Способ обнаружения объектов в контролируемой зоне

 

Изобретение относится к автоматическим системам охранной сигнализации. Техническим результатом является повышение чувствительности и вероятности обнаружения движущихся с любой скоростью предметов различных размеров в каждой точке объема охраняемого объекта. Технический результат достигается путем облучения предметов охраняемого объекта радиоволнами сверхвысокочастотного диапазона с помощью частотно-модулированного генератора, приема и обработки этих радиоволн после многократного отражения их от предметов охраняемого объекта с целью регистрации изменений первоначального расположения предметов в охраняемом объекте. Обработка заключается в периодической регистрации амплитудно-частотной или фазочастотной характеристик системы. Указанную обработку осуществляют совместно со спектром сверхвысокочастотного сигнала и указанными характеристиками. По результатам сравнения принимается решение о нарушении обстановки в охраняемом объеме по изменению интерференционной картины пространства охраняемого объекта с учетом результатов совместной обработки.

Изобретение относится к автоматическим системам охранной сигнализации, выдающим сигнал тревоги при воздействии нарушителя на электромагнитное поле, и может быть использовано при охране помещений.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении охраны различных помещений.

Известен способ обнаружения движущихся предметов в пространстве охраняемого объекта, использующий принцип доплеровского смещения частоты зондирующего немодулированного излучения /SU 762020 A1, кл. G 08 B 13/24, 07.09.80/.

Недостатком описанного аналога является то, что принятие решения о нарушении границы охраняемого объекта принимается по факту наличия в принятом сигнале частоты Доплера, следовательно чувствительность способа определяется скоростью движения объекта в охраняемом объеме, и возможна ситуация пропуска медленно движущегося объекта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ обнаружения объектов в контролируемой зоне, который основан на облучении охраняемого пространства сверхвысокочастотным сигналом, промодулированным по частоте, обработке принятых сигналов и принятии решения о нарушении пространства охраняемого объекта /ПИОН-Т датчик обнаружения", М., главное управление внутренних войск МВД, 1982, с. 7- 11/.

Недостатком прототипа является недостаточный учет случайных изменений энергетического спектра излученного сигнала при обработке АЧХ пространства, что может привести к недостоверности сигналов. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и обеспечение обнаружения предметов различных размеров, нарушающих границы пространства охраняемого объекта, движущихся с любой скоростью.

Технический результат достигается тем, что в способе обнаружения объектов в контролируемой зоне, основанном на облучении пространства охраняемого объекта сверхвысокочастотным сигналом, промодулированным по частоте, обработке принятых сигналов, регистрируют спектр указанного сверхвысокочастотного сигнала в пространстве охраняемого объекта и амплитудно-частотную или фазочастотную характеристики указанного пространства, указанную обработку осуществляют совместно для упомянутого спектра и характеристик, а решение о нарушении принимают по изменению интерференционной картины пространства охраняемого объекта с учетом результатов совместной обработки.

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе работы генератор СВЧ с помощью передающей антенны излучает в пространство охраняемого объекта сверхвысокочастотный сигнал, промодулированный по частоте. В результате многократного взаимного отражения радиоволны облучают все стороны предметов охраняемого объекта. Отраженный сигнал принимается, обрабатывается в приемном тракте.

Далее производят фиксацию спектра зондирующего сигнала с излученного генератором СВЧ и амплитудно-частотной или фазочастотной характеристик области пространства охраняемого объекта и их совместную обработку.

Регистрация амплитудно-частотной характеристики или ФЧХ производится посредством излучения частотно-модулированного сигнала в пространство охраняемого объекта, приема, амплитудного детектирования и усиления принятого сигнала. Таким образом получают рабочую АЧХ пространства. Дальнейшее аналого-цифровое преобразование позволяет в цифровом виде хранить и обрабатывать рабочую АЧХ разных измерений, причем цифровая обработка производится как рабочей АЧХ, так и случайных изменений энергетического спектра излучаемого сигнала, эта обработка производится попеременно. Интервал измерения рабочей АЧХ и изменения энергетического спектра равен интервалу изменения частоты излучения который, как правило, составляет /10-20/ мс. Измерение изменения спектра излучаемого сигнала производится путем фиксации данного сигнала, подвергнутого амплитудному детектированию, таким образом получают контрольную АЧХ передающего тракта. Обработку сигналов можно производить, например, путем деления отсчетов рабочей АЧХ на соответствующие отсчеты контрольной АЧХ и получают нормированную АЧХ пространства, в которой учтен энергетический спектр излучаемого сигнала. Решение о изменении интерференционной картины поля, вследствие нарушения обстановки в пространстве охраняемого объекта, производят путем вычитания нормированной АЧХ из образцовой АЧХ в каждом отсчете. В результате получают разностный сигнал. Образцовая АЧХ представляет собой нормированную АЧХ охраняемого пространства, зафиксированную на момент постановки объекта на охрану. В случае превышения данной разницей заданного порога выдается сигнал "Тревога". Изменением величины порога меняется критерий принятия решения о нарушении границ охраняемой зоны, т.е. меняется чувствительность системы. Фиксация контрольной АЧХ позволяет повысить достоверность принятия решения о нарушении границ охраняемого объекта вследствие учета влияния случайного изменения излучаемого сигнала.

Поскольку излучаемый сигнал модулирован по частоте, то интерференционная картина поля в охраняемом пространстве является суперпозицией отраженных волн разной длины. Интерференционная картина не стационарна, т.к. частота излучаемого поля изменяется во времени и принимаемый сигнал является функцией длины волны и размера предметов охраняемого пространства, поскольку закон взаимодействия электромагнитной волны с предметом, в частности, определяется соотношением размера предмета и длины волны. Излучение частотно-модулированного сигнала дает возможность регистрировать появление или исчезновение предметов любого размера путем выбора необходимого диапазона изменения частоты излучаемого сигнала. Кроме того, частотная модуляция исключает пропуск движущегося предмета, охраняемого объекта с любой скоростью, так как одночастотный излученный сигнал создает стационарную интерференционную картину поля в пространстве охраняемого объекта, при этом перемещение предмета за время между измерениями может быть таковым, что фаза интерференционной картины поля изменяется на 360 градусов, тем самым не произойдет изменение в энергии принимаемого сигнала и будет потерян факт перемещения предмета.

Таким образом, при появлении дополнительного предмета любого размера в охраняемом объекте, а также при смене обстановки / исчезновение или перемещении предметов с любой скоростью / в отраженном сигнале появляются составляющие с новой амплитудой и фазой, которые изменяют амплитудно-частотную и фазочастотную характеристику области пространства охраняемого объекта. При сравнении амплитудно-частотной или фазочастотной характеристики о первоначальной с учетом спектра сверхвысокочастотного сигнала вырабатывают сигнал "Тревога" в соответствии с заданным критерием.

Формула изобретения

Способ обнаружения объектов в контролируемой зоне, основанный на облучении пространства охраняемого объекта сверхвысокочастотным сигналом, промодулированным по частоте, обработке принятых сигналов и принятии решения о нарушении пространства охраняемого объекта, отличающийся тем, что регистрируют спектр указанного сверхвысокочастотного сигнала в пространстве охраняемого объекта и амплитудно-частотную или фазочастотную характеристики указанного пространства, указанную обработку осуществляют совместно для упомянутого спектра и характеристик, а решение о нарушении пространства охраняемого объекта принимают по изменению интерференционной картины пространства охраняемого объекта с учетом результатов совместной обработки.