Інтелектуальний електромагнітний паркан з просторовою маніпуляцією електромагнітними полями

Реферат: Інтелектуальний електромагнітний паркан з просторової маніпуляцією електромагнітними полями складається з двох приймально-передавальних субблоків, кожен з яких має засіб формування електромагнітного поля. Поля у вигляді електромагнітного паркану, форма і розміри якого визначаються його двома рознесеними приймально-передавальними антенами НВЧ у вигляді антенних решіток. В цифрових антенних решітках є засоби керування електромагнітними полями окремих антенних елементів антенних решіток, так само і при роботі їх на випромінювання, у вигляді НВЧ амплітудно-фазових маніпуляторів, керованих по відповідних ланцюгах з процесора. В розрив кожної з клем антенних елементів, що з'єднують антенні елементи з відповідними, своїми виходами розведення генератора НВЧ підключені НВЧ амплітудно-фазові керовані маніпулятори.. UA 100672 U (12) UA 100672 U UA 100672 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі радіотехніки, радіопроменевих систем охорони об'єктів, електромагнітних (ЕМ) парканів, встановлюються уздовж їх периметрів. Корисна модель являє інтерес при охороні об'єктів, де необхідна маніпуляція радіопроменями антен в просторі, надання ЕМ паркану властивостей візуалізації поточної ситуації в просторі зони контролю, властивостей далекоміра, фокусування зон вивчення простору, перетинаного об'єкта і т. д. Дана корисна модель спрямована на удосконалення винаходу «Інтелектуальний електромагнітний паркан», заявка № а 2013 15281 від 26.12.2013 p., тим самим він став прототипом заявляється. Відомий інтелектуальний електромагнітний (ЕМ) паркан, прототип складається із засобів формування електромагнітного (ЕМ) поля, поля у вигляді довгого паркану, форма і розміри якого визначаються роботою його двох рознесених приймальнопередавальних субблоків, їх антенами, режимами їх роботи. Ці антени являють собою дві НВЧ цифрові антенні решітки (ЦАР) з перемиканням режиму, режиму або на випромінювання, або на режим прийому і назад. Антенна решітка ЦАР першого субблока випромінює ЕМ поле (хвилі) в бік приймаючою антеною решітки ЦАР другого субблока і потім назад і т. д. Є і відповідні пристрої ЦАР, що забезпечують її роботу, а також роботу всього інтелектуального електромагнітного паркану з координаційним процесором, який координує роботу всього пристрою (системи), інтелектуального електромагнітного паркану. У відомому інтелектуальному електромагнітному паркані поліпшена чутливість реєстрації проникнень досягнутому внаслідок зменшення зони фіксації порушень, зменшення, зменшення товщини ЕМ паркану, також з'явилася можливість і індивідуального маніпулювання параметрами ЕМ полів будь-яких складових антенних решіток n x k, антенних елементів всієї антенної решітки N х K, причому будь-якої конфігурації, що працюють на прийом. Але, в ньому відсутні можливість індивідуального маніпулювання параметрами ЕМ полів складових антенних решіток працюють на випромінювання. Тим самим втрачається можливість збільшення контрасту окремих заданих областей спостережуваних ділянок простору, які візуалізуються, формувати збільшену контрастність «радіопідсвічування» окремих фрагментів, які цікавлять, контрольованого простору для вирішення завдань з локальним обсягами, ділянкам контрольованого простору. Поставлена задача вирішується тим, що запропонований інтелектуальний електромагнітний паркан оснащений засобами управління ЕМ полів окремих антенних елементів, також і при роботі їх на випромінювання, додатково до наявних засобів управління окремими антенними елементами, що працюють в режимі прийому. Для забезпечення такого режиму роботи введено наступне: в розрив кожної з клем антенних елементів, що з'єднують антенні елементи з відповідними своїми виходами розведення НВЧ генератора підключені НВЧ амплітудно-фазові керовані маніпулятори [1], [2], а входи управління в яких з'єднані через відповідні ланцюги з процесором. Суть корисної моделі полягає в тому, що в «інтелектуальному електромагнітному паркані з просторової маніпуляцією електромагнітними полями» не тільки забезпечується маніпуляція електромагнітними полями в режимі їх прийому, але так само маніпуляція і в режимі випромінювання. Реалізація досягнення поставлених цілей здійснена наступним: а) введенням керованих НВЧ амплітудно-фазових маніпуляторів в місця приведення антенних елементів в стану роботи в режим випромінювання; б) управлінням НВЧ амплітудно-фазовими маніпуляторами з процесора через відповідні ланцюги (лінії) управління; в) введенням цих ланцюгів управління. Таким чином, запропонований «інтелектуальний електромагнітний паркан з просторовою маніпуляцією електромагнітними полями» дозволяє вирішувати поставлені наступні технічні завдання: 1) досягається маніпуляція електромагнітними полями антенних елементів антенних решіток, їх амплітудною та фазовими компонентами не тільки в режимі їх прийому, але і також в режимі випромінювання; 2) вносяться режим керованої маніпуляції ЕМ полів на випромінювання, тим самим представляється можливість збільшення контрасту окремих заданих областей спостережуваних ділянок простору, які візуалізуються, формування збільшеної контрастності при «радіопідсвічуваннях» вже і окремих фрагментів, що цікавлять, контрольованого простору для вирішення завдань з локальним обсягами, ділянкам контрольованого простору. Запропоновані відмітні ознаки дозволили вирішити поставлені завдання наступним чином: Згадана технічна задача 1) вирішена тим, що розриви місць підключення кожного їх антенного елемента, що забезпечують підключення, роботи цих антенних елементів на режим випромінювання включається свій керований НВЧ амплітудно-фазовий маніпулятор, тим самим 1 UA 100672 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 досягається управління амплітудно-фазовими параметрами випромінюваних НВЧ сигналів з кожного антенного елемента. Згадана технічна задача 2) вирішена тим, що управління режимами роботи керованими НВЧ амплітудно-фазовими маніпуляторами здійснюється наявними в заявленому пристрої (в системі) програмованим (перепрограмованим) процесором, за допомогою внесених відповідних ланцюгів управління, а процесор має ресурс, можливість програмувати його на виконання поставлених завдань, завдань маніпулювання електромагнітними полями на випромінювання антенних елементів як у всій антенній решітці N х К, так і її складових n x k, включаючи і фокусування їх випромінювання на задані ділянки простору, з досягненням та збільшенням контрасту їх візуалізації. Суть корисної моделі та детальний опис роботи Дана корисна модель призначена розширити функціональні можливості інтелектуального ЕМ паркану, ввівши в неї і управління ЕМ полями антенних елементів, що працюють на випромінювання, поточними фазами і амплітудами випромінюваних ними НВЧ сигналів, а застосування програмного управління дозволить застосовувати режими фокусування випромінювання в потрібні місця і застосовувати інші тактичні прийоми, що поліпшують характеристики і можливості ЕМ паркану як системи реєстрації проникнення порушників. У попередньому інтелектуальному ЕМ паркані, в прототипі цифрова антенна решітка дозволяє маніпулювати ЕМ полями антенних елементів тільки при роботі їх на прийом і це принципова відмінність від заявленої. Насправді, в режимі прийому прийняті НВЧ сигнали оцифровуються і після відповідних обробок направляються в процесор, де на цифровому рівні здійснюються маніпуляційні дії з фазами і амплітудами з кожним з прийнятих сигналів, причому в реальному часі і за відповідними програмами. Все це здійснюється тільки в режимі прийому. А ось з випромінюваними сигналами ніяких не передбачено маніпуляцій, ні по фазі, ні по амплітуді - вони відсутні, не передбачені для цього технічні засоби. В ньому з НВЧ генератора модульований сигнал подається безпосередньо на антенні елементи. В заявленому ЕМ паркані для надання можливості маніпуляції по фазі і амплітуді при роботі в режимі випромінювання в місця кожного антенного елемента, де приводяться вони в режим випромінювання, вводяться керовані НВЧ амплітудно-фазові маніпулятори і, природно, також і ланцюга керування ними з процесора, перепрограмованого процесора, має в прототипі. Завдяки можливості маніпуляції амплітуди можна активізувати роботу на випромінювання, але не у всій антенній решітці, N х К, не всіх її антенних елементів, а лише її частини, n x k, причому будь-якої конфігурації і в будь-якій частині - або у верхній її частині, або в нижній, або десь в іншому місці, у вигляді «лінійки», або у вигляді «Г»-подібної конфігурації і т. д. А застосування фазової маніпуляції забезпечується управління променями, діаграмами спрямованості всієї антенної решітки і її частин по командах, алгоритмах, наявними в процесорі. Також по командах з процесора застосуванням відповідних відомих методів синтезу ДН в ЦАР дозволяє в даній системі формувати і багатопроменевий режим [3] не тільки на прийому у даній системі, але й на передачу випромінювання. Властивість формування багатопроменевості, робота з сконфігурованими антенними решітками та перелічені властивості дозволяють здійснювати контроль за станами в контрольованих зонах об'єкта, який охороняється, в різних її ділянках, причому одночасно і в реальному, поточному часі - приймають антенні решітки, відстежують ці зони, а випромінюють здійснюють в них «підсвічування» або для збільшення контрасту візуалізованого зображення, або виявлення тих чи інших особливостей, деталей зображення проникаючого зловмисника, або особливості навколишнього ландшафту, наприклад за допомогою «підсвічувань» бічними НВЧ променями. Можливість перемикання роботи субблоків, скажімо лівого субблока в режим на прийом, а правого в цей час на передачу, а потім навпаки - правого на прийом, а лівого на передачу, дозволяє за розмірами фрагментів «картинки» візуалізованого зображення їх зіставленням визначати місця, віддаленості цих місць, працювати і в режимі дальнометрії. Слід зазначити ще раз, що всі ці додаткові властивості забезпечуються в НВЧ частини ЕМ хвиль, що мають істотно кращі проникаючі можливості, ніж його «світлова» ділянка спектра, тим самим дана система дозволяє забезпечувати описані властивості в будь-яку погоду, включаючи і екстремальні. Таким чином, пропонована корисна модель, в інтелектуальному електромагнітному паркані, у вигляді «інтелектуального електромагнітного паркану з просторовою маніпуляцією електромагнітними полями», завдяки наявним в прототипі наступним можливостям: - формування двох «тіней» від об'єкта, що перетинає радіопроменевий потік; 2 UA 100672 U 5 10 15 20 25 - застосування можливості цифрової антенної решітки, процесорної, цифрової, програмної обробці інформації [4], що надходить, в тому числі і в реальному масштабі часу, наявних можливостей застосування нових програмних забезпечень [5]. В заявленій корисній моделі з її відмітною ознакою, а саме, введеному НВЧ амплітуднофазового маніпулятору, керованого процесором, досягнуто додатково наступне: 1) досягнута маніпуляція електромагнітними полями антенних елементів антенних решіток, їх амплітудною та фазовими компонентами не тільки в режимі прийому ЕМ полів, але й також в режимі випромінювання; 2) вноситься режим керованої маніпуляції ЕМ полями антенних елементів на випромінювання, тим самим можна збільшити контраст заданих областей спостережуваних ділянок простору, які візуалізуються, формування збільшеної контрастності при «радіопідсвіченнях» вже і окремих фрагментів, що цікавлять, контрольованого простору, фокусування випромінювання на задані ділянки простору, із збільшенням контрасту їх візуалізації, все це дозволяє підвищити ефективність ЕМ парканів, засоби попередження несанкціонованих проникнень зловмисників на охоронювані об'єкти. Список використаної літератури: 1. Бокова О.И. Алгоритм анализа и синтеза многочастотных амплитудно-фазовых манипуляторов смешанного типа // Межвузовская научно-практическая конференция ВИ МВД России "Охрана-99": Тезисы докладов. - Воронеж, 1999. - С. 84. 2. Фазовый манипулятор, патент, 2379797, Россия, МПК Н01Р1/18, Опубликован: 20.01.2010. 3. Воскресенский Д.И. Проектирование активных фазированных антенных решёток. Под. ред. Д.И. Воскресенского. - М.: Радиотехника, 2003. - С. 334-351. 4. Зелкин Е.Г., Соколов В.Г. Методы синтеза антенн: Фазированные антенные решетки и антенны с непрерывным раскрывом. - М.: Сов. Радио. 1980. - 296 с. 5. Диссертация Чиркуновой Ж.В. «Пространственная обработка сигналов в цифровых антенных решетках». Код специальности ВАК: 05.12.07, Артикул: 371621, 2009 г. Москва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 50 Інтелектуальний електромагнітний паркан з просторовою маніпуляцією електромагнітними полями, що складається з двох приймально-передавальних субблоків, кожен з яких має засіб формування електромагнітного поля, поля у вигляді електромагнітного паркану, форма і розміри якого визначаються його двома рознесеними приймально-передавальними антенами НВЧ у вигляді антенних решіток, режимами їх роботи, також в субблоках перемикаються генератори НВЧ і підсилювачі НВЧ, що перемикаються їх антенними НВЧ перемикачами з положення підключення антенних решіток, їх антенних елементів до генератора НВЧ або в положення підключення їх до відповідних підсилювачів НВЧ, а самі антенні решітки являють собою дві НВЧ цифрові антенні решітки (ЦАР) з перемиканням їх з режиму випромінювання на режим прийому, випромінювання антенної решітки ЦАР першого субблока в бік приймаючої антенної решітки другого субблока, потім, у результаті переключення антенних НВЧ перемикачів - назад і т. д., є і відповідні пристрої ЦАР, з процесором, що забезпечують їх роботу і роботу всього інтелектуального електромагнітного паркану, в тому числі і його антенних НВЧ перемикачів, по командах, що надходять з процесора і координують їх роботу, який відрізняється тим, що в цифрових антенних решітках є засоби керування електромагнітними полями окремих антенних елементів антенних решіток, так само і при роботі їх на випромінювання, у вигляді НВЧ амплітудно-фазових маніпуляторів, керованих по відповідних ланцюгах з процесора, введені вони відповідно в розрив кожної з клем антенних НВЧ перемикачів, що з'єднують антенні елементи з відповідними своїми виходами розведення генератора НВЧ. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3