RU2377549C1 - System of remote detection of substance - Google Patents

System of remote detection of substance Download PDF

Info

Publication number
RU2377549C1
RU2377549C1 RU2008131973/28A RU2008131973A RU2377549C1 RU 2377549 C1 RU2377549 C1 RU 2377549C1 RU 2008131973/28 A RU2008131973/28 A RU 2008131973/28A RU 2008131973 A RU2008131973 A RU 2008131973A RU 2377549 C1 RU2377549 C1 RU 2377549C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
synchronizer
receiver
substance
Prior art date
Application number
RU2008131973/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Адамович Заренков (RU)
Вячеслав Адамович Заренков
Дмитрий Вячеславович Заренков (RU)
Дмитрий Вячеславович Заренков
Виктор Иванович Дикарев (RU)
Виктор Иванович Дикарев
Original Assignee
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 Вячеслав Адамович Заренков, Дмитрий Вячеславович Заренков, Виктор Иванович Дикарев filed Critical Вячеслав Адамович Заренков
Priority to RU2008131973/28A priority Critical patent/RU2377549C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377549C1 publication Critical patent/RU2377549C1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technology.
SUBSTANCE: invention refers to wireless devices using magnet resonance for search and detection of mainly drugs and explosives among items subject for control; also invention uses polarisation selection and phase analysis for search and detection of drugs packed in non-metallic shell and hidden in covering mediums, for example in man abdominal cavity used for transporting of drugs, in baggage, suitcases, attache cases, bags, etc. The system of remote detection of substance consists of transmitting aerial 1, transmitter 2, generator of pulses 3, synchroniser 4, the first receiving aerial 5, the first receiver 6, storage device 7, tested substance 8, drug 9, aerial block 10, block of time delay 11, key 12, the second receiving aerial 13, the second receiver 14, mixer 15; heterodyne 16, amplifier 17 of intermediate frequency, multiplier 18, narrow band filter 19, phase detector 20, block of comparison 21 and block of recording 22.
EFFECT: expanded functionality of system.
1 dwg

Description

Предлагаемая система относится к радиотехническим средствам, использующим магнитный резонанс для поиска и обнаружения преимущественно наркотиков и взрывчатых веществ в составе предъявленных для исследования предметов, 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 system relates to radio engineering tools that use magnetic resonance to search and detect mainly drugs and explosives as part of the items 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, baggage, suitcases, diplomats, bags, etc., and can find an example operation at airports, customs terminals, roadblocks, car parks, etc.

Известны способы и системы 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 and systems for the remote detection of substances (RF patents No. 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 ; US patents No. 4,756.866, 5.986.455, 6.194.898, 6.392.408; UK patents No. 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, vol. 163, No. 10, etc.).

Из известных систем наиболее близкой к предлагаемой является система, реализующая «Способ дистанционного обнаружения вещества» (патент РФ №2.244.942, G01R 33/20, 2003), которая и выбрана в качестве прототипа.Of the known systems closest to the proposed one is a system that implements the "Method for the remote detection of substances" (RF patent No. 2.244.942, G01R 33/20, 2003), which is selected as a prototype.

Указанная система основана на дистанционном обнаружении вещества с использованием дистанционного возбуждения электромагнитной волной магнитного резонанса в веществе с последующим измерением частоты отклика, по наличию которого делается заключение о наличии данного вещества, при этом возбуждающий электромагнитный сигнал излучается на частоте, много большей частоты магнитного резонанса подлежащего обнаружению вещества, и модулируют излучаемый возбуждающий электромагнитный сигнал по поляризации на частоте магнитного резонанса, а отклик регистрируется на частоте модуляции.The indicated system is based on the remote detection of a substance using remote excitation by an electromagnetic wave of magnetic resonance in a substance with subsequent measurement of 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 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 tklik recorded at the modulation frequency.

Однако известная система не полностью реализует свои потенциальные возможности, она 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 system 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 системы 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 system 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 система дистанционного обнаружения вещества, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом исследуемое вещество, последовательно включенные синхронизатор, генератор импульсов, передатчик, второй вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, и передающую антенну, последовательно включенные первую приемную антенну, первый приемник, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора, и накопитель, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена наркотическим средством, помещенным в укрывающую среду, блоком временной задержки, ключом, второй приемной антенной, вторым приемником, смесителем, гетеродином, усилителем промежуточной частоты, перемножителем, узкополосным фильтром, фазовым детектором, блоком сравнения и блоком регистрации, причем к выходу второй приемной антенны последовательно подключены второй приемник, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилитель промежуточной частоты, перемножитель, узкополосный фильтр, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, блок сравнения и блок регистрации, второй вход которого соединен с выходом накопителя, к четвертому выходу синхронизатора последовательно подключены блок временной задержки и ключ, второй вход которого соединен с выходом первого приемника, а выход подключен к второму входу перемножителя, передающая антенна, первая и вторая приемные антенны снабжены поляризаторами и объединены в антенный блок.The problem is solved in that a system for remote detection of a substance containing, in accordance with the closest analogue, a test substance, a synchronizer, a pulse generator, a transmitter, the second input of which is connected to the second output of the synchronizer, and a transmitting antenna, the first receiving antenna, connected in series, the first the receiver, the second input of which is connected to the third output of the synchronizer, and the drive, the second input of which is connected to the third output of the synchronizer, differs from the closest analogue in that it is equipped with a narcotic drug placed in a shelter, a time delay unit, a key, a second receiving antenna, a second receiver, a mixer, a local oscillator, an intermediate frequency amplifier, a multiplier, a narrow-band filter, a phase detector, a comparison unit, and a recording unit, moreover, a second receiver is connected in series to the output of the second receiving antenna, the second input of which is connected to the third output of the synchronizer, a mixer, the second input of which is connected to the output of the getter dyne, intermediate frequency amplifier, multiplier, narrow-band filter, phase detector, the second input of which is connected to the local oscillator output, a comparison unit and a registration unit, the second input of which is connected to the drive output, a time delay unit and a key are connected to the fourth synchronizer output, the second input which is connected to the output of the first receiver, and the output is connected to the second input of the multiplier, the transmitting antenna, the first and second receiving antennas are equipped with polarizers and combined into an antenna unit .

Структурная схема предлагаемой системы представлена на чертеже.The structural diagram of the proposed system is presented in the drawing.

Система содержит исследуемое вещество 8, наркотическое средство 9, помещенное в укрывающую среду, последовательно включенные синхронизатор 4, генератор 3 импульсов, передатчик 2, второй вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора 4, и передающую антенну 1, последовательно включенные первую приемную антенну 5, первый приемник 6, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора 4, накопитель 7, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора 4, последовательно включенные вторую приемную антенну 13, второй приемник 14, второй 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, блок 21 сравнения и блок 22 регистрации, второй вход которого соединен с выходом накопителя 7, последовательно подключенные к четвертому выходу синхронизатора 4 блок 11 временной задержки и ключ 12, второй вход которого соединен с выходом первого приемника 6, а выход подключен к второму входу перемножителя 18. Передающая антенна 1, первая 5 и вторая 13 приемные антенны снабжены поляризаторами и объединены в антенный блок 10.The system contains the test substance 8, narcotic drug 9, placed in a shelter, sequentially connected synchronizer 4, pulse generator 3, transmitter 2, the second input of which is connected to the second output of synchronizer 4, and transmitting antenna 1, sequentially connected to the first receiving antenna 5, the first a receiver 6, the second input of which is connected to the third output of the synchronizer 4, the drive 7, the second input of which is connected to the third output of the synchronizer 4, sequentially connected to the second receiving antenna 13, the second a receiver 14, the second 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, block 21 comparison and block 22 registration, the second input of which is connected to the output of the drive 7, connected in series to the fourth output of the synchronizer 4 block 11 time delay and key 12, the second input of which is connected to the output of the first receiver 6, and the output is connected to the second input of the multiplier 18. The transmitting antenna 1, the first 5, and the second 13 receiving antennas are equipped with polarizers and combined into an antenna unit 10.

Предлагаемая система может работать в двух режимах.The proposed system 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 радиомагнитном радиолокационном зондировании плоскополяризованной волной предполагаемого места закладки наркотического средства, 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 radiomagnetic radar sensing by a plane-polarized wave of the alleged location of the drug, packed in a non-metallic shell and placed in a covering medium, with subsequent measurement of the phase shift between the 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 ω1 и (ω1-ω), формируемые в генераторе 3 импульсов, поступают в 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 в передающую антенну 1 поступает с круглого волновода, на который, в свою очередь, с передатчика 2 подаются две ортогональные (по поляризации) составляющие, одна на частоте ω1, а другая - на частоте (ω1-ω), в результате чего излучаемая антенной 1 волна будет модулирована по поляризации с частотой магнитного резонанса ω.In the first mode, pulses with a filling frequency of ω 1 and (ω 1 -ω), generated in the pulse generator 3, enter the transmitter 2 and are 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 (in polarization) components, one at a frequency of ω 1 and the other at a frequency (ω 1 -ω), resulting in 1 wave radiated by the antenna will be modulated by polarization with a magnetic resonance frequency ω.

Исследуемое вещество 8, облученное электромагнитной волной, содержащей составляющую по частоте магнитного резонанса ω, 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 системы управляет синхронизатор 4.The test substance 8, irradiated by an electromagnetic wave containing a component of the magnetic resonance frequency ω, 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 system is controlled by synchronizer 4.

Сигнал с приемной антенной 5 поступает на первый вход приемника 6, на второй вход которого поступает опорное напряжение с третьего выхода синхронизатора 4, запирающее приемник 6 на время излучения импульсов. С выхода приемника 6 сигналы поступают на вход накопителя 7, где они постепенно накапливаются, что позволяет увеличить дальность от приемной антенны 5 до исследуемого вещества 8 в 2-3 раза. На второй вход накопителя 7 поступает также опорное напряжение с третьего выхода синхронизатора 4, обеспечивающее синхронизацию накапливаемых импульсов.The signal with the receiving antenna 5 is supplied to the first input of the receiver 6, the second input of which receives the reference voltage from the third 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 signals are fed to the input of the drive 7, where they gradually accumulate, which allows to increase the distance from the receiving antenna 5 to the test substance 8 by 2-3 times. The second input of the drive 7 also receives the reference voltage from the third output of the synchronizer 4, which ensures synchronization of the accumulated pulses.

В случае модуляции по поляризации излучаемого сигнала с частотой ω, равной частоте магнитного резонанса исследуемого вещества 8, при частоте излучаемого сигнала ω1>>ω, вектор напряженности

Figure 00000001
магнитного поля излучаемого электромагнитного сигнала содержит составляющую:In the case of modulation by polarization of the emitted signal with a frequency ω equal to the magnetic resonance frequency of the test substance 8, when the frequency of the emitted signal is ω 1 >> ω, the intensity vector
Figure 00000001
the magnetic field of the radiated electromagnetic signal contains a component:

Figure 00000002
Figure 00000002

Исследуемое вещество 8 будет активно взаимодействовать с магнитном полем

Figure 00000001
на частоте ω (Дудкин В.И., Пахомов Л.Н. Основы квантовой электроники. СПб-ГТУ, 2001). Поскольку частота ω1 может быть выбрана достаточно высокой ω1>>ω, то в этом случае реализация передающей антенны 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 00000003
и
Figure 00000004
частоты которых равны соответственно ω1 и (ω1-ω).Test substance 8 will actively interact with the magnetic field
Figure 00000001
at a frequency ω (Dudkin V.I., Pakhomov L.N. Fundamentals of quantum electronics. St. Petersburg State Technical University, 2001). Since the frequency ω 1 can be selected sufficiently high ω 1 >> ω, in this case, the implementation of the transmitting antenna 1 can be carried out, for example, using the technique of antennas for microwave, to which the modulated polarization signal comes from a circular waveguide, which, in turn, receives two linearly polarized orthogonal waves
Figure 00000003
and
Figure 00000004
whose frequencies are equal to ω 1 and (ω 1 -ω), respectively.

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 импульс:In the second mode, the pulse generator 3 generates a probe pulse:

U1(t)=V1·cos(ω1·t+φ1), 0≤t≤T1,U 1 (t) = V 1 · cos (ω 1 · t + φ 1 ), 0≤t≤T 1 ,

где V1, ω1, φ1, T1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность импульса; который поступает на вход передатчика 2, а затем на вход передающей антенны 1, где он приобретает плоскую поляризацию и излучается в направлении поверхности укрывающей среды, под которой может находиться наркотическое средство 9.where V 1 , ω 1 , φ 1 , T 1 - amplitude, carrier frequency, initial phase and pulse duration; which goes to the input of the transmitter 2, and then to the input of the transmitting antenna 1, where it acquires a flat polarization and is emitted in the direction of the surface of the covering medium, under which the narcotic drug 9 can be.

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

Когда плоскополяризованная электромагнитная волна отражается от наркотического средства 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 средство 9 имеет отличные от укрывающей среды электрические параметры (проводимость и диэлектрическую проницаемость).When a plane-polarized electromagnetic wave is reflected from a narcotic drug 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 drug 9 has electrical parameters 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 средства 9, 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 narcotic drug 9, 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[(ω1±Δω)·t+φп],U p (t) = V p · cos [(ω 1 ± Δω) · t + φ p ],

Uл(t)=Vл·cos[(ω1±Δω)·t+φл], 0≤t≤T1,U l (t) = V l · cos [(ω 1 ± Δω) · 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;

±Δω - нестабильность несущей частоты, обусловленная некогерентным отражением и другими дестабилизирующими факторами.± Δω - 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 средства 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 средства 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 drug 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 synchronizer 4. The time delay of the pulses is determined by the depth h of the occurrence of the drug 9 in the covering medium. When 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(ωгг).U g (t) = V g cos (ω g + 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:

Uпp(t)=Vпр·cos[(ωпр±Δω)·t+φпр], 0≤t≤T1,U pp (t) = V pr · cos [(ω pr ± Δω) · t + φ pr ], 0≤t≤T 1 ,

где Vпр=1/2Vл·Vг;where V ol = 1 / 2V l · V g ;

ωпр1г - промежуточная частота;ω CR = ω 1g is the intermediate frequency;

φпрлг,φ CR = 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(ωг·t+φг+Δφ), 0≤t≤T1,U 2 (t) = V 2 · cos (ω g · t + φ g + Δφ), 0≤t≤T 1 ,

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

Δφ=φпл - разность фаз между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией, которая 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:Δφ = φ pl is the phase difference between the reflected signals with the right and left circular polarization, which is allocated by the narrow-band filter 19 and fed to 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=1/2 V2·Vг; n where V = 1/2 V 2 · V d;

пропорциональное измеряемому сдвигу фаз Δφ. Это напряжение сравнивается в блоке 21 сравнения с эталонным напряжением: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,Ue (Δφ e ) = V e · cosΔφ e ,

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

Сдвиг фаз Δφэ определяется частотой зондирующего сигнала и электрическими параметрами укрывающей среды. Этот сдвиг фаз остается неизменным при зондировании укрывающей среды в отсутствии 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(Δф)≈Vэ(Δφэ), то в блоке 21 сравнения постоянное напряжение не формируется.If U n (Δφ) ≈V e (Δφ e ), then in the block 21 of the comparison, a constant voltage is not formed.

При Uн(Δφ)>Vэ(Δφэ), в блоке 21 сравнения формируется постоянное напряжение, которое поступает на второй вход блока 22 регистрации.When U n (Δφ)> V 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.

Причем факт регистрации этого напряжения свидетельствует о наличии наркотического средства в данной укрывающей среде.Moreover, the fact of registration of this voltage indicates the presence of a narcotic drug in this covering environment.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает поиск и обнаружение наркотических средств, 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 system in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose provides the search and detection of 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, suitcases, diplomats, bags, etc.

При этом предлагаемая система позволит повысить достоверность поиска и обнаружение, и разрешающую способность по глубине при определении местоположения наркотических средств, 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 зондирующими и отраженными сигналами. При этом фазовый сдвиг между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией измеряется на стабильной частоте ωг гетеродина. Поэтому процесс измерения фазового сдвига Δφ инвариантен к нестабильности несущей частоты отраженного сигнала, возникающей при некогерентном отражении сигнала от наркотического средства и других дестабилизирующих факторах, что позволяет повысить точность измерения фазового сдвига Δφ, а следовательно, и точность определения местоположения наркотического средства.Moreover, the proposed system will improve the reliability of the search and detection, and resolution in depth when determining the location of drugs in hiding 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 ω 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 drug and other destabilizing factors, which allows to increase the accuracy of measuring the phase shift Δφ, and therefore the accuracy of determining the location of the drug.

Тем самым функциональные возможности системы расширены.Thus, the functionality of the system is expanded.

Claims (1)

Система дистанционного обнаружения вещества, содержащая исследуемое вещество, последовательно включенные синхронизатор, генератор импульсов, передатчик, второй вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, и передающую антенну, последовательно включенные первую приемную антенну, первый приемник, второй вход которого соединен с третьим входом синхронизатора, и накопитель, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора, отличающаяся тем, что она снабжена наркотическим средством, помещенным в укрывающую среду, блоком временной задержки, ключом, второй приемной антенной, вторым приемником, смесителем, гетеродином, усилителем промежуточной частоты, перемножителем, узкополосным фильтром, фазовым детектором, блоком сравнения и блоком регистрации, причем к выходу второй приемной антенны последовательно подключены второй приемник, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилитель промежуточной частоты, перемножитель, узкополосный фильтр, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, блок сравнения и блок регистрации, второй вход которого соединен с выходом накопителя, к четвертому выходу синхронизатора последовательно подключены блок временной задержки и ключ, второй вход которого соединен с выходом первого приемника, а выход подключен к второму входу перемножителя, передающая антенна, первая и вторая приемные антенны снабжены поляризаторами и объединены в антенный блок. A system for remote detection of a substance containing a test substance, a synchronizer, a pulse generator, a transmitter, the second input of which is connected to the second output of the synchronizer, and a transmitting antenna, series-connected first reception antenna, a first receiver, the second input of which is connected to the third input of the synchronizer, and a drive, the second input of which is connected to the third output of the synchronizer, characterized in that it is equipped with a narcotic drug placed in a covering medium , a time delay unit, a key, a second receiving antenna, a second receiver, a mixer, a local oscillator, an intermediate frequency amplifier, a multiplier, a narrow-band filter, a phase detector, a comparison unit and a registration unit, and a second receiver, the second input of which is connected in series to the output of the second receiving antenna connected to the third output of the synchronizer, a mixer, the second input of which is connected to the output of the local oscillator, an intermediate frequency amplifier, a multiplier, a narrow-band filter, a phase detector, W The second input of which is connected to the local oscillator output, a comparison unit and a registration unit, the second input of which is connected to the drive output, a time delay block and a key are connected to the fourth output of the synchronizer, the second input of which is connected to the output of the first receiver, and the output is connected to the second input of the multiplier , a transmitting antenna, the first and second receiving antennas are equipped with polarizers and combined into an antenna unit.
RU2008131973/28A 2008-07-25 2008-07-25 System of remote detection of substance RU2377549C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131973/28A RU2377549C1 (en) 2008-07-25 2008-07-25 System of remote detection of substance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131973/28A RU2377549C1 (en) 2008-07-25 2008-07-25 System of remote detection of substance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2377549C1 true RU2377549C1 (en) 2009-12-27

Family

ID=41643115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008131973/28A RU2377549C1 (en) 2008-07-25 2008-07-25 System of remote detection of substance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377549C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471177C1 (en) * 2011-08-11 2012-12-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Физико-Технический Институт (Государственный Университет)" Method for remote detection of substance in nonuniform magnetic field using nuclear magnetic resonance
RU2488810C1 (en) * 2012-03-01 2013-07-27 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
RU173012U1 (en) * 2017-05-02 2017-08-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) DEVICE FOR DETECTING NON-METAL ITEMS HIDDEN UNDER CLOTHING OF PEOPLE

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471177C1 (en) * 2011-08-11 2012-12-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Физико-Технический Институт (Государственный Университет)" Method for remote detection of substance in nonuniform magnetic field using nuclear magnetic resonance
RU2488810C1 (en) * 2012-03-01 2013-07-27 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
RU173012U1 (en) * 2017-05-02 2017-08-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) DEVICE FOR DETECTING NON-METAL ITEMS HIDDEN UNDER CLOTHING OF PEOPLE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10371853B2 (en) Nuclear magnetic resonance system with feedback induction coils
US6777937B1 (en) Nuclear quadrupole resonance method and apparatus
US6018243A (en) NMR well logging apparatus and method
US7109705B2 (en) Method of and apparatus for nuclear quadrupole resonance testing a sample
US7170288B2 (en) Parametric nuclear quadrupole resonance spectroscopy system and method
US6121773A (en) Longitudinal NMR well logging apparatus and method
RU2377549C1 (en) System of remote detection of substance
US6573715B2 (en) Porosity and permeability measurement of underground formations containing crude oil, using EPR response data
US6781371B2 (en) High vertical resolution antennas for NMR logging
US10564231B1 (en) RF windowing for magnetometry
RU2308734C1 (en) Method for remote detection of a substance
US6177794B1 (en) Use of earth field spin echo NMR to search for liquid minerals
RU2626313C1 (en) Substance remote detecting method and device for its implementation
RU2340913C2 (en) Remote substance detection method
RU2645909C1 (en) Method of nuclear magnetic voltage and a device for its implementation
RU2498279C1 (en) Method for remote detection of substance
Simons et al. Applications with a Rydberg atom-based radio frequency antenna/receiver
JP2002512376A (en) Method for measuring porosity and permeability of crude oil-containing underground layer 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
RU2244942C2 (en) Method of remote detecting material
EP0911650B1 (en) Apparatus and method for the detection of materials
RU2282178C1 (en) Radio introscope

Legal Events

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

Effective date: 20100726