Электронная библиотека
Библиотека .орг.уа

Разделы:
Бизнес литература
Гадание
Детективы. Боевики. Триллеры
Детская литература
Наука. Техника. Медицина
Песни
Приключения
Религия. Оккультизм. Эзотерика
Фантастика. Фэнтези
Философия
Художественная литература
Энциклопедии
Юмор





Поиск по сайту
Детективы. Боевики. Триллеры
   Криминал
      Ф. Уоркер. Электронные системы охраны -
Страницы: - 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  - 24  - 25  - 26  - 27  - 28  - 29  - 30  - 31  - 32  -
подползания под него следует изменить его форму. Это можно сделать, используя вытянутый в вертикальной плоскости пара- болический рефлектор высотой в 1 метр и шириной около 25 см. Он устанав- ливается за длинной щелевой антенной типа волновода. Если основание ан- тенны соприкасается с землей, опасность подползания под пучком устраня- ется (при условии, что поверхность достаточно ровная). Такое расположение дает высокую вероятность обнаружения и низкую чувствительность к ложным объектам. Единственный недостаток - расплас- танный в ширину пучок неоправданно увеличивает зону обнаружения. Повер- нув антенну и рефлектор на 90 градусов и установив ориентированный те- перь уже по горизонтали рефлектор в метре от земли, мы получим наиболее интересную конфигурацию микроволнового заграждения. Микроволновый барьер, чувствительный к сдвигу фазы волны Получившееся вертикальное расположение вобрало в себя многие поучи- тельные черты ультразвукового и микроволнового пространственного обнару- жения, поэтому в дальнейшем описании этого барьера мы их повторим. Формирование пучка Как уже было сказано, основная проблема при поиске альтернативы виб- родатчикам на оградах, а также инфракрасным лучам - это крайне ограни- ченное пространство в периметровой зоне, где могут действовать приборы. Однако грамотно сформированный луч способен вписаться в это прост- ранство. Для лучшего представления картины следует иметь в виду, что выход ан- тенны шириной 2 метра при длине волны в 3 см даст ширину пучка в 1 гра- дус. Исходя из этого и применяя упомянутую в главе 16 обратно пропорцио- нальную зависимость сечений отверстия и пучка, можно заключить, что ан- тенна шириной 1 метр даст расхождение пучка в 2 градуса (при той же дли- не волны). Пучок такой ширины вполне впишется в пространство зоны защи- ты. Если мы пожелаем воспользоваться преимуществами более длинноволново- го излучения, например, 12 см, двухметровая антенна даст пучок в 4 гра- дуса, также вполне подходящий для зоны защиты. Он, правда, "съест" по- больше ценного пространства на периметре. Чтобы предотвратить возможность подползания злоумышленника под луч, предпринимаются две меры - антенны сужаются в вертикальной плоскости, отчего по вертикали луч расширяется до угла в 15-20 градусов и касается земли в непосредственной близости от антенны, и, во-вторых, используется принцип "стоячей волны". Использование принципа "стоячей волны" В главе 15 при описании истории разработки ультразвуковых датчиков мы уже упоминали принцип "стоячей волны". Там же отмечалось, как перемеще- ния воздуха существенно влияют на ультразвук. Но в МКВ диапазоне этих воздействий нет, и именно здесь "стоячая волна" проявляет свои свойства наилучшим образом. Чтобы легче представить себе, что происходит, вспомните о трудностях с замиранием сигнала у радиолюбителей. Замирание - суть изменение в силе принимаемого сигнала под действием части сигнала, отраженного от ионос- феры Земли. Все было бы прекрасно, если бы отраженная энергия совпадала на вхождении приемника по фазе с сигналом, пришедшим по поверхности зем- ли. Но ионосфера нестабильна и нестабильна поэтому фаза отраженного сиг- нала. Отраженный сигнал, приходя ко входу приемника то в фазе, то в про- тивофазе, складываясь с основным, увеличивает энергию последнего либо уменьшает, что и приводит к эффекту замирания. При создании систем сигнализации эффект "замирания" может быть ис- пользован для обнаружения нарушителя. Нужно лишь перевернуть только что представленную картинку вверх ногами и подставить на место ионосферы по- верхность земли как отражатель, а на место объекта возмущений - наруши- теля. Результат будет тот же - фазовый сдвиг частот. Полученное "затуха- ние" заставит систему сработать. Таким образом, система прямого луча, использующая идеи "стоячей волны" и чувствительная к сдвигам не только по амплитуде, но и по фазе, способна обнаружить проползающего под барьером злоумышленника. Еще одним интересным моментом является способность микроволнового барьера из "стоячих волн" заполнять небольшие выемки на поверхности. Для этого надо лишь чуть выше закрепить антенну и расширить пучок. Нежелательное затухание Ультразвуковые системы "стоячей волны" имели массу недостатков. Впол- не законный вопрос - а имеются ли указанные недостатки у чувствительных к фазе микроволновых заграждений? Действительно, изменения отражающей способности поверхности в МКВ ди- апазоне могут спровоцировать ложные тревоги. Эти изменения могут быть медленными из-за вырастающей травы и быстрыми при ливневом дожде. Если фазовая "картинка" поверхности меняется сверх установленного допуска, тревоги не избежать. К счастью, допуск этот благодаря неровности земной поверхности доста- точно велик, чтобы сдвиг по фазе его превысил. Он не идет ни в какое сравнение с допуском сдвига по фазе, приводящим к срабатыванию ультраз- вукового датчика, установленного в комнате с гладкими стенами. И все же и микроволновое заграждение может "занервничать", и при ус- тановке длинных цепочек датчиков с этим приходиться бороться. Допустив, что один датчик ошибается раз в году, придется смириться с тем, что ог- раждение из 52 датчиков будет ошибаться раз в неделю. Если это вам ка- жется чрезмерным (а так оно и должно быть), то как вы будете решать эту проблему? Ответ на этот вопрос вы можете сами найти в главе 15. Он выне- сен также в раздел " Темы для обсуждения" в этой главе. Соотношения длины волны, ширины пучка и различающей способности Наиболее очевидная выгода замены инфракрасной системы микроволновым барьером связана с изменением поперечного размера пучка. В главе 14 от- мечалось, что полезное сечение И К пучка света между передатчиком и при- емником - 50 миллиметров. Его может перекрыть и птица, и человек, и раз- личить, кому принадлежат эти сигналы, прибор не в состоянии. Полезное сечение пучка волн в микроволновом барьере - около 300 мм. Птица прервать его полностью не в состоянии, а человек наоборот вряд ли способен пройти, не прервав пучка совсем. Следовательно, с увеличением длины волны увеличивается размер антенны и возможность фильтровать лож- ные тревоги. Дальнейшее увеличение длины волны еще больше повысит различающую спо- собность системы. К тому же, более длинные волны проникают без помех че- рез бумагу и высохшие на солнце неметаллические объекты, подобные листьям. Инфракрасные заграждения реагируют на листопад. Можно возразить, что электронная система инфракрасных приборов спо- собна "выловить" ложные тревоги. На что я отвечу: микроволновые заграж- дения тоже могут быть оснащены подобными системами обработки сигналов, и соотношение преимуществ не переменится. Предел увеличения длины волны достигается тогда, когда антенна стано- вится слишком большой и неуклюжей для реальной ситуации. Поскольку диа- пазон используемых частот ограничен также и государством, на практике волны длиннее 12 см не применяются. Этого вполне хватит для создания на- дежных приемников и передатчиков. Использование более коротких волн Там, где требования к занимаемому пространству очень суровы, у фази- рованной системы еще больше преимуществ. Чтобы сузить пучок, мы можем или сократить длину волны, или расширить выход антенны. А что, если сделать и то, и другое? Результаты нас уди- вят. Более ста лет назад немецкий ученый фраунгофер открыл, что, производя опыты по методике Янга с пучками света, можно при достаточной ширине ще- ли антенны добиться нулевого расхождения пучка на определенном отрезке за отверстием. Фраунгофер установил, что длина нерасходящегося пучка света будет равна частному от деления длины щели антенны на длину волны, умноженному на две длины волны. Это в теории, а на практике можно принять, что не- расходящийся отрезок равен просто длине отверстия, умноженной на это частное. Что нам даст эта формула? Начнем вычисление для волн 3,2 см х-диапазона и антенны с длиной щели 32 см. Частное от деления по упрощенной формуле Фраунгофера - 10, а при умножении на 0,32 метра - получим, что пучок не разойдется на отрезке 3,2 метра. Какое разочарование! Если микроволновому заграждению предсто- ит перекрыть 100 метров пространства, результатом наших вычислений можно пренебречь. А вот если перейти на длину волны 8 мм (Q-диапазон), а щель антенны увеличить в четыре раза, т.е. до 128 см, частное от деления 128 см на 0,8 см будет равно 160. Теперь помножим 160 на 1,25 /округленную длину антенны/ и получим, что пучок не будет расходиться на отрезке в 205 мет- ров! Этого достаточно практически для любой области применения микровол- новых барьеров. Ничейная полоса под нерасходящимся пучком будет шириной 1 метр, а расстояние между внешним и внутренним ограждением можно вполне сократить до 2 метров. Преимущества нерасходящегося пучка таковы: 1/ Поскольку по горизонтали контуры пучка не меняются и расширяется он лишь по вертикали, удвоение расстояния между передатчиком и приемни- ком уменьшает мощность сигнала на приемнике вдвое, а не вчетверо. Следо- вательно, лучше используются те малые мощности, которые правительство разрешило для микроволновых приборов. 2/Пространственная чувствительность вдоль пучка более равномерна, так как соотношение площадей перекрытия пучка телом нарушителя изменяется незначительно на всем участке от передатчика до приемника. 3/ Наземное пространство, необходимое для установки системы, сокраща- ется до минимума. 4/ Физический закон падения энергии излучения в четвертой степени с увеличением дистанции превращается в квадратичное ослабление сигнала в обычных микроволновых барьерах и сводится к простой линейной зависимости при использовании барьера с нерасходящимся пучком. Нерасходящиеся пучки и методы заполнения непросматриваемых участков в чувствительных к сдвигу по фазе системах "стоячей волны" пока еще слабо используются на практике. Время покажет, кто первым займется освоением этих преимуществ. Области применения микроволновых барьеров Установить подходящие области применения микроволновых барьеров можно опять-таки методом исключения. Как уже говорилось в начале этой главы, микроволновые барьеры созда- вались как средства раннего обнаружения нарушителя на границе зоны охра- ны. Позже их стали использовать и для охраны особо рискованных зон внут- ри объекта, включающих несколько помещений. Поскольку "струны" микроволнового барьера практически невидимы, люди вполне могут пересечь их и без дурных намерений - случайно. Чтобы избе- жать этого, микроволновое заграждение необходимо устанавливать 1 внутри 0 видимого заграждения. Точно так же с внутренней стороны зоны на грани- це поля микроволнового заграждения лучше поставить еще одну изгородь. Она не пустит в зону работы микроволнового заграждения случайно забред- ших туда обитателей охраняемого объекта. В зонах очень высокого риска дублирующее ограждение тоже может быть оснащено системой сигнализации. Однако независимо от конструктивных деталей двойное заграждение - это очень дорогое удовольствие. Но, по-моему, если риск очень высок и альтернативы нет, то уверенную работу системы сигнализации стоит опла- тить. Не стоит устанавливать систему, не веря в ее возможности отличить реальную тревогу от ложной. Принцип " на всякий случай" не подходит. Со- поставимой альтернативой двойному заграждению является внутренняя систе- ма телевидения, если есть возможность быстро реагировать на ее сигналы. Особенности внутренних систем телевидения обсуждаются в главах 7 и 22. Достоинством микроволновых барьеров является то, что злоумышленнику очень трудно их перехитрить. Случайный прохожий, как уже говорилось, мо- жет незаметно для себя попасть в невидимую зону ограждения. То же может произойти и с нарушителем. В местах установки передатчиков и приемников можно превратить в преи- мущество такой недостаток антенн как их раскинутые в стороны "лепестки, которые могут перекрывать совершенно неожиданные добавочные зоны. Это преимущество усиливается перекрыванием пучков на углах и в длинных от- резках ограды. Если периметр сильно изломан, количество пар "передатчик-приемник" может превысить разумные пределы. Экономия оборудования в таком случае достигается переработкой всей концепции охраны объекта и концентрацией средств сигнализации на действительно уязвимых точках. Слишком пересеченный рельеф периметра исключает использование микро- волнового заграждения и требует геодезически привязанной к себе системы сигнализации. Источники тока и сигнальное оборудование Системы, использующие диоды Ганна как источники МКВ излучения, требу- ют подпитки постоянным током от внешнего источника. Именно стоимость их подключения к источнику тока и к контрольному пульту существенно влияет на стоимость микроволнового барьера и на решение о его закупке. Когда на место диодов Ганна ставятся транзисторы, тиристоры и иные высокоэффективные МКВ источники, энергетические аппетиты системы падают настолько, что становится выгодным использовать в качестве источников тока солнечные батареи. В течение дня небольшой аккумулятор, обслуживаю- щий отдельно взятый датчик, вполне успевает запастись энергией для ноч- ной работы. Для эффективной связи с центральным пультом поста охраны сигнал тре- воги с каждого датчика может быть слегка видоизменен. Система обработки информации на центральном пульте, зная соответствие вида сигнала его местоположению, легко различит, на каком отрезке произошло нарушение. Это резко сокращает затраты на поиск места возникновения сигнала. Запатентованные устройства Производимые системы для микроволнового барьера сильно отличаются друг от друга, но каждая создается таким образом, чтобы поступать на ры- нок в виде дешевой версии с единым серийным товарным наименованием. Стоит начать с барьеров, срабатывающих при прерывании пучка. Образцом подобной системы, выпускаемой в США, штат Аризона, фирмой " Southwest Microwave". Антенна системы заключена во всепогодный защитный кожух и дает конический микроволновый пучок. Как и в большинстве других микро- волновых систем сигнализации, излучение генерируется полевым транзисто- ром на базе арсенида галлия. В Великобритании создание целостных систем охраны и их установка осуществляется фирмой " Fieldtech Heathrou Ltd". Британская компания "Racal" представила систему, срабатывающую при прерывании пучка и перекрывающую поверхность земли. Метод, использован- ный для формирования пучка, становится очевидным при взгляде на волно- водную щелевую вертикальную антенну устройства, за которой установлен вертикальный параболический рефлектор. Транснациональная корпорация со штаб-квартирой в Великобритании "Shorrock Secenitty Systems" обратила свои взоры на третью разновидность микроволновых барьеров, чувствительную к фазовому сдвигу благодаря гори- зонтально установленной антенне. Они разработали, в числе прочих, и пе- реносную систему. Ее можно использовать, например, для временной охраны самолетов и вертолетов. Менее экзотическая система подобного типа разработана фирмой " Frowds". Она называется "Frowds Ynvisiwall" (" Невидимая стена"). Компа- ния " Frowds" из Плимута, по всей видимости, первой оснастила датчики своего микроволнового барьера солнечными батареями для автономного пита- ния. Темы к обсуждению В этой главе содержится столько намеков на решение проблем "стоячей волны" в системах, чувствительных к фазовому сдвигу, что найти его вам, видимо, будет просто. Но знать, что надо сделать, это еще не все. Глав- ное - понять, как сделать все аккуратно и экономно. Для этого можно, например, установить на бетонную поверхность пару элементов переносного микроволнового заграждения, закрепить передатчик на высоте, скажем, 1 метр, и поэкспериментировать с высотой и дистанцией крепления приемника. При этом следует следить за показаниями датчиков о силе поступающего сигнала. Будем надеяться, что данные натолкнут вас на достойные обсужде- ния решения. Если нет, то сможете ли вы убедить себя и своих коллег, что проблемы "стоячей волны" просто нет? Серьезное обсуждение этого вопроса поможет вам выяснить практически все необходимое о микроволновых заграждениях. ГЛАВА 21 УСТРОЙСТВА "НАВЕДЕННОГО ПОЛЯ" (УНП) Уже стало традицией воспринимать устройства "наведенного поля" как приборы дистанционного включения дверей и другой техники. По мере ис- пользования в этом качестве они так плохо себя зарекомендовали, что за- работали дурную славу "неуправляемых" и были исключены из поля зрения конструкторов. А если их попробовать использовать для перехвата наруши- телей, подобно инфракрасным и микроволновым приборам, то они раскроют во всей красе такое незаменимое качество, как способность отслеживать все изгибы рельефа. Сенсоры электрического поля Давайте сначала разберемся с терминами. "Электрическое" не значит "Наэлектризованное". УНП не имеет ничего общего с бьющей током проволоч- ной оградой на фермах. Датчики электрического поля, используемые в УНП, работают под низким напряжением и используются как конденсаторы. Желая понять поглубже работу УНП, представьте себе классический кон- тур усилителя радиоприемника - конденсатор, соединенный с индукционной катушкой для настройки. При вращении ручки настройки можно менять часто- ту приема и настраиваться на различные станции. Для создания УНП доста- точно один выход аккумулятора заземлить, а другой подключить к проводу в метре или более от земли. Осталось замкнуть на этот провод-конденсатор индукционную катушку и создать в контуре переменный ток определенной частоты. Единственное, в чем надо удостовериться - что на работу конденсатора влияет нарушитель, а не катушка. Электрическая емкость человеческого те- ла очень мала, поэтому контур должен быть пропорционально уменьшен до такой степени, чтобы электронное оборудование смогло было изменению ем- кости контура уверенно поднять тревогу. Чтобы избежать злополучного сдвига фазы из-за эффекта "стоячей волны" в контуре, нам придется удлинить, насколько это возможно, задаваемую волну. С точки зрения электроники, это не проблема. При этом лишь воз- растет индуктивность катушки и снизится резонансная частота. При созда- нии барьеров основным фактором является длина каждой зоны обнаружения. Чем короче она будет, тем точнее можно локализовать место нарушения. Од- нако дробление зон увеличивает общую стоимость системы из-за роста рас- ходов на дополнительное контрольное и индикаторное оборудование. Различ- ные фирмы предлагают устройства с рекомендованной длиной зоны от 30 до 150 метров и соответственно резонансными частотами от 150 килогерц и вниз по шкале до границы между ультразвуковыми и звуковыми колебаниями. Теперь обратимся к типичным областям использования УНП. Электрические поля в сочетании с видимым заграждением На практике вместо того, чтобы подключаться к земле как второй обк- ладке конденсатора, подключение производят к специально размещаемому на ограде проводу. Это как бы "вторая земля", которая позволяет, закрепив его поверху, создать электрически сбалансированное поле. Дальнейшим усовершенствованием может быть также оснащение УНП допол- нительными проводами, ограничивающими размеры поля, и, таким образом, увеличивающими его проникающую способность. Это также снижает "размазы- вание" зоны наблюдения. Наземное пространство, необходимое для эффектив- ной р

Страницы: 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  - 24  - 25  - 26  - 27  - 28  - 29  - 30  - 31  - 32  -


Все книги на данном сайте, являются собственностью его уважаемых авторов и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Просматривая или скачивая книгу, Вы обязуетесь в течении суток удалить ее. Если вы желаете чтоб произведение было удалено пишите админитратору Rambler's Top100 Яндекс цитирования