Радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле
Предложена математическая модель, позволяющая проводить качественный анализ распределения чувствительности охранного устройства по длине излучающего кабеля.
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2010
|
| Назва видання: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51883 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-51883 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-518832013-12-15T03:10:41Z Радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле Прудиус, И.Н. Проць, Р.В. Сторож, В.Г. Электронные средства: исследования, разработки Предложена математическая модель, позволяющая проводить качественный анализ распределения чувствительности охранного устройства по длине излучающего кабеля. 2010 Article 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51883 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Электронные средства: исследования, разработки Электронные средства: исследования, разработки |
| spellingShingle |
Электронные средства: исследования, разработки Электронные средства: исследования, разработки Прудиус, И.Н. Проць, Р.В. Сторож, В.Г. Радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Предложена математическая модель, позволяющая проводить качественный анализ распределения чувствительности охранного устройства по длине излучающего кабеля. |
| format |
Article |
| author |
Прудиус, И.Н. Проць, Р.В. Сторож, В.Г. |
| author_facet |
Прудиус, И.Н. Проць, Р.В. Сторож, В.Г. |
| author_sort |
Прудиус, И.Н. |
| title |
Радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле |
| title_short |
Радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле |
| title_full |
Радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле |
| title_fullStr |
Радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле |
| title_full_unstemmed |
Радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле |
| title_sort |
радиоволновое охранное устройство на излучающем кабеле |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Электронные средства: исследования, разработки |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51883 |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT prudiusin radiovolnovoeohrannoeustrojstvonaizlučaûŝemkabele AT procʹrv radiovolnovoeohrannoeustrojstvonaizlučaûŝemkabele AT storožvg radiovolnovoeohrannoeustrojstvonaizlučaûŝemkabele |
| first_indexed |
2025-07-04T14:06:21Z |
| last_indexed |
2025-07-04T14:06:21Z |
| _version_ |
1836725549868777472 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 1
10
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
09.11 2009 ã.
Îïïîíåíò Ê. Â. ÊÎËÅÑÍÈÊ
(ÍÈÏÈ «Ñîþç», ã. Õàðüêîâ)
Ä. ò. í. È. Í. ÏÐÓÄÈÓÑ, ê. ò. í. Ð. Â. ÏÐÎÖÜ,
ê. ò. í. Â. Ã. ÑÒÎÐÎÆ
Óêðàèíà, ÍÓ «Ëüâîâñêàÿ ïîëèòåõíèêà»
E-mail: iprudyus@polynet.lviv.ua, vstorozh@polynet.lviv.ua
ÐÀÄÈÎÂÎËÍÎÂÎÅ ÎÕÐÀÍÍÎÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÎ
ÍÀ ÈÇËÓ×ÀÞÙÅÌ ÊÀÁÅËÅ
Ïðåäëîæåíà ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü,
ïîçâîëÿþùàÿ ïðîâîäèòü êà÷åñòâåííûé
àíàëèç ðàñïðåäåëåíèÿ ÷óâñòâèòåëüíî-
ñòè îõðàííîãî óñòðîéñòâà ïî äëèíå èç-
ëó÷àþùåãî êàáåëÿ.
Îñíîâó ñîâðåìåííîé ñèñòåìû îõðàíû îáúåêòîâ
ñîñòàâëÿþò òåõíè÷åñêèå ñðåäñòâà îáíàðóæåíèÿ íà-
ðóøèòåëÿ äëÿ ïîìåùåíèé è îòêðûòûõ òåððèòîðèé, ðà-
áîòà êîòîðûõ, õîòÿ è áàçèðóåòñÿ íà ðàçëè÷íûõ ôèçè-
÷åñêèõ ïðèíöèïàõ, ñâîäèòñÿ ê îäíîìó � ïðåâðàòèòü
ëþáîå äåéñòâèå ÷åëîâåêà, íàïðàâëåííîå íà íåñàíê-
öèîíèðîâàííîå ïðîíèêíîâåíèå íà îáúåêò, â ýëåêò-
ðè÷åñêèé ñèãíàë è ïîñëå îáðàáîòêè ýòîãî ñèãíàëà
ñôîðìèðîâàòü ñîîòâåòñòâóþùåå ñîîáùåíèå ñëóæ-
áå îõðàíû.
Ïðè ñîçäàíèè ðóáåæåé îõðàíû íà îòêðûòûõ òåð-
ðèòîðèÿõ ýòè çàäà÷è ìîãóò áûòü óñïåøíî ðåøåíû ñ
ïîìîùüþ ðàäèîâîëíîâûõ îõðàííûõ óñòðîéñòâ íà
èçëó÷àþùèõ êàáåëÿõ [1, 2]. Òàêèå óñòðîéñòâà ôîð-
ìèðóþò ðóáåæ îõðàíû, êîòîðûé íå÷óâñòâèòåëåí ê ìåë-
êèì æèâîòíûì, ïòèöàì è ìåòåîðîëîãè÷åñêèì óñëî-
âèÿì è ïîëíîñòüþ ïîâòîðÿåò ðåëüåô ìåñòíîñòè è êîí-
ôèãóðàöèþ îãðàæäåíèÿ. Ïîýòîìó îíè ìîãóò áûòü óñ-
ïåøíî èñïîëüçîâàíû äëÿ îáåñïå÷åíèÿ îõðàíû âñåãî
ïåðèìåòðà îáúåêòà, åãî îòäåëüíîãî ó÷àñòêà, à òàêæå
îòäåëüíîãî ëîêàëüíîãî îáúåêòà.
Ïðèíöèï ïîñòðîåíèÿ îõðàííîãî óñòðîéñòâà
Ðàññìîòðèì ïðèíöèï ðàáîòû îõðàííûõ óñòðîéñòâ
íà èçëó÷àþùèõ êàáåëÿõ. Äâà êàáåëÿ � ïåðåäàþùèé
è ïðèåìíûé � ïðîêëàäûâàþò ïàðàëëåëüíî äðóã äðó-
ãó ïðè ðàññòîÿíèè 1�3 ì ìåæäó íèìè [1, ñ. 180; 2,
3]. Âñëåäñòâèå èçëó÷åíèÿ îò ïåðåäàþùåãî êàáåëÿ â
ïðèåìíîì êàáåëå óñòàíàâëèâàåòñÿ ñèãíàë îïðåäåëåí-
íîãî óðîâíÿ. Ïîÿâëåíèå íàðóøèòåëÿ â çîíå ðàñïîëî-
æåíèÿ êàáåëåé ìåíÿåò ðàñïðåäåëåíèå ïîëÿ ìåæäó
íèìè, â ðåçóëüòàòå ÷åãî àìïëèòóäà è ôàçà ñèãíàëà â
ïðèåìíîì êàáåëå òàêæå ìåíÿåòñÿ. Åñëè âåëè÷èíà è
ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ ýòèõ ïàðàìåòðîâ ñîîòâåòñòâóåò
çàðàíåå óñòàíîâëåííûì êðèòåðèÿì, îõðàííîå óñòðîé-
ñòâî ôîðìèðóåò ñèãíàë òðåâîãè. Ýòó êîíôèãóðàöèþ
óñòðîéñòâà öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü äëÿ îáåñïå÷å-
íèÿ îõðàíû ïåðèìåòðà âñåãî îáúåêòà.
Äëÿ ðåøåíèÿ äðóãèõ çàäà÷ îïòèìàëüíûì, íà íàø
âçãëÿä, áóäåò óñòðîéñòâî, êîòîðîå ñîñòîèò èç îäíîãî
èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ � ïåðåäàþùåãî è ñîñðåäîòî-
÷åííîé ïðèåìíîé àíòåííû. Êîíôèãóðàöèÿ âçàèìíîãî
ðàñïîëîæåíèÿ êàáåëÿ è àíòåííû îïðåäåëÿåòñÿ âçàèì-
íûì ðàñïîëîæåíèåì íåîáõîäèìîãî ðóáåæà è îáúåêòà
îõðàíû. Ðàññìîòðèì êîíôèãóðàöèè îõðàííîãî óñòðîé-
ñòâà äëÿ îòäåëüíîãî ó÷àñòêà ïåðèìåòðà è äëÿ îòäåëü-
íîãî ëîêàëüíîãî îáúåêòà, îêðóæåííîãî èçëó÷àþùèì
êàáåëåì ñ àíòåííîé â öåíòðå îêðóæíîñòè (ðèñ. 1).
 îáîèõ ñëó÷àÿõ îõðàííîå óñòðîéñòâî ñîñòîèò èç
ïåðåäàò÷èêà Ïä, êîòîðûé ïîäñîåäèíåí ê èçëó÷àþùå-
ìó êàáåëþ ÈÊ, è ïðèåìíèêà Ïì ñ ïðèåìíîé àíòåííîé
À. Ñõåìà îáðàáîòêè ïîëåçíîãî ñèãíàëà è ôîðìèðî-
âàòåëü òðåâîæíîãî ñîîáùåíèÿ êîíñòðóêòèâíî ðàçìå-
ùåíû â êîðïóñå ïðèåìíèêà. Ïîñêîëüêó èçëó÷àþùèé
êàáåëü ìîæíî ðàñïîëàãàòü íåïîñðåäñòâåííî íà ïî-
âåðõíîñòè ïî÷âû, áåç ïðåäâàðèòåëüíîé èíæåíåðíîé
ïîäãîòîâêè òåððèòîðèè, òàêàÿ êîíôèãóðàöèÿ ïîçâî-
ëÿåò ëåãêî ìåíÿòü òåððèòîðèàëüíîå ðàñïîëîæåíèå îò-
äåëüíûõ ðóáåæåé îõðàíû, ÷òî îáåñïå÷èâàåò âûñîêóþ
ìîáèëüíîñòü óñòðîéñòâà.
Ïä
Ïì
À
ÈÊ
r
Ïì
Ïä
À
ÈÊ
r
à) á)
Ðèñ. 1. Îáåñïå÷åíèå îõðàíû ó÷àñòêà ïåðèìåòðà (à) è ëîêàëüíîãî îáúåêòà (á)
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 1
11
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
Ìîäåëèðîâàíèå ñèãíàëîâ, âûçâàííûõ
äâèæåíèåì íàðóøèòåëÿ
Àíàëèç ñòðóêòóðû ïîëÿ èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ
[4, ñ. 48] è ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ [5] ïîçâîëè-
ëè ñäåëàòü ñëåäóþùèé âûâîä. Âíåøíÿÿ ïîâåðõíîñòü
ýêðàíà êàáåëÿ âîçáóæäàåòñÿ ìàãíèòíûì ïîëåì, êîòî-
ðîå îõâàòûâàåò ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå êàáåëÿ è ÷åðåç
îòâåðñòèÿ â ýêðàíå èçëó÷àåòñÿ íàðóæó, ÷òî àíàëîãè÷-
íî âîçáóæäåíèþ ïðîâîäÿùåãî öèëèíäðà ñîâîêóïíî-
ñòüþ ïîïåðå÷íûõ ìàãíèòíûõ äèïîëåé.  èòîãå íà ïî-
âåðõíîñòè ýêðàíà êàáåëÿ íàâîäèòñÿ ïðîäîëüíûé ýëåê-
òðè÷åñêèé òîê, êîòîðûé è ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé âîçáóæ-
äåíèÿ â îêðóæàþùåé ñðåäå ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ.
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî â ñàìîì êàáåëå ñóùåñòâóåò ðå-
æèì áåãóùèõ âîëí, ðàñïðåäåëåíèå òîêà íà ïîâåðõ-
íîñòè ýêðàíà êàáåëÿ è ïîëÿ âäîëü íåãî íåðàâíîìåð-
íîå. Îíî îïðåäåëÿåòñÿ âçàèìîäåéñòâèåì äâóõ âîëí ñ
ðàçëè÷íûìè ïîñòîÿííûìè ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Ïðè ýòîì
èçëó÷àþùèé êàáåëü óäîáíî ïðåäñòàâèòü ëèíåéíîé èç-
ëó÷àþùåé ñòðóêòóðîé, ðàñïðåäåëåíèå òîêà âäîëü êî-
òîðîé ìîæåò áûòü îïðåäåëåíî êàê àíàëèòè÷åñêè, òàê
è ýêñïåðèìåíòàëüíî [5, 6].
Îõðàííûå óñòðîéñòâà íà èçëó÷àþùèõ êàáåëÿõ ðà-
áîòàþò, êàê ïðàâèëî, â ìåòðîâîì è â íèæíåé ÷àñòè
äåöèìåòðîâîãî äèàïàçîíà âîëí, ãäå äëèíà âîëíû çíà-
÷èòåëüíî áîëüøå ïîïåðå÷íûõ ðàçìåðîâ êàáåëÿ.  ìåò-
ðîâîì äèàïàçîíå ðàäèóñ èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ, íàïðè-
ìåð, RX4-3R ñîîòâåòñòâóåò ïðèáëèçèòåëüíî 0,002λ,
à â äåöèìåòðîâîì � 0,012λ. Äëÿ êàáåëÿ ÐÈ-75-4-12
ýòè âåëè÷èíû åùå ìåíüøå. Ïîýòîìó ïðè àíàëèçå ïîëÿ
íà îñíîâàíèè [7, ñ. 33; 8, ñ. 158] èçëó÷àþùèé êàáåëü
ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê íèòü ñ òîêîì, ðàçáèòóþ íà
äèñêðåòíûå ýëåìåíòàðíûå ýëåêòðè÷åñêèå èçëó÷àòåëè
äëèíîé ∆l<<λ ñ òîêîì In, ãäå n � ïîðÿäêîâûé íîìåð
ýëåìåíòà. Òîãäà âñå ïîñëåäóþùèå âû÷èñëåíèÿ ìîæ-
íî îñóùåñòâèòü ïî èçâåñòíûì äëÿ òàêèõ èçëó÷àòåëåé
âûðàæåíèÿì [9, ñ. 72].
Ãåîìåòðè÷åñêàÿ ìîäåëü ðàñ÷åòà ñèãíàëà, íàâåäåí-
íîãî â ïðèåìíîé àíòåííå çà ñ÷åò îòðàæåíèÿ îò íàðó-
øèòåëÿ, ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 2. Êîîðäèíàòû è îðè-
åíòàöèÿ êàæäîãî ýëåìåíòàðíîãî èçëó÷àòåëÿ ñ òîêîì
îïðåäåëÿþòñÿ â çàâèñèìîñòè îò ñïîñîáà óêëàäêè èç-
ëó÷àþùåãî êàáåëÿ.
 êà÷åñòâå ìîäåëè íàðóøèòåëÿ ïðèìåì öèëèíäðè-
÷åñêèé ýëåìåíò, â êîòîðîì â ðåçóëüòàòå äåéñòâèÿ ïîëÿ
èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ íàâîäèòñÿ ýêâèâàëåíòíûé òîê IÏ.
Ïîñêîëüêó ýëåìåíò îðèåíòèðîâàí, â îñíîâíîì, ïåð-
ïåíäèêóëÿðíî êàáåëþ, ýòîò òîê áóäåò ïðîïîðöèîíà-
ëåí ðàäèàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ
ýëåìåíòàðíûõ èçëó÷àòåëåé, íà êîòîðûå óñëîâíî ðàç-
áèò êàáåëü. Ñ ó÷åòîì îáîçíà÷åíèé íà ðèñ. 2, âåêòîð
íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, ïàðàëëåëüíûé
îñè öèëèíäðà, ìîæíî âû÷èñëèòü ñ ïîìîùüþ âûðà-
æåíèÿ [9, ñ. 72]
ÏÅ
ÏÅ3 2
a ÏÅ ÏÅ
1 1
cos cos ,
2
j rn
n
I l
E j e
r r
− β ∆
= − + θ γ πωε
(1)
Ïðè óñëîâèè, ÷òî òîê âäîëü ìîäåëè íàðóøèòåëÿ
ðàñïðåäåëÿåòñÿ ðàâíîìåðíî, åãî âåëè÷èíà îïðåäåëÿ-
åòñÿ ñîãëàñíî âûðàæåíèþ
1
d ,n
ne h
I E h
ZΠ = ∑∫ (2)
Ïîä äåéñòâèåì ïîëÿ, âîçáóæäåííîãî òîêîì IÏ, â
ïðèåìíîé àíòåííå íàâîäèòñÿ òîê IA, àìïëèòóäà è ôàçà
êîòîðîãî çàâèñÿò îò ïîëîæåíèÿ ìîäåëè íàðóøèòåëÿ.
Ïîñêîëüêó ýòè òîêè èìåþò îáùóþ ïëîñêîñòü ïîëÿðè-
çàöèè, ñèëó òîêà IA, à çíà÷èò è âåëè÷èíó ïîëåçíîãî
ñèãíàëà, êîòîðûì ÿâëÿåòñÿ èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ íà
âûõîäå äåòåêòîðà Uâûõ, ìîæíî ðàññ÷èòàòü ñîãëàñíî
[10, ñ. 71]. Èçìåíÿÿ êîîðäèíàòû ìîäåëè íàðóøèòåëÿ,
ìîæíî ìîäåëèðîâàòü èçìåíåíèå óðîâíÿ ñèãíàëà ïðè
ïåðåìåùåíèè íàðóøèòåëÿ â ñèñòåìå «èçëó÷àþùèé êà-
áåëü � àíòåííà» è òàêèì îáðàçîì îïðåäåëèòü ðàñ-
ïðåäåëåíèå ÷óâñòâèòåëüíîñòè âäîëü ðóáåæà îõðàíû.
Íà ðèñ. 3 ïîêàçàíî èçìåíåíèå âåëè÷èíû ñèãíàëîâ
ïðè ïåðåìåùåíèè ìîäåëè íàðóøèòåëÿ ñ âíåøíåé ñòî-
ðîíû ðóáåæà îõðàíû âäîëü îòäåëüíîãî ïðÿìîëèíåé-
íîãî ó÷àñòêà êàáåëÿ íà ðàññòîÿíèè 1 ì îò íåãî (ñì.
ðèñ. 1, à). Àíòåííà â âèäå âåðòèêàëüíîãî âèáðàòîðà,
ðàñïîëîæåííîãî íà âûñîòå 3 ì, íàõîäèëàñü íà ðàñ-
ñòîÿíèè r=25 ì. Ìîäåëèðîâàíèå îñóùåñòâëåíî íà ÷à-
ñòîòå 60 ÌÃö äëÿ ó÷àñòêà êàáåëÿ äëèíîé 125 ì.
Ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ íîðìèðîâàíû ê ìàêñè-
ìàëüíîìó çíà÷åíèþ ñèãíàëà, êîòîðûé ïðåäñòàâëåí
êðèâîé 1.
Ìîäåëèðîâàíèå ïîêàçàëî, ÷òî ñèãíàë, âûçâàííûé
ïåðåìåùåíèåì íàðóøèòåëÿ âäîëü êàáåëÿ, çàâèñèò îò
âçàèìíîãî ðàñïîëîæåíèÿ èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ è àí-
γ
Er
En
IÏ
rÏÅ
θÏÅ
θÀÅ
rÏÅ
rÀÅ
z
IA
0
y
In
x
y′
Ðèñ. 2. Ìîäåëü ðàñ÷åòà ñèãíàëà îò íàðóøèòåëÿ
ãäå ω �
εà �
β �
rÏÅ �
θÏÅ �
γ �
ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà;
äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü ñðåäû;
ïîñòîÿííàÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ;
ðàññòîÿíèå îò ýëåìåíòàðíîãî èçëó÷àòåëÿ äî ìîäåëè íà-
ðóøèòåëÿ;
óãîë ìåæäó îñüþ ýëåìåíòàðíîãî èçëó÷àòåëÿ è íàïðàâ-
ëåíèåì íà ìîäåëü íàðóøèòåëÿ;
óãîë ìåæäó ðàäèàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîëÿ ýëåìåíòàð-
íîãî èçëó÷àòåëÿ è îñüþ ìîäåëè íàðóøèòåëÿ.
ãäå Ze �
h �
êîíñòàíòà, ó÷èòûâàþùàÿ ïàðàìåòðû òåëà;
âûñîòà òåëà.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 1
12
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
òåííû. Ïðè óñòàíîâêå àíòåííû áëèçêî ê íà÷àëó êàáå-
ëÿ íàáëþäàåòñÿ çíà÷èòåëüíàÿ íåðàâíîìåðíîñòü ñèã-
íàëà. Ýòî îñëîæíÿåò âûáîð îïòèìàëüíîé âåëè÷èíû
ïîðîãà ñðàáàòûâàíèÿ â ñõåìå îáðàáîòêè ñèãíàëà.
Íåñêîëüêî ìåíüøàÿ íåðàâíîìåðíîñòü ñèãíàëà áóäåò
ïðè ðàçìåùåíèè àíòåííû â êîíöå êàáåëÿ.
Åñëè ðàñïîëîæåíèå èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ è àíòåí-
íû ñîîòâåòñòâóåò ðèñ. 1, á, ìîäåëü íàðóøèòåëÿ ïåðå-
ìåùàåòñÿ âäîëü âíåøíåé ñòîðîíû îõðàííîãî ðóáåæà
ïî îêðóæíîñòè. Ïðè ýòîì èçìåíåíèå àìïëèòóäû ñèã-
íàëà ïðè äâèæåíèè âäîëü êàáåëÿ íîñèò áîëåå ðàâíî-
ìåðíûé õàðàêòåð (ðèñ. 4), êîòîðûé îïðåäåëÿåòñÿ, â
îñíîâíîì, ðàñïðåäåëåíèåì òîêà âäîëü êàáåëÿ è ïîòå-
ðÿìè â íåì.
 ðåàëüíûõ óñëîâèÿõ íà âåëè÷èíó ñèãíàëà, âûç-
âàííîãî ïåðåìåùåíèåì íàðóøèòåëÿ, âëèÿåò ìíîãî
ôàêòîðîâ: ãðàíèöû ðàçäåëà ñðåä, íåîäíîðîäíîñòü
ïî÷âû, ðåëüåô ìåñòíîñòè, èíäèâèäóàëüíûå îñîáåí-
íîñòè ïåðåìåùåíèÿ íàðóøèòåëÿ. Ïîýòîìó ïðåäëîæåí-
íàÿ ìîäåëü ïîçâîëÿåò ñäåëàòü ëèøü êà÷åñòâåííûé
ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç ðàñïðåäåëåíèÿ ÷óâñòâèòåëüíî-
ñòè îõðàííîãî óñòðîéñòâà ïðè ðàçíîé êîíôèãóðàöèè
ðàçìåùåíèÿ èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ, ïðèåìíîé àíòåííû
è òðàåêòîðèè äâèæåíèÿ íàðóøèòåëÿ.
Còðóêòóðíàÿ ñõåìà îõðàííîãî óñòðîéñòâà è
ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé
Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáðàçöà
îõðàííîãî óñòðîéñòâà íà èçëó÷àþùåì êàáåëå (ÎÓÈÊ)
ïîêàçàíà íà ðèñ. 5. Óñòðîéñòâî ñîñòîèò èç ïåðåäàò÷è-
êà è ïðèåìíèêà ñ áëîêîì êîððåëÿöèîííîé îáðàáîòêè.
Èçëó÷àþùèé êàáåëü ïîäêëþ÷àåòñÿ ê ïåðåäàò÷èêó, à
àíòåííà � ê ïðèåìíèêó.
 ñîñòàâ ïåðåäàò÷èêà âõîäÿò ñòàáèëèçèðîâàííûé
êâàðöåâûì ðåçîíàòîðîì çàäàþùèé ãåíåðàòîð ÊÃ ñ
âîçìîæíîñòüþ ïåðåñòðàèâàíèÿ â äèàïàçîíå ÷àñòîò
55�73,5 ÌÃö, âûñîêî÷àñòîòíûé óñèëèòåëü ìîùíî-
ñòè ÓÌ, êîòîðûé íà íàãðóçêå 50 Îì ðàçâèâàåò ìîù-
íîñòü 100 ìÂò, è îòâåòâèòåëü Î îïîðíîãî ñèãíàëà äëÿ
áëîêà îáðàáîòêè. Ñ ó÷åòîì ýêðàíèðóþùåãî äåéñòâèÿ
êàáåëÿ, ìîùíîñòü èçëó÷àåìîãî ñèãíàëà íå ïðåâûøà-
åò åäèíèö ìèëëèâàòò.
Ïðèíÿòûé àíòåííîé ñèãíàë óñèëèâàåòñÿ âõîäíûì
óñèëèòåëåì ÂÓ äî óðîâíÿ îêîëî 50 ì è ïîäàåòñÿ íà
áëîê îáðàáîòêè. Êîððåëÿöèîííàÿ îáðàáîòêà ïðèíÿòî-
ãî ñèãíàëà îñóùåñòâëÿåòñÿ äâóìÿ àíàëîãîâûìè
óìíîæèòåëÿìè ÀÓ1 è ÀÓ2 è ïîëîñíûìè ôèëüòðàìè ÏÔ1
è ÏÔ2. Íà äðóãèå âõîäû ÀÓ1 è ÀÓ2 ïîäàþòñÿ îïîð-
íûå ñèãíàëû îò îòâåòâèòåëÿ Î, ïðè÷åì íà ÀÓ2 ÷åðåç
êâàäðàòóðíûé ôàçîâðàùàòåëü ÊÔ.
Íàïðÿæåíèå íà âûõîäàõ ÀÓ1 è ÀÓ2 ìîæíî ïðåä-
ñòàâèòü ñëåäóþùèìè âûðàæåíèÿìè:
( ) ( ){
( ) ( ) }
ÀÓ1
Î
sin
sin cos ;
C C
Ï Ï
U t U t
U t t t U t
ω = ω + ϕ +
+ ω + ϕ ω
(3)
( ) ( ){
( ) ( ) }
ÀÓ2
Î
sin
sin sin ,
C C
Ï Ï
U t U t
U t t t U t
ω = ω + ϕ +
+ ω + ϕ ω
(4)
Çíà÷åíèÿ UÏ(t) è ϕÏ(t) ÿâëÿþòñÿ ôóíêöèÿìè âðå-
ìåíè, êîòîðûå îïðåäåëÿþòñÿ ìåñòîì è ñêîðîñòüþ ïå-
ðåõîäà íàðóøèòåëÿ ÷åðåç êàáåëü ëèíèè îõðàíû. Èõ
ñïåêòð ëåæèò â ïðåäåëàõ îò 0,05 äî 5 Ãö. Ñ âûõîäîâ
ÀÓ1 è ÀÓ2 ñèãíàëû ïîñòóïàþò íà ïîëîñîâûå ôèëüòðû
ÏÔ1 è ÏÔ2 è íà óñèëèòåëè Ó1 è Ó2.
Åñëè ó÷åñòü, ÷òî ôèëüòðû ÏÔ1 è ÏÔ2 ïðîïóñêàþò
ñèãíàëû òîëüêî óêàçàííîãî ñïåêòðà ÷àñòîò, òî íà âû-
õîäå ñõåìû ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîãî ñóììèðîâàíèÿ
ÑÊÑ áåç ó÷åòà êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è óñèëèòåëåé ïî-
ëó÷èì íàïðÿæåíèå
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0 25 50 75 100 ó, ì
1
2
3
Ðèñ. 3. Èçìåíåíèå ñèãíàëîâ ïðè ïåðåìåùåíèè ìîäåëè
íàðóøèòåëÿ âäîëü èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ íà îòäåëüíîì
ó÷àñòêå ïåðèìåòðà äëÿ ñëó÷àåì ðàçìåùåíèÿ àíòåííû íà
ðàçíîì ðàññòîÿíèè îò íà÷àëà êàáåëÿ, ì:
1 � 10; 2 � 60; 3 � 120
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0 25 50 75 100 ó, ì
Ðèñ. 4. Èçìåíåíèå ñèãíàëà ïðè ïåðåìåùåíèè ìîäåëè
íàðóøèòåëÿ âäîëü èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ, óëîæåííîãî
âîêðóã îáúåêòà
Ó2 ÀÓ2
îò
àíòåííû
ÀÓ1
Î ÓÌ ÊÃ
ÏÔ1
ÏÔ2
Ó1 ÂÓ
ÑÊÑ
ê ÈÊ
Uâûõ(t)
ÊÔ
Ðèñ. 5. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà îõðàííîãî óñòðîéñòâà íà èç-
ëó÷àþùåì êàáåëå
ãäå UÑ è UÏ(t) �
ϕÑ è ϕÏ(t) �
UÎ �
ñîîòâåòñòâåííî óñèëåííûå âõîäíûì óñèëèòå-
ëåì íàïðÿæåíèå ñèãíàëà, íàâåäåííîãî â àíòåí-
íå îò èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ, è íàïðÿæåíèå îò
èçìåíåíèÿ ïîëÿ íàðóøèòåëåì;
ôàçîâûå ñäâèãè ýòèõ íàïðÿæåíèé;
àìïëèòóäà îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 1
13
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
âûõ Î( ) ( ) ,
Ï
U t U U t= (5)
òî åñòü ïðè ïåðåñå÷åíèè êàáåëÿ íàðóøèòåëåì âåëè-
÷èíà âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðîïîðöèîíàëüíà òîëü-
êî ïðèðàùåíèþ íàâåäåííîãî â àíòåííå íàïðÿæåíèÿ è
íå çàâèñèò îò ÷àñòîòû ñèãíàëà è åãî ôàçû. Ýòî íàïðÿ-
æåíèå ìîæåò áûòü ïîäàíî íà ïîðîãîâîå óñòðîéñòâî
äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñèãíàëà òðåâîãè.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ óñòðîéñòâà ïðî-
âîäèëèñü â ïîëåâûõ óñëîâèÿõ ñ îòðåçêàìè êàáåëÿ
äëèíîé 125 ì è ñ âèáðàòîðíîé àíòåííîé, óñòàíîâëåí-
íîé íà âûñîòå 3 ì, âûïîëíåííîé â âèäå âåðòèêàëüíî-
ãî íåñèììåòðè÷íîãî âèáðàòîðà äëèíîé 1,2 ì ñ ïðî-
òèâîâåñàìè. Èçëó÷àþùèé êàáåëü áûë óëîæåí íåïî-
ñðåäñòâåííî íà ïî÷âó ñ òðàâÿíûì ïîêðîâîì. Øèðèíà
÷óâñòâèòåëüíîé çîíû ïî óðîâíþ ñèãíàëà, êîòîðûé ïî
ìåíüøåé ìåðå â äåñÿòü ðàç ïðåâûøàë óðîâåíü íàâî-
äîê è ôëóêòóàöèé, ïðè ýòîì ñîñòàâèëà 2�4 ì âîê-
ðóã êàáåëÿ.
Îñîáåííîñòüþ èññëåäóåìîãî îõðàííîãî óñòðîé-
ñòâà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî íåçàâèñèìî îò âûáðàííîé êîí-
ôèãóðàöèè ðóáåæà îõðàíû ïåðåìåùåíèå ëþäåé ïîä
àíòåííîé è âáëèçè íåå íå ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ñèã-
íàëà â àíòåííå. Ôèêñèðóþòñÿ òîëüêî ïåðåìåùåíèÿ
÷åðåç êàáåëü èëè íåïîñðåäñòâåííî âáëèçè íåãî. Ýòî
ìîæíî îáúÿñíèòü, âî-ïåðâûõ, òåì, ÷òî âîçáóæäåíèå
òîêà â íàðóøèòåëå îñóùåñòâëÿåòñÿ, â îñíîâíîì, çà
ñ÷åò ðàäèàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîëÿ èçëó÷àþùåãî êà-
áåëÿ, âî-âòîðûõ, òåì, ÷òî âåðòèêàëüíûé íåñèììåò-
ðè÷íûé âèáðàòîð ïðàêòè÷åñêè íå ïðèíèìàåò ñèãíà-
ëîâ, íàïðàâëåííûõ âäîëü åãî îñè.
Íà ðèñ. 6 ïîêàçàíà äèàãðàììà ñèãíàëà íà âûõîäå
ÑÊÑ îò íàðóøèòåëÿ, êîòîðûé ïåðåìåùàëñÿ ñ âíåø-
íåé ñòîðîíû ðóáåæà îõðàíû íà ðàññòîÿíèè 0,5�0,7 ì
îò êàáåëÿ. Êàáåëü äëèíîé 125 ì áûë óëîæåí â âèäå
îêðóæíîñòè, â öåíòðå êîòîðîé ðàñïîëîæåíà àíòåííà.
Ïî êðàÿì äèàãðàììû âèäíî, ÷òî óðîâåíü ôëóêòó-
àöèé è ïîìåõ (îíè îáâåäåíû) â äåñÿòêè ðàç ìåíüøå
óðîâíÿ ñèãíàëà îò íàðóøèòåëÿ. Îáùèé õàðàêòåð èç-
ìåíåíèÿ àìïëèòóäû ýòîãî ñèãíàëà ñîîòâåòñòâóåò ðå-
çóëüòàòàì ìîäåëèðîâàíèÿ (ðèñ. 4). Ëîêàëüíûå íåðàâ-
íîìåðíîñòè ñèãíàëà îáóñëîâëåíû íåîäíîðîäíîñòüþ
ó÷àñòêà, ãäå ïðîâîäèëèñü èññëåäîâàíèÿ, íåðîâíî-
ñòÿìè ïîâåðõíîñòè äî 0,5 ì è íàëè÷èåì íàñàæäåíèé,
à òàêæå íåðàâíîìåðíîñòüþ ïåðåìåùåíèÿ. Òåì íå ìå-
íåå, ïî âñåé äëèíå êàáåëÿ ñèãíàë îò íàðóøèòåëÿ áî-
ëåå ÷åì íà ïîðÿäîê ïðåâûøàåò ôîí ïîìåõ è ôëóêòó-
àöèé, ÷òî ïðàêòè÷åñêè èñêëþ÷àåò âåðîÿòíîñòü ëîæ-
íîãî ñðàáàòûâàíèÿ óñòðîéñòâà.
 õîäå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé ðàçëè÷-
íûõ âàðèàíòîâ ïîñòðîåíèÿ îõðàííîãî óñòðîéñòâà òàê-
æå áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîäêëþ÷åíèå ïåðåäàò÷èêà
ê àíòåííå, à ïðèåìíèêà ê êàáåëþ íå ïðèâîäèò ê èçìå-
íåíèþ ÷óâñòâèòåëüíîñòè óñòðîéñòâà è õàðàêòåðà åå
ðàñïðåäåëåíèÿ âäîëü îõðàíÿåìîé çîíû. Ïðè ýòîì,
îäíàêî, çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ìîùíîñòè áåñïîëåçíî èç-
ëó÷àåòñÿ â îêðóæàþùåå ïðîñòðàíñòâî è ìîæåò ñî-
çäàâàòü ïîìåõè äðóãèì ðàäèîýëåêòðîííûì ñðåäñòâàì.
 ïðåäñòàâëåííîì âàðèàíòå óñòðîéñòâà ýòà ÷àñòü ýíåð-
ãèè ïîãëîùàåòñÿ, â îñíîâíîì, â ñîãëàñîâàííîé íà-
ãðóçêå êàáåëÿ.
Âûâîäû
 ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé ïðåäëî-
æåíà ïðîñòàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü, êîòîðàÿ äàåò
âîçìîæíîñòü ïðîâîäèòü êà÷åñòâåííûé àíàëèç ðàñïðå-
äåëåíèÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòè îõðàííîãî óñòðîéñòâà
âäîëü èçëó÷àþùåãî êàáåëÿ.
Ïî ñðàâíåíèþ ñ óñòðîéñòâîì, â êîòîðîì èñïîëü-
çóþòñÿ äâà èçëó÷àþùèõ êàáåëÿ, ïðåäëîæåííîå
óñòðîéñòâî ñ íåñêîëüêèìè ðàçíåñåííûìè àíòåííàìè
ñ ïðèåìíèêàìè è îäíèì ïåðåäàþùèì êàáåëåì äàåò
ïðèíöèïèàëüíóþ âîçìîæíîñòü îïðåäåëèòü ìåñòî
ïåðåñå÷åíèÿ ðóáåæà îõðàíû íàðóøèòåëåì.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Ïåòðàêîâ À. Â. Çàùèòà è îõðàíà ëè÷íîñòè, ñîáñòâåííîñòè,
èíôîðìàöèè: Ñïðàâ. ïîñîáèå.� Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1997.
2. Ñèñòåìû ïåðèìåòðàëüíîé ñèãíàëèçàöèè ôèðìû Geoquip //
Îõðàííûå ñèñòåìû.� 2001.� ¹ 3 (21).� Ñ. 22�24.
3. Ïðóäèóñ ². Í., Ïðîöü Ð. Â., Ñòîðîæ Â. Ã. Çàñ³á îõîðîíè
ïåðèìåòðó íà âèïðîì³íþþ÷èõ êàáåëÿõ // Çàõèñò ³íôîðìàö³¿.�
2006.� ¹ 2.� Ñ. 67�74.
4. Âýíñ Ý. Ô. Âëèÿíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîëåé íà ýêðàíèðî-
âàííûå êàáåëè.� Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1982.
5. Ñòîðîæ Â. Ã., Ïðîöü À. Ð. Ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ëó åëåêò-
ðè÷íîãî ñòðóìó âçäîâæ âèïðîì³íþþ÷îãî êàáåëþ // ³ñíèê ÍÓ
«ËÏ». Ñåð³ÿ «Ðàä³ëåêòðîí³êà òà òåëåêîìóí³êàö³¿».� 2001.�
¹ 428.� Ñ. 190�192.
6. ×àïëèí À. Ô., Ïàêîø Ç. Ì., ßùèøèí Å. Ì., Òåáåíüêî ß. Â.
Ñïåêòð âîëí êîàêñèàëüíîãî êàáåëÿ ñ ïðîðåæåííîé âíåøíåé
îïëåòêîé // Ýëåêòðîñâÿçü.� 1991.� ¹ 6.� Ñ. 17�19.
7. Óîëòåð Ê. Àíòåííû áåãóùåé âîëíû.� Ì.: Ýíåðãèÿ, 1970.
8. Ìàðêîâ Ã. Ò., ×àïëèí À. Ô. Âîçáóæäåíèå ýëåêòðîìàãíèò-
íûõ âîëí.� Ì.�Ë.: Ýíåðãèÿ, 1967.
9. Ìàðêîâ Ã. Ò., Ïåòðîâ Á. Ì., Ãðóäèíñêàÿ Ã. Ï. Ýëåêòðîäèíà-
ìèêà è ðàñïðîñòðàíåíèå ðàäèîâîëí.� Ì.: Ñîâåòñêîå ðàäèî, 1979.
10. Êî÷åðæåâñêèé Ã. Í. Àíòåííî-ôèäåðíûå óñòðîéñòâà. Ó÷åá-
íèê äëÿ ÂÓÇîâ.� Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1981.
1
0,75
0,5
0,25
125 ì
Ðèñ. 6. Èçìåíåíèå ñèãíàëà ïðè ïåðåìåùåíèè íàðóøè-
òåëÿ âäîëü êàáåëÿ, óëîæåííîãî âîêðóã îáúåêòà
|