СПОСОБ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РУБЕЖЕЙ Российский патент 2009 года по МПК G01S3/80 

Изобретение относится к области акустики и может быть использовано в прикладной гидроакустике - для защиты водозаборных сооружений атомных электростанций от проникновения диверсантов, а также в рыбной промышленности - для защиты водозаборных сооружений от проникновения биологических объектов, может быть использовано для охраны подступов к объектам, в частности предприятиям энергетического, химико-технологического, оборонного и других профилей со стороны рубежей в водной среде: в водоемах, вдоль берегов рек, в мелком море, бухтах и т.п.

Известен способ и устройство формирования, усиления и излучения высокочастотных (ВЧ) волн накачки на частотах ω₁ и ω₂, сигналов накачки на частотах ω₃ и ω₄, ВЧ волн на частоте ω₅ на защитную металлическую сетку водозаборного сооружения, образования низкочастотной (НЧ) волны разностной частоты Ω=ω₁-ω₂, образования ВЧ волн комбинационных частот ω₃±Ω' и ω₃±Ω”, ω₄±Ω' и ω₄±Ω”, выделения сигналов на частотах Ω' и Ω” детектированием, спектрального анализа НЧ сигналов, их сравнение с эталонными сигналами. Определяют курс, скорость и пространственные координаты морского объекта. Непрерывно воздействуют интенсивными ВЧ волнами на частоте ω₅ на защитную металлическую сетку водозаборного сооружения. Патент Российской Федерации №2256196, МПК: G01S 15/04, G01S 15/96, 2005 г.

Для защиты водных рубежей известны устройства, реагирующие на разрыв сигнальной линии, на механические колебания, вызывающие деформацию чувствительных элементов сигнального заграждения, и бесконтактные устройства, содержащие набор акустических излучающих и приемных элементов, установленных, на дне и образующих барьерную линию рубежа. Координаты обнаруженных нарушителей относительно точек расположения приемников определяют по времени и направлению прихода эхо-сигналов от нарушителя к приемникам. Патент Франции №1583106, МПК: G08B 23/00, 1969. Патент США №5305286, МПК: G01S 15/04 1994 г.

Известно устройство для охраны водных рубежей, содержащее сигнальное заграждение, выполненное в виде троса, протянутого над водой вдоль охраняемого рубежа и закрепленного на вертикальных опорах, на тросе подвешены шесты с грузами на концах в виде маятников, чувствительный элемент подключен к формирователю сигнала тревоги. Чувствительный элемент выполнен в виде коаксиального кабеля, содержащего внутренний и внешний проводники, разделенные изоляцией из фторопластовой ленты, внутренний проводник размещен в сердечнике из упругосжимаемого электропроводящего материала, фторопластовая лента намотана на внутренний проводник по спирали с положительным перекрытием, на внешнем проводнике концентрично расположена защитная оболочка, коаксиальный кабель проложен под тросом вдоль его оси и жестко соединен с каждым шестом. Патент СССР №1819024, МПК: G08B 23/00, 2000 г.

Известен способ и устройство обнаружения вторжения подводного объекта в контролируемую область натурного водоема, заключающийся в последовательном облучении с помощью гидроакустического излучателя различных зон контролируемой водной акватории и приема акустического сигнала, провзаимодействовавшего с подводным объектом, гидроакустическим приемником, с последующим определением местоположения, курса и скорости движения объекта по параметрам принятого сигнала. Прием акустического сигнала проводят после его отражения от отражателей, расположенных вдоль эллиптической поверхности, в фокусах которой расположены гидроакустический излучатель и гидроакустический приемник, причем последний выполнен с равномерной характеристикой направленности. В качестве гидроакустического излучателя используют передающую круговую антенну. Патент Российской Федерации №2150123, МПК: G01S 15/04, 2000 г. Прототип.

Недостатками прототипа является сложность реализации, необходимость устанавливать отражатели на большой акватории, ослабление сигнала нарушения.

Данное изобретение устраняет указанные недостатки, имеет повышенную чувствительность, позволяющую обнаруживать приближение нарушителя заблаговременно, что увеличивает продолжительность сеанса поступления информации о нарушении и увеличивает вероятность обоснованного принятия решения о нарушении рубежа.

Технический результат изобретения - повышение надежности, повышение чувствительности и достоверности обнаружения нарушения, снижение вероятности ложной тревоги.

Технический результат достигается тем, что в способе охраны водных рубежей, включающем прием акустического сигнала от подводного объекта гидроакустическим приемником с последующим определением параметров объекта, формируют сигнал от гидроакустической антенны, выполненной в виде антенных отрезков пьезоэлектрического кабеля, концы которых соединены с радиочастотным кабелем с помощью согласующих устройств, питаемых от общего источника, снимают напряжение сигнала с нагрузочного резистора и передают через разделительный конденсатор на вход формирователя сигнала тревоги, определяют параметры объекта по результатам анализа спектральной и временной изменчивости сигнала.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема, где 1 - трос, 2 - вертикальные опоры, 3 - антенные отрезки антенны из пьезоэлектрического кабеля, 4 - водная среда, 5 - грузы, 6 - согласующее устройство, 7 - коаксиальный радиочастотный кабель, 8 - распорки, 9 - разделительный конденсатор, 10 - формирователь сигнала тревоги, 11 - нагрузочный резистор, 12 - источник питающего напряжения.

Коаксиальный радиочастотный кабель 7 закреплен на распорках 8 и соединен через разделительный конденсатор 9 с входом формирователя сигнала тревоги 10, а через нагрузочный резистор 11 - с выходом источника напряжения питания 12 всех согласующих устройств 6, причем второй полюс источника напряжения питания Е_п соединен с экранирующей заземленной оплеткой коаксиального радиочастотного кабеля 7.

Устройство работает следующим образом. Перемещение подводного объекта - потенциального нарушителя охраняемого рубежа в водной среде 4 возбуждает акустическую волну, распространяющуюся и в направлении охраняемого рубежа. На выходах антенных отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 возникают электрические сигналы, возрастающие по мере приближения нарушителя к рубежу до максимального значения при механическом контакте его как минимум с одним из антенных отрезков пьезоэлектрического кабеля 3. Эти сигналы через согласующие устройства 6 поступают в коаксиальный радиочастотный кабель 7. Нагрузкой для всех согласующих устройств 6 является коаксиальный радиочастотный кабель 7 и нагрузочный резистор 11, включенный между выходом (центральным проводником) коаксиального радиочастотного кабеля 7 и клеммой источника питающего напряжения 12. Вторая клемма источника питающего напряжения 12 подключена к заземленной экранирующей оплетке коаксиального радиочастотного кабеля 7. На нагрузочном резисторе 11 возникает суммарное напряжение сигналов, возбуждаемых на выходах всех антенных отрезков пьезоэлектрических кабелей 3. Фазовые сдвиги между выходными сигналами ближайших к месту действия нарушителя антенных отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 пренебрежимо малы, а уровни сигналов этих отрезков имеют наибольшую величину. Высокая чувствительность антенных отрезков пьезоэлектрического кабеля 3 к акустическому давлению и эффект суммирования возбуждаемых в них сигналов на нагрузочном резисторе 11 обеспечивают повышение чувствительности устройства задолго до прямого соприкосновения нарушителя с элементами барьера. Увеличивается вероятность обоснованного принятия решения о нарушении рубежа.

Напряжение сигнала, снимаемое с нагрузочного резистора 11 через разделительный конденсатор 9, поступает на вход формирователя сигнала тревоги 10, сигнал тревоги формируют по результатам анализа спектральной и временной изменчивости сигнала, поступающего на вход формирователя сигнала тревоги 10, в качестве которого использован персональный компьютер или сигнальный процессор звуковых элементов.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для защиты объектов со стороны рубежей в водной среде. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, повышение чувствительности и достоверности обнаружения, снижение вероятности ложной тревоги. Согласно способу формируют сигнал от гидроакустической антенны, выполненной в виде отрезков пьезоэлектрического кабеля, концы которых соединены с радиочастотным кабелем с помощью согласующих устройств, питаемых от общего источника, снимают напряжение сигнала с нагрузочного резистора и передают через разделительный конденсатор на вход формирователя сигнала тревоги, определяют параметры объекта по результатам анализа спектральной и временной изменчивости сигнала. 1 ил.

Способ охраны водных рубежей, включающий прием акустического сигнала от подводного объекта гидроакустическим приемником с последующим определением параметров объекта, отличающийся тем, что формируют сигнал от гидроакустической антенны, выполненной в виде отрезков пьезоэлектрического кабеля, концы которых соединены с радиочастотным кабелем с помощью согласующих устройств, питаемых от общего источника, снимают напряжение сигнала с нагрузочного резистора и передают через разделительный конденсатор на вход формирователя сигнала тревоги, определяют параметры объекта по результатам анализа спектральной и временной изменчивости сигнала.