RU2601667C2 - Способ обнаружения осколочных взрывных устройств - Google Patents

Способ обнаружения осколочных взрывных устройств Download PDF

Info

Publication number
RU2601667C2
RU2601667C2 RU2013154058/03A RU2013154058A RU2601667C2 RU 2601667 C2 RU2601667 C2 RU 2601667C2 RU 2013154058/03 A RU2013154058/03 A RU 2013154058/03A RU 2013154058 A RU2013154058 A RU 2013154058A RU 2601667 C2 RU2601667 C2 RU 2601667C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequencies
rotation
taken
frequency
fragmentation
Prior art date
Application number
RU2013154058/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013154058A (ru
Inventor
Григорий Николаевич Щербаков
Михаил Александрович Анцелевич
Original Assignee
Григорий Николаевич Щербаков
Михаил Александрович Анцелевич
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 Григорий Николаевич Щербаков, Михаил Александрович Анцелевич filed Critical Григорий Николаевич Щербаков
Priority to RU2013154058/03A priority Critical patent/RU2601667C2/ru
Publication of RU2013154058A publication Critical patent/RU2013154058A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2601667C2 publication Critical patent/RU2601667C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D5/00—Safety arrangements
    • F42D5/02—Locating undetonated charges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области противодействия терроризму и может быть использовано в системах защиты объектов. Способ обнаружения осколочных взрывных устройств основан на методе нелинейной радиолокации и включает облучение СВЧ электромагнитным зондирующим полем и регистрацию новых составляющих в спектре отраженного сигнала. Облучение осуществляется на двух близких, но не равных частотах. Регистрация осуществляется на одной из комбинационных частот третьего порядка, значение которой меньше значений двух частот излучаемых сигналов. Все частоты берутся в диапазоне резонансного рассеяния взрывного устройства. Поляризация зондирующих СВЧ сигналов берется вращающейся с одинаковым направлением вращения, а регистрацию отраженного СВЧ сигнала на комбинационной частоте третьего порядка осуществляют с использованием противоположного направления вращения. Техническим результатом изобретения является повышение дальности обнаружения осколочных взрывных устройств.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области противодействия терроризму и может быть использовано для дистанционного обнаружения взрывных устройств с готовыми металлическими осколками (скрыто носимых «поясов смертника», замаскированных взрывных устройств в местах скопления людей, на обочинах дорог и др.)
Известны переносные металлоискатели, использующие индукционный метод обнаружения [1, 2]. Недостаток аналога - малая дальность обнаружения металлических объектов, в том числе и взрывных устройств, сравнимая с размерами поискового элемента металлоискателя, снижающая безопасность разминирования.
Наиболее близким к заявленному изобретению является одночастотный метод нелинейной радиолокации [3], реализованный в рамках программы «METTRA». Принцип работы радиолокатора заключается в следующем. Мина с готовыми контактирующими металлическими осколками облучается одночастотным СВЧ сигналом. Из-за наличия нелинейной электрической проводимости у металлических контактов (обусловленной «туннельным эффектом») в спектре отраженного сигнала появляется 3-я гармоника, фиксируемая приемником радиолокатора.
Недостаток данного метода - низкая эффективность обнаружения осколочных взрывных устройств из-за малого уровня сигнала на 3-й гармонике. Это объясняется усилением шунтирующего влияния емкости металлических контактов на высоких частотах 3-й гармоники [4]. Кроме того, сильное помеховое влияние оказывают собственные гармоники СВЧ передатчика. В совокупности данные недостатки снижают дальность обнаружения осколочных взрывных устройств.
Техническим результатом изобретения является повышение дальности обнаружения осколочных взрывных устройств.
Поставленный технический результат достигается тем, что облучение осуществляется на двух близких, но не равных частотах, и регистрируют одну из комбинационных частот третьего порядка, значение которой меньше значений двух частот излучаемых сигналов, при этом все частоты берутся в диапазоне резонансного рассеяния взрывного устройства.
Использование для приема частоты, значительно более низкой, чем частота третьей гармоники излучаемого сигнала, позволяет резко увеличить нелинейные отражательные свойства осколочных металлических объектов поиска. Это обусловлено уменьшением шунтирующего влияния емкости нелинейных металлических контактов на более низких частотах [5-7].
Необходимо отметить, что все известные поисковые приборы, использующие метод нелинейной радиолокации, работают на гармониках излучаемого сигнала [8, 9]. В предлагаемом способе прием отраженного сигнала осуществляется на комбинационной частоте 3-го порядка, значение которой ниже, чем частоты излучаемых СВЧ сигналов.
Дополнительно, с целью увеличения пространственной надежности обнаружения металлических осколочных объектов поляризация обоих зондирующих СВЧ сигналов берется вращающейся с одинаковым направлением вращения. При этом регистрация отраженного СВЧ сигнала на комбинационной частоте третьего порядка осуществляется с использованием противоположного направления вращения, что увеличивает его амплитуду.
На фиг.1 показана структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ обнаружения осколочных взрывных устройств.
Устройство обнаружения осколочных взрывных устройств 1 содержит СВЧ-передатчик 2, работающий на частоте f1, СВЧ передатчик 3, работающий на частоте f2, и приемник комбинационной частоты третьего порядка 4, работающий на частоте fnp=2f1-f2 (f1<f2). При этом круговая поляризация зондирующих сигналов берется одинаковой, а отраженного сигнала - противоположной по направлению вращения.
Устройство обнаружения осколочных взрывных устройств работает следующим образом. Осколочное взрывное устройство, содержащее множество нелинейных металлических контактов, попадая в зону облучения двух СВЧ передатчиков, работающих на частотах f1 и f2, переизлучает электромагнитное поле на различных комбинационных частотах. В предлагаемом способе используется наибольшая по амплитуде «нелинейная» составляющая - комбинационная частота 3-го порядка на наименьшей частоте.
Для приема используется электромагнитное поле с противоположным направлением вращения. Амплитуда его больше, чем у поля с согласованной (по отношению к излучаемым полям) поляризацией. Индикаторное устройство приемника сигнализирует о наличии взрывного устройства при попадании его в зону облучения.
Опробование предложенного способа было проведено в полевых условиях при небольших излучаемых мощностях с помощью СВЧ измерительных генераторов Г3-21 (до 1 Вт). Их частоты составляли 1300 МГц и 1140 МГц. Прием осуществлялся на низшей комбинационной частоте третьего порядка 980 МГц с использованием селективного микровольтметра SMV-8.5.
Для сравнения с прототипом проводились также измерения с регистрацией третьей гармоники излучаемого сигнала на частоте 1300 МГц. Для подавления собственных гармоник генератора Г3-21 использовался микрополосковый фильтр нижних частот. Для приема сигнала третьей гармоники 3900 МГц применялся измерительный приемник П5-5Б с установленным на его входе дополнительным полосовым фильтром, подавляющим сигнал на излучаемой частоте 1300 МГц.
В качестве двух передающих и одной приемной антенн с круговой поляризацией использовались семивитковые спиральные антенны с КНД, равным 10. Объектами поиска служили три макета носимых осколочных взрывных устройств с размерами 30 см × 20 см × 3 см. В качестве готовых осколков использовались металлические болты, гвозди, а также стальные шарики диаметром 7,9 мм для спортивной рогатки. Имитатором плоского заряда взрывчатого вещества служил слой пластилина толщиной 2 см.
Объекты поиска, а также измерительные антенны располагались на высоте 1,2 м над поверхностью грунта. При измерении отражательных свойств объектов поиска на комбинационной частоте 980 МГц и частоте третьей гармоники 3900 МГц они располагались в дальней зоне излучения спиральных антенн на расстоянии 1 м и устанавливались на радиопрозрачной подставке из пенопласта. Вращение подставки вокруг оси осуществлялось с применением поворотной платформы, установленной на поверхность грунта.
Экспериментально установлено, что для всех трех макетов осколочных взрывных устройств величина отраженного СВЧ электромагнитного поля на низшей комбинационной частоте третьего порядка (980 МГц) была на 18…23 дБ больше, чем на частоте третьей гармоники излучаемого сигнала (3900 МГц). Соответственно, если дальность обнаружения объектов в первом случае достигала 8…9 м, то во втором случае (на третьей гармонике) не более 4…5 м, т.е. значительно меньше. Чувствительность приемника SMV-8.5 (на частоте 980 МГц) и П5-5Б (на частоте 3900 МГц) была одинаковой и составляла 10-12 Вт.
Эксперименты также показали, что при использовании для приема отраженных радиоволн на комбинационной частоте третьего порядка спиральной антенной с противоположным направлением вращения (по отношению к излучаемым полям) сигнал был на 8…10 дБ больше, чем при применении приемной спиральной антенны с той же (по отношению к излучаемым полям) круговой поляризацией.
Слой маскирующей одежды (хлопок, синтетика, шерсть) толщиной 3…7 см поверх макетов осколочных взрывных устройств уровень отраженного сигнала снижал незначительно, не более 2…3 дБ.
Источники информации
1. Ивлев С., Н. Майстренко, А. Шакин, Г. Щербаков. Поиск и обезвреживание взрывных устройств М., Фонд «За экономическую грамотность», 1996, с.68-69.
2. Щедрин А.И. Новые металлоискатели для поиска кладов и реликвий. М., Горячая линия - Телеком, 2003, с.6-16.
3. Harger Robert O. Harmonic radar system for rear-ground in-foliage non-lirtear scatterers. «IEE Trans. Aerospace and Election. Syst». 1976, 12, №2, с.230-245.
4. Бонд К.Д. и др. Взаимная модуляция при туннельном прохождении электронов через пленки алюминий - окисел алюминия. ТИИЭР, №12, 1979.
5. Смирнов B.C. и др. Теория конструкций контактов в электронной аппаратуре. М., Советское радио, 1977.
6. Клементенко А.Я. и др. Контактные помехи радиоприему. М., Военное издательство МО СССР, 1979, с.52-56.
7. Левин А.П. Контакты электрических соединителей радиоэлектронной аппаратуры. М., Советское радио, 1972, с.62-88.
8. Применение нелинейной радиолокации для обнаружения // Международный промышленный портал. URL: http://www.promvest. info/news/engeener.php?ELEMENT_ID=3 5 4 74 (дата обращения 06.11.2013).
9. Нелинейные локаторы// Группа компаний щит.URL:http://gkshield-security.ru/catalog/category/nelineinyi-lokator (дата обращения 06.11.2013).

Claims (2)

1. Способ обнаружения осколочных взрывных устройств, основанный на методе нелинейной радиолокации, включающий облучение СВЧ электромагнитным зондирующим полем и регистрацию новых составляющих в спектре отраженного сигнала, отличающийся тем, что облучение осуществляется на двух близких, но не равных частотах, а регистрация осуществляется на одной из комбинационных частот третьего порядка, значение которой меньше значений двух частот излучаемых сигналов, при этом все частоты берутся в диапазоне резонансного рассеяния взрывного устройства.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поляризация зондирующих СВЧ сигналов берется вращающейся с одинаковым направлением вращения, а регистрацию отраженного СВЧ сигнала на комбинационной частоте третьего порядка осуществляют с использованием противоположного направления вращения.
RU2013154058/03A 2013-12-06 2013-12-06 Способ обнаружения осколочных взрывных устройств RU2601667C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154058/03A RU2601667C2 (ru) 2013-12-06 2013-12-06 Способ обнаружения осколочных взрывных устройств

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154058/03A RU2601667C2 (ru) 2013-12-06 2013-12-06 Способ обнаружения осколочных взрывных устройств

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013154058A RU2013154058A (ru) 2015-06-20
RU2601667C2 true RU2601667C2 (ru) 2016-11-10

Family

ID=53433372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154058/03A RU2601667C2 (ru) 2013-12-06 2013-12-06 Способ обнаружения осколочных взрывных устройств

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2601667C2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2667257C2 (ru) * 2016-01-11 2018-09-18 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Способ дистанционного разминирования
RU184800U1 (ru) * 2018-08-08 2018-11-09 Григорий Николаевич Щербаков Обнаружитель радиоуправляемых осколочных взрывных устройств
RU2745658C2 (ru) * 2018-07-17 2021-03-30 Акционерное общество "Группа Защиты - ЮТТА" Способ и устройство обнаружения радиоуправляемых взрывных устройств с применением беспилотного летательного аппарата
RU2804752C2 (ru) * 2016-01-11 2023-10-05 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Способ дистанционного разминирования

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053891A (en) * 1967-05-24 1977-10-11 Lockheed Electronics Company Radar object detector using non-linearities
RU2234715C2 (ru) * 2002-09-25 2004-08-20 5 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Нелинейный радар для обнаружения исполнительных радиоэлектронных устройств управления взрывом
RU2256196C2 (ru) * 2003-07-15 2005-07-10 Бахарев Сергей Алексеевич Способ гидроакустического обнаружения и вытеснения пловцов и морских биологических объектов от системы водозабора атомной электростанции
WO2008070788A2 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Kirsen Technologies Corporation System and method for detecting dangerous objects and substances
RU2411504C1 (ru) * 2009-11-26 2011-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр прикладной физики" (ООО "НТЦ ПФ") Способ дистанционного досмотра цели в контролируемой области пространства

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053891A (en) * 1967-05-24 1977-10-11 Lockheed Electronics Company Radar object detector using non-linearities
RU2234715C2 (ru) * 2002-09-25 2004-08-20 5 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Нелинейный радар для обнаружения исполнительных радиоэлектронных устройств управления взрывом
RU2256196C2 (ru) * 2003-07-15 2005-07-10 Бахарев Сергей Алексеевич Способ гидроакустического обнаружения и вытеснения пловцов и морских биологических объектов от системы водозабора атомной электростанции
WO2008070788A2 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Kirsen Technologies Corporation System and method for detecting dangerous objects and substances
RU2411504C1 (ru) * 2009-11-26 2011-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр прикладной физики" (ООО "НТЦ ПФ") Способ дистанционного досмотра цели в контролируемой области пространства

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Harger Robert O, Harmonic radar system for rear-ground in-foliage non-lirtear scatterers, IEE Trans. Aerospace and Election. Syst,1976, 12, N2, с.230-245. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2667257C2 (ru) * 2016-01-11 2018-09-18 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Способ дистанционного разминирования
RU2804752C2 (ru) * 2016-01-11 2023-10-05 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Способ дистанционного разминирования
RU2745658C2 (ru) * 2018-07-17 2021-03-30 Акционерное общество "Группа Защиты - ЮТТА" Способ и устройство обнаружения радиоуправляемых взрывных устройств с применением беспилотного летательного аппарата
RU184800U1 (ru) * 2018-08-08 2018-11-09 Григорий Николаевич Щербаков Обнаружитель радиоуправляемых осколочных взрывных устройств

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013154058A (ru) 2015-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Koshelev et al. Ultrawideband short-pulse radio systems
US6765527B2 (en) System and method of radar detection of non-linear interfaces
AU2007347134B2 (en) Transient RF detector and recorder
JP5288462B2 (ja) 爆発物、不正薬物検査装置、アンテナコイルおよび爆発物、不正薬物検査方法
US8730084B2 (en) Dual mode ground penetrating radar (GPR)
RU2601667C2 (ru) Способ обнаружения осколочных взрывных устройств
Xu et al. Development of a ground penetrating radar system for large-depth disaster detection in coal mine
Scott et al. Combined seismic, radar, and induction sensor for landmine detection
RU2540726C2 (ru) Способ и устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств
RU184800U1 (ru) Обнаружитель радиоуправляемых осколочных взрывных устройств
RU2685058C1 (ru) Способ оценки качества электромагнитного экрана
US10637567B1 (en) Compact passive intermodulation (PIM) measuring instrument
US10488487B2 (en) System for mapping electromagnetic discharge fields
Sternberg et al. Experimental studies and verification of a differential target antenna coupling method for sensing and imaging subsurface targets
RU184868U1 (ru) Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств
RU2497155C1 (ru) Способ и устройство обнаружения противопехотных взрывных устройств с контактно-проводными датчиками цели
Hao et al. Development and application of a novel combined low-frequency antenna for ultra-deep advanced detection in mine
Ushie et al. Measurement and Analysis of Radio-frequency Radiation Exposure Level from Different Mobile Base Transceiver Stations in Ajaokuta and Environs, Nigeria
de Mello et al. SDR-based radar-detectors embedded on tablet devices
RU178956U1 (ru) Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств и огнестрельного оружия
Van Lint Electromagnetic emission from chemical explosions
Mishra et al. Localization of Partial Discharge source in High Voltage apparatus using multiple UHF sensors
CN206649155U (zh) 基于雷达的安检装置
Raha et al. Low-Cost Simple Compact and Portable Ground-Penetrating Radar Prototype for Detecting Improvised Explosion Devices
Savage et al. Expedient building shielding measurement method for hemp assessments

Legal Events

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

Effective date: 20170122