RU2548937C1 - System of objects guarding from water side with information direct transmission via border water-air - Google Patents
System of objects guarding from water side with information direct transmission via border water-air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548937C1 RU2548937C1 RU2014113821/28A RU2014113821A RU2548937C1 RU 2548937 C1 RU2548937 C1 RU 2548937C1 RU 2014113821/28 A RU2014113821/28 A RU 2014113821/28A RU 2014113821 A RU2014113821 A RU 2014113821A RU 2548937 C1 RU2548937 C1 RU 2548937C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- information
- guarding
- air
- water surface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к техническим средствам охраны объектов со стороны водной среды от пловцов-террористов с предусмотренной защитой от возможных внешних воздействий для применения в морских областях, озерах, в речных руслах и каналах.The invention relates to technical means of protecting objects from the aquatic environment from swimmers-terrorists with provided protection against possible external influences for use in marine areas, lakes, river channels and canals.
Предложенная система охраны может быть использована для организации охраны береговых объектов со стороны водной среды или охраны подводных сооружений, таких как проложенные под водой кабели, коллекторы, трубопроводы, а также охраны судов на якорной стоянке, морских нефтяных платформ, входов в порты, опор мостов, каналов, акваторий гидро и атомных станций, пирсов, верфей, гаваней от возможных нарушителей или террористов.The proposed security system can be used to organize the protection of coastal facilities from the aquatic environment or the protection of underwater structures, such as cables laid under water, collectors, pipelines, as well as the protection of ships at anchorage, offshore oil platforms, port entrances, bridge supports, canals, water areas of hydro and nuclear stations, piers, shipyards, harbors from potential violators or terrorists.
Для решения задач охраны в таких условиях обычно организуют помещенные в водную среду средства обнаружения подводных целей, такие как гидролокаторы, приемники звука, магнитометры. Кроме того, обязательными элементами таких систем являются средства передачи информации об обнаруженных целях в пункт приема, требующие прокладывать по дну кабели или использовать радиобуи на водной поверхности. Так, в системе охраны, описанной в патенте RU 2161319 C1, для обнаружения подводных объектов используется набор гидроакустических станций, образующих барьерную линию рубежа, с передачей принятых эхо-сигналов по кабельной линии связи на береговой пост. В результате не удается быстро развернуть систему охраны в зоне наблюдений, обеспечить ее скрытность и невозможно исключить в отношении нее несанкционированные внешние воздействия.To solve the protection tasks in such conditions, they usually organize means for detecting underwater targets placed in the aquatic environment, such as sonars, sound receivers, magnetometers. In addition, the mandatory elements of such systems are the means of transmitting information about the detected targets to the reception point, requiring laying cables along the bottom or using beacons on the water surface. So, in the security system described in patent RU 2161319 C1, for the detection of underwater objects, a set of sonar stations are used that form the barrier line of the line, with the transmission of received echoes through the cable line to the coastal post. As a result, it is not possible to quickly deploy the security system in the observation zone, to ensure its secrecy, and it is impossible to exclude unauthorized external influences in relation to it.
Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании системы охраны с простой реализацией и расширенной областью применения, позволяющей быстро развернуть систему и скрытно передавать информацию об обнаруженных целях в пункт приема и тем самым повысить надежность и эффективность работы системы.The problem to which the proposed invention is directed is to create a security system with a simple implementation and an extended scope, allowing you to quickly deploy the system and secretly transmit information about the detected targets to the receiving point and thereby increase the reliability and efficiency of the system.
Для решения поставленной задачи предложено использовать в системе охраны прямую передачу информационных сигналов из водной среды через границу вода-воздух. Предпосылкой возможности осуществления такой передачи являются известные физические процессы, сопровождающие эффект параметрического взаимодействия электромагнитных и акустических колебаний на границе вода-воздух [1, 2]. В этом эффекте возбуждение водной поверхности со стороны водной среды звуковыми колебаниями частотой ƒ3 и одновременное воздействие на водную поверхность со стороны воздушной среды электромагнитными колебаниями частотой ƒp приводит к появлению в отраженных от водной поверхности электромагнитных колебаниях составляющих разностной частоты ƒp-ƒ3. Такой эффект может быть использован для передачи информации из водной среды через границу вода-воздух. Удобство такого метода состоит в том, что канал передачи информации может быть быстро развернут в зоне наблюдений и, что важно, не потребуется прокладка подводных кабелей или использование радиобуев на водной поверхности, что делает канал передачи скрытным и исключает в отношении него возможные несанкционированные внешние воздействия.To solve this problem, it is proposed to use the direct transmission of information signals from the aquatic environment through the water-air boundary in the security system. A prerequisite for the possibility of such a transfer is the well-known physical processes that accompany the effect of the parametric interaction of electromagnetic and acoustic vibrations at the water-air interface [1, 2]. In this effect, the excitation of the water surface from the side of the water by sound vibrations of frequency ƒ 3 and the simultaneous exposure of the water surface from the side of the air by electromagnetic waves of frequency ƒ p leads to the appearance of difference frequency components ƒ p -ƒ 3 in the reflected from the water surface electromagnetic waves. Such an effect can be used to transmit information from an aqueous medium through a water-air interface. The convenience of this method lies in the fact that the information transmission channel can be quickly deployed in the observation zone and, importantly, it is not necessary to lay submarine cables or use beacons on the water surface, which makes the transmission channel secretive and eliminates possible unauthorized external influences with respect to it.
В соответствие с рассмотренными представлениями система для осуществления способа передачи информации содержит звуковой излучатель, создающий в водной среде направленное вверх в сторону водной поверхности в узком секторе излучение звуковых колебаний частотой ƒ3, возбуждающее водную поверхность. При этом излучение звуковых колебаний управляется (моделируется) информационными сигналами, поступающими от внешних устройств охраны в виде помещенных в водную среду средств обнаружения подводных целей. Пятно, возбужденное акустическим полем на водной поверхности, отслеживается электромагнитным радиолучом, сформированным в воздушной среде. In accordance with the considered concepts, the system for implementing the method of transmitting information comprises a sound emitter, which generates in the aquatic environment directed upward towards the water surface in a narrow sector, the radiation of sound vibrations with a frequency of ƒ 3 , exciting the water surface. In this case, the radiation of sound vibrations is controlled (modeled) by information signals coming from external protection devices in the form of means for detecting underwater targets placed in the aquatic environment. A spot excited by an acoustic field on a water surface is monitored by an electromagnetic beam formed in the air.
Принимаемые из области пятна отраженные электромагнитные колебания настраиваются на прием частоты модуляции электромагнитных колебания в области ƒ3, выделение которых осуществляется в электронном комплексе обработки данных как передаваемая информация, поступающая от внешних устройств. Такой информацией могут быть параметры обнаруженной цели: факт ее обнаружения, направление движения обнаруженной цели, ее скорость, место нахождения и количество обнаруженных целей. Электронный комплекс обработки данных может состоять из ряда соединенных между собой электронных блоков обработки данных.The reflected electromagnetic waves received from the spot region are tuned to receive the frequency of modulation of electromagnetic waves in the region ƒ 3 , the separation of which is carried out in the electronic data processing complex as transmitted information from external devices. Such information may be the parameters of the detected target: the fact of its detection, the direction of motion of the detected target, its speed, location and the number of detected targets. An electronic data processing complex may consist of a series of interconnected electronic data processing units.
Сущность заявленной системы передачи информации поясняется чертежами:The essence of the claimed information transfer system is illustrated by drawings:
фиг. 1 - взаимное расположение электромагнитного приемоизлучателя и звукового излучателей при передаче информации;FIG. 1 - the relative position of the electromagnetic transceiver and sound emitters when transmitting information;
фиг. 2 - общая структурная схема системы охраны.FIG. 2 - general block diagram of the security system.
Взаимное расположение электромагнитного приемоизлучателя и акустического излучателя показано на фиг. 1, вид сбоку, где 1 - акустический излучатель, управляемый информационными сигналами, поступающими от внешних устройств, создающий узкий сектор излучения в сторону водной поверхности, 2 - пятно на водной поверхности, возбужденное акустическим полем излучателя, 3 - сформированный в воздушной среде канал электромагнитного излучения и приема отраженных от водной поверхности электромагнитных колебаний, 4 - электромагнитный приемоизлучатель, осуществляющий излучение и прием отраженных от водной поверхности электромагнитных колебаний.The relative position of the electromagnetic transceiver and the acoustic emitter is shown in FIG. 1, side view, where 1 is an acoustic emitter controlled by information signals from external devices, creating a narrow radiation sector towards the water surface, 2 is a spot on the water surface excited by the acoustic field of the emitter, 3 is an electromagnetic radiation channel formed in the air and receiving electromagnetic waves reflected from the water surface, 4 - electromagnetic transceiver emitting and receiving electromagnetic waves reflected from the water surface.
Предложенная система охраны осуществляется в соответствии со структурной схемой, показанной на фиг. 2, которая включает следующие элементы:The proposed security system is carried out in accordance with the structural diagram shown in FIG. 2, which includes the following elements:
1 - внешние устройства, предназначенные для обнаружения подводных целей и получения информации об их параметрах; 1 - external devices designed to detect underwater targets and obtain information about their parameters;
2 - акустический излучатель, направленный в сторону водной поверхности, управляемый информационными сигналами, поступающими от внешних устройств;2 - an acoustic emitter directed towards the water surface, controlled by information signals from external devices;
3 - канал электромагнитного излучения и приема отраженных от водной поверхности электромагнитных колебаний;3 - channel of electromagnetic radiation and reception of electromagnetic waves reflected from the water surface;
4 - электронный комплекс приема, выделения и обработки информации, содержащейся в принимаемых отраженных от водной поверхности электромагнитных колебаниях, состоящий из соединенных между собой блоков приема радиосигналов и отображения на экране монитора принятой информации.4 - an electronic complex for receiving, isolating and processing information contained in received electromagnetic waves reflected from the water surface, consisting of interconnected radio signal receiving units and displaying received information on a monitor screen.
Каждый из признаков, включенных в формулу изобретения, необходим, а все вместе они достаточны для достижения поставленной цели, то есть в формулу изобретения включены существенные признаки.Each of the features included in the claims is necessary, and together they are sufficient to achieve the goal, that is, essential features are included in the claims.
Предлагаемое техническое средство, передающее информацию об обнаруженных целях из водной среды через границу вода-воздух, достаточно просто в изготовлении и мало по стоимости, поскольку ограничено функцией передачи исходной информации, поступающей от внешних устройств, и поэтому не требует в своем составе применения сложных и дорогостоящих каких-либо дополнительных устройств. Так, в случае встраивания предлагаемой системы передачи информации в систему обнаружения подводных целей такими внешними устройствами, служащими источниками исходной информации для дальнейшей ее передачи в пункт приема, могут быть гидролокаторы, звукоприемники, магнитометры или совокупность этих внешних устройств. В такой системе функция обнаружения цели и функция передачи информации в пункт приема об обнаруженной цели четко разделены, что позволяет оптимизировать параметры обеих частей системы, применяя, например, эффективные способы обнаружения подводных целей независимо от используемого радиогидроакустического канала передачи информации или оптимально решая канал передачи в пункт приема наиболее полной информации об обнаруживаемых целях.The proposed technical tool that transmits information about detected targets from the aqueous medium through the water-air boundary is quite simple to manufacture and low in cost, since it is limited by the function of transmitting the initial information coming from external devices, and therefore does not require complex and expensive applications any additional devices. So, in the case of embedding the proposed information transmission system in the underwater target detection system, such external devices that serve as sources of initial information for further transmission to the receiving point may be sonars, sound receivers, magnetometers, or a combination of these external devices. In such a system, the target detection function and the function of transmitting information to the receiving point about the detected target are clearly separated, which makes it possible to optimize the parameters of both parts of the system, using, for example, effective methods for detecting underwater targets regardless of the radio-acoustic channel used to transmit information or optimally solving the transmission channel to the point receiving the most complete information about detected targets.
Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение надежности и эффективности системы охраны за счет возможности ее быстрого развертывания в зоне наблюдений и обеспечения ее скрытности в сложных условиях проведения подводных наблюдений и охранных мероприятий в реальных акваториях. The technical result of the present invention is to increase the reliability and effectiveness of the security system due to the possibility of its rapid deployment in the observation zone and to ensure its secrecy in difficult conditions for underwater observations and security measures in real water areas.
Источники информацииInformation sources
1. Г.Я. Шайдуров. Потенциальные возможности параметрического канала передачи информации через границу вода-воздух. // Успехи современной радиоэлектроники, №7, 2009, с. 41- 48.1. G.Ya. Shaidurov. Potential possibilities of a parametric channel for transmitting information through a water-air interface. // Successes of modern radio electronics, No. 7, 2009, p. 41-48.
2. И.Е. Ушаков, И.Ф. Шишкин. Радиолокационное зондирование гидроакустических возмущений морской поверхности 2. I.E. Ushakov, I.F. Shishkin. Radar sounding of hydroacoustic disturbances of the sea surface
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113821/28A RU2548937C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | System of objects guarding from water side with information direct transmission via border water-air |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113821/28A RU2548937C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | System of objects guarding from water side with information direct transmission via border water-air |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2548937C1 true RU2548937C1 (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=53289535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014113821/28A RU2548937C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | System of objects guarding from water side with information direct transmission via border water-air |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2548937C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733085C1 (en) * | 2020-02-19 | 2020-09-29 | Александр Петрович Волощенко | Method of communication of underwater vehicle with aircraft |
| RU2733646C2 (en) * | 2018-12-10 | 2020-10-06 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Method of safety of functioning of a position underwater object and device for its implementation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5594451A (en) * | 1995-06-06 | 1997-01-14 | Hughes Aircraft Company | Processing method using an advanced radar waveform for simultaneous matched processing and range profiling of different size targets |
| RU2161319C1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-12-27 | Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Method for detection of underwater objects on sea bound in shallow sea |
| RU2177626C2 (en) * | 2000-03-24 | 2001-12-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Way to detect underwater object in defended sea water area |
| JP2008059992A (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Switch with lifetime control function |
| RU2434245C2 (en) * | 2010-01-11 | 2011-11-20 | Сергей Алексеевич Бахарев | Method of detecting, recognising and moving underwater objects from offshore oil and gas platform |
-
2014
- 2014-04-09 RU RU2014113821/28A patent/RU2548937C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5594451A (en) * | 1995-06-06 | 1997-01-14 | Hughes Aircraft Company | Processing method using an advanced radar waveform for simultaneous matched processing and range profiling of different size targets |
| RU2161319C1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-12-27 | Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Method for detection of underwater objects on sea bound in shallow sea |
| RU2177626C2 (en) * | 2000-03-24 | 2001-12-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Way to detect underwater object in defended sea water area |
| JP2008059992A (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Switch with lifetime control function |
| RU2434245C2 (en) * | 2010-01-11 | 2011-11-20 | Сергей Алексеевич Бахарев | Method of detecting, recognising and moving underwater objects from offshore oil and gas platform |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| И.Е. Ушаков, И.Ф. Шишкин. Радиолокационное зондирование гидроакустических возмущений морской поверхности. Письма в ЖТФ, 1999, том 25, вып. 18, 26 сентября, с. 64-74. А.П. Волощенко, С.П. Тарасов. Исследование неоднородных волн вблизи границ раздела сред. Электронный научный журнал Инженерный вестник Дона, номер 2, 2013, ISSN 2073-8633. А.П. Волощенко, С.П. Тарасов. Влияние неоднородных волн на прохождение низкочастотного звука через границу раздела вода-воздух. Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск. стр. 201-206 УДК 534.222. Г.Я. Шайдуров, Д.С. Кудинов. Энергетический потенциал и тактико-технические возможности использования эффекта параметрической демодуляции для подводного радиоприёма сигналов в морской воде. Журнал радиоэлектроники. N2, 2012. УДК 534.29, 544.623. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733646C2 (en) * | 2018-12-10 | 2020-10-06 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Method of safety of functioning of a position underwater object and device for its implementation |
| RU2733085C1 (en) * | 2020-02-19 | 2020-09-29 | Александр Петрович Волощенко | Method of communication of underwater vehicle with aircraft |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2019219414A (en) | Laser detection and ranging device for detecting object under water surface | |
| US8195409B2 (en) | Passive acoustic underwater intruder detection system | |
| US7301851B1 (en) | Underway hull survey system | |
| ES2452690T3 (en) | Sonar group system | |
| JP6509873B2 (en) | System and associated method for detecting and locating a neutral buoyant underwater object such as anchored mines | |
| KR20140033656A (en) | Sonar system for submarine | |
| SE1551424A1 (en) | System for detecting subsurface objects and unmanned surfacevessel | |
| US5138587A (en) | Harbor approach-defense embedded system | |
| EP2005212B1 (en) | Swimmer detection sonar network | |
| CN110879396A (en) | Frogman and underwater vehicle detection device based on multi-base sonar | |
| RU2548937C1 (en) | System of objects guarding from water side with information direct transmission via border water-air | |
| Bjørnø | Developments in sonar and array technologies | |
| Fillinger et al. | Towards a passive acoustic underwater system for protecting harbours against intruders | |
| Wawrzyniak et al. | Detecting small moving underwater objects using scanning sonar in waterside surveillance and complex security solutions | |
| JP5470146B2 (en) | Underwater acoustic imaging device | |
| RU2383899C1 (en) | Method and system for target acquisition in hydrolocation | |
| CN103544792A (en) | Target monitoring system | |
| KR20100073958A (en) | 3d forward looking sonar system for minimizing ship-strike and method thereof | |
| RU2488844C2 (en) | Passive method and system for detecting objects moving in water | |
| KR20170059595A (en) | Monitoring system for underwater object by using of floating measuring apparatus for radiated noise | |
| RU2161319C1 (en) | Method for detection of underwater objects on sea bound in shallow sea | |
| JP2011033584A (en) | Artificial object detection system, method of detecting artificial object used therein, and artificial object detection control program | |
| CN110967698A (en) | Unmanned ship mine detection system and method | |
| Vicen-Bueno et al. | ISR sensors to increase the security of underwater communication cables: Case study for coastal and shallow water areas | |
| Dzielski et al. | Guidance of an unmanned underwater vehicle using a passive acoustic threat detection system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150728 |