RU2308734C1 - Method for remote detection of a substance - Google Patents

Method for remote detection of a substance Download PDF

Info

Publication number
RU2308734C1
RU2308734C1 RU2006116348/28A RU2006116348A RU2308734C1 RU 2308734 C1 RU2308734 C1 RU 2308734C1 RU 2006116348/28 A RU2006116348/28 A RU 2006116348/28A RU 2006116348 A RU2006116348 A RU 2006116348A RU 2308734 C1 RU2308734 C1 RU 2308734C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
substance
signal
circular polarization
reflected
Prior art date
Application number
RU2006116348/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Мусинский (RU)
Николай Николаевич Мусинский
В чеслав Адамович Заренков (RU)
Вячеслав Адамович Заренков
Дмитрий В чеславович Заренков (RU)
Дмитрий Вячеславович Заренков
Виктор Иванович Дикарев (RU)
Виктор Иванович Дикарев
Original Assignee
Николай Николаевич Мусинский
Вячеслав Адамович Заренков
Дмитрий Вячеславович Заренков
Виктор Иванович Дикарев
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 Николай Николаевич Мусинский, Вячеслав Адамович Заренков, Дмитрий Вячеславович Заренков, Виктор Иванович Дикарев filed Critical Николай Николаевич Мусинский
Priority to RU2006116348/28A priority Critical patent/RU2308734C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2308734C1 publication Critical patent/RU2308734C1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: radio-technical tools which use magnetic resonance for finding and detecting primarily drugs and explosives, and also use polarization selection and phase analysis for finding and detecting drugs, packed in non-metallic cover.
SUBSTANCE: method for remote detection of a substance includes remote excitation of magnetic resonance in a substance by an electromagnetic wave and following measurement of response frequency, while exciting electromagnetic signal is emitted at frequency much greater compared to frequency of magnetic resonance of substance, and emitted excitation electromagnetic signal is modulated by polarization at frequency of magnetic resonance, and response is recorded at modulation frequency. Electromagnetic probing is performed by flat-polarized signal and signals are received with right and left circular polarization which are reflected from drug substance, while reflected signal with right circular polarization is gated on basis of time, proportional to depth of position of drug substance, and reflected signal with left circular polarization is transformed by frequency with usage of heterodyne voltage, voltage of intermediate frequency is selected, multiplied with reflected signal with right circular polarization, harmonic voltage is selected at stable frequency of heterodyne, phase shift is measured between reflected signals from right and left circular polarization at stable frequency of heterodyne, measured value of phase shift is compared to standard value and on basis of comparison result, decision is taken about presence of drug substance in hiding environment.
EFFECT: increased trustworthiness of detection and increased depth resolution when determining location of drugs.
1 dwg

Description

Предлагаемый способ относится к физическим измерениям, а именно к радиотехническим средствам, использующим магнитный резонанс для поиска и обнаружения преимущественно наркотиков и взрывчатых веществ в составе предъявленных для исследования веществ, а также поляризационную селекцию и фазовый анализ для поиска и обнаружения наркотиков, упакованных в неметаллическую оболочку и находящихся в укрывающих средах, например в брюшной полости человека, используемого для транспортировки наркотических средств, багаже, чемоданах, дипломатах, сумках и т.п., и может найти применение в аэропортах, таможенных терминалах, блокпостах, автопарковках и т.п.The proposed method relates to physical measurements, namely to radio equipment using magnetic resonance to search and detect mainly drugs and explosives in the composition of the substances presented for research, as well as polarization selection and phase analysis to search and detect drugs packed in a non-metallic shell and located in covering environments, for example, in the abdominal cavity of a person used to transport narcotic drugs, luggage, suitcases, diplomats, mkah and the like, and can be used at airports, customs terminals, checkpoints, parking, etc.

Известны способы дистанционного обнаружения вещества (патенты РФ №№2.128.832, 2.148.817, 2.150.105, 2.161.300, 2.165.104, 2.179.716, 2.185.614, 2.226.686, 2.244.942, 2.249.202; патенты США №№4.756.866, 5.986.455, 6.194.898, 6.392.408; патенты Великобритании №№2.159.626, 2.254.923, 2.289.344, 2.293.885; Гречишкин В.Д. и др. Локальный ЯКР в твердых телах. Успехи физических наук. 1993, т.163, №10 и др.).Known methods for remote detection of a substance (RF patents Nos. 2.128.832, 2.148.817, 2.150.105, 2.161.300, 2.165.104, 2.179.716, 2.185.614, 2.226.686, 2.244.942, 2.249.202; U.S. Patent Nos. 4,756.866, 5.986.455, 6.194.898, 6.392.408; UK Patents Nos. 2,159.626, 2.254.923, 2.289.344, 2.293.885; Grechishkin V.D. et al. Local NQR in solids, Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 1993, v.163, No. 10, etc.).

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является «Способ дистанционного обнаружения вещества» (патент РФ №2.244.942, G01R 33/20, 2003), который и выбран в качестве прототипа.Of the known methods closest to the proposed one is the "Method for the remote detection of substances" (RF patent No. 2.244.942, G01R 33/20, 2003), which is selected as a prototype.

Указанный способ основан на дистанционном обнаружении вещества с использованием дистанционного возбуждения электромагнитной волной магнитного резонанса в веществе и с последующим измерением частоты отклика, по наличию которого делают заключение о наличии данного вещества, при этом возбуждающий электромагнитный сигнал излучают на частоте, много большей частоты магнитного резонанса подлежащего обнаружению вещества, и модулируют излучаемый возбуждающий электромагнитный сигнал по поляризации на частоте магнитного резонанса, а отклик регистрируют на частоте модуляции.The specified method is based on the remote detection of a substance using remote excitation by an electromagnetic wave of magnetic resonance in a substance and then measuring the response frequency, by the presence of which it is concluded that the substance is present, while the exciting electromagnetic signal is emitted at a frequency much higher than the magnetic resonance frequency to be detected substances, and modulate the emitted exciting electromagnetic signal by polarization at the magnetic resonance frequency, and the response to register at the modulation frequency.

Однако известный способ не полностью реализует свои потенциальные возможности, он может использовать поляризационную селекцию и фазовый анализ для поиска и обнаружения наркотиков, упакованных в неметаллическую оболочку и находящихся в укрывающих средах, например в брюшной полости человека, используемого для транспортировки наркотических средств, багаже, сумках, чемоданах, дипломатах и т.п.However, the known method does not fully realize its potential capabilities; it can use polarization selection and phase analysis to search for and find drugs packaged in a nonmetallic shell and located in covering environments, for example, in the abdominal cavity of a person used to transport drugs, luggage, bags, suitcases, diplomats, etc.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем поиска и обнаружения наркотиков, упакованных в неметаллическую оболочку и находящихся в укрывающих средах, например в брюшной полости человека, используемого для транспортировки наркотических средств, багаже, сумках, чемоданах, дипломатах и т.п.An object of the invention is to expand the functionality of the method by searching and detecting drugs packaged in a non-metallic shell and located in covering environments, for example, in the abdominal cavity of a person used to transport drugs, luggage, bags, suitcases, diplomats, etc.

Поставленная задача решается тем, что согласно способа дистанционного обнаружения вещества с использованием дистанционного возбуждения электромагнитной волной магнитного резонанса в веществе и с последующим измерением частоты отклика, по наличию которого делают заключение о наличии данного вещества, при этом возбуждающий электромагнитный сигнал излучают на частоте, много большей частоты магнитного резонанса подлежащего обнаружению вещества, и модулируют излучаемый возбуждающий электромагнитный сигнал по поляризации на частоте магнитного резонанса, а отклик регистрируют на частоте модуляции, осуществляют электромагнитное зондирование предполагаемого места закладки наркотического вещества плоскополяризованным сигналом и прием сигналов с правой и левой круговой поляризацией, отраженных от наркотического вещества, находящегося в укрывающей среде, при этом отраженный сигнал с правой круговой поляризацией стробируют по времени, пропорциональном глубине залегания наркотического вещества, а отраженный сигнал с левой круговой поляризацией преобразуют по частоте с использованием напряжения гетеродина, выделяют напряжение промежуточной частоты, перемножают его с отраженным сигналом правой круговой поляризации, выделяют гармоническое напряжение на стабильной частоте гетеродина, измеряют сдвиг фаз между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией на стабильной частоте гетеродина, сравнивают измеренное значение сдвига фаз с эталонным значением и по результату сравнения принимают решение о наличии наркотического вещества в укрывающей среде.The problem is solved in that according to the method of remote detection of a substance using remote excitation by an electromagnetic wave of magnetic resonance in a substance and then measuring the response frequency, the presence of which makes a conclusion about the presence of this substance, while the exciting electromagnetic signal is emitted at a frequency much higher magnetic resonance of the substance to be detected, and modulate the emitted exciting electromagnetic signal by polarization at a frequency of m resonance response, and the response is recorded at the modulation frequency, electromagnetic probing of the alleged site of the narcotic substance is carried out with a plane-polarized signal and reception of signals with right and left circular polarization reflected from the narcotic substance in the covering medium, while the reflected signal with right circular polarization is gated time, proportional to the depth of the narcotic substance, and the reflected signal with left circular polarization is often converted e using the local oscillator voltage, isolate the intermediate frequency voltage, multiply it with the reflected signal of the right circular polarization, isolate the harmonic voltage at the stable local oscillator frequency, measure the phase shift between the reflected signals with the right and left circular polarization at the stable local oscillator frequency, compare the measured value of the phase shift with the reference value and the result of the comparison, they decide on the presence of a narcotic substance in a shelter.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на чертеже.The structural diagram of a device that implements the proposed method is presented in the drawing.

Устройство содержит последовательно включенные генератор 3 импульсов, управляющий вход которого соединен с первым выходом синтезатора 4, передатчик 2, управляющий вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора 4, и передающую антенну 1, последовательно включенные первую приемную антенну 5, первый приемник 6, управляющий вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора 4, накопитель 7, управляющий вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора 4, и блок регистрации 22, последовательно включенные вторую приемную антенну 13, второй приемник 14, управляющий вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора 4, смеситель 15, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 16, усилитель 17 промежуточной частоты, перемножитель 18, узкополосный фильтр 19, фазовый детектор 20, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 16, и блок 21 сравнения, выход которого соединен с вторым входом блока 22 регистрации, последовательно подключенные к четвертому выходу синхронизатора 4 блок 11 временной задержки и ключ 12, второй вход которого соединен с выходом второго приемника 6, а выход подключен к второму входу перемножителя 18.The device comprises serially connected pulse generator 3, the control input of which is connected to the first output of the synthesizer 4, the transmitter 2, the control input of which is connected to the second output of the synchronizer 4, and the transmitting antenna 1, the first receiving antenna 5, the first receiver 6, the control input of which is connected in series connected to the third output of the synchronizer 4, the drive 7, the control input of which is connected to the third output of the synchronizer 4, and the registration unit 22, sequentially connected to the second receiving antenna at 13, a second receiver 14, the control input of which is connected to the third output of the synchronizer 4, a mixer 15, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 16, an intermediate frequency amplifier 17, a multiplier 18, a narrow-band filter 19, a phase detector 20, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 16, and the comparison unit 21, the output of which is connected to the second input of the registration unit 22, serially connected to the fourth output of the synchronizer 4, the time delay unit 11 and the key 12, the second input of which is connected to the output of the second receiver 6, and the output is connected to the second input of the multiplier 18.

Передающая антенна 1, приемные антенны 5 и 13 образуют антенный блок 10. Кроме того, устройство содержит исследуемое вещество 8 и наркотическое вещество 9, помещенное в укрывающую среду. Передатчик 2, приемники 6 и 14 снабжены поляризаторами.The transmitting antenna 1, the receiving antennas 5 and 13 form the antenna unit 10. In addition, the device contains the test substance 8 and the narcotic substance 9, placed in a shelter. The transmitter 2, the receivers 6 and 14 are equipped with polarizers.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, может работать в двух режимах.A device that implements the proposed method can operate in two modes.

Первый режим основан на дистанционном возбуждении электромагнитной волной магнитного резонанса в исследуемом веществе с последующим измерением частоты отклика.The first mode is based on remote excitation by an electromagnetic wave of magnetic resonance in the test substance with subsequent measurement of the response frequency.

Второй режим основан на электромагнитном радиолокационном зондировании плоскополяризованной волной предполагаемого места закладки наркотического вещества, упакованного в неметаллическую оболочку и размещенного в укрывающей среде, с последующим измерением сдвига фаз между двумя отраженными составляющими, которые в общем случае имеют эллиптическую поляризацию с противоположными направлениями вращения вектора электромагнитного поля.The second mode is based on electromagnetic radar sensing by a plane-polarized wave of the alleged location of a drug substance packed in a nonmetallic shell and placed in a covering medium, with subsequent measurement of the phase shift between two reflected components, which generally have elliptical polarization with opposite directions of rotation of the electromagnetic field vector.

В первом режиме импульсы с частотой заполнения W1 и {W1-W), формируемые в генераторе 3 импульсов, поступают на передатчик 2 и излучаются передающей антенной 1 в направлении исследуемого вещества 8. Последнее может располагаться, например, на теле человека под его одеждой. Передающая 1 и приемные 5, 13 антенны выполнены, например, в виде рупорных антенн, которые снабжены поляризаторами. Сигнал на передающую антенну 1 поступает с круглого волновода, на который в свою очередь с передатчика 2 подаются две ортогональные (по поляризации) составляющие, одна на частоте W1, а другая - на частоте (W1-W), в результате чего излучаемая антенной 1 волна будет модулирована по поляризации с частотой магнитного резонанса W.In the first mode, pulses with a filling frequency W 1 and {W 1 -W) generated in the pulse generator 3 are transmitted to the transmitter 2 and emitted by the transmitting antenna 1 in the direction of the test substance 8. The latter can be located, for example, on the human body under his clothes . Transmitting 1 and receiving 5, 13 antennas are made, for example, in the form of horn antennas, which are equipped with polarizers. The signal to the transmitting antenna 1 comes from a circular waveguide, to which, in turn, from the transmitter 2 are supplied two orthogonal (polarized) components, one at a frequency of W 1 and the other at a frequency of (W 1 -W), resulting in an antenna emitted 1 wave will be modulated by polarization with a magnetic resonance frequency W.

Исследуемое вещество 8, облученное электромагнитной волной, содержащей составляющую на частоте магнитного резонанса W, возбуждается и по окончании импульса облучения излучает сигнал отклика на этой же частоте. Сигнал отклика принимается приемной антенной 5, содержащей четыре ферритовых стержня диаметром 8 мм и длиной 138 мм, при этом на стержни намотаны катушки индуктивности, содержащие по 20 витков и соединенные параллельно. Работой устройства управляет синхронизатор 4.The test substance 8, irradiated by an electromagnetic wave containing a component at the magnetic resonance frequency W, is excited and, at the end of the irradiation pulse, emits a response signal at the same frequency. The response signal is received by the receiving antenna 5, containing four ferrite rods with a diameter of 8 mm and a length of 138 mm, while the rods are wound inductors containing 20 turns and connected in parallel. The operation of the device is controlled by the synchronizer 4.

Сигнал с приемной антенны 5 поступает на приемник 6, на который поступает также опорное напряжение с выхода синхронизатора 4, запирающее приемник 6 на время излучения импульсов. С выхода приемника 6 сигнал поступает на накопитель 7, где сигналы постепенно накапливаются, что позволяет увеличить дальность от приемной антенны 5 до исследуемого вещества 8 в 2-3 раза. На накопитель 7 поступает также опорное напряжение, обеспечивающее синхронизацию накапливаемых импульсов.The signal from the receiving antenna 5 is supplied to the receiver 6, which also receives the reference voltage from the output of the synchronizer 4, which locks the receiver 6 for the duration of the emission of pulses. From the output of the receiver 6, the signal enters the drive 7, where the signals gradually accumulate, which allows to increase the distance from the receiving antenna 5 to the test substance 8 in 2-3 times. The drive 7 also receives the reference voltage, providing synchronization of the accumulated pulses.

В случае модуляции по поляризации излучаемого сигнала с частотой W, равной частоте магнитного резонанса исследуемого вещества 8, при частоте излучаемого сигнала W1≫W, вектор напряженности

Figure 00000002
магнитного поля излучаемого электромагнитного сигнала содержит составляющую:In the case of modulation by polarization of the emitted signal with a frequency W equal to the frequency of the magnetic resonance of the test substance 8, when the frequency of the emitted signal is W 1 ≫ W, the intensity vector
Figure 00000002
the magnetic field of the radiated electromagnetic signal contains a component:

Figure 00000003
Figure 00000003

Исследуемое вещество 8 будет активно взаимодействовать с магнитным полем

Figure 00000004
на частоте W (Дудкин В.И., Пахомов Л.Н. Основы квантовой электроники. СПб-ГТУ, 2001). Поскольку частота W1 может быть выбрана достаточно высокой W1≫W, то в этом случае реализации передающая антенна 1 может быть осуществлена, например, с помощью техники антенн сверхвысоких частот (СВЧ), на которую модулированный по поляризации сигнал поступает из круглого волновода, на который в свою очередь поступают две линейно-поляризованные ортогональные волны
Figure 00000005
и
Figure 00000006
, частоты которых равны соответственно W1 и (W1-W).Test substance 8 will actively interact with the magnetic field
Figure 00000004
at frequency W (Dudkin V.I., Pakhomov L.N. Fundamentals of quantum electronics. St. Petersburg State Technical University, 2001). Since the frequency W 1 can be chosen sufficiently high W 1 ≫ W, in this case, the implementation of the transmitting antenna 1 can be implemented, for example, using the technique of microwave antennas, to which the modulated polarization signal comes from a circular waveguide, which in turn receives two linearly polarized orthogonal waves
Figure 00000005
and
Figure 00000006
whose frequencies are equal respectively to W 1 and (W 1 -W).

Переход на частоту возбуждающего излучения в диапазоне СВЧ позволяет обеспечить «дальнюю зону» для излучаемого электромагнитного сигнала уже при дальности в несколько десятков сантиметров. В результате на расстояниях порядка нескольких метров от излучателя обеспечивается уровень электромагнитного излучения, достаточный для возбуждения резонанса в веществе.The transition to the frequency of the exciting radiation in the microwave range allows you to provide a "far zone" for the emitted electromagnetic signal at a range of several tens of centimeters. As a result, at distances of the order of several meters from the emitter, the level of electromagnetic radiation is sufficient to excite resonance in the substance.

Во втором режиме генератор 3 импульсов формирует зондирующий сигналIn the second mode, the pulse generator 3 generates a probe signal

U1(t)=V1·Cos(W1·t+φ1), 0≤t≤Т1,U 1 (t) = V 1 · Cos (W 1 · t + φ 1 ), 0≤t≤T 1 ,

где V1, W1, φ1, T1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала (импульса),where V 1 , W 1 , φ 1 , T 1 - amplitude, carrier frequency, initial phase and signal (pulse) duration,

который поступает на вход передатчика 2, где он приобретает плоскую поляризацию. Указанный сигнал через передающую антенну 1 излучается в направлении поверхности укрывающей среды, под которой может находиться наркотическое вещество 9.which goes to the input of the transmitter 2, where it acquires a flat polarization. The specified signal through the transmitting antenna 1 is emitted in the direction of the surface of the covering medium, under which the narcotic substance 9 can be.

Обнаружение наркотических веществ в окружающих средах осуществляется оператором путем перемещения антенного блока 10 над предполагаемым местом закладки наркотического вещества 9. При этом в укрывающей среде создается электромагнитное поле путем его электромагнитного зондирования. При достижении зондирующим сигналом наркотического вещества происходит его частичное отражение в сторону поверхности укрывающей среды.Detection of narcotic substances in the environment is carried out by the operator by moving the antenna unit 10 above the proposed location of the narcotic substance 9. In this case, an electromagnetic field is created in the covering medium by electromagnetic sounding. When a probing signal reaches a narcotic substance, it partially reflects towards the surface of the covering medium.

Когда плоскополяризованная электромагнитная волна отражается от наркотического вещества 9, на которое воздействует внешнее магнитное поле Земли, то она разделяется на две независимые составляющие, которые в общем случае имеют эллиптическую поляризацию с противоположными направлениями вращения вектора электромагнитного поля. На частотах дециметрового диапазона обе составляющие имеют круговую поляризацию. Наркотическое вещество 9 имеет отличные от укрывающей среды электрические параметры (проводимость и диэлектрическую проницаемость).When a plane-polarized electromagnetic wave is reflected from a narcotic substance 9, which is affected by the external magnetic field of the Earth, it is divided into two independent components, which in the general case have elliptical polarization with opposite directions of rotation of the electromagnetic field vector. At frequencies of the decimeter range, both components have circular polarization. Narcotic substance 9 has electrical parameters that are different from the covering medium (conductivity and permittivity).

Обе волны отражаются и распространяются с различными скоростями, вследствие чего фазовые соотношения между этими волнами изменяются. Это явление обычно называют эффектом Фарадея, из-за которого отраженный сигнал испытывает вращение плоскости поляризации. Угол поворота плоскости поляризации, который определяется разной скоростью распространения и отражения сигналов с правой и левой круговой поляризацией от наркотического вещества, находится из соотношения:Both waves are reflected and propagated at different speeds, as a result of which the phase relations between these waves change. This phenomenon is usually called the Faraday effect, due to which the reflected signal experiences the rotation of the plane of polarization. The angle of rotation of the plane of polarization, which is determined by different speeds of propagation and reflection of signals with right and left circular polarization from a narcotic substance, is found from the ratio:

δZ=1/2(φпл),δZ = 1/2 (φ nl ),

где φп, φл - фазовые запаздывания отраженных сигналов с правой (вращение плоскости поляризации по часовой стрелке) и левой (вращение плоскости поляризации против часовой стрелки) круговой поляризации соответственно.where φ p , φ l are the phase delays of the reflected signals from the right (rotation of the plane of polarization clockwise) and left (rotation of the plane of polarization counterclockwise) circular polarization, respectively.

Отраженный сигнал улавливается приемными антеннами 5 и 13. При этом приемная антенна 5 восприимчива только к отраженному сигналу с правой круговой поляризацией, а приемная антенна 13 - только к отраженному сигналу с левой круговой поляризацией.The reflected signal is captured by the receiving antennas 5 and 13. In this case, the receiving antenna 5 is susceptible only to the reflected signal with the right circular polarization, and the receiving antenna 13 is only sensitive to the reflected signal with the left circular polarization.

На выходе приемников 6 и 14 образуются следующие сигналы:The output of the receivers 6 and 14 produces the following signals:

Uп(t)=Vп·Cos[(W1±ΔW)·t+φп],U p (t) = V p · Cos [(W 1 ± ΔW) · t + φ p ],

Uл(t)=Vл·Cos[(W1±ΔW)·t+φл], 0≤t≤Т1,U l (t) = V l · Cos [(W 1 ± ΔW) · t + φ l ], 0≤t≤T 1 ,

где индексы "п" и "л" относятся соответственно к сигналам с правой и левой круговой поляризацией;where the indices "p" and "l" refer respectively to signals with right and left circular polarization;

±ΔW - нестабильность несущей частоты, обусловленная некогерентным отражением и другими дестабилизирующими факторами.± ΔW - carrier frequency instability caused by incoherent reflection and other destabilizing factors.

Сигнал Uп(t) с выхода приемника 6 через ключ 12 поступает на первый вход перемножителя 18. Чтобы измеряемая разность фаз соответствовала глубине h залегания наркотического вещества 9, перемножитель 18 стробируется по времени с помощью ключа 12, на управляющий вход которого поступают стробирующие импульсы, формируемые блоком 11 временной задержки. Последний управляется синхронизатором 4. Временная задержка импульсов определяется глубиной h залегания наркотического вещества 9 в укрывающей среде. При изменении глубины меняется и время задержки.The signal U p (t) from the output of the receiver 6 through the key 12 is supplied to the first input of the multiplier 18. In order for the measured phase difference to correspond to the depth h of the narcotic substance 9, the multiplier 18 is time-gated using the key 12, to the control input of which gating pulses are received, formed by the block 11 time delay. The latter is controlled by the synchronizer 4. The time delay of the pulses is determined by the depth h of the occurrence of the narcotic substance 9 in the covering medium. When the depth changes, the delay time also changes.

Отраженный сигнал Uл(t) с выхода приемника 14 поступает на первый вход смесителя 15, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 16:The reflected signal U l (t) from the output of the receiver 14 is fed to the first input of the mixer 15, the second input of which is the voltage of the local oscillator 16:

Uг(t)=Vг·Cos(Wг·t+φг).U g (t) = V g Cos (W g t + φ g ).

На выходе смесителя 15 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 17 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты:At the output of the mixer 15, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 17 is allocated voltage intermediate (differential) frequency:

Uпр(t)=Vпр·Cos[(Wпр±ΔW)·t+φпр], 0≤t≤Т1,U pr (t) = V pr · Cos [(W ave ± ΔW) · t + φ etc.] 0≤t≤T 1

где Vпр=1/2K1·Vл·Vг,where V CR = 1 / 2K 1 · V l · V g ,

К1 - коэффициент передачи смесителя;To 1 - gear ratio of the mixer;

Wпр=W1-Wг - промежуточная частота;W CR = W 1 -W g - intermediate frequency;

φпрлг,φ ol = φ lg ,

которое поступает на второй вход перемножителя 18. На выходе последнего образуется гармоническое напряжение:which is fed to the second input of the multiplier 18. At the output of the latter, a harmonic voltage is generated:

U2(t)=V2·Cos(Wг·t+φг+Δφ), 0≤t≤Т1,U 2 (t) = V 2 · Cos (W g · t + φ g + Δφ), 0≤t≤T 1 ,

где V2=1/2К2·Vп·Vпр;where V 2 = 1 / 2K 2 · V p · V ol ;

K2 - коэффициент передачи перемножителя;K 2 - transfer coefficient of the multiplier;

Δφ=φпл - разность фаз между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией,Δφ = φ p -f l is the phase difference between the reflected signals with right and left circular polarization,

которое выделяется узкополосным фильтром 19 и поступает на первый вход фазового детектора 20, на второй вход которого подается напряжение гетеродина Uг(t). На выходе последнего образуется низкочастотное напряжение:which is allocated by a narrow-band filter 19 and enters the first input of the phase detector 20, the second input of which is the local oscillator voltage U g (t). The output of the latter forms a low-frequency voltage:

Uн(Δφ)=Vн·CosΔφ,U n (Δφ) = V n CosΔφ,

где Vн=1/2К3·V2·Vг;where V n = 1 / 2K 3 · V 2 · V g ;

К3 - коэффициент передачи фазового детектора, пропорциональное измеряемому сдвигу фаз Δφ. Это напряжение сравнивается в блоке 21 сравнения с эталонным напряжением.To 3 - the transfer coefficient of the phase detector, proportional to the measured phase shift Δφ. This voltage is compared in block 21 of the comparison with the reference voltage.

Uэ(Δφэ)=Vэ·CosΔφэ,U e (Δφ e ) = V e CosΔφ e ,

где Δφэ - неизменяемый фазовый сдвиг, получаемый при зондировании укрывающей среды при отсутствии наркотического вещества 9.where Δφ e is the unchanged phase shift obtained by probing the covering medium in the absence of narcotic substance 9.

Сдвиг фаз Δφэ определяется частотой зондирующего сигнала и электрическими параметрами укрывающей среды. Этот сдвиг фаз остается неизменным при зондировании укрывающейся среды в отсутствие наркотических средств.The phase shift Δφ e is determined by the frequency of the probing signal and the electrical parameters of the covering medium. This phase shift remains unchanged when probing the shelter in the absence of drugs.

Если Uн(Δφ)≈Uэ(Δφэ), то в блоке 21 сравнения не формируется постоянное напряжение.If U n (Δφ) ≈U e (Δφ e ), then in the block 21 of the comparison does not form a constant voltage.

При Uн(Δφ)>Uэ(Δφэ) в блоке 21 сравнения формируется постоянное напряжение, которое поступает на второй вход блока 22 регистрации. Причем факт регистрации этого напряжения свидетельствует о наличии наркотического вещества в данной укрывающей среде.When U n (Δφ)> U e (Δφ e ), a constant voltage is generated in the comparison unit 21, which is supplied to the second input of the registration unit 22. Moreover, the fact of registration of this voltage indicates the presence of a narcotic substance in this covering environment.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает поиск и обнаружение наркотических веществ, упакованных в неметаллическую оболочку и находящихся в укрывающих средах, например в брюшной полости человека, используемого для транспортировки наркотических средств, багаже, чемоданах, дипломатах, сумках и т.п.Thus, the proposed method in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose provides the search and detection of narcotic substances packed in a non-metallic shell and located in covering environments, for example, in the abdominal cavity of a person used to transport drugs, luggage, suitcases, diplomats, bags, etc.

При этом предлагаемый способ позволяет повысить достоверность поиска и обнаружения и разрешающую способность по глубине при определении местоположения наркотических веществ, находящихся в укрывающих средах. Это достигается за счет использования поляризационной селекции и устранения неоднозначности фазовых измерений, что обеспечивается тем, что фазовые измерения осуществляются между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией, а не между зондирующим и отраженным сигналами. При этом фазовый сдвиг между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией измеряется на стабильной частоте Wг гетеродина. Поэтому процесс измерения фазового сдвига Δφ инвариантен к нестабильности несущей частоты отраженного сигнала, возникающей при некогерентном отражении сигнала от наркотического вещества и других дестабилизирующих факторах, что позволяет повысить точность измерения фазового сдвига Δφ и, следовательно, и точность определения местоположения наркотических веществ. Тем самым функциональные возможности способа расширены.Moreover, the proposed method allows to increase the reliability of the search and detection and resolution in depth when determining the location of narcotic substances in covering environments. This is achieved through the use of polarization selection and the elimination of the ambiguity of phase measurements, which is ensured by the fact that phase measurements are carried out between the reflected signals with right and left circular polarization, and not between the probing and reflected signals. In this case, the phase shift between the reflected signals with right and left circular polarization is measured at a stable frequency W g of the local oscillator. Therefore, the process of measuring the phase shift Δφ is invariant to instability of the carrier frequency of the reflected signal arising from incoherent reflection of the signal from the narcotic substance and other destabilizing factors, which improves the accuracy of measuring the phase shift Δφ and, consequently, the accuracy of determining the location of narcotic substances. Thus, the functionality of the method is expanded.

Claims (1)

Способ дистанционного обнаружения вещества с использованием дистанционного возбуждения электромагнитной волной магнитного резонанса в веществе и с последующим измерением частоты отклика, по наличию которого делают заключение о наличии данного вещества, при этом возбуждающий электромагнитный сигнал излучают на частоте, много большей частоты магнитного резонанса подлежащего обнаружению вещества, и модулируют излучаемый возбуждающий электромагнитный сигнал по поляризации на частоте магнитного резонанса, а отклик регистрируют на частоте модуляции, отличающийся тем, что осуществляют электромагнитное зондирование предполагаемого места закладки наркотического вещества плоскополяризованным сигналом и прием сигналов с правой и левой круговой поляризацией, отраженных от наркотического вещества, находящегося в укрывающей среде, при этом отраженный сигнал с правой круговой поляризацией стробируют по времени, пропорциональному глубине залегания наркотического вещества, а отраженный сигнал с левой круговой поляризацией преобразуют по частоте с использованием напряжения гетеродина, выделяют напряжение промежуточной частоты, перемножают его с отраженным сигналом правой круговой поляризацией, выделяют гармоническое напряжение на стабильной частоте гетеродина, измеряют сдвиг фаз между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией на стабильной частоте гетеродина, сравнивают измеренное значение сдвига фаз с эталонным значением и по результату сравнения принимают решение о наличии наркотического вещества в укрывающей среде.A method for remote detection of a substance using remote excitation by an electromagnetic wave of magnetic resonance in a substance and then measuring a response frequency, by the presence of which it is concluded that the substance is present, the exciting electromagnetic signal being emitted at a frequency much higher than the magnetic resonance frequency of the substance to be detected, and modulate the emitted exciting electromagnetic signal by polarization at the magnetic resonance frequency, and the response is recorded at the modulation rate, characterized in that the electromagnetic sounding of the alleged location of the narcotic substance by a plane-polarized signal and the reception of signals with right and left circular polarization reflected from the narcotic substance in the covering medium are carried out, while the reflected signal with right circular polarization is gated in time proportional to the depth of the narcotic substance, and the reflected signal with left circular polarization is converted in frequency using voltage heterodyne oscillations, isolate the intermediate frequency voltage, multiply it with the right circular polarization reflected signal, isolate the harmonic voltage at the stable local oscillator frequency, measure the phase shift between the right and left circular polarized reflected signals at the stable local oscillator frequency, compare the measured phase shift value with the reference value and based on the result of the comparison, they decide on the presence of a narcotic substance in a shelter.
RU2006116348/28A 2006-05-05 2006-05-05 Method for remote detection of a substance RU2308734C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116348/28A RU2308734C1 (en) 2006-05-05 2006-05-05 Method for remote detection of a substance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116348/28A RU2308734C1 (en) 2006-05-05 2006-05-05 Method for remote detection of a substance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2308734C1 true RU2308734C1 (en) 2007-10-20

Family

ID=38925422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006116348/28A RU2308734C1 (en) 2006-05-05 2006-05-05 Method for remote detection of a substance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2308734C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488810C1 (en) * 2012-03-01 2013-07-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for remote detection of substance
RU2498279C1 (en) * 2012-06-04 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for remote detection of substance
RU2510015C1 (en) * 2012-11-01 2014-03-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for remote detection of substance
RU2526594C1 (en) * 2013-05-07 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for remote detection of substance
RU2626313C1 (en) * 2016-04-25 2017-07-25 ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы Substance remote detecting method and device for its implementation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488810C1 (en) * 2012-03-01 2013-07-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for remote detection of substance
RU2498279C1 (en) * 2012-06-04 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for remote detection of substance
RU2510015C1 (en) * 2012-11-01 2014-03-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for remote detection of substance
RU2526594C1 (en) * 2013-05-07 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Method for remote detection of substance
RU2626313C1 (en) * 2016-04-25 2017-07-25 ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы Substance remote detecting method and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7109705B2 (en) Method of and apparatus for nuclear quadrupole resonance testing a sample
US6777937B1 (en) Nuclear quadrupole resonance method and apparatus
US7170288B2 (en) Parametric nuclear quadrupole resonance spectroscopy system and method
US6573715B2 (en) Porosity and permeability measurement of underground formations containing crude oil, using EPR response data
RU2308734C1 (en) Method for remote detection of a substance
JPS6264350A (en) Method and apparatus for collecting data relating to movement of specimen
RU2377549C1 (en) System of remote detection of substance
RU2626313C1 (en) Substance remote detecting method and device for its implementation
RU2498279C1 (en) Method for remote detection of substance
RU2340913C2 (en) Remote substance detection method
WO1999054759A1 (en) Porosity and permeability measurement of underground formations containing crude oil, using epr response data
RU2510015C1 (en) Method for remote detection of substance
RU2488810C1 (en) Method for remote detection of substance
RU2335780C1 (en) Method of substance remote sensing and identification
RU2526594C1 (en) Method for remote detection of substance
JPH04130294A (en) Underground radar tomography device
RU2507505C1 (en) Method of detecting and identifying explosives and narcotic drugs and apparatus for realising said method
RU2282178C1 (en) Radio introscope
RU53450U1 (en) REMOTE DETECTION DEVICE
EP0911650B1 (en) Apparatus and method for the detection of materials
RU2723987C1 (en) Method of detection and identification of explosive and narcotic substances and device for its implementation
RU2244942C2 (en) Method of remote detecting material
Peer Depth estimation and ray tracing model selection of buried utilities on ground penetrating radar data
US20220100150A1 (en) Magnetometer based on atomic transitions insensitive to magnetic field strength
Gusakov et al. Interferometer enhanced scattering diagnostics of small-scale plasma waves

Legal Events

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

Effective date: 20080506