RU2509370C2 - Apparatus for searching for and locating people - Google Patents
Apparatus for searching for and locating people Download PDFInfo
- Publication number
- RU2509370C2 RU2509370C2 RU2012123668/08A RU2012123668A RU2509370C2 RU 2509370 C2 RU2509370 C2 RU 2509370C2 RU 2012123668/08 A RU2012123668/08 A RU 2012123668/08A RU 2012123668 A RU2012123668 A RU 2012123668A RU 2509370 C2 RU2509370 C2 RU 2509370C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- radio
- symmetry
- antenna
- laser radiation
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001609370 Puschkinia scilloides Species 0.000 description 1
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006335 epoxy glue Polymers 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для поиска и обнаружения людей, например, затерявшихся в горах или лесу, попавших под снежную лавину либо находящихся под развалинами зданий, основанное на получении направленного приема специализированных радиосигналов и основанное на использовании квазиизотропного направления излучения и узконаправленного приема специальных сигналов.The invention relates to radio engineering and can be used to search and detect people, for example, lost in the mountains or forest, caught in a snow avalanche or under the ruins of buildings, based on the receipt of directional reception of specialized radio signals and based on the use of quasi-isotropic direction of radiation and narrow-focused reception of special signals.
Известно изобретение под названием «Способ и устройство дистанционного определения местоположения погребенных под обширными завалами людей» [1], принцип действия которого основан на применении техники активной радиолокации и измерения доплеровского сдвига частоты. Недостатками изобретения являются сложность генерации, обработки обратно принятых сигналов и необходимость менять местоположение приемопередающего блока.The invention is known under the name “Method and device for remote location of people buried under extensive rubble” [1], the principle of which is based on the use of active radar technology and the measurement of Doppler frequency shift. The disadvantages of the invention are the difficulty of generating, processing back-received signals and the need to change the location of the transceiver unit.
Более простое устройство имеет изобретение «Способ обнаружения живых объектов и устройство для его осуществления» [2], позволяющее регистрировать частоту дыхания и частоту сердечных сокращений человека, занесенного толстым слоем снега, основанное на принципах стандартной радиотелеметрии. Недостаток изобретения в том, что оно не имеет узконаправленной антенны, а поэтому может регистрировать только факт сохранения жизнедеятельности человека без указания его местоположения.A simpler device has the invention "A method for detecting living objects and a device for its implementation" [2], which allows you to register the respiratory rate and heart rate of a person carried in a thick layer of snow, based on the principles of standard radio telemetry. The disadvantage of the invention is that it does not have a narrow antenna, and therefore can only register the fact of preservation of human life without indicating its location.
Наиболее простым по устройству и удобным в эксплуатации можно считать устройство спутникового телевидения индивидуального пользования, обладающее большой дальностью обнаружения источника СВЧ-излучения и высокой точностью целеуказания по азимуту и углу места. Подробное описание состава и принципа его действия приведено в разделе «Индивидуальный комплект спутникового телевидения» на с.157-184 книги [3].The most simple in design and convenient to use can be considered a satellite television device for individual use, which has a long detection range of a microwave source and high accuracy of target designation in azimuth and elevation. A detailed description of the composition and principle of its operation is given in the section "An individual set of satellite television" on p.157-184 of the book [3].
Согласно [3] устройство состоит из радиопередатчика и узконаправленной излучающей антенны, находящихся на борту ИСЗ-ретранслятора, выведенного на геостационарную орбиту в некоторой фиксированной точке на высоте 36000 км над экватором, и наземного радиоприемного комплекта, находящегося в индивидуальном пользовании. Радиоканал между передатчиком и радиоприемником использует стандартный трехсантиметровый диапазон радиоволн 10,7-12,75 ГГц, разбитый на два поддиапазона: 10,6-10,75 ГГц (нижний) и 10,7-12,75 ГГц (верхний) поддиапазоны. При мощности радиопередатчика в несколько сотен ватт и наклонной дальности связи в 40000 км наземный приемный комплекс обеспечивает высококачественный прием ТВ программ на малогабаритную приемную антенну с параболическим рефлектором диаметром всего 0,5-0,6 м.According to [3], the device consists of a radio transmitter and a narrowly directed radiating antenna located on board an artificial satellite relay placed in a geostationary orbit at some fixed point at an altitude of 36,000 km above the equator, and a ground-based radio receiver set for individual use. The radio channel between the transmitter and the radio uses the standard three-centimeter band of 10.7-12.75 GHz radio waves, divided into two subbands: 10.6-10.75 GHz (lower) and 10.7-12.75 GHz (upper) subbands. With a radio transmitter power of several hundred watts and an oblique communication range of 40,000 km, the ground-based receiving complex provides high-quality reception of TV programs to a small-sized receiving antenna with a parabolic reflector with a diameter of only 0.5-0.6 m.
Достоинством данного устройства, который выбран в качестве прототипа, является то, что практически все элементы радиоприемной части комплекса могут быть использованы из числа узлов серийного промышленного производства, входящих в состав радиоприемного комплекса индивидуального пользования [3, с.158-167, 179-184]:The advantage of this device, which is selected as a prototype, is that almost all elements of the radio receiving part of the complex can be used from among the nodes of serial industrial production that are part of the individual radio receiving complex [3, p.158-167, 179-184] :
приемная антенна с параболическим рефлектором, имеющая офсетный (смещенный в вертикальной плоскости) фокус;a receiving antenna with a parabolic reflector having an offset (offset in the vertical plane) focus;
приемная головка, содержащая последовательно соединенные приемную рупорную антенну, апертура которой размещена в офсетном фокусе рефлектора, полосовой усилитель СВЧ, преобразователь частоты и предварительный усилитель промежуточной частоты 0,95-2,15 ГГц;a receiving head containing a serially connected receiving horn antenna, the aperture of which is located in the offset focus of the reflector, a microwave bandpass amplifier, a frequency converter, and an intermediate frequency pre-amplifier of 0.95-2.15 GHz;
индикатор мощности принятого сигнала, содержащий основной усилитель промежуточной частоты, пороговое устройство и непосредственно стрелочный или светодиодный индуктор мощности сигнала на промежуточной частоте [9,10].a received signal power indicator comprising a main intermediate frequency amplifier, a threshold device, and a direct arrow or LED signal power inductor at an intermediate frequency [9, 10].
Согласно [4, с.9] параболические антенны отечественного производства диаметром 600 мм в диапазоне частот 10,7-12,75 ГГц имеют усиление 38 дБ (6000 раз) при ширине главного лепестка диаграммы направленности на уровне половинной мощности 2,9º, что обеспечивает высокую точность наведения на источник по азимуту и углу места.According to [4, p. 9], domestic-made parabolic antennas with a diameter of 600 mm in the frequency range 10.7–12.75 GHz have a gain of 38 dB (6000 times) with a width of the main lobe of the radiation pattern at half power level of 2.9 °, which ensures high accuracy of pointing to the source in azimuth and elevation.
В свою очередь, большой запас усиления по мощности на несущей и промежуточной частотах приемно-усилительного тракта гарантирует значительную дальность обнаружения радиосигнала даже с учетом потерь энергии в завалах и снежных заносах.In turn, a large margin of gain in power at the carrier and intermediate frequencies of the receive-amplifier path guarantees a significant detection range of the radio signal, even taking into account energy losses in blockages and snow drifts.
Вместе с тем, индивидуальный комплект спутникового телевидения [4, с. 157-185] при всех своих перечисленных достоинствах обладает недостатком, не позволяющим полностью реализовать их. Причина в том, что фиксирование направления приема по главному лепестку диаграммы направленности требует применения дополнительного визира - механического или оптического и магнитного компаса. И чем больше дальность, тем труднее указать фактическое местоположение радиопередатчика, находящегося у разыскиваемого человека.However, an individual set of satellite television [4, p. 157-185] with all of these advantages, it has a drawback that does not allow to fully realize them. The reason is that fixing the direction of reception along the main lobe of the radiation pattern requires the use of an additional sight - a mechanical or optical and magnetic compass. And the greater the range, the more difficult it is to indicate the actual location of the radio transmitter located at the wanted person.
Другим недостатком прототипа является объективная трудность определения местоположения обнаруженного объекта в темное время суток и в сложных метеорологических условиях.Another disadvantage of the prototype is the objective difficulty in determining the location of the detected object in the dark and in difficult weather conditions.
Требуемый технический результат - значительное повышение точности указания местоположения разыскиваемого человека в любых метеорологических условиях, в любое время суток может быть достигнут посредством установки на рефлекторе приемной антенны источника лазерного излучения видимого (зеленого или красного) диапазона длин волн, излучающего вдоль медианы главного лепестка диаграммы ее направленности. При этом для полной реализации высокой точности указания по лазерному лучу требуется, чтобы максимальная ошибка рассогласования углов между направлениями на источник радиоизлучения медианы главного лепестка диаграммы направленности и лазерного излучения составляла не более ±0,1º. Добиться выполнения столь высокого требования можно, если в геометрическом центре параболического рефлектора приемной антенны сделать отверстие и установить в нем указанный источник лазерного излучения, повернув ее продольную ось симметрии, совпадающую с направлением излучения, вверх в вертикальной плоскости под углом α, где α - угол смещения фокуса для выбранной антенны офсетного типа.The required technical result is a significant increase in the accuracy of indicating the location of the wanted person in any meteorological conditions, at any time of the day can be achieved by installing on the reflector of the receiving antenna a laser source of the visible (green or red) wavelength range emitting along the median of the main lobe of its radiation pattern . At the same time, for the full realization of the high accuracy of the laser beam guidance, it is required that the maximum error of the angle mismatch between the directions to the radio emission source of the median of the main lobe of the radiation pattern and laser radiation be no more than ± 0.1º. Such a high requirement can be achieved if a hole is made in the geometric center of the parabolic reflector of the receiving antenna and the indicated source of laser radiation is installed in it by turning its longitudinal axis of symmetry, which coincides with the direction of radiation, upward in a vertical plane at an angle α, where α is the angle of displacement focus for the selected offset antenna.
Выбор геометрического центра параболического рефлектора в качестве места размещения источника лазерного излучения объясняется высокой жесткостью этой части рефлектора, которая не подвержена внешним воздействиям в отличие от периферии рефлектора. Кроме того, отверстие в центре рефлектора позволяет жестко зафиксировать то требуемое направление излучения посредством применения эпоксидного клея или пайкой низкотемпературным припоем.The choice of the geometric center of the parabolic reflector as the location of the laser radiation source is explained by the high rigidity of this part of the reflector, which is not subject to external influences, unlike the periphery of the reflector. In addition, the hole in the center of the reflector allows you to firmly fix that desired direction of radiation through the use of epoxy glue or soldering with low-temperature solder.
Техническая сущность заявленного устройства иллюстрируется чертежом, приведенном на фиг.1, где используются следующие обозначения.The technical nature of the claimed device is illustrated by the drawing shown in figure 1, where the following notation is used.
1. Малогабаритный маломощный СВЧ-радиопередатчик, находящийся у человека, рискующего оказаться в критической ситуации.1. Small-sized, low-power microwave radio transmitter located in a person at risk of being in a critical situation.
2. Первый автономный источник питания радиопередатчика.2. The first self-contained power source of the radio transmitter.
3. СВЧ-автогенератор.3. Microwave generator.
4. Излучающая антенна СВЧ с квазиизотропной диаграммой направленности излучения.4. A microwave emitting antenna with a quasi-isotropic radiation pattern.
5. Направление излучения радиопередатчика.5. The direction of radiation of the radio transmitter.
6. Рефлектор приемной антенны, где6. The reflector of the receiving antenna, where
F1 - положение прямого фокуса на продольной оси симметрии рефлектора ОХ;F1 is the position of the direct focus on the longitudinal axis of symmetry of the OX reflector;
F2 - положение смещенного (офсетного) фокуса рефлектора;F2 - position of the offset (offset) focus of the reflector;
α - офсетный угол сдвига фокуса рефлектора в вертикальной плоскости.α - offset angle of focus shift of the reflector in the vertical plane.
7. Направление переизлучения сигнала 5, принятого рефлектором 6.7. The direction of re-emission of the signal 5 received by the reflector 6.
8. Приемная головка.8. The receiving head.
9. Жесткий металлический кронштейн.9. Hard metal bracket.
10. Гибкий коаксиальный кабель СВЧ.10. Flexible coaxial microwave cable.
11. Блок усиления и индукции мощности сигнала на промежуточной частоте 0,95-2,15 ГГц.11. Block amplification and induction of signal power at an intermediate frequency of 0.95-2.15 GHz.
12. Второй автономный источник питания.12. The second autonomous power source.
13. Отверстие в геометрическом центре рефлектора 6.13. The hole in the geometric center of the reflector 6.
14. Источник видимого лазерного излучения, снабженный встроенным источником питания.14. The source of visible laser radiation, equipped with a built-in power source.
15. Направление видимого лазерного излучения.15. The direction of visible laser radiation.
Взаимная связь элементов устройства осуществляется следующим образом. Первый источник автономного питания 2 радиопередатчика 1 соединен с автогенератором СВЧ-диапазона радиоволн 3, нагрузкой которого является излучающая антенна 4. Апертура рупорной антенны (рупора) приемной головки 8 размещена в офсетной фокальной плоскости F2. Фиксация положения апертуры в фокальной плоскости F2 и направления продольной оси симметрии головки 8 под углом α относительно продольной оси симметрии рефлектора 6 в вертикальной плоскости осуществляется с помощью жесткого металлического кронштейна 9, один конец которого закреплен на внешней поверхности рефлектора 6, а другой охватывает цилиндрический корпус головки 8, выход которого через гибкий коаксиальный кабель СВЧ 10 соединен со входом блока усиления и индикации мощности сигнала 11 на промежуточной частоте 0,95-2,15 ГГц, подключенного ко второму автономному источнику питания 12. В геометрическом центре рефлектора выполнено дополнительное отверстие, в котором жестко закреплен источник лазерного излучения 14 видимого диапазона длин волн таким образом, что его продольная ось симметрии находится в нижней части вертикальной плоскости под углом -α к продольной оси симметрии рефлектора 6.The interconnection of the elements of the device is as follows. The first autonomous power supply 2 of the radio transmitter 1 is connected to a microwave oscillator 3, the load of which is a radiating antenna 4. The aperture of the horn antenna (horn) of the receiving head 8 is located in the offset focal plane F2. Fixing the position of the aperture in the focal plane F2 and the direction of the longitudinal axis of symmetry of the head 8 at an angle α relative to the longitudinal axis of symmetry of the reflector 6 in the vertical plane is carried out using a rigid metal bracket 9, one end of which is mounted on the outer surface of the reflector 6, and the other covers the cylindrical body of the head 8, the output of which is connected via a flexible coaxial microwave cable 10 to the input of the amplification and signal power display unit 11 at an intermediate frequency of 0.95-2.15 GHz, connected about the second stand-alone power source 12. An additional hole is made in the geometric center of the reflector, in which the laser radiation source 14 of the visible wavelength range is rigidly fixed so that its longitudinal axis of symmetry is at the angle of -α to the longitudinal axis of symmetry of the reflector in the bottom of the vertical plane 6.
Функционирование предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Радиопередатчик 1 находится у человека, который рискует оказаться в одной из чрезвычайных ситуаций, упомянутых выше. При возникновении опасности производится включение первого автономного источника питания 2, после чего осуществляется возбуждение автогенератора 3, снабженного антенной с квазиизотропной диаграммой направленности излучения 4. Излучаемая антенной радиоволна 5 распространяется в пространстве и достигает внутренней поверхности параболического рефлектора приемной антенны 6. Далее отраженная от рефлектора 6 радиоволна 7 фокусируется в плоскости апертуры рупора приемной головки 8, где преобразуется в ток СВЧ, после чего он проходит через усилительно-преобразовательный тракт головки 8, принимая стандартное значение промежуточной частоты 0,95-2,15 ГГц. Далее сигнал на промежуточной частоте с выхода приемной головки через гибкий коаксиальный кабель СВЧ 10 поступает на вход усилительно-индикаторного блока 11, подключенного ко второму автономному источнику питания 12.The functioning of the proposed device is as follows. The radio transmitter 1 is located in a person who runs the risk of being in one of the emergency situations mentioned above. When a danger occurs, the first autonomous power source 2 is turned on, after which the self-oscillator 3 is equipped with an antenna with a quasi-isotropic radiation pattern 4. The radio wave 5 emitted by the antenna propagates in space and reaches the inner surface of the receive antenna parabolic reflector 6. Next, the radio wave reflected from the reflector 6 7 is focused in the plane of the aperture of the horn of the receiving head 8, where it is converted into microwave current, after which it passes through ilitelno-conversion path of the head 8, taking the standard value of the intermediate frequency 0,95-2,15 GHz. Next, the signal at an intermediate frequency from the output of the receiving head through a flexible coaxial microwave cable 10 is fed to the input of an amplifier-indicator unit 11 connected to a second autonomous power source 12.
В настоящее время индикатор блока 11 выполняется в двух вариантах: со стрелочной и дискретной светодиодной многоразрядной индикацией мощности сигнала. Факт обнаружения сигнала фиксируется акустическим сигналом (зуммером).Currently, the indicator of block 11 is performed in two versions: with an arrow and discrete LED multi-bit indication of signal strength. The fact of signal detection is recorded by an acoustic signal (buzzer).
Максимум принятого сигнала будет наблюдаться в случае, когда излучаемая волна 5 направлена вдоль медианы главного лепестка диаграммы направленности приемной антенны шириной около 3,0º на уровне половинной мощности. Данное направление отклонено от продольной оси симметрии рефлектора на угол α и визуально наблюдается и фиксируется видимым лазерным излучением.The maximum of the received signal will be observed when the emitted wave 5 is directed along the median of the main lobe of the radiation pattern of the receiving antenna with a width of about 3.0º at half power. This direction is deviated from the longitudinal axis of symmetry of the reflector by an angle α and is visually observed and fixed by visible laser radiation.
Точное направление на источник излучения фиксируется по максимуму отклонения стрелки индикатора первого или по максимальному числу светящихся светодиодов индикатора второго типа. Угол расхождения луча зеленого твердотельного лазера не более 0,1-0,2º, что позволяет в 15-20 раз уменьшить диаметр зоны неопределенности поиска объекта по сравнению с зоной, определяемой радиоволной, независимо от времени суток и состояния погоды.The exact direction to the radiation source is fixed by the maximum deflection of the arrow of the indicator of the first or by the maximum number of luminous LEDs of the indicator of the second type. The divergence angle of the beam of the green solid-state laser is not more than 0.1-0.2º, which makes it possible to reduce the diameter of the zone of uncertainty of the search for an object by 15-20 times compared with the zone determined by the radio wave, regardless of the time of day or weather conditions.
Таким образом, узконаправленное лазерное излучение зеленого или красного свечения с высокой точностью указывает направление на источник СВЧ-излучения, особенно хорошо заметное в темное время суток. Если на пути распространения лазерного излучения нет дополнительных препятствий, то лазерное пятно на местности будет указывать местоположение объекта поиска. При наличии помех - фиксировать азимут и угол места направления на объект поиска.Thus, highly focused green or red laser radiation indicates with high accuracy the direction to the microwave source, which is especially noticeable in the dark. If there are no additional obstacles to the propagation of laser radiation, then the laser spot on the ground will indicate the location of the search object. If there is interference, fix the azimuth and elevation angle of the direction to the search object.
Проведенные предварительные исследования в области современного состояния техники спутникового телевидения показали достаточно простые и недорогие варианты реализации заявляемого изобретения, что подтверждается приводимым ниже примером изготовления макета заявляемого устройства.Conducted preliminary research in the field of the current state of satellite television technology showed fairly simple and inexpensive options for implementing the claimed invention, which is confirmed by the following example of manufacturing a model of the claimed device.
Блок радиопередатчика, работающий в экономичном режиме амплитудно-импульсной модуляции, выполнен по принципиальной схеме, включающей в себя следующие каскады:The radio transmitter unit operating in the economical mode of pulse-amplitude modulation is made according to the principle circuit, which includes the following cascades:
импульсный генератор мелодичной последовательности на интегральной микросхеме УМС 8;pulse generator of a melodic sequence on an integrated circuit UMS 8;
электронный ключ модулятора на двух биполярных транзисторах КТЗ 102К (n-p-n) и КТЗ 107К (p-n-p);electronic modulator key on two bipolar transistors KTZ 102K (n-p-n) and KTZ 107K (p-n-p);
автогенератор СВЧ на транзисторе КТ647А (n-p-n), резонансный контур которого является одновременно излучающей одновитковой круговой рамочной антенной диаметром 9 мм;microwave oscillator with transistor KT647A (n-p-n), the resonant circuit of which is simultaneously a radiating single-turn circular loop antenna with a diameter of 9 mm;
первым автономным источником питания является гальваническая батарея начальным напряжением 9,0 В и емкостью 1200 мАч для щелочного варианта «Рубин». Потребляемый ток колеблется в пределах 3-10 мА в зависимости от длительности импульсов (20-40 мкс) и частоты их повторения (3-4 кГц), что определяется характером выбранной мелодии. Для индикации включения устройства используется светодиод ярко-красного свечения, потребляемый ток которого ограничен до 0,5 мА посредством резистора 12 кОм, подключенного к шине питания. Колебательная мощность на волне 2,7 см, подводимая к кольцевой антенне, составляет 30 мВт, излучаемая мощность - 15 мВт.The first autonomous power source is a galvanic battery with an initial voltage of 9.0 V and a capacity of 1200 mAh for the alkaline version of Rubin. The consumed current ranges from 3-10 mA depending on the duration of the pulses (20-40 μs) and the frequency of their repetition (3-4 kHz), which is determined by the nature of the selected melody. To indicate the inclusion of the device, a bright red LED is used, the current consumption of which is limited to 0.5 mA by means of a 12 kΩ resistor connected to the power bus. The oscillatory power in the wave of 2.7 cm supplied to the ring antenna is 30 mW, the radiated power is 15 mW.
Конструктивно электрическая схема передатчика 1 выполнена на двух печатных платах: одна - генератор импульсной последовательности с электронным ключом и стабилизатором напряжения питания, вторая - автогенератор с рамочной одновитковой антенной в форме круга ⌀ 9 мм. Указанные платы вместе с батареей питания устанавливаются внутри стандартного корпуса из ударопрочной пластмассы с внешними размерами 98×70×24 мм. Светодиод-индикатор включения питания выведен на переднюю панель корпуса. Выключатель питания размещен сбоку. Общая масса менее 100 граммов. Работоспособность передатчика сохраняется при снижении напряжения питания до 7,0 В.Structurally, the electrical circuit of transmitter 1 is made on two printed circuit boards: one is a pulse sequence generator with an electronic key and a voltage regulator, the second is a self-oscillator with a single-turn loop antenna in the shape of a circle ⌀ 9 mm. These boards together with the battery are installed inside a standard case made of impact-resistant plastic with external dimensions of 98 × 70 × 24 mm. The power-on LED is displayed on the front of the chassis. The power switch is located on the side. Total weight less than 100 grams. Transmitter operability is maintained when the supply voltage is reduced to 7.0 V.
Диаграмма направленности излучения кольцевой антенны 4 радиопередатчика 1 на волне 2,7 см, полученная экспериментально, свидетельствует о равномерной диаграмме излучения: провалы достигают уровня 0,5-0,7 (минус 3-6 дБ) относительно максимума 1,0 при всех значениях азимута 0º-360º. Поэтому можно считать диаграмму направленности излучения передатчика 1 квазиизотропной.The radiation pattern of the ring antenna 4 of the radio transmitter 1 at a wavelength of 2.7 cm, obtained experimentally, indicates a uniform radiation pattern: the dips reach the level of 0.5-0.7 (minus 3-6 dB) relative to the maximum of 1.0 for all azimuth values 0º-360º. Therefore, we can consider the radiation pattern of the transmitter 1 quasi-isotropic.
В [4, с.9] приведены подробные основные технические характеристики и внешний вид малогабаритных офсетных приемных антенн диаметром 0,6 м, 0,9 м и 1,2 м, применяемых в индивидуальном спутниковом телевидении отечественного производства:In [4, p. 9], detailed basic technical specifications and the appearance of small-sized offset receiving antennas with a diameter of 0.6 m, 0.9 m and 1.2 m used in individual satellite television of domestic production are given:
рабочая полоса частот 10,7-12,75 ГГц;operating frequency band 10.7-12.75 GHz;
коэффициент усиления 35,0, 38,5 и 41,0 дБ соответственно;gain of 35.0, 38.5 and 41.0 dB, respectively;
ширина главного лепестка диаграммы направленности приема на уровне половинной мощности 2,9º;width of the main lobe of the radiation pattern at half power level 2.9º;
уровень боковых лепестков диаграммы направленности приема минус 25 дБ;the level of the side lobes of the receive radiation pattern minus 25 dB;
уровень кросс-поляризации минус 25-30 дБ.the level of cross-polarization minus 25-30 dB.
Технические характеристики широко распространенной офсетной антенны Ф 0,55 СТВ-0,55-11 [9] свидетельствуют, что для нее офсетный угол α=19,65º, ширина главного лепестка диаграммы направленности приема 3,3º, коэффициент усиления 34,5 дБ, масса без подвески 2,6 кг при диаметре 55 см.The technical characteristics of the widespread offset antenna F 0.55 STV-0.55-11 [9] indicate that for it the offset angle α = 19.65º, the width of the main lobe of the receive radiation pattern 3.3º, gain 34.5 dB, weight without suspension 2.6 kg with a diameter of 55 cm.
Широкое распространение в нашей стране получили приемные головки (конверторы) производства КНР, сведения о наиболее известных из них приводятся ниже.The receiving heads (converters) manufactured by the PRC are widely used in our country, information on the most famous of them is given below.
Основные технические характеристики одноканальной универсальной приемной головки (конвертора) GSLF-51E производства фирмы General Satellite (КНР) [7]:The main technical characteristics of the single-channel universal receiving head (converter) GSLF-51E manufactured by General Satellite (China) [7]:
диапазон принимаемых частот 11,7-12,7 ГГц;range of received frequencies 11.7-12.7 GHz;
промежуточная частота 950-2000 МГц;intermediate frequency 950-2000 MHz;
частота гетеродина 10,75 ГГц;local oscillator frequency 10.75 GHz;
коэффициент шума 0,3 дБ;noise figure 0.3 dB;
усиление 50-60 дБ;gain of 50-60 dB;
правосторонняя поляризация сигнала при напряжении питания 11-14 В;right-handed polarization of the signal at a supply voltage of 11-14 V;
левосторонняя поляризация сигнала при напряжении питания 16-20 В;left-handed polarization of the signal at a supply voltage of 16-20 V;
подавление кросс-поляризации 25 дБ;cross-polarization suppression 25 dB;
ослабление зеркального канала 40 дБ;attenuation of the mirror channel 40 dB;
потребляемый ток 90 мА;current consumption 90 mA;
выходной коаксиальный разъем 75 Ом, розетка;output coaxial connector 75 Ohm, socket;
уровень побочных излучений минус 60 дБ;spurious emission level minus 60 dB;
диапазон рабочей температуры от -40ºС до +65ºС;operating temperature range from -40ºС to + 65ºС;
масса 220 г.weight 220 g
Технические характеристики приемной головки (конвертера) U-011 производства фирмы Sevensky (КНР) аналогично тем, которые приведены в [10]. Отличие заключается в установлении режима приема любой поляризации, левосторонней и правосторонней одновременно (круговой поляризации), за счет потери усиления на 3 дБ, а также в электронном способе коммутации диапазона принимаемых частот:Technical characteristics of the receiving head (converter) U-011 manufactured by Sevensky (China) are similar to those given in [10]. The difference lies in establishing the reception mode of any polarization, left-side and right-side at the same time (circular polarization), due to loss of gain by 3 dB, as well as in the electronic way of switching the range of received frequencies:
10,7-11,7 ГГц при напряжении питания 11-14 В;10.7-11.7 GHz with a supply voltage of 11-14 V;
11,7-12,75 ГГц при напряжении питания 16-20 В.11.7-12.75 GHz with a voltage of 16-20 V.
Головка снабжена двумя гетеродинами, работающими на разных частотах: 9,75 ГГц и 10,60 ГГц. Их переключение осуществляется при смене напряжения питания.The head is equipped with two local oscillators operating at different frequencies: 9.75 GHz and 10.60 GHz. Their switching is carried out by changing the supply voltage.
Краткий перечень характеристик дополнительных индикаторов мощности принимаемого сигнала под названием Satellite Finder (КНР) со стрелочной и светодиодной индикацией уровня мощности сигнала, включаемых между выходом приемной головки и входом телевизионного приемника, приведенных в [9, 10], указывают, что:A short list of characteristics of additional indicators of the received signal power called Satellite Finder (PRC) with arrow and LED indication of the signal power level, included between the output of the receiving head and the input of the television receiver, given in [9, 10], indicate that:
промежуточная частота 950-2400 МГц для прибора ASF 304 и 950-2150 МГц для прибора SF-12;intermediate frequency 950-2400 MHz for the ASF 304 and 950-2150 MHz for the SF-12;
максимальный уровень входного сигнала минус 10 дБ·мВт;maximum input signal level minus 10 dB · mW;
напряжение питания 13-18 В.supply voltage 13-18 V.
Инструкция для пользователя прибора со стрелочной индикацией [9] свидетельствует, что шкала прибора имеет 100 делений с шагом 0,05 В, отклонение в пределах 0-5 В. Усиление на промежуточной частоте регулируется переменным резистором в пределах от 20 до 30 дБ. Потребляемый ток 20 мА, рабочее напряжение 13-18 В.Instructions for the user of the device with arrow indicators [9] indicate that the scale of the device has 100 divisions in increments of 0.05 V, the deviation is within 0-5 V. The gain at the intermediate frequency is controlled by a variable resistor in the range from 20 to 30 dB. Current consumption 20 mA, operating voltage 13-18 V.
Аналогичная инструкция прибора с дискретной светодиодной индикацией [10] говорит о том, что индикатор содержит 6 светодиодов красного цвета свечения с дискретным шагом срабатывания 0,5 В. Максимальный уровень входного сигнала - минус 10 дБ относительно уровня 1 мВт. Потребляемый ток 20 мА, уровень регулируемого усиления (установления порога срабатывания первого светодиода) 20-30 дБ.A similar instruction with a discrete LED indication [10] indicates that the indicator contains 6 red LEDs with a discrete response step of 0.5 V. The maximum input signal level is minus 10 dB relative to the level of 1 mW. Current consumption 20 mA, adjustable gain level (setting the threshold for the first LED) 20-30 dB.
Нормальное функционирование обоих приборов [9,10] обеспечивается при отношении мощностей сигнала и внутреннего теплового шума 15 дБ (30 раз). Гарантируемый коэффициент шума приемной головки менее единицы.The normal operation of both devices [9, 10] is ensured with a ratio of signal powers and internal thermal noise of 15 dB (30 times). Guaranteed noise figure of the receiving head is less than one.
В описываемом макете устройства в качестве источника лазерного излучения видимого диапазона длин волн использована лазерная указка.In the described device layout, a laser pointer is used as a source of laser radiation in the visible wavelength range.
В настоящее время широко распространены лазерные указки зеленого и красного свечения мощностью от 1 до 100 мВт. Наилучшие результаты были получены при использовании лазерной указки производства КНР с номинальной мощностью излучения 50 мВт на длине волны 532±10 нм по стандарту 21 CFR. Ее длина 165 мм, диаметр 15 мм, масса 150 г. Питание от двух щелочных элементов ААА общим напряжением 3,0 В, встроенных в корпус указки.Currently, laser pointers of green and red glow with a power of 1 to 100 mW are widely distributed. The best results were obtained using a laser pointer manufactured by the People's Republic of China with a nominal radiation power of 50 mW at a wavelength of 532 ± 10 nm according to the 21 CFR standard. Its length is 165 mm, diameter 15 mm, weight 150 g. Powered by two alkaline AAA elements with a total voltage of 3.0 V, built into the pointer body.
Отверстие 13 в геометрическом центре О рефлектора 6 имеет диаметр 18 мм. В него вставлена металлическая втулка из меди, диаметры которой равны ⌀18×16 мм. В эту втулку вставляется лазерная указка 14 без люфта. Фиксация угла наклона α=19,7º втулки осуществляется пайкой припоем ПОС-60С с обеих сторон стального листа рефлектора 6 толщиной 2,0 мм.The hole 13 in the geometric center O of the reflector 6 has a diameter of 18 mm A metal sleeve of copper is inserted into it, the diameters of which are ⌀18 × 16 mm. A laser pointer 14 without play is inserted into this sleeve. The angle of inclination α = 19.7º of the sleeve is fixed by soldering with POS-60C solder on both sides of the steel sheet of reflector 6 with a thickness of 2.0 mm.
Второй автономный источник питания 12 представляет собой стандартную кассету на 8 элементов АА. В данном случае применялись 8 аккумуляторных элементов емкостью 2600 мА·ч и начальным напряжением 1,2 В. Зарядный ток 260 мА за 12 часов.The second stand-alone power source 12 is a standard cartridge for 8 AA elements. In this case, 8 battery cells with a capacity of 2600 mAh and an initial voltage of 1.2 V were used. Charging current 260 mA in 12 hours.
Суммарный потребляемый ток устройства со стрелочной индикацией составляет 105 мА, со светодиодной - 110 мА при отсутствии сигнала и до 125 мА при максимальном сигнале. Таким образом, при использовании аккумуляторной батареи емкостью 2600 мА·ч при разряде ее энергии на 85% устройство способно работать в общей сложности от 16 до 20 часов.The total current consumption of the device with an arrow indication is 105 mA, with LED - 110 mA in the absence of a signal and up to 125 mA at a maximum signal. Thus, when using a battery with a capacity of 2600 mAh when discharging its energy by 85%, the device is able to work for a total of 16 to 20 hours.
Оба варианта усилительно-индикаторного блока 11 размещались вместе с источниками питания - аккумуляторными батареями в стандартном ударопрочном пластмассовом корпусе с внешними размерами 200×100×60 мм.Both versions of the amplifier-indicator unit 11 were placed together with power sources - rechargeable batteries in a standard high-impact plastic case with external dimensions of 200 × 100 × 60 mm.
Испытание обоих вариантов устройства в полевых условиях подтвердили, что в режиме ручного наведения на цель они позволяют обеспечить узкую диаграмму направленности приема по главному лепестку приемной антенны в пределах 2,5º-3,5º как по азимуту 0º-360º, так и по углу места ±80º, что обеспечивает обзор и поиск от дна ущелья до горной вершины.A field test of both device variants confirmed that in manual aiming mode they provide a narrow reception pattern along the main lobe of the receiving antenna within 2.5º-3.5º both in azimuth 0º-360º and in elevation ± 80º, which provides an overview and search from the bottom of the gorge to the mountain peak.
Указание местоположения объекта осуществляется с помощью лазерной указки в дневное время на расстоянии до 400 м, в ночное - до 2 км.The location of the object is indicated using a laser pointer in the daytime at a distance of up to 400 m, at night - up to 2 km.
Практика опытной эксплуатации обоих вариантов выявила, что более удобно использование светодиодного индикатора, чем стрелочного.The practice of pilot operation of both options revealed that it is more convenient to use an LED indicator than a pointer.
В ходе полевых испытаний макета устройства потребовалось дополнительно установить на внешней поверхности параболического рефлектора три ручки, из которых две были установлены на пересечении горизонтальной оси симметрии, а третья - в верхней части по вертикали. Последняя предназначена для удобства перемещения, а две другие - для ведения поиска по азимуту и углу места.During field tests of the device’s model, it was necessary to additionally install three handles on the external surface of the parabolic reflector, two of which were installed at the intersection of the horizontal axis of symmetry, and the third in the upper part vertically. The latter is intended for ease of movement, and the other two are for searching in azimuth and elevation.
Источники информацииInformation sources
1. RU №2313108, 2007.1. RU No. 2313108, 2007.
2. RU №2141119, 1999.2. RU No. 2111119, 1999.
3. Все об антеннах. Индивидуальные антенны: конструкции, установки, спутниковые антенны. - М.: ОНИКС, Центр общечеловеческих ценностей, 2008. - 240 с.3. All about antennas. Individual antennas: structures, installations, satellite dishes. - M .: ONIX, Center for Human Values, 2008. - 240 p.
4. Спутниковые антенны. Каталог фирмы «Белка». Часть 1. - М.: Белка, 2005. - 114 с.4. Satellite dishes. Catalog of the company "Squirrel". Part 1. - M .: Belka, 2005 .-- 114 p.
5. Паспорт. Антенна Ф 0,55 СТВ - 0,55 - 11 АУМ. - Ульяновск, ОАО «АлМет», 2009. - 4 с.5. Passport. Antenna F 0.55 STV - 0.55 - 11 AUM. - Ulyanovsk, OJSC AlMet, 2009. - 4 p.
6. Краткая инструкция по установке спутниковой антенны SEVENSKY. - М.: ЗАО «Национальная спутниковая компания», 2009. - 4 с.6. Brief installation instructions for the SEVENSKY satellite dish. - M .: CJSC National Satellite Company, 2009. - 4 p.
7. General Satellite Corp., Ltd. // www.general-satellite.com. - 2 p.7. General Satellite Corp., Ltd. // www.general-satellite.com. - 2 p.
8. Sevensky. Chen Mind Electronics Technology Co., Ltd, China, 2009. - 2 p.8. Sevensky. Chen Mind Electronics Technology Co., Ltd, China, 2009. - 2 p.
9. Satellite Finder. Atlanta Satellite Systems. // www.atlanta-digital.com. - 2 p.9. Satellite Finder. Atlanta Satellite Systems. // www.atlanta-digital.com. - 2 p.
10. Satellite Finder SF - 12. Euston. // www.euston.com. - 2 p.10. Satellite Finder SF - 12. Euston. // www.euston.com. - 2 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012123668/08A RU2509370C2 (en) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | Apparatus for searching for and locating people |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012123668/08A RU2509370C2 (en) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | Apparatus for searching for and locating people |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012123668A RU2012123668A (en) | 2013-12-20 |
RU2509370C2 true RU2509370C2 (en) | 2014-03-10 |
Family
ID=49784407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012123668/08A RU2509370C2 (en) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | Apparatus for searching for and locating people |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2509370C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797828C1 (en) * | 2022-07-27 | 2023-06-08 | Георгий Яковлевич Шайдуров | Radar method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141119C1 (en) * | 1998-03-23 | 1999-11-10 | Легошин Михаил Леонидович | Method detecting animated objects and device for its implementation |
RU2313108C2 (en) * | 2006-01-31 | 2007-12-20 | Вячеслав Адамович Заренков | Mode of detection living objects and an arrangement for its execution |
RU2407035C2 (en) * | 2005-04-11 | 2010-12-20 | Навком Текнолоджи, Инк. | Method of determining location by shooting with main polarisation and cross polarisation |
US7948428B2 (en) * | 2003-08-12 | 2011-05-24 | Trex Enterprises Corp. | Millimeter wave imaging system with frequency scanning antenna |
-
2012
- 2012-06-08 RU RU2012123668/08A patent/RU2509370C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141119C1 (en) * | 1998-03-23 | 1999-11-10 | Легошин Михаил Леонидович | Method detecting animated objects and device for its implementation |
US7948428B2 (en) * | 2003-08-12 | 2011-05-24 | Trex Enterprises Corp. | Millimeter wave imaging system with frequency scanning antenna |
RU2407035C2 (en) * | 2005-04-11 | 2010-12-20 | Навком Текнолоджи, Инк. | Method of determining location by shooting with main polarisation and cross polarisation |
RU2313108C2 (en) * | 2006-01-31 | 2007-12-20 | Вячеслав Адамович Заренков | Mode of detection living objects and an arrangement for its execution |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797828C1 (en) * | 2022-07-27 | 2023-06-08 | Георгий Яковлевич Шайдуров | Radar method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012123668A (en) | 2013-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6666089B2 (en) | Miniature sports radar speed measuring device | |
US8474172B2 (en) | Alert RF system for hunter protection | |
WO1999009372A3 (en) | Portable laser range finder and digital compass assembly | |
JP2006023261A (en) | Active tag device | |
US9086472B2 (en) | Multi-transceiver RF alert system for preventing hunting accidents | |
BR112016014434B1 (en) | BISTATIC RADAR AND MAST OF SHIP, MILITARY SHIP AND LAND VEHICLE COMPRISING A BISTATIC RADAR | |
US20070115175A1 (en) | Handheld GPS jammer locator | |
US6243051B1 (en) | Dual helical antenna for variable beam width coverage | |
RU2509370C2 (en) | Apparatus for searching for and locating people | |
US3766560A (en) | Radio receiving apparatus for locating a plurality of target transmitters | |
RU63941U1 (en) | PASSIVE RADAR STATION | |
JP3427187B2 (en) | Distance measuring apparatus and measuring method using modulated light | |
AU771789B2 (en) | Method and device for magnetic guidance, especially for tracking targets | |
JP3204087B2 (en) | Tracking radar device | |
RU2108596C1 (en) | Radio complex searching for markers | |
CN205620548U (en) | Pulse secondary surveillance radar | |
KR101062335B1 (en) | Mobile signal tracking device and method | |
US6992623B2 (en) | 406 MHz emergency beacon with in-band homing transmitter | |
CN208075875U (en) | Wearable blind person's guide device | |
RU2149421C1 (en) | Technique of radar detection and tracking of objects and radar for its realization | |
US8487809B2 (en) | System for response to a signal transmitted by a radar and use of this system notably for testing radars, in particular of the MTI type | |
RU2289825C2 (en) | Radiolocation station for all-around surveillance | |
Liu et al. | The parameter design results of near space airship SAR system | |
JP2545875Y2 (en) | Radar transponder | |
JP4088700B2 (en) | Active tag device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160609 |