Электронные системы охраны
Шрифт:
Необходимость в микроволновых барьерах
Первые модели датчиков предназначались для охраны периметров, но были случаи, когда их использовали и в помещениях.
На охраняемом объекте прежде всего существует необходимость в передней линии обороны, способной первой подать сигнал об опасности. Самое простое, что приходит в голову - это прикрепить к ограде вибрационные датчики или нечто подобное. Но при их использовании крайне трудно избавиться от ложных тревог: скажем, вызванных случайным прикосновением к забору проходящих мимо людей, либо сильными порывами ветра.
Несомненно, убежденные сторонники
Альтернативными датчиками являются прежде всего активные инфракрасные лучевые барьеры, описанные в главе 14. Как уже говорилось, инфракрасное излучение может рассеиваться туманом, а в" поле зрения" инфракрасного луча может попасть пролетающая птица, поэтому и возникает требование дублирования заграждения. Рассеяние инфракрасного света в тумане объясняется тем, что длина его волны практически равна размеру частичек влаги, образующих туман. Они-то и поглощают энергию пучка. Система в таком случае бьет тревогу до тех пор, пока туман не исчезнет. В тех местах, где туманы бывают редко, эта проблема снимается. Но там, где туманы часты, приходится искать иной выход - например, увеличить длину волны. Микроволны в тумане не рассеиваются, поэтому и появилась идея микроволновых заграждений.
Способы контроля за зоной слежения с использованием МКВ барьеров по мере близкого знакомства с ними пробуждают все больший интерес.
Системы, срабатывающие при прерывании пучка
Совершенно очевидно ее сходство с инфракрасной сигнализацией активного типа. Передатчик и приемник расположены друг против друга на любом требуемом расстоянии, вплоть до максимально допустимого производителями. Технически это может быть 100 м. и более, но при практической эксплуатации - меньше: для обеспечения прямого пучка между двумя приборами. Заграждение может следовать контурам зоны охраны, рельефу поверхности и огибать естественные препятствия.
При каждом значительном повороте - вверх, вниз или в сторону необходима дополнительная пара "передатчикприемник". Устройства, как правило, устанавливаются в метре от земли. При рабочей длине волны в 3 см круглая антенна диаметром 25 см даст конический пучок с расхождением около 10 градусов (5 градусов вверх и вниз от центральной оси).
Оба прибора срабатывают при прерывании луча, и ни в том, ни в другом случае перекрытие на уровне земли не является их основной задачей.
Системы, перекрывающие уровень земли
При сомнении в надежности защиты с помощью конусного пучка из-за возможности подползания под него следует изменить его форму.
Это можно сделать, используя вытянутый в вертикальной плоскости параболический рефлектор высотой в 1 метр и шириной около 25 см. Он устанавливается за длинной щелевой антенной типа волновода. Если основание антенны соприкасается с землей, опасность подползания под пучком устраняется (при условии, что поверхность достаточно ровная).
Такое расположение дает высокую вероятность обнаружения и низкую чувствительность к ложным объектам. Единственный недостаток - распластанный в ширину пучок неоправданно увеличивает зону обнаружения. Повернув антенну и рефлектор на 90 градусов и установив ориентированный теперь уже по горизонтали рефлектор в метре от земли, мы получим наиболее интересную конфигурацию микроволнового
Микроволновый барьер, чувствительный к сдвигу фазы волны
Получившееся вертикальное расположение вобрало в себя многие поучительные черты ультразвукового и микроволнового пространственного обнаружения, поэтому в дальнейшем описании этого барьера мы их повторим.
Формирование пучка
Как уже было сказано, основная проблема при поиске альтернативы вибродатчикам на оградах, а также инфракрасным лучам - это крайне ограниченное пространство в периметровой зоне, где могут действовать приборы. Однако грамотно сформированный луч способен вписаться в это пространство.
Для лучшего представления картины следует иметь в виду, что выход антенны шириной 2 метра при длине волны в 3 см даст ширину пучка в 1 градус. Исходя из этого и применяя упомянутую в главе 16 обратно пропорциональную зависимость сечений отверстия и пучка, можно заключить, что антенна шириной 1 метр даст расхождение пучка в 2 градуса (при той же длине волны). Пучок такой ширины вполне впишется в пространство зоны защиты. Если мы пожелаем воспользоваться преимуществами более длинноволнового излучения, например, 12 см, двухметровая антенна даст пучок в 4 градуса, также вполне подходящий для зоны защиты. Он, правда, "съест" побольше ценного пространства на периметре.
Чтобы предотвратить возможность подползания злоумышленника под луч, предпринимаются две меры - антенны сужаются в вертикальной плоскости, отчего по вертикали луч расширяется до угла в 15-20 градусов и касается земли в непосредственной близости от антенны, и, во-вторых, используется принцип "стоячей волны".
Использование принципа "стоячей волны"
В главе 15 при описании истории разработки ультразвуковых датчиков мы уже упоминали принцип "стоячей волны". Там же отмечалось, как перемещения воздуха существенно влияют на ультразвук. Но в МКВ диапазоне этих воздействий нет, и именно здесь "стоячая волна" проявляет свои свойства наилучшим образом.
Чтобы легче представить себе, что происходит, вспомните о трудностях с замиранием сигнала у радиолюбителей. Замирание - суть изменение в силе принимаемого сигнала под действием части сигнала, отраженного от ионосферы Земли. Все было бы прекрасно, если бы отраженная энергия совпадала на вхождении приемника по фазе с сигналом, пришедшим по поверхности земли. Но ионосфера нестабильна и нестабильна поэтому фаза отраженного сигнала. Отраженный сигнал, приходя ко входу приемника то в фазе, то в противофазе, складываясь с основным, увеличивает энергию последнего либо уменьшает, что и приводит к эффекту замирания.
При создании систем сигнализации эффект "замирания" может быть использован для обнаружения нарушителя. Нужно лишь перевернуть только что представленную картинку вверх ногами и подставить на место ионосферы поверхность земли как отражатель, а на место объекта возмущений - нарушителя. Результат будет тот же - фазовый сдвиг частот. Полученное "затухание" заставит систему сработать. Таким образом, система прямого луча, использующая идеи "стоячей волны" и чувствительная к сдвигам не только по амплитуде, но и по фазе, способна обнаружить проползающего под барьером злоумышленника.