RU178956U1 - Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия - Google Patents
Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия Download PDFInfo
- Publication number
- RU178956U1 RU178956U1 RU2018100871U RU2018100871U RU178956U1 RU 178956 U1 RU178956 U1 RU 178956U1 RU 2018100871 U RU2018100871 U RU 2018100871U RU 2018100871 U RU2018100871 U RU 2018100871U RU 178956 U1 RU178956 U1 RU 178956U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal contacts
- firearms
- explosive devices
- microwave
- planar
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D5/00—Safety arrangements
- F42D5/02—Locating undetonated charges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относиться к области противодействия терроризму и может быть использовано в системе защиты объектов.Техническим результатом полезной модели является увеличение дальности обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия, в конструкции которых имеются различные металлические контакты (в том числе и только плоскостные).Поставленный технический результат достигается введением в состав обнаружителя мощного импульсного СВЧ передатчика. Этим осуществляется усиление нелинейных свойств плоскостных металлических контактов за счёт воздействия на них мощными СВЧ короткими радиоимпульсами.
Description
Полезная модель относиться к области противодействия терроризму и может быть использовано в системе защиты объектов.
Известно устройство нелинейной радиолокации, разработанное в рамках программы METRA (США) [1]. При облучении металлического объекта (осколочного взрывного устройства и др.) СВЧ электромагнитным полем из-за наличия нелинейной электрической проводимости («туннельного» эффекта) у металлических контактов в спектре отражённого СВЧ сигнала появляется третья гармоника, фиксирующаяся приёмником.
Недостаток данного устройства – низкая эффективность обнаружения из-за малого уровня сигнала на 3-й гармонике и наличия собственных гармоник СВЧ передатчика, что снижает дальность обнаружения.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является двухчастотное устройство нелинейной радиолокации, с регистрацией комбинационных частот в спектре отражённого сигнала [2].
При этом собственные гармоники СВЧ передатчиков не оказывают помехового влияния на процесс обнаружения. Кроме того, более низкие принимаемые комбинационные частоты третьего порядка (fпр=2f1,2-f2,1), по сравнению с 3-й гармоникой, обуславливают меньшее шунтирующее влияние ёмкостей нелинейных металлических контактов объектов поиска, увеличивая этим их отражательные свойства.
Недостатком данного двухчастотного устройства является малая дальность обнаружения металлических объектов, у которых имеются плоскостные металлические контакты, но отсутствуют точечные. Как известно из теории металлических контактов, в этом случае их нелинейные свойства минимальны из-за большой шунтирующей ёмкости [3,4]. Такими плоскостными металлическими контактами обладают, например, пистолеты.
Техническим результатом полезной модели является увеличение дальности обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия, в конструкции которых имеются различные металлические контакты (в том числе и только плоскостные).
Поставленный технический результат достигается введением в состав обнаружителя мощного импульсного СВЧ передатчика. Этим осуществляется усиление нелинейных свойств плоскостных металлических контактов за счёт воздействия на них мощными СВЧ короткими радиоимпульсами. Это вызывает электрический плазменный пробой диэлектрических окисных плёнок, покрывающих контактирующие металлические поверхности. Пробой состоит из нескольких элементарных быстродействующих нелинейных электронных процессов: эмиссии электронов из катода в диэлектрик (окисную плёнку), размножения электронов вследствие ударной ионизации, образования и разрушения отрицательного объёмного заряда. В момент пробоя нелинейные свойства контактов резко усиливаются, что может быть зарегистрировано приёмником
обнаружителя. Усиление нелинейных свойств объясняется возникновением нелинейного плазменного слоя. [5]
Пробивная напряжённость электрического поля составляет 105-107 в/см. Весьма важно, что длительность прикладываемого напряжения может быть весьма малой – единицы - десятки наносекунд. Соответственно и продолжительность воздействия электромагнитного поля, облучающего объект поиска может быть такой малой. При толщине окисной плёнки единицы-десятки микрон её пробой наступает при напряжении 10 В и более [4,5]. Такие напряжения создают в металлических объектах поиска, имеющих характерные размеры в единицы дециметров (пистолеты, «пояса шахида» и др.) при плотности потока мощности СВЧ поля в несколько десятков Вт/м2 [6,7]. Диапазон используемых радиоволн при этом должен соответствовать характерным размерам объектов поиска (0,1…0,3 м), т.е. должен быть дециметровым.
Наибольшую амплитуду сигнала от металлических контактов создаются на комбинационных частотах 3-го порядка, т.е. при fпр=2f1-f2 и fпр=2f2-f1 [2,3,4]. Это обусловлено кубической вольт-амперной характеристикой металлического контакта [3].
На фиг. 1 показана структурная схема обнаружителя носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия.
Обнаружитель содержит два передатчика СВЧ, работающих на разных частотах, мощный импульсный СВЧ передатчик для плазменного пробоя металлических контактов объектов поиска, работающий на третьей частоте и приёмник комбинационных частот в спектре отражённого сигнала.
Обнаружитель работает следующим образом:
Узконаправленные лучи СВЧ электромагнитного поля с помощью передающего устройства (2) на частоте f1 и передающего устройства (3) на частоте f2 излучает в направлении объекта поиска (1) (осколочного взрывного устройства, спрятанного под одеждой пистолета и др.). При этом импульсная мощность плотности потока мощности СВЧ поля у объекта поиска, создаваемого передающим устройством (4), выше порога плазменного пробоя окисных плёнок металлических контактов (десятки Вт/м2 и более) этого объекта. Это приводит к скачкообразному увеличению нелинейных отражательных свойств объекта поиска. Отражённый сигнал на комбинационных частотах регистрируется приёмным устройством (5).
С целью проверки работоспособности предлагаемого способа был проведён эксперимент в полевых условиях. В качестве объектов поиска использовались:
- пистолеты Макарова (учебные) – с плоскостными металлическими контактами в своей конструкции (3 шт);
- макеты скрыто носимых осколочных взрывных устройств с различными поражающими элементами (гвозди, обрезки арматуры, проволоки и др.) – 3 шт. размером 0,15×0,4 м – с точечными металлическими контактами
Характеристики передающего устройства 2: частота f1=1300 МГц, Мощность P=1 Вт (непрерывный режим излучения), КНД = 10,
Характеристики передающего устройства 3: частота f1=1150 МГц, Мощность P=1 Вт (непрерывный режим излучения), КНД =10,
Характеристики мощного передающего устройства 4: частота 840 МГц, мощность Pимп=600 Вт (в импульсе), КНД= 6 , длительность импульса τи=1,2 мкс, частота следования импульсов Fсл=450 Гц.
Характеристики приёмного устройства 5 на основе приёмника SMV-8.5(в режиме приёма импульсных сигналов): чувствительность до 10-12 Вт на комбинационной частоте 1000 МГц.
Величины зондирующих СВЧ полей замерялись прибором П3-19.
Создание режима возбуждения плазменного пробоя в плоскостных контактах (у пистолетов) подтверждают следующие факторы:
- наличие порогового значения падающего на объект плотности потока мощности Ппад≈50…60 Вт/м ниже которого нелинейные свойства у пистолетов (плоскостные контакты) пропадали;
- шумовая «окраска» отражённого на комбинационной гармонике (1000 МГц) сигнала, что характерно для СВЧ диагностики плазмы [8].
Дальность обнаружения пистолетов достигала 2…2,5 м, а осколочных взрывных устройств – до 12…15 м.
В то же время, при отсутствии излучения введённого мощного импульсного передающего устройства 5 объекты поиска с плоскостными контактами не обнаруживались.
Источники информации:
1. Hager R. Harmonic Radar System. IEEE Tr. V-AES-12, №2, 1976.
2. Щербаков Г.Н. Применение нелинейной радиолокации для дистанционного обнаружения малоразмерных объектов. Специальная техника, 1999, №1, с. 34-39
3. Смирнов В.С. и др. Теория конструкций контактов в электронной аппаратуре. М. Советское радио, 1974, 176 стр.
4. Клеметенко А.Я. и др. Контактные помехи радиоприёму. М. Военное издательство МО СССР, 1979, с. 24-32
5. Воробьёв А.А. и др. Электрический пробой и разрушение твёрдых диэлектриков. М. Высшая школа, 1966 г., 224 с.
6. Драбкин А.Л. и др. Антенно-фидерные устройства. М. Советское радио, 1961, с. 136-155
7. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации М. Советское радио, 1973 г., с. 119-133
8. Брандт А.А. и др. Плазменные умножитель частоты М. Изда. «Наука», 1974 г., 208 с.
Claims (1)
- Обнаружитель носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия, содержащий два СВЧ передатчика и приёмник комбинационных составляющих в спектре отражённого сигнала, отличающийся тем, что в него введён мощный импульсный СВЧ передатчик, обеспечивающий плазменный пробой в металлических контактах конструкции объекта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100871U RU178956U1 (ru) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100871U RU178956U1 (ru) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU178956U1 true RU178956U1 (ru) | 2018-04-27 |
Family
ID=62043947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018100871U RU178956U1 (ru) | 2018-01-12 | 2018-01-12 | Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU178956U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU188491U1 (ru) * | 2019-02-18 | 2019-04-16 | Григорий Николаевич Щербаков | Обнаружитель радиоуправляемых осколочных взрывных устройств |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2177628C1 (ru) * | 2000-12-14 | 2001-12-27 | Открытое акционерное общество "Экспериментальный завод" | Радиолокационный приемопередающий модуль |
RU53450U1 (ru) * | 2005-10-24 | 2006-05-10 | Владимир Александрович Полянский | Устройство для дистанционного обнаружения вещества |
US7154434B1 (en) * | 2005-09-12 | 2006-12-26 | The Boeing Company | Anti-personnel airborne radar application |
RU2294549C1 (ru) * | 2005-08-09 | 2007-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технический Центр Прикладной Физики" | Способ дистанционного досмотра цели в контролируемой области пространства |
RU2411504C1 (ru) * | 2009-11-26 | 2011-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр прикладной физики" (ООО "НТЦ ПФ") | Способ дистанционного досмотра цели в контролируемой области пространства |
RU2540726C2 (ru) * | 2012-12-04 | 2015-02-10 | Григорий Николаевич Щербаков | Способ и устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств |
-
2018
- 2018-01-12 RU RU2018100871U patent/RU178956U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2177628C1 (ru) * | 2000-12-14 | 2001-12-27 | Открытое акционерное общество "Экспериментальный завод" | Радиолокационный приемопередающий модуль |
RU2294549C1 (ru) * | 2005-08-09 | 2007-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технический Центр Прикладной Физики" | Способ дистанционного досмотра цели в контролируемой области пространства |
US7154434B1 (en) * | 2005-09-12 | 2006-12-26 | The Boeing Company | Anti-personnel airborne radar application |
RU53450U1 (ru) * | 2005-10-24 | 2006-05-10 | Владимир Александрович Полянский | Устройство для дистанционного обнаружения вещества |
RU2411504C1 (ru) * | 2009-11-26 | 2011-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр прикладной физики" (ООО "НТЦ ПФ") | Способ дистанционного досмотра цели в контролируемой области пространства |
RU2540726C2 (ru) * | 2012-12-04 | 2015-02-10 | Григорий Николаевич Щербаков | Способ и устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЩЕРБАКОВ Г.Н., Применение нелинейной радиолокации для дистанционного обнаружения малоразмерных объектов, Специальная техника, 1999, N1, с.34-39. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU188491U1 (ru) * | 2019-02-18 | 2019-04-16 | Григорий Николаевич Щербаков | Обнаружитель радиоуправляемых осколочных взрывных устройств |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ryu et al. | An integrated antenna-source system of very high ultra wide-band gain for radiating high-power wide-band pulses | |
Gushchin et al. | Nanosecond electromagnetic pulses generated by electric discharges: Observation with clouds of charged water droplets and implications for lightning | |
Mayes et al. | The Marx generator as an ultra wideband source | |
RU178956U1 (ru) | Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия | |
Consoli et al. | Experiments on electromagnetic pulse (EMP) generated by laser-plasma interaction in nanosecond regime | |
Maki et al. | Dependence of microwave emissions from hypervelocity impacts on the target material | |
Pantoja et al. | On the electromagnetic susceptibility of hot wire-based electroexplosive devices to RF sources | |
RU2668228C1 (ru) | Способ обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия | |
Lugrin et al. | Overview of IEMI conducted and radiated sources: Characteristics and trends | |
Sarkar et al. | A compact battery-powered half-megavolt transformer system for EMP generation | |
Andreev et al. | Generation and radiation of high-power ultrawideband pulses with controlled spectrum | |
RU184800U1 (ru) | Обнаружитель радиоуправляемых осколочных взрывных устройств | |
JP2018071974A (ja) | 電磁波シールド材の特性評価方法及びシールド効果の評価装置 | |
Roy et al. | Pulsewidth variation of an axial vircator | |
Tarasenko et al. | Two-component structure of the current pulse of a ranaway electron beam generated during electric breakdown of elevated-pressure nitrogen | |
Leung et al. | Characteristics of RF resulting from dielectric discharges | |
Sadykova et al. | Air breakdown in the field of traveling tem-wave assisted by runaway electrons | |
Barakhvostov et al. | Mechanisms of the destruction of micron conductors by an electromagnetic pulse with a subnanosecond front | |
RU2601667C2 (ru) | Способ обнаружения осколочных взрывных устройств | |
Nakajima et al. | Nondestructive sensor using microwaves from laser plasma by subnanosecond laser pulses | |
Murphy et al. | Microwave emission from plasmas produced by magnetically confined-electron beams | |
Mora et al. | System and Design Assessment Notes | |
Novac et al. | Unconventional microwave source | |
Karashtin et al. | High-frequency radio emission of the lightning discharge | |
RU184868U1 (ru) | Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180528 |