RU2639689C1 - Device for detecting and recognizing objects - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: device for detecting and recognizing objects contains a detection antenna with a wide unilateral radiation pattern, an antenna with a phased array with a narrow radiation pattern, a dual receiver consisting of a detection unit and a scan unit that secures the presence of the radiation signal exceeding a predetermined threshold, and scanning the surface on which the object is located, the detection unit including a comparison circuit and a data bank, where a comparison is made of the received electromagnetic array of the object points to arrays of the data bank, a signal transmitter of the object consisting of a signal processing unit and a radiation antenna.EFFECT: increasing the sensitivity of the detection device and the classification of objects that have points of electromagnetic radiation.2 dwg

Description

Изобретение относится к области обнаружения и распознавания, в частности к электронным системам обнаружения электромагнитного излучения, и может быть использовано для распознавания скрытых объектов, использующих электропитание и линии передачи электромагнитных сигналов.The invention relates to the field of detection and recognition, in particular to electronic systems for detecting electromagnetic radiation, and can be used to recognize hidden objects using power supply and transmission lines of electromagnetic signals.

Известно устройство [1], характеризующее пассивный способ оценки данных цели, движущейся в воде и непрерывно излучающей сигналы в звуковом диапазоне. Однако данный аналог не позволяет обнаружить и распознать сложные объекты, которые демаскируются точками с электромагнитным излучением.A device [1] is known that characterizes a passive method for evaluating target data moving in water and continuously emitting signals in the sound range. However, this analogue does not allow detecting and recognizing complex objects that are unmasked by points with electromagnetic radiation.

Наиболее близким к настоящему изобретению является устройство обнаружения и распознавания объектов [2], принцип которого заключается в том, что принимают электромагнитное излучение, генерируемое на объекте, измеряют параметры принятого электромагнитного излучения, сравнивают измеренные параметры с заранее заданными эталонами и при их совпадении с заданной достоверностью выносят решение о распознавании объекта. В качестве генерируемого на объекте электромагнитного излучения принимают излучение от электрических разрядов, возникающих при функционировании объекта, а также излучение от частей объекта, с которых происходят эти разряды.Closest to the present invention is a device for detecting and recognizing objects [2], the principle of which is that the electromagnetic radiation generated at the object is received, the parameters of the received electromagnetic radiation are measured, the measured parameters are compared with predetermined standards and if they coincide with a given accuracy make a decision to recognize the object. As the electromagnetic radiation generated at the object, radiation from electric discharges arising during the operation of the object is taken, as well as radiation from the parts of the object from which these discharges occur.

Недостатком этого способа является тот факт, что он не позволяет обнаруживать и распознавать сложные объекты по топологии точек электромагнитного излучения, и отсутствие способности анализировать входные данные на предмет принадлежности и классификации объекта.The disadvantage of this method is the fact that it does not allow to detect and recognize complex objects according to the topology of the points of electromagnetic radiation, and the lack of ability to analyze input data for ownership and classification of the object.

Применение подобного устройства ограничивается параметрами мощности побочного электромагнитного излучения от точек объекта, чувствительностью антенн обнаружения и сканирования.The use of such a device is limited by the parameters of the power of the side electromagnetic radiation from the points of the object, the sensitivity of the detection and scanning antennas.

Задачей изобретения является создание устройства обнаружения и классификации объектов, имеющих точки электромагнитного излучения.The objective of the invention is to provide a device for detecting and classifying objects having points of electromagnetic radiation.

Требуемый технический результат достигается тем, что устройство, состоящее из блоков радиоэлектронной аппаратуры, включающих антенну, блок распознавания, в который входят соединенные между собой схема сравнения параметров и банк данных, двухконтурный приемник, в который входят блок обнаружения и блок сканирования, сканирующая антенна с фазированной решеткой, передатчик сигнала о наличии объекта, который состоит из блока формирования сигнала и передающей антенны, и связей выхода антенны обнаружения, принимающей радиоизлучение от точек объекта, соединенного со входом блока обнаружения, входящего в состав двухконтурного приемника, выхода блока обнаружения, соединенного со входом блока сканирования, входящего в состав двухконтурного приемника, выхода антенны с фазированной решеткой, соединенного со вторым входом блока сканирования, выхода блока сканирования, соединенного со входом схемы сравнения, входящей в состав блока распознавания, а второго входа схемы сравнения, соединенного со входом банка данных, входящего в состав блока распознавания, выхода схемы сравнения, соединенного со входом блока формирования сигналов, входящего в состав передатчика сигналов, выхода передатчика сигналов, соединенного со входом антенны излучения, входящего в состав передатчика сигналов, позволяет обнаруживать и распознавать излучение точек линий питания за счет наличия побочного электромагнитного излучения от этих линий. Т.к. линии питания и, в особенности, соединительные штекеры обладают паразитными емкостями и индуктивностями, от которых нет возможности избавиться, то при передаче электроэнергии неизбежно побочное электромагнитное излучение на позиции сложного объекта. Данное излучение составляет 5-7% от нагрузки питаемых агрегатов. Поэтому устройство на начальном этапе обнаруживает возможное наличие объекта, а затем сканирует поверхность, на которой было обнаружено излучение. Сканирование поверхности создает портрет точек излучения поверхности, который сравнивается с другими портретами из банка данных устройства. При фиксировании схожести портретов устройство передает радиосигнал об обнаружении объекта.The required technical result is achieved by the fact that the device, consisting of blocks of electronic equipment including an antenna, a recognition unit, which includes interconnected parameter comparison circuit and a data bank, a two-loop receiver, which includes a detection unit and a scanning unit, a phased scanning antenna by a grating, a signal transmitter about the presence of an object, which consists of a signal conditioning unit and a transmitting antenna, and links of the output of the detection antenna receiving radio emission from a point object connected to the input of the detection unit, which is part of the dual-circuit receiver, the output of the detection unit, connected to the input of the scan unit, which is part of the dual-circuit receiver, the output of the phased array antenna connected to the second input of the scan unit, the output of the scan unit connected to the input a comparison circuit included in the recognition unit, and a second input of the comparison circuit connected to the input of the data bank included in the recognition unit, the output of the comparison circuit, connected to the input of the signal generation unit, which is part of the signal transmitter, the output of the signal transmitter, connected to the input of the radiation antenna, which is part of the signal transmitter, allows you to detect and recognize the radiation points of the power lines due to the presence of secondary electromagnetic radiation from these lines. Because Since the power lines and, in particular, the connecting plugs have parasitic capacitances and inductors, which cannot be eliminated, the transmission of electricity will inevitably lead to electromagnetic radiation at the position of a complex object. This radiation makes up 5-7% of the load of the fed units. Therefore, the device initially detects the possible presence of an object, and then scans the surface on which the radiation was detected. Scanning the surface creates a portrait of the radiation points of the surface, which is compared with other portraits from the data bank of the device. When fixing the similarity of portraits, the device transmits a radio signal about the detection of an object.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен возможный вариант построения устройства, где:The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a possible embodiment of the device, where:

1 - антенна обнаружения1 - detection antenna

2 - антенна с фазированной решеткой2 - phased array antenna

3 - двухконтурный приемник3 - dual-circuit receiver

4 - блок обнаружения4 - detection unit

5 - блок сканирования5 - scanning unit

6 - блок распознавания6 - recognition unit

7 - схема сравнения7 is a comparison diagram

8 - банк данных8 - data bank

9 - передатчик сигналов9 - signal transmitter

10 - блок формирования сигналов10 - block signal generation

11 - антенна излучения11 - radiation antenna

На фиг. 2 представлен алгоритм функционирования устройства обнаружения и распознавания объектов. Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени устройство находится в режиме ожидания (блок 1). Принятый антенной 1 обнаружения сигнал запускает функционирование устройства из режима ожидания (блок 2) и поступает в блок 4 обнаружения двухконтурного 3 приемника, где происходит его сравнение с порогом обнаружения (блок 3). Если сигнал превышает порог, то 4 посылает сигнал блоку 5 сканирования двухконтурного 3 приемника на включение работы (блок 4), иначе функционирование переходит в режим ожидания (блок 1). Блок 5 с помощью антенны 2 с фазированной решеткой сканирует поверхность возможного излучения и отправляет массив топологии точек излучения объекта в схему 7 сравнения блока 6 распознавания (блок 5). Далее схема 7 сравнения определяет степень различия текущего массива с заложенными заранее в банк 8 данных блока 6 распознавания массивами точек различных объектов, и на выходе блока 8 формируется результат распознавания (блок 6), а именно определяет наличие или отсутствие объекта. Блок 6 распознавания целесообразно реализовать в виде программируемой логической матрицы, работающей по соответствующей программе. Если было обнаружено совпадение массивов (блок 7), то схема 7 сравнения блока 6 распознавания формирует команду на передачу сигнала обнаружения объекта, в противном случае - сигнала несоответствия объекта (блок 8). Команда поступает на блок 10 формирования сигнала, входящего в состав передатчика 9 сигналов, где формируется сообщение, которое передается на антенну 11 излучения, входящую в состав передатчика 9 сигналов. Сформированное сообщение о наличии/отсутствии объекта поиска отправляется с передатчика (блок 9). После завершения передачи сигнала устройство переходит в режим ожидания (блок 1).In FIG. 2 shows an algorithm for the operation of a device for detecting and recognizing objects. The device operates as follows. At the initial time, the device is in standby mode (block 1). The signal received by the detection antenna 1 starts the device from standby mode (block 2) and enters the dual-loop 3 receiver detection unit 4, where it is compared with the detection threshold (block 3). If the signal exceeds the threshold, then 4 sends a signal to the scanning unit 5 of the dual-circuit 3 receiver to turn on the operation (block 4), otherwise the operation goes into standby mode (block 1). Block 5 using an antenna 2 with a phased array scans the surface of the possible radiation and sends an array of the topology of the radiation points of the object to the comparison circuit 7 of the recognition unit 6 (block 5). Further, the comparison circuit 7 determines the degree of difference between the current array and the data array of recognition unit 6 of points of various objects stored in advance in the data bank 8, and the recognition result is generated at the output of block 8 (block 6), namely, it determines the presence or absence of an object. The recognition unit 6 is expediently implemented in the form of a programmable logic matrix operating according to the corresponding program. If a match of arrays was detected (block 7), then the comparison circuit 7 of the recognition block 6 generates a command to transmit an object detection signal, otherwise, an object mismatch signal (block 8). The command is sent to the signal generating unit 10, which is part of the signal transmitter 9, where a message is generated, which is transmitted to the radiation antenna 11, which is part of the signal transmitter 9. The generated message about the presence / absence of the search object is sent from the transmitter (block 9). After completion of the signal transmission, the device goes into standby mode (block 1).

Список литературыBibliography

1. Патент ЕПВ № 0253277, G01S 11/00, 1988.1. EPO Patent No. 0253277, G01S 11/00, 1988.

2. Патент RU 2096829, 1997.2. Patent RU 2096829, 1997.

Claims (1)

Устройство обнаружения и распознавания объектов, содержащее блоки радиоэлектронной аппаратуры, включающие антенну обнаружения, принимающую радиоизлучение от точек объекта, блок распознавания, в который входят соединенные между собой схема сравнения параметров и банк данных, отличающееся тем, что дополнительно введены двухконтурный приемник, в который входят блок обнаружения и блок сканирования, сканирующая антенна с фазированной решеткой, передатчик сигнала о наличии объекта, который состоит из блока формирования сигнала и передающей антенны, выход антенны обнаружения, принимающей радиоизлучение от точек объекта, соединен со входом блока обнаружения, входящего в состав двухконтурного приемника, а выход блока обнаружения соединен со входом блока сканирования, входящего в состав двухконтурного приемника, выход антенны с фазированной решеткой соединен со вторым входом блока сканирования, выход блока сканирования соединен со входом схемы сравнения, входящей в состав блока распознавания, второй вход схемы сравнения соединен со входом банка данных, входящего в состав блока распознавания, выход схемы сравнения соединен со входом блока формирования сигналов, входящего в состав передатчика сигналов, выход передатчика сигналов соединен со входом антенны излучения, входящего в состав передатчика сигналов.A device for detecting and recognizing objects, which contains blocks of electronic equipment, including a detection antenna that receives radio emission from points on the object, a recognition unit, which includes interconnected parameter comparison circuits and a data bank, characterized in that a two-loop receiver is added, which includes a block the detection unit and the scanning unit, a scanning antenna with a phased array, a signal transmitter about the presence of an object, which consists of a signal conditioning unit and transmitting the antenna, the output of the detection antenna receiving radio emission from the points of the object is connected to the input of the detection unit, which is part of the dual-circuit receiver, and the output of the detection unit is connected to the input of the scan unit, which is part of the dual-circuit receiver, the output of the antenna with a phased array is connected to the second input of the scanning unit, the output of the scanning unit is connected to the input of the comparison circuit included in the recognition unit, the second input of the comparison circuit is connected to the input of the data bank included in recognition unit, the output of the comparison circuit is connected to the input of the signal generation unit, which is part of the signal transmitter, the output of the signal transmitter is connected to the input of the radiation antenna, which is part of the signal transmitter.

Images