63400

Периметровые средства обнаружения

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Назначение виды и основные характеристики радиоволновых и радиолучевых средств обнаружения Радиоволновые РВСО и радиолучевые РЛСО средства обнаружения получили широкое распространение при защите периметров объектов...

Русский

2014-06-19

1.66 MB

7 чел.

Лекция 4.1

Периметровые средства обнаружения

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Учебные вопросы:

Заключение

Литература:

  1.  ГОСТ Р 50775-95 (МЭК 839-1-1-88) Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Общие требования. Раздел 1. Общие положения
  2.  ГОСТ Р 50776-95 (МЭК 839-1-4-89) Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Общие требования. Раздел 4 Руководство по проектированию, монтажу и техническому обслуживанию
  3.  ГОСТ Р 50658-94. Системы тревожной сигнализации. Часть 2. Требования к системам охранной сигнализации. Раздел 4. Ультразвуковые доплеровские извещатели для закрытых помещений.
  4.  ГОСТ Р 50659-94. Системы тревожной сигнализации. Часть 2. Требования к системам охранной сигнализации. Раздел 5. Радиоволновые доплеровские извещатели для закрытых помещений.
  5.  Руководящий документ РД 78. 36.003-2002 МВД РОССИИ Инженерно-техническая укрепленность. Технические средства охраны. Требования и нормы проектирования по защите объектов от преступных посягательств
  6.  Руководящий документ РД 78.36.005-2005 МВД РОССИИ Рекомендации о порядке обследования объектов, принимаемых под охрану
  7.  Магауенов Р.Г. Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения: Учебное пособие. – М.: Горячая линия- Телеком, 2007- 367с.: ил.
  8.  Синилов В.Г. Системы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации: учебное пособие . -3-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 352 С.

Учебно-материальное  обеспечение

1.  Проектор «Benq».

2.  Презентация к лекции

3.  Классная доска, мел.

ВВЕДЕНИЕ

1. Назначение, виды и основные характеристики радиоволновых и радиолучевых средств обнаружения

Радиоволновые (РВСО) и радиолучевые (РЛСО) средства обнаружения получили широкое распространение при защите периметров объектов и организации скрытых или маскируемых рубежей охраны в помещениях.

Различие между радиоволновыми и радиолучевыми средствами обнаружения состоит в способе формирования чувствительной зоны СО: РВСО использует ближнюю зону распространения радиоволн (менее 10λ); РЛСО - дальнюю зону, т.е. более 100 λ.

Вопрос 2. Основные параметры и характеристики периметровых извещателей ТСОС

Чувствительная зона СО (или зона чувствительности) - это участок или объект, появление в котором объекта обнаружения (чаще всего это человек-нарушитель) вызывает возникновение полезного сигнала с уровнем, превышающим уровень шума или помехи.

Внутри зоны чувствительности располагается зона отчуждения - это зона, появление в которой людей, техники или других объектов обнаружения может привести к превышению полезным сигналом порогового значения и выдаче СО сигнала "Тревога".

Внутри зоны отчуждения располагается зона обнаружения СО - зона, где СО обеспечивает заданную (описанную в паспорте на изделие) вероятность обнаружения Р0бн.

Вероятность обнаружения - это вероятность того, что СО выдаст обязательно сигнал "Тревога" (как правило, это замыкание или переключение сухих контактов реле) при пересечении или вторжении в зону обнаружения (30) нарушителя (иногда применяется термин "объекта обнаружения"), в условиях и способами, оговоренными в нормативной документации. Как правило, зарубежные фирмы указывают в качестве вероятности обнаружения СО несмещенную оценку вероятности обнаружения:

где Nисп - число испытаний по преодолению зоны обнаружения СО;

М - число пропусков нарушителя (экспериментов, в которых не сработало СО).

Например, если при пересечении 30 в количестве 100 раз не было пропусков нарушителя, т.е. СО выдало 100 раз сигнал "Тревога", то про это СО можно сказать, что его вероятность обнаружения составляет 0,99 (не 1 потому, что это несмещенная оценка математического ожидания вероятности обнаружения нарушителя).

В отечественной практике под вероятностью обнаружения, как правило, понимается нижняя граница доверительного интервала, в котором с доверительной вероятностью (как правило, от 0,8 до 0,95) лежит истинное значение вероятности обнаружения.

То есть под вероятностью обнаружения понимается величина

где Р* - среднее частотное значение вероятности обнаружения, определяемое выражением

t - коэффициент Стьюдента для данного числа испытаний Nисп и выбранной доверительной вероятности.

"Полезным" называют сигнал, возникающий на выходе чувствительного элемента при преодопении или вторжении в зону обнаружения нарушителя (при отсутствии возмущающих факторов любой природы, не связанных с вторжением или преодолением нарушителем зоны обнаружения).

Другим важным параметром СО является частота ложных срабатываний Nлc, определяемая выражением:

где Тлс- время (период) наработки на ложное срабатывание.

Доверительный интервал для оценки средней наработки на ложное срабатывание задается граничными значениями Т1 и Т2, опредепяемыми из соотношений:

где Тисп - продолжительность испытаний; N - число испытываемых образцов; λ1 - нижняя оценка параметра распределения Пуассона; λ2 - верхняя оценка параметра распределения Пуассона.

Помеховым сигналом (далее по тексту именуемым помехой) называется зависимость электрической величины (напряжения или тока) от времени на выходе ЧЭ СО при воздействии на него возмущающих факторов любой природы, не связанных с вторжением или преодолением объектами обнаружения зоны обнаружения.

Возмущающим воздействием называется воздействие на ЧЭ СО, являющееся причиной возникновения помехи или искажающее форму полезного сигнала.

Примером возмущающего воздействия могут служить: порыв ветра, снег, дождь; кошки, собаки, перемещающиеся в чувствительной зоне (ЧЗ); транспорт, перемещающийся вблизи ЧЗ, и др.

Флюктуационной помехой называют помеху, являющуюся непрерывным случайным процессом, описываемым своими многомерными функциями распределения [136, 159].

Импульсной помехой называют помеху, представляющую собой случайную последовательность импульсов, описываемую моментами появления импульсов и их видом.

Причиной пропуска полезного сигнала является маскирующее действие помехи, полностью или частично компенсирующей полезный сигнал, либо отсутствие в полезном сигнале характерных признаков, позволяющих отличить его от помехового сигнала, что приводит к несрабатыванию СО.

При определении вероятности обнаружения СО, выпускаемых в больших объемах, могут применяться методики, использующие кроме доверительного интервала и доверительной вероятности риск заказчика и риск изготовителя.

Например, по отечественной методике аналогичное СО будет иметь вероятность обнаружения не более 0,9 (в иностранной печати наиболее характерен подход к анализу проблем риска, изложенный в книге М. Гарсия. Проектирование и оценка систем физической защиты./ Пер. с англ.; под ред. Р.Г. Магауенова. - М.: Мир, 2002.).

В зависимости от принципа действия различают активные или пассивные РВСО и РЛСО.

Пассивные РВСО и РЛСО используют собственное излучение объекта обнаружения или вызываемое им изменение электромагнитных полей (ЭМП) внешних источников (как правило, вещательных теле- и радиостанций).

Активные РВСО и РЛСО используют собственный источник ЭМП для формирования чувствительной зоны (43).

Различают одно- и двухпозиционные РВСО и РЛСО:

-  однопозиционные имеют общий блок приемопередатчика (пассивные РВСО и РЛСО всегда являются однопозиционными);

- двухпозиционные имеют разнесенные блоки передатчика и приемника.

Пассивные РЛСО применяются для обнаружения нарушителей, имеющих собственное электромагнитное излучение (например, человека-нарушителя, имеющего на руках какое-либо электрооборудование, возможно также излучение используемого им микроробота или малоразмерного летательного аппарата).

Форма чувствительной зоны для пассивных РВСО определяется формой диаграммы направленности антенны. В первом случае она, как правило, круговая, а используемый диапазон лежит в пределах 10 Гц ... 10 ГГц. Во втором случае, как правило, чувствительная зона имеет лучевую форму (в горизонтальном сечении луча -эллипс) и используются метровый и дециметровый диапазоны.

Активные однопозиционные РЛСО включают в себя:

-  однопозиционную РЛС;

-  нелинейный радиолокатор;

-  однопозиционное микроволновое СО.

Однопозиционные РЛС метрового, дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов применяются для контроля территории, прилегающей к особо важным объектам, охраны береговой полосы, прибрежной зоны и ближней разведки в условиях боевых действий.

Различают стационарные, мобильные (установленные на автомобиле или БТР) и носимые РЛСО (РЛС) [73].

Нелинейный радиолокатор использует широкополосный сигнал специальной формы и предназначен для обнаружения человека за неподвижными физическими преградами и укрытиями (деревянными, кирпичными и железобетонными стенами, перекрытиями и т.п.).

Однопозиционные микроволновые СО используют для временного блокирования разрывов в заграждении, охраны объемов неотапливаемых помещений/входов в охраняемые здания, для перекрытия "мертвых зон" радиолучевых рубежей охраны периметров, организации скрытых рубежей блокирования в охраняемых помещениях.

Примечание: "Мертвой зоной" называется пространство между СО и 30 или разрывы в 30, где вероятность обнаружения меньше заданной.

Данные СО работают в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах. Для обнаружения используется изменение расположения стоячих волн в охраняемом объеме при появлении объекта обнаружения, либо проявление эффекта Доплера при движении объекта обнаружения.

Двухпозиционные РЛСО работают в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах и используются для блокирования периметров объектов, мест временного расположения войсковых подразделений, грузов и т.п. Полезный сигнал формируется за счет изменения объектом обнаружения (нарушителем) сигнала связи на входе приемника.

Двухпозиционные РВСО работают в декаметровом, метровом и дециметровом диапазонах длин волн и используются для блокирования периметров объектов и организации скрытых рубежей охраны. В качестве антенных систем здесь применяются радиоизлучающие (РИ) кабели, другое название - линия вытекающей волны (ЛВВ), а также кусочно-ломаные двух- и однопроводные линии (другое название - линия Губо).

В данную классификацию не вошли некоторые СО, являющиеся комбинацией нескольких СО, и еще только разрабатываемые РЛСО с синтезированной апертурой.

Вопрос 2. Передатчик, антенная система и приемник как блок формирования полезного сигнала

Пусть имеется РЛСО с антенной системой, состоящей из двух одинаковых антенн (рис. 1,а,б) с размерами DB по вертикали и Dr по горизонтали, установленных на высоте НА от поверхности земли параллельно забору на расстоянии А от него и на расстоянии L друг от друга. Диаграмма направленности антенны определяется углами

Өв 12   и Өr в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно.

При этом возможны следующие случаи:

- антенную систему можно рассматривать как состоящую из точечных антенн, если выполняются условия:

- антенную систему необходимо рассматривать как имеющую конечный размер, если приведенные выше условия не выполняются.

а)

б)

Рис. 1. Двухпозиционное радиолучевое СО

Примечание. Рис. 1,а,б можно было бы изобразить в виде одного в проекционной связи, однако это ухудшает наглядность.

Мощность, излучаемая передающей антенной РИзл, связана с мощностью, наводимой в приемной антенне Рпр, при расположении антенн в свободном пространстве выражением [98]:

где λ - длина волны РЛСО; Gx - коэффициент усиления антенны.

Влияние подстилающей поверхности на работу РЛСО показано на рис. 2.

При увеличении расстояния L между антеннами принимаемый сигнал имеет колебательный характер и затухает (см. рис.3.2,а). При увеличении высоты подвеса антенн НА принимаемый сигнал имеет колебательный характер и возрастает, стремясь к значению принимаемого сигнала для свободного пространства (см. рис. 2,б). Аналогичная картина наблюдается и при увеличении расстояния А до протяженного предмета - забора, стены (см. рис. 2,в).

Рис. 2. Влияние подстилающей поверхности на работу РЛСО

Известно, что при распространении радиоволн от передающей к приемной антенне образуется сложная интерференционная картина. Для большинства РЛСО и большой протяженности зоны обнаружения справедливо условие дифракции Френеля.

Известно также, что область ВЧ-рассеяния (D>>λ) по отношению характерного размера объекта D к радиусу первой зоны Френеля R1, подразделяется следующим образом:

Процесс сигналообразования в РЛСО происходит следующим образом. Человек - нарушитель при движении поперек участка последовательно перекрывает зоны Френеля (рис. 3).

При этом человек с высокой степенью точности моделируется при перемещении в "рост" и "ползком" прямоугольником с габаритами человека (рис. З.а), при перемещении "согнувшись" - двумя прямоугольниками. Радиус m-ой зоны Френеля

Рис. 3. Процесс сигналообразования в РЛСО: а - зоны Френеля, б - сигнал на входе приемника

а наибольший радиус зоны Френеля, определяющий ширину зоны обнаружения, составляет

Соответственно, отношение - выражается через расстояние от точечного источника электромагнитного поля до объекта r1, расстояние от объекта до точки наблюдения (приёмника) r2 и длину волны λ следующей формулой:

Основные параметры человека, влияющие на параметры полезного сигнала, показаны на рис. 4.

Чтобы уменьшить мертвую зону при обнаружении ползущего человека, необходимо устанавливать большую антенну (DB ≥ 1,5 м).

В соответствии с размерами животных, обитающих на данном объекте, и их возможными путями продвижения определяется уровень помеховых импульсных сигналов.

Другой тип помехи - от подстилающей поверхности.

Общие требования к РЛСО по подстилающей - поверхности следующие:

-  неравномерность поверхности не более 20 см;

- трава и снежный покров - свыше 30 см.

Полоса частот полезного сигнала определяется минимальной и максимальной шириной зоны (участка) чувствительности, а также Соответственно для конкретного средства обнаружения при уменьшении длины участка блокирования возможно обнаружение более медленно движущегося нарушителя.

Для уменьшения влияния изменений состояния подстилающей поверхности

Рис. 4. Основные параметры человека, влияющие на параметры полезного сигнала

минимальной и максимальной скоростью передвижения нарушителя.

на уровень полезного сигнала в РЛСО применяются АРУ или логарифмический усилитель.

В современных РЛСО, использующих цифровые методы обработки, как правило, имеется возможность настройки на длину блокируемого участка и максимальную и минимальную скорость движения нарушителя.

Вопрос 3. Два подхода к построению РВСО

РВСО строятся на основе одно- или двухпроводных линий и радиоизлучающих кабелей (линии вытекающей волны - ЛВВ). Одно- и двухпроводные линии применяются в контактных средствах (обнаружение контакта с двухпроводной линией) при блокировании верха заграждения. Характеристики проводной линии очень сильно зависят от состояния подстилающей поверхности.

Для всех РВСО характерна неравномерность чувствительности вдоль рубежа охраны. Для ее выравнивания в двухпроводных линиях применяется изменение начальных условий формирования стоячих волн в линиях.

Для компенсации неравномерности чувствительной зоны РВСО были предложены и применяются различные методы, как-то:

-  зондирование ЛВВ радио- и видеоимпульсами;

-  зондирование ЛВВ сигналом с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ);

- зондирование ЛВВ многочастотным сигналом, в том числе с переключением частот;

-  переключение нагрузки кабелей;

-  переключение передающего и приемного кабелей;

-  использование двух приемных кабелей, разнесенных на местности.

Существующие РВСО ЛВВ и применяющиеся в них методы выравнивания чувствительности можно разделить на две группы:

1. РВСО ЛВВ с односторонним включением передатчика и приемника (рис.3.5,а). Для выравнивания чувствительности применяются импульсные зондирующие сигналы (видео- и радиоимпульсы, сигналы с линейно-частотной модуляцией), при этом неравномерность чувствительности уменьшается за счет разбиения ЧЭ на элементарные участки малой длины.

2. РВСО ЛВВ со встречным включением передатчика и приемника (рис. 5,6). Неравномерность чувствительности уменьшается за счет многоканальной обработки сигналов. Для формирования двух и более реализаций ФЧ используются различные способы: два разнесенных приемных кабеля, переключение нагрузки кабелей, переключение передающего и приемного кабелей, многочастотные зондирующие сигналы и т.д.

Рассмотрим первую группу способов. Использование радиоимпульсов с частотой заполнения около 60 МГц (частота наилучшего контраста) позволяет получить элементарные участки длиной около 30 м, что не обеспечивает компенсацию низкочастотной и высокочастотной гармоник для всех типов грунтов. Данное средство применяется для блокирования рубежей в пустынных и полупустынных районах США, Канады и Израиля, где период низкочастотной пространственной гармоники более или менее соизмерим с величиной элементарного участка.

Можно доказать, что при использовании большого числа зондирующих частот (от 21 до 200) в диапазоне 30...90 МГц возможна компенсация неравномерности чувствительности до уровня 2...3 дБ. В литературе описано большое число эмпирических алгоритмов

Рис. 5. Структурная схема РВСО ЛВВ с односторонним (а) и встречным (б) включением передатчика и приемника

Рис. 6. Структурная схема зоны обнаружения.

обнаружения: с логической обработкой каналов по схеме М из N, с перемножением текущих значений сигналов, с суммированием квадратов текущих значений сигнала и т.д. Показано, что многочастотные методы (метод анализа АЧХ системы передающий - приемный кабели) позволяют не только получить высокую (2...3 дБ) равномерность чувствительности по длине рубежа, но и при необходимости разработать алгоритм управления формой Ч3 РВСО ЛВВ, например, получать Ч3 шириной от 1 до 8 м.

Зону обнаружения, показанную на рис. 6 можно представить в виде четырехполюсника, эквивалентная электрическая схема которого приведена на рис. 7.

Рис. 7. Эквивалентная схема четырехполюсника: Z1 - волновое сопротивление передающего кабеля (линии); Z2- волновое сопротивление приемного кабеля (линии); Zc - сопротивление связи (Yc - проводимость связи); ZH-сопротивление нагрузки (входное сопротивление приемника).

Рассмотрим коэффициент передачи (Ки) четырехполюсника по напряжению. Для внутренних (см. рис. 7) токов и напряжений при определении Ки лучше воспользоваться параметрами четырехполюсника типа А, для которого

Для рассматриваемых случаев, когда Zc >> Zw (на практике разница превышает 108), слагаемым Zw в знаменателе можно пренебречь. Тогда получаем:

Для излучающего кабеля Zw = const, поэтому все изменения коэффициента передачи будут зависеть от изменения сопротивления связи Zc.

Рассмотрим изменения передаточной проводимости среды в поперечном разрезе схемы зоны взаимодействия ЛВВ, показанном на рис. 8.

Так как приемная и передающая линии располагаются по разные стороны границы раздела земля/воздух, то сопротивление связи можно разбить на две составляющие:   Zв - сопротивление связи в воздушного пространства и Zr - сопротивление связи грунта. Тогда

Zc =Zв +Zr. (3.5)

Сопротивление связи грунта можно представить как

Zг = ZгоGг, (3.6)

где Zго = const,  

Gг - коэффициент, зависящий от типа грунта и его влажности (с изменением влажности меняются электрические параметры грунта - диэлектрическая проницаемость и удельная электрическая проводимость).

Рис. 8. Схема поперечного разреза зоны взаимодействия ЛВВ при расположении одного кабеля в воздухе, другого в земле:

1 - передающий кабель (входной зажим);

2 - приемный кабель (выходной зажим).

Из выражений (3.5) и (3.6) имеем

(37)'

При попадании нарушителя в зону взаимодействия ЛВВ возникает неоднородность, которая меняет сопротивление связи Zс. Причем, если неоднородность появляется в воздушном пространстве, то меняется сопротивление ZB, а сопротивление ZГ при этом остается неизменным:

где m - коэффициент модуляции сопротивления связи воздушного пространства. Отсюда

Для излучающих кабелей коэффициент модуляции входного сигнала М будет пропорционален коэффициенту модуляции сопротивления связи:

(3.8)

Как показал анализ других вариантов взаимного расположения кабелей, рассмотренный выше вариант обладает рядом преимуществ:

-  меньшая зависимость от состояния грунта;

-  большее отношение сигнал/помеха.

Анализ поля излучающего кабеля показывает наличие двух волн, распространявшихся с разными фазовыми скоростями внутри кабеля и по внешней поверхности кабеля. Более точное решение показало, что кроме указанных двух типов волн должны присутствовать и другие пространственные компоненты.

Если провести подробный анализ продольной и поперечной составляющих напряженности электрического поля вдоль кабеля, то краткое резюме из него сведется к следующему.

Составляющие электромагнитного поля излучающего кабеля во внешней среде содержат несколько компонентов, отличающихся коэффициентом распространения или фазовой скоростью.

Основной пространственный компонент поля обусловлен внутренней Т-волной (электромагнитная волна, у которой векторы электрического и магнитного полей взаимно перпендикулярны и перпендикулярны направлению распространения; другое название этой волны - поперечная), вытекающей через щели. Этот компонент, выражаемый множителем  - нe зависит от электрических свойств среды (сказанное, очевидно, не относится к зависимости амплитуды данной волны от радиальной координаты).

Второй компонент, выраженный в виде

является аналитическим представлением поверхностной волны.

Третий компонент

является аналитическим представлением пространственной волны. Ее фазовая скорость определяется электрическими параметрами диэлектрической оболочки кабеля.

Четвертый компонент

является пространственной волной и ее фазовая скорость полностью определяется электрическими параметрами внешней среды. Величины в приведенных выражениях f= обозначают:

m - коэффициент модуляции сопротивления связи воздушного пространства;

d - шаг перфорации внешнего электрода кабеля;

k - const;

Z - координата пересечения рубежа охраны (в установленной относительно длины кабеля системе координат);

hp, β1, β2 - коэффициенты фазы.

Суммарное продольное электрическое поле кабеля представляет собой сумму биений основного компонента со вторым, третьим и четвертым компонентами. Результирующее поле должно иметь довольно сложный характер. Первым недостатком этой модели излучающей структуры является то, что в результирующем выражении для продольной составляющей напряженности электрического поля отсутствует дискретный спектр пространственных гармоник (волны Флоке), обусловленный дискретным распределением излучающих щелей.

Кроме того, из полученного выражения можно сделать неверный вывод о том, что продольное распределение основной гармоники не зависит от координаты Z. Вместе с тем, эта модель точнее других отражает распределение поля вдоль излучающего кабеля и позволяет объяснить появление второй пространственной гармоники в функции неравномерности чувствительности СО. Однако получить значения амплитуд и коэффициентов затухания пространственных гармоник теоретическим путем до настоящего времени не удалось. Также неизвестна зависимость убывания амплитуд гармоник в радиальном направлении, что не позволяет сделать вывод о значении коэффициента передачи системы передающий - приемный кабели при ее расположении в различных средах.

Приведенные в литературе результаты экспериментальных исследований показывают, что неравномерность распределения поля вдоль излучающего кабеля может достигать 50 дБ.

При использовании режимов короткозамкнутой нагрузки или холостого хода, а также неполном согласовании нагрузки с волновым сопротивлением кабеля следует учитывать и встречный поток энергии, создаваемой отраженной волной. Накладываясь друг на друга, прямая и отраженные волны будут также создавать стоячую волну и результирующая картина поля вдоль кабеля еще более усложнится. Если учитывать только отражение от несогласованной нагрузки и пренебрегать затуханием волны вдоль кабеля, то результирующая напряженность поля вдоль кабеля может быть представлена в виде суммы прямой Uпр(Z) и отраженной Uотр(Z)волн.

При этом прямая и отраженная волны определяются выражениями:

где A, B, C, D - амплитуды пространственных волн;  β, β1,β2, β3 - коэффициенты распространения волн; р - коэффициент отражения. Принимая во внимание четность косинусоидальной функции, продольное распределение результирующего поля кабеля можно выразить в виде:

U(Z) = (1 + р)[А cos(βZ) + В cos(β1Z) + С cos(β2Z) + D cos(β3)].

На основании изложенного можно утверждать:

- результирующая картина поля вдоль излучающего кабеля является суперпозицией по меньшей мере четырех типов волн;

- неравномерность напряженности поля вдоль кабеля составляет в одночастотном режиме до 40 дБ;

- подстилающая поверхность (трава, снег и т.д.) оказывает определённое влияние на распределение поля и коэффициент связи между кабелями.

Вместе с тем следует отметить, что практический интерес представляет комплексный коэффициент передачи системы передающий - приемный кабели и его изменения при проходе человека. Теоретическим путем получить такую зависимость до настоящего времени не удалось. Поэтому построена модель функции чувствительности (ФЧ) РВСО ЛВВ. Под ФЧ подразумевается зависимость максимальной амплитуды полезного сигнала при проходе человека через чувствительную зону РВСО ЛВВ от координаты места пересечения рубежа и частоты зондирующего сигнала, т.е. ФЧ = F (Z, f), где Z - координата пересечения рубежа, f - частота зондирующего сигнала.

Определить ФЧ можно двумя принципиально разными способами:

-  во-первых, посредством параллельных проходов чувствительной зоны с интервалом 0,7... 1 м. Величина интервала определяется габаритами и точностью движения человека поперек (под углом 90°) к линии кабеля;

-во-вторых, выполняется один проход вдоль линии кабеля, непосредственно под излучающим кабелем. Проведение многократных поперечных проходов одного человека через 0,7 м на участке длиной 125 м - чрезвычайно трудоемкое дело. В самом деле, измерение значений ФЧ в 179 точках потребует проведения от 4500 до 6000 пересечений рубежа (например, для обеспечения 10%-й относительной погрешности с доверительной вероятностью 0,9 в зависимости от конкретного значения ФЧ в данной точке на ней может потребоваться до 100 пересечений). За время проведения такой серии экспериментов (75...100 рабочих часов) из-за влияния климато-метеорологических факторов значения параметров сигналов существенно изменятся, что обесценит результаты проделанной работы.

Для другого способа неточность траектории передвижения человека вдоль кабеля и, в равной мере, невозможность точного определения линии закладки приемного кабеля могут привести к значительным систематическим ошибкам в определении ФЧ при продольном проходе. Поэтому для постановки эксперимента была разработана и обоснована методика проведения записи сигналов при продольном проходе (доказана адекватность продольного и поперечного проходов для одного и того же места линии).

Визуальный анализ пространственного спектра Фурье ФЧ показывает наличие двух ярко выраженных гармонических составляющих с периодами 14...17 и 1,5...2,5 м, характерных для любых частот зондирующего сигнала. Возникает важный вопрос: являются ли обнаруженные пространственные гармоники одинаковыми для всех частот сигнала? Если пространственные частоты не одинаковы, то можно компенсировать неоднородности за счет использования нескольких специально подобранных зондирующих частот.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что ФЧ описывается выражением вида:

где а и b - постоянные, определяющие амплитуды пространственных гармоник; f - частота зондирующего сигнала; а и (3 - коэффициенты, определяющие зависимость периода пространственной гармоники от частоты зондирующего сигнала; ср и ЧУ - постоянные, определяющие взаимное расположение пространственных гармоник.

Важной задачей является оценка значений приведенных выше коэффициентов, их зависимости от состояния подстилающей поверхности и скорость изменения.

Полученные данные о значении периодов пространственных гармоник 14... 17 и 1,5...2,5 м относятся к мокрому торфяному грунту (весенний период, сопровождающийся таянием снега). При подсыхании грунта значения периодов пространственных частот увеличиваются на 10... 15%. С учетом того, что мокрый торфяник имеет наибольшую диэлектрическую проницаемость по сравнению с другими грунтами (кроме морского льда), можно предположить, что полученные значения периодов пространственных частот являются нижними пределами их изменений.

Более подробный анализ применения ФЧ для создания РВСО излагается в специальной литературе.

Выводы

1. Основными характеристиками РВСО и РЛСО являются: вероятность обнаружения;

- средний период наработки на ложное срабатывание;

- зона обнаружения СО;

- зона отчуждения СО;

- чувствительная зона СО;

- диапазон рабочих частот СО.

2. Процесс сигналообразования в РВСО и РЛСО определяется взаимодействием человека-нарушителя с ЭМП.

3. Наиболее частый случай распределения ЭМП для РЛСО - зоны (дифракция) Френеля.

4. Выделяются четыре способа движения человека по земле: в рост; согнувшись; на коленях; ползком.

5. Для построения РВСО используются одно- или двухпроводные линии или радиоизлучающие кабели.

6. Различают РВСО со встречным и односторонним включением передатчика и приемника.


Контрольные вопросы к гл. 3

1. Что такое РЛСО? Какова модель сигналообразования в РЛСО?

2. Что такое РВСО? Какова модель сигналообразования в РВСО?

3. Назовите и расскажите о причинах возникновения неравномерности чувствительности в РВСО.

4. Назовите и расскажите о методах компенсации неравномерности чувствительности в РВСО.

5. Какие параметры человека-нарушителя воспринимают РВСО и РЛСО? Дайте характеристику этих параметров.

6. Расскажите о подходах к классификации РВСО. Приведите примеры классификации.

7. Расскажите о подходах к классификации РЛСО. Приведите примеры классификации.

8. Какие способы передвижения человека-нарушителя выделяются для анализа в РЛСО и РВСО?

PAGE   \* MERGEFORMAT 14


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55960. Його величність - серце 51 KB
  Мета: Продовжити знайомство учнів з серцевосудинною системою людини. Вивчивши серцевий цикл встановити причину інтенсивної роботи серця. На уроці ми переглянемо біологічний журнал Його величність серце.
55961. Органи кровообігу. Серце, його будова 140 KB
  Застосовувати знання для: кровоносні судини; органи кровообігу на малюнках; особливості будови серцевого м’яза; профілактики серцево-судинних хвороб. Кожна хребетна тварина яка має кров має серце. Прислухайся у грудях серце стука Вистукує один і той же ритм...
55962. The Ecological Problems of our Settlement 34 KB
  Good afternoon, everybody! I am glad to see you at our ecological party which is called "A Boomerang". I am sure that everybody who has come here is indifferent to everything that is around us, and understands that the Earth is our home. Today we will discuss and try to solve the environmental problems of our settlement.
55963. Пори року. Техніка - модульне орігамі 2.31 MB
  Вона складається із старого клубка ниток обмотаного грофованим папером білого кольору. Обличчя намальоване фломастерами, волосся і корона з двостороннього кольорового паперу.
55964. Подорож до країни Математики 40 KB
  Діти сьогодні ми з вами можемо потрапити до країни Математики. Добрий день діти Пишу вам з чарівної країни Математики. Розчаклувати жителів країни Математики можуть тільки розумні уважні й кмітливі діти. До зустрічі Королева Математики...
55965. Читання оповідання В. Сухомлинського «Петрик, собака і кошеня» 37 KB
  Продовжувати знайомити дітей з творчістю В. Сухомлинського. Повторити твори, що читали раніше. Ознайомити з оповіданням В. Сухомлинського «Петрик, собака і кошеня». Вчити дітей уважно слухати твір, відповідати на запитання відповідно до змісту.
55968. Шана Великому Кобзарю 73.5 KB
  Життя Тарасику дала Кріпачкамати вбита горем. Читання напам’ять вірша Якби ви знали паничіâ€ Інсценізація На сцену виходить Тарас і Оксана. Оксана Оце на хвильку забігла до тебе Тарасику. Не сумуй Тарасику.