Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2515191C2 - Method of locating buried biological objects or remains thereof and device for realising said method - Google Patents

Method of locating buried biological objects or remains thereof and device for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2515191C2
RU2515191C2 RU2012126490/28A RU2012126490A RU2515191C2 RU 2515191 C2 RU2515191 C2 RU 2515191C2 RU 2012126490/28 A RU2012126490/28 A RU 2012126490/28A RU 2012126490 A RU2012126490 A RU 2012126490A RU 2515191 C2 RU2515191 C2 RU 2515191C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
frequency
antenna
amplifier
unit
Prior art date
Application number
RU2012126490/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012126490A (en
Inventor
Вячеслав Адамович Заренков
Дмитрий Вячеславович Заренков
Виктор Иванович Дикарев
Борис Васильевич Койнаш
Original Assignee
Вячеслав Адамович Заренков
Дмитрий Вячеславович Заренков
Виктор Иванович Дикарев
Борис Васильевич Койнаш
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Адамович Заренков, Дмитрий Вячеславович Заренков, Виктор Иванович Дикарев, Борис Васильевич Койнаш filed Critical Вячеслав Адамович Заренков
Priority to RU2012126490/28A priority Critical patent/RU2515191C2/en
Publication of RU2012126490A publication Critical patent/RU2012126490A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2515191C2 publication Critical patent/RU2515191C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: physics; geophysics.
SUBSTANCE: invention relates to geophysics and can be used to search for buried biological objects or remains thereof. Disclosed is a method of locating buried biological objects or remains thereof and a device for carrying out the method. The device has a scanning unit and a transceiver. The scanning unit includes a driving generator 1, a power amplifier 2, a circulator 3, a transceiving antenna 4, a dipole antenna 4.1, a frame antenna 4.2, high frequency amplifiers 5 and 29, phase detectors 6 and 37, a computer 7, a heterodyne 8, mixers 9 and 11, a first intermediate frequency amplifier 10, a second intermediate frequency amplifier 12, a correlator 19, a multiplier 20, a low-pass filter 21, an amplifier 22, a controlled delay unit 23, a range indicator 24, a reducing gear 25, a platform 26, an angle indicator 27, an adder 28, amplitude detectors 30 and 31, a divider unit 32, a threshold unit 33, switches 34 and 35, a differentiator 36, a beam pattern control unit 38, a control voltage generating unit 39 and a motor 40. The transceiving unit comprises a piezoelectric crystal 13, a microstrip antenna 14, electrodes 15, buses 16 and 17 and a set of reflectors 18.
EFFECT: high accuracy of determining location of buried biological objects or remains thereof.
2 cl, 10 dwg

Description

Предлагаемый способ и устройство относятся к области поисково-спасательных работ и могут быть использованы для поиска засыпанных биообъектов или их останков в районах землетрясений, а также в альпинизме при поиске биообъектов, засыпанных, например, снежными лавинами или горными обвалами.The proposed method and device relates to the field of search and rescue operations and can be used to search for bombarded bioobjects or their remains in earthquake areas, as well as in mountaineering when searching for bioobjects bombarded with, for example, avalanches or mountain landslides.

Известны способы и устройства обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков (патенты РФ №№2.085.997, 2.105.432, 2.116.099, 2.206.902, 2.248.235, 2.288.486, 2.370.792; патенты США №№4.129.868, 4.331.957, 6.031.482; патенты EP №№0.075.199, 1.746.433; Винокуров В.К. и др. Безопасность в альпинизме. - М., 183, С.136-137; Дикарев В.И. Безопасность, защита и спасение человека. - СПб, 2007, С.460-467, и другие).Known methods and devices for detecting the location of buried biological objects or their remains (RF patents Nos. 2,085.997, 2.105.432, 2.116.099, 2.206.902, 2.248.235, 2.288.486, 2.370.792; US patents Nos. 4.129. 868, 4.331.957, 6.031.482; EP patents No. 0.075.199, 1.746.433; Vinokurov V.K. et al. Safety in mountain climbing. - M., 183, S.136-137; V. Dikarev Safety, protection and salvation of a person. - SPb, 2007, S.460-467, and others).

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым является «Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления» (патент РФ №2.370.792, G01V 3/12, 2007), которые и выбраны в качестве базовых объектов.Of the known methods and devices closest to the proposed one is the "Method for locating buried biological objects or their remains and a device for its implementation" (RF patent No. 2,370.792, G01V 3/12, 2007), which are selected as the base objects.

Известные способ и устройство обеспечивают расширение функциональных возможностей путем определения расстояния до источника радиоизлучений (ИРИ) (засыпанного биообъекта или его останков). При этом используется корреляционная обработка и корреляционная функция R(τ) (фиг.8, а).The known method and device provide an extension of functionality by determining the distance to a source of radio emission (IRI) (a buried biological object or its remains). In this case, the correlation processing and the correlation function R (τ) are used (Fig. 8, a).

Однако в области максимума корреляционная функция R(τ) имеет малую крутизну и изменяется незначительно при изменениях τ, что снижает точность определения расстояния до ИРИ. Гораздо более благоприятной для поиска максимума является форма производной от корреляционной функции dR(τ)/dτ (фиг.8, б). В точке τ=0 производная имеет значительную крутизну и, кроме того, меняет знак в зависимости от положения относительно точки τ=0.However, in the region of the maximum, the correlation function R (τ) has a small slope and changes insignificantly with changes in τ, which reduces the accuracy of determining the distance to the IRI. Much more favorable for finding the maximum is the form of the derivative of the correlation function dR (τ) / dτ (Fig. 8, b). At the point τ = 0, the derivative has a significant steepness and, in addition, changes sign depending on the position relative to the point τ = 0.

Таким образом, отыскание максимума корреляционной функции (максимальный принцип - экстремальная задача) заменяется минимальным принципом - стабилизацией нулевого значения регулируемой величины.Thus, finding the maximum of the correlation function (the maximum principle is an extreme problem) is replaced by the minimum principle - stabilization of the zero value of the controlled variable.

Кроме того, для определения направления на источник радиоизлучений (биообъект или его останки) используется антенна с широкой диаграммой направленности, у которой отсутствует ярко выраженная точка экстремума, что также снижает точность определения азимута (пеленга) на ИРИ. Для формирования узкой диаграммы направленности необходима сложная антенная система больших габаритов, что не всегда можно технически реализовать на практике. Целесообразно использовать вибраторную и рамочную антенны, которые формируют круговую и кардиоидную диаграммы направленности, т.е. используется метод минимума.In addition, to determine the direction to the source of radio emissions (bioobject or its remains), an antenna with a wide radiation pattern is used, which does not have a pronounced extremum point, which also reduces the accuracy of determining the azimuth (bearing) for IRI. To form a narrow radiation pattern, a complex antenna system of large dimensions is required, which is not always technically feasible in practice. It is advisable to use a vibrating and loop antenna, which form a circular and cardioid radiation patterns, i.e. the minimum method is used.

Следовательно, низкая точность определения дальности и азимута источника радиоизлучений приводят к низкой точности определения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков.Consequently, the low accuracy of determining the range and azimuth of a source of radio emissions leads to low accuracy in determining the location of buried biological objects or their remains.

Технической задачей изобретения является повышение точности определения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков путем использования производной корреляционной функции, вибраторной и рамочной антенн.An object of the invention is to increase the accuracy of determining the location of buried biological objects or their remains by using the derivative of the correlation function, vibrator and frame antennas.

Поставленная задача решается тем, что способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, основанный в соответствии с ближайшим аналогом на том, что предварительно размещают на биообъекте, относящемуся к группе риска, маломощный приемопередатчик, в качестве которого используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность алюминиевым встречно-штыревым преобразователем, связанным с микрополосковой антенной, и набором отражателей, формируют высокочастотное колебание с несущей частотой ωc, преобразуют его по частоте с использованием частоты ωг гетеродина, выделяют напряжение первой промежуточной частоты ωпр1, равной сумме частоты ωпр1гс, усиливают его по мощности, облучают с помощью сканирующего блока засыпанный участок, под поверхностью которого может находиться биообъект или его останки, направленным электромагнитным сигналом, принимают его на засыпанном биообъекте или его останках, преобразуют в акустическую волну, обеспечивают ее распространение по поверхности пьезокристалла и обратное отражение, преобразуют отраженную акустическую волну опять в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого соответствует структуре встречно-штыревого преобразователя, сформированный сигнал с фазовой манипуляцией переизлучают микрополосковой антенной в эфир, принимают его антенной сканирующего блока, усиливают по амплитуде, принятый сигнал с фазовой манипуляцией на первой промежуточной частоте ωпр1, повторно преобразуют по частоте с использованием несущей частоты ωc, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ωпр2пр1сг, регистрируют выделенный модулирующий код, соответствующий структуре встречно-штыревого преобразователя, анализируют его и определяют принадлежность засыпанного биообъекта или его останков, задерживают напряжение гетеродина на время τ, отличается от ближайшего аналога тем, что антенную систему сканирующего блока выполняют в виде вибраторной и рамочной антенн, которые закрепляют на платформе с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости, суммируют сложные сигналы с фазовой манипуляцией, принимаемые вибраторной и рамочной антеннами, формируя кардиоидную диаграмму направленности, суммарный сигнал усиливают по амплитуде, детектируют его и осуществляют деление продетектированного сигнала, принимаемого вибраторной антенной, на продетектированный суммарный сигнал, сравнивают полученное напряжение с пороговым напряжением и в случае его превышения, что соответствует совпадению нулевого провала кардиоидной диаграммы направленности с направлением на источник радиоизлучений, разрешают дальнейшую обработку принимаемых сигналов, в процессе которой осуществляют синхронное детектирование принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией на второй промежуточной частоте ωпр2Г, напряжение второй промежуточной частоты дифференцируют по времени и перемножают с напряжением гетеродина, задержанным на время τ, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное производной корреляционной функции dR(τ)/dτ, усиливают его, изменяют время задержки τ до наступления равенства τ=0, поддерживают указанное равенство, что соответствует нулевому значению производной корреляционной функции dR(τ)/dτ, определяют расстояние R до засыпанного биообъекта или его останков, сравнивают по фазе сигнал, принимаемый вибраторной антенной с суммарным сигналом, формируют управляющее напряжение, амплитуда и полярность которого соответствуют степени и стороне отклонения нулевого провала кардиоидной диаграммы направленности от направления на источник радиоизлучений, воздействуют им на исполнительные органы платформы, устраняя возникшее рассогласование.The problem is solved in that a method for detecting the location of buried bioobjects or their remains, based on the closest analogue on that previously placed on a bioobject belonging to the risk group, is a low-power transceiver, which is used as a piezocrystal with an aluminum counter-coated on its surface a pin transducer associated with a microstrip antenna and a set of reflectors form a high-frequency oscillation with a carrier frequency ω c , transform it by the frequency frequency using the frequency ω g local oscillator, isolate the voltage of the first intermediate frequency ω pr1 equal to the sum of the frequency ω pr1 = ω g + ω s , amplify it in power, irradiate with the help of a scanning unit a covered area, under the surface of which there may be a biological object or its remains directed by an electromagnetic signal, receive it on a bombarded biological object or its remains, convert it into an acoustic wave, ensure its propagation on the surface of the piezocrystal and back reflection, convert the reflected acoustics wave again into an electromagnetic signal with phase shift keying, the internal structure of which corresponds to the structure of the interdigital transducer, the generated signal with phase shift keying is re-emitted by the microstrip antenna into the ether, receive by its scanning unit antenna, amplified by the amplitude, the received signal with phase shift keying at the first intermediate frequency ω CR1 , repeatedly converted in frequency using the carrier frequency ω c , the voltage of the second intermediate frequency ω CR2 = ω CR1 -ω c = ω g , reg the selected modulating code corresponding to the structure of the interdigital transducer is abutted, analyzed and the affiliated bioobject or its remains are identified, the local oscillator voltage is delayed for a time τ, differs from the closest analogue in that the antenna system of the scanning unit is made in the form of vibrating and loop antennas, which fixed on the platform with the possibility of its rotation in the horizontal plane, summarize the complex signals with phase shift keying received vibrator and loop antenna By forming a cardioid radiation pattern, the total signal is amplified in amplitude, it is detected and the detected signal received by the vibrator antenna is divided by the detected total signal, the obtained voltage is compared with the threshold voltage and if it is exceeded, which corresponds to the coincidence of the zero dip of the cardioid radiation pattern with a direction to the source of radio emissions, allow further processing of the received signals, during which nhronnoe detection of the received signal with phase shift keying on the second intermediate frequency ω np2 = ω T, the voltage of the second intermediate frequency is differentiated with respect to time and multiplied with the voltage oscillator delayed by time τ, emit a low-frequency voltage proportional to the derivative of the correlation function dR (τ) / dτ, reinforce it, change the delay time τ until equality τ = 0, maintain the indicated equality, which corresponds to the zero value of the derivative of the correlation function dR (τ) / dτ, determine the distance the brightness of R to the bombarded biological object or its remains, the signal received by the vibrating antenna with the total signal is compared in phase, the control voltage is formed, the amplitude and polarity of which correspond to the degree and side of the deviation of the zero dip of the cardioid radiation pattern from the direction to the source of radio emissions, they affect the executive bodies platforms, eliminating the inconsistency.

Поставленная задача решается тем, что устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, содержащее в соответствии с ближайшим аналогом приемопередатчик, размещенный на биообъекте, относящемся к группе риска, и выполненный в виде пьезокристалла с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем, связанным с микрополосковой антенной, и набором отражателей, при этом встречно-штыревой преобразователь содержит две гребенчатые системы электродов, электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами, связанными с микрополосковой антенной, и сканирующий блок, состоящий из последовательно включенных задающего генератора, первого смесителя, второй вход которого соединен первым выходом гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, усилителя мощности, циркулятора, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первого усилителя высокой частоты, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и усилителя второй промежуточной частоты, последовательно подключенных к второму выходу гетеродина блока регулируемой задержки, перемножителя и фильтра нижних частот, последовательно подключенных к второму выходу блока регулируемой задержки первого фазового детектора и компьютера, второй вход которого соединен с выходом блока регулируемой задержки, к второму выходу блока регулируемой задержки подключен индикатор дальности, отличается от ближайшего аналога тем, что сканирующий блок снабжен платформой, указателем угла, редуктором, сумматором, вторым усилителем высокой частоты, двумя амплитудными детекторами, блоком деления, пороговым блоком, усилителем, двумя ключами, вторым фазовым детектором, мотором и блоком формирования управляющего напряжения, причем приемопередающая антенна выполнена в виде антенной системы, состоящей из вибраторной и рамочной антенн, размещенных на платформе и подключенных через сумматор к последовательно соединенным второму усилителю высокой частоты, второму амплитудному детектору, блоку деления, второй вход которого через первый амплитудный детектор соединен с выходом первого усилителя высокой частоты, пороговый блок, первый ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и дифференциатор, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, выход фильтра нижних частот через усилитель соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, вход первого фазового детектора соединен с выходом первого ключа, к выходу первого усилителя высокой частоты последовательно подключен второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя высокой частоты, блок формирования управляющего напряжения и мотор, связанный через редуктор с платформой, редуктор снабжен указателем угла.The problem is solved in that a device for detecting the location of buried bioobjects or their remains, containing, in accordance with the closest analogue, a transceiver located on a bioobject belonging to a risk group and made in the form of a piezoelectric crystal with an aluminum thin-film interdigital transducer deposited on its surface, associated with a microstrip antenna, and a set of reflectors, while the interdigital transducer contains two comb systems of electrodes, electrodes each one of the combs is connected to each other by buses connected to a microstrip antenna, and a scanning unit consisting of a serially connected master oscillator, a first mixer, the second input of which is connected by the first output of the local oscillator, the amplifier of the first intermediate frequency, the power amplifier, the circulator, the input-output of which connected to the transceiver antenna, the first high-frequency amplifier, the second mixer, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, and the amplifier of the second intermediate frequency, subsequently properly connected to the second output of the local oscillator of the adjustable delay unit, multiplier and low-pass filter, connected in series to the second output of the adjustable delay unit of the first phase detector and computer, the second input of which is connected to the output of the adjustable delay unit, a range indicator is connected to the second output of the adjustable delay unit, differs from the closest analogue in that the scanning unit is equipped with a platform, an angle indicator, a gearbox, an adder, a second high-frequency amplifier, two amplitude detectors, a division block, a threshold block, an amplifier, two keys, a second phase detector, a motor and a control voltage generating unit, the transceiver antenna being made in the form of an antenna system consisting of a vibrating and loop antennas located on the platform and connected through the adder to the series connected to a second high-frequency amplifier, a second amplitude detector, a division unit, the second input of which is connected to the output of the first amplifier through the first amplitude detector For high frequency, the threshold block, the first key, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, and the differentiator, the output of which is connected to the second input of the multiplier, the output of the low-pass filter through the amplifier is connected to the second input of the adjustable delay unit, the input of the first phase detector is connected with the output of the first key, the second phase detector is connected in series to the output of the first high-frequency amplifier, the second input of which is connected to the output of the second high-frequency amplifier, the unit Bani control voltage and a motor connected through a gearbox to the platform, provided with a reducer angle pointer.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1 и 3. Частотная диаграмма, иллюстрирующая процесс преобразования сигналов по частоте, изображена на фиг.2. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, представлены на фиг.4. Диаграмма направленности, пеленгационные характеристики и вид приемных антенн изображены на фиг.5, 6 и 7. Корреляционная функция R(τ) и ее производная dR(τ)/dτ показаны на фиг.8.A block diagram of a device that implements the proposed method is presented in figures 1 and 3. A frequency diagram illustrating the process of converting signals by frequency is shown in figure 2. Timing diagrams explaining the operation of the device are presented in figure 4. The radiation pattern, direction-finding characteristics and the appearance of the receiving antennas are shown in Figs. 5, 6 and 7. The correlation function R (τ) and its derivative dR (τ) / dτ are shown in Fig. 8.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит сканирующий блок и приемопередатчик.A device that implements the proposed method contains a scanning unit and a transceiver.

Сканирующий блок содержит последовательно включенные задающий генератор 1, первый смеситель 9, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 8, усилитель 10 первой промежуточной частоты, усилитель 2 мощности, циркулятор 3, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 4, усилитель 5 высокой частоты, второй смеситель 11, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1, усилитель 12 второй промежуточной частоты, первый ключ 34, фазовый детектор 6, второй вход которого через блок 23 регулируемой задержки соединен со вторым выходом гетеродина 8, перемножитель 20, второй вход которого через дифференциатор соединен с выходом первого ключа 34, фильтр 21 нижних частот, усилитель 22, блок 23 регулируемой задержки и индикатор 24 дальности. Перемножитель 20, фильтр 21 нижних частот, усилитель 22 и блок 23 регулируемой задержки образуют коррелятор 19.The scanning unit contains a serially connected master oscillator 1, a first mixer 9, the second input of which is connected to the first output of the local oscillator 8, an amplifier 10 of the first intermediate frequency, a power amplifier 2, a circulator 3, the input-output of which is connected to a transceiver antenna 4, a high-frequency amplifier 5 , a second mixer 11, the second input of which is connected to the output of the master oscillator 1, an amplifier 12 of the second intermediate frequency, the first key 34, a phase detector 6, the second input of which is connected to the adjustable delay unit 23 with about the second output of the local oscillator 8, a multiplier 20, the second input of which through a differentiator is connected to the output of the first key 34, a low-pass filter 21, an amplifier 22, an adjustable delay unit 23 and a range indicator 24. The multiplier 20, the low-pass filter 21, the amplifier 22 and the adjustable delay unit 23 form a correlator 19.

Приемопередающая антенна 4 выполнена в виде антенной системы, состоящей из вибраторной 4.1 и рамочной 4.2 антенн, размещенных на платформе 26 и подключенных через сумматор 28 к последовательно соединенным второму усилителю 29 высокой частоты, второму амплитудному детектору 31, блоку 32 деления, второй вход которого через первый амплитудный детектор 30 соединен с выходом первого усилителя высокой частоты, пороговый блок 33, второй ключ 35, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 5 высокой частоты, второй фазовый детектор 37, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 29 высокой частоты, блок 39 формирования управляющего напряжения и мотор 40, связанный через редуктор 25 с платформой 26. Редуктор 25 снабжен указателем 27 угла. Второй вход первого ключа 34 соединен с выходом порогового блока 33. Блок 39 формирования управляющего напряжения и мотор 40 образуют блок 38 управления диаграммой направленности антенной системы.The transceiver antenna 4 is made in the form of an antenna system consisting of a vibrator 4.1 and a frame 4.2 antennas located on the platform 26 and connected via an adder 28 to a second high-frequency amplifier 29, a second amplitude detector 31, a division unit 32, the second input of which through the first an amplitude detector 30 is connected to the output of the first high-frequency amplifier, a threshold unit 33, a second key 35, the second input of which is connected to the output of the first high-frequency amplifier 5, the second phase detector 37, the second od coupled to an output of the second amplifier 29, high frequency unit 39 generating the control voltage and the motor 40 coupled through a reduction gear 25 to the platform 26. The gearbox 25 is provided with an angle indicator 27. The second input of the first key 34 is connected to the output of the threshold unit 33. The control voltage generating unit 39 and the motor 40 form the antenna system radiation pattern control unit 38.

Приемопередающий блок выполнен в виде пьезокристалла 13 с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем, связанным с микрополосковой антенной 14, и набором отражателей 18.The transceiver unit is made in the form of a piezocrystal 13 with an aluminum thin-film interdigital transducer deposited on its surface connected to a microstrip antenna 14 and a set of reflectors 18.

Встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн (ПАВ) содержит две гребенчатые системы электродов 15, шины 16 и 17, которые соединят электроды каждой из гребенок между собой. Шины 16 и 17, в свою очередь, связаны с микрополосковой антенной 14.The interdigital transducer of surface acoustic waves (SAW) contains two comb systems of electrodes 15, buses 16 and 17, which will connect the electrodes of each of the combs to each other. Tires 16 and 17, in turn, are connected to the microstrip antenna 14.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Задающим генератором 1 формируется высокочастотное колебание (фиг.4, а)The proposed method is implemented as follows. The master oscillator 1 is formed of high-frequency oscillation (figure 4, a)

uc(t)=Uccos(ωct+φc), 0≤t≤Tc,u c (t) = U c cos (ω c t + φ c ), 0≤t≤T c ,

где Uc, ωc, φс, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания,where U c , ω c , φ s , T c - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of high-frequency oscillations,

которое поступает на первый вход первого смесителя 9, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 8 (фиг.4, б)which is fed to the first input of the first mixer 9, the second input of which is the voltage of the local oscillator 8 (Fig.4, b)

uГ(t)=UГcos(ωГt+φГ).u Г (t) = U Г cos (ω Г t + φ Г ).

На выходе смесителя 9 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 10 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты (фиг.4, в)The output of the mixer 9 is formed voltage of the Raman frequencies. The amplifier 10 is allocated the voltage of the first intermediate (total) frequency (figure 4, c)

uпр1(t)=Uпр1cos(ωпр1t+φпр1), 0≤t≤Tc u CR1 (t) = U CR1 cos (ω CR1 t + φ CR1 ), 0≤t≤T c

где U п р 1 = 1 2 K 1 U c U Г

Figure 00000001
;Where U P R one = one 2 K one U c U G
Figure 00000001
;

K1 - коэффициент передачи смесителя;K 1 - gear ratio of the mixer;

ωпр1сГ - первая промежуточная (суммарная) частота;ω CR1 = ω s + ω G - the first intermediate (total) frequency;

φпр1сГ,φ pr1 = φ s + φ G ,

которое после усиления в усилителе 2 мощности через циркулятор 3 поступает в рупорную приемопередающую антенну 4 и излучается в эфир. С помощью рупорной антенны 4 последовательно облучается засыпанный участок, где предположительно находится биообъект или его останки.which, after amplification in the power amplifier 2, through the circulator 3 enters the horn transceiver antenna 4 and is broadcast. With the help of a horn antenna 4, a bombarded area is sequentially irradiated, where the biological object or its remains are supposedly located.

Электромагнитный сигнал uпр1(t) принимается микрополосковой антенной 14 приемопередатчика, размещенного на биообъекте или его останках. Последний представляет собой пьезокристалл 13 с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем ПАВ, который состоит из двух гребенчатых систем электродов 15, нанесенных на поверхность пьезокристалла 13. Электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами 16 и 17. Шины, в свою очередь, связаны с микроволновой антенной 14.The electromagnetic signal u pr1 (t) is received by the microstrip antenna 14 of the transceiver located on the biological object or its remains. The latter is a piezocrystal 13 with an aluminum thin-film interdigital SAW transducer deposited on its surface, which consists of two comb systems of electrodes 15 deposited on the surface of the piezocrystal 13. The electrodes of each of the combs are connected to each other by buses 16 and 17. Tires turn connected to microwave antenna 14.

Принцип работы встречно-штыревого преобразователя ПАВ основан на том, что переменные в пространстве и времени электрические поля, создаваемые в пьезоэлектрическом кристалле системой электродов, вызывают из-за пьезоэффекта упругие деформации, которые распространяются в кристалле в виде ПАВ. Поверхностные акустические волны - это волны, распространяющиеся вдоль поверхности твердых тел в относительно тонком поверхностном слое. Скорость распространения ПАВ в кристаллах примерно на пять порядков меньше скорости распространения электромагнитных колебаний. Это значит, что на сантиметре кристалла можно разместить информацию, которая заполнит кабель длиной в километр.The principle of operation of the interdigital transducer of a surfactant is based on the fact that the electric fields in space and time created in a piezoelectric crystal by a system of electrodes cause elastic strains due to the piezoelectric effect, which propagate in the crystal as a surfactant. Surface acoustic waves are waves propagating along the surface of solids in a relatively thin surface layer. The propagation velocity of surfactants in crystals is approximately five orders of magnitude lower than the propagation velocity of electromagnetic waves. This means that on the centimeter of the crystal, you can place information that will fill a kilometer-long cable.

Высокая информационная емкость приборов на поверхностных акустических волнах впервые была использована в линиях задержки, которые позволяют хранить, преобразовывать, канализировать, отводить и отражать распространяющиеся в них сигналы.The high information capacity of instruments based on surface acoustic waves was first used in delay lines, which make it possible to store, transform, channel, divert and reflect the signals propagating in them.

В основе работы приборов на ПАВ лежат три физических процесса:The basis of the operation of devices on surfactants are three physical processes:

- преобразование входного электрического сигнала в акустическую волну;- conversion of the input electrical signal into an acoustic wave;

- распространение акустической волны вдоль поверхности звукопровода;- propagation of an acoustic wave along the surface of the sound duct;

- обратное преобразование ПАВ в электрический сигнал. Для прямого и обратного преобразования ПАВ используются преобразователи поверхностных акустических волн. Наиболее распространенные среди которых получили встречно-штыревые преобразователи.- the inverse transformation of the surfactant into an electrical signal. For direct and inverse conversion of surfactants, transducers of surface acoustic waves are used. The most common among which received interdigital converters.

Принимаемое гармоническое колебание uпр1(t) преобразуется встречно-штыревым преобразователем в акустическую волну, которая распространяется по поверхности пьезокристалла 13, отражается от набора 18 отражателей и опять преобразуется в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) (фиг.4, д)The received harmonic oscillation u pr1 (t) is converted by an interdigital transducer into an acoustic wave that propagates along the surface of the piezoelectric crystal 13, is reflected from a set of 18 reflectors and is again converted into an electromagnetic signal with phase shift keying (QPS) (Fig. 4, e)

u2(t)=U2cos[ωпр1t+φk(t)+φпр1], 0≤t≤Ес,u 2 (t) = U 2 cos [ω CR 1 t + φ k (t) + φ CR 1 ], 0≤t≤E s ,

где φк={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.4, ), причем φк(t)=const при kτЭ<t<(k+1)τЭ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N-1);where φ к = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M (t) (Fig. 4), and φ к (t) = const for kτ Э <t <(k +1) τ E and can change stepwise at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N-1);

τЭ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tcс=NτЭ).τ E , N - the duration and number of chips that make up a signal of duration T c (T c = Nτ E ).

При этом внутренняя структура сформированного ФМн-сигнала определяется топологией встречно-штыревого преобразователя, имеет индивидуальный характер и содержит всю необходимую уникальную информацию о владельце, например фамилия, имя, отчество, год рождения и т.п.In this case, the internal structure of the generated PSK signal is determined by the topology of the interdigital transducer, has an individual character and contains all the necessary unique information about the owner, for example, last name, first name, middle name, year of birth, etc.

Сформированный ФМ-сигнал u2(t) излучается микрополосковой антенной 14 в эфир, принимается вибраторной 4.1 и рамочной 4.2 антеннами антенной системы 4 сканирующего блока и через циркулятор 3, сумматор 28, усилители 5, 29 и амплитудные детекторы 30, 31 поступает на два входа блока 32 деления.The generated FM signal u 2 (t) is radiated by the microstrip antenna 14, received by the vibrating 4.1 and 4.2 antenna antennas of the antenna system 4 of the scanning unit and through the circulator 3, adder 28, amplifiers 5, 29 and amplitude detectors 30, 31 are fed to two inputs block 32 divisions.

Амплитуда сигнала на выходе амплитудного детектора 30 не зависит от направления прихода входного сигнала из-за круговой диаграммы направленности вибраторной антенны 4.1 (фиг.5).The amplitude of the signal at the output of the amplitude detector 30 does not depend on the direction of arrival of the input signal due to the circular radiation pattern of the vibrator antenna 4.1 (figure 5).

Рамочная антенна 4.2 вместе с вибраторной антенной 4.1 образуют кардиоидную диаграмму направленности. Рамочная антенна 4.2 вместе с вибраторной антенной 4.1 образуют кардиоидную диаграмму направленности, которая вращается до совмещения нулевого провала с направлением прихода сигнала (фиг.5). Амплитуда сигнала с этого направления на выходе амплитудного детектора 31 близка к нулю, поэтому на выходе блока 32 деления в этот момент будет максимальным напряжение, которое с выхода блока 32 деления сравнивается с пороговым напряжением Uпор в пороговом блоке 33. Величина порогового уровня Uпор выставляется так, чтобы пороговый блок 33 срабатывал только от сигналов, приходящих с нулевого направления. При превышении порогового уровня пороговый блок 33 срабатывает и формирует постоянное напряжение, которое поступает на управляющие входы ключей 34 и 35, открывая их. В исходном состоянии ключи 34 и 35 всегда закрыты.The loop antenna 4.2 together with the vibrator antenna 4.1 form a cardioid radiation pattern. The loop antenna 4.2 together with the vibrator antenna 4.1 form a cardioid radiation pattern that rotates until the zero dip coincides with the direction of arrival of the signal (Fig. 5). The amplitude of the signal from this direction at the output of the amplitude detector 31 is close to zero, therefore, at the moment the output of the division unit 32 will have a maximum voltage, which from the output of the division unit 32 is compared with the threshold voltage U then in the threshold block 33. The threshold level U then is set so that the threshold block 33 is triggered only by signals coming from the zero direction. When the threshold level is exceeded, the threshold block 33 is activated and generates a constant voltage, which is supplied to the control inputs of the keys 34 and 35, opening them. In the initial state, the keys 34 and 35 are always closed.

Сформированный ФМн-сигнал u2(t), излучаемый микрополосковой антенной 14, принимается вибраторной антенной 4.1 и через циркулятор 3 и усилитель 5 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 11, на второй вход которого подается высокочастотное колебание uc(t) (фиг.4, а) с выхода задающего генератора 1 в качестве напряжения второго гетеродина. На выходе смесителя 11 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 12 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты (фиг.4, е)The generated PSK signal u 2 (t) emitted by the microstrip antenna 14 is received by the vibrator antenna 4.1 and is fed to the first input of the mixer 11 through the circulator 3 and the high-frequency amplifier 5, the second input of which is supplied with a high-frequency oscillation u c (t) (Fig. 4a) from the output of the master oscillator 1 as the voltage of the second local oscillator. At the output of the mixer 11, voltages of combination frequencies are generated. The amplifier 12 is allocated the voltage of the second intermediate (differential) frequency (figure 4, e)

uпр2(t-τ)=Uпр2cos[ωпр2(t-τ3)+φк(t-τ3)+φпр2], 0≤t≤Tc,u CR2 (t-τ) = U CR2 cos [ω CR2 (t-τ 3 ) + φ to (t-τ 3 ) + φ CR2 ], 0≤t≤T c ,

где U п р 2 = 1 2 K 1 U 2 U С

Figure 00000002
;Where U P R 2 = one 2 K one U 2 U FROM
Figure 00000002
;

ωпр2пр1CГ - вторая промежуточная (разностная) частота;ω CR2 = ω CR1 -ω C = ω G - the second intermediate (difference) frequency;

φпр2пр1сГ;φ CR2 = φ CR1with = φ G ;

τ з = 2 R c

Figure 00000003
- время запаздывания переизлученного сигнала; τ s = 2 R c
Figure 00000003
- the delay time of the re-emitted signal;

R - расстояние до засыпанного биообъекта или его останков;R is the distance to the bombarded bioobject or its remains;

c - скорость распространения радиоволн,c is the propagation velocity of radio waves,

которое через открытый ключ 34 поступает на вход дифференциатора 36 и на первый (информационный) вход первого фазового детектора 6. На второй (опорный) вход первого фазового детектора 6 подается напряжение UГ(t) со второго выхода гетеродина 8 через блок 23 регулируемой задержки. На выходе последнего образуется следующее напряжениеwhich through the public key 34 is fed to the input of the differentiator 36 and to the first (information) input of the first phase detector 6. The voltage U Г (t) is supplied to the second (reference) input of the first phase detector 6 from the second output of the local oscillator 8 through the adjustable delay unit 23. The output of the latter produces the following voltage

uГ1(t)=UГ(t-τ)=UГ1cos[ωГ(t-τ)+φГ],u Г1 (t) = U Г (t-τ) = U Г1 cos [ω Г (t-τ) + φ Г ],

где τ - время задержки блока 23 регулируемой задержки.where τ is the delay time of the block 23 adjustable delay.

Напряжение uпр2(t-τ3) с выхода усилителя 12 второй промежуточной частоты через открытый ключ 34 дифференциатора 36 поступает на первый вход перемножителя 20, на второй вход которого подается напряжение uГ1(t) с выхода блока 23 регулируемой задержки. Полученное на выходе перемножителя 20 напряжение пропускается через фильтр 21 нижних частот, на выходе которого формируется производная корреляционной функции dR(τ)/dτ. Усилитель 22 предназначен для поддержания нулевого значения производной корреляционной функции и подключен к выходу фильтра 21 нижних частот, воздействует на управляющий вход блока 23 регулируемой задержки и поддерживает вводимую им задержку τ равной нулю (τ=0), что соответствует минимальному (нулевому) значению производной корреляционной функции dR(τ)/dτ. Индикатор 24 дальности, связанный со шкалой блока 23 регулируемой задержки, позволяет непосредственно считывать измеренное значение дальности R до засыпанного биообъекта или его останковThe voltage u pr2 (t-τ 3 ) from the output of the amplifier 12 of the second intermediate frequency through the public key 34 of the differentiator 36 is supplied to the first input of the multiplier 20, the second input of which is supplied with the voltage u Г1 (t) from the output of the adjustable delay unit 23. The voltage obtained at the output of the multiplier 20 is passed through a low-pass filter 21, at the output of which a derivative of the correlation function dR (τ) / dτ is formed. The amplifier 22 is designed to maintain the zero value of the derivative of the correlation function and is connected to the output of the low-pass filter 21, acts on the control input of the adjustable delay unit 23 and maintains the delay τ introduced by it equal to zero (τ = 0), which corresponds to the minimum (zero) value of the correlation derivative functions dR (τ) / dτ. The range indicator 24, associated with the scale of the adjustable delay unit 23, allows you to directly read the measured value of the range R to the bombarded bioobject or its remains

R = c τ з 2

Figure 00000004
. R = c τ s 2
Figure 00000004
.

При этом на второй вход первого фазового детектора 6 подается следующее напряжениеIn this case, the following voltage is supplied to the second input of the first phase detector 6

uГ1(t)=uГ(t-τз)=UГcos[ωГ(t-τз)+φГ],u Г1 (t) = u Г (t-τ з ) = U Г cos [ω Г (t-т з ) + φ Г ],

которое используется в качестве опорного напряжения для синхронного детектирования принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией на второй промежуточной частоте ωпр2uпр2(t-τз).which is used as a reference voltage for synchronously detecting a received signal with phase shift keying at a second intermediate frequency ω pr2 u pr2 (t-τ s ).

На выходе первого фазового детектора 6 образуется низкочастотное напряжение (фиг.4, ж)At the output of the first phase detector 6, a low-frequency voltage is generated (Fig. 4, g)

uн(t)=Uнcosφk(t), 0≤t≤Tc,u n (t) = U n cosφ k (t), 0≤t≤T c ,

где U н = 1 2 K 2 U п р 2 U г

Figure 00000005
,Where U n = one 2 K 2 U P R 2 U g
Figure 00000005
,

К2 - коэффициент передачи фазового детектора, пропорциональный модулирующему коду M(t) (фиг.4, г). Это напряжение вместе с измеренным значением дальности L регистрируются и анализируются в компьютере 7.To 2 - the gain of the phase detector, proportional to the modulating code M (t) (Fig.4, g). This voltage, together with the measured range value L, is recorded and analyzed in computer 7.

Если сканирующий блок размещен на подвижном объекте, то при его перемещении на выходе второго фазового детектора 37 и блока 39 формирования управляющего напряжения появляется управляющее напряжение, амплитуда которого определяется степенью отклонения нулевого провала антенной системы 4 от направления прихода сигналов, а полярность - стороной отклонения. Это напряжение воздействует на мотор 40, связанный через редуктор 25 с платформой 26, так что возникшее рассогласование устраняется.If the scanning unit is placed on a moving object, then when it moves at the output of the second phase detector 37 and the control voltage generating unit 39, a control voltage appears, the amplitude of which is determined by the degree of deviation of the zero dip of the antenna system 4 from the direction of arrival of the signals, and the polarity by the side of deviation. This voltage acts on the motor 40, connected through a gear 25 to the platform 26, so that the resulting mismatch is eliminated.

Следящая система, состоящая из второго фазового детектора 37, блока 39 формирования управляющего напряжения, мотора 40, редуктора 25 и платформы 26, на которой установлена антенная система 4, состоящая из вибраторной 4.1 и рамочной 4.2 антенны, отрегулирована таким образом, что нулевой провал антенной системы 4 (кардиоиды) всегда совпадает с направлением прихода сигналов. При этом угловое перемещение сканирующего блока в процессе работы все время компенсируется соответствующим поворотом платформы 26.A tracking system consisting of a second phase detector 37, a control voltage generating unit 39, a motor 40, a gearbox 25 and a platform 26 on which an antenna system 4 consisting of a vibrator 4.1 and a frame 4.2 antenna is installed is adjusted so that the antenna system’s zero dip 4 (cardioids) always coincides with the direction of arrival of the signals. In this case, the angular movement of the scanning unit during operation is constantly compensated by the corresponding rotation of the platform 26.

К основным характеристикам устройства для обнаружения местонахождения биообъектов или их останков можно отнести следующие:The main characteristics of the device for detecting the location of biological objects or their remains include the following:

- мощность передатчика сканирующего блока, средняя - не более 100 мВт;- transmitter power of the scanning unit, average - not more than 100 mW;

- частотный диапазон - 900…920 МГц;- frequency range - 900 ... 920 MHz;

- дальность обнаружения - не менее 2000 м;- detection range - not less than 2000 m;

- количество кодовых комбинаций - 232…2128;- the number of code combinations - 2 32 ... 2 128 ;

- тип излучаемого сигнала - гармоническое колебание;- type of emitted signal - harmonic oscillation;

- тип отраженного (переизлученного) сигнала - широкополосный сигнал с фазовой манипуляцией (база сигнала B=Δfc Tc=200…1000, Δfc - ширина спектра);- type of reflected (re-emitted) signal - broadband signal with phase shift keying (signal base B = Δf c T c = 200 ... 1000, Δf c - spectrum width);

- габариты приемопередатчика, размещаемого на биообъекте или его останках - 8×15×5 мм;- dimensions of the transceiver located on the biological object or its remains - 8 × 15 × 5 mm;

- срок службы приемопередатчика - не менее 20 лет;- the service life of the transceiver is not less than 20 years;

- потребляемая приемопередатчиком мощность - 0 Вт.- power consumed by the transceiver - 0 W.

Каждый предполагаемый участник мероприятий, которые могут сделать этого участника потенциально пострадавшим, относится к группе риска и должен быть снабжен дополнительно простым, надежным и миниатюрным устройством (типа брелка, кольца или небольшого медальона), которое не должно затруднять обычную жизнедеятельность владельца, но должно нести на себе необходимую уникальную информацию об этом владельце.Each prospective participant in events that could make this participant potentially affected is at risk and should be equipped with an additional simple, reliable and miniature device (such as a keychain, ring or small medallion), which should not impede the owner’s normal life activity, but should bear You need unique information about this owner.

Второе важное требование к этому устройству - предоставляемая возможность дистанционного считывания несущей им информации неограниченное число раз, без какого бы то ни было участия владельца, и через продолжительное время, например после землетрясения. Этим требованиям удовлетворяют предлагаемые способ и устройство.The second important requirement for this device is the ability to remotely read the information it carries, an unlimited number of times, without any involvement of the owner, and after a long time, for example, after an earthquake. The proposed method and device satisfy these requirements.

С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают энергетической и структурной скрытностью.From the point of view of detection, complex QPSK signals have energetic and structural secrecy.

Энергетическая скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого широкополосный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскирован шумами и помехами. Причем энергия широкополосного сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of complex QPSK signals is due to their high compressibility in time or spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, the broadband QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a broadband signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point in this region the signal power is less than the power of noise and interference.

Структурная скрытность широкополосных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку широкополосных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемного устройства.The structural secrecy of broadband QPSK signals is caused by a wide variety of their forms and significant ranges of parameter values, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of broadband QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiving device.

Широкополосные ФМн-сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность выделять эти сигналы среди других сигналов и помех, действующих в той же полосе частот и в те же промежутки времени.Broadband FMN signals allow the use of a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to distinguish these signals from other signals and interference operating in the same frequency band and at the same time intervals.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение точности определения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков. Это достигается за счет повышения точности измерения дальности и пеленга засыпанных биообъектов или их останков путем использования производной корреляционной функции dR(τ)/dτ, вибраторной и рамочной антенн, которые формируют кардиоидную диаграмму направленности.Thus, the proposed method and device in comparison with prototypes and other technical solutions of a similar purpose provide an increase in the accuracy of determining the location of bombarded biological objects or their remains. This is achieved by increasing the accuracy of measuring the range and bearing of buried biological objects or their remains by using the derivative of the correlation function dR (τ) / dτ, vibrator and frame antennas that form a cardioid radiation pattern.

Метод минимума производной корреляционной функции и метод минимума кардиоидной диаграммы направленности (прохождение через нуль), наряду с высокой точностью и чувствительностью, обладают еще одним весьма существенным преимуществом нулевых методов, а именно амплитуды входных сигналов и их флюктуации не оказывают влияния на результаты измеренийThe minimum method of the derivative of the correlation function and the minimum method of the cardioid radiation pattern (passing through zero), along with high accuracy and sensitivity, have another very significant advantage of the zero methods, namely, the amplitudes of the input signals and their fluctuations do not affect the measurement results

Claims (2)

1. Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, основанный на том, что предварительно размещают на биообъекте, относящемся к группе риска, маломощный приемопередатчик, в качестве которого используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность алюминиевым встречно-штыревым преобразователем, связанным с микрополосковой антенной, и набором отражателей, формируют высокочастотное колебание с несущей частотой ωс, преобразуют его по частоте с использованием частоты ωг гетеродина, выделяют напряжение первой промежуточной частоты ωпр1, равной сумме частот, усиливают его по мощности, облучают с помощью сканирующего блока засыпанного участка, под поверхностью которого может находиться биообъект или его останки, направленным электромагнитным сигналом, принимают его на засыпанном биообъекте или его останках, преобразуют в акустическую волну, обеспечивают ее распространения по поверхности пьезокристалла и обратное отражение, преобразуют отраженную акустическую волну опять в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого соответствует структуре встречно-штыревого преобразователя, сформированный сигнал с фазовой манипуляцией переизлучают микрополосковой антенной в эфир, принимают его антенной сканирующего блока, усиливают по амплитуде, принятый сигнал с фазовой манипуляцией на первой промежуточной частоте ωпр1 повторно преобразуют по частоте с использованием несущей частоты ωс, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ωпр2пр1сг, регистрируют выделенный модулирующий код, соответствующий структуре встречно-штыревого преобразователя, анализируют его и определяют принадлежность засыпанного биообъекта или его останков, отличающийся тем, что антенную систему сканирующего блока выполняют в виде вибраторной и рамочной антенны, которые закрепляют на платформе с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости, суммируют сложные сигналы с фазовой манипуляцией, принимаемые вибраторной и рамочной антеннами, формируя кардиоидную диаграмму направленности, суммарный сигнал усиливают по амплитуде, детектируют его и осуществляют деление продетектированного сигнала, принимаемого вибраторной антенной, на продетектированный суммарный сигнал, сравнивают полученное напряжение с пороговым напряжением и в случае его превышения, что соответствует совпадению нулевого провала кардиоидной диаграммы направленности с направлением на источник радиоизлучений, разрешают дальнейшую обработку принимаемых сигналов, в процессе которой осуществляют синхронное детектирование принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией на второй промежуточной частоте ωпр2г, напряжение второй промежуточной частоты дифференцируют по времени и перемножают с напряжением гетеродина, задержанным на время τ, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное производной корреляционной функции dR(τ)/dτ, усиливают его, изменяют время задержки τ до наступления равенства τ=0, поддерживают указанное равенство, что соответствует нулевому значению производной корреляционной функции dR(τ)/dτ, определяют расстояние L до засыпанного биообъекта или его останков, сравнивают по фазе сигнал, принимаемый вибраторной антенной, с суммарным сигналом, формируют управляющее напряжение, амплитуда и полярность которого соответствуют степени и стороне отклонения нулевого провала кардиоидной диаграммы направленности от направления на источник радиоизлучений, воздействуют им на исполнительные органы платформы, устраняя возникшее рассогласование.1. A method for detecting the location of buried bioobjects or their remains, based on the fact that a low-power transceiver is used as a pre-transmitter on a bioobject belonging to a risk group, using a piezocrystal with an aluminum interdigital transducer deposited on its surface and connected to a microstrip antenna, and a set of reflectors, form a high-frequency oscillation with the carrier frequency ω s, it is converted in frequency by using frequency ω r LO isolated voltage of the first intermediate frequency ω pr1 equal to the sum frequency, increase its power, is irradiated with a scanning unit the filled portion under the surface which can be bioobject or its remains, directional electromagnetic signal, taking it to strewn bioobject or its remains is converted into an acoustic wave ensure its propagation over the surface of the piezocrystal and back reflection, transform the reflected acoustic wave again into an electromagnetic signal with phase shift keying, the internal structure cheers which corresponds to the structure of an interdigital transducer formed by a signal with phase shift keying reemit microstrip antenna in ether, take its antenna scanning unit increase in amplitude, the received signal is phase shift keyed in the first intermediate frequency ω pr1 re-converted in frequency with the carrier frequency ω s , isolate the voltage of the second intermediate frequency ω pr2 = ω pr1 -ω c = ω g, register the selected modulating code corresponding to the structure of the interdigital p of the transducer, analyze it and determine the affiliation of the buried biological object or its remains, characterized in that the antenna system of the scanning unit is made in the form of a vibrator and frame antenna, which are mounted on the platform with the possibility of its rotation in the horizontal plane, summarize complex signals with phase manipulation received by the vibrator and loop antennas, forming a cardioid radiation pattern, the total signal is amplified in amplitude, it is detected and the division is detected the received signal by the vibrating antenna to the detected total signal, the obtained voltage is compared with the threshold voltage and if it is exceeded, which corresponds to the coincidence of the zero dip of the cardioid radiation pattern with the direction to the radio emission source, further processing of the received signals is allowed, during which synchronous detection the received signal with phase shift keying at the second intermediate frequency ω CR2 = ω g , the voltage of the second intermediate frequency We differentiate in time and multiply with the local oscillator voltage delayed by time τ, isolate a low-frequency voltage proportional to the derivative of the correlation function dR (τ) / dτ, amplify it, change the delay time τ until equality τ = 0, maintain the indicated equality, which corresponds to to the zero value of the derivative of the correlation function dR (τ) / dτ, determine the distance L to the bombarded biological object or its remains, compare the phase of the signal received by the vibrator antenna with the total signal, form a control The present voltage whose amplitude and polarity correspond to the zero degree and side failure deviation cardioid directional pattern in the direction of the radiation source, they act on the actuators platform, eliminating the mismatch arose. 2. Устройство для обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, содержащее приемопередатчик, размещенный на биообъекте, относящемся к группе риска, и выполненный в виде пьезокристалла, с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем, связанным с микрополосковой антенной, и набором отражателей, при этом встречно-штыревой преобразователь содержит две гребенчатые системы электродов, электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами, связанными с микрополосковой антенной, и сканирующий блок, состоящий из последовательно включенных задающего генератора, первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, усилителя мощности, циркулятора, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первого усилителя высокой частоты, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора и усилителя второй промежуточной частоты, последовательно подключенных к второму выходу гетеродина блока регулируемой задержки, перемножителя и фильтра нижних частот, последовательно подключенных к второму выходу блока регулируемой задержки первого фазового детектора и компьютера, второй вход которого соединен с выходом блока регулируемой задержки, к второму выходу блока регулируемой задержки подключен индикатор дальности, отличающееся тем, что сканирующий блок снабжен платформой, указателем угла, редуктором, сумматором, вторым усилителем высокой частоты, двумя амплитудными детекторами, блоком деления, пороговым блоком, усилителем, двумя ключами, вторым фазовым детектором, мотором и блоком формирования управляющего напряжения, причем приемопередающая антенна выполнена в виде антенной системы, состоящей из вибраторной и рамочной антенн, размещенных на платформе и подключенных через сумматор к последовательно соединенным второму усилителю высокой частоты, второму амплитудному детектору, блоку деления, второй вход которого через первый амплитудный детектор соединен с выходом первого усилителя высокой частоты, пороговому блоку, первому ключу, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и дифференциатору, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, выход фильтра нижних частот через усилитель соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, второй вход первого фазового детектора соединен с выходом первого ключа, к выходу первого усилителя высокой частоты последовательно подключены второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя высокой частоты, блок формирования управляющего напряжения и мотор, связанный через редуктор с платформой, редуктор снабжен указателем угла. 2. A device for detecting the location of bombarded bioobjects or their remains, containing a transceiver located on a bioobject belonging to a risk group and made in the form of a piezocrystal with an aluminum thin-film interdigital transducer applied to its surface connected to a microstrip antenna and a set of reflectors wherein the interdigital transducer contains two comb systems of electrodes, the electrodes of each of the combs are connected to each other by buses connected to the microstrip antenna, and a scanning unit consisting of a serially connected master oscillator, a first mixer, the second input of which is connected to the first output of the local oscillator, an amplifier of the first intermediate frequency, a power amplifier, a circulator, the input-output of which is connected to a transceiver antenna, the first high-frequency amplifier, the second mixer, the second input of which is connected to the output of the master oscillator and amplifier of the second intermediate frequency, connected in series to the second output of the local oscillator of the adjustable the latency, multiplier and low-pass filter, connected in series to the second output of the adjustable delay unit of the first phase detector and a computer, the second input of which is connected to the output of the adjustable delay unit, a range indicator is connected to the second output of the adjustable delay unit, characterized in that the scanning unit is equipped with a platform , angle indicator, gear, adder, second high-frequency amplifier, two amplitude detectors, dividing unit, threshold unit, amplifier, two keys, W a phase detector, a motor, and a control voltage generating unit, wherein the transceiver antenna is made in the form of an antenna system consisting of a vibrating and loop antennas located on the platform and connected through a combiner to a second high-frequency amplifier, a second amplitude detector, a division unit, and a second the input of which is connected through the first amplitude detector to the output of the first high-frequency amplifier, the threshold block, the first key, the second input of which is connected to the output an intermediate frequency amplifier, and a differentiator, the output of which is connected to the second input of the multiplier, the output of the low-pass filter through the amplifier is connected to the second input of the adjustable delay unit, the second input of the first phase detector is connected to the output of the first key, the second phase is connected in series to the output of the first high-frequency amplifier a detector, the second input of which is connected to the output of the second high-frequency amplifier, a control voltage generating unit and a motor connected through a gearbox to the platform , the gearbox is equipped with an angle indicator.
RU2012126490/28A 2012-06-19 2012-06-19 Method of locating buried biological objects or remains thereof and device for realising said method RU2515191C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012126490/28A RU2515191C2 (en) 2012-06-19 2012-06-19 Method of locating buried biological objects or remains thereof and device for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012126490/28A RU2515191C2 (en) 2012-06-19 2012-06-19 Method of locating buried biological objects or remains thereof and device for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012126490A RU2012126490A (en) 2013-12-27
RU2515191C2 true RU2515191C2 (en) 2014-05-10

Family

ID=49786044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012126490/28A RU2515191C2 (en) 2012-06-19 2012-06-19 Method of locating buried biological objects or remains thereof and device for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2515191C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031482A (en) * 1995-12-22 2000-02-29 Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales (Onera) Method and system for sensing and locating a person, e.g. under an avalanche
RU2306159C1 (en) * 2005-12-05 2007-09-20 Вячеслав Адамович Заренков Method and device for buried biological object or biological object remains location detection
RU2370792C2 (en) * 2007-10-17 2009-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского" Method of location detection of burried bio-objects or their remains and device for its performance
EP2244101A1 (en) * 2008-01-04 2010-10-27 Pontificia Universidad Catolica de Chile System and method for detecting, locating and identifying objects located above ground or below ground in a pre-referenced area of interest
RU2431870C1 (en) * 2010-06-17 2011-10-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of detecting location of filled bio-objects or remains thereof and device for realising said method
RU2434253C1 (en) * 2010-07-19 2011-11-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031482A (en) * 1995-12-22 2000-02-29 Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales (Onera) Method and system for sensing and locating a person, e.g. under an avalanche
RU2306159C1 (en) * 2005-12-05 2007-09-20 Вячеслав Адамович Заренков Method and device for buried biological object or biological object remains location detection
RU2370792C2 (en) * 2007-10-17 2009-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского" Method of location detection of burried bio-objects or their remains and device for its performance
EP2244101A1 (en) * 2008-01-04 2010-10-27 Pontificia Universidad Catolica de Chile System and method for detecting, locating and identifying objects located above ground or below ground in a pre-referenced area of interest
RU2431870C1 (en) * 2010-06-17 2011-10-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of detecting location of filled bio-objects or remains thereof and device for realising said method
RU2434253C1 (en) * 2010-07-19 2011-11-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012126490A (en) 2013-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5323114A (en) Method and apparatus for obtaining sectional information of the underground by measuring time differences and strength of electromagnetic signals
EP2182375A1 (en) A combined direction finder and radar system, method and computer program product
RU2553272C1 (en) Method of measuring range and radial velocity in radar station with probing composite pseudorandom chirp pulse
RU2434253C1 (en) Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation
US20090189740A1 (en) Method and system for detecting vital signs of living bodies
RU2515191C2 (en) Method of locating buried biological objects or remains thereof and device for realising said method
RU2013121063A (en) CLOCK SYNCHRONIZATION METHOD AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2296432C1 (en) Method for autocorrelation receipt of noise-like signals
Lind et al. Intercepted signals for ionospheric science
RU2370792C2 (en) Method of location detection of burried bio-objects or their remains and device for its performance
RU2402787C1 (en) Method of finding vessels in distress
RU2386977C1 (en) Method of direction finding and direction-finder for its implementation
RU2410729C1 (en) Method of detecting location of filled bio-objects or remains thereof and device for realising said method
RU2530542C1 (en) Method and device for measurement of angular height of object of search in surveillance non-linear radars
RU2248235C1 (en) Method and device for determining location of buried biological objects or their remnants
RU2431870C1 (en) Method of detecting location of filled bio-objects or remains thereof and device for realising said method
RU2405170C1 (en) Radar station for successive range scanning with linear adjustment of duration of probing phase-shift keyed radio pulses
RU2439607C1 (en) Detection method of suffering distress and device for its implementation
RU2526533C2 (en) Phase-based direction-finder
RU2625212C1 (en) Method of control and registration of movement of vehicles
RU2369418C1 (en) Method for detection of dumped bioobjects or their remains location and device for their realisation
RU2108596C1 (en) Radio complex searching for markers
RU2426148C1 (en) Telemetry system for identification of objects
RU2206902C1 (en) Method of detection of men in distress
RU2711632C1 (en) Method of underground facilities of subway monitoring and system for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140620