RU2482896C1 - Method of detection of location of buried biological objects or their remains and device for its implementation - Google Patents

Method of detection of location of buried biological objects or their remains and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2482896C1
RU2482896C1 RU2011152164/28A RU2011152164A RU2482896C1 RU 2482896 C1 RU2482896 C1 RU 2482896C1 RU 2011152164/28 A RU2011152164/28 A RU 2011152164/28A RU 2011152164 A RU2011152164 A RU 2011152164A RU 2482896 C1 RU2482896 C1 RU 2482896C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
remains
frequency
output
transceiver
input
Prior art date
Application number
RU2011152164/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Калинин
Валерий Антонович Шубарев
Виктор Иванович Дикарев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авангард"
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 Открытое акционерное общество "Авангард" filed Critical Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority to RU2011152164/28A priority Critical patent/RU2482896C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2482896C1 publication Critical patent/RU2482896C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: rescue equipment.
SUBSTANCE: use: to search for living people or their remains in areas of earthquakes and explosions of apartment buildings as a result of household gas leakage, in the rubble and shelters, as well as in mountain climbing in searching for people buried, for example in avalanches and rockslides. The essence: the device implementing the proposed method consists of a scanning unit and transceivers placed on biological objects or their remains. The scanning unit comprises the main oscillator 1, a power amplifier 2, a circulator 3, a horn transceiving antenna 4, a high frequency amplifier 5, a phase detector 6, a computer 7, a beat-frequency oscillator 14, a mixer 15, an intermediate frequency amplifier 16, a multiplier 17, a band-pass filter 18, a synchroniser 19, a carrier frequency synthesiser 20, an AND gate 21. Each transmit-receive unit comprises a piezo-crystal 8.i, a microstrip antenna 9.i, electrodes 10.i, tires 11.i and 12.i, a set of reflectors 13i, a narrowband filter 22.i, an amplitude detector 23.i, keys 24.i, 25.i, and unit of accessibility 26.i to the interdigitated transducer (i=1, 2,…, n).
EFFECT: increase in reliability of detection and reading of identification codes simultaneously from several biological objects or their remains in the zone of the scanning unit irradiation.
2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемые способ и устройство относятся к области поисково-спасательных работ и могут быть использованы для поиска живых людей или их останков в районах землетрясений и взрывов жилых домов в результате утечки бытового газа, в завалах и укрытиях, а также в альпинизме при поиске людей, засыпанных, например, снежными лавинами или горными обвалами.The proposed method and device relates to the field of search and rescue operations and can be used to search for living people or their remains in areas of earthquakes and explosions of residential buildings as a result of leakage of domestic gas, in rubble and shelters, as well as in mountain climbing when searching for people who are bombarded, for example, snow avalanches or rockfalls.

Известны способы и устройства обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков (патенты РФ №2.076.336, 2.085.997, 2.105.432, 2.116.099, 2.141.119, 2.206.902, 2.245.733, 2.248.235, 2.288.486, 2.306.159, 2.313.108, 2.370.792, 2.410.729; патенты США №4.129.868, 4.673.936, 4.958.638, 5.479.120; патент ЕР №0.075.119; Винокуров В.К. и др. Безопасность в альпинизме. - М.: 1983, с.136-137 и другие).Known methods and devices for detecting the location of buried biological objects or their remains (RF patents No. 2.076.336, 2.085.997, 2.105.432, 2.116.099, 2.141.119, 2.206.902, 2.245.733, 2.248.235, 2.288.486 , 2.306.159, 2.313.108, 2.370.792, 2.410.729; US patents Nos. 4.129.868, 4.673.936, 4.958.638, 5.479.120; EP patent No.0.075.119; V.K. Vinokurov and others Safety in mountaineering. - M .: 1983, p.136-137 and others).

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления» (патент РФ №2.306.159, A62B 37/00, 2005), которые и выбраны в качестве базовых объектов.Of the known methods and devices closest to the proposed ones are “A method for detecting the location of buried bioobjects or their remains and a device for its implementation” (RF patent No. 2,306.159, A62B 37/00, 2005), which are selected as the base objects.

Известные технические решения обеспечивают повышение чувствительности и динамического диапазона приемника сканирующего блока, а также увеличение дальности считывания информации о биообъекте путем построения приемника сканирующего блока по супергетеродинной схеме.Known technical solutions provide an increase in the sensitivity and dynamic range of the receiver of the scanning unit, as well as an increase in the reading range of information about the biological object by constructing the receiver of the scanning unit in a superheterodyne circuit.

Недостатком известных технических решений является невозможность одновременного опроса нескольких биообъектов или их останков. В противном случае при одновременном опросе нескольких биообъектов или их останков ответные сигналы от них придут одновременно и кодовые последовательности наложатся друг на друга, делая невозможным независимое считывание идентификационного кода каждого биообъекта или его останков.A disadvantage of the known technical solutions is the impossibility of simultaneously polling several biological objects or their remains. Otherwise, when several bioobjects or their remains are interrogated at the same time, the response signals from them will arrive simultaneously and the code sequences overlap each other, making it impossible to independently read the identification code of each bioobject or its remains.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности обнаружения и считывания идентификационных кодов одновременно с нескольких биообъектов или их останков, находящихся в зоне облучения сканирующего блока.An object of the invention is to increase the reliability of detection and reading identification codes simultaneously from several biological objects or their remains located in the irradiation zone of the scanning unit.

Поставленная задача решается тем, что способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, заключающийся в предварительном размещении на биообъекте, относящемся к группе риска, маломощного приемопередатчика, в качестве которого используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность алюминиевым встречно-штыревым преобразователем и набором отражателей, облучении с помощью сканирующего блока засыпанного участка, под поверхностью которого может находиться биообъект или его останки, направленным электромагнитным сигналом, приеме его на засыпанном биообъекте или его останках, преобразовании в акустическую волну, обеспечении ее распространения по поверхности пьезокристалла и обратного отражения, преобразовании отраженной акустической волны опять в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого соответствует структуре встречно-штыревого преобразователя, переизлучении его в эфир, приеме сканирующим блоком, усилении по амплитуде, преобразовании по частоте с использованием напряжения гетеродина, выделении напряжения промежуточной частоты, перемножении его с напряжением задающего гетеродина, выделении электромагнитного сигнала с фазовой манипуляцией на частоте гетеродина и осуществлении его синхронного детектирования с использованием напряжения гетеродина в качестве опорного напряжения, регистрации выделенного модулирующего кода, соответствующего структуре встречно-штыревого преобразователя, анализе его и определении принадлежности засыпанного биообъекта или его останков, отличается от ближайшего аналога тем, что на сканирующем блоке формируют n запросных радиоимпульсов, где n больше или равно количеству биообъектов или их останков, находящихся под поверхностью исследуемого засыпанного участка, в каждый заданный интервал времени Δt, достаточный для считывания идентификационного кода с встречно-штыревого преобразователя каждого приемопередатчика, излучают считывающий радиоимпульс на частоте wc и один из запросных радиоимпульсов на частоте wi, где i=1, 2, …, n, каждый приемопередатчик снабжают блоком доступности к встречно-штыревому преобразователю, настроенному на частоту wi одного из запросных радиоимпульсов, и последовательно во времени осуществляют считывание идентификационных кодов встречно-штыревых преобразователей всех приемопередатчиков, размещенных на биообъектах или их останках, находящихся под поверхностью исследуемого засыпанного участка.The problem is solved in that a method for detecting the location of buried bioobjects or their remains, which consists in preliminary placing on a bioobject belonging to a risk group a low-power transceiver, which is used as a piezocrystal with an aluminum interdigital transducer deposited on its surface and a set of reflectors, irradiation with the help of a scanning unit of the filled area, under the surface of which there may be a biological object or its remains directed by an electromagnet signal, receiving it on a bombarded biological object or its remains, converting it into an acoustic wave, ensuring its propagation over the surface of the piezocrystal and back reflection, converting the reflected acoustic wave again into an electromagnetic signal with phase shift keying, the internal structure of which corresponds to the structure of the interdigital transducer, reradiation broadcast it, received by the scanning unit, amplified in amplitude, converted in frequency using the local oscillator voltage, intermediate frequency, multiplying it with the voltage of the driving local oscillator, isolating the electromagnetic signal with phase manipulation at the local oscillator frequency and performing its synchronous detection using the local oscillator voltage as the reference voltage, registering the selected modulating code corresponding to the structure of the interdigital converter, analyzing it, and determining the accessory of a buried biological object or its remains differs from the closest analogue in that on a scanning unit e form n interrogated radio pulses, where n is greater than or equal to the number of bioobjects or their remains located under the surface of the investigated filled area at each given time interval Δt, sufficient to read the identification code from the interdigital transducer of each transceiver, emit a reading radio pulse at frequency w c and one of the interrogation radio pulses at the frequency w i, where i = 1, 2, ..., n, each transceiver unit is provided with accessibility to the interdigital transducer that is configured to h sion frequency w i of one of the interrogation radio pulses, and sequentially reads the identification codes of interdigital transducers of all the transceivers placed on biological objects or their remains under the surface of the filled portion of the test time.

Поставленная задача решается тем, что устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, содержащее приемопередатчик, размещенный на биообъекте, относящемся к группе риска, сканирующий блок, состоящий из задающего генератора и последовательно включенных усилителя мощности, циркулятора, вход-выход которого связан с рупорной приемопередающей антенной, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилителя промежуточной частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, полосового фильтра, фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, и компьютера, при этом приемопередающий блок выполнен в виде микрополосковой антенны и пьезокристалла с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем и набором отражателей, встречно-штыревой преобразователь содержит две гребенчатые системы электродов, электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами, отличается от ближайшего аналога тем, что сканирующий блок снабжен синхронизатором, синтезатором несущих частот и логическим элементом «И», причем к выходу компьютера последовательно подключены синхронизатор, синтезатор несущих частот и логический элемент «И», второй вход которого через задающий генератор соединен с вторым выходом синхронизатора, третий выход которого подключен к второму входу циркулятора, каждый приемопередатчик снабжен блоком доступности к встречно-штыревому преобразователю, состоящему из последовательно подключенных к микрополосковой антенне узкополосного фильтра, амплитудного детектора и двух ключей, включенных между микрополосковой антенной и шинами встречно-штыревого преобразователя соответственно.The problem is solved in that a device for detecting the location of buried bioobjects or their remains, containing a transceiver located on a bioobject belonging to a risk group, a scanning unit consisting of a master oscillator and a series-connected power amplifier, a circulator, the input-output of which is connected to the horn transceiver antenna, high-frequency amplifier, mixer, the second input of which is connected to the output of the local oscillator, the intermediate frequency amplifier, multiplier, the second input It is connected to the output of the master oscillator, a bandpass filter, a phase detector, the second input of which is connected to the output of the local oscillator, and a computer, while the transceiver unit is made in the form of a microstrip antenna and a piezocrystal with an aluminum thin-film interdigital transducer and a set of reflectors deposited on its surface, the interdigital transducer contains two comb systems of electrodes, the electrodes of each of the combs are connected to each other by buses, differs from the closest analogue in that then the scanning unit is equipped with a synchronizer, a carrier frequency synthesizer and an AND logic element, and a synchronizer, a carrier frequency synthesizer and an AND logic element are connected in series to the computer output, the second input of which is connected to the second output of the synchronizer through a master oscillator, the third output of which is connected to the second input of the circulator, each transceiver is equipped with an accessibility unit for the interdigital transducer, consisting of a narrow-band antenna connected in series to the microstrip antenna a filter, an amplitude detector, and two keys connected between the microstrip antenna and the buses of the interdigital transducer, respectively.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1 и 2. Структурная схема сканирующего блока изображена на фиг.1. Структурная схема первого приемопередающего блока изображена на фиг.2.The structural diagram of a device that implements the proposed method is presented in figures 1 and 2. The block diagram of the scanning unit is shown in figure 1. The structural diagram of the first transceiver block is shown in figure 2.

Сканирующий блок содержит последовательно включенные компьютер 7, синхронизатор 19, синтезатор 20 несущих частот, логический элемент «И» 21, второй вход которого через задающий генератор 1 соединен с вторым выходом синхронизатора 19, усилитель 2 мощности, циркулятор 3, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора 19, а вход-выход связан с рупорной приемопередающей антенной 4, усилитель 5 высокой частоты, смеситель 15, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 14, усилитель 16 промежуточной частоты, перемножитель 17, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1, полосовой фильтр 18 и фазовый детектор 6, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 14, а выход подключен к компьютеру 7.The scanning unit contains sequentially connected computer 7, a synchronizer 19, a carrier frequency synthesizer 20, an AND gate 21, the second input of which is connected to the second output of the synchronizer 19 through a master oscillator 1, a power amplifier 2, a circulator 3, the second input of which is connected to the third the output of the synchronizer 19, and the input-output is connected to the horn transceiver antenna 4, the high-frequency amplifier 5, the mixer 15, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 14, the intermediate frequency amplifier 16, the multiplier 17, the second the input of which is connected to the output of the master oscillator 1, a bandpass filter 18 and a phase detector 6, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 14, and the output is connected to the computer 7.

Первый приемопередающий блок выполнен в виде пьезокристалла 8.1 с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем (ВШП) и набором отражателей 13, а также последовательно подключенных к микрополосковой антенне 9.1 узкополосного фильтра 22.1, амплитудного детектора 23.1 и двух ключей 24.1, 25.1, включенных между микрополосковой антенной 9.1 и шинами 11.1, 12.1 соответственно.The first transceiver unit is made in the form of a piezoelectric crystal 8.1 with an aluminum thin-film interdigital transducer (IDT) deposited on its surface and a set of reflectors 13, as well as serially connected to a microstrip antenna 9.1 of a narrow-band filter 22.1, an amplitude detector 23.1, and two keys 24.1, 25.1 included between the microstrip antenna 9.1 and the buses 11.1, 12.1, respectively.

Встречно-штыревой преобразователь (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ) содержит две гребенчатые системы электродов 10.1, шины 11.1 и 12.1, которые соединяют электроды каждой из гребенок между собой. Шины 11.1 и 12.1, в свою очередь, через ключи 24.1 и 25.1 соответственно связаны с микрополосковой антенной 9.1.The interdigital transducer (IDT) of surface acoustic waves (SAW) contains two comb systems of electrodes 10.1, buses 11.1 and 12.1, which connect the electrodes of each of the combs to each other. Tires 11.1 and 12.1, in turn, are connected through keys 24.1 and 25.1 to microstrip antenna 9.1, respectively.

Узкополосный фильтр 22.1, амплитудный детектор 23.1, ключи 24.1 и 25.1 образуют первый блок 26.1 доступности к встречно-штыревому преобразователю.The narrow-band filter 22.1, the amplitude detector 23.1, the keys 24.1 and 25.1 form the first block 26.1 access to the interdigital converter.

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

С помощью компьютера 7 и синхронизатора 19 запускаются задающий генератор 1 и синтезатор 20 несущих частот.Using the computer 7 and the synchronizer 19, the master oscillator 1 and the carrier frequency synthesizer 20 are started.

Задающим генератором 1 формируется высокочастотное колебание (считывающий радиоимпульс)The master oscillator 1 generates a high-frequency oscillation (read radio pulse)

uc(t)=Uc·Cos(wct+φc), 0≤t≤Tc,u c (t) = U c Cos (w c t + φ c ), 0≤t≤T c ,

где Uc, wc, φc, T c - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания (считывающего радиоимпульса).where U c , w c , φ c , T c is the amplitude, carrier frequency, initial phase, and duration of the high-frequency oscillation (readout radio pulse).

Синтезатором 20 несущих частот формируются запросные радиоимпульсы:Synthesizer 20 carrier frequencies form the request radio pulses:

u1(t)=U1·Cos(w1t+φ1),u 1 (t) = U 1 Cos (w 1 t + φ 1 ),

u2(t)=U2·Cos(w2t+φ2),u 2 (t) = U 2 Cos (w 2 t + φ 2 ),

....................................

ui(t)=Ui·Cos(wit+φi),u i (t) = U i Cos (w i t + φ i ),

......................................

un(t)=Un·Cos(wnt+φn), 0≤t≤Tи,u n (t) = U n · Cos (w n t + φ n ), 0≤t≤T and ,

где Ти - длительность запросных радиоимпульсов;where T and - the duration of the requested radio pulses;

n - количество приемопередатчиков (биообъектов или их объектов).n is the number of transceivers (bioobjects or their objects).

Считывающий радиоимпульс uc(t) и первый запросный радиоимпульс u1(t) через логический элемент «И» 21, усилитель 2 мощности и циркулятор 3 поступают в рупорную приемопередающую антенну 4 и излучаются в эфир. С помощью рупорной антенны 4 последовательно облучается засыпанный участок, под поверхностью которого предположительно находятся биообъекты или их останки.The reading radio pulse u c (t) and the first interrogating radio pulse u 1 (t) through the logic element “I” 21, the power amplifier 2 and the circulator 3 enter the horn transceiver antenna 4 and are broadcast. With the help of a horn antenna 4, a bombarded area is sequentially irradiated, under the surface of which biological objects or their remains are supposedly located.

Считывающий uc(t) и первый запросный u1(t) радиоимпульсы принимаются микрополосковой антенной 9.1 первого приемопередатчика, размещенного на первом биообъекте. При этом первый запросный радиоимпульс u1(t) выделяется первым узкополосным фильтром 22.1, настроенным на частоту w1, и детектируется первым амплитудным детектором 23.1. Продетектированное постоянное напряжение поступает на управляющие входы ключей 24.1 и 25.1, открывая их. В исходном состоянии ключи 24.1 и 25.1 всегда закрыты. При этом считывающий радиоимпульс uc(t) с выхода микрополосковой антенны 9.1 через открытые ключи 24.1 и 25.1 поступают на первый пьезокристалл 8.1 с нанесенным на его поверхность алюминиевым встречно-штыревым преобразователем (ВШП), который состоит из двух гребенчатых систем электродов 10.1, нанесенных на поверхность пьезокристалла 8.1. Электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами 11.1 и 12.1.The reading u c (t) and the first interrogating u 1 (t) radio pulses are received by the microstrip antenna 9.1 of the first transceiver located on the first biological object. In this case, the first interrogation radio pulse u 1 (t) is extracted by the first narrow-band filter 22.1 tuned to the frequency w 1 and is detected by the first amplitude detector 23.1. The detected direct voltage is supplied to the control inputs of the keys 24.1 and 25.1, opening them. In the initial state, the keys 24.1 and 25.1 are always closed. In this case, the reading radio pulse u c (t) from the output of the microstrip antenna 9.1 through the public keys 24.1 and 25.1 is fed to the first piezoelectric crystal 8.1 with an aluminum interdigital transducer (IDT) deposited on its surface, which consists of two comb systems of electrodes 10.1 deposited on piezocrystal surface 8.1. The electrodes of each of the combs are connected to each other by buses 11.1 and 12.1.

Принимаемый считывающий радиоимпульс uc(t) преобразуется ВШП в акустическую волну, которая распространяется по поверхности пьезокристалла 8.1, отражается от набора отражателей 13.1 и опять преобразуется в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляциейThe received readout radio pulse u c (t) is converted by IDT into an acoustic wave, which propagates along the surface of piezoelectric crystal 8.1, is reflected from a set of reflectors 13.1, and is again converted into an electromagnetic signal with phase shift keying

uc1(t)=Uc1·Cos[wct+φк1(t)+φс], 0≤t≤Тс,u c1 (t) = U c1 · Cos [w c t + φ к1 (t) + φ с ], 0≤t≤T s ,

где φк1(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t), причем φк1(t)=const при Kτэ<t<(к+1)τэ и может изменяться скачком при t=Kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (K=1, 2, …, N-1);where φ к1 (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase that displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M 1 (t), and φ к1 (t) = const for Kτ e <t <(k + 1 ) τ e and can change abruptly at t = Kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (K = 1, 2, ..., N-1);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс (T c=N·τэ).τ e , N is the duration and number of chips that make up a signal of duration T s ( T c = N · τ e ).

При этом внутренняя структура сформированного ФМн-сигнала определяется топологией ВШП, имеет индивидуальный характер и содержит всю необходимую уникальную информацию о владельце, например, фамилию, имя, отчество, год рождения и т.п.In this case, the internal structure of the generated QPSK signal is determined by the IDT topology, has an individual character and contains all the necessary unique information about the owner, for example, last name, first name, middle name, year of birth, etc.

Резонансная частота wc ВШП определяется расстоянием между электродами 10.1.The resonant frequency w c IDT is determined by the distance between the electrodes 10.1.

Сформированный ФМн-сигнал uc1(t) излучается микрополосковой антенной 9.1 в эфир, принимается антенной 4 сканирующего блока и через циркулятор 3 и усилитель 5 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 15, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 14The generated PSK signal u c1 (t) is radiated by the microstrip antenna 9.1, received by the antenna of the scanning unit 4, and fed through the circulator 3 and the high-frequency amplifier 5 to the first input of the mixer 15, to the second input of which the local oscillator voltage 14

uг(t)=Uг·Cos(wгt+φг).u g (t) = U g Cos (w g t + φ g ).

На выходе смесителя 15 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 16 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частотыAt the output of the mixer 15, voltages of combination frequencies are generated. The amplifier 16 is allocated voltage intermediate (differential) frequency

uup(t)=Uпр·Cos[wupt+φк1(t)+φup], 0≤t≤Тс,u up (t) = U CR · Cos [w up t + φ к1 (t) + φ up ], 0≤t≤T s ,

где

Figure 00000001
Where
Figure 00000001

wup=wc-wг - промежуточная (разностная) частота;w up = w c -w g is the intermediate (difference) frequency;

φupcг,φ up = φ cg ,

которое поступает на первый вход перемножителя 17, на второй вход которого подается высокочастотное колебание uc(t) с выхода задающего генератора 1. На выходе перемножителя 17 образуется напряжениеwhich is fed to the first input of the multiplier 17, to the second input of which a high-frequency oscillation u c (t) is supplied from the output of the master oscillator 1. A voltage is generated at the output of the multiplier 17

uc2(t)=Uc2·Cos[wгt+φк1(t)+φг], 0≤t≤Тс,u c2 (t) = U c2 · Cos [w g t + φ к1 (t) + φ g ], 0≤t≤T s ,

где

Figure 00000002
Where
Figure 00000002

которое представляет собой ФМн-сигнал на частоте wг гетеродина 14 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 6. На второй (опорный) ввод фазового детектора 6 в качестве опорного напряжения подается напряжение uг(t) гетеродина 14. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 6 образуется низкочастотное напряжениеwhich is a PSK signal at a frequency w g of the local oscillator 14 and is fed to the first (information) input of the phase detector 6. The voltage u g (t) of the local oscillator 14 is supplied as the reference voltage to the second (reference) input of the phase detector 6. As a result of synchronous detection at the output of the phase detector 6 produces a low-frequency voltage

uн1(t)=Uн1·Cosφк(t),u н1 (t) = U н1 · Cosφ к (t),

где

Figure 00000003
;Where
Figure 00000003
;

пропорциональное модулирующему коду M1(t). Это напряжение регистрируется и анализируется в компьютере 7.proportional to the modulating code M 1 (t). This voltage is recorded and analyzed in computer 7.

Узкополосные фильтры 22.i всех блоков 26.i доступности к ВШП настроены на частоты wi запросных радиоимпульсов (i=1, 2, …, n). Длительность Ти каждого запросного радиоимпульса выбирается такой, чтобы сформированная считывающим радиоимпульсом uc(t) кодовая последовательность φк1(t) успела бы передаться полностью на сканирующий блок.Narrow-band filters 22.i of all IDT access blocks 26.i are tuned to the frequency w i of the requested radio pulses (i = 1, 2, ..., n). The duration T and each interrogated radio pulse is chosen such that the code sequence φ k1 (t) generated by the reading radio pulse u c (t) can be transmitted completely to the scanning unit.

При излучении считывающего радиоимпульса uc(t) и первого запросного радиоимпульса u1(t) циркулятор 3 командой с синхронизатора 19 устанавливается в режим передачи. После передачи указанных радиоимпульсов через время Δt циркулятор 3 по команде синхронизатора 19 переводится в режим приема.When the radiation of the read radio pulse u c (t) and the first interrogated radio pulse u 1 (t), the circulator 3 is set to the transmission mode by a command from the synchronizer 19. After the transmission of these radio pulses after a time Δt, the circulator 3 at the command of the synchronizer 19 is put into receive mode.

При поступлении первой кодовой последовательности uн1(t) в компьютер 7 последний выдает команду на синхронизатор 19, а затем на задающий генератор 1 и синтезатор 20 несущих частот, которые формируют считывающий радиоимпульс u2(t). В этом случае запросный радиоимпульс u2(t) выделяется узкополосным фильтром 22.2 второго блока 26.2 доступности к ВШП. Далее все происходит, как в предыдущем случае, и так до тех пор, пока не будут считаны все приемопередатчики, находящиеся в поле излучения сканирующего блока.Upon receipt of the first code sequence u n1 (t) in computer 7, the latter issues a command to the synchronizer 19, and then to the master oscillator 1 and the carrier frequency synthesizer 20, which form the readout radio pulse u 2 (t). In this case, the request radio pulse u 2 (t) is allocated by the narrow-band filter 22.2 of the second IDT accessibility block 26.2. Further, everything happens, as in the previous case, and so on until all transceivers in the radiation field of the scanning unit are read.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков по сравнению с прототипами обеспечивают повышение достоверности обнаружения и считывания идентификационных кодов одновременно с нескольких биообъектов или их останков, находящихся в зоне облучения сканирующего блока. Это достигается использованием запросных радиоимпульсов ui(t) и блоков 26.i доступности к встречно-штыревым преобразователям (ВШП) (i=1, 2, …, n), которые позволяют последовательно во времени опрашивать все приемопередатчики. В этом случае можно организовать прием отраженных от различных приемопередатчиков сигналов в различные моменты времени. При этом кодовые последовательности от различных приемопередатчиков не наложатся друг на друга и будет считан идентификационный код каждого приемопередатчика, находящего в поле излучения сканирующего блока.Thus, the proposed method and device for detecting the location of buried biological objects or their remains in comparison with prototypes provide increased reliability of the detection and reading of identification codes simultaneously from several biological objects or their remains located in the irradiation zone of the scanning unit. This is achieved using interrogated radio pulses u i (t) and blocks 26.i accessibility to interdigital converters (IDT) (i = 1, 2, ..., n), which allow to interrogate all transceivers sequentially in time. In this case, it is possible to organize the reception of signals reflected from various transceivers at different points in time. In this case, the code sequences from various transceivers will not overlap and the identification code of each transceiver located in the radiation field of the scanning unit will be read.

Claims (2)

1. Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, заключающийся в предварительном размещении на биообъекте, относящемся к группе риска, маломощного приемопередатчика, в качестве которого используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность алюминиевым встречно-штыревым преобразователем и набором отражателей, облучении с помощью сканирующего блока засыпанного участка, под поверхностью которого может находиться биообъект или его останки, направленным электромагнитным сигналом, приеме его на засыпанном биообъекте или его останках, преобразовании в акустическую волну, обеспечении ее распространения по поверхности пьезокристалла и обратного отражения, преобразовании отраженной акустической волны опять в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого соответствует структуре встречно-штыревого преобразователя, переизлучении его в эфир, приеме сканирующим блоком, усилении по амплитуде, преобразовании по частоте с использованием напряжения гетеродина, выделении напряжения промежуточной частоты, перемножении его с напряжением задающего гетеродина, выделении электромагнитного сигнала с фазовой манипуляцией на частоте гетеродина и осуществлении его синхронного детектирования с использованием напряжения гетеродина в качестве опорного напряжения регистрации выделенного модулирующего кода, соответствующего структуре встречно-штыревого преобразователя, анализе его и определении принадлежности засыпанного биообъекта или его останков, отличающийся тем, что на сканирующем блоке формируют n запросных радиоимпульсов, где n больше или равно количеству биообъектов или их останков, находящихся под поверхностью исследуемого засыпанного участка, в каждый заданный интервал времени Δt, достаточный для считывания идентификационного кода с встречно-штыревого преобразователя каждого приемопередатчика, излучают считывающий радиоимпульс на частоте wc и один из запросных радиоимпульсов на частоте wi, где i=1, 2, …, n, каждый приемопередатчик снабжают блоком доступности к встречно-штыревому преобразователю, настроенному на частоту wi одного из запросных радиоимпульсов, и последовательно во времени осуществляют считывание идентификационных кодов встречно-штыревых преобразователей всех приемопередатчиков, размещенных на биообъектах или их останках, находящихся под поверхностью исследуемого засыпанного участка.1. A method for detecting the location of buried bioobjects or their remains, which consists in preliminary placing on a bioobject belonging to a risk group a low-power transceiver, which is used as a piezocrystal with an aluminum interdigital transducer deposited on its surface and a set of reflectors, irradiation using a scanning unit a filled area, under the surface of which there may be a biological object or its remains directed by an electromagnetic signal, receiving it for a filled biological object or its remains, converting into an acoustic wave, ensuring its propagation over the surface of the piezocrystal and back reflection, converting the reflected acoustic wave again into an electromagnetic signal with phase shift keying, the internal structure of which corresponds to the structure of the interdigital transducer, re-emitting it to the ether, receiving by scanning block, amplification in amplitude, frequency conversion using a local oscillator voltage, isolation of an intermediate frequency voltage, ac knocking it with the voltage of the driving local oscillator, isolating the electromagnetic signal with phase shift keying at the local oscillator frequency and performing its synchronous detection using the local oscillator voltage as a reference voltage for detecting the selected modulating code corresponding to the structure of the interdigital transducer, analyzing it, and determining whether or not the filled biological object remains, characterized in that n scanning radio pulses are formed on the scanning block, where n is greater than or p clearly the number of biological objects or their remains under the surface of the backfilled area, at each predetermined time interval Δt, sufficient for reading the identification code from the interdigital transducer of each transceiver emit a reading RF pulse at frequency w c and one of the interrogation radio pulses at the frequency w i where i = 1, 2, ..., n, each transceiver unit to supply availability interdigital transducer tuned to the frequency w i of one of the interrogation radio pulses, and a sequence tionary time reads identification codes interdigital transducers of all the transceivers placed on biological objects or their remains under the surface of the backfilled area. 2. Устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, содержащее приемопередатчик, размещенный на биообъекте, относящемся к группе риска, сканирующий блок, состоящий из задающего генератора и последовательно включенных усилителя мощности, циркулятора, вход-выход которого связан с рупорной приемопередающей антенной, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилителя промежуточной частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, полосового фильтра, фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, и компьютера, при этом приемопередающий блок выполнен в виде микрополосковой антенны и пьезокристалла с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем и набором отражателей, встречно-штыревой преобразователь содержит две гребенчатые системы электродов, электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами, преобразователь содержит две гребенчатые системы электродов, электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами, отличающееся тем, что сканирующий блок снабжен синхронизатором, синтезатором несущих частот и логическим элементом «И», причем к выходу компьютера последовательно подключены синхронизатор, синтезатор несущих частот и логический элемент «И», второй вход которого через задающий генератор соединен с вторым выходом синхронизатора, третий выход которого подключен к второму входу циркулятора, каждый приемопередатчик снабжен блоком доступности к встречно-штыревому преобразователю, состоящему из последовательно подключенных к микрополосковой антенне узкополосного фильтра, амплитудного детектора и двух ключей, включенных между микрополосковой антенной и шинами встречно-штыревого преобразователя соответственно. 2. A device for detecting the location of bombarded bioobjects or their remains, containing a transceiver located on a bioobject belonging to a risk group, a scanning unit consisting of a master oscillator and series-connected power amplifier, a circulator, the input-output of which is connected to a horn transceiver antenna, amplifier high frequency mixer, the second input of which is connected to the output of the local oscillator, an intermediate frequency amplifier, a multiplier, the second input of which is connected to the output of the master g an oscillator, a bandpass filter, a phase detector, the second input of which is connected to the output of the local oscillator, and a computer, while the transceiver unit is made in the form of a microstrip antenna and a piezocrystal with an aluminum thin-film interdigital transducer and a set of reflectors deposited on its surface, the interdigital transducer contains two comb systems of electrodes, electrodes of each of the combs are connected to each other by buses, the converter contains two comb systems of electrodes, electrodes of the dies of the combs are connected to each other by buses, characterized in that the scanning unit is equipped with a synchronizer, a synthesizer of carrier frequencies and a logical element "I", with a synchronizer, a synthesizer of carrier frequencies and a logic element "I" connected in series to the output of the computer, the second input of which the master oscillator is connected to the second output of the synchronizer, the third output of which is connected to the second input of the circulator, each transceiver is equipped with an accessibility unit to the interdigital converter, consisting from a narrow-band filter, an amplitude detector, and two keys connected in series between the microstrip antenna and the buses of the interdigital converter, respectively, connected to the microstrip antenna of the narrowband filter.
RU2011152164/28A 2011-12-20 2011-12-20 Method of detection of location of buried biological objects or their remains and device for its implementation RU2482896C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152164/28A RU2482896C1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 Method of detection of location of buried biological objects or their remains and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152164/28A RU2482896C1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 Method of detection of location of buried biological objects or their remains and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2482896C1 true RU2482896C1 (en) 2013-05-27

Family

ID=48791830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011152164/28A RU2482896C1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 Method of detection of location of buried biological objects or their remains and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2482896C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2402453A1 (en) * 1977-09-09 1979-04-06 Morand Christian Detector for persons buried in snow - uses electromagnetic waves to pick up resonance from tuned chamber forming part of clothing
EP0075199A1 (en) * 1981-09-17 1983-03-30 BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft Method of and apparatus for locating avalanche victims
EP0400489A2 (en) * 1989-06-02 1990-12-05 Hamacher Leuchten Gmbh Locating system, in particular for underground working
RU2327498C1 (en) * 2006-12-04 2008-06-27 Вячеслав Адамович Заренков Method and device for detecting and localisation of covered biologic subjects or their remains
RU2370792C2 (en) * 2007-10-17 2009-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского" Method of location detection of burried bio-objects or their remains and device for its performance
RU2434253C1 (en) * 2010-07-19 2011-11-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2402453A1 (en) * 1977-09-09 1979-04-06 Morand Christian Detector for persons buried in snow - uses electromagnetic waves to pick up resonance from tuned chamber forming part of clothing
EP0075199A1 (en) * 1981-09-17 1983-03-30 BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft Method of and apparatus for locating avalanche victims
EP0400489A2 (en) * 1989-06-02 1990-12-05 Hamacher Leuchten Gmbh Locating system, in particular for underground working
RU2327498C1 (en) * 2006-12-04 2008-06-27 Вячеслав Адамович Заренков Method and device for detecting and localisation of covered biologic subjects or their remains
RU2370792C2 (en) * 2007-10-17 2009-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского" Method of location detection of burried bio-objects or their remains and device for its performance
RU2434253C1 (en) * 2010-07-19 2011-11-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8168424B2 (en) Differentiation and identification of analogous chemical and biological substances with biosensors
RU2351945C1 (en) Method of determination mobile object coordinates in closed premises and system for its realisation
RU2425396C1 (en) Method of monitoring state of underground metropolitan structures and system for realising said method
RU2434253C1 (en) Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation
RU2559869C1 (en) Method and system for radio-frequency identification and location of railway transport
RU2482896C1 (en) Method of detection of location of buried biological objects or their remains and device for its implementation
RU2499714C2 (en) Method and system for radio frequency identification and location of railway transport
RU2434108C1 (en) Method of subject identification on serviced facility
RU2369418C1 (en) Method for detection of dumped bioobjects or their remains location and device for their realisation
RU2402787C1 (en) Method of finding vessels in distress
RU2370792C2 (en) Method of location detection of burried bio-objects or their remains and device for its performance
RU2401438C1 (en) Method to detect back filled biological objects or their remains and device to this end
RU2426148C1 (en) Telemetry system for identification of objects
RU2306159C1 (en) Method and device for buried biological object or biological object remains location detection
RU2638504C1 (en) Method of identifying subject on serviced object and device for its implementation
RU2431870C1 (en) Method of detecting location of filled bio-objects or remains thereof and device for realising said method
RU2327498C1 (en) Method and device for detecting and localisation of covered biologic subjects or their remains
RU2311623C2 (en) Device for remote measuring of pressure
RU2288486C1 (en) Method and device for detecting location of biological objects or their remnants covered with earth
RU2248235C1 (en) Method and device for determining location of buried biological objects or their remnants
RU2801740C1 (en) Radio frequency identification system for municipal solid waste containers
RU2717079C1 (en) Method of monitoring condition of underground structures and system for its implementation
RU2526533C2 (en) Phase-based direction-finder
RU2410729C1 (en) Method of detecting location of filled bio-objects or remains thereof and device for realising said method
RU2586860C2 (en) Registration and control of moving objects flights

Legal Events

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

Effective date: 20141221