RU70310U1 - Устройство дистанционного определения местоположения погребенных под обширными завалами людей - Google Patents

Abstract

Предназначено для проведения поисково-спасательных работ и может быть использовано для точного и быстрого поиска засыпанных под обширными завалами горняков, альпинистов, спелеологов и т.д. Способ основан на дальномерном (латерационном) способе определения местоположения точки на плоскости из нескольких разнесенных позиций с использованием фазового метода дальнометрии. Для этого на людях, относящихся к группе риска, предварительно размещают приемопередатчики, представляющие собой активные ретрансляторы, переизлучающие сигналы с дополнительным, присущим только данному ретранслятору частотным сдвигом. Величина частотного сдвига ретранслятора отождествляется с его носителем и по нему можно персонифицировать человека. В комплект устройства поиска входит сканирующий блок, излучающий двухчастотный зондирующий сигнал, разнос между гармониками которого обеспечивает однозначное измерение требуемой дальности фазовым методом. В случае возникновения завала в районе катастрофы с помощью сканирующего блока излучают двухчастотный сигнал. Сигнал, распространяясь через завал, принимается ретрансляторами и переизлучается с собственными частотными сдвигами. Сканирующий блок настраивается на прием переизлученных сигналов, одного из ретрансляторов. После приема сигнала по величине сдвига фаз между излученным и принятым сигналами осуществляют измерение дальности фазовым методом и определяют первое расстояние до первой линии положения - окружности равной дальности между ретранслятором и сканирующим блоком. Затем перемещают сканирующий блок на вторую позицию и измеряют вторую дальность - расстояние до второй линии положения равной дальности между сканирующим блоком и ретранслятором. Определяют точку на плоскости точку пересечения первой и второй линий положения, в которой находится активный двухчастотный ретранслятор. По величине дополнительного частотного сдвига ретранслятора отождествляют личность находящегося под завалом человека.

Затем настраивают сканирующий блок на прием следующих активных двухчастотных ретрансляторов и аналогично производят определение их местоположение. Устройство позволяют сократить время поиска находящихся под обширными завалами людей.

Description

Предлагаемое устройство может быть использовано для дистанционного определения местоположения погибших, или находящихся в беспомощном состоянии горнорабочих, спелеологов, или альпинистов застигнутых, например, обрушением мощных пластов породы, вследствие аварии (взрыва метана или угольной пыли, выброса угля) землетрясений, снежных лавин и т.д.

Известно устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, содержащее антенну и приемный блок, первый вход которого соединен с выходом антенны, а второй - с выходом блока питания (патент РФ №2116099 от 10.06.1995).

Недостатком устройства является необходимость тщательной настройки невозможность обнаружения биообъектов на значительных расстояниях.

Известно устройство для обнаружения для определения местонахождения живых существ, попавших в завал, первый вход которого соединен с выходом а антенны, а второй вход с выходом блока питания (ЕР, заявка №0075199, 1983).

Недостатком известного устройства являются низкие эксплуатационные показатели вследствие высокого энергопотребления по причине наличия передатчика большой мощности, а также невозможности дистанционного определения местоположения терпящих бедствие.

Известны устройства - портативные профессиональные радиостанции например VX-160, фирмы Vertex диапазонов 136-174 МГц и 430-480 МГц, реализующие режим экстренного определения личности (например, находящихся под снежным завалом альпинистов) на основе излучения сигналов с заранее запрограммированным индивидуальным кодом

радиостанции DTMF ANI. В этом режиме излучение индивидуального кода осуществляется в ручном и автоматическом режимах. В ручном режиме носитель радиостанции самостоятельно посылает сигнал экстренного определения личности терпящего бедствия, которая отождествляется с кодом DTMF ANI. В автоматическом режиме код посылается в соответствии с заранее установленной временной программой излучения, что существенно экономит ресурс автономных источников энергопитания. (портативная радиостанция Vertex VX-160 сертификат соответствия POCC.JP.ME30.BO 0675.).

Недостатком работы радиостанции является невозможность быстрого и точного определения местоположения терпящих бедствие под завалами людей, так как радиостанции имеют ненаправленное излучение, а кодированный сигнал обладает неудовлетворительными радиолокационными характеристиками. Кроме того, одновременное излучение нескольких радиостанций терпящих бедствие на одной частоте приема, приводит к взаимному мешающему влиянию на сигналов друг на друга при их приеме.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство обнаружения местонахождения засыпанных объектов или их останков, содержащее приемопередатчик, связанный с антенной и размещенный на биообъекте, относящимся к группе риска, и сканирующий блок, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора, усилителя мощности, циркулятора, вход-выход которого связан с рупорной приемопередающей антенной, усилителя высокой частоты, фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и компьютера, причем приемопередающий блок выполнен в виде пьезокристалла с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем содержащим две гребенчатые системы электродов, электроды каждой из гребенок соединены друг другом шинами, связанными с микрополосковой антенной.

Недостатками известного устройства являются невозможность дистанционного определения местоположения терпящих бедствие людей под общирными завалами, а только лишь находящихся под небольшим земляным слоем, так как пассивный приемопередатчик переизлучает сигнал с ослаблением, а мощность завалов с сильными поглощающими и рассеивающими свойствами, может составлять десятки-сотни метров. При этом, известно, что чем ниже частота излучения радиосигналов, тем они дальше проникают вглубь поверхности земли, а частоты излучения прототипа 400..430 МГц слабо проникают под поверхность земли, что не позволяет вести дистанционное определение местоположения терпящих бедствие под завалом. Кроме того, с помощью прототипа невозможно осуществлять идентификацию близкорасположенных биообъектов, так как все приемопередатчики переизлучают сигналы на одной частоте, что приводит к взаимному мешающему влиянию сигналов друг на друга. Наконец искусственная и не всегда одинаковая для сигналов различных частот задержка сигнала в пьезокристалле приемопередатчика не позволит, при желании, измерить истинную дальность до него.

Задачей полезной модели является дистанционное точное и быстрое определение местоположения и идентификация погребенных под завалами людей.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для обнаружения местоположения находящихся под обширными завалами людей содержащее приемопередатчик, сканирующий блок, в составе последовательно соединенных первого задающего генератора, первого усилителя мощности, а также первого циркулятора и компьютера, введены: в качестве приемопередатчика активный двухчастотный ретранслятор, а в сканирующий блок последовательно соединенные второй задающий генератор и второй усилитель мощности, первый высокочастотный сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя мощности, а второй вход первого высокочастотного сумматора подключен к

выходу второго усилителя мощности, выход первого высокочастотного сумматора подключен к первому плечу первого циркулятора, первая ненаправленная антенна, вход-выход которой подключен ко второму плечу первого циркулятора, двухканальный преселектор, выход которого подключен к третьему плечу первого циркулятора, четыре смесителя, причем первый вход первого смесителя подключен параллельно к выходу первого задающего генератора, первый вход второго смесителя параллельно подключен к выходу второго задающего генератора, первый вход третьего смесителя подключен к первому выходу двухканального преселектора, а первый вход четвертого смесителя подключен ко второму выходу двухканального преселектора, перестраиваемый генератор дополнительного частотного сдвига, первый выход которого параллельно подключен ко вторым входам первого и второго смесителей, а второй выход - первому входу компьютера, первый и второй полосовые фильтры, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго смесителей выход первого полосового фильтра подключен ко второму входу третьего смесителя, выход второго полосового фильтра подключен ко второму входу четвертого смесителя, первый и второй усилители низкой частоты, причем вход первого усилителя низкой частоты подключен к выходу третьего смесителя, а вход второго усилителя низкой частоты подключен к выходу четвертого смесителя, фазометр, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя низкой частоты, а второй вход фазометра подключен к выходу второго усилителя низкой частоты, выход фазометра подключен ко второму входу компьютера. Причем двухканальный преселектор состоит из первого и второго избирательных усилителей высокой частоты, входы которых соединены и являются входом двухканального преселектора, а выход первого усилителя высокой частоты является первым выходом преселектора, а выход второго усилителя высокой частоты является вторым выходом преселектора.

Активный двухчастотный ретранслятор содержит вторую ненаправленную антенну, второй циркулятор, малошумящий усилитель высокой частоты, третий, четвертый, пятый и шестой полосовые фильтры, пятый и шестой смесители, генератор дополнительного частотного сдвига, широкополосный усилитель мощности, второй высокочастотный сумматор, причем вход- выход второй ненаправленной антенны подключен к первому плечу второго циркулятора, второе плечо второго циркулятора подключено к входу малошумящего усилителя высокой частоты, выход которого подключен параллельно ко входам третьего и пятого полосовых фильтров, выход третьего полосового фильтра подключен у первому входу пятого смесителя, выход пятого смесителя подключен ко входу четвертого полосового фильтра, выход пятого полосового фильтра подключен к первому входу шестого смесителя, выход которого подключен ко входу шестого полосового фильтра, выход генератора дополнительного частотного сдвига параллельно подключен ко вторым входам пятого и шестого смесителей, выходы четвертого и шестого полосовых фильтров подключены соответственно к первому и второму входам второго высокочастотного сумматора, выход второго высокочастотного сумматора подключен ко входу широкополосного усилителя мощности, выход широкополосного усилителя мощности подключен к третьему плечу второго циркулятора.

Схема, поясняющая принцип реализации предлагаемого способа приведена на фиг.1.

На фиг.2 представлена структурная схема сканирующего блока.

На фиг.3. представлена структурная схема активного двухчастотного ретранслятора.

На фиг.4. представлены спектрограммы и временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства обнаружения местоположения находящихся под завалами людей.

Сканирующий блок (фиг.2) содержит последовательно соединенные первый задающий генератор 4 и первый усилитель мощности 5,

последовательно соединенные второй задающий генератор 4 и второй усилитель мощности 6, последовательно соединенные первый высокочастотный сумматор 7, первый циркулятор 8 и первую ненаправленную антенну 9, причем первый высокочастотный сумматор подключен к первому циркулятору через плечо 1, первая ненаправленная антенна подключена к первому циркулятору через второе плечо, выход первого усилителя мощности 5 подключен к первому входу первого высокочастотного сумматора 7, выход второго усилителя мощности 6 подключен ко второму входу первого высокочастотного сумматора 7, двухканальный преселектор 10, вход которого подключен к третьему плечу первого циркулятора 8, последовательно соединенные первый смеситель 11 и первый полосовой фильтр 12, последовательно соединенные второй смеситель 13 и второй полосовой фильтр 14, последовательно соединенные третий смеситель 15 и первый усилитель низкой частоты 16, четвертый смеситель 17 и второй усилитель низкой частоты 18, причем первый выход первого смесителя 11 параллельно подключен к выходу первого задающего генератора 13, а первый вход второго смесителя 13 параллельно подключен к выходу второго задающего генератора 4, первый выход двухканального преселектора 10 подключен к первому входу третьего смесителя 15, а второй выход преселектора 10 подключен к первому входу четвертого смесителя 17, выход первого полосового фильтра 12 подключен к второму входу третьего смесителя 15, а выход второго полосового фильтра 14 подключен ко второму входу четвертого смесителя 17, перестраиваемый генератор дополнительного частотного сдвига 19, первый вход которого параллельно подключен ко вторым входам первого 11 и второго смесителей 13, фазометр 20, к первому входу которого подключен выход первого усилителя низкой частоты 16, а ко второму входу - выход второго усилителя низкой частоты 18, компьютер 21, причем выход фазометра 20 подключен к первому порту компьютера, а второй выход перестраиваемого генератора дополнительного частотного сдвига 19 подключен ко второму порту компьютера. Двухканальный

преселектор состоит из первого 22 и второго 23 избирательных усилителей высокой частоты, входы которых объединены в один вход преселектора, причем выход первого усилителя 22 является первым выходом, а выход второго усилителя 23 является вторым выходом преселектора.

Активный двухчастотный ретранслятор (фиг.3) содержит вторую ненаправленную антенну 24, второй циркулятор 25, причем вход-выход в второй ненаправленной антенны 24 подключен к первому плечу второго циркулятора 25, малошумящий усилитель высокой частоты 26, вход которого подключен ко второму плечу второго циркулятора 25, последовательно соединенные третий полосовой фильтр 27, пятый смеситель 28, четвертый полосовой фильтр 29, последовательно соединенные пятый полосовой фильтр 30, шестой смеситель 31 и шестой полосовой фильтр 32, причем входы третьего 27 и пятого 30 полосовых фильтров параллельно подключены к выходу малошумящего усилителя 26, генератор дополнительного частотного сдвига 33, выход которого подключен ко вторым входам пятого 28 и шестого 31 смесителей, второй высокочастотный сумматор 34, к первому входу которого подключен выход четвертого полосового фильтра 29, а ко второму входу - выход шестого полосового фильтра 32, широкополосный усилитель мощности 35, вход которого подключен к выходу второго высокочастотного сумматора, а выход - к третьему плечу второго циркулятора 25.

Принцип реализации способа дистанционного определения местоположения находящихся под обширными завалами людей основан на фазовом методе измерения расстояния до линий положения в дальномерном (латерационном) способе определения координат точки на плоскости, а идентификация субъектов-носителей (терпящих бедствие) - по индивидуальному частотному сдвигу переизлученного сигнала, отождествляемому с конкретным субъектом.. Сущность предлагаемого способа поясняется фиг.1. При организации поиска человека попавшего под обширный завал и оснащенного активным двухчастотным ретранслятором,

непосредственно в районе завала на позиции А размещают сканирующий блок 1. Сканирующий блок ненаправленно излучает двухчастотный зондирующий сигнал, гармоники которого располагаются на частотах f1 и f2. Сигнал распространяется через завал и принимается ненаправленной антенной активного двухчастотного ретранслятора 2. Активный двухчастотный ретранслятор переизлучает двухчастотный сигнал с дополнительным частотным сдвигом fc гармоник, так что они располагаются на частотах f1+fc и f2+fc. Величина и направление дополнительного частотного сдвига строго индивидуальна для каждого ретранслятора и отождествляется с субъектом - носителем ретранслятора. Интервал частотного разноса между гармониками нескольких ретрансляторов не оказывают взаимного мешающего влияния в частотной области при их одновременной работе. Сканирующий блок настраивается на прием переизлученного двухчастотного сигнала, и измеряет первое расстояние Д1 до первой линии положения (окружности) - равной дальности между позицией А и активным двухчастотным ретранслятором. Далее, сканирующий блок перемещается на вторую позицию Б, находящуюся от первой позиции А на расстоянии не менее половины Д1 и измеряется вторая дальность Д2 до второй линии положения между позицией Б и активным двухчастотным ретранслятором. Определяется на координатной плоскости (карте местности) точка пересечения двух линий положения и координата местоположения, а по величине дополнительного частотного сдвига - принадлежность активного двухчастотного ретранслятора конкретному человеку.

Устройство работает следующим образом. Задающие генераторы 3 и 4 сканирующего блока формируют высокочастотные немодулированные гармонические колебания спектры которых показаны на фиг.4,а.

U₁(t)=U_m1cos(2πf₁t+φ₁), 0≤t≤Т_c

U₂(t)=Um₂cos(2πf₂t+φ₂) 0≤t≤Т_c,

где U_m, f, φ, T_c - амплитуда часто, начальная фаза и длительность высокочастотного сигнала.

Частотный разнос между гармониками Δf=f₁-f₂ должен удовлетворять требованиям однозначного и точного измерения дальности фазовым методом. Для решения задач поиска и обнаружения терпящих бедствие под завалами людей однозначная дальность должна быть не менее 250 300 м, а погрешность измерения дальности не хуже и 1-2 метров при погрешности фазометра не хуже δφ=1°-2° (или 0.0174..0034 рад.). Для удовлетворения этим требованиям частотный Δf_p разнос между гармониками двухчастотного сигнала должн быть не более 500-600 кГц. В этом случае однозначная дальность измерения дальности фазовым методом будет равна

.

При этом погрешность фазового метода дальнометрии составит [2]

Значения несущих частот f1 и f2 должны выбираться с учетом необходимости, с одной стороны, достижения макс глубины проникновения радиоволн через завалы различной радиопрозрачности, дисперсии и мощности [6], а с другой стороны - использования малогабаритных антенн и небольшой мощности активного двухчастотного ретранслятора. Следует отметить, что в большинстве случаев завал представляет собой не сплошную монолитную породу, а осколки и куски, породы, скальных образований, камней, строительного мусора и т.д. различной фракции через которые электромагнитные волны распространяются с некоторым затуханием. С учетом изложенного диапазон частот излучаемых гармонических колебаний

должен лежать в пределах 100..170 МГц. Понижение частоты приводит к увеличению габаритов антенн ретрансляторов и сканирующих блоков, а увеличение - к сильному затуханию электромагнитной волны в завалах. Сформированные задающими генераторами 4 и 3 гармонические колебания усиливаются в усилителях мощности 5 и 6 с одинаковым коэффициентом усиления и через первый циркулятор 7 поступают на первую ненаправленную антенну и излучаются в эфир. Распространяясь через среду завала, радиоколебания поступают на вторую ненаправленную антенну 24 активного двухчастотного ретранслятора. Принятые второй ненаправленной антенной радиоволны преобразуются в электромагнитные колебания высокой частоты и поступают в первое плечо второго циркулятора 25, далее через второе плечо второго циркулятора электромагнитные колебания поступают на вход маломощного усилителя 26. С выхода усилителя 26 электромагнитные колебания поступают на вход третьего 27, и пятого 30 полосового фильтров, в которых осуществляется частотная селекция сигналов соответственно по частоте f1 и f2. при этом на выходе третьего полосового фильтра 27 селектируются электромагнитные колебания частоты f1

U_n1(t)=U_mn1cos(2πf₁+φ₁),

а на выходе пятого полосового фильтра 30 - селектируются колебания частоты f2

U_n2(t)=U_mn2cos(2πf₂+φ₂).

С выхода третьего полосового фильтра 27 электромагнитный сигнал поступает на первый вход пятого смесителя 28, с выхода пятого полосового фильтра 30 электромагнитный сигнал поступает на вход шестого смесителя 31. Причем на вторые входы смесителей поступают электромагнитные колебания с генератора дополнительного частотного сдвига 33

U_c(t)=U_mccos(2πf_c+φ_c),

где Umc, φc, fc - амплитуда, начальная фаза и частота дополнительного частотного сдвига 31.

В смесителях 28 и 31 осуществляется перемножение напряжений, подаваемых на первые и вторые входы по формулам, в пятом смесителе

,

а во втором смесителе

.

Результаты перемножения поступают на входы четвертого 29 и шестого 32 полосовых фильтров, амплитудно- частотные характеристики которых соответственно К_пф1 (f) К_пф2 (f) приведены на фиг.4,б. Дополнительный частотный сдвиг fc позволит во- первых, обеспечить развязку запросного и ответного каналов устройства, а во- вторых - идентификацию ретрансляторов относительно других, возможно находящихся рядом с отвечающим. Для решения этой задачи величина дискретности дополнительного частотного сдвига может составлять 2-5 КГц, что достаточно для развязки запросно-ответных каналов и идентификации ретрансляторов. Количество ретрансляторов, которые можно отыскивать под завалом зависит от дискретности дополнительного сдвига активных двухчастотных ретрансляторов fc и величины частотного разноса между гармониками зондирующего двухчастотного сигнала Δf_p. Так если разнос между несущими f1 и f2 составляет 500...600 кГц, то при дискретности дополнительного частотного сдвига fc 2..5 кГц при последовательной настройке сканирующего блока можно осуществлять поиск и определение местоположения

,

ретрансляторов, погребенных под завалами людей. При этом АЧХ четвертого (фиг.4,б)и шестого полосовых фильтров будут смещены на величину дополнительного частотного смещения fc. Суммарные составляющие результатов перемножения колебаний в смесителях 28 и 31 (фиг.4,в) будут выделяться на выходе четвертого полосового фильтра 29

,

а на выходе шестого полосового фильтра 32

,

где U_mп1,2 - амплитуды сигналов на выходах второго и четвертого полосовых фильтров. С выхода четвертого полосового фильтра сигнал поступает на первый вход второго высокочастотного сумматора 34, а с выхода шестого полосового фильтра 32 - на второй вход второго высокочастотного сумматора 34. С выхода второго высокочастотного сумматора 34 двухчастотный сигнал, гармоники которого располагаются на частотах f1+fc и f2+fc, поступает на вход широкополосного усилителя мощности 35. Усилившись в широкополосном усилителе мощности, двухчастотный сигнал поступает в третье плечо второго циркулятора 23, и через циркулятор - на вход- выход второй ненаправленной антенны 24. С выхода антенны 24 радиоколебания ненаправленно излучаются в эфир, распространяются через завал, ослабляются и принимаются ненаправленной антенной 9 сканирующего блока с задержкой τз.

С выхода антенны электромагнитные колебания через второе и третье плечо первого циркулятора 8 поступают на вход двухканального преселектора 10. Двухканальный преселектор состоит из параллельно включенных к третьему плечу циркулятора 8 избирательных усилителя высокой частоты 22 и усилителя высокой частоты 23. АЧХ K₁(f) усилителя 22 и K₂(f) усилителя 23 представлены на фиг.4,г и имеют ширину полосы пропускания Δfp,

сдвинутую относительно несущих частот f1 и f2 на величину зоны режекции Δfреж. Зона режекции позволяет исключить влияние просачивающегося двухчастотного зондирующего сигнала частоты f1 и f2 на всокочувствительные цепи преселектора 10. Полосы пропускания усилителей 22 и 23 позволят селектировать частоты всех ретрансляторов находящихся в зон завала.

С выхода первого усилителя высокой частоты 22 на первый вход третьего смесителя 15 поступает

,

а с выхода второго услителя высокой частоты 23 на первый вход четвертого смесителя 17 сигнал

На первые входы первого 11 и второго 13 смесителей поступают гармонические колебания с выходов соответственно первого 3 и второго 4 задающих генераторов. На вторые входы первого 11 и второго 13 смесителей поступает гармоническое колебание с первого выхода перестраиваемого генератора дополнительного частотного сдвига 19

U_nг(t)=U_mncos(2πf_c+φ_c),

где U_mп φc, fc - амплитуда, начальная фаза и частота дополнительного частотного сдвига. Частоты дополнительного сдвига генераторов 31 и 19 должны быть равны между собой. В результате перемножения сигналов в первом 11 и втором 13 смесителях образуются напряжения:

в первом смесителе 11

,

во втором смесителе 13

Полосовые фильтры 12 и 14 селектируют суммарную составляющую

результата перемножения в смесителях 11 и 13 соответственно поэтому на выходе первого полосового фильтра 12 выделяется гармоническое колебание

а на выходе второго 14 полосового фильтра выделяется колебание

Сигналы с выхода первого12 и второго 14 полосовых фильтров. поступают на вторые входы соответственно третьего 15 и четвертого 17 смесителей. В смесителях 15 и 17 происходит перемножение сигналов, поступающих на их первый и второй вход, в результате на выходе третьего смесителя 15 и формируются колебания

а на выходе четвертого смесителя 17 колебания

С выходов смесителей 15 и 17 сигналы проступают на вход первого 16 и второго 18 усилителей низкой частоты, где происходит выделение низкочастотной составляющей результата перемножении сигналов.

U_унч1(t)=U_my1cos[2π(f₁+f_c)τ_з]=U_m1cosφ₁τ_з

U_унч2(t)=U_my2cos[2π(f₂+f_c)τ_з]=U_m2cosφ₁τ_з

С выходов усилителей низкой частоты один 16 и два 18 сигналы поступают соответственно на первый и второй входы фазометра 20. Фазометр измеряет разность фаз между напряжениями, поступающими с выхода первого и второго усилителей низкой частоты и формирует напряжение пропорционально величине сдвига фаз

Δφ=(φ₁-φ₂)τ_з=2π(f₁-f₂)τ_з=2πΔf_pτ_з,

так как - время задержки сигнала, распространяющегося от активного ретранслятора до сканирующего блока, то

,

откуда

,

где Д- расстояние до линии положения (радиус окружности) на которой находится активный двухчастотный ретранслятор. Величина напряжения, пропорционального величине сдвига фаз с фазометра поступает на первый порт компьютера., а на второй порт компьютера поступает напряжение со второго выхода перестраиваемого генератора допополнительного частотного сдвига 19. Величина и знак напряжения генератора 19 пропорциональны величине и направлению частотного сдвига f_c, формируемого генератором.

В компьютере расчетным путем по величине сдвига фаз Δφ определяется расстояние до активного двухчастотного ретранслятора, а по величине дополнительного частотного сдвига f_c - идентификация человека-носителя терпящего бедствие под завалом.

Определив расстояние Д1 до первой линии положения относительно первой позиции (фиг.1), сканирующий блок перемещается на новую позицию, где также происходит измерение второй дальности Д2 до второй линии положения. В точке пересечения первой и второй линий положения располагается искомая координата местоположения активного двухчастотного ретранслятора, а следовательно и терпящего бедствие человека.

Для поиска второго, третьего и т.д., людей терпящих бедствие необходимо осуществить перестройку сканирующего блока, с помощью его генератора дополнительного частотного сдвига на частотный сдвиг искомого

ретранслятора. Затем повторить операции определения местоположения, проведенные при поиске первого ретранслятора.

К основным характеристикам устройства дистанционного определения местоположения погребенных под обширным завалом людей относятся:

1. мощность излучения сканирующим блоком двухчастотного сигнала - 10 Вт;

2. мощность излучения активным двухчастотным ретранслятором - 5 Вт;

3. частотный разнос между гармониками двухчастотного сигнала -500..600 кГц;

4. частотный диапазон двухчастотного сигнала 100..200 МГц;

5. индивидуальный частотный сдвиг активного двухчастотного ретранслятора - 2..5кГц;

6. количество активных двухчастотных ретрансляторов по которым можно работать одним сканирующим блоком - 100..300 шт;

7. дальность однозначного измерения дальности ΔДмах - 250..300 м;

8. точность измерения дальности δД=(0,001..0,002)ΔДмах;

9. глубина завала 10..15 м.

Этим требованиям отвечает предлагаемое устройство и способ. Достоинства способа и устройства являются отсутствие мертвых зон, то есть возможность определения местоположения людей относящихся к группе риска на дальностях от нуля и максимальной. Кроме того, малозатратные элементы ретранслятора начинают излучение только при условии приема зондирующего сигнала на время поиска, что существенно повышает временной ресурс работы автономного источника энергопитания ретранслятора. Кроме того, индивидуальная частота сдвига каждого ретранслятора позволяет производить одновременный поиск людей, попавших под один завал.

Claims (2)

1. Устройство для обнаружения местоположения находящихся под обширными завалами людей, содержащее приемопередатчик, предварительно размещенный на людях относящихся к группе риска, и сканирующий блок, содержащий последовательно соединенные первый задающий генератор, первый усилитель мощности, а также первый циркулятор и компьютер, отличающееся тем, что в качестве приемопередатчика введен активный двухчастотный ретранслятор, а в сканирующий блок введены последовательно соединенные второй задающий генератор и второй усилитель мощности, первый высокочастотный сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя мощности, а второй вход первого высокочастотного сумматора подключен к выходу второго усилителя мощности, выход первого высокочастотного сумматора подключен к первому плечу первого циркулятора, первая ненаправленная антенна, вход-выход которой подключен ко второму плечу первого циркулятора, двухканальный преселектор, выход которого подключен к третьему плечу первого циркулятора, четыре смесителя, причем первый вход первого смесителя подключен параллельно к выходу первого задающего генератора, первый вход второго смесителя параллельно подключен к выходу второго задающего генератора, первый вход третьего смесителя подключен к первому выходу двухканального преселектора, а первый вход четвертого смесителя подключен ко второму выходу двухканального преселектора, первый перестраиваемый генератор дополнительного частотного сдвига, первый выход которого параллельно подключен ко вторым входам первого и второго смесителей, а второй выход первому входу компьютера, первый и второй полосовые фильтры, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго смесителей выход первого полосового фильтра подключен ко второму входу третьего смесителя, выход второго полосового фильтра подключен ко второму входу четвертого смесителя, первый и второй усилители низкой частоты, причем вход первого усилителя низкой частоты подключен к выходу третьего смесителя, а вход второго усилителя низкой частоты подключен к выходу четвертого смесителя, фазометр, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя низкой частоты, а второй вход фазометра подключен к выходу второго усилителя низкой частоты, выход фазометра подключен ко второму входу компьютера, причем двухканальный преселектор состоит из первого и второго избирательных усилителей высокой частоты, входы которых соединены и являются входом двухканального преселектора, а выход первого усилителя высокой частоты является первым выходом преселектора, а выход второго усилителя высокой частоты является вторым выходом преселектора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что активный двухчастотный ретранслятор содержит вторую ненаправленную антенну, второй циркулятор, малошумящий усилитель высокой частоты, третий, четвертый, пятый и шестой полосовые фильтры пятый и шестой смесители, генератор дополнительного частотного сдвига, широкополосный усилитель мощности, второй высокочастотный сумматор, причем вход-выход второй ненаправленной антенны подключен к первому плечу второго циркулятора, второе плечо второго циркулятора подключено к входу малошумящего усилителя высокой частоты, выход которого подключен ко входам третьего и пятого полосового фильтров, выход третьего полосового фильтра подключен у первому входу пятого смесителя, выход пятого смесителя подключен ко входу четвертого полосового фильтра, выход пятого полосового фильтра подключен к первому входу шестого смесителя, выход которого подключен ко входу шестого полосового фильтра, выход генератора дополнительного частотного сдвига параллельно подключен ко вторым входам пятого и шестого смесителей, выходы четвертого и шестого полосовых фильтра подключены соответственно к первому и второму входам второго высокочастотного сумматора, выход второго высокочастотного сумматора подключен ко входу широкополосного усилителя мощности, выход широкополосного усилителя мощности подключен к третьему плечу второго циркулятора.