RU2133046C1 - Method of detection of intrusion of moving object into control zone - Google Patents

Method of detection of intrusion of moving object into control zone Download PDF

Info

Publication number
RU2133046C1
RU2133046C1 RU98100948A RU98100948A RU2133046C1 RU 2133046 C1 RU2133046 C1 RU 2133046C1 RU 98100948 A RU98100948 A RU 98100948A RU 98100948 A RU98100948 A RU 98100948A RU 2133046 C1 RU2133046 C1 RU 2133046C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
moving object
radar
detection
coordinates
area
Prior art date
Application number
RU98100948A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.А. Зайцев
А.П. Морозов
А.Н. Карпушов
А.В. Панкратов
Original Assignee
Научно-исследовательский институт "Стрела"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт "Стрела" filed Critical Научно-исследовательский институт "Стрела"
Priority to RU98100948A priority Critical patent/RU2133046C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2133046C1 publication Critical patent/RU2133046C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar detection of position of intruder over entire area of controlled territory, at approaches to it over land, sea or air space. SUBSTANCE: proposed method can be employed to safeguard important strategic facilities, water intakes, storages and other objects. In agreement with this method radar surveillance and automatic detection of moving objects within limits of controlled zone with the use of radar detectors having wide radiation pattern and installed in correspondence with configuration of controlled zone in points providing for overlapping of observation sectors. Moving objects are detected within resolution limits of one of range channels simultaneously by several radar detectors from different points. Position of object is found by coordinates of area of crossing of equidistant zones of range channels of radar detectors where signal from moving object is detected. Final decision on intrusion into controlled zone is made if coordinates of position of intruder are found to be in controlled zone. EFFECT: enhanced operational reliability of method. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокационного обнаружения, а именно к способам обнаружения несанкционированного проникновения в контролируемую зону, и может быть использовано для охраны важных стратегических объектов, водозаборов, хранилищ взрывчатых и химических веществ и других объектов, обеспечивая обнаружение нарушителя на всей площади объекта, на подходах к нему по земле, воде и с воздушного пространства. The invention relates to the field of radar detection, and in particular to methods for detecting unauthorized entry into a controlled area, and can be used to protect important strategic objects, water intakes, explosive and chemical storage facilities and other objects, ensuring the detection of an intruder over the entire area of the object, on approaches him on land, water and from airspace.

Известен способ обнаружения вторжения в контролируемую зону, реализованный, например, см. систему "ПИОН-1", Охрана периметров И.В.Иванов.- М.: Радио и связь, 1997, с. 14; Аппаратура "ПИОН-Т", техническое описание и инструкция по эксплуатации АВЯ1.400.005 ТО. A known method of detecting intrusion into a controlled area, implemented, for example, see the system "PION-1", Protection of perimeters IV Ivanov.- M .: Radio and communications, 1997, p. fourteen; Equipment "PION-T", technical description and user manual АВЯ1.400.005 ТО.

Способ осуществляют с помощью радиолокационных датчиков с узкими диаграммами направленности, установленными вдоль периметра и реагирующими на пересечение радиолокационного луча нарушителем. The method is carried out using radar sensors with narrow radiation patterns installed along the perimeter and reacting to the intersection of the radar beam by the intruder.

Недостатками этого способа являются невозможность обнаружения проникновения нарушителя по воздуху и нечувствительность к нарушителю, находящемуся внутри контролируемой территории. The disadvantages of this method are the inability to detect the penetration of the intruder through the air and insensitivity to the intruder located inside the controlled territory.

Известен радиолокационный доплеровский обнаружитель, позволяющий контролировать вторжение движущегося нарушителя в заданный объем или площадь, независимо от способа проникновения, используемый в устройствах охранной сигнализации, например: патент России N 2033626, G 01 S 13/02, 1992. Known radar Doppler detector that allows you to control the invasion of a moving intruder in a given volume or area, regardless of the penetration method used in security alarm devices, for example: Russian patent N 2033626, G 01 S 13/02, 1992.

Это устройство, реализующее известный способ обнаружения, содержит радиолокационные датчики с широкой диаграммой направленности, охватывающей определенный объем (площадь) охраняемой зоны, и не позволяет определять координаты местонахождения нарушителя, что ограничивает его применение только в закрытых помещениях или на открытых площадках небольших размеров, огороженных зазором, при этом крупноразмерная цель, находящаяся за пределами охраняемой зоны, может привести к ложному срабатыванию устройства. This device, which implements the known detection method, contains radar sensors with a wide radiation pattern, covering a certain volume (area) of the protected area, and does not allow to determine the coordinates of the location of the intruder, which limits its use only in closed rooms or in open areas of small size, enclosed by a gap At the same time, a large-sized target located outside the protected zone can lead to a false response of the device.

Известен способ обнаружения вторжения движущегося объекта в контролируемую зону, реализованный в, см. патент США N 5132690, G 01 S 13/00, 1992. В этом способе осуществляют зондирование заданной зоны обнаружения узким сканирующим лучом с помощью фазированной антенной решетки (ФАР), прием и обнаружение эхо-сигналов от цели осуществляют удаленным на некоторое расстояние от передатчика приемным устройством радиолокационной станции (РЛС). A known method of detecting an invasion of a moving object in a controlled area, implemented in, see US patent N 5132690, G 01 S 13/00, 1992. In this method, a predetermined detection zone is probed with a narrow scanning beam using a phased antenna array (PAR), reception and the detection of echoes from the target is carried out at a certain distance from the transmitter by the receiving device of the radar station.

Однако для реализации данного способа требуется сложная дорогостоящая энергоемкая антенная система, при произвольной конфигурации охраняемой зоны потребуется увеличение числа РЛС, что приведет к значительному усложнению и удорожанию аппаратуры, ограничению ресурса работы. However, the implementation of this method requires a complex expensive energy-intensive antenna system, with an arbitrary configuration of the protected area, an increase in the number of radars will be required, which will lead to a significant complication and cost of equipment, limiting the service life.

Известно устройство для обнаружения вторжения нарушителей в охраняемую зону (см. патент GB N 2120491, G 01 S 13/56, оп. 30.11.83), которое позволяет осуществить радиолокационное наблюдение и обнаружение движущегося объекта с использованием радиолокационных датчиков с широкими диаграммами направленности с перекрытием секторов их обзора. Однако данное устройство не решает задачу измерения дальности до цели и определение ее точного местонахождения в пределах области наблюдения. A device is known for detecting intruders in a protected area (see patent GB N 2120491, G 01 S 13/56, op. 30.11.83), which allows for radar observation and detection of a moving object using radar sensors with wide radiation patterns with overlapping sectors of their review. However, this device does not solve the problem of measuring the distance to the target and determining its exact location within the observation area.

Целью и техническим результатом данного изобретения является обнаружение движущегося объекта в контролируемой зоне, на подходах к ней по земле и воздуху, без использования сложных антенных устройств, при этом контролируемая зона может иметь произвольную конфигурацию. The purpose and technical result of this invention is the detection of a moving object in a controlled area, on approaches to it by ground and air, without the use of complex antenna devices, while the controlled area can have an arbitrary configuration.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обнаружения вторжения движущихся объектов в контролируемой зоне, заключающемся в радиолокационном наблюдении и автоматическом обнаружении движущегося объекта в пределах контролируемой зоны, радиолокационное наблюдение осуществляют радиолокационными датчиками, имеющими широкие диаграммы направленности и установленными с перекрытием секторов их обзора, осуществляют многоканальный прием по дальности отраженных сигналов и обнаружение движущегося объекта в пределах разрешения одного канала дальности одновременно несколькими радиолокационными датчиками, определяют координаты движущегося объекта по координатам места пересечения эквидальности зон каналов дальности, в которых произошло обнаружение движущегося объекта, сравнивают полученные координаты с областью координат контролируемой зоны и по результатам сравнения судят о вторжении движущегося объекта в контролируемую зону. Многоканальный по дальности прием отраженных сигналов заключается в том, что дистанция по дальности действия каждого датчика разбивается на зоны, соответствующие отдельному каналу дальности, обнаружение сигнала производят в каждой зоне дальности раздельно. This goal is achieved by the fact that in the method of detecting intrusion of moving objects in a controlled area, consisting in radar observation and automatic detection of a moving object within the controlled area, radar observation is carried out by radar sensors having wide radiation patterns and installed with overlapping sectors of their review, carry out multi-channel reception by the range of reflected signals and detection of a moving object within the resolution of one the range channel simultaneously with several radar sensors, determine the coordinates of the moving object from the coordinates of the intersection point of the equidistance of the zones of the range channels in which the moving object was detected, compare the obtained coordinates with the coordinate area of the controlled zone and judge by the results of the comparison about the invasion of the moving object in the controlled zone. The multi-channel reception of reflected signals in range consists in the fact that the distance in the range of each sensor is divided into zones corresponding to a separate range channel, the signal is detected separately in each range zone.

На фиг. 1 изображена схема определения местоположения движущегося объекта (нарушителя) согласно заявляемому способу с использованием двух ортогонально-ориентированных датчиков. In FIG. 1 shows a diagram for determining the location of a moving object (intruder) according to the claimed method using two orthogonally-oriented sensors.

где:
1 - первый и второй радиолокационные датчики;
2 - нарушитель;
3 - охраняемый объект;
4 - площадь пересечения зон дальности (n-й первой датчика и m-й для второго датчика, в которой произошло обнаружение нарушителя).
Where:
1 - the first and second radar sensors;
2 - violator;
3 - guarded object;
4 - the area of intersection of the range zones (n-th first sensor and m-th for the second sensor, in which the intruder was detected).

На фиг. 2 изображено взаимное расположение сетки координат и зон дальности датчиков, в которых произошло обнаружение. In FIG. 2 shows the relative position of the coordinate grid and the range zones of the sensors in which the detection occurred.

На фиг. 3 представлена структурная схема устройства, реализующего заявляемый способ (для 3-х радиолокационных датчиков). In FIG. 3 presents a structural diagram of a device that implements the inventive method (for 3 radar sensors).

На фиг. 4 - пример выполнения радиолокационного датчика. In FIG. 4 is an example of a radar sensor.

Для реализации заявляемого способа устанавливают радиолокационные датчики в соответствии с конфигурацией охраняемой территории, обеспечивая перекрытие секторов обзора. To implement the proposed method, radar sensors are installed in accordance with the configuration of the protected area, providing overlap of the viewing sectors.

Местоположение нарушителя может быть определено, например, с использованием устройства, представленного на фиг. 3, где:
1 - радиолокационные датчики;
5 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
6 - логическая схема, исключающая ИЛИ;
7 - схема сравнения;
8 - ПЗУ области координат контролируемой зоны (карты местности).
The location of the intruder can be determined, for example, using the device of FIG. 3, where:
1 - radar sensors;
5 - read-only memory (ROM);
6 is a logical circuit that excludes OR;
7 is a comparison diagram;
8 - ROM of the coordinate area of the controlled zone (terrain map).

Радиолокационный датчик (см. фиг. 4) представляет собой доплеровский СВЧ-радиолокатор ближней дальности действия с непрерывным излучением, включающий две антенны: приемную 9 и передающую 10, СВЧ-генератор 11 с широкополосным модулятором 12, многоканальный корреляционный приемник гомодинного типа, включающий смеситель СВЧ 13, коррелятор 14, ответвитель 15, синхронизатор 16 и автоматический обнаружитель доплеровского сигнала 17. The radar sensor (see Fig. 4) is a short-range Doppler microwave radar with continuous radiation, including two antennas: receiving 9 and transmitting 10, microwave generator 11 with broadband modulator 12, a multi-channel homodyne type correlation receiver, including a microwave mixer 13, the correlator 14, the coupler 15, the synchronizer 16 and the automatic detector of the Doppler signal 17.

Зондирование и прием отраженных сигналов производятся во всем угловом секторе обзора, обусловленном шириной диаграмм направленности антенн, составляющих величину (60...120o). Широкополосный выходной сигнал СВЧ-генератора 11 подается на вход ответвителя 15, с выхода которого сигнал без ослабления поступает на вход передающей антенны 10 и ослабленный до требуемого уровня поступает на гетеродинный вход смесителя СВЧ 13, сигнальный вход которого соединен с выходом приемной антенны 9. С выхода смесителя 13 сигнал поступает на вход многоканального коррелятора 14, где производится вычисление взаимокорреляционной функции принятого сигнала с опорными сигналами каждого канала дальности, формируемыми синхронизаторами 16. Автоматический обнаружитель 17 выделяет присутствующий в каком-либо из каналов дальности доплеровский сигнал. Выходом датчика является выход обнаружителя, сигнал которого представляет собой цифровой код дальности обнаруженной цели.The sounding and reception of the reflected signals are carried out in the entire angular sector of the review, due to the width of the radiation patterns of the antennas, constituting a value (60 ... 120 o ). The broadband output signal of the microwave generator 11 is fed to the input of the coupler 15, the output of which the signal without attenuation is fed to the input of the transmitting antenna 10 and attenuated to the required level is fed to the heterodyne input of the microwave mixer 13, the signal input of which is connected to the output of the receiving antenna 9. From the output mixer 13, the signal is fed to the input of the multi-channel correlator 14, where the inter-correlation function of the received signal is calculated with the reference signals of each range channel, formed by synchronizers 16. A the automatic detector 17 selects the Doppler signal present in any of the range channels. The sensor output is the detector output, the signal of which is a digital code for the range of the detected target.

В момент обнаружения нарушителя на выходе датчика 1 (см. фиг. 3) появляется цифровой код соответствующей зоны дальности. At the time of detection of the intruder, a digital code of the corresponding range zone appears at the output of sensor 1 (see Fig. 3).

Сформированный код поступает на адресный вход ПЗУ 5. ПЗУ 5 запрограммировано таким образом, что при подаче на адресный вход кода зоны дальности на шине данных (на входе) появляется массив координат, принадлежащих этой зоне дальности в физическом пространстве. Шаг сетки координат выбирается таким, чтобы в элемент, образованный пересечением зон дальности разных датчиков, попала по крайней мере одна точка сетки координат (см. фиг. 2). The generated code is fed to the address input of ROM 5. ROM 5 is programmed in such a way that when a range zone code is supplied to the address input, an array of coordinates appears in the physical space on the data bus (input). The coordinate grid step is selected so that at least one coordinate grid point gets into the element formed by the intersection of the range zones of different sensors (see Fig. 2).

Выходы ПЗУ 5 (шина данных) соединены со входами логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6. На выходе логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ появляется массив данных, соответствующий элементу пространства, где пересекаются зоны дальности датчиков, в которых произошло обнаружение цели. The outputs of the ROM 5 (data bus) are connected to the inputs of the EXCLUSIVE OR 6 logic circuit. At the output of the EXCLUSIVE OR logic circuit, an array of data corresponding to the space element intersects where the range of the sensors in which the target was detected intersects.

Далее в схеме сравнения 7 производится сравнение координат местоположения нарушителя с областью координат контролируемой зоны (карты местности), запрограммированными в ПЗУ 8, и принимается решение о вторжении нарушителя в контролируемую зону. Further, in the comparison scheme 7, the coordinates of the location of the intruder are compared with the coordinate area of the controlled zone (terrain map) programmed in ROM 8, and a decision is made on the intrusion of the violator into the controlled zone.

Применение заявляемого способа позволит:
- формировать рубежи охраны произвольной конфигурации без проведения инженерных работ по устройству этих рубежей на территории охраняемого объекта;
- обнаруживать движущегося нарушителя на всей площади контролируемой территории, имеющей сложную конфигурацию, на подходах к ней по земле и воздуху, без дорогостоящих сканирующих РЛС, при этом исключить ложные тревоги от подвижных объектов, находящихся за контролируемой территорией.
The application of the proposed method will allow:
- form the lines of protection of arbitrary configuration without carrying out engineering work on the device of these lines on the territory of the protected object;
- detect a moving intruder over the entire area of the controlled territory, having a complex configuration, on approaches to it by ground and air, without expensive scanning radars, while eliminating false alarms from moving objects located outside the controlled territory.

Несмотря на широкие диаграммы направленности антенн предлагаемый способ позволяет точно определить местоположение нарушителя. Погрешность определения местоположения зависит от ширины зон, на которые разбита шкала дальности датчика. Despite the wide antenna patterns, the proposed method allows you to accurately determine the location of the intruder. The error in determining the location depends on the width of the zones into which the sensor’s range scale is divided.

Claims (1)

Способ обнаружения вторжения движущегося объекта в контролируемую зону, заключающийся в радиолокационном наблюдении несколькими датчиками с широкими диаграммами направленности, установленными с перекрытием секторов их обзора, отличающийся тем, что проводят многоканальный по дальности прием отраженных сигналов, обнаружение движущегося объекта осуществляют в пределах разрешения одного канала дальности одновременно несколькими датчиками, определяют местонахождение движущегося объекта по координатам места пересечения эквидальностных зон, соответствующих каналам дальности, в которых произошло обнаружение движущегося объекта, сравнивают полученные координаты с областью координат контролируемой зоны и по результатам сравнения принимают решение о вторжении движущегося объекта в контролируемую зону. A method for detecting the intrusion of a moving object in a controlled area, which consists in radar observation by several sensors with wide radiation patterns installed with overlapping sectors of their review, characterized in that they carry out multi-channel reception of reflected signals, the detection of a moving object is carried out within the resolution of one range channel simultaneously several sensors determine the location of a moving object by the coordinates of the intersection of equidistant GOVERNMENTAL zones corresponding channels range in which detection of a moving object has occurred, the coordinates obtained compared with the area of controlled area and coordinates on the comparison decide the invasion of the moving object in the monitored zone.
RU98100948A 1998-01-20 1998-01-20 Method of detection of intrusion of moving object into control zone RU2133046C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100948A RU2133046C1 (en) 1998-01-20 1998-01-20 Method of detection of intrusion of moving object into control zone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100948A RU2133046C1 (en) 1998-01-20 1998-01-20 Method of detection of intrusion of moving object into control zone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2133046C1 true RU2133046C1 (en) 1999-07-10

Family

ID=20201353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98100948A RU2133046C1 (en) 1998-01-20 1998-01-20 Method of detection of intrusion of moving object into control zone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2133046C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622515C1 (en) * 2016-07-08 2017-06-16 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Method of security monitoring roads
RU2724146C1 (en) * 2019-06-14 2020-06-22 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Remotely set radio-frequency annunciator and method of use thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Справочник по радиоэлектронным системам / Под ред. Б.Х.Кривицкого. - М.: Энергия, 1979, т.2, с.83, 84, 135. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622515C1 (en) * 2016-07-08 2017-06-16 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Method of security monitoring roads
RU2724146C1 (en) * 2019-06-14 2020-06-22 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Remotely set radio-frequency annunciator and method of use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7592944B2 (en) System and method for intrusion detection using a time domain radar array
US7417581B2 (en) System and method for intrusion detection using a time domain radar array
EP2814012B1 (en) Cooperative intrusion detection
US4595924A (en) Intruder detection radar system and automatic nulling antenna array
US6518915B2 (en) Impulse radar security system
US3394342A (en) Ultrasonic object detection systems
US20030222778A1 (en) Intrusion detection, tracking, and identification method and apparatus
CN105897324B (en) A kind of millimeter wave wave beam forming and detection method
KR101507238B1 (en) Radar apparatus
US3815131A (en) Cw surveillance radar system
Butler et al. Benefits of wide area intrusion detection systems using FMCW radar
Fillinger et al. Towards a passive acoustic underwater system for protecting harbours against intruders
US5239310A (en) Passive self-determined position fixing system
RU2133046C1 (en) Method of detection of intrusion of moving object into control zone
RU2724805C1 (en) Radar-beam system for guarding perimeters of extended objects and monitoring adjacent territory
US5424744A (en) Sensor arrangement for sensing a threat
US4318102A (en) Intrusion detection system having look-up sensor instrumentation for intrusion range and altitude measurements
US4641146A (en) Dipole array with phase and amplitude control
CN107293077B (en) Perimeter intrusion detecting device and method based on orthogonal CPPM signal
Cory et al. Radar-based intruder detection for a robotic security system
Inomata et al. Wide-area surveillance sensor with leaky coaxial cables
US8237606B2 (en) UHF radar system for implementing a method of eliminating vegetation clutter
Zyczkowski et al. Integrated mobile radar-camera system in airport perimeter security
Zyczkowski et al. Integrated radar-camera security system: Range test
KR101193679B1 (en) Radar system and method for setting scan speed in the same

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110121

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130620

PD4A Correction of name of patent owner