выход которого подключен к входу амплитудного модулятора, высокочастотный генератор, один выход которогс подключен к первой приемопередающей 30 антенне, видеоусилитель, выход которого подключен к сигнальному входу коммутационного фильтра, высокочастотный детектор, сигнальный вход которого подключен к второй приемопередающей антенне, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства. в него введены четыре коммутатора и блок совпадения, второй выход модулиру»ощего гене- 4, ратора подключен к одному управляющему входу коммутацио141»ОГО фильтра»1 управляющему входу первого коммутатора, выход которого подкл»оче»» к управля»ощему сол Г1ад, i < «я 1 2 появляется выходной с»11 пал, сûà детельству»ощий об указанном совпаде«1 «. С«Г1»ал с выхода блока совпадения 12
»lnc1ynает на вход блока тревоги 13, который вырабатывает сигнал, фиксируя тем самым факт появления сбнаруживаемого нарушителя в охраняемом пространстве (см. фиг.
3т), Таким образом, введенные блоки и связ«обеспечили существенное снижение влияния внутренних шумов устройства, повысив помехоустойчивость к внутренним шумам при работе его в дежурном режиме.
flp«этом, так как не введены инерционные блоки и узлы, быстродействие устройства не сн1 зилссь по сравнению с прототипом. Не увел«не»»а практически и результирующая энерг »я излучаемого сигнала. (56) Патент США
Nã 4010459, кл. G 08 В 13/24, опублик. 1977, входу второго коммутатора и входу высокочастотного генератора, другой выхсд которого подключен к сигнальному входу второго коммутатора, выход которого подкл»очен к одному входу видеоусилителя, выход высокочастотного детектора подключен к сигнальному входу третьего коммутатора, выход которого подключен к другому входу видеоусилителя, третий выход мсдулирующего генератора подключен к управляющему входу четвертого коммутатора «другому управляющему входу коммутационного фильтра. первый и второй выходы которого подключены соответстге»но к одному и другому входам блока совпадения. выход которого подключен к входу блока тревоги, выход амплитудного моду»lятсрд подключен к СФ1Г»»аль»»ым входа 1 псргого «четвертого коммутаторов, вь»ход которого подключен к управляющим входам третьего коммутатора и высокочасто»1»ого детектора, л) м) т) Редактор В,Трубченко
Заказ 3128
Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
3)
u) к) 2001439
1 ЮЮю е 0осяраисл о г
Фиг. 3
Составитель Д.Кручинин
Техред М,Моргентал Корректор М.Ткач
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035. Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5
