РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОИСКА И КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ, СНАБЖЕННЫХ ПАССИВНЫМИ ОТВЕТЧИКАМИ Российский патент 1997 года по МПК G01S13/75 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к системам типа "запросчик-ответчик" и системам сигнализации, реагирующим на пассивное переизлучение. Объектами применения предлагаемой системы могут быть люди, предметы или устройства. Система может использована для поиска объектов, в частности для поиска людей, засыпанных лавинами; для контроля наличия или отсутствия объектов на месте; для охранной сигнализации, в частности для предотвращения выноса неоплаченных товаров из торгового зала, и т.д.

Известно несколько разновидностей сигнальных радиосистем с пассивными ответчиками. Общим для них является то, что система содержит запросчик, являющийся управляющей частью системы, и пассивные ответчики, которыми снабжены объекты, охватываемые системой.

Запросчик содержит радиопередатчик сигналов запроса и приемник ответных сигналов. Пассивные ответчики, содержат пассивные переизлучатели, принимающие сигналы запросчика и вырабатывающие из них ответные радиосигналы, принимаемые приемником запросчика.

Отличиями различных систем данного вида являются особенности устройства запросчика и ответчика, определяющие характер запросных и ответных сигналов, характер преобразования запросного сигнала в ответный и признаки для различения ответных сигналов от запросных.

Известна, например, система "Chekpoint Mark II" фирмы "Plessy" (Научно-технический журнал Приборы и системы управления, 1980, N 7, с. 41-42), предназначенная для предотвращения недозволенного изъятия из библиотек книг, микрофильмов, фотографий, карт и другого подобного материала. Система состоит из запросчика, содержащего приемо-передатчик с антенной и устройством сигнализации и пассивных ответчиков, выполненных в виде контуров ударного возбуждения. Суть работы заключается в следующем. Колебательный контур ответчика возбуждается импульсным сигналом запросчика. Свободно-затухающие колебания контура, излучаемые им как антенной на собственной частоте, принимаются приемником запросчика. При этом, поскольку частоты запросного и ответного сигналов совпадают, то антенна запросчика периодически переключается на прием или передачу. Однако эффективность такой охранной системы не высока, поскольку в сильной степени зависит от добротности и частоты настройки контура ответчика, который может быть легко зашунтирован телом человека или расстроен по частоте с помощью небольшого металлического предмета.

Наиболее близкой по технической сущности является система, ответчик которой описан в патенте (EP N 0172445, Пассивный ответчик для поиска засыпанных при обвалах лиц. ИСМ, 1986, вып. 105, N 19, с.37).

Запросчик системы содержит передатчик, выполненный с одной фиксированной частотой излучения и приемник, настроенный на удвоенную частоту передатчика. Ответчик содержит полуволновую антенну, четвертьволновые отрезки которой соединены с умножительным диодом и параллельным колебательным контуром.

При приеме радиосигнала запросчика в ответчике, как в умножителе частоты, образуются гармоники запросного сигнала, самая мощная из которых преимущественно вторая, переизлучается антенной ответчика, на эту частоту настроен приемник запросчика.

Однако, как показали экспериментальные исследования аппаратуры, построенной по этому принципу, наиболее существенным ее недостатком является возможность ложного срабатывания системы, связанная с неизбежным возникновением гармоник запросного сигнала, в частности второй, не только в ответчиках, но и в самом передатчике запросчика. Проникая из передатчика непосредственно в приемник запросчика, эта гармония может быть принята за сигнал ответчика.

Задача изобретения повышение достоверности действия системы путем исключения ложного срабатывания системы, обусловленного паразитными гармоническими составляющими спектра сигнала, излучаемого передатчиком запросчика.

Решение достигается тем, что в радиотехническую систему контроля объектов, снабженных пассивных ответчиками, состоящую из запросчика, содержащего передатчик сигналов запроса с передающей антенной, настроенный на частоту f₁, приемник ответных сигналов с приемной антенной, настроены на частоту 2•f₁, и пассивных ответчиков, каждый из которых содержит параллельно соединенные между собой приемный колебательный контур, настроенный на частоту f₁, нелинейный элемент, в частности диод, и передающую антенну, настроенную на частоту 2•f₁,причем выход приемника запросчика соединен с устройством сигнализации, в запросчик системы введен второй передатчик с передающей антенной, настроенный на частоту f₁+Δf первый передатчик выполнен с частотой настройки f₁-Δf полоса пропускания приемника запросчика выбрана меньше чем 2•Δf, а приемный контур ответчика выполнен с полосой пропускания большей или равной 2•Δf.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на фиг.2 - амплитудные спектры сигналов, поясняющие принцип ее действия.

Радиотехническая система для поиска и контроля объектов, снабженных пассивными ответчиками, состоит из запросчика 1, содержащего два передатчика 2 и 3 сигналов запроса со своими передающими антеннами 4 и 5, приемник 6 ответных сигналов с приемной антенной 7, и пассивных ответчиков 8, каждый из которых содержит параллельно соединенные между собой приемный колебательный контур 9, нелинейный элемент 10 и передающую антенну 11. Выход приемника 6 запросчика 1 соединен с устройством сигнализации 12.

Система работает следующим образом. Пусть передатчики 2 и 3 запросчика 1 выполнены с фиксированными частотами настройки f₁+Δf и f₁-Δf, а приемник 6 запросчика 1 настроен на частоту 2•f₁. При этом полоса пропускания приемника ΔF выбрана меньшей чем 2•Δf. Тогда, в отсутствии пассивного ответчика в зоне действия запросчика, вторая гармоника передатчика 2 равная 2•(f₁+Δf) лежит выше частоты настройки приемника 6 запросчика 1 на величину 2•Δf и при выполнении вышеуказанного условия (ΔF < 2•Δf) не попадает в его полосу пропускания. В свою очередь, вторая гармоника передатчика 3 запросчика 1 равная 2•(f₁-Δf) лежит ниже частоты настройки приемника 6 и также не попадает в его полосу пропускания. Вследствие этого исключаются ложные срабатывания системы, обусловленные паразитными гармоническими составляющими спектров сигналов излучаемых передатчиками 2 и 3 запросчика 1.

При попадании пассивного ответчика 8 в зону действия запросчика 1, в цепи ответчика, благодаря наличию диода 10, происходит образование токов комбинационных частот

В резонансной передающей антенне пассивного ответчика, в соответствии с частотой ее настройки, выделяется сигнал выбранной комбинационной частоты, например, 2•f₁, который и переизлучается антенной ответчика. Этот сигнал принимается приемником 6 запросчика 1 и вызывает срабатывание устройства сигнализации 12.

Изобретение было реализовано в опытном образце, испытано с положительным результатом и будет внедрено в охранных системах предотвращения выноса неоплаченных покупок из торговых залов магазинов. По оценкам специалистов внедрение таких охранных систем в торговых залах магазинов снижает уровень потерь связанных с кражами, с 5% до 0,2% от стоимости проданных товаров. В свою очередь расходы на приобретение и установку системы окупаются в течение 1 1,5 лет.

Использование: радиолокационные системы типа запросчик-ответчик для поиска объектов. Сущность изобретения: система содержит один запросчик 1 включающий два передатчика 2, 3, с двумя передающими антеннами 4, 5 и одной приемной антенной 7 и пассивные ответчики 8, включающие приемный колебательный контур 9, нелинейный элемент 10 и передающую антенну 11, устройство сигнализации 12. Повышение достоверности достигается путем исключения ложного срабатывания, обусловленного паразитными гармоническими составляющими спектра сигнала, излучаемого передатчиком запросчика. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Радиотехническая система для поиска и контроля объектов, снабженных пассивными ответчиками, состоящая из запросчика, содержащего передатчик сигналов запроса с передающей антенной, приемник ответных сигналов с приемной антенной, настроенный на частоту 2f₁, и пассивных ответчиков, каждый из которых содержит последовательно соединенные между собой приемный колебательный контур, настроенный на частоту f₁, нелинейный элемент и передающую антенну, настроенную на частоту 2f₁, выход приемника запросчика соединен с блоком сигнализации, отличающаяся тем, что в запросчик введен второй передатчик сигналов запроса с передающей антенной, настроенный на частоту f₁ + Δf, а первый передатчик сигналов запроса выполнен с частотой настройки f₁ - Δf, при этом приемник ответных сигналов запросчика выполнен полосой пропускания меньше чем 2Δf, а приемный колебательный контур ответчика выполнен с полосой пропускания не менее 2Δf.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что нелинейный элемент выполнен в виде диода.