DE1616424A1 - System zum UEberwachen eines vorgegebenen UEberwachungsgebiets - Google Patents

Description

• "System zum Überwachen eines vorgegebenen Überwachungsgebiets" Für die Absicherung eines Gelandes gegen unbefugtes Betreten gibt es abgesehen von Drahtzäunen, Gräben etc. eine Reihe von vorwiegend elektrisch wirkenden Systemen, die eine Alarmmeldung abgeben, wenn eine Person die Gelädegrenzen überschreitet. Durch eine Aufteilung der Alarmmeldungen nach Überwachungsabschnitten kann der Ort der Alarmmeldung mit signalisiert werden, so daß dem Beobachtungspersonal dadurch ein gezielter Einsatz ermöglicht wird.
• Die bisher bekannten Gelände-Uberwachungssysteme haben jedoch noch eine relativ hohe Fehlalarmrate, hervorgerufen durch Jildtiere und Vögel. Unabhängig davon, ob das über wachungssystem mit Lichtschranken oder mit Infrarotdetektoren arbeitet, ob es auf Änderungen in einem elektrise@ n Feld anspricht oder ob es nach dem Radarprinzip wirkt ist es auch von der Meßtechnik her gesehen sehr schwierig, zwischen einem aufrecht gehenden bzw. gar kriechenden Menschen und einem Kleinwild bzw größerem, fliegenden Vogel zu unterscheiden und dann in Jedem Fall bei einem Menschen eine Alarmmeldung auszulösen.
• Die Erfindung betrifft ein System zum Überwachen eines vorgegebenen, aus einem Flächen- oder Raumausschnitt bestehenden tJb'erwachungsgebiets auf das Auftreten möglicher Fremd-oder Störkörper, beispielsweise unbefugter Personen, und beim Feststellen eines solchen Auftretens zum automatischen Erzeugen und Abgeben eines vorgegebenen Steuerbefehls, beispielsweise des Auslössignals einer Alarmgeteeinrichtung, unter Verwendung eines oder mehrerer beispielsweise als Radargeräte ausgebildeter Sensoren, deren Wirkungsbereiche einerseits - gegebenenfalls mit teilweiser gegenseitiger Überlappung - einander anschließen und den Abmessungen des Überwachungsgebietes angepaßt sind und deren Ausgangssignale andererseits die Erzeugung und Abgabe des jeweiligen Steuerbefehls steuern.
• Fig. 1 zeigt ein System dieser Art im Beispielsfall der Geländeüberwachung mittels Radargeräten, die einen gegenseitigen abstand Ä aufweisen und die mit 1 und 2 bezeichnet sind. Ihre Antennenrichtdiagramme sind dicht an den Grenzen des zu überwachenden und durch einen Drahtzaun eingeschlossenen Geländes parallel zu dem Zaun ausgerichtet und überlappen sich teilweise Ist ein solches Vberwachungssystem z. B. mit CW-Radargeräten aufgebaut, so wird beim Eindringen einer Person in das überwachte Gebiet durch kleinste auf die Radargeräte bezogenen Radialbewegungen eine Dopplerfrequenz erzeugt, die zum Auslösen einer Alarmmeldung benutzt werden kann. Die Bodenbeschaffenheit der überwachten Schneise muß dabei so sein, daß keine für die Radargeräte abgeschatteten Gebiete durch Erdhügel, Mulden, Sträucher und dgl. entstehen, die für ein "Durchbrechen" des mit Radar überwachten Gebietäs ausgenutzt werden können. Oft wird auch diese überwachte Schneise noch zusätzlich gepflügt und danach geeggt, um als weiteren Hinweis Fuß- oder Kriechspuren vom Eindringling zu erhalten. Stets wird jedoch bei solchen Überwachungssystemen eine Einzäunung des gegen unbefugten Be° tretens zu sichernden Geländes notwendig, da Verbotssohilder alleine oft und speziell von spielenden Kindern nicht beachtet werden und zum anderen Wildwechsel von größeren Tieren damit unterbunden werden kann.
• Wie bereits erwähnt, haben auch solche Radar-Uberwachunssysteme den Nachteil, daß selbst Kleinwild mit geringer, wirksamer Reflexionsfläche über ein Radargerät Alarm aust lösen kann, sofern der Abstand zu diesem Gerät entsprechend klein ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der beschriebenen Art anzugeben, das Fehlalarme weitgehend vermeidet.
• Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zu Jedem Sensor ein zusätzlicher, mit ihm kooperierender Sensor vorgesehen ist, dessen eigener Wirkungsbereich sich mit dem Wirkungsbereich seines kooperativen Sensors in demJenigen Teil des Überwachangsgebiet6, innerhalb dessen die jeweils zwei miteinander kooperierenden Sensoren die möglichen Fremd- oder Störkörper erkennen sollen, von unterschiedlichen Richtungen her überlappt, daß ein Fremdkörper bzw. Störkörper, der in dem gemeinsamen Wirkungsbereich zweier miteinander kooperierender Sensoren auftaucht, in jedem Sensor ein getrenntes Ausgangssignal hervorruft und daß diese Ausgangssignale nur dann zum Erzeugen und Abgeben des vorgegebenen Steuerbefehls ausgewertet werden, wenn sie in zwei miteinander kooperierenden Sensoren gleichzeitig auftreten.
• Bei Verwendung eines erfindungsgemaßen Systems zur flberwachung aneinander anschließender Überwachungsgebiete ist es häufig besonders vorteilhaft, Radargeräte als Sensoren zu verwenden und deren antennen als sog. Janusantennen mit zwei gegeneinander um 1800 versetzten Strahlungsdiagrammen zu verwenden, die durch zwei Rücken an Rücken stehende Parabolantennen oder andere Antennentypen erzeugbar sind.
• Dieser Einsatz fall des erfindungsgemäßen Systems ist als usführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 2 gezeigt. Wie erkennbar, überdecken sich die Erfassungsdiagramme benachbarter Radargeräte gegenseitig, wodurch eine Alarmgebung von der gleichzeitigen Meldung zweier einander gegenüberstehenden Gebiete abhängig gemacht werden kann. Damit wird erreicht, daß Kleinwild, Vögel etc. keine Alarmmeldung auslösen können. Das Großwild wird - wie bereite erwähnt -durch den Zaun ferngehalten. Sind z. 3. die in Fig. 2 gezeigten Erfassungsdiagramme auch bei ungünstigen Reflexionsverhältnissen für einen Menschen gültig, so wird beim Ein--dringen eines Menschen in das überwachte Gebiet in jedem Fall von zwei gegenüberstehenden Radargeräten gleichzeit@ Meldungen abgegeben, die vorschlaggemäß als Alarmmeldung gewertet werden sollen. Ist die Reflexionsfläche eines anderen bewegten Gegenstandes oder Körpers kleiner als der 16te'Teil dieser oben auf den Menschen bezogenen Reflexionsfläche, so ist die Erfassungsreichweite für die Radargeräte um die Hälfte reduziert und nur ein Radargerät kann eine Meldung abgeben, die nicht zur Auslösung eines Alarms führen soll, sondern beispielsweise als Vorwarnung oder ähnliches gewertet werden kann. Dies folgt aus der nachstehend bekannten Formel: wobei Rmax = max. Reichweite des Gerätes, Pt = Sendeleistung, # - Wellenlänge des Senders, # = Reflexionsfläche, Smin = min. auswertbare Empfangsenergie.
• In Fig. 3 ist die relative Empfangsenergie zweier gegenüberstehender Radargeräte in Abhangigkeit deren Abstandes zu einer Reflexionsfläche # aufgezeigt. Eine um den Divisor 20 kleinere Reflexionsfläche kann bei der eingezeichneten Entdeckungsschwelle der Radargeräte nur maximal bei einem Gerät eine Meldung auslösen. Dieses vorgeschlagene System versagt, wenn ein größerer Vogelschwarm sich zwischen zwei gegenüberstehenden Radargeräten niederläßt oder z. B. zwei kleine Wildtiere jeweils in geringer Entfernung zu diesen Geräten sich gleichzeitig bewegen. Diese eben gezeigten Falle dürften jedoch sehr selten auftreten1 wobei der erstgenannte Fall durch Aufstellen von Vogelscheuchen oder ähnlich wirkende Anordnungen weitestgehend verhindert werden kann, Eine von außen her gewollte elektrische Störung des tfl>erwachungssystems z. B. durch Störsender wird einmal durch den vorhandenen Drahtzaun sowie durch die hochbündelnden Antennen und zum anderen durch die Tatsache, daß zur Aus lösung eines Fehlalarms zwei Störfrequenzen abgestrahlt werden müssen, die den unterschiedlichen BetriebsSrequenzen zwei gegenüberstehender Radargeräte entsprechen, erschwert.
• Dieses System ist auch vorteilhaft einsetzbar für die Meldung z. B. tieffliegender Flugobjekte, wobei dann die Antennen der Radargeräte vorteilhafterweise in der Elevation ein cosec2-Diagramm haben, mit einer Höhenerfassung für Flugzeuge vpn mindestens einigen hundert Metern.
• Um eine möglichst geringe Fehlalarmrate zu erzielen, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das System so erweitert, daß neben dem in Fig. 4 gezeigten, bisher beschriebenen System, bestehend aus den Radargeräten 1, 2, 3, 4, 5, usf. ein weiteres Uberwachungssystem, bestehend aus den Radareräten A, B, G, usf. hinzugefügt wird, Vorteilhafterweise stehen diese beiden Radarketten nicbt; -wie in Fig. q gezeigt - parallel zueinander, sondern angenähert in einer Flucht. Wird die Auslösung eines Alarms von der Meldung folgender Stationen abhängig gemacht, A&3&1 &2 oder A & B & 1 & 3 oder A & 3 & 2 & 3 oder A & C & 2 & 4 oder B & C & 3 & 4 usf. und beziehen sich die eingezeichneten Erfassungsdiagramme auf die wirksame Reflexionsfläche von Flugzeugen, so wird die Anzahl der möglichen Fälle für eine Auslösung von Fehlalarmen durch Vögel und/oder Vogelschwärmen stark reduziert.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1) System zum Überwachen eines vorgegebenen, aus einem Flächen- oder Raumausschnitt bestehenden Überwachungsgebiets auf das Auftreten möglicher Fremd- oder Störkörper, beispielsweise unbefugter Personen, und beim Feststellen eines solchen Auftretens zum automatisohen Erzeugen und Abgeben eines vorgegebenen Steuerbefehls, beispielsweise des Auslössignals einer Alarmgebeeinrichtung, unter Verwendung eines oder mehrerer beispielsweise als Radargeräte ausgebildeter Sensoren, deren Wirkungsbereiche einerseits gegebenenfalls mit teilweiser gegenseitiger Uberlappung - Oh einander anschließen und don Abmessungen des Uberwachungs gebiets angepaßt sind und deren Ausgangssignale andererseits die Erzeugung und Abgabe des jeweiligen steuerbefehls steuern, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Sensor ein zusätzlicher, mit ihm kooperierender Sensor vorgesehen ist, dessen eigener Wirkungsbereich sich mit dem Wirkungsbereich seines kooperativen Sensors in demjenigen Teil des Ubrwchungsgebiets, innerhalb dessen die jeweils zwei miteinander kooperierenden Sensoren die möglichen Fremd- oder Störkörper erkennen sollen, von unterschiedlichen Richtungen her überlappt, daß ein Fremdkörper bzw. Störkörper, der in dem gemeinsamen Wirkungsbereich zweier miteinander kooperierender Sensoren auftaucht, in jedem Sensor ein getrenntes Ausgangssignal hervorruft und daß diese Ausgangssignale nur dann zum Erzeugen und Abgeben des vorgegebenen Steuerbefohls ausgewertet werden, wenn sie in zwei miteinander kooperierenden Sensoren gleichzeitig auftreten.
2. 2) System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Richtungen, aus denen sich die Wirkungstereiche zweier miteinander kooperierender Sensoren überlappen, derart unterschiedlich sind und daß andererseits die Ansprechempfindlichkeiten derselben zwei miteinander kooperierenden Sensoren derart gewählt sind, daß ein Fremd- bz.

   Störkörper, der in dem gemeinsamen Wirkungsbereich zweier miteinander kooperierender Sensoren auftaucht und dessen abgegebene bzw. rückgestrahlte Strahlungsenergie der die Sensoren beeinflussenden Art eine vorgegebene Größe unterschreitet.,. Ausgangssignale höchstens in einem der zwei miteinander kooperierenden Sensoren hervorruft.
3. 3) System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vcrwendung von mehr als einem Sensorpaar, dessen Eiazel- Sensoren miteinander kooperieren, die Aufstellungsorte der benachbarten Einzelsensoren jeweils benachbarter Sensorpaare identisch sind
4. 4) System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß -bei Verwendung von Radargeräten als Sensoren - in den identischen Aufstellunsorte'n jeweils zweier Einzelsensoren Radarantennen an sich bekannter Art mit zwei gegeneinander versetzten Mitennendiagrammen vorgesehen sind
5. 5) System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jede Radarantenne nur ein gemeinsames Radarsende- und -empfangsgerät angeschlossen ist, welches über die zwei Antennendiagramme sendet bzw, empfängt.
6. 6) System nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit nach der Rückstrahlmethode arbeitendan Sensoren, gekennzeichnet durch die Ausnützung des Dopplereffekts zum Feststellen bewegter Fremd- bzw. Störkörper im Überwachungsgebiet in der Weise, daß die der radialen Bewegungsgeschwindigkeit zwischen Sensor und Körper entsprechende Frequenzversetzung der Empangsachingungen zu den Sende schwingungen ermittelt wird.
7. 7) System nach einem der Ansprüche 1 bis6, gekennzeichnet durch seine Verwendung bei der bodenseitigen Luftraumsicherung gegen tieffliegende Körper, beispielsweise Flugzeuge oder Raketen.
8. 8) System nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet daß die Wirkungsbereiche der Sensoren in der Elevationsebene annähernd cosec2-förmig gewählt sind.
9. 9) System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da# die Arbeitsfrequenz en jeweils zweier miteinander kooperierender Sensoren untersohiedlich gewählt sind.
10. 10) -System nach einem der Anspruche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung von Sensoren, die auf unterschiedliche Arten der Strahlungsenergie aasprechen, L e e r s e i t e