RU2497155C1 - Method and device to detect antipersonnel explosive devices with contact-wire target sensors - Google Patents
Method and device to detect antipersonnel explosive devices with contact-wire target sensors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497155C1 RU2497155C1 RU2012123590/28A RU2012123590A RU2497155C1 RU 2497155 C1 RU2497155 C1 RU 2497155C1 RU 2012123590/28 A RU2012123590/28 A RU 2012123590/28A RU 2012123590 A RU2012123590 A RU 2012123590A RU 2497155 C1 RU2497155 C1 RU 2497155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact
- frequency
- explosive devices
- target sensors
- wire
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к обеспечению безопасности и может быть использовано при создании технических средств предназначенных для выявления взрывных устройств, имеющих короткие контактно-проводные датчики цели с электрическими замыкателями, борьбе с терроризмом, гуманитарном разминировании, а так же при поиске подземных кабельных линий связи и управления.The invention relates to safety and can be used to create technical means for identifying explosive devices having short contact-wire target sensors with electrical contactors, the fight against terrorism, humanitarian clearance, as well as when searching for underground cable communication and control lines.
Известны георадары, предназначенные для выявления различных объектов в грунте [1].Known georadars designed to identify various objects in the ground [1].
Недостатком таких приборов является сильная подверженность помеховому влиянию различных неоднородностей грунта и посторонних предметов (камней, ветвей деревьев и др.), что резко снижает темп поиска и его безопасность.The disadvantage of such devices is a strong susceptibility to the interference effect of various inhomogeneities of the soil and foreign objects (stones, tree branches, etc.), which sharply reduces the search speed and its safety.
Известен обнаружитель кабельных линий «Зонд-И» [2, 3], который реализует способ обнаружения, включающий возбуждение кабеля зондирующим электромагнитным полем от передающей ферритовой антенны, являющейся источником собственного электромагнитного поля обнаружителя, ось которой перпендикулярна оси приемной ферритовой антенны, что обеспечивает их минимальную магнитную связь, и регистрацию вторичного электромагнитного поля, переизлученного кабельной линией. Данный прибор работает на фиксированной частоте в области резонансных частот обнаруживаемого кабеля. Он способен обнаруживать под землей провода длинной более 20 метров [3].Known cable line detector "Zond-I" [2, 3], which implements a detection method that includes excitation of the cable with a probing electromagnetic field from a transmitting ferrite antenna, which is the source of the detector’s own electromagnetic field, the axis of which is perpendicular to the axis of the receiving ferrite antenna, which ensures their minimum magnetic coupling, and registration of a secondary electromagnetic field re-emitted by a cable line. This device operates at a fixed frequency in the region of resonant frequencies of the detected cable. He is able to detect underground wires longer than 20 meters [3].
Недостатком такого прибора является затрудненность обнаружения обесточенных изолированных проводников, расположенных в грунте и длиной не более нескольких метров. Но именно такие короткие тонкие изолированные провода используются в датчиках цели современных террористических взрывных устройствах, устанавливаемых на пеших маршрутах движения войск.The disadvantage of this device is the difficulty in detecting de-energized insulated conductors located in the ground and a length of not more than a few meters. But it is precisely such short, thin, insulated wires that are used in the target sensors of modern terrorist explosive devices mounted on foot troop routes.
Сложность обнаружения обусловлена высоким уровнем помех от поверхности грунта и его неоднородностей на высоких частотах. Но именно такие частоты необходимо использовать, чтобы обеспечить резонансное переизлучение от коротких объектов поиска, длиной в несколько метров. Длина волны зондирующего поля должна так же составлять единицы метров. Указанный недостаток ограничивает скорость поиска данного прибора в реальной полевой обстановке и снижает безопасность разминирования.The complexity of the detection is due to the high level of interference from the surface of the soil and its inhomogeneities at high frequencies. But it is precisely such frequencies that must be used to ensure resonant re-emission from short search objects several meters long. The wavelength of the probe field should also be units of meters. This drawback limits the speed of the search for this device in a real field environment and reduces the safety of clearance.
Техническим результатом изобретения является увеличение скорости поиска и повышение безопасности при разминировании.The technical result of the invention is to increase the speed of search and increase safety during clearance.
Поставленный технический результат достигается возбуждением искомого подземного проводника зондирующим электромагнитным полем с изменяемой несущей частотой. Наличие резонансных свойств у изолированного металлического провода обуславливает ярко выраженный отклик отраженного от него сигнала при совпадении резонансной частоты провода с частотой возбуждающего сигнала. В то же время амплитуда сигнала помехи от полупроводящего грунта имеет плавный характер изменения при перестройке частоты зондирующего электромагнитного поля. При этом коэффициент перекрытия ожидаемого диапазона резонансных частот объекта поиска берется не менее двух, что обеспечивает хотя бы один резонансный отклик от искомого изолированного проводника. Регистрация скорости изменения амплитуды отраженного сигнала, а не его амплитудного значения позволяет селектировать сигнал на фоне помех от неоднородностей грунта, не обладающего резонансными свойствами.The technical result is achieved by exciting the desired underground conductor with a probing electromagnetic field with a variable carrier frequency. The presence of resonant properties of an insulated metal wire causes a pronounced response of the signal reflected from it when the resonant frequency of the wire coincides with the frequency of the exciting signal. At the same time, the amplitude of the interference signal from the semiconducting soil has a smooth character of change when the frequency of the probe electromagnetic field is tuned. Moreover, the overlap coefficient of the expected range of resonant frequencies of the search object is taken at least two, which provides at least one resonant response from the desired insulated conductor. Registration of the rate of change in the amplitude of the reflected signal, and not its amplitude value, allows you to select the signal against the background of noise from inhomogeneities of the soil, which does not have resonance properties.
Для уменьшения собственных паразитных резонансов устройства поиска в качестве его излучающей и приемной антенн используются магнитные антенны из коаксиального провода с минимальной магнитной связью между ними с включенными на их входе резисторами с активным сопротивлением, равным волновому сопротивлению коаксиального провода. Для уменьшения емкостного влияния грунта внешний проводник коаксиального провода (его оплетка) используется в качестве заземленного электростатического экрана. На входе каждой рамочной антенны делается незамкнутая щель в экранирующей оплетке.To reduce the intrinsic resonances of the search device, magnetic antennas from a coaxial wire are used as its emitting and receiving antennas with a minimum magnetic coupling between them and resistors included at their input with active resistance equal to the wave impedance of the coaxial wire. To reduce the capacitive effect of the soil, the external conductor of the coaxial wire (its braid) is used as a grounded electrostatic shield. An open gap is made at the input of each loop antenna in the shielding braid.
На рис.1 показана структурная схема устройства для обнаружения противопехотных взрывных устройств с контактно-проводными датчиками цели.Figure 1 shows a block diagram of a device for detecting anti-personnel explosive devices with contact-wire target sensors.
Устройство обнаружения содержит передающую широкополосную рамочную антенну 1, согласующий резистор 2, генератор 3, блок перестройки частоты генератора 4, широкополосную приемную рамочную антенну 5, согласующий резистор 6, приемник 7, дифференцирующая цепь 8 и индикаторной устройство 9.The detection device includes a transmitting broadband loop antenna 1, a matching resistor 2, a generator 3, a frequency tuner 4, a broadband receiving loop antenna 5, a matching resistor 6, a receiver 7, a differentiating circuit 8 and an indicator device 9.
Причем передающая и приемная антенны расположены компланарно с частичным противофазным «нахлестом» друг на друга, что обеспечивает минимальную магнитную связь между ними.Moreover, the transmitting and receiving antennas are located coplanar with a partial antiphase "overlap" on each other, which ensures minimal magnetic coupling between them.
Устройство обнаружения противопехотных взрывных устройств с контактно-проводными датчиками цели работает следующим образом. Контактно-проводной датчик цели, попадая в зону облучения передающей антенны 1, подключенной через резистор 2 к генератору 3, переизлучает наведенную высокочастотную энергию в широкополосную приемную рамочную антенну 5. Блок перестройки частоты 4 обеспечивает плавное изменение несущей частоты генератора 3 с коэффициентом перекрытия не менее двух. С выхода широкополосной рамочной антенны 5 через согласующий резистор 6 на вход приемника 7, где усиливается. С выхода приемника 7 сигнал поступает на вход дифференцирующей цепи 8, где происходит выделение отклика отраженного сигнала от резонансного объекта поиска. С выхода дифференцирующей цепи сигнал поступает на вход индикаторного устройства 9.A device for detecting anti-personnel explosive devices with contact-wire target sensors works as follows. The contact-wire target sensor, falling into the irradiation zone of the transmitting antenna 1, connected through the resistor 2 to the generator 3, re-emits the induced high-frequency energy into the broadband receiving frame antenna 5. The frequency tuning unit 4 provides a smooth change in the carrier frequency of the generator 3 with an overlap factor of at least two . From the output of the broadband loop antenna 5 through the terminating resistor 6 to the input of the receiver 7, where it is amplified. From the output of the receiver 7, the signal is fed to the input of the differentiating circuit 8, where the response of the reflected signal from the resonant search object is extracted. From the output of the differentiating circuit, the signal is fed to the input of the indicator device 9.
Опробование способа было проведено в полевых условиях на большом (более 30) коротких тонких изолированных проводов длиной от двух до пяти метров. Глубина залегания проводов составляла 3…10 см. Испытания проводились в различных грунтах (песок, суглинок и др.). Помехами служили небольшие камни, куски дерева, обломки кирпича. Антенная система устройства обнаружения состояла из двух компланарных одновитковых рамочных антенн диаметром 20 см из коаксиального кабеля РК-50. С целью уменьшения взаимной магнитной связи рамочные антенны располагались на стеклотекстолитовой антенной плате с частичным «нахлестом» друг на друга. В конструкцию обеих коаксиальных антенн входили резисторы 50 Ом, подключенные последовательно в центральную жилу. В качестве генератора использовали высокочастотный генератор Г4-119А в диапазоне частот от 50 до 100 МГц. Выходная мощность составляла 0.1 Вт. Для повышения общей чувствительности измерительной установки использовалась внутренняя амплитудная модуляция частотой 1 кГц. Приемная рамочная антенна была подключена к амплитудному детектору на диоде Д2Е. В его выходу был подключен селективный низкочастотный вольтметр В6-9, настроенный на частоту 1 кГц. При перемещении поискового элемента над укрытыми в земле проводами наблюдался характерный отклик переотраженного сигнала, амплитуда которого превышала помеховый фон на 7…12 дБ во влажном грунте и 10…12 дБ - в сухом.The testing of the method was carried out in the field on a large (more than 30) short thin insulated wires with a length of two to five meters. The depth of the wires was 3 ... 10 cm. The tests were carried out in various soils (sand, loam, etc.). Small stones, pieces of wood, fragments of brick served as interferences. The antenna system of the detection device consisted of two coplanar single-turn loop antennas with a diameter of 20 cm from a RK-50 coaxial cable. In order to reduce mutual magnetic coupling, the loop antennas were located on a fiberglass antenna board with a partial overlap on each other. The design of both coaxial antennas included 50 Ohm resistors connected in series to the central core. As the generator used a high-frequency generator G4-119A in the frequency range from 50 to 100 MHz. The output power was 0.1 watts. To increase the overall sensitivity of the measuring setup, internal amplitude modulation with a frequency of 1 kHz was used. The receiving loop antenna was connected to an amplitude detector on a D2E diode. A selective low-frequency voltmeter B6-9 tuned to a frequency of 1 kHz was connected to its output. When moving the search element over the wires hidden in the ground, a characteristic response of the reflected signal was observed, the amplitude of which exceeded the background noise by 7 ... 12 dB in moist soil and 10 ... 12 dB in dry soil.
Источники информации:Information sources:
1. Изюмов С.В. и др. Теория и методы георадиолокации. - Москва. «Горная книга», 2008 г., с.178…183.1. Izyumov S.V. and others. Theory and methods of georadar. - Moscow. The Mountain Book, 2008, p.178 ... 183.
2. Щербаков Г.Н. и др. Обнаружитель кабельных линий. Патент РФ на полезную модель RU 45195, 27.04.2005 г.2. Scherbakov G.N. and others. Detector of cable lines. RF patent for utility model RU 45195, 04/27/2005
3. Щербаков Г.Н., Анцелевич М.А. Новые методы обнаружения скрытых объектов. Москва. «Эльа ИПР», 2011 г., с 68-72.3. Scherbakov G.N., Antselevich M.A. New methods for detecting hidden objects. Moscow. "Ella IPR", 2011, from 68-72.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012123590/28A RU2497155C1 (en) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | Method and device to detect antipersonnel explosive devices with contact-wire target sensors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012123590/28A RU2497155C1 (en) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | Method and device to detect antipersonnel explosive devices with contact-wire target sensors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2497155C1 true RU2497155C1 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49446851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012123590/28A RU2497155C1 (en) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | Method and device to detect antipersonnel explosive devices with contact-wire target sensors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2497155C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175782U1 (en) * | 2017-06-22 | 2017-12-19 | Григорий Николаевич Щербаков | EXPLOSION DETECTOR WITH WIRED CONTROL LINES |
RU184868U1 (en) * | 2018-08-31 | 2018-11-13 | Григорий Николаевич Щербаков | Wearable fragmentation explosive device detection device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2225018C2 (en) * | 2002-04-22 | 2004-02-27 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Technique detecting objects in upper layers of ground, specifically, infantry mines |
RU2271024C2 (en) * | 2004-04-06 | 2006-02-27 | Владимир Николаевич Ткач | Deep metal detector |
US7154434B1 (en) * | 2005-09-12 | 2006-12-26 | The Boeing Company | Anti-personnel airborne radar application |
US7190302B2 (en) * | 2001-09-15 | 2007-03-13 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Sub-surface radar imaging |
WO2008125756A2 (en) * | 2007-03-01 | 2008-10-23 | Rouben Hovaguimian | Mine clearing vehicle intended in particular for anti-personnel mines |
-
2012
- 2012-06-07 RU RU2012123590/28A patent/RU2497155C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7190302B2 (en) * | 2001-09-15 | 2007-03-13 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Sub-surface radar imaging |
RU2225018C2 (en) * | 2002-04-22 | 2004-02-27 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Technique detecting objects in upper layers of ground, specifically, infantry mines |
RU2271024C2 (en) * | 2004-04-06 | 2006-02-27 | Владимир Николаевич Ткач | Deep metal detector |
US7154434B1 (en) * | 2005-09-12 | 2006-12-26 | The Boeing Company | Anti-personnel airborne radar application |
WO2008125756A2 (en) * | 2007-03-01 | 2008-10-23 | Rouben Hovaguimian | Mine clearing vehicle intended in particular for anti-personnel mines |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175782U1 (en) * | 2017-06-22 | 2017-12-19 | Григорий Николаевич Щербаков | EXPLOSION DETECTOR WITH WIRED CONTROL LINES |
RU184868U1 (en) * | 2018-08-31 | 2018-11-13 | Григорий Николаевич Щербаков | Wearable fragmentation explosive device detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1060403B1 (en) | Apparatus for and method of nuclear quadrupole resonance testing a sample in the presence of interference | |
US8723723B2 (en) | Dual mode ground penetrating radar (GPR) | |
JP6567162B2 (en) | Underground physical property exploration system and underground physical property analysis method using the same | |
RU2497155C1 (en) | Method and device to detect antipersonnel explosive devices with contact-wire target sensors | |
CN102946001B (en) | Antenna coupler coupled with logging-while-drilling resistivity apparatus | |
US8076924B2 (en) | Substance identification and location method and system | |
JP2018063245A (en) | Method of determining relative dielectric constant and method of detecting ground-embedded objects | |
CN103015970A (en) | Simulated detection equipment for measurement-while-drilling resistivity logging instrument | |
RU167705U1 (en) | Anti-tank mine detection device with a wide area of destruction | |
Kang et al. | Forward modeling and analyzing for frequency domain semi-airborne EM method | |
RU175782U1 (en) | EXPLOSION DETECTOR WITH WIRED CONTROL LINES | |
JP2004069388A (en) | Device and method for detecting abnormality in shallow underground | |
Barrowes et al. | Detection of conductivity voids and landmines using high frequency electromagnetic induction | |
JP2009264972A (en) | Antenna for nqr inspection and nqr inspection device using the same | |
RU2601667C2 (en) | Method of fragmentation explosives detecting | |
Simms et al. | Initial development of a high-frequency EMI sensor for detection of subsurface intermediate electrically conductive (IEC) targets | |
WO2012161645A1 (en) | Ground penetrating radar system comprising a magnetoresistive sensor | |
US20040011967A1 (en) | Remote substance identification and location method and system | |
Pochanin et al. | Ultrawideband linearly polarized antennas of Vivaldi type for ground penetrating radar | |
Lahrech et al. | Modeling of inductive metal detector with swept frequency excitation | |
Wang et al. | A dielectric logging tool with insulated collar for formation fluid detection around borehole | |
Ramaccia et al. | Metamaterial split-ring resonators for retrieval of soil electromagnetic properties | |
Votis et al. | Analog front end of the extremely low frequency station at Ioannina in Greece for the measurement of Schumann resonances | |
Soomro et al. | Positioning of antenna to locate PD in power transformer | |
RU2338876C1 (en) | Method for determination of pneumatic puncher deviation angle from prescribed trajectory |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150608 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171220 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200608 |