RU2564787C1 - Method of determining violation of air boundary of secure facility and apparatus therefor - Google Patents
Method of determining violation of air boundary of secure facility and apparatus therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564787C1 RU2564787C1 RU2014111006/11A RU2014111006A RU2564787C1 RU 2564787 C1 RU2564787 C1 RU 2564787C1 RU 2014111006/11 A RU2014111006/11 A RU 2014111006/11A RU 2014111006 A RU2014111006 A RU 2014111006A RU 2564787 C1 RU2564787 C1 RU 2564787C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- intruder
- frequency
- signals
- inputs
- output
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретения относятся к охранным системам, используемым для защиты воздушной границы объектов от нарушителей, например парашютистов.The invention relates to security systems used to protect the air border of objects from intruders, such as paratroopers.
Общеизвестен способ определения параметров движения цели (угловых координат, дальности, скорости и направления перемещения цели) с помощью РЛС, антенна которой, вращаясь по азимуту, все время производит круговой обзор околоземного пространства. О других РЛС и тем более с не вращающимися антеннами и выполняющими аналогичные функции, мало что известно.It is a well-known method for determining the parameters of the target’s movement (angular coordinates, range, speed and direction of moving the target) using a radar, the antenna of which, rotating in azimuth, constantly makes a circular overview of the near-Earth space. Little is known about other radars, and even more so with non-rotating antennas and performing similar functions.
Целью изобретения является расширение ассортимента охранных систем, используемых для защиты воздушных границ объектов.The aim of the invention is to expand the range of security systems used to protect the air borders of objects.
Поставленная цель достигается за счет использования для определения параметров движения нарушителя РЛС с невращающимися антеннами.The goal is achieved by using radar with non-rotating antennas to determine the movement parameters of the intruder.
Определение нарушения воздушной границы охраняемого объекта заключается в облучении нарушителя электромагнитной энергией, причем принимают отраженные от нарушителя непрерывные сигналы с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), по крайней мере, четырьмя приемными антеннами ПРА1, ПРА2, ПРА3 и ПРА4, установленными на Земле, на окружности, на равном удалении по окружности друг от друга, с базовыми L расстояниями между диаметрально противоположными ПРА1 и ПРА2, а также ПРА3 и ПРА4, а излучают НЛЧМ сигнал в сторону приближающегося к объекту нарушителя через передающую антенну (ПДА), установленную в центре окружности установки ПРА, и отраженные от нарушителя и излучаемый НЛЧМ сигналы перемножают в четырех смесителях (СМ1, СМ2, СМ3 и СМ4) с первыми входами, подключенными, соответственно, к выходам ПРА1, ПРА2, ПРА3, ПРА4, и вторыми входами, подключенными к маломощному выходу передатчика НЛЧМ сигнала совмещенного с ПДА, с целью обнаружения сигналов с разностной частотой: Fp1=Fp2=Fp3=Fp4=[(Di+Dj)Fm×dfm/C]-(2Vif/C)=Fp, где: Di, Dj - расстояния от нарушителя до ПРА и ПДА; С, Vi - скорость света и нарушителя, f, Fm, dfm - частота, частота модуляции и девиация частоты НЛЧМ сигнала, после чего, по очередности моментов начала обнаружения сигналов с частотами Fp1 и Fp2, а также Fp3 и Fp4 и величинам интервалов времени t1 и t2, соответственно, между моментами обнаружения сигналов с частотами Fp1 и Fp2, а также Fp3 и Fp4 определяют ячейки постоянного запоминающего устройства (ЯПЗУ1÷ЯПЗУ4), в которых хранятся заранее рассчитанные данные о величинах: азимута, угла места и дальностях до охраняемой области над объектом, в которой обнаружен нарушительThe definition of violation of the airborne boundary of the protected object consists in irradiating the intruder with electromagnetic energy, and receive continuous signals with frequency modulation according to the one-sided ramp law (NLFM signal) reflected from the intruder by at least four receiving antennas PRA1, PRA2, PRA3 and PRA4 installed on Earth, on a circle, at an equal distance around the circle from each other, with basic L distances between the diametrically opposite PRA1 and PRA2, as well as PRA3 and PRA4, and they emit An NLFM signal in the direction of the intruder approaching the object through a transmitting antenna (PDA) installed in the center of the circumference of the ballast installation, and the signals reflected from the intruder and emitted by the NLFM are multiplied in four mixers (CM1, SM2, CM3 and CM4) with the first inputs connected, respectively to the outputs of PRA1, PRA2, PRA3, PRA4, and second inputs connected to the low-power output of the NLCh transmitter of the signal combined with the PDA, in order to detect signals with a difference frequency: Fp 1 = Fp 2 = Fp 3 = Fp 4 = [(Di + Dj) Fm × dfm / C] - (2Vif / C) = Fp, where: Di, Dj are the distances from the intruder to PRA and PDA; C, Vi is the speed of light and the intruder, f, Fm, dfm is the frequency, modulation frequency, and frequency deviation of the NLFM signal, after which, by the sequence of moments when the detection of signals with frequencies Fp 1 and Fp 2 , as well as Fp 3 and Fp 4 and the values of time intervals t 1 and t 2 , respectively, between the moments of detection of signals with frequencies Fp 1 and Fp 2 , as well as Fp 3 and Fp 4, are determined by the cells of the permanent storage device (YaPZU1 ÷ YaPZU4), in which the previously calculated data on the values are stored: azimuth, elevation angle and distances to the protected area above the object in which en intruder
Устройство определения нарушения воздушной границы охраняемого объекта содержит частотный радиолокатор, который выполнен в виде одного передающего модуля (ПДМ) и четырех идентичных приемных модулей (ПРМ1÷ПРМ4), каждый из которых представляет собой последовательно соединенные: приемную антенну (ПРА); смеситель (СМ) с вторым входом, подключенным к маломощному выходу передатчика ПДМ; фильтр разностных частот (ФРЧ), обнаружитель сигнала узкополосного спектра частот (ОСУСЧ), выходную шину, а ПДМ, совмещенный с первым и вторым фазовыми детекторами (ФД1 и ФД2) и четырьмя блоками отображения информации (БОИ1÷БОИ4), содержит передатчик непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), высокомощный выход которого подключен к передающей антенне (ПДА), а выходы ПРМ1, ПРМ2, ПРМ3 и ПРМ4 подключены, соответственно, к первому и второму входам ФД1 и к первому и второму входам ФД2, а первый выход ФД1 подключен к первым входам БОИ1 и БОИ4, второй выход ФД1 подключен к первым входам БОИ2 и БОИ3, первый выход ФД2 подключен к вторым входам БОИ1 и БОИ2, второй выход ФД2 подключен к вторым входам БОИ3 и БОИ4.The device for determining the violation of the air border of the protected object contains a frequency radar, which is made in the form of one transmitting module (PDM) and four identical receiving modules (PRM1 ÷ PRM4), each of which is connected in series: a receiving antenna (PRA); a mixer (SM) with a second input connected to a low-power output of a PDM transmitter; a difference frequency filter (HPF), a narrow-band frequency spectrum signal detector (OSDM), an output bus, and a PDM combined with the first and second phase detectors (PD1 and PD2) and four information display units (BOI1 ÷ BOI4), contains a continuous signal transmitter with frequency modulation according to a one-sided sawtooth linearly increasing law (NLFM signal), the high-power output of which is connected to a transmitting antenna (PDA), and the outputs PRM1, PRM2, PRM3 and PRM4 are connected, respectively, to the first and second inputs of PD1 and to the first and second input am PD2, PD1 and the first output is connected to first inputs BOI1 BOI4 and second output PD1 is connected to first inputs and BOI2 BOI3, PD2 first output connected to second inputs and BOI1 BOI2, PD2 second output connected to second inputs and BOI3 BOI4.
Рассмотрим работу устройства определения нарушения воздушной границы охраняемого объекта.Consider the operation of the device for determining violations of the air border of the protected object.
Установим ПРА1, ПРА2, ПРА3, ПРА4 ПРМ1÷ПРМ4 на Земле, на окружности, на равном удалении по окружности друг от друга, с базовым L=20 м расстоянием между диаметрально противоположными ПРА1 и ПРА2, а также ПРА3 и ПРА4, а в центре окружности установим ПДА ПДМ, через которую будем излучать в сторону нарушителя, приближающегося к границе охраняемого объекта со скоростью Vi=3 м/c, НЛЧМ сигнал с частотой f=100 ГГц, частотой модуляции Fm=1 МГц и девиацией частоты dfm=5 МГц. И пусть нарушитель приближается к Земле так, что Di2>Di4>Di3>Di1. Тогда на выходах СМ1, СМ2, СМ3, СМ4 ПРМ1÷ПРМ4, после перемножения в них излученного и отраженного от астероида НЛЧМ сигналов, будут сформированы, при Di1+Dj=300 м, разностные сигналы с частотойWe establish PRA1, PRA2, PRA3, PRA4 PRM1 ÷ PRM4 on Earth, on a circle, at equal distance from each other along a circle, with a base L = 20 m distance between the diametrically opposite PRA1 and PRA2, as well as PRA3 and PRA4, and in the center of the circle we establish a PDA PDM, through which we will radiate towards the intruder approaching the border of the guarded object with a speed of Vi = 3 m / s, an NLFM signal with a frequency of f = 100 GHz, a modulation frequency of Fm = 1 MHz and a frequency deviation of dfm = 5 MHz. And let the intruder approach the Earth so that Di 2 > Di 4 > Di 3 > Di 1 . Then, at the outputs SM1, SM2, SM3, SM4 PRM1 ÷ PRM4, after multiplying the emitted and reflected from the asteroid NLChM signals, difference signals with a frequency of Di 1 + Dj = 300 m will be generated
Fp2>Fp4>Fp3>Fp1=[(Di1+Dj)Fm×dfm/C]-(2×Vi×f/C)=5 МГц.Fp 2 > Fp 4 > Fp 3 > Fp 1 = [(Di 1 + Dj) Fm × dfm / C] - (2 × Vi × f / C) = 5 MHz.
Далее сигналы с частотой Fp1÷4 обнаруживаются ОСУСЧ1÷ОСУСЧ4, например, реализованными по способу из патента RU №2374597. Так, например, при подаче на входы смесителей в ОСУСЧ1÷ОСУСЧ4 постоянного опорного сигнала с частотой 4 МГц обнаружители будут обнаруживать сигналы частотой, примерно, 5 МГц - 4 МГц = 1 МГц. Так как в рассматриваемом случае Di2>Di4>Di3>Di1, то короткие импульсы появятся сначала на выходе ОСУСЧ1, затем ОСУСЧ3, далее ОСУСЧ4 и наконец ОСУСЧ2. При этом только на первых выходах ФД1 и ФД2, например микросхемах типа МС 4044 или МС 12040 (см. [1] У. Титце К. Шенк, Полупроводниковая схемотехника, М.: Мир, 1982, стр.495), появятся импульсы длительностью, равной времени t1 и t2, между моментами появления коротких импульсов на выходах ОСУСЧ1 и ОСУСЧ2 и соответственно ОСУСЧ3 и ОСУСЧ4, которые далее поступят, соответственно, на первый и второй входы БОИ1.Further, signals with a frequency of Fp 1 ÷ 4 are detected by OSDCH1 ÷ OSDCH4, for example, implemented by the method of patent RU No. 2374597. So, for example, when a constant reference signal with a frequency of 4 MHz is supplied to the inputs of the mixers in OSDM1 ÷ OSDM4, the detectors will detect signals with a frequency of approximately 5 MHz - 4 MHz = 1 MHz. Since, in the case under consideration, Di 2 > Di 4 > Di 3 > Di 1 , short pulses will appear first at the output of OSDCH1, then OSDCH3, then OSDCH4 and finally OSDCH2. Moreover, only at the first outputs of FD1 and FD2, for example, microcircuits of the type MS 4044 or MS 12040 (see [1] W. Titze K. Schenk, Semiconductor circuitry, M .: Mir, 1982, p. 495), pulses with a duration of equal to the time t 1 and t 2 , between the moments of the appearance of short pulses at the outputs of the OSOSCH1 and OSUSCH2 and, respectively, OSUSCH3 and OSUSCH4, which will then arrive, respectively, at the first and second inputs of BOI1.
Любой из БОИ, например, в каждой четвертой части четверти полусферы может быть выполнен с использованием двух реверсивных регистров сдвига (РРС1 и РРС2), например, реализованных по авторскому свидетельству СССР №1529291. При этом входы РРС1 и РРС2 будут являться первым и вторым входами БОИ, а: первый выход РРС1 необходимо будет подключить к первым входам элементов И1 и И2; первый выход РРС2 необходимо будет подключить к вторым входам элементов И1 и И3; второй выход РРС1 необходимо будет подключить к первым входам элементов И3 и И4; второй выход РРС2 необходимо будет подключить к вторым входам элементов И2 и И4, а к выходам каждого из элементов И1, И2, И3, И4 подключить светодиоды. Тогда при обнаружении нарушителя в наиболее близкой области к выбранной точке к ПДА загорится светодиод, подключенный к выходу И1, а при его обнаружении в наиболее дальней области загорится светодиод, подключенный к выходу И4 и т.п., характеризующие наперед известные величины дальности, азимута и угла места до области обнаружения нарушителя.Any of the BOIs, for example, in every fourth part of a quarter of the hemisphere can be performed using two reverse shift registers (PPC1 and PPC2), for example, implemented according to the USSR author's certificate No. 1529291. In this case, the inputs of PPC1 and PPC2 will be the first and second inputs of the BOI, and: the first output of PPC1 will need to be connected to the first inputs of the elements I1 and I2; the first output of PPC2 will need to be connected to the second inputs of the elements I1 and I3; the second output of PPC1 will need to be connected to the first inputs of the elements I3 and I4; the second output of PPC2 will need to be connected to the second inputs of the elements I2 and I4, and the LEDs should be connected to the outputs of each of the elements I1, I2, I3, I4. Then, if an intruder is detected in the closest area to the selected point to the PDA, the LED connected to the I1 output will light up, and when it is detected in the farthest area, the LED connected to the I4 output, etc., characterizing the known range, azimuth and elevation angle to the intruder detection area.
Очевидно, что светодиоды можно в пространстве расположить так, что сделанный с их применением, например, макет будет отражать картину местоположения нарушителя над объектом.Obviously, the LEDs can be arranged in space so that made using them, for example, the layout will reflect the picture of the location of the intruder above the object.
Claims (2)
Fp1=Fp2=Fp3=Fp4=[(Di+Dj)Fm×dfm/C]-(2×Vi×f/C)=Fp,
где Di, Dj - текущие расстояния от нарушителя до, соответственно, ПРА и ПДА,
С, Vi - соответственно, скорость света и нарушителя,
f, Fm, dfm - частота, частота модуляции и девиация частоты НЛЧМ сигнала, после чего по очередности моментов начала обнаружения сигналов с частотами Fp1 и Fp2, а также Fp3 и Fp4 и величинам интервалов времени t1 и t2, соответственно, между моментами обнаружения сигналов с частотами Fp1 и Fp2, а также Fp3 и Fp4 загорится один из четырех светодиодов, характеризующих наперед известные величины дальности, азимута и угла места до области обнаружения нарушителя.1. The method of determining violations of the air border of the protected object, which consists in irradiating the intruder with electromagnetic energy, characterized in that they receive continuous signals with frequency modulation reflected from the intruder according to a one-sided ramp law (NLFM signal) with at least four PRA1 receiving antennas, PRA2, PRA3 and PRA4 installed on the Earth, on a circle, at equal distance from each other in a circle with basic L distances between diametrically opposite PRA1 and PRA2, and t Also, PRA3 and PRA4, but emit an NLFM signal towards the intruder approaching the object through a transmitting antenna (PDA) installed in the center of the circumference of the PRA installation, and the signals reflected from the intruder and emitted by the NLFM are multiplied in four mixers (CM1, CM2, CM3 and CM4) with the first inputs connected, respectively, to the outputs of PRA1, PRA2, PRA3, PRA4, and second inputs connected to the low-power output of the NLFM transmitter combined with the PDA, in order to receive and detect four signals with a specific differential frequency:
Fp 1 = Fp 2 = Fp 3 = Fp 4 = [(Di + Dj) Fm × dfm / C] - (2 × Vi × f / C) = Fp,
where Di, Dj are the current distances from the intruder to, respectively, ballasts and PDA,
C, Vi - respectively, the speed of light and the intruder,
f, Fm, dfm — frequency, modulation frequency, and frequency deviation of the LFLM signal, after which, by the sequence of moments of the start of detection of signals with frequencies Fp 1 and Fp 2 , as well as Fp 3 and Fp 4 and the values of time intervals t 1 and t 2 , respectively , between the moments of detection of signals with frequencies Fp 1 and Fp 2 , as well as Fp 3 and Fp 4, one of four LEDs will light up, characterizing in advance the known values of the range, azimuth and elevation to the area of detection of the intruder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014111006/11A RU2564787C1 (en) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | Method of determining violation of air boundary of secure facility and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014111006/11A RU2564787C1 (en) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | Method of determining violation of air boundary of secure facility and apparatus therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014111006A RU2014111006A (en) | 2015-09-27 |
| RU2564787C1 true RU2564787C1 (en) | 2015-10-10 |
Family
ID=54250772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014111006/11A RU2564787C1 (en) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | Method of determining violation of air boundary of secure facility and apparatus therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2564787C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2158937C2 (en) * | 1998-12-29 | 2000-11-10 | Кошуринов Евгений Иванович | Method and device to measure range |
| JP2005114457A (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Fujitsu Ltd | Aircraft |
| RU2374597C2 (en) * | 2007-12-20 | 2009-11-27 | Виктор Леонидович Семенов | Method for generation of command for launching of protective ammunition, device for generation of command for launching of protective ammunition method for detection of moment to generate command for launching of protective ammunition rls for detection of moment for generation of command for launching of protective ammunition methods for detection of narrowband frequency spectrum signals detector of narrowband frequency spectrum signals |
| RU2471138C1 (en) * | 2011-07-21 | 2012-12-27 | Виктор Леонидович Семенов | Method for determining protective ammunition subject to launching, and device for its implementation (versions) |
| RU2496083C2 (en) * | 2011-07-21 | 2013-10-20 | Виктор Леонидович Семенов | Method of determining protective ordnance to be launched and apparatus for implementing said method, generators of known digital numbers |
-
2014
- 2014-03-21 RU RU2014111006/11A patent/RU2564787C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2158937C2 (en) * | 1998-12-29 | 2000-11-10 | Кошуринов Евгений Иванович | Method and device to measure range |
| JP2005114457A (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Fujitsu Ltd | Aircraft |
| RU2374597C2 (en) * | 2007-12-20 | 2009-11-27 | Виктор Леонидович Семенов | Method for generation of command for launching of protective ammunition, device for generation of command for launching of protective ammunition method for detection of moment to generate command for launching of protective ammunition rls for detection of moment for generation of command for launching of protective ammunition methods for detection of narrowband frequency spectrum signals detector of narrowband frequency spectrum signals |
| RU2471138C1 (en) * | 2011-07-21 | 2012-12-27 | Виктор Леонидович Семенов | Method for determining protective ammunition subject to launching, and device for its implementation (versions) |
| RU2496083C2 (en) * | 2011-07-21 | 2013-10-20 | Виктор Леонидович Семенов | Method of determining protective ordnance to be launched and apparatus for implementing said method, generators of known digital numbers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014111006A (en) | 2015-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10139487B2 (en) | Meteorological radar system and method and device for processing meteorological information | |
| RU2440588C1 (en) | Passive radio monitoring method of air objects | |
| Kuschel | Approaching 80 years of passive radar | |
| Wagner et al. | Modification of DBSCAN and application to range/Doppler/DoA measurements for pedestrian recognition with an automotive radar system | |
| US20220260697A1 (en) | Multistatic Radar System and Method of Operation Thereof for Detecting and Tracking Moving Targets, in Particular Unmanned Aerial Vehicles | |
| US8193968B1 (en) | Systems and methods for space situational awareness and space weather | |
| US20200072764A1 (en) | Determining material category based on the polarization of received signals | |
| Malanowski et al. | Long range FM-based passive radar | |
| Gromek et al. | Initial results of passive SAR imaging using a DVB-T based airborne radar receiver | |
| RU2344439C1 (en) | Helicopter radar complex | |
| RU2564787C1 (en) | Method of determining violation of air boundary of secure facility and apparatus therefor | |
| CN206505549U (en) | Intelligent unattended machine defence installation | |
| Wang et al. | An efficient and extended range tracking method using a hybrid FSK-FMCW system | |
| RU2578168C1 (en) | Global terrestrial-space detection system for air and space objects | |
| CN112105951A (en) | Radar system, movable platform and control method of radar system | |
| CN107293077B (en) | Perimeter intrusion detecting device and method based on orthogonal CPPM signal | |
| Ghoghre et al. | Radar system using arduino | |
| RU2444756C1 (en) | Detection and localisation method of air objects | |
| RU2568628C2 (en) | Apparatus for determining motion parameters of asteroid | |
| Vesely | History of radar and surveillance technology in Czech Republic | |
| JP5971993B2 (en) | Reflector, radar apparatus, and radar system | |
| JP6640269B2 (en) | Electronic device, control method for electronic device, and control program for electronic device | |
| RU2557250C1 (en) | Method for stealth radar detection of mobile objects | |
| RU2615988C1 (en) | Method and system of barrier air defence radar detection of stealth aircraft based on gsm cellular networks | |
| Honda et al. | Experimental results of aircraft positioning based on passive primary surveillance radar |