Устройство для тревожной сигнали-зации

Устройство для тревожной сигнали-зации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсинк

Соцналнстнчесинх

Рвслублнк

It ABTOK340hA3F (61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 21.11. 79(21) 2845020/18-24 (53) М. Кл.

G 08 В 13/24 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 30и5р1. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 300581 (53) УДК 654 ° 91 (088 . 8) (72) Автор изобретения

Г.Б.Шепитько (7! ) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институтпротивопожарной обороны МВД СССР

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Устройство тревожной сигнализации относится к автоматическим системам тревожной сигнализации и может быть использовано в радиолокационных,ульт- развуковых или оптических локационных системах обнаружения объектов, движущихся среди неподвижных предметов, в частности в сверхвысокочастотных системах охранной сигнализации.

Известны устройства тревожной сигнализации, использующие электромаг" нитное поле и ультразвуковое поле, которые построены по принципу рециркуляции волн, отраженных QT объектов, подлежащих обнаружению. Такие 15 устройства работают н двух режимах: дежурный режим (при отсутствии нарушителя в охраняемой зоне) и режим обнаружения (при перемещении нарушителя в охраняемой зоне) . Каждое из этих устройств содержит последовательно соединенные приемник, усилитель и передатчик > причем к выходу усилителя подключен индикатор тревоги.

Особенность устройств заключается в том, что в них через усилитель образуется обратная связь между выходом приемника и входом передатчика. Благодаря наличию этой связи принимаемые приемником сигналы рециркулируют в замкнутой системе "приемник-усилительпередатчик-отражающий объект (нарушитель) — приемник" .

Использование такой обратной связи позволяет снизить более чем на порядок мощность, излучаемую передатчи-, ком в дежурном режиме, сохранив при этом надежность и дальность обнаружения (1j и j2) .

Недостатком известных устройств .является существенное увеличение мощности излучения при появлении нарушителя в охраняемой зоне вследствие саиовозбуждения устройства в режиме обнаружения. Такое увеличение мощности излучения дециметровых сверхвысокочастотных устройств тревожной сигнализации может, например, нарушить. работу высокочувствительных приемников радиорелейной линии связи, работйющИх и деЦиметровом диапазОНЕ волн, так как чувствительность этих приемников достигает 126 дБ/Вт.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные приемник, усилитель, усилитель-ограничитель и передатчик, выходная мощность которого пропорциональна величине управляющего напряжения íà его входе. К управ.

834 734 ляющему входу усилителя подключен выход,блока автоматической регулиров ки усиления(ЛОУ) с большой постоянной . времени, а к выходу — вход блока АРУ и вход индикатора тревоги. При отсутствии нарушителя в зоне обнаружения блок ЬРУ поддерживает такой коэффициент усиления усилителя, при котором замкнутая система "приемник-усилитель усилитель-ограничитель-передатчикотражающие неподвижные предметы-приемник" находится на грани самовозбуждения, но не самовоэбуждается.

При этом на выходе УсиЛитЕля уровень напряжения внутренних шумов приемника (усиленных в приемнике и усилителе) настолько мал, что не вызывает сраба- 15 тывания индикатора тревОги. Кроме того, вследствие малости уровня этого напряжения передатчик, управляемый выходным напряжением усилителя-огра-: ничителя,излучает в дежурном режиме 20 малый уровень мощности зондирующего сигнала, модулированный этим напряжением. Постоянная времени и глубина АРУ выбирается из условия ком пенсации медленных флуктуаций во времени коэффициентов усиления приемника, усилителя, усилителя-ограничи- теля и передатчика, а также медленных изменений коэффициента передачи локационного канала "выход передатчика— отражающие местные предметы — вход приемника". Появление нарушителя в охраняемой зоне приводит к быстрому увеличению коэффициента передачи локационного канала" выход передатчика — нарушитель-вход приемника "и при выполнении баланса амплитуд и фаз в замкнутой системе "приемник-усилитель-усилительограничитель-нарушитель-приемник" возникают автоколебания.

Резкое увеличение в режиме обнару- 40 жения выходного напряжения усилителя вызывает срабатывание индикатора тревоги регистрируя таким образом факт появления нарушителя в охраняемой зоне. Надежность обнаружения . нарушителя таким устройством определяется величиной превышения напряжения на входе индикатора тревоги.

Под этим превышением понимается отношение максимального значения нанря- 0 жения в режиме обнаружения к максимальному значению напряжения в дежурном режиме. Коэффициент усиления усилителя за время обнаружения благодаря инерционности АРУ практически.не успевает уменьшиться, а полоса пропускания этого усилителя выбирается таким образом, чтобы человек с максимальной скоростью не смог пройти охраняемую зону, не вызвав самовозбуждения этого циркуляционного $Q устройства 13 .

Однако существенного снижения уровня мощности в режиме обнаружении достигнуть s таком устройстве не удается вследствие падения надежности обнаружения нарушителя „поскольку существенное снижение йорога ограни чения в усилителе- ограничителе приводит к уменьшению величины превышения напряжения на входе индикатора тревоги.

Цель изобретения — существенное снижение мощности излучения устройст,ва тревожной сигнализации при сохранении надежности обнаружения, что позволяет повысить надежность устройства.

Поставленная цель достигается тем; что в устройство для тревожной сигнализации, содержащее последовательно соединенные приемник, усилитель-ограничитель и передатчик, блок АРУ, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход подключен к управляющему входу усилителя, и индикатор тревоги, введены второй блок автоматической регулировки усиления, блок вычитания и второй усилитель, вход которого соединен с выходом приемника, выход блока вычитания подключен ко входу индикатора тревоги и через второй блок АРУ вЂ” к управляющему входу второго усилителя, при этом выходы обоих усилителей соединены со входами блока вычитания.

В результате такого построения устройства сигналы с выходов усилителей преобразуются таким образом, что при малом уровне излучаемой мощности достигается превышение напряжения на входе индикатора тревоги, обеспечивающее требуемую надеж-. ность обнаружения.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства тревожной сигнализации.

Устройство содержит приемник 1, Усилители 2 и 3, блоки 4 и 5 АРУ, усилитель-ограничитель 6, передатчик

7, блок 8 вычитания и индикатор 9 тревоги. Усилитель 3 идентичен усилителю 2, т.е. эти усилители имеют одинаковые амплитудные, амплитудночастотные и фазо-частотные характеристики в диапазоне частот и амплитуд выходного сигнала приемника. Для обеспечения высокой точности вычитания выходных сигналов усилителей

2 и 3 блок 8 вычитания имеет коэффициент подавления синфазных составляющих на его входах, превышающий

30 дБ.

В дежурном режиме напряжение шума (обусловленного действием внутреннего шума приемной антены и входных каскадов приемника 1) после усиления, фильтрации и демодуляции в приемнике

1 в виде низкочастотных флуктуаций поступает через усилитель 2 и усилитель-ограничитель б на вход передатчика 7, передающая антенна которого излучает модулированный шумом по амплитуде зондирующий сигнал. Напряжение задержки в блоке 5 АРУ выбирается

834734 таким образом, чтобы в дежурном режиме коэффициент усиления тракта

"вход приемника 1 -усилитель 2усилитель-ограничитель б-выход передатчика 7" был меньше затухания зондирующего сигнала в локационном канале "выход передатчика — отражакщие неподвижные предметы - вход приемника

1". При этом передатчик 7 излучает малый уровень мощности зондирующего сигнала. В дежурном режиме благодаря блоку 4 АРУ автоматически осущест-вляется такое выравнивание коэффйциентов усиления усилителей 2 и 3, при котором одно и то.же напряжение шумов, пройдя с выхода приемника 1 через одинаковые усилители 2 и 3, после вычитания с большой точностью в блоке S вычитания значительно ослабляется и не вызывает срабатывания индикатора тревоги 9. Порог сравнения в индикаторе тревоги 9 выбирается из 20 условия обеспечения заданной вероятности ложной тревоги.

В режиме обнаружения, когда нарушитель проник в охраняемую зону, увеличивается коэффициент передачи локационного канала ",выход передат-. чика 7 — нарушитель — вход приемника

1". Уровень выходного напряжения усилителя 2 резко увеличивается вследствие возникновения положитель- ЗО ной обратной связи в этом усилителе 2 через локационный канал. При этом важно отметить, что поскольку локационный канал в рециркуляционном устройстве является одним из элементов цепи обратной связи (усилительограничитель б — передатчик 7 — локационный канал — приемник 1), охватывающей усилитель 2, то изменение коэффициента передачи локационного канала приводит к изменению ампли- 40 тудно-частотной и фазо-частотной характеристик усилителя 2. Следова.— тельно, появление нарушителя в охраняемой зоне приводит к увеличении коэффициента усиления усилителя 2, 45 уменьшейию полосы пропускания и увеличению времени задержки сигнала в полосе пропускания усилителя 2. В то же время усилитель 3 (идентичный усилителю 2 при отсутствии нарушителя в охраняемой зоне) свои характеристики при появлении нарушителя в охраняемой зоне не изменяет, так как он не охвачен цепью обратной связи через локационный канал. Блок 8 вычитания фиксирует различие характерисувк усилителей 2 и 3 по их отклику на одно и то же напряжение сигнала, поступающее на,их входы с выхода приемника 1 ° Использование различия характеристик усилителей 2 и 3, 40 которое возникает при появлении наруши= тела в охраняемой зоне, позволяет реализовать на входе индикатора 9 тревоги величину превышения напряжения гораздо большую чем на выходе усилителя 2 и достаточную для надежного срабатывания индикатора 9 тревоги.

Выигрыш в величине этого превышения тем больше, чем больше коэффициент усиления приемника и чем меньше нестабильность характеристик усилителей 2 и 3, а также чем больше точность выполнения операции вычитания в блоке вычитания 8. Например, в испытанном макете предлагаемого устройства величина выигрыша ограничивалась точностью вычитания сигналов в блоке 8.

Использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить мощность излучения на 8 дБ при одном и том же значении превышения напряжения на входе индикатора тревоги. В макете устройства коэффициент усиления приемника был равен 10, нестабильность характеристик усилителей 2 и 3 не превышала 10, а в качестве блока ,вычитания использовалась микросхема

1УТ401А, в которой подавление синфазной составляющей составляло 3040 дБ. Если же в качестве блока вычитания использовать микросхемы

140УД5, 140УД9 или 153УД5, у которых коэффициент подавления синфазной составляющей не менее 80 дБ, то введение усилителя 3, блока 4 АРУ и блока 8 вычитания позволит снизить на

15-20дБ мощность, излучаемую устройством тревожной сигнализации в режиме обнару>кения.

Реализации такого снижения мощности излучения позволяет обеспечить электромагнитную совместимость уст- ройства тревожной сигнализации дециметрового диапазона с радиорелейными линиями промышленного применения и создать дешевый серийный сверхвысокочастотный датчик дециметрового диапазона для охраны помещений, поскольку именно в дециметровом диапазоне волн достигается низкая стоимость СВЧ части датчика.

Снижение мощности излучения передатчиков устройств трево>кной сигнализации позволяет также уменьшить величину мощности, потребляемой от источников питания, и уменьшить габариты этих устройств.

Формула изобретения

Устройство для тревожной сигнализации, содержащее последовательно соединенные приемник, усилитель, усилитель-ограничитель и передатчик, блок автоматической регулировки усиления, вх>од которого соединен с выходом усилителя, а выход подключен к управляющему входу усилителя и индикатор тревоги, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены второй. блок автоматической регу834734

Составитель О.Богомолова

Редактор Н.Безродная Техред A.Савка Корректор С.Шекмар г Заказ 4105/77 .Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,й»35,Раушская нас.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лировки усиления, блок вычитания и второй усилитель, вход которого соединен с выходом приемника, выход бло ка вычитания подключен,ко входу индикатора тревоги и через второй блок авто матической регулировки усиления - к уп. равляющему входу второго усилителя, выхбды обоих усилителей соединены со входами блока вычитания.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент Германии Ю 731970, кл. 74а 21/12, 1943.

2. Патент ФРГ 9 1249731, кл. 74а 21/10, 1959.

3. Патент СШй 9 3065455, :«л. 340-16; 1962 (прототип) .