Радиоволновые и радиолучевые средства обнаружения (стр. 2 из 3)
Известно, что при распространении радиоволн от передающей к приемной антенне образуется сложная интерференционная картина. Для большинства РЛСО и большой протяженности зоны обнаружения справедливо условие дифракции Френеля.
Известно также, что область ВЧ-рассеяния по отношению характерного размера объекта D к радиусу первой зоны Френеля Ri подразделяется следующим образом:
Процесс сигналообразования в РЛСО происходит следующим образом. Человек - нарушитель при движении поперек участка последовательно перекрывает зоны Френеля.
При этом человек с высокой степенью точности моделируется при перемещении в "рост" и "ползком" прямоугольником с габаритами человека, при перемещении "согнувшись" - двумя прямоугольниками. Радиус m-ой зоны Френеля
а наибольший радиус зоны Френеля, определяющий ширину зоны обнаружения, составляет
Соответственно, отношение
выражается через расстояние от точечного источника электромагнитного поля до объекта п, расстояние от объекта до точки наблюдения г2 и длину волны 
следующей формулой: 
Основные параметры человека, влияющие на параметры полезного сигнала, показаны на рис. 3.4.
Чтобы уменьшить мертвую зону при обнаружении ползущего человека, необходимо устанавливать большую антенну.
В соответствии с размерами животных, обитающих на данном объекте, и их возможными путями продвижения определяется уровень помеховых импульсных сигналов.
Другой тип помехи - от подстилающей поверхности. Общие требования к РЛСО по подстилающей - поверхности следующие:
- неравномерность поверхности не более 20 см;
- трава и снежный покров - свыше 30 см.
Полоса частот полезного сигнала определяется минимальной и максимальной шириной зоны чувствительности, а также минимальной и максимальной скоростью передвижения нарушителя. Соответственно для конкретного средства обнаружения при уменьшении длины участка блокирования возможно обнаружение более медленно движущегося нарушителя.
Для обеспечения совместной работы нескольких средств применяется амплитудная модуляция зондирующего сигнала разными частотами. Временное разделение, требующее взаимной синхронизации, применяется редко.
Для уменьшения влияния изменений состояния подстилающей поверхности на уровень полезного сигнала в РЛСО применяются АРУ или логарифмический усилитель.
В современных РЛСО, использующих цифровые методы обработки, как правило, имеется возможность настройки на длину блокируемого участка и максимальную и минимальную скорость движения нарушителя.
3. О двух подходах к построению РВСО
РВСО строятся на основе одно- или двухпроводных линий и радиоизлучающих кабелей. Одно- и двухпроводные линии применяются в контактных средствах при блокировании верха заграждения. Характеристики проводной линии очень сильно зависят от состояния подстилающей поверхности.
Для всех РВСО характерна неравномерность чувствительности вдоль рубежа охраны. Для ее выравнивания в двухпроводных линиях применяется изменение начальных условий формирования стоячих волн в линиях.
Для компенсации неравномерности чувствительной зоны РВСО были предложены и применяются различные методы, как-то:
- зондирование ЛВВ радио- и видеоимпульсами;
- зондирование ЛВВ сигналом с линейно-частотной модуляцией;
- зондирование ЛВВ многочастотным сигналом, в том числе с переключением частот;
- переключение нагрузки кабелей;
- переключение передающего и приемного кабелей;
- использование двух приемных кабелей, разнесенных на местности.
Существующие РВСО ЛВВ и применяющиеся в них методы выравнивания чувствительности можно разделить на две группы:
1. РВСО ЛВВ с односторонним включением передатчика и приемника. Для выравнивания чувствительности применяются импульсные зондирующие сигналы, при этом неравномерность чувствительности уменьшается за счет разбиения 43 на элементарные участки малой длины.
2. РВСО ЛВВ со встречным включением передатчика и приемника. Неравномерность чувствительности уменьшается за счет многоканальной обработки сигналов. Для формирования двух и более реализаций ФЧ используются различные способы: два разнесенных приемных кабеля, переключение нагрузки кабелей, переключение передающего и приемного кабелей, многочастотные зондирующие сигналы и т.д.
Рассмотрим первую группу способов. Использование радиоимпульсов с частотой заполнения около 60 МГц позволяет получить элементарные участки длиной около 30 м, что не обеспечивает компенсацию низкочастотной и высокочастотной гармоник для всех типов фунтов. Данное средство применяется для блокирования рубежей в пустынных и полупустынных районах США, Канады и Израиля, где период низкочастотной пространственной гармоники более или менее соизмерим с величиной элементарного участка.
Можно доказать, что при использовании большого числа зондирующих частот в диапазоне 30...90 МГц возможна компенсация неравномерности чувствительности до уровня 2...3 дБ. В литературе описано большое число эмпирических алгоритмов обнаружения: с логической обработкой каналов по схеме М из N, с перемножением текущих значений сигналов, с суммированием квадратов текущих значений сигнала и т.д. Показано, что многочастотные методы позволяют не только получить высокую равномерность чувствительности по длине рубежа, но и при необходимости разработать алгоритм управления формой 43 РВСО ЛВВ, например, получать 43 шириной от 1 до 8 м.
Зону обнаружения, показанную на рис. 3.6 можно представить в виде четырехполюсника, эквивалентная электрическая схема которого приведена на рис. 3.7.
Рассмотрим коэффициент передачи четырехполюсника по напряжению. Для внутренних токов и напряжений при определении Ки лучше воспользоваться параметрами четырехполюсника типа А, для которого
где
отношение напряжений при разомкнутых выходных контактах четырехполюсника; 
величина, обратная передаточной проводимости при закороченных выходных зажимах;
При согласованной нагрузке
. Тогда, подставив значения ZH и Z2 в, получим: 
Для рассматриваемых случаев, когда
, слагаемым Zw в знаменателе можно пренебречь. Тогда получаем: 
Для излучающего кабеля Zw = const, поэтому все изменения коэффициента передачи будут зависеть от изменения сопротивления связи Z.
Рассмотрим изменения передаточной проводимости среды в поперечном разрезе схемы зоны взаимодействия ЛВВ, показанном на рис. 3.8.
Так как приемная и передающая линии располагаются по разные стороны границы раздела земля/воздух, то сопротивление связи можно разбить на две составляющие: Z- сопротивление связи воздушного пространства и Zy- сопротивление связи грунта. Тогда
Сопротивление связи грунта можно представить как 
где Zro = constGf - коэффициент, зависящий от типа грунта и его влажности.
Из выражений и имеем
При попадании нарушителя в зону взаимодействия ЛВВ возникает неоднородность, которая меняет сопротивление связи Zc. Причем, если неоднородность появляется в воздушном пространстве, то меняется сопротивление ZB, а сопротивление Zr при этом остается неизменным:
где m - коэффициент модуляции сопротивления связи воздушного пространства. Отсюда
