обны
ли вы создать систему, которая будет вне конкуренции?

   Информация

   Даже хорошая конструкторская идея может не дойти до  торговца,  уста-
новщика и пользователя, если не предпринять  специальных  усилий  по  их
рекламе. Они могут осуществляться в форме подготовки обслуживающего пер-
сонала, раздачи буклетов, включенной в торговые и установочные  операции
и, возможно, снабжения упаковок оборудования богатыми информацией  ярлы-
ками. Иногда необходимо снабжать приборы схемами их правильного  подклю-
чения к целостной системе сигнализации.

   Зоны чувствительности

   Нет никаких препятствий к созданию датчиков, наилучшим образом  прис-
пособленных к обнаружению объектов в данном помещении, что также  снизит
число ложных тревог. Достаточно часто разработчики используют излучатели
для дистанционного управления. Правильный  выбор  излучателя  радикально
меняет свойства системы. А поскольку фокусировка ультразвука подчиняется
оптическим законам преломления, то можно использовать и отражатели.

   Рабочие частоты излучателей

   Во избежание наведенных сигналов искусственного происхождения необхо-
димо использовать частоты свыше 40 килогерц. Чтобы исключить возможность
взаимной интерференции волн от двух ультразвуковых устройств,  размещен-
ных в одном помещении, их рабочие частоты должны быть разведены  на  ин-
тервал, не кратный гармоническому. Обычно не стоит  полагаться  лишь  на
задаваемые кристаллом кварца частоты, подаваемые на все передатчики. По-
добное задание колебаний ультразвуковой волны способно свести на нет не-
чувствительность детекторов к сквознякам и движениям воздуха. Передатчик
одного детектора начнет прямую трансляцию волн к приемнику  другого  без
участия эха, а это, как вы понимаете, тот же принцип, что и  в  приборах
"стоячей волны".

   Разделение передатчика и приемника

   Независимо от размеров объекта, чем ближе к ультразвуковым преобразо-
вателям он движется, тем выше вероятность тревоги. Ложных тревог от  мух
и моли можно избежать, "разведя" передатчик и приемник  в  пространстве.
После этого моль, попадающая в пучок передатчика, не даст эха на  прием-
ник. Дистанция расхождения осей определяется геометрически с учетом фор-
мы пучков.

   Разделение "стоячей волны" от допплеровского сдвига частот

   Ультразвуковой  допплеровский  детектор  может  обладать  и   фазовой
чувствительностью, однако нужно ли это? Такой  детектор  начинает  вести
себя довольно "нервно". Практика показывает, что  даже  тренированный  в
медленном передвижении человек время от времени совершает непроизвольные
движения конечностями, и они вполне уверенно фиксируются  при  настройке
детектора на выделение только допплеровского сдвига частоты.

   Контрольное время срабатывания

   Любое движение даже натренированиый взломщик не  способен  произвести
менее, чем за 100 миллисекунд. Поэтому систему можно настроить на отсеи-
вание более коротких сигналов.

   Заземление

   Электрическое оборудование обычно заземляется на нулевой  провод  или
подсоединяется к специальному земляному проводу. Подобным же образом за-
земляется электронное оборудование, имеющее плавкие предохранители.  По-
чему бы не заземлить и полупроводниковый прибор? В последнее  время  это
делается все чаще. Однако это правило почти не распространяется на  сис-
темы сигнализации. А ведь их заземление помогло бы избежать целого  ряда
ложных тревог из-за случайных разрядов внутри системы. А они, как прави-
ло, совершенно не дают о себе знать при контрольном  осмотре  системы  и
повергают эксплуатационников в глубокое изумление.

   Контроль за эффективным радиусом действия

   Чувствительность ультразвукового детектора должна быть выставлена  не
более той, которая требуется для охраняемой  зоны  под  конкретное  уст-
ройство. Чтобы избежать случайного снижения  чувствительности  до  ноля,
радиус действия датчика обычно не выставляют на дистанцию  меньшую,  чем
1/4 максимального радиуса действия. Более точная настройка  эффективного
радиуса в конкретных условиях требует контрольного прибора, учитывающего
закон квадратичного снижения энергии, описанного в главе 4.

   Соотношение "сигнал-шум"

   Стоит посвятить серьезные усилия снижению чувствительности  приемника
к шуму и повышению стабильности его работы. О возможных проблемах в  ра-
боте системы однозначно свидетельствует "зависание" в работе блока авто-
матического возвращения системы в  сторожевое  состояние.  Вместо  того,
чтобы вернуться в это состояние через несколько секунд  после  окончания
проверочного движения, "зависшая" система будет продолжать подавать сиг-
нал тревоги.

   Контрольные приборы

   Окончательным критерием настройки системы сигнализации служит тест на
передвижение. Однако это не единственный метод установки параметров сис-
темы. Портативные приемники или измерители напряженности поля дают  дос-
таточно ясное представление о том, как излучаемая энергия достигает  за-
даваемых участков и обходит те зоны, которые могут вызвать ложную трево-
гу.

   Наиболее приемлемые места использования допплеровских детекторов

   Стекло

   Ультразвуковые допплеровские детекторы незаменимы и прекрасно работа-
ют в зонах, ограниченных стеклянными преградами. Ультразвук,  в  отличие
от других излучений, почти не проникает сквозь стекло, и датчик не  реа-
гирует на перемещения вне контролируемой зоны, снижая почти до нуля риск
наведенных извне ложных тревог. Вне зоны риска  не  найдется  каких-либо
иных излучений, которые, проникнув через стекло, заставили бы ультразву-
ковой датчик сработать.

   Большие площади

   Поскольку для выбора частоты ультразвукового передатчика не требуется
государственная лицензия, то в одном большом помещении может быть  уста-
новлено несколько датчиков, излучающих энергию на разных  частотах.  При
этом надо будет лишь стремиться избегать интерференции,  как  это  будет
описано выше. Общее необходимое число ультразвуковых датчиков может быть
рассчитано с учетом количества зон риска внутри помещения.

   Малые площади

   Если речь идет о закрытых помещениях небольшого  размера,  то  в  них
ультразвуковые датчики зарекомендовали себя  прекрасными  сторожами  как
зон большого, так и малого риска.

   Открытые зоны в помещениях

   Обычно ультразвуковой датчик - это последнее звено в системе  охраны.
Он позволяет обнаружить нарушителя непосредственно в  зоне  риска  после
того, как тот преодолел периметровые электронные и  физические  средства
зашиты. То, что зону обнаружения для ультразвуковых датчиков можно легко
регулировать, позволяет использовать их для  слежения  за  коридорами  и
иными незакрытыми подходами к зоне риска.
   Однако не следует думать на основании вышесказанного, что  ультразву-
ковая сигнализация есть панацея от всех напастей. Она, как и все  прочие
формы сигнализации, уязвима для специфических источников ложных  тревог.
Цель этого раздела, в принципе, и заключается в  том,  чтобы  объединить
усилия исследователя и инженера в выборе конкретного  типа  датчика  для
конкретных условий. И таким датчиком может стать ультразвуковой,  микро-
волновый, инфракрасный или иной датчик.

   Неблагоприятные случаи использования ультразвуковых датчиков

   В практике служб безопасности при выборе подходящей системы  сигнали-
зации слишком часто приходится действовать методом исключения  неудачных
решений. Все еще встречаются случаи, когда никакие известные типы датчи-
ков не подходят, поэтому простор для творчества остается.
   Допплеровский ультразвуковой датчик может  засечь  практически  любое
движение, и поэтому, рассматривая неблагоприятные  случаи  использования
этих приборов, лучше сконцентрировать внимание на источниках ложных тре-
вог. С учетом сказанного остановимся на следующих случаях.

   Работа на открытом воздухе

   Различающая способность ультразвукового датчика не снижается под отк-
рытым небом, но зато так увеличивается количество  движущихся  природных
объектов, что прибор бьет тревогу почти непрерывно. Именно  поэтому  его
не применяют вне помещений. Если инженерам удастся научить  систему  от-
фильтровывать ложные сигналы, подаваемые  дождем,  несущимися  по  ветру
объектами, порывами ветра, птицами и животными, то прибор будет  намного
шире применяться вне помещений.

   Вращающиеся лопасти

   Хотя ультразвуковые датчики и устойчивы в разумных пределах по  отно-
шению к перемещению воздуха, они все же  крытых  турбин.  Ультразвуковые
датчики больше, чем любой тип сигнализации, реагируют на лопастные меха-
низмы из-за высокой вероятности взаимодействия  вращающихся  лопастей  с
ультразвуковым излучением, приводящего к появлению допплеровского сдвига
частоты близкого тому, который возникает при движении  нарушителя.  При-
чем, датчики оказываются чувствительными и к лопастным устройствам внут-
ри вентиляционных шахт.

   Раскачивание от ветра

   Движение вперед-назад в пучке ультразвукового датчика рождает доппле-
ровский эффект. В охраняемом помещении подобные движения может с тем  же
эффектом совершать не только нарушитель, но и шторы и жалюзи  на  окнах.
На первый взгляд с этой помехой справиться просто, и, действительно, ряд
моделей детекторов подавляет такой сигнал. Однако устройство,  подавляю-
щее помехи от медленных колебаний, вряд ли стоит использовать  там,  где
важно сохранить способность допплеровского датчика засекать  очень  мед-
ленное движение. Поэтому в случаях, когда нельзя устранить  колеблющиеся
предметы, следует прикинуть, что важнее  -  снизить  опасность  пропуска
квалифицированного нарушителя или снизить процент ложных тревог.

   Вибрация

   Резонансные частоты каркасов зданий, как  правило,  лежат  ниже  зоны
чувствительности ультразвуковых датчиков. Однако примером типичного иск-
лючения из этого правила является звон окон в резонанс с  мотором  прое-
хавшего поблизости автомобиля. В одном из Лондонских банковских хранилищ
ультразвуковой датчик реагировал на проезд метро под зданием.
   Казалось бы, вибрация от такого движения  лежит  ниже  допплеровского
разброса частот, однако исследование показало, что каркас здания  храни-
лища был очень жестким.  При  его  строительстве  широко  использовались
стальная арматура и напряженный бетон. При проезде поезда хранилище виб-
рировало с частотой в 70 герц, а это уже попадало в гармонику допплеров-
ского сдвига для ультразвуковых колебаний. В тот период иных  равнознач-
ных методов обнаружения еще не существовало, и датчики пришлось  устано-
вить на специальных противовибрационных подставках. Если нет возможности
соорудить такие подставки, то следует избегать установки  ультразвуковых
датчиков в местах, подверженных вибрации.

   Телефонные аппараты

   В Великобритании звук звонка телефонного аппарата старой модели прос-
тирался далеко в ультразвуковую область и доставлял немало хлопот тем, у
кого имелись ультразвуковые датчики. Современные  мелодичные  телефонные
звонки менее насыщены высокими частотами и меньше беспокоят ультразвуко-
вые системы.

   Трубы отопления и воздушного снабжения

   Подобно духовому инструменту, звучащему в доступном диапазоне,  трубы
отопления и пневматических устройста могут под  давлением  дать  течь  и
"зазвучать" в ультразвуковом диапазоне частот. Частота такой "ноты"  мо-
жет интерферировать с рабочей частотой ультразвукового датчика. Если нет
способа быстрого обнаружения подобных утечек, то ультразвуковые  датчики
лучше не устанавливать вблизи воздушно-паровых труб.

   Границы допустимой скорости движения воздуха

   Когда мы с вами обсуждали пригодность  радарных  ультразвуковых  уст-
ройств для систем сигнализации, уже говорилось, что радары  могут  рабо-
тать на сквозняках из-за нулевого суммирования скоростей сигнала и  эха.
Это верно и для конвекционных потоков воздуха от систем отопления. Одна-
ко есть границы приспосабливаемости датчика к скорости движения воздух И
чем ближе к ним скорость, тем выше вероятность ложных тревог. Причина их
здесь очевидна. Выход из подобной ситуации один -  правильно  установить
датчик. Если иного места, кроме как над батарей отопления, нет, ультраз-
вуковой детектор лучше не ставить.

   Сочетания сигнализационных датчиков

   Ультразвуковой датчик имеет столько преимуществ что, несмотря на ука-
занные недостатки, некоторые пользователи тем не  менее,  стремятся  ис-
пользовать его, сгладив отрицательные моменты. Так родилась идея сочета-
ний сигнализационных сисстем. В них  ультразвуковой  датчик  сочетается,
например, с микроволновыми радарами таким  образом,  что  при  нарушении
пространства в зоне риска срабатывают оба датчика. А ультразвуковой дат-
чик сработает в потоке горячего воздуха, микроволновый радар не подтвер-
дит этого сигнала и, таким образом, не позволит включиться сигналу  тре-
воги. Подобные двойные сочетания подробно рассматриваются в главе 19.

   Запатентованные ультразвуковые устройства

   Фирм, производящих системы сигнализации, так много,  что  выбрать  из
этого моря техники "рекомендуемые автором" устройства  -  задача  крайне
тяжелая. Поэтому ниже описываются либо классические варианты  воплощения
рассмотрения технических принципов, либо устройства, которые мне знакомы
технических  принципов,  либо  устройства,  которые  мне   знакомы   как
конструктору или пользователю.
   Следующие примеры показывают, что ультразвуковые приборы  распростра-
нены не только в Великобритании. Американская компания "Aritech" продает
в Европе через свой  бельгийский  филиал  ультразвуковые  датчики  серии
"Advisor". В приборах этой серии фирма традиционно использует хорошо за-
рекомендовавшую себя технику фазовой обработки сигнала. Они отличают эхо
нарушителя от помех, созданных  вибрацией  стен  и  штор,  раскачиванием
люстр. Эти датчики оценивают характер изменения  расстояния  до  объекта
перед включением сигнала тревоги. Влияние сквозняков  на  ультразвуковой
радар исключается физическим принципом его работы.
   Модели "DU 160", "DU 161" и "DU 162",  которые  отличаются  тем,  что
первый имеет корпус из пенопласта, второй можно устанавливать на  потол-
ке, а третий имеет корпус из металла.
   Прибор "UMD3", производимого английской фиpмoй "Racal-Guardal" и  ус-
танавливаемого в системах сигнализации фирмы "Chabb", интересен тем, что
он крайне экономичен в потреблении электроэнергии по сравнению  с  теми,
которые используют в своей схеме колебательные контуры с  диодом  Ганна.
Система невосприимчива к сигналам от передвижных радиостанций.  Фотогра-
фия показывает изящное внешнее оформление прибора.
   Прибор "Cerberus US 10" выпускается в Швейцарии. Он тоже оснащен  ра-
дарным дальномером и не срабатывает при появлении эха в  1-2  метрах  от
него, а, следовательно, не реагирует на близко летящих насекомых.  Нали-
чие дальномера означает, что нет необходимости разводить в  пространстве
передатчик и приемник. Появляется возможность уменьшить габарит) 1  при-
бора. Система "Cerberus" способна различать маскировку и, таким образом,
еще более укрепляет лидирующее положение ультразвуковых детекторов в ох-
ране зон высокого риска.

   Темы к обсуждению

   Непосвященному трудно с первого раза понять работу радио- и  ультраз-
вуковых устройств. Их заставляет работать нечто, нами не воспринимаемое.
   Обсуждение пользы не принесет, пока вы на практике не познакомитесь с
работой ультразвуковых допплеровских датчиков. Никакой моделью не  заме-
нить собственное испытание датчика, проведя его в одиночку или с помощью
товарища, способного постоять на месте. Проработайте эту  главу  и  про-
верьте все возможные свойства вашего прибора. Не забудьте проверить, как
поведет себя датчик, закрепленный на потолке или перекрытии крыши. Какая
форма излучателя лучше подойдет для этого расположения? Будет ли  маски-
ровка цели представлять трудности? Почему  потолочное  устройство  будет
реагировать на проникновение и избегать ложных тревог успешнее, чем пер-
вые модели "Deccalarm".

                               ГЛАВА 16

                   МИКРОВОЛНОВЫЕ РАДАРНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

   Как уже говорилось  в  главе  15,  практическая  потребность  в  уст-
ройствах, более надежных, чем "системы стоячей волны", вызвала  к  жизни
радарные приборы. Поначалу из-за отсутствия иных  пригодных  технических
принципов был использован ультразвук. Однако несколько позже  британский
ученый Джон Ганн открыл возможность получения  микроволнового  излучения
при пропускании слабого тока через маленький полупроводниковый диод. Это
изобретение вытеснило высоковольтную тяжелую лампу-клистрон как источник
МКВ-излучения. Создатели систем сигнализации не замедлили взять на  воо-
ружение диод Ганна.

   МКВ - шаг вперед или альтернатива ультразвуку

   Об открытии Джона Ганна промышленным службам безопасности  стало  из-
вестно тогда, когда многие фирмы наладили широкий выпуск  ультразвуковых
допплеровских детекторов. Ганн работал в рамках  правительственного  ра-
дарного проекта. Такое стечение обстоятельств  привело  к  использованию
микроволнового излучения в радарных  системах  сигнализации.  Дальше  мы
увидим, что радарный принцип - не  единственная  возможность  применения
микроволн в системах охраны.
   Ультразвуковые и микроволновые детекторы разрабатывались в  60-х  го-
дах, но прежде чем решать вопрос, вынесенный в  заглавие,  стоит  разоб-
раться, для чего же конкретно предназначались МКВ-датчики. Они были дос-
таточно просты по конструкции, разрабатывались независимо от  ультразву-
ковых собратьев и предназначались для обнаружения нарушителей в  помеще-
ниях, особенно после того, как те обошли периметровые датчики - к приме-
ру, дверные контакты.
   Следовательно, они выполняли те же функции, что и ультразвуковые  ра-
дары. Цель конструкторов была одна и та  же,  но  если  говорить  точно,
ультразвуковые и МКВ-радары дополнили друг друга. Они не являются после-
довательными этапами прогресса, так как у МКВ-радаров есть и свои досто-
инства и недостатки.

   Физические свойства микроволнового излучения

   Вам могут показаться незнакомыми некоторые слова и понятия,  упомяну-
тые здесь. Сложности можно снять, вновь вернувшись к главе 4. Кроме  то-
го, чтобы не терять время на повторное изложение принципов работы  рада-
ра, позвольте порекомендовать вам ознакомиться еще раз с главой 15.
   После этих необходимых замечаний мы с вами могли бы поглубже рассмот-
реть разницу между МКВ и другими волновыми  принципами  создания  систем
сигнализации, а также плюсы и минусы микроволнового излучения.

   Энергия

   Мы привыкли к мысли, что получаем тепло от солнца. После долгого кос-
мического путешествия оно достигает Земли и согревает нас с вами. Свет -
разновидность этой энергии, ко он по-другому влияет на организм. У  све-
тового излучения выше частота колебаний и короче длина волны.
   Подобная энергия может быть получена искусственным путем.  У  челове-
чества есть световые приборы и приборы, выделяющие тепло.  Микроволновое
излучение - из той же энергетической электромагнитной гаммы. Мы не  рас-
шифровываем значение термина "электромагнитная  энергия",  а  используем
его в качестве различительного обозначения. Ведь  существует  акустичес-
кая, кинетическая и другие виды энергии.

   Длина волны

   Несмотря на свое название микроволновое излучение имеет большую длину
волны, чем свет и тепло, и поэтому может глубже проникать в человеческое
тело и другие материалы. Если бы это было не так, не было бы смысла тор-
говать микроволновыми печами, которые тем и примечательны, что  разогре-
вают пищу изнутри продукта, а не сверху, как это  делают  обычные  печи,
где "работает" более высокочастотный "обычный" жар. Длина волны  излуче-
ния в МКВ-печи - около 25 см. Системы сигнализации  пользуются  и  более
длинными, и более короткими волнами, в чем вы вскоре убедитесь.