RU2681271C1 - Device for searching for mines and mines on the basis of the radar parametric method - Google Patents
Device for searching for mines and mines on the basis of the radar parametric method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681271C1 RU2681271C1 RU2018118275A RU2018118275A RU2681271C1 RU 2681271 C1 RU2681271 C1 RU 2681271C1 RU 2018118275 A RU2018118275 A RU 2018118275A RU 2018118275 A RU2018118275 A RU 2018118275A RU 2681271 C1 RU2681271 C1 RU 2681271C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- search
- vehicle
- radar
- mines
- searching
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/001—Acoustic presence detection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/22—Transmitting seismic signals to recording or processing apparatus
- G01V1/223—Radioseismic systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V11/00—Prospecting or detecting by methods combining techniques covered by two or more of main groups G01V1/00 - G01V9/00
- G01V11/007—Prospecting or detecting by methods combining techniques covered by two or more of main groups G01V1/00 - G01V9/00 using the seismo-electric effect
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к поисковой технике и может применяться для дистанционного обнаружения мин и минных полей в движении, для гуманитарного и военного применений.The present invention relates to search technology and can be used for remote detection of mines and minefields in motion, for humanitarian and military applications.
Известен способ и устройство нелинейной радиолокации для дистанционного обнаружения и измерения координат управляемых взрывных устройств. Устройство состоит из обзорного нелинейного локатора, который на большой дальности обнаруживает и измеряет координаты управляемых взрывных устройств (УВУ). Дальность обнаружения обеспечивается за счет резонансного возбуждения объектов поиска и использования параметрических эффектов, которые возникают в нелинейных элементах УВУ при облучении их мощным электромагнитным полем, а измерение их местоположения обеспечивается применением сложных многодиапазонных широкополосных зондирующих сигналов с большой базой для улучшения разрешающей способности по дальности, и реализацией моноимпульсных методов измерения угловых направлений с помощью дискретного набора многодиапазонных приемных антенн (патент РФ №2474839 С1, дата приоритета 07.07.2011, дата публикации 10.02.2013, авторы Ирхин В.И. и Матюгин С Н., RU).A known method and device of nonlinear radar for remote detection and measurement of coordinates of guided explosive devices. The device consists of a non-linear survey locator, which detects and measures the coordinates of guided explosive devices (UVU) at long range. Detection range is ensured by resonant excitation of search objects and the use of parametric effects that arise in nonlinear elements of the UVD when they are irradiated with a powerful electromagnetic field, and their location is measured using complex multi-band wideband probing signals with a large base for improving range resolution and implementation single-pulse methods for measuring angular directions using a discrete set of multi-band receiving Tenn (RF №2474839 C1 patent, priority date 07.07.2011, publication date 02.10.2013, the authors Irkhin VI and Matiughin C. N., RU).
Недостатком известного технического решения является ограниченная область использования из-за отсутствия возможности обнаружения взрывных устройств с механическими взрывателями без полупроводниковых элементов.A disadvantage of the known technical solution is the limited scope due to the inability to detect explosive devices with mechanical fuses without semiconductor elements.
Известен метод и аппаратура для детектирования мин и других искусственных объектов на основе измерения разности между излучаемой и принимаемой акустической волной с помощью микрофона, либо радиоволнового приемопередатчика (патент US 6,415,666 В1, дата публикации 09.07.2002).A known method and apparatus for detecting mines and other artificial objects based on measuring the difference between the emitted and received acoustic wave using a microphone or radio wave transceiver (patent US 6,415,666 B1, publication date July 9, 2002).
Также известен метод поиска скрытых в почве объектов с помощью генерации акустических волн и регистрации амплитуды сейсмических колебаний с помощью лазерного виброметра над объектом поиска (патент US 6,081,481, дата публикации 27.06.2000).Also known is the method of searching for hidden objects in the soil by generating acoustic waves and recording the amplitude of seismic vibrations using a laser vibrometer above the search object (US patent 6,081,481, publication date 06/27/2000).
Общими недостатками при реализации обоих известных методов являются: большие габариты аппаратуры, применение в качестве регистрирующего устройства лазерных виброметров, подверженных влиянию погодных условий и подстилающей поверхности, а также ограниченная возможность соблюдения мер безопасности по расстоянию от поискового комплекса до объекта поиска.Common shortcomings in the implementation of both known methods are: the large dimensions of the equipment, the use of laser vibrometers as a recording device, subject to the influence of weather conditions and the underlying surface, as well as the limited ability to comply with security measures for the distance from the search complex to the search object.
Известно устройство поиска минных полей, включающее многочастотный источник СВЧ-излучения, детектор для приема сигналов, состоящий из частотно-временного анализатора вейвлет-функций отраженного сигнала, нейрокомпьютер (патент US 7,173,560 В2, дата публикацииОб.02.2007).A minefield search device is known, including a multi-frequency microwave radiation source, a detector for receiving signals, consisting of a time-frequency analyzer of the wavelet functions of the reflected signal, a neurocomputer (patent US 7,173,560 B2, publication date Ob. 02.2007).
Несмотря на высокую получаемую вероятность обнаружения целей, устройство имеет геометрически объемную антенную систему, что не позволяет размещать ее на транспорте-носителе небольших габаритов, в частности на роботизированном малогабаритном аппарате.Despite the high received probability of target detection, the device has a geometrically three-dimensional antenna system, which does not allow it to be placed on a small carrier transport carrier, in particular on a small robotic apparatus.
В статье Роберта Хоупта и Кенета Рольта (Robert W. Haupt and Kenneth D. Rolt, «Standoff Acoustic Laser Technique to Locate Buried Land Mines» // Lincoln laboratory journal. - 2005. - N.1. - Vol. 15. - P. 3-23), описан способ дистанционного поиска мин на основе локального возбуждения участка почвы ультразвуковой антенной решеткой и измерения вибрации почвы над объектом поиска и вне его лазерным дальномером. Отличие данного метода от известных по патентам US 6,081,481 и US 7,173,560 В2 состоит в использовании ультразвуковой антенной решетки для возбуждения сейсмических волн, вместо локального возбуждения участка почвы мощными звуковыми динамиками. Теоретически это позволяет увеличить расстояние от поисковой машины до объекта поиска, что является одним из требований к безопасности при проведении работ по разминированию. Однако использование ультразвуковой антенной решетки для возбуждения сейсмических волн видится малоприменимым с практической точки зрения, поскольку КПД преобразования ультразвуковой волны в сейсмическую на расстоянии крайне мал.In an article by Robert W. Haupt and Kenneth D. Rolt, “Standoff Acoustic Laser Technique to Locate Buried Land Mines” // Lincoln laboratory journal. - 2005. - N.1. - Vol. 15. - P . 3-23), a method for remote search of mines based on local excitation of a soil site by an ultrasonic antenna array and measuring soil vibration above and beyond a laser rangefinder is described. The difference between this method and the known US patents 6,081,481 and US 7,173,560 B2 is the use of an ultrasonic antenna array to excite seismic waves, instead of local excitation of a soil section by powerful sound speakers. Theoretically, this allows you to increase the distance from the search engine to the search object, which is one of the safety requirements when conducting demining work. However, the use of an ultrasonic antenna array for exciting seismic waves seems to be of little practical use, since the efficiency of converting an ultrasonic wave to a seismic wave at a distance is extremely small.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для реализации способа поиска объектов искусственного происхождения в земле, основанного на возбуждении объекта поиска на частоте его механического резонанса сейсмоакустическим сигналом и одновременном облучении радиолокационным сигналом с регистрацией отраженного эхо-сигнала цели. Устройство для поиска объектов искусственного происхождения в земле содержит радар с передатчиком и приемником, коммутируемую приемопередающую антенну, последовательно соединенные запоминающее устройство, микроконтроллер и ЭВМ, а также генератор СВЧ, блок измерения расстояния от поисковой установки до объекта поиска, генератор опорного акустического сигнала, источник сейсмоакустического сигнала, воздействующий на опорную плиту (патент RU 2390801, дата приоритета 16.12.2008, дата публикации 27.05.2010, автор Шайдуров Г.Я., RU, прототип).Closest to the claimed technical solution is a device for implementing a method of searching for objects of artificial origin in the ground, based on the excitation of the search object at the frequency of its mechanical resonance with a seismic acoustic signal and simultaneous irradiation with a radar signal with registration of the reflected echo signal of the target. A device for searching for objects of artificial origin in the earth contains a radar with a transmitter and a receiver, a switched transceiver antenna, a serially connected storage device, a microcontroller and a computer, as well as a microwave generator, a unit for measuring the distance from the search facility to the search object, a reference acoustic signal generator, and an acoustic seismic source signal acting on the base plate (patent RU 2390801,
Недостатком прототипа является повышенная вероятность пропуска объекта поиска из-за достаточно широкого пятна диаграммы направленности радиолокатора на поверхности земли по сравнению с размером искомого объекта, и, следовательно, возможность подрыва поисковой установки в процессе движения.The disadvantage of the prototype is the increased probability of skipping the search object due to a sufficiently wide spot of the radar pattern on the earth's surface compared to the size of the desired object, and, therefore, the possibility of undermining the search engine during movement.
Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является повышение безопасности движения транспорта-носителя, снижение вероятности пропуска объекта поиска и обеспечение возможности обнаружения и классификации целей на дистанции до 30 м.The technical problem solved by the claimed invention is to increase the safety of movement of the carrier vehicle, reducing the likelihood of missing the search object and making it possible to detect and classify targets at a distance of 30 m
Для решения технической проблемы предложено устройство для поиска мин и минных полей, используемое при реализации способов поиска скрытых объектов в земле, основанных на возбуждении сейсмоакустических и зондирующих радиолокационных сигналов, включающее генератор сейсмоакустического сигнала, установленный на опорную плиту, и радиолокатор, содержащий передатчик и приемник, связанные с системой управления. Новым, согласно изобретению, является то, что устройство содержит базовое транспортное средство, в котором расположены компьютеризированные пульты управления, оснащенные управляющими пультами и дисплеями наблюдения. На крыше транспортного средства установлена передающая антенна. За пределы транспортного средства вынесены дистанционно управляемые малогабаритные самодвижущиеся носители поисковых элементов, соединенные с компьютеризированными пультами управления кабельными либо радиоканальными линиями передачи оперативных данных по разведке подстилающей поверхности. При этом самодвижущиеся носители поисковых элементов представляют собой группу приемников, каждый из которых снабжен антенной системой в виде поперечной рамы с установленными на ней радиолокационными датчиками считывания механических вибраций почвы и радиоволновыми датчиками определения проводимости и диэлектрической проницаемости грунта. Кроме того, генератор сейсмоакустического сигнала совместно с опорной плитой смонтирован в буксируемых санях.To solve a technical problem, a device for searching for mines and minefields is proposed, which is used to implement methods for searching for hidden objects in the ground, based on the excitation of seismic-acoustic and sounding radar signals, including a seismic-acoustic signal generator mounted on a base plate, and a radar containing a transmitter and a receiver, related to the control system. What is new according to the invention is that the device comprises a base vehicle in which computerized control panels are located, equipped with control panels and observation displays. A transmit antenna is installed on the roof of the vehicle. Outside the vehicle, remote-controlled small-sized self-propelled carriers of search elements connected to computerized control panels for cable or radio channel lines for transmitting operational data on the exploration of the underlying surface are taken out. In this case, the self-moving carriers of the search elements are a group of receivers, each of which is equipped with an antenna system in the form of a transverse frame with radar sensors for sensing mechanical vibrations of the soil and radio wave sensors for determining the conductivity and permittivity of the soil mounted on it. In addition, the seismic-acoustic signal generator together with the base plate is mounted in a towed sleigh.
Согласно изобретению, каждый самодвижущийся носитель поисковых элементов соединен каналом передачи информации со своим индивидуальным оператором, отслеживающим с помощью компьютеризированного дисплея результаты работы носителя поисковых элементов и управляющим средством уничтожения обнаруженной мины.According to the invention, each self-propelled search element carrier is connected by an information transmission channel to its individual operator, which monitors the results of the search element carrier using a computerized display and controls the destruction of the mine.
На чертеже схематично представлено заявляемое устройство для поиска мин и минных полей, общий вид.The drawing schematically shows the inventive device for the search for mines and minefields, General view.
Заявляемое устройство содержит базовое транспортное средство 1, генератор сейсмоакустического сигнала 2, смонтированный совместно с опорной плитой в буксируемых санях (условно не показано). Для находящихся внутри базового транспортного средства операторов 3 оборудованы компьютеризированные пульты 4. При этом аппаратура управления сопряжена с самодвижущимися носителями поисковых элементов 5, находящимися за пределами базового транспортного средства и дистанционно управляемыми либо по радиоканалу 6, либо с помощью кабельной линии управления 7. Самодвижущиеся носители поисковых элементов 5 образуют группу приемников, каждый из которых снабжен антенной системой в виде поперечной рамы с установленным на ней комплексом из радиолокационных датчиков считывания механических вибраций почвы 8 и радиоволновых датчиков определения проводимости и диэлектрической проницаемости грунта 9. На крыше базового транспортного средства расположена передающая антенна 10. На чертеже также схематично показано распространение сейсмической волны 11 в сторону заглубленного объекта поиска 12.The inventive device comprises a
Комплексное применение радиоволновых датчиков 9 совместно с радиолокационными 8 повышает вероятность правильного обнаружения объектов поиска и снижает уровень ложных тревог.The integrated use of
Устройство работает следующим образом. Перед началом работы с помощью гидравлических приводов устанавливается сейсмоакустический генератор 2 на поверхность Земли. Операторы 3 с помощью дистанционного управления, осуществляемого с компьютеризированных пультов управления 4, посредством радиоканала 6 либо проводной линии передачи данных и управления 7 размещают самодвижущиеся носители поисковых элементов 5 на площади поиска. При прохождении самодвижущихся носителей поисковых элементов 5 по площади поиска приемник 8 фиксирует возбужденные сейсмоакустическим генератором 2 вибрации почвы и выделяет резонансные частоты объекта поиска 12. Для повышения надежности работы устройства в определении объекта и снижения вероятности ложных тревог в дополнение к радиолокационному виброметру используются датчики комплексной проницаемости 9, применяемые в традиционных радиоволновых миноискателях. При получении положительной информации о наличии объекта поиска одновременно с двух поисковых датчиков, т.е. приемников 8 и радиоволновых датчиков 9, оператор дает команду (либо это делается автоматически) на маркирование положения объекта.The device operates as follows. Before starting work with the help of hydraulic drives, a seismic
Заявленное устройство наиболее целесообразно использовать на открытых для прохождения самодвижущихся носителей поисковых элементов 5 площадях типа сельскохозяйственных угодий, дорог, широких улиц с маркировкой опасных точек и дистанционным уничтожением с базового транспортного средства.The claimed device is most appropriate to use on open for passage of self-moving
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в повышении безопасности движения транспорта-носителя, в снижении вероятности пропуска объекта поиска и в обеспечении возможности обнаружения и классификации целей на дистанции до 30 м.The technical result achieved by the claimed invention is to increase the safety of the carrier vehicle, to reduce the likelihood of missing the search object and to enable the detection and classification of targets at a distance of 30 m
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118275A RU2681271C1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Device for searching for mines and mines on the basis of the radar parametric method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118275A RU2681271C1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Device for searching for mines and mines on the basis of the radar parametric method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2681271C1 true RU2681271C1 (en) | 2019-03-05 |
Family
ID=65632914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018118275A RU2681271C1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Device for searching for mines and mines on the basis of the radar parametric method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2681271C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200116555A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | The Trustees Of Boston University | Heterogeneous subsurface imaging systems and methods |
RU2739023C1 (en) * | 2019-12-03 | 2020-12-21 | Роман Георгиевич Шайдуров | Apparatus for searching for subsurface objects |
RU2767158C1 (en) * | 2021-01-11 | 2022-03-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Robotic apparatus for locating subsurface objects based on the parametric method |
US11940580B2 (en) | 2018-10-12 | 2024-03-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Heterogeneous subsurface imaging systems and methods |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6081481A (en) * | 1987-04-17 | 2000-06-27 | Institute For Technology Development | Method for detecting buried objects by measuring seismic vibrations induced by acoustical coupling with a remote source of sound |
WO2003093870A2 (en) * | 2002-04-29 | 2003-11-13 | Uxb International, Inc. | Geophysical survey system |
JP2004264268A (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Hitachi Hybrid Network Co Ltd | Land mine detecting method and land mine detecting system |
US7173560B2 (en) * | 2003-08-28 | 2007-02-06 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Land mine detector |
RU2390801C1 (en) * | 2008-12-16 | 2010-05-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) | Method of searching for artificial objects in earth and device for implementing said method |
GB2536576A (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-21 | Reece Innovation Centre Ltd | Buried object detection system |
RU167705U1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-01-10 | Михаил Александрович Анцелевич | Anti-tank mine detection device with a wide area of destruction |
-
2018
- 2018-05-17 RU RU2018118275A patent/RU2681271C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6081481A (en) * | 1987-04-17 | 2000-06-27 | Institute For Technology Development | Method for detecting buried objects by measuring seismic vibrations induced by acoustical coupling with a remote source of sound |
WO2003093870A2 (en) * | 2002-04-29 | 2003-11-13 | Uxb International, Inc. | Geophysical survey system |
JP2004264268A (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Hitachi Hybrid Network Co Ltd | Land mine detecting method and land mine detecting system |
US7173560B2 (en) * | 2003-08-28 | 2007-02-06 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Land mine detector |
RU2390801C1 (en) * | 2008-12-16 | 2010-05-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) | Method of searching for artificial objects in earth and device for implementing said method |
GB2536576A (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-21 | Reece Innovation Centre Ltd | Buried object detection system |
RU167705U1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-01-10 | Михаил Александрович Анцелевич | Anti-tank mine detection device with a wide area of destruction |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200116555A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | The Trustees Of Boston University | Heterogeneous subsurface imaging systems and methods |
US11841265B2 (en) * | 2018-10-12 | 2023-12-12 | The Trustees Of Boston University | Heterogeneous subsurface imaging systems and methods |
US11940580B2 (en) | 2018-10-12 | 2024-03-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Heterogeneous subsurface imaging systems and methods |
RU2739023C1 (en) * | 2019-12-03 | 2020-12-21 | Роман Георгиевич Шайдуров | Apparatus for searching for subsurface objects |
RU2767158C1 (en) * | 2021-01-11 | 2022-03-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Robotic apparatus for locating subsurface objects based on the parametric method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2681271C1 (en) | Device for searching for mines and mines on the basis of the radar parametric method | |
CN109073348B (en) | Airborne system and method for detecting, locating and image acquisition of buried objects, method for characterizing subsoil composition | |
US7532541B2 (en) | Object detection using acoustic imaging | |
US5598152A (en) | Mine sweeping system for magnetic and non-magnetic mines | |
US7893862B2 (en) | Method and apparatus for using collimated and linearly polarized millimeter wave beams at Brewster's angle of incidence in ground penetrating radar to detect objects located in the ground | |
US6415666B1 (en) | Method and apparatus for acoustic detection of mines and other buried man-made objects | |
Bruschini et al. | A survey of current sensor technology research for the detection of landmines | |
US20140104979A1 (en) | Ground-Penetrating Tunnel-Detecting Active Sonar | |
RU2536836C1 (en) | System for parametric reception of hydrophysical and geophysical waves in marine environment | |
Bruschini et al. | A survey of research on sensor technology for landmine detection | |
WO2016168412A1 (en) | Synthetic aperture radar mineral prospector | |
RU2424538C1 (en) | Method of searching for mineral deposits using submarine geophysical vessel | |
RU139761U1 (en) | NONLINEAR RADAR | |
Garcia-Fernandez et al. | UAV-mounted GPR for NDT applications | |
Lombardi et al. | Bistatic radar signature of buried landmines | |
KR101551824B1 (en) | Radar for detecting object under the ground and method for detecting the same | |
RU2572085C1 (en) | Method for search, detection and monitoring of location of mobile underwater technical objects in sea and ocean areas | |
RU2390801C1 (en) | Method of searching for artificial objects in earth and device for implementing said method | |
RU2739023C1 (en) | Apparatus for searching for subsurface objects | |
GB2536576A (en) | Buried object detection system | |
Rajesh et al. | Realisation of ultrasonic Doppler vibrometer array for landmine detection | |
RU2767158C1 (en) | Robotic apparatus for locating subsurface objects based on the parametric method | |
Monte | Radio frequency tomography for underground void detection | |
Counts et al. | Investigation of the detection of shallow tunnels using electromagnetic and seismic waves | |
Badjou et al. | Low-Cost, Lightweight UWB Antenna Design for Humanitarian Drone-Launched GPR Surveys |