Способ управления распределенными взрывоопасными предметами

Авторы патента:

G01R29/0885 - Устройства для измерения или индикации электрических величин, не отнесенные к группам G01R 19/00-G01R 27/00

G01R29/08 - для измерения характеристик электромагнитного поля

Владельцы патента RU 2785013:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (RU)

Изобретение относится к области беспроводных сенсорных сетей (БСС) и может быть использовано для дистанционного управления взрывоопасными предметами. Сущность предлагаемого способа управления распределенными взрывоопасными предметами заключается в том, что радиоприемопередатчик ближней связи, установленный на беспилотном летательном аппарате, передаёт управляющие сигналы на радиоприемопередатчики взрывоопасных предметов. При этом радиоприемопередатчики взрывоопасных предметов выполнены с возможностью объединения в единую сенсорную сеть с целью передачи управляющих сигналов между собой. Техническим результатом предлагаемого изобретения является существенное уменьшение мощности радиосигналов и, как следствие, увеличение скрытности взаимодействия и уменьшение необходимой емкости источников электропитания объектов управления. 2 ил.

Изобретение относится к области беспроводных сенсорных сетей (БСС) и может быть использовано для дистанционного управления взрывоопасными предметами, путем оперативного изменения их состояния.

Взрывоопасные устройства широко используются в горнодобывающей промышленности для проведения взрывных работ в открытых карьерах. Для размещения и управления такими устройствами, а также получения информации о результатах взрывных работ, широко используются беспилотные летательные аппараты (БПЛА) [5]. Указанные БПЛА могут также применяться для управления другими распределенными взрывоопасными предметами, например, минными полями.

Размещение элементов минных полей часто производится с применением средств авиации, на значительных площадях, не доступных для непосредственного управления, например, мины ПФМ-1 (противопехотная фугасная мина) «Лепесток» и (американские мины BLU-43/B «Dragontooth»).

Существенно большими возможностями управления обладают мины ПОМ-3 («Медальон») [2]. Конструкция мины ПОМ-3 «Медальон» и основные особенности работы имеющейся электроники позволяют организовывать минно-взрывные заграждения различными способами. Эти боеприпасы могут устанавливаться как вручную (простым разбрасыванием на указанной территории) или с применением различных систем дистанционного минирования, использующих унифицированные кассеты.

Из уровня техники известно множество возможных способов радиоуправления взрывоопасными предметами.

Наиболее близким по технической сущности является способ управления минными заграждениями, использующими радиоуправляемые мины. При невозможности непосредственного контакта, радиопередатчик управления приходится располагать на достаточно большом расстоянии от заминированного участка. Мощности установленных на минах радиопередатчиков ответных сигналов возрастают, что делает указанные сигналы доступными для перехвата и приводит к существенному увеличению и удорожанию источников электропитания. Требуемая мощность радиопередатчика обычно увеличивается пропорционально квадрату расстояния, поэтому необходимо, по возможности сокращать расстояние между передающим и приемным устройствами.

Предлагаемое решение проблемы состоит в том, чтобы сократить расстояния между управляющим приемопередатчиком и взаимодействующими непосредственно с ним приемопередатчиками, установленными на распределенных по площади объектах управления.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является существенное уменьшение мощности радиосигналов и, как следствие, увеличение скрытности взаимодействия и уменьшение необходимой емкости источников электропитания объектов управления.

Сущность предлагаемого способа управления распределенными взрывоопасными предметами заключается в том, что приемопередающее радиоустройство, непосредственно взаимодействующее с приемопередатчиками, установленными на взрывоопасных предметах, размещается на дистанционно управляемом беспилотном летательном аппарате (БПЛА), который доставляет указанное радиоустройство к месту расположения этих предметов.

Известный способ осуществляется следующим образом :

Принцип реализации способа-прототипа демонстрирует Фиг. 1.

Способ предусматривает наличие следующих устройств:

1 - радиоприёмопередатчик,

2 - пульт управления,

3 - радиоуправляемые взрывоопасные предметы,

4 - миниатюрный радиоприемопередатчик с источником электропитания и электронным блоком управления,

5 - управление взрывом.

Радиоприёмопередатчик - 1, управляемый от пульта - 2, расположен на значительном расстоянии от радиоуправляемых взрывоопасных предметов - 3. Каждый предмет содержит радиоприемопередатчик - 4 и управление взрывом - 5, которое по сигналу приводится в активное или пассивное состояние. После получения команды, приемопередатчик - 4 посылает ответный сигнал о ее выполнении. Значительные расстояния между приёмопередатчиками 1 и 4 приводят к необходимости увеличения мощности передаваемых сигналов, что уменьшает срок непрерывной работы радиоэлектронной части взрывоопасных предметов и требует увеличения емкости источников их электропитания. Кроме того, уменьшается скрытность радиоуправления.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Реализация предлагаемого способа, с использованием БПЛА показана на Фиг. 2.

Помимо перечисленных выше элементов, предлагаемый способ предусматривает наличие следующего:

1 - беспилотный летательный аппарат (БПЛА), содержащий:

2 - приемопередатчик дальней связи,

3 - приемопередатчик ближней связи,

4 - электронный блок навигации и управления,

5 - блок электропитания.

Координаты взрывоопасных предметов фиксируются при их установке и заносятся заранее в память электронного блока 9.

При необходимости изменения состояний взрывоопасных предметов, производится запуск БПЛА - 6, который может действовать либо в автономном режиме по заложенной программе, либо по командам с пульта управления - 2. Наличие в БПЛА штатной видеокамеры позволяет уточнять его расположение вручную. Управление полетом БПЛА, передача видеоинформации и команд осуществляется через его приемопередатчик дальней связи - 7. При попадании БПЛА в зону радиоприема ближней связи, он устанавливает радиосвязь с приемопередатчиками выбранных предметов или производит выдачу широковещательных команд до получения подтверждения о выполнении команды от всех распределенных управляемых предметов. Таким образом, удается быстро активизировать либо заблокировать все (или частично) установленные взрывоопасные предметы.

Нахождение БПЛА в непосредственной близости по отношению к управляемым предметам позволяет уменьшить мощность сигналов их приемопередатчиков 4, что существенно снижает требования, предъявляемые к источникам электропитания этих предметов, практически обеспечивая их работу в режиме «активной радиометки» [3]. Это значительно повышает скрытность радиообмена. При необходимости, все распределенные взрывоопасные предметы могут взаимодействовать между собою по радиоканалам, образуя единую беспроводную сенсорную сеть [4], что повышает надежность управления. Наличие предлагаемого способа управления не исключает возможность установки на взрывоопасных предметах обычных средств самоликвидации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Противопехотная фугасная мина «Лепесток» // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%A4%D0%9C-1 (дата обращения 21.08.2021 г.).

2. Перспективная противопехотная мина ПОМ-3 «Медальон» // URL: https://topwar.ru/86566-perspektivnaya-protivopehotnaya-mina-pom-3-medalon.html (дата обращения 21.08.2021 г.).

3. Radio Frequency Identification // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/RFID (дата обращения 21.08.2021 г.).

4. Беспроводные сенсорные сети. Под ред. Лихтциндера Б.Я. М.; «Горячая линия – Телеком», 2020. – 236 с.

5. Shahmoradi Ja., Talebi E. Roghanchi P., Hassanalian M. A Comprehensive Review of Applications of Drone Technology in the Mining Industry. Drones 2020, 4, 34; doi:10.3390/drones4030034 www.mdpi.com/journal/drones.

Способ управления распределенными взрывоопасными предметами, предусматривающий наличие на них радиоприемопередатчиков с источниками электропитания и средствами радиоуправления, отличающийся тем, что управляющие сигналы на радиоприемопередатчики, установленные на взрывоопасных предметах, поступают от приемопередатчика ближней связи, размещённого на беспилотном летательном аппарате, при этом установленные на взрывоопасных предметах радиоприемопередатчики выполнены с возможностью ретрансляции сигналов между собой путём формирования единой сенсорной сети.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения вихревого электрического поля, создаваемого изменяющимся во времени и в пространстве магнитным полем и может быть использовано для измерения небольшого по величине вихревого электрического поля Земли. Техническим результатом является повышение точности измерения.

Способ измерения максимальной плотности потока энергии электромагнитного поля в точках окрестности оси главного излучения антенны сотовой связи при помощи беспилотного летательного аппарата вертолётного типа // 2777985

Изобретение относится к области измерений в радиотехнике и может быть использовано при измерении плотности потока энергии электромагнитного поля антенны (ППЭ ЭП). Техническим результатом предложения является обеспечение возможности определения максимальных величин электромагнитного поля антенны и его распределения.

Способ определения ослабления радиосигнала в радиопрозрачном теплозащитном материале в условиях воздействий интенсивных тепловых потоков с использованием радиосигнала // 2769547

Изобретение относится к радиотехнике и служит для определения ослабления радиосигнала в радиопрозрачном теплозащитном материале (РТЗМ) в условиях воздействия интенсивных тепловых потоков. Технический результат - определение ослабления радиосигнала при воздействии тепловых потоков.

Устройство для измерения удельного заряда частиц аэрозоля // 2763129

Использование: для измерения удельного заряда частиц аэрозоля. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения удельного заряда частиц аэрозоля содержит узел отбора пробы и электростатический вольтметр, при этом узел отбора пробы состоит из внешнего корпуса, заземленного для исключения влияния на результат измерения свободных ионов и электрозаряженных частиц, выседающих на устройство, и внутреннего корпуса, изолированного от внешнего корпуса фторопластовыми втулками, содержащего контактирующие с ним последовательно размещенные металлические сетки, на которых расположен фильтрсорбирующий материал для улавливания частиц как жидкого, так и твердого заряженного аэрозоля и определения их массы, при этом заряд аэрозольных частиц, высевших на фильтрсорбирующий материал, передается сетками внутреннему корпусу, потенциал которого измеряется электростатическим вольтметром.

Система диагностики датчиков холла и способ ее применения // 2762021

Изобретение относится к системам для измерения переменных магнитных величин, в частности к системам и способам диагностики датчиков Холла. Техническим результатом является повышение точности диагностики датчиков Холла, с одновременным повышением технологичности диагностического устройства.

Система для визуализации микроволнового излучения путем регистрации изображения инициированного микроволнового пробоя газа // 2761984

Изобретение относится к системам для измерения параметров пучков электромагнитного (ЭМ) излучения. Система для визуализации микроволнового излучения путем регистрации изображения плазмы содержит металлодиэлектрический экран, помещенный в герметичную наполненную рабочим газом камеру с входным окном, выполненным из прозрачного для микроволнового излучения материала, при этом входное окно расположено перед рабочей поверхностью металлодиэлектрического экрана на расстоянии от него по крайней мере в 5 раз меньше характерного поперечного размера пучка визуализируемого микроволнового излучения, к тому же по крайней мере одна из частей камеры выполнена из материала, прозрачного в видимом или близком к нему диапазонах.

Способ автоматизированного измерения уровней электромагнитных излучений в элементах конструкции экранированного сооружения в требуемой полосе частот // 2761478

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к измерительной технике, и может быть использовано для измерения величины реального затухания электромагнитного поля, создаваемого радиоэлектронными средствами различного назначения в требуемой полосе частот, и оценки экранирующих свойств экранированных сооружений.

Устройство для измерения эффективной площади рассеяния радиолокационных объектов // 2756996

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при измерении эффективной площади рассеяния (ЭПР) различных объектов радиолокации, соизмеримых и меньших длины волны. Техническим результатом изобретения является увеличение отношения сигнал-фон при измерениях ЭПР радиолокационных объектов с помощью решеток в условиях ограничения размеров зоны измерений.

Способ относительной оценки эффективности экранирования элементов конструкции экранированного сооружения // 2755412

Изобретение относится к области защиты информации, содержащейся в электромагнитных полях, излучаемых изделиями и/или их составными частями и технологическим оборудованием. Технический результат заявляемого изобретения заключается в создании способа, позволяющего проводить оценку соответствия любого типа ЭС требуемой эффективности экранирования и обеспечивать локализацию мест просачивания электромагнитных полей.

Способ определения коэффициента безэховости в радиочастотной безэховой камере и устройство для его осуществления // 2753829

Заявленная группа изобретений предназначена для применения в области радиоэлектронных систем и комплексов навигации и наведения, а именно – для использования безэховых экранированных камер, воспроизводящих условия распространения электромагнитных волн в свободном пространстве. Техническим результатом является повышение точности и увеличение динамического диапазона измерения коэффициента безэховости.

Установка для измерения матрицы невзаимного обратного рассеяния объектов // 2783473

Установка для измерения матрицы невзаимного обратного рассеяния относится к области СВЧ-техники, изобретение может быть использовано при измерении обратного рассеяния различных объектов, в том числе невзаимных, при произвольных углах поляризационного базиса. Техническим результатом является уменьшение погрешности измерения коэффициентов полной матрицы обратного рассеяния, для чего исследуемый объект устанавливается на круглом вращающемся двухслойном отражающем диске, внешний слой которого, обращенный к излучающей антенне, выполнен из диэлектрика, а тыльный слой выполнен из металла, вращение диска с помощью шагового двигателя при управлении от ЭВМ позволяет изменять угловое положение объекта относительно вектора поляризации сигнала, излучаемого передающей антенной, с высокой точностью в диапазоне от 0-360 град, при этом составляющая погрешности по причине жесткого крепления объекта и точного углового перемещения отражающего диска и закрепленного на нем объекта измерений посредством шагового электродвигателя близки к нулю, а погрешность измерений определяется величиной развязки каналов поляризационного разделителя, которая может достигать более 40 дБ.