ITBS20090239A1 - PERFECT RADAR DEVICE. - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
Campo di applicazione Field of application
La presente invenzione à ̈ generalmente applicabile al settore tecnico dei dispositivi di sorveglianza e sicurezza ed ha particolarmente per oggetto un dispositivo radar. The present invention is generally applicable to the technical sector of surveillance and safety devices and particularly relates to a radar device.
Stato della Tecnica State of the art
E’ noto che i dispositivi radar vengono utilizzati per la rilevazione da remoto di oggetti e/o persone in un’area delimitata. It is known that radar devices are used for the remote detection of objects and / or people in a limited area.
Oltre ai radar comunemente utilizzati per l'identificazione di velivoli o imbarcazioni, sono anche noti dispositivi radar dedicati a rilevare la presenza di persone e oggetti in locali anche di grandi dimensioni. In addition to the radars commonly used for the identification of aircraft or boats, there are also known radar devices dedicated to detecting the presence of people and objects in even large rooms.
Tuttavia, un aspetto spesso rilevante nell'identificazione di un velivolo come di un’imbarcazione o di una persona à ̈ il riconoscimento se esso sia un soggetto autorizzato o meno ad essere presente nell’area delimitata sotto sorveglianza. In talune applicazioni, come l’intervento di forze speciali in ambienti chiusi, à ̈ ad esempio fondamentale poter riconoscere se le persone presenti sono amiche o nemiche e, soprattutto, quali di esse sono amiche e quali nemiche. However, an often relevant aspect in identifying an aircraft as a boat or a person is the recognition of whether or not it is a person authorized to be present in the delimited area under surveillance. In some applications, such as the intervention of special forces in closed environments, for example, it is essential to be able to recognize whether the people present are friends or enemies and, above all, which of them are friends and which enemies.
In tal senso sono noti alcuni dispositivi che, a seguito della rilevazione di persone neN’area sotto sorveglianza determinano se esse siano autorizzate o se si tratta di intrusi. Alcuni esempi sono descritti in FR 2 911 987, WO 02/23498 e WO 2004/068432. Pur con le differenze che li contraddistinguono, tutti i documenti elencati descrivono un dispositivo comprendente mezzi per il rilevamento della presenza di persone in un’area delimitata e mezzi per il riconoscimento di tali persone per determinare se siano autorizzate o meno. In this sense, some devices are known which, following the detection of persons in the area under surveillance, determine whether they are authorized or whether they are intruders. Some examples are described in FR 2 911 987, WO 02/23498 and WO 2004/068432. Even with the differences that distinguish them, all the documents listed describe a device including means for detecting the presence of people in a delimited area and means for recognizing such people to determine whether they are authorized or not.
Più in dettaglio, il riconoscimento avviene mediante un elemento RFID, ossia mediante un circuito che invia un apposito segnale di interrogazione ad un transponder in possesso del personale autorizzato e nel quale sono contenute informazioni riguardanti il personale e l'autorizzazione da inviare in risposta al suddetto circuito. Se l'autorizzazione non à ̈ valida o se non vi à ̈ risposta, ossia se le persone non sono in possesso del transponder, il dispositivo dà l’allarme. More in detail, the recognition takes place by means of an RFID element, i.e. by means of a circuit that sends a specific interrogation signal to a transponder in the possession of authorized personnel and which contains information regarding the personnel and the authorization to be sent in response to the aforementioned circuit. If the authorization is not valid or if there is no response, ie if people do not have the transponder, the device gives the alarm.
Tale soluzione consente di distinguere gli autorizzati dai non autorizzati, ossia l’amico dal nemico, tuttavia comporta alcuni inconvenienti. This solution makes it possible to distinguish the authorized from the unauthorized, that is the friend from the enemy, however it involves some drawbacks.
Innanzitutto, i dispositivi descritti generalmente non indicano una posizione precisa dell’obiettivo rilevato. First of all, the devices described generally do not indicate a precise position of the detected target.
Inoltre, risultano particolarmente voluminosi dovendo prevedere un doppio circuito di trasmissione, uno per il segnale radar e uno per il segnale RFID. Furthermore, they are particularly bulky as they have to provide a double transmission circuit, one for the radar signal and one for the RFID signal.
Si osserva anche che, essendo presenti due circuiti di trasmissione, il consumo di energia del dispositivo complessivo à ̈ elevato. Quest’ultimo inconveniente à ̈ particolarmente grave nel caso di dispositivi portatili dati in uso, ad esempio, a corpi speciali delle forze dell’ordine o simili. It is also observed that, since there are two transmission circuits, the energy consumption of the overall device is high. This latter drawback is particularly serious in the case of portable devices given in use, for example, to special forces of law and order or the like.
Un altro inconveniente à ̈ che il tempo di identificazione ed allarme à ̈ senz’altro elevato comprendendo il tempo di invio e ricezione del segnale radar e il tempo di invio e ricezione del segnale dell’RFID. Another drawback is that the identification and alarm time is undoubtedly high including the time of sending and receiving the radar signal and the time of sending and receiving the RFID signal.
Presentazione dell’invenzione Presentation of the invention
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un dispositivo radar che consenta di superare gli inconvenienti citati dell’arte nota. The purpose of the present invention is that of at least partially overcoming the drawbacks encountered above, by providing a radar device which allows to overcome the drawbacks mentioned in the prior art.
In particolare, uno scopo dell’invenzione à ̈ di mettere a disposizione un dispositivo radar che consenta di rilevare ed identificare persone od oggetti in un area sotto sorveglianza nel minor tempo possibile. In particular, an object of the invention is to provide a radar device that allows to detect and identify people or objects in an area under surveillance in the shortest possible time.
Un altro scopo dell’invenzione à ̈ che il dispositivo presenti dimensioni inferiori e/o più compatte rispetto ai dispositivi equivalenti noti. Another object of the invention is that the device has smaller and / or more compact dimensions than the known equivalent devices.
Un ulteriore scopo à ̈ che il dispositivo presenti consumi energetici inferiori rispetto ai dispositivi noti. A further object is that the device has lower energy consumption than known devices.
Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un dispositivo radar perfezionato in accordo con la rivendicazione principale. Forme di realizzazione vantaggiose del trovato sono definite in accordo con le rivendicazioni dipendenti. These aims, as well as others which will appear more clearly in the following, are achieved by an improved radar device in accordance with the main claim. Advantageous embodiments of the invention are defined in accordance with the dependent claims.
In particolare, secondo un aspetto dell'invenzione il dispositivo radar perfezionato dell’invenzione à ̈ collegabile almeno a mezzi di memoria contenenti dati identificativi di obiettivi e potrà comprendere almeno un’antenna radar-trasmittente suscettibile almeno di trasmettere un segnale radar in radiofrequenza per individuare un obiettivo. In particular, according to an aspect of the invention, the improved radar device of the invention can be connected at least to memory means containing target identification data and may include at least one radar-transmitting antenna capable of transmitting at least a radiofrequency radar signal. to find a goal.
Lo stesso dispositivo radar potrà comprendere anche almeno un’antenna radar-ricevente suscettibile almeno di ricevere detto segnale radar di individuazione quando riflesso dall’obiettivo. Inoltre, il dispositivo potrà comprendere mezzi elettronici di elaborazione e controllo operativamente collegati a detta antenna radar-trasmittente per generare un segnale radar che possa anche interrogare un transponder, e a detta antenna radar-ricevente per elaborare un segnale di risposta di detto transponder ed estrarne un dato di identificazione da inviare ai mezzi di memoria per confrontarli con i dati identificativi in essi contenuti. The same radar device may also comprise at least one radar-receiving antenna capable at least of receiving said detection radar signal when reflected by the target. Furthermore, the device may comprise electronic processing and control means operatively connected to said radar-transmitting antenna to generate a radar signal which can also interrogate a transponder, and to said radar-receiving antenna to process a response signal of said transponder and extract a identification data to be sent to the memory means to compare them with the identification data contained therein.
In altri termini, il dispositivo radar svolge, contestualmente all’osservazione radar dell’ambiente, anche la funzione di dispositivo RFID, ossia un dispositivo in grado di emettere un segnale di interrogazione di appositi transponder. Tuttavia, a differenza dei dispositivi equivalenti noti, il dispositivo radar proposto effettua una vera e propria integrazione del dispositivo RFID in se stesso poiché il segnale radar di individuazione viene utilizzato anche per interrogare il transponder. Quando un obiettivo si trova nella regione di spazio “illuminata†dai segnali radar esso genera un segnale riflesso che torna al radar; tale segnale riflesso à ̈ somma quindi di due componenti: l’eco radar proprio dell’obiettivo e il segnale di risposta del transponder solidale con l'obiettivo individuato, qualora tale transponder sia presente. In other words, at the same time as the radar observation of the environment, the radar device also performs the function of an RFID device, ie a device capable of emitting an interrogation signal from suitable transponders. However, unlike the known equivalent devices, the proposed radar device carries out a real integration of the RFID device in itself since the detection radar signal is also used to interrogate the transponder. When a target is in the region of space â € œilluminatedâ € by the radar signals it generates a reflected signal which returns to the radar; this reflected signal is therefore the sum of two components: the radar echo of the target and the response signal of the transponder integral with the identified target, if this transponder is present.
I vantaggi derivanti da tale soluzione sono evidenti. Innanzitutto sono abbreviati, rispetto ai dispositivi noti, i tempi di rilevamento ed identificazione di obiettivi in un area sotto sorveglianza. The advantages deriving from this solution are evident. First of all, the times for detecting and identifying targets in an area under surveillance are shortened with respect to known devices.
Inoltre, il dispositivo radar risulta più piccolo, compatto e con consumi energetici inferiori essendo composto da un minor numero di componenti elettronici e di antenne. Furthermore, the radar device is smaller, more compact and with lower energy consumption as it consists of fewer electronic components and antennas.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive di un dispositivo radar perfezionato secondo l’invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become more evident in the light of the detailed description of some preferred but not exclusive embodiments of an improved radar device according to the invention, illustrated by way of non-limiting example with the aid of the accompanying tables drawing in which:
la FIG. 1 rappresenta un dispositivo radar secondo l’invenzione in una fase operativa; FIG. 1 represents a radar device according to the invention in an operative phase;
le FIGG. da 2 a 4 rappresentano particolari del dispositivo radar dell’invenzione; FIGS. 2 to 4 show details of the radar device of the invention;
le FIGG. 5 e 6 rappresentano istanti operativi del dispositivo radar dell’invenzione. FIGS. 5 and 6 represent operational instants of the radar device of the invention.
Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito Con riferimento alla fig. 1 , si descrive un dispositivo radar perfezionato 1 collegabile a mezzi di memoria M contenenti dati identificativi di obiettivi. Tali dati sono riferiti ad obiettivi che sono autorizzati ad essere presenti in un'area delimitata sorvegliata mediante il dispositivo radar 1 dell’invenzione. Detailed description of a preferred embodiment With reference to fig. 1, an improved radar device 1 is described which can be connected to memory means M containing target identification data. These data refer to targets that are authorized to be present in a delimited area monitored by the radar device 1 of the invention.
Secondo un aspetto dell’invenzione, tale dispositivo radar 1 comprende almeno un’antenna radar-trasmittente 2, ossia un’antenna suscettibile almeno di trasmettere un segnale radar in radiofrequenza suscettibile di “rimbalzare†o riflettersi su un obiettivo O. According to one aspect of the invention, this radar device 1 comprises at least one radar-transmitting antenna 2, that is an antenna capable of at least transmitting a radiofrequency radar signal capable of "bouncing" or reflecting on a target O.
Ovviamente il dispositivo 1 comprende anche almeno un’antenna radar-ricevente 3, ossia un’antenna suscettibile almeno di ricevere il segnale radar di individuazione quando riflesso dall’obiettivo O. Obviously, the device 1 also comprises at least one radar-receiving antenna 3, that is an antenna capable of at least receiving the radar detection signal when reflected by the target O.
Tale forma di esecuzione, rappresentata nelle figure, non deve comunque essere interpretata come limitativa di differenti forme di esecuzione dove le antenne radar-trasmittenti e le antenne radarriceventi siano le stesse, fino al caso limite di un dispositivo provvisto di una sola antenna radar al tempo stesso trasmittente e ricevente. This embodiment, represented in the figures, must not however be interpreted as limiting different embodiments where the radar-transmitting antennas and the radio-receiving antennas are the same, up to the limit case of a device equipped with only one radar antenna at the time same transmitter and receiver.
Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il dispositivo radar 1 comprende mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4 operativamente collegati all’antenna radar-trasmittente 2 per comandare l'invio del segnale radar che contestualmente sia un segnale in grado di sollecitare, ossia interrogare, un transponder 5 associabile all’obiettivo O. According to another aspect of the invention, the radar device 1 comprises electronic processing and control means 4 operatively connected to the radar-transmitting antenna 2 to command the sending of the radar signal which at the same time is a signal capable of soliciting, that is interrogate, a transponder 5 that can be associated with objective O.
Come anticipato, quindi, il dispositivo radar 1 à ̈ anche un circuito di tipo RFID, ossia che si occupa di interrogare, mediante un apposito segnale in radiofrequenza, un transponder in modo che questi risponda inviando almeno il proprio identificativo. Tuttavia, ciò che emerge à ̈ che tale funzione non à ̈ svolta da un circuito elettronico aggiunto al dispositivo radar 1 dell’invenzione, ma à ̈ costituita dagli stessi circuiti elettronici che si occupano dell’invio e della ricezione del segnale radar in radiofrequenza. As anticipated, therefore, the radar device 1 is also an RFID type circuit, that is, it is responsible for interrogating, by means of a special radiofrequency signal, a transponder so that it responds by sending at least its own identification. However, what emerges is that this function is not performed by an electronic circuit added to the radar device 1 of the invention, but is constituted by the same electronic circuits that are responsible for sending and receiving the radar signal in radio frequency.
In particolare, i mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4 che sono preposti al controllo del dispositivo radar 1 sono anche utilizzati per generare e gestire l’invio del segnale di interrogazione del transponder 5, con risparmio di circuiteria elettronica, di alimentazione elettrica e di dimensioni del dispositivo radar 1. In particular, the electronic processing and control means 4 which are responsible for controlling the radar device 1 are also used to generate and manage the sending of the interrogation signal of the transponder 5, saving electronic circuitry, power supply and dimensions of the radar device 1.
Inoltre, l’antenna che deve trasmettere il segnale di interrogazione à ̈ la stessa antenna radar trasmittente 2, con ovvio risparmio di dimensioni. Il fatto poi che il segnale di interrogazione sia lo stesso segnale radar in radiofrequenza consente di risparmiare sia in termini energetici, essendovi un unico segnale da generare e trasmettere, che in termini temporali poiché, mentre secondo l’arte nota prima vi à ̈ l'individuazione di un obiettivo e poi la sua identificazione, in questo caso individuazione e identificazione sono contemporanei. Furthermore, the antenna that must transmit the interrogation signal is the same transmitter radar antenna 2, with obvious size savings. The fact that the interrogation signal is the same radiofrequency radar signal allows to save both in energy terms, since there is a single signal to generate and transmit, and in terms of time since, while according to the known art before there is the identification of an objective and then its identification, in this case identification and identification are simultaneous.
Quanto fin qui detto à ̈ ancor più accentuato dal fatto che, secondo un altro aspetto dell’invenzione, anche l’antenna radarricevente 3 à ̈ collegata ai mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4 in modo che la stessa antenna radar-ricevente 3 sia utilizzabile anche per ricevere il segnale di risposta del transponder 5 e i suddetti mezzi elettronici 4 possano estrarne un dato di identificazione da inviare ai mezzi di memoria. Questi ultimi potranno quindi confrontare il dato ricevuto con quelli memorizzati e dare segnalazione sulla corrispondenza. What has been said so far is even more accentuated by the fact that, according to another aspect of the invention, also the radio receiver antenna 3 is connected to the electronic processing and control means 4 so that the same radar-receiver antenna 3 it can also be used to receive the response signal of the transponder 5 and the aforementioned electronic means 4 can extract an identification data from it to be sent to the memory means. The latter will then be able to compare the data received with those stored and report correspondence.
Più in dettaglio, nei mezzi di memoria sono contenuti, come detto, i dati identificativi di obiettivi autorizzati o conosciuti. Qualora vi sia un segnale radar riflesso, che indica la presenza di uno o più obiettivi, e non sia presente un dato RFID di risposta dato da un transponder, ossia l’obiettivo à ̈ sprovvisto di transponder, sicuramente non vi à ̈ corrispondenza con i dati contenuti nei mezzi di memoria e quindi vi à ̈ una apposita segnalazione. More in detail, the memory means contain, as mentioned, the identification data of authorized or known objectives. If there is a reflected radar signal, which indicates the presence of one or more targets, and there is no response RFID given by a transponder, i.e. the target does not have a transponder, surely there is no correspondence with the data contained in the memory media and therefore there is a specific signaling.
La stessa cosa accade anche se un dato RFID Ã ̈ presente, ma non corrisponde con nessuno dei dati contenuti nei mezzi di memoria. The same thing happens even if a given RFID is present, but it does not correspond with any of the data contained in the storage media.
Differente à ̈ ovviamente il caso in cui vi sia un dato RFID e vi sia corrispondenza con i dati i dati contenuti nei mezzi di memoria. In questo caso vi può essere comunque una segnalazione, ma la segnalazione sarà ovviamente diversa. Obviously, the case in which there is an RFID data and there is a correspondence with the data contained in the memory means is different. In this case there may still be a report, but the report will obviously be different.
Da un punto di vista operativo, tale funzionalità à ̈ particolarmente utile nel casi di esempio di un’azione svolta da corpi speciali. From an operational point of view, this functionality is particularly useful in the example cases of an action carried out by special forces.
È noto che essi spesso devono fare irruzione in locali chiusi all’interno dei quali vi sono malviventi. Tali irruzioni avvengono da più direzioni contemporaneamente e vi à ̈ l’ovvio rischio di confondere gli “amici†con i “nemici†, ossia i colleghi che hanno fatto irruzione da un’altra direzione con i malviventi, In questo caso poter riconoscere chi à ̈ amico semplifica notevolmente l’irruzione. Ovviamente ciò presuppone che tutti gli elementi dei corpi speciali siano dotati di una tale informazione e che questa sia loro fornita nel più breve tempo possibile. Il fatto che il segnale radar contenga anche il segnale di interrogazione come detto à ̈ già un elemento fondamentale per ottenere l'informazione con velocità superiore all’arte nota. Tuttavia la situazione più comoda à ̈ che ciascun elemento abbia in dotazione il dispositivo radar 1 dell’invenzione. It is known that they often have to break into closed rooms where there are criminals. These break-ins occur from several directions at the same time and there is the obvious risk of confusing the â € œfriendsâ € with the â € œnemicsâ €, that is, the colleagues who broke in from another direction with the criminals, In this case being able to recognize who is a friend greatly simplifies the break-in. Obviously this presupposes that all the elements of the special corps are equipped with such information and that this is provided to them in the shortest possible time. The fact that the radar signal also contains the interrogation signal as mentioned is already a fundamental element for obtaining information with a speed higher than the known art. However, the most convenient situation is that each element is equipped with the radar device 1 of the invention.
Dovendo in questo caso essere portatile, à ̈ evidente che la configurazione particolarmente compatta ed il consumo energetico inferiore del dispositivo radar 1 in confronto ai dispositivi equivalenti dell’arte nota sono aspetti decisivi. In this case, having to be portable, it is evident that the particularly compact configuration and the lower energy consumption of the radar device 1 in comparison with the equivalent devices of the prior art are decisive aspects.
Nonostante il dispositivo radar 1 sia utilizzabile in qualsiasi forma, à ̈ evidente che la sua miniaturizzazione rispetto ai dispositivi equivalenti noti sollecita, come si osserva nelle figg. da 2 a 4, la sua associazione ad un elemento di abbigliamento 10 indossabile dall’utente U. Ciò ha come importante conseguenza che l’utente U avrà le mani libere e potrà partecipare attivamente all’azione in corso. Despite the fact that the radar device 1 can be used in any form, it is evident that its miniaturization with respect to the equivalent known devices puts a strain, as can be seen in figs. from 2 to 4, its association with an item of clothing 10 wearable by user U. This has the important consequence that user U will have his hands free and will be able to actively participate in the action in progress.
Come si osserva nelle figure, un elemento di abbigliamento 10 può essere un casco 11, ma ciò non à ̈ da intendersi come limitazione per l'applicazione del dispositivo radar 1 ad altri elementi di abbigliamento come appositi bracciali, gambali, maglie, giacche o altro. Un esempio in tal senso à ̈ un giubbotto antiproiettile 12. As can be seen in the figures, an item of clothing 10 can be a helmet 11, but this is not to be understood as a limitation for the application of the radar device 1 to other items of clothing such as special bracelets, leggings, sweaters, jackets or other. . An example of this is a bulletproof vest 12.
Secondo un altro aspetto dell'invenzione, il dispositivo radar 1 comprende mezzi di visualizzazione 6 ad un utente U delle informazioni provenienti dai mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4, ossia di quanto rilevato dalla propria scansione radar associato ai rilevamenti RFID. According to another aspect of the invention, the radar device 1 comprises means 6 for displaying the information coming from the electronic processing and control means 4 to a user U, ie what is detected by its own radar scan associated with the RFID detections.
Generalmente, ma non necessariamente, tali mezzi di visualizzazione 6 sono costituiti da uno schermo trasparente da indossare come un paio di occhiali o come una visiera del casco 11. In questo modo l’utente U vede comodamente quanto rilevato dal dispositivo radar 1 e, allo stesso tempo, non ha ostacoli nella visuale di ciò che lo circonda. Inoltre, la sovrapposizione di quanto à ̈ visibile e di quanto rilevato consente all’utente U di poter valutare la situazione nel miglior modo possibile, fatto particolarmente importante nel caso esso sia un vigile del fuoco che deve intervenire in locali chiusi o un elemento appartenente alle forze speciali. Generally, but not necessarily, these display means 6 consist of a transparent screen to be worn as a pair of goggles or as a helmet visor 11. In this way the user U can easily see what is detected by the radar device 1 and, at the same time, he has no obstacles in the view of his surroundings. Furthermore, the superimposition of what is visible and what is detected allows the user U to be able to evaluate the situation in the best possible way, which is particularly important if it is a firefighter who has to intervene in closed rooms or a belonging element. to special forces.
Inoltre, gli obiettivi rilevati potrebbero essere rappresentati con colori differenti a seconda della segnalazione RFID ricevuta. Also, detected targets may be represented in different colors depending on the RFID signal received.
Si osserva anche che il dispositivo radar 1 dell’invenzione di fatto à ̈ scomponibile in due parti distinte: la parte delle antenne radarriceventi 3 e radar-trasmittenti 2 e la parte circuitale comprendente i mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4. In tal senso, à ̈ prevedibile che dispositivo radar 1 sia associato ad un gruppo di supporto che comprende almeno un primo elemento di abbigliamento, ad esempio il casco 11 , per il supporto delle antenne 2, 3, ed almeno un secondo elemento di abbigliamento, ad esempio la giacca 12, per il supporto dei mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4. In tal caso, saranno presenti mezzi di connessione dati per collegare operativamente le antenne 2, 3 ai mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4. Tali mezzi di connessione possono avere forme esecutive differenti. La più semplice à ̈ costituita da cavi elettrici, ma à ̈ anche possibile prevedere l’uso di dispositivi di comunicazione a radiofrequenza come, ad esempio, dispositivi Bluethoot®. It is also noted that the radar device 1 of the invention can in fact be divided into two distinct parts: the part of the radio-receiving antennas 3 and the radar-transmitting 2 antennas and the circuit part including the electronic processing and control means 4. In this sense , It is foreseeable that the radar device 1 is associated with a support group which comprises at least a first element of clothing, for example the helmet 11, for supporting the antennas 2, 3, and at least a second element of clothing, for example the jacket 12, for the support of the electronic processing and control means 4. In this case, data connection means will be present for operatively connecting the antennas 2, 3 to the electronic processing and control means 4. These connection means can have executive forms different. The simplest is constituted by electric cables, but it is also possible to foresee the use of radio frequency communication devices such as, for example, Bluethoot® devices.
Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il dispositivo radar 1 comprende mezzi di comunicazione che lo collegano con altri dispositivi radar equivalenti e/o con una centrale operativa in modo da scambiare informazioni. According to another aspect of the invention, the radar device 1 comprises communication means which connect it with other equivalent radar devices and / or with an operational center in order to exchange information.
Ciò consente di trasferire le informazioni rilevate ad altri utenti U e di riceverne. La condivisione delle informazioni à ̈ un vantaggio rilevante in quanto à ̈ possibile completare la sorveglianza di un'area in un tempo inferiore nonché ottenere informazioni su aree che il proprio dispositivo radar 1 non riuscirebbe a raggiungere. This allows the information collected to be transferred to other U users and to receive it. Information sharing is a significant advantage as it is possible to complete the surveillance of an area in less time and to obtain information on areas that your radar device 1 would not be able to reach.
Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, il dispositivo radar 1 comprende almeno un circuito di ricezione ed elaborazione di segnali di un sistema di posizionamento satellitare, non rappresentato nelle figure, suscettibile di fornire la posizione del dispositivo radar 1 e, tramite esso, ricavare la posizione assoluta degli obiettivi O presenti nell’area predeterminata. According to a further aspect of the invention, the radar device 1 comprises at least one signal reception and processing circuit of a satellite positioning system, not shown in the figures, capable of providing the position of the radar device 1 and, through it, obtaining the absolute position of the objectives O present in the predetermined area.
Tale caratteristica risulta particolarmente utile quando i dati dei rilevamenti vengono comunicati ad altri dispositivi radar equivalenti o alla centrale operativa poiché li aiuta ad avere un quadro esatto della situazione. This feature is particularly useful when the survey data is communicated to other equivalent radar devices or to the operations center as it helps them to have an exact picture of the situation.
Gli esempi d’uso fin qui citati del dispositivo radar 1 fanno comprendere che un fattore che potrebbe in taluni casi essere importante à ̈ che il radar sia del tipo in grado di superare ostacoli quali muri, veicoli o altro. Non solo, un altro aspetto che in alcune situazioni può essere importante à ̈ il rilievo tridimensionale dell’obiettivo O così da facilitarne il riconoscimento. The examples of use cited up to now of the radar device 1 make it clear that a factor that could in some cases be important is that the radar is of the type capable of overcoming obstacles such as walls, vehicles or other. Not only that, another aspect that in some situations can be important is the three-dimensional relief of the objective O so as to facilitate its recognition.
In questo senso, secondo un altro aspetto dell’invenzione il dispositivo radar 1 à ̈ del tipo 3D comprendendo, come si osserva in fig. 5, almeno tre antenne radar-riceventi 3. In tal caso, ad esempio, sono previste almeno tre antenne radar-riceventi 3 di cui almeno una à ̈ radar-trasmittente 2. In this sense, according to another aspect of the invention, the radar device 1 is of the 3D type comprising, as can be seen in fig. 5, at least three radar-receiving antennas 3. In this case, for example, at least three radar-receiving antennas 3 are provided, of which at least one is radar-transmitting 2.
Tale forma di esecuzione à ̈ da intendersi non limitativa per differenti forme di esecuzione secondo le quali, ad esempio, tutte le antenne sono sia riceventi che trasmittenti, oppure secondo le quali vi sono tre o più antenne solo riceventi ed una o più antenne solo trasmittenti. In altre parole, la limitazione minima à ̈ la presenza di almeno tre antenne che siano almeno riceventi e di almeno un’antenna che sia almeno trasmittente. Ovviamente, la configurazione che consente di limitare al minimo le dimensioni del dispositivo prevede l’uso di sole tre antenne tutte riceventi ed almeno una anche trasmittente. This form of execution is to be understood as not limiting for different forms of execution according to which, for example, all the antennas are both receiving and transmitting, or according to which there are three or more only receiving antennas and one or more transmitting only antennas. . In other words, the minimum limitation is the presence of at least three antennas that are at least receiving and of at least one antenna that is at least transmitting. Obviously, the configuration that allows to limit the dimensions of the device to a minimum requires the use of only three antennas, all receiving and at least one also transmitting.
Secondo un aspetto dell’invenzione, i mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4, che sono operativamente collegati all’antenna radar-trasmittente 3 e alle antenne radar-riceventi 2, non solo comandano l'invio del segnale radar in radiofrequenza da parte dell’antenna radar-trasmittente 2, ma anche l’attivazione delle antenne radar-riceventi 3 solo dopo un tempo corrispondente alla stima del tempo necessario al segnale radar in radiofrequenza per raggiungere l’area predeterminata, rimbalzare su eventuali obiettivi O presenti in essa e raggiungere successivamente le antenne radar-riceventi 3. According to an aspect of the invention, the electronic processing and control means 4, which are operatively connected to the radar-transmitting antenna 3 and to the radar-receiving antennas 2, not only control the transmission of the radio frequency radar signal by of the radar-transmitting antenna 2, but also the activation of the radar-receiving antennas 3 only after a time corresponding to the estimate of the time necessary for the radiofrequency radar signal to reach the predetermined area, bounce off any targets O present in it and subsequently reach the radar-receiving antennas 3.
In altre parole, nel dispositivo radar 1 dell’invenzione i mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4 comandano la “finestratura" delle antenne radar-riceventi 3, ossia controllano che ogni antenna radar-ricevente 3 sia attiva e disponibile a ricevere segnali in radiofrequenza solo durante una finestra temporale corrispondente all’intervallo nel quale il segnale in radiofrequenza trasmesso la raggiunge a seguito di una riflessione contro un obiettivo O presente nell’area di interesse. In other words, in the radar device 1 of the invention the electronic processing and control means 4 command the "window" of the radar-receiving antennas 3, ie they check that each radar-receiving antenna 3 is active and available to receive signals in radiofrequency only during a time window corresponding to the interval in which the transmitted radiofrequency signal reaches it following a reflection against a target O present in the area of interest.
In tal modo, a seguito dell’invio del segnale in radiofrequenza à ̈ possibile mantenere disattivate le antenne radar-riceventi 3 e diminuire, di conseguenza i consumi elettrici del dispositivo radar 1. Nel caso di dispositivi radar 1 portatili, quindi, a parità di dimensioni di batterie la durata della carica risulta maggiorata. Tuttavia, l’aspetto più interessante à ̈ che a parità di durata temporale richiesta, à ̈ possibile utilizzare batterie con carica massima inferiore, ossia batterie di dimensioni inferiori. Ciò significa diminuire ulteriormente le dimensioni complessive del dispositivo radar 1. In this way, following the transmission of the radiofrequency signal, it is possible to keep the radar-receiving antennas 3 deactivated and consequently reduce the electrical consumption of the radar device 1. In the case of portable radar devices 1, therefore, at the same battery size increases the duration of the charge. However, the most interesting aspect is that for the same length of time required, it is possible to use batteries with a lower maximum charge, ie batteries of a smaller size. This means further decreasing the overall dimensions of the radar device 1.
Consegue anche un notevole aumento dell’insensibilità ai disturbi, soprattutto a quelli volutamente generati da utenti interessati ad impedire il rilevamento radar. Infatti, non solo la finestratura temporale delle antenne radar-riceventi 3 consente di diminuire il rumore e i disturbi complessivamente ricevuti, ma consente anche di evitare che tali disturbi, soprattutto se generati appositamente, saturino le stesse antenne radar-riceventi 3 e i circuiti preposti alla gestione dei segnali ricevuti (ad esempio amplificatore a basso rumore) rendendoli non ricettivi. There is also a notable increase in insensitivity to disturbances, especially those deliberately generated by users interested in preventing radar detection. In fact, not only does the temporal windowing of the radar-receiving antennas 3 reduce the overall noise and disturbances received, but it also prevents such disturbances, especially if generated specifically, from saturating the same radar-receiving antennas 3 and the circuits responsible for managing received signals (e.g. low noise amplifier) making them non-receptive.
Tipicamente, i mezzi elettronici di elaborazione e controllo 4 potranno comprendere, ad esempio, un’unità logica di controllo generalmente programmabile e circuiti elettronici di interfaccia per il collegamento dell’unità logica alle antenne radar-trasmittenti 2 e radar-riceventi 3. Typically, the electronic processing and control means 4 may comprise, for example, a generally programmable control logic unit and electronic interface circuits for connecting the logic unit to the radar-transmitting 2 and radar-receiving antennas 3.
Secondo un altro aspetto dell’invenzione, almeno le antenne radar-riceventi 3, se non anche l’antenna radar-trasmittente 2, sono omni-direzionali. Ad esempio, esse possono essere costituite da piastrini oppure da metallizzazioni realizzate su schede PCB. Ovviamente la scelta à ̈ ampia e ciò consente di ottimizzare ancor più le dimensioni del dispositivo radar 1 dell'invenzione nonché la sua applicabilità agli elementi di supporto sopra citati. According to another aspect of the invention, at least the radar-receiving antennas 3, if not also the radar-transmitting antenna 2, are omni-directional. For example, they can be constituted by small plates or by metallizations realized on PCB boards. Obviously the choice is wide and this allows to optimize even more the dimensions of the radar device 1 of the invention as well as its applicability to the support elements mentioned above.
Con l’utilizzo di tale tipologia di antenne, l’area sorvegliata à ̈ individuata, come rappresentato in fig. 6, dalla intersezione di tre corone circolari, ciascuna riferita ad una rispettiva delle antenne radar-ricevente 3. La singola corona circolare presenta un raggio medio dipendente dal tempo di volo predeterminato, ossia dal tempo di andata e ritorno del segnale in radiofrequenza. With the use of this type of antennas, the monitored area is identified, as shown in fig. 6, from the intersection of three circular rings, each referred to a respective of the radar-receiving antennas 3. The single circular ring has an average radius dependent on the predetermined flight time, ie on the round trip time of the radio frequency signal.
L’ampiezza della corona circolare, inoltre, viene determinata dalla lunghezza temporale del segnale in radiofrequenza trasmesso. Se ne deduce che, secondo un altro aspetto dell’invenzione, il segnale in radiofrequenza à ̈ di tipo impulsivo, ossia il dispositivo radar 1 dell’invenzione à ̈ di tipo impulsato. Furthermore, the amplitude of the annulus is determined by the temporal length of the radio frequency signal transmitted. It can be deduced that, according to another aspect of the invention, the radiofrequency signal is of the impulsive type, ie the radar device 1 of the invention is of the pulsed type.
In questo caso à ̈ possibile convogliare la potenza disponibile in un impulso di durata molto breve aumentando la definizione del rilevamento. La risoluzione dell’immagine tridimensionale ottenuta dipende dal volume dell’intersezione delle tre sfere quindi esclusivamente dalla durata degli impulsi trasmessi. Tanto più questi ultimi sono brevi, tanto più ridotte sono le corone circolari e tanto più elevata à ̈ la risoluzione complessiva voluta. Da ciò si evince come à ̈ possibile ricavare un’immagine radar tridimensionale utilizzando antenne a bassa direttività costituite quindi da volumi ridotti. In this case it is possible to convey the available power in a pulse of very short duration by increasing the detection definition. The resolution of the three-dimensional image obtained depends on the volume of the intersection of the three spheres and therefore exclusively on the duration of the transmitted impulses. The shorter the latter, the smaller the circular crowns and the higher the desired overall resolution. From this it is clear how it is possible to obtain a three-dimensional radar image using low directivity antennas, therefore consisting of reduced volumes.
Si osserva che utilizzando impulsi di durata estremamente ridotta, pari ad esempio a qualche nanosecondo o inferiore, Ã ̈ possibile garantire elevata risoluzione radiale al dispositivo che viene in questo caso definito ultra-wideband a causa dell'elevata banda istantanea occupata dai suddetti impulsi. It is noted that by using extremely short duration pulses, for example a few nanoseconds or less, it is possible to guarantee high radial resolution to the device which in this case is defined as ultra-wideband due to the high instantaneous band occupied by the aforementioned pulses.
In tal caso, il dispositivo radar può rilevare e ricostruire la forma tridimensionale di oggetti e persone che, date le note caratteristiche di penetrazione dei segnali ultra wideband, si trovano oltre ostacoli non metallici quali, ad esempio, muri di mattoni, muri di cemento, cemento armato. In this case, the radar device can detect and reconstruct the three-dimensional shape of objects and people who, given the known penetration characteristics of ultra wideband signals, are beyond non-metallic obstacles such as, for example, brick walls, concrete walls, reinforced concrete.
Inoltre, la brevità dell'impulso rende il segnale ultra wideband poco sensibile alle interferenze dovute alla riflessione dell'onda stessa. La larghezza della banda fa sì che la densità di energia sia molto bassa, caratteristica che rende l’emissione del segnale a basso costo energetico (quindi si ottengono dispositivi con un consumo energetico ridotto) e difficilmente disturbabile in quanto il segnale ha un'intensità simile al rumore di fondo. Furthermore, the shortness of the pulse makes the ultra wideband signal not very sensitive to interference due to the reflection of the wave itself. The width of the band means that the energy density is very low, a characteristic that makes the emission of the signal at a low energy cost (therefore devices with a reduced energy consumption are obtained) and difficult to disturb as the signal has a low energy cost. intensity similar to background noise.
Da quanto fin qui detto emerge che il dispositivo radar 1 proposto, nella configurazione in esame, utilizza una tecnica di rilevamento generalmente differente dai dispositivi noti. Mentre essi presentano una o più antenne trasmittenti generalmente in movimento per inviare segnali in radiofrequenza direzionali ed antenne riceventi sempre accese pronte a ricevere segnali riflessi e a determinare posizione ed eventualmente forma dell’obiettivo rilevato, il dispositivo radar 1 che si descrive suddivide l'area da sorvegliare in una griglia tridimensionale, genera un impulso adatto per il sondaggio di un elemento della griglia, stima il tempo necessario all'impulso per raggiungere ciascuna antenna radar-ricevente 3 se riflesso da un obiettivo O presente nell’elemento di griglia sotto osservazione ed attiva ciascuna antenna radar-ricevente 3 a partire dal relativo istante temporale stimato e per una durata corrispondente alla durata dell’impulso generato. Il rilevamento complessivo dell’area di interesse avviene sommando i rilevamenti di ogni singolo elemento svolti in successione l'uno all’altro. From what has been said so far it emerges that the proposed radar device 1, in the configuration under examination, uses a detection technique which is generally different from known devices. While they have one or more transmitting antennas generally in motion to send directional radiofrequency signals and receiving antennas always on ready to receive reflected signals and to determine the position and possibly shape of the detected target, the radar device 1 described divides the area to be monitored in a three-dimensional grid, generates a pulse suitable for probing a grid element, estimates the time required for the pulse to reach each radar-receiving antenna 3 if reflected by a target O present in the grid element under observation and activates each radar-receiving antenna 3 starting from the relative estimated instant in time and for a duration corresponding to the duration of the generated pulse. The overall survey of the area of interest takes place by adding the surveys of each single element carried out in succession to one another.
Tale forma esecutiva ovviamente à ̈ da intendersi non limitativa per differenti forme di esecuzione. In effetti, il dispositivo radar 1 dell’invenzione può una qualsiasi tecnica di scansione radar nota. This executive form is obviously to be understood as not limiting for different forms of execution. In fact, the radar device 1 of the invention can any known radar scanning technique.
Per quanto detto à ̈ evidente che il dispositivo radar dell'invenzione raggiunge tutti gii scopi prefissati. From what has been said, it is evident that the radar device of the invention achieves all the prefixed purposes.
In particolare esso supera gli inconvenienti evidenziati dell’arte nota consentendo di rilevare ed identificare obiettivi in un area sotto sorveglianza nel minor tempo possibile, avendo dimensioni compatte e consumi energetici contenuti rispetto ai dispositivi equivalenti noti. In particular, it overcomes the drawbacks highlighted in the prior art allowing to detect and identify targets in an area under surveillance in the shortest possible time, having compact dimensions and low energy consumption compared to known equivalent devices.
Il dispositivo secondo l’invenzione à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire daH'ambito del trovato. The device according to the invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept expressed in the attached claims. All the details may be replaced by other technically equivalent elements, and the materials may be different according to requirements, without departing from the scope of the invention.
Anche se il dispositivo à ̈ stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato. Even if the device has been described with particular reference to the attached figures, the reference numbers used in the description and in the claims are used to improve the intelligence of the invention and do not constitute any limitation to the scope of protection claimed.
Claims (7)
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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| EP10835276.6A EP2519833B1 (en) | 2009-12-28 | 2010-12-27 | Radar apparatus as well garment and garment assembly comprising the apparatus |
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|---|---|---|---|
| ITBS2009A000239A IT1397142B1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | PERFECT RADAR DEVICE. |
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Family
ID=42324275
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ITBS2009A000239A IT1397142B1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | PERFECT RADAR DEVICE. |
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2009
- 2009-12-28 IT ITBS2009A000239A patent/IT1397142B1/en active
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Also Published As
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|---|---|
| IT1397142B1 (en) | 2013-01-04 |
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