Научно-исследовательский центр Охрана

Научно-исследовательский центр Охрана

ВНИИПО МВД России

Таганрогский Государственный Радиотехнический

Университет

_____________________________________________

ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ
ПЕРИМЕТРОВ И ОБЪЕМОВ

Москва - Таганрог 2005 г.

Червяков Г.Г. Технические системы охраны периметров и объемов. Мет. пособие Изд.4-е. –М.: 2005г. 138 с. 53 ил.

В пособии рассмотрены физические принципы работы технических систем охраны на основе электрических, магнитных, электромагнитных, акустических и оптических устройств. Приведены, поясняющие основные принципы функционирования, электрические и принципиальные схемы, а также примеры расположения и основные технические характеристики.

Рецензент Научно-исследовательский центр Охрана ВНИИПО МВД России

Введение

Последнее десятилетие характеризуется в мире значительным ростом терроризма и бандитизма. Поэтому значительно возросла роль первого рубежа охраны территории и находящихся на них объектов (предприятий, аэропортов, АЭС, специальных или военных объектов). Сегодня различные виды физических барьеров (заборы, стены, ограждения) все чаще совмещаются с электронными системами охраны. Это происходит в связи с ростом периметра охраняемой территории и как следствие длины физического ограждения. Последнее обстоятельство увеличивает возможность нарушения такого барьера. Для повышения охранной способности ограждения необходимо контролировать состояние этого сооружения. При определенной частоте проверок и больших размерах периметра это требует привлечения значительных человеческих ресурсов, а рост стоимости человеческого труда заставляет сервис охранных услуг разрабатывать охранные системы периметров и объема с уменьшением доли человеческого труда, необходимого в основном для их обслуживания.

Современные системы охраны представляют собой совмещение физического барьера со сложной электронной системой, обладающей малой вероятностью ложных тревог, информирующей центральный пост охраны о месте и характере нарушения физического барьера.

Конкурентная борьба производителей охранных систем (в том числе периметральных систем) привела к разработке сложной, но достаточно надежной аппаратуры. Реклама производителей дает потребителю достаточно полную информацию о системах и их характеристиках.

Основу системы защиты составляю технические средства обнаружения, отражения и ликвидации. Охранная сигнализация и охранное телевидение, например, относятся к средствам обнаружения угроз. Заборы и ограждения вокруг объекта – это средства отражения от несанкционированного проникновения на территорию, а усиленные двери, стены и потолки сейфовой комнаты защищают от стихийных бедствий и аварий.

Общая постановка задачи охраны объекта для случая стационарного и варьируемого периметра или объема может быть сведена к следующим основным требованиям.

1. Требование к физической реализации системы (открытая или скрытая, телевизионные, радиоволновые, оптические - лазерные и светодиодные, кабельные, проводные и т.д.):

- потребляемая мощность, питающее напряжение, вес, габариты, климатические условия;

- требования по диспетчеризации, перевод из режима контроля в дежурный, ремонтопригодность;

- геометрические параметры объема (высота, длина, характер профиля и перепады высот);

- характер периметра объекта (стационарный или варьируемый) и тип подстилающей поверхности (твердые или мягкие покрытия, водная поверхность, характер грунтов);

- вариант объемного объекта;

- вариант замкнутого поверхностного контура;

- требования по сопряжению с ВМ и ВУ.

2. Требования к заданию на установку системы.

2.1. Чертеж плана:

- схематический план объекта;

- масштабированный контур периметра или объема;

- данные топографии (перепады поверхности, состав и тип грунта или подстилающей поверхности);

- сведения о предполагаемом временном режиме работы системы;

- удаленность от сопутствующих объектов и транспортных коммуникаций;

- характеристика (особенности) близлежащих объектов (тепловые станции, типографии, жилые дома и т.д.);

- расположение высоковольтных линий и сетей.

2.2. Характеристика окружающей среды :

- наличие и интенсивность акустических, электрических и механических шумов и воздействий;

- наличие радиоволновых и электромагнитных излучений;

- сила и направление преобладающих ветров;

- реальные перепады температуры окружающей среды, ее относительная влажность, количество выпадающих осадков (дождь, снег, град);

- возможности бурь, паводков, туманов;

- наличие местных источников тепла;

- количественная и качественная характеристика растительности;

- наличие диких животных.

2.3.Характеристика имеющегося ограждения:

- материал, толщина, высота ограждения;

- наличие проемов ( калиток, ворот) их тип ( количество створок, вид подвески - на петлях, роликах и др.).

Замкнутых объемов

Принцип действия подобных систем (“ЭХО”, “ДУЗ-4м-1”, “FVS-1000”) основан на излучении в замкнутом объеме ультразвуковых колебаний фиксированной частоты и приеме акустических колебаний, отраженных от стен, потолка и находящихся в помещении предметов с последующим преобразованием их в электрический сигнал, параметры которого (амплитуда, частота, фаза) изменяются при появлении в помещении движущегося объекта. В последнем случае прибором вырабатывается выходной сигнал. В первом приборе ультразвуковой излучатель и приемник собраны в одном корпусе, во втором - в различных (рассмотрена в разделе 6).

Вибрационная система обнаружения вторжения (например, “FVS-1000” фирмы Maga 1, рис. 10) использует специальные датчики, укрепляемые на сеточной ограде с интервалом 2 - 3 м, соединяемые между собой кабелем.

При попытке вторжения возникают механические колебания и вырабатывается электрический сигнал, передаваемый на контрольный прибор. Область применения системы аналогичен “E-FLEX”. Количество ложных срабатываний - не более четырех за один месяц на один километр периметра. Максимальная длина одной зоны 150 м.

Рис. 10

Их работы

В простейших системах обзора, использующих натянутые провода, наборы сеточных полотен и др. элементами контуров являются, соответственно, отдельные участки связанных проводов, обычно изолированных от земли либо полотна сеток, каждое из которых имеет свой исполнительный орган, фиксирующий изменения параметра контрольного участка. Количество измерительных элементов может быть уменьшено путем увеличения протяженности контрольного участка. Задачей измерительного элемента является непрерывное измерение величины емкости участка, либо сопротивления, которые будут изменяться при приближении либо воздействии на контурный провод нарушителя. Режим работы может быть импульсный (импульсы постоянного напряжения) и радиоволновый (последний используется для повышения чувствительности и дальности действия). В последнем случае необходим блок памяти предыдущего измерения, которое используется для сравнения с последующим измерением для определения направления ухода измеряемого параметра, и позволяет компенсировать уходы параметров, обусловленные температурными и другими естественными, плавно изменяющимися условиями (туман, осадки в виде дождя и снега, град и др.). Получаемая с контрольных блоков информация передается на общий пульт, либо приводит в действие сигнал местной тревоги (звуковой, световой и т.д.). Канал передачи информации может быть как проводной, так и радиоволновый, в последнем случае возможности системы оказываются значительно шире (появляется возможность обратной связи, посылки сигналов повторного измерения, определения отдельных параметров нарушения).

В ультразвуковых системах охраны (“Эхо”, “ДУЗ-4М-1” и др.) контура ограничиваются замкнутыми объемами помещений, “озвучиваемых” требуемым количеством источников. Размеры охраняемых помещений ограничиваются чувствительностью аппаратуры и уровнем естественных и производственных помех.

Элементами формирования контуров являются комплекты преобразователей электрических колебаний в акустические с набором приемных модулей. Последние могут объединяться с передающими излучающими преобразователями (как это сделано в системе “Эхо”).

В радиоволновых системах контура обзора формируются диаграммой направленности, а основные параметры измеряемого периметра могут быть переменными во времени. Основные характеристики антенных систем, методы их формирования и управления рассматриваются в учебниках по антеннам. Здесь оговорим только отдельные вопросы, касающиеся различных методов формирования полезного сигнала.

Системы охраны могут быть отнесены к числу известных радиолокационных устройств, но специфика решаемых ими задач приводит к достаточно характерным особенностям. Отличия здесь проявляются во многих отношениях, охватывающих как схемотехнические, так и тактико-технические характеристики систем. Различия касаются энергетики отраженного сигнала как в отношении мощности, так и его длительности; характера выходных команд; пространственно-временного характера показателей эффективности и т.д.

В обычных условиях “дальней” радиолокации отражающий объект может рассматриваться как отражающая точка; изменения интенсивности отраженного сигнала, возникающей вследствие изменения ракурса объекта, рассматриваются как флуктуации сигнала точечного отражателя. В условиях ближней радиолокации, когда расстояния между объектами соизмеримы с их геометрическими размерами, отражение приобретает существенно множественный характер. Это значительно усложняет структуру отраженного сигнала, в образовании которого решающее значение имеют не только амплитудные, но и фазовые соотношения между отраженными сигналами от различных элементов объекта.

Из известной формулы радиолокации

;

(Рt и Pr - мощность излучения и мощность на входе приемника соответственно; Dt и Dr - коэффициенты направленного действия передающей и приемной антенн; - длина волны; - эффективная отражающая поверхность; r - расстояние между объектами), непосредственно видно, что энергетический потенциал

,

где Рn - номинальная чувствительность приемника по мощности, с уменьшением предельной дальности r₀ уменьшается. Это уменьшение происходит не столь резко, как это следует непосредственно из последней формулы, так как в силу различных причин для систем охранной сигнализации характерны меньшие значения коэффициента направленного действия, чем для антенн систем дальней радиолокации. Тем не менее, разница в потенциалах, достигая нескольких порядков, остается весьма значительной. То же можно сказать и в отношении абсолютной величины мощности сигнала на входе приемника системы охраны; она возрастает, хотя ее увеличение, следуемое из приведенной выше формулы, сдерживается уменьшением мощности передатчика, обусловленной требованиями мобильности и ограничениями на энергопотреблениие, габариты и вес.

Уменьшение расстояния, на котором происходит взаимодействие объектов, существенным образом меняет временные характеристики схем. Расстояния в несколько метров могут приодолеваться подвижным объектом в доли секунды. Этими интервалами времени ограничивается возможное время обработки сигнала. В результате, энергия сигнала, обрабатываемая в системе охраны, несмотря на увеличение мощности отраженного сигнала, оказывается того же порядка, что и в системах дальней радиолокации. Это перераспределение мощности и времени, а также улучшение отношения мощностей сигнала к шуму и уменьшение времени обработки, в принципе, несильно сказываясь на потенциальных оценках систем, но приводит к различию практических реализаций технических устройств.

Последнее обстоятельство становится особенно ощутимым в связи со специфическим характером выходных команд систем охраны. По мере уменьшения интервалов времени работы системы, возрастают требования к ее быстродействию.

В ряде случаев, в связи с применением систем временной и пространственной селекции, большую остроту на малых расстояниях приобретает проблема “мертвой зоны”. Эта проблема также специфична для систем охраны и вносит свои особенности, характерные для некоторых принципов их работы.

Для формирования замкнутых контуров обзора, создания контрольных сигналов (для измерения изменений пространственных характеристик среды) и установки промежуточных контрольных пунктов могут использоваться различные зеркала и отражатели (в форме простейших дипольных антенн, металлических листов, специальных уголковых отражателей).

При использовании оптических систем охраны (“Фотон”, “Квант”, “Вектор” и др.) контура обзора формируются путем создания на определенном участке периметра конвертообразных ячеек с завершенной системой передачи и приема, причем такие участки могут быть связаны друг с другом либо непосредственно (нарушение одного участка вызывает отключение всех остальных и выработку сигнала тревоги, см.рис. 16), либо объединяться линией управления и контроля, фиксирующей кроме факта нарушения периметра еще и место несанкционированного вторжения. В системах типа “Фотон” излучатель и фотоприемник совмещены, а отражатель (либо отражатели), формируют требуемый периметр. В системах типа “Вектор” передатчик и приемник разделены. “Квант” - работает в пассивном режиме и воспринимает инфракрасное излучение человека (теплолокация).

Устройствами формирования контуров здесь являются: элементы несущих конструкций и отражатели; источники излучения (см. раздел 3), приемники (см. раздел 4); и устройства обработки сигнала либо выработки сигналов тревоги.

Элементы несущих конструкций это любые вертикальные (либо горизонтальные) поверхности, неподвижные относительно охраняемого периметра и способные переотражать падающие на него лучи (небольшие зеркала, либо металлические, например, алюминиевые площадки). Кроме отражателей в состав устройств формирования периметра могут входить различные элементы фокусировки лучей на входные датчики приемных блоков. Фокусировка в оптическом диапазоне может осуществляться обычными стеклянными линзами с требуемым фокусным расстоянием. Для инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов линзы могут иметь и необычный вид (например, сферы из германия или другого полупроводникового материала). Последний из вариантов систем находят применения для охраны помещений от несанкционированного вторжения типа банков, офисов, складов и др., где они выполняют функции защиты первого уровня. Пересекая невидимыми лучами поверхность параллельную полу в различных направлениях (чаще всего в виде конверта), формируется пространство, по которому любое перемещение объекта (даже прозрачного) вызывает срабатывание сигнала тревоги.

Генераторы на диодах Ганна (ДГ)

ДГ (диод с междолинным переходом электронов) представляет собой однородный объем полупроводникового материала с двумя омическими контактами для подачи питающего напряжения. В отличие от диодов, свойства которых определяются процессами в р-п переходе, свойства ДГ характеризуются процессами, протекающими в объеме полупроводника (например, арсенида галлия). Зона проводимости такого материала состоит из центрального минимума (нижняя долина) и нескольких боковых (верхние долины). Разность энергетических уровней в этих долинах составляет 0,36 эВ. Свойства электронов в этих долинах неодинаковы. В нижней - эффективная масса электронов меньше и они обладают большей подвижностью, а в верхней - значительно меньшей подвижностью. При комнатной температуре, в отсутствие внешних полей, электроны находятся в нижней долине. Если к полупроводниковому кристаллу приложить постоянное напряжение, то электроны будут переходить в верхнюю долину, приобретая в этом внешнем поле кинетическую энергию. При слабых электрических полях (меньше порога) практически все электроны находятся в нижней долине и плотность тока соответствует первой восходящей части ВАХ, где соблюдается закон Ома. При увеличении напряженности электрического поля все большее количество электронов получает дополнительную энергию и переходит в верхнюю долину, а при напряженности больше порога, количество тяжелых электронов преобладает над количеством легких, что приводит к снижению плотности тока, так как тяжелые электроны обладают меньшей подвижностью. На этом участке ДГ в динамическом режиме обладает отрицательным сопротивлением. Для возникновения отрицательного сопротивления всего кристалла необходим одновременный переход большинства электронов из нижней долины в верхнюю при пороговой напряженности поля. Эта пороговая напряженность поля, при которой начинается междолинный переход электронов, достигается лишь в узкой области кристалла, где имеется неоднородность концентрации примеси. Если напряженность поля вблизи неоднородности превысит пороговую, то вследствие перехода электронов в верхнюю долину их дрейфовая скорость (под действием поля) на этом участке уменьшается, что приводит к накоплению вблизи неоднородности объемного заряда. Из-за разности скоростей начнет формироваться положительный объемный заряд (область с меньшим количеством электронов) и отрицательный в узкой области, что приведет к еще большему росту напряженности поля, которая вызовет дальнейший рост заряда и т.д. Эта локальная область с высокой напряженностью электрического поля (домен) распространяется в направлении от катода к аноду, достигнув который исчезает. Напряженность поля спадает до порогового уровня и начинается процесс формирования нового домена. Ток во внешней цепи ДГ повторяет изменения дрейфовой скорости электронов j = qnv_s, так как его плотность пропорциональна дрейфовой скорости. Из-за периодического характера возникновения и исчезновения доменов во внешней цепи ДГ также появляется периодическая последовательность импульсов тока с пролетной частотой пропорциональной дрейфовой скорости и обратно пропорциональной длине образца кристалла (f_п » v_s/l).

Конструктивное оформление генераторов на ДГ весьма разнообразно и они бывают полосковой и волноводных конструкции (на фиксированные частоты, с механической и электронной перестройкой частоты). Значительную электронную перестройку (до октавы) получают с помощью ЖИГ-резонаторов. Перестройку в меньшем диапазоне обеспечивают варикапы, которые осуществляют ее практически безынерционно.

Генераторы на лавинно-пролетных диодах (ЛПД)

Генерация СВЧ колебаний с помощью ЛПД основывается на двух физических явлениях: лавинном умножении носителей заряда при высокой напряженности электрического поля, превышающей пробивное значение, и пролете этими носителями обедненного слоя диода под действием электрического поля за определенное время. При подаче на ЛПД постоянного обратного напряжения ток через него практически отсутствует до напряжения ниже пробивного. Распределение приложенного напряжения между областями лавинного умножения и пролетного пространства определяется характером распределения примесей. Так как в запорном слое р-п-перехода примеси взаимно компенсируются, то сопротивление его велико и все подводимое напряжение приложено к слоям умножения и запорному. При повышении напряжения до пробивного напряженность поля в слое умножения достигает такой величины, при которой начинается ударная ионизация в слое умножения. Происходит процесс лавинного пробоя запорного слоя и если не принять мер для ограничения тока то произойдет тепловое разрушение ЛПД и выход его из строя. Если такой диод включен в резонансную систему, настроенную на определенную частоту, то из-за флуктуаций в контуре возникают установившиеся колебания. В связи с сильной зависимостью тока ЛПД от приложенного напряжения в течение положительного полупериода начинается резкое увеличение тока. В отрицательный полупериод рост тока прекращается, но из-за инерционности процесса развития лавины максимум инжекционного тока получается не в момент максимума положительного полупериода, а несколько позже. Этот сдвиг благодаря выбору нужной толщины запорного слоя составляет /2. Длина пролетной области ЛПД выбирается такой, чтобы время прохождения импульса тока соответствовала примерно четверти периода переменного напряжения. Таким образом, благодаря задержке лавины и наличию пролетной области обеспечивается сдвиг по фазе на между импульсами тока и напряженностью высокочастотного поля. Следовательно, сгустки электронов движутся в тормозящем высокочастотном поле, отдавая во внешнюю цепь свою энергию. При этом ЛПД в динамическом режиме обладает отрицательным сопротивлением, которое называют динамическим отрицательным сопротивлением. Как и генераторы на ДГ, ЛПД генераторы могут быть выполнены в различных вариантах (в сантиметровом и дециметровом диапазонах создаются в гибридно-интегральном исполнении, а в миллиметровом - на волноводах и объемных резонаторах).

Основными элементами генераторов является резонансные контура, диоды, элементы развязки, а у перестраиваемых генераторов еще и элемент перестройки частоты. Электрическая перестройка осуществляется с помощью варикапов, ЖИГ-резонаторов (резонатор с помещенным в него монокристаллом железо-иттриевого граната) и током смещения ЛПД.

Генераторы на транзисторах

Транзистор, благодаря своей способности усиливать мощность, может генерировать незатухающие колебания. Для этого в усилитель на транзисторе необходимо ввести цепь положительной обратной связи, т.е. с выхода на вход подать определенную мощность в соответствующем фазовом соотношении.

Работа транзистора в нелинейной области его характеристики сопровождается генерированием гармоник - сигналов с частотами кратными основной. Это обстоятельство используется для создания генераторов-умножителей, что позволяет существенно поднять частоту выходного сигнала. В таких генераторах контур, настроенный на частоту определенной гармоники, находится в цепи коллектора (для полевых транзисторов в цепи истока или стока), а контур основной частоты в цепь базы (затвора).

Генераторы на транзисторах выпускаются как на фиксированные частоты, так и с перестройкой частоты. Электрическая перестройка частоты реализуется варикапами и ЖИГ-резонаторами и может достигать октавы.

Требования к элементной базе и устройствам

Из описания принципов работы элементов приема и устройств обработки следует, что все они, в основном, состоят из полупроводниковых приборов, недостатком которых является существенная зависимость их параметров и характеристик от температуры, стабильности питающих напряжений и рабочих токов, а иногда и состояния окружающей среды.

Параметры фотоэлектронных приборов (ФЭП) зависят от схемы включения, способа подачи и значения питающего напряжения, сопротивления нагрузки и др. Рост сопротивления нагрузки и питающего напряжения несколько увеличивает чувствительность прибора, но при этом увеличивается уровень шума. Следует соблюдать полярность прикладываемого напряжения не только для фотодиодов и фототранзисторов но даже для фоторезисторов хотя последние и униполярные приборы.

При эксплуатации ФЭП не допускается их перегрев даже из-за рассеиваемой мощности, т.к. в p-n-переходе и в объеме полупроводника увеличивается уровень собственных шумов, а чувствительность (обнаружительная способность) и темновое сопротивление растут, но при этом максимум спектральной характеристики сдвигается в более коротковолновую область. Это приводит к расстройке системы фотоприемник-фотоизлучатель и допустимо лишь при значительных мощностях в канале связи. Большая часть приемных приборов, кроме того, чувствительна к влиянию вибраций, внешних шумов, наличию полей различной природы. По этой причине, для получения требуемых характеристик, необходимо обеспечить условия нормальной работы элементов согласно ТУ.

При значительной мощности излучения (лазеры, суперлюминесцентные светодиоды) требования к полному совпадению максимумов относительной спектральной чувствительности СД и ФД необязательны. Например, максимум излучения Солнца приходится на 0,55 мкм, но на это излучение реагируют все ФД, поскольку спектр Солнца (как абсолютно черного тела) занимает диапазон до 60 мкм и перекрывает спектр чувствительности всех типов приборов.

В случае радиоволновых методов необходимо обеспечить и требуемую стабильность частоты генерации как передающих, так и приемных местных генераторов - гетеродинов. Последнее достигается стабилизацией, питающих соответствующие схемы напряжений, термостабилизацией отдельных устройств, применением пассивных и реактивных компонентов с соответствующими температурными коэффициентами.

Требования к стабильности параметров приемных и передающих устройств вытекают из принципов их работы и в каждом конкретном случае должны быть рассчитаны, исходя из допусков на точность определения и обнаружения сигналов несанкционированного вторжения. Например, при доплеровском слежении за появлением объектов в поле обзора необходимо оценить значения скоростей движения фиксируемых объектов (с учетом значения доплеровской частоты и частоты зондирующего излучения), которые не должны изменяться за время обзора на величину, превышающую нестабильность генератора. Кроме того, необходимо оценить эффективную отражающую поверхность обнаруживаемого объекта, для реального превышения принимаемого сигнала над шумами и помехами.

5. Примеры размещения и требования к системам охраны

Размещение систем охраны

Исходя из требований технических условий на эксплуатацию датчиков, входных и выходных устройств, электронных блоков формируются основные условия на размещение систем охраны.

Известно, что: устройства, функционирующие на основе электродинамических микрофонов и микрофонных датчиков, датчиков на пьезоэффекте, различных акустических эффектов подвержены влиянию окружающей среды, различных воздушных потоков (сквозняки, вентиляционные заборники воздуха и др.); системы оптического диапазона оказываются неработоспособными в задымленных и запыленных территориях, при наличии тумана и природных осадков; системы радиоволновые и на измерении доплеровского сдвига воспринимают различного рода излучения, включая даже излучения ламп дневного света.

В качестве примера можно привести требования к месту установки приемных и передающих узлов акустической системы типа “ДУЗ-4М-1”: место установки преобразователей должно быть удобным для монтажа; преобразователи крепятся на стенах помещения на высоте 2 - 4 м от пола; расстояние между излучающими и приемными преобразователями может быть от 3 до 10 м; в помещениях прямоугольной формы преобразователи рекомендуется устанавливать на глухих стенах по оси помещения либо по его диагонали; в помещениях большого объема, где требуется несколько пар преобразователей, их следует размещать так, чтобы на каждую пару приходились примерно равные части объема; не рекомендуется располагать преобразователи непосредственно в зоне действия вентиляционных устройств, нагревательных приборов и других источников движения воздуха, поскольку при этом увеличивается вероятность ложных срабатываний прибора; рекомендуется удалять преобразователи от таких источников на расстояние 2 - 3 м и более; особенно неблагоприятными для установки являются батареи центрального отопления, создающие интенсивные потоки воздуха.

Сложными являются и условия эксплуатации подобных систем: температура окружающей среды +5 ^OС - +40 ^OС; относительная влажность до 80% при 25 ^OС; уровень акустических шумов в помещениях в диапазоне от 10 до 20 кГц должен быть не более 60 дБ относительно порога слышимости (0,00002 Нм²); площадь застекленной поверхности в помещении, через которую может проникать прямое солнечное излучение, должна составлять не более 25% от площади пола; скорость движения воздуха в помещении не должна превышать 0,5 мс; система отопления должна иметь температуру радиаторов не более 90 ^OС; площадь поверхности радиаторов, приходящаяся на 1 м² площади пола помещения, должна быть не более 0,2 м²; телефоны и звонки, а также приборы и устройства, которые могут при своей работе создавать акустические помехи, должны отключаться на время работы.

Радиоволновые и доплеровские системы предъявляют менее жесткие требования к условиям и порядку установки, так как образование радиотени, в отличие от акустических систем происходит при значительно больших размерах облучаемых объектов. Как правило, источники излучения располагают в углах помещений под потолком, причем их можно скрыть различными декоративными дополнениями либо радиопрозрачными пленками. В открытых пространствах расположением излучателей формируют заданный периметр охраняемой территории, при этом условия расположения как радиоволновых, так и доплеровских систем совпадают. Комбинированные системы могут использоваться как в замкнутых, так и в открытых пространствах. Необходимо только установить порог срабатывания выше естественных флуктуирующих компонент и возможных животных - нарушителей. Использование схем селекции подвижных объектов, указанный порог может быть понижен при учете реальных эффективных отражающих поверхностей нарушителей.

В качестве примера можно изложить требования по размещению микроволнового сигнализатора “СМВ-11М”.

Установку необходимо производить на жестких опорах, устойчивых к вибрациям на высоте не менее 2 - 3 м от пола. Не допускается расположение металлических отражающих поверхностей на расстоянии менее чем 2 м от сигнализатора. Не рекомендуется направлять его на окна или тонкие перегородки, за которыми возможно движение людей, транспорта или работа какого-либо оборудования, на лампы дневного света.

Более сложные радиоволновые системы предъявляют и более жесткие требования по установке.

Оптические и оптоволоконные системы по своей структуре близки к системам с натянутыми проводами и емкостными (сеточными) заграждениями. Интересными являются решения по применению в крупногабаритных ангарах систем теплолокации и оптической охраны. При этом периметр необходимой охраны формируется источником и рядом отражателей, которые могут создавать как горизонтальные, так и объемные пространства.

Комбинированные системы, объединяющие радиоволновые и оптические (“Сокол 1, 2”), радиоволновые и акустические (“Питон”) и др. предъявляют при эксплуатации требования всех типов устройств, включенных в систему охраны.

Требования к передающим и приемным частям системы охраны и их конструкции

Для простейших систем охраны, в которых приемные и передающие части представляют собой системы специального питания и контроля омического сопротивления или величины емкости, требования формируются в основном пороговыми значениями измеряемых величин и значениями флуктуаций.

В оптических и теплолокационных системах нормальная работа устройств возможна при фоновом засвете значительно уступающем уровню полезного сигнала охраны. Для повышения чувствительности таких устройств требуется либо заглубление источников излучения и приема, либо применение специальных фильтров. Работа подобных систем в открытых пространствах осуществляют чаще всего в ИК диапазоне и основную погрешность при измерениях вносят переотраженные солнечные лучи и нагретые предметы вблизи приемников излучения.

Если несколько пар фотоизлучателей - приемников расположены близко друг от друга, то также возможны их взаимные помехи и прием сигналов от соседних источников. Поэтому пары следует разносить в пространстве, располагать встречно и использовать бленды, диафрагмы и оптические линзы (рис. 22).

Рис. 22

Снижает чувствительность фотоприемников в 2 - 4 раза и нарушение прозрачности среды (задымленность, запыленность, туман и пр.), использование бленд и диафрагм.

В радиоволновых системах и системах на основе измерения доплеровского сдвига частоты основным требованием к приемным и передающим блокам при импульсном режиме (особенно при гетеродинном приеме) является частотная стабильность, которая должна быть значительно выше принимаемого доплеровского сдвига или смещения сигнала от подвижной цели. Указанный параметр ограничивает минимальную фиксируемую скорость перемещения объекта в охраняемом объеме.

На основе системы “Конус-3М-1” рассмотрим пример конструктивного оформления отдельных узлов.

Сигнализатор выполнен в виде отдельных блоков. Электронный блок изготовлен в пылебрызгозащищенном исполнении и состоит из корпуса, крышки и шасси блока. Шасси вставлен в корпус, укреплен винтами, закрывается крышкой и зажимается зажимами. При закрывании крышки кнопка блокировки замыкается. Один из винтов опломбировывается.

Корпус литой из алюминиевого сплава, окрашен молотковой эмалью серого цвета и имеет детали крепления его к стене.

Крышка блока выполнена по технологии корпуса и на ней расположены: упругий регулируемый элемент кнопки блокировки; стекло индикаторной лампы; резиновое уплотнение.

Шасси блока состоит из двух литых рам на которых размещена вся электронная часть, платы с: элементами логарифмического усилителя, синхронных детекторов и блокинг-генераторов; элементами порогового устройства и схемы АПР; элементами модулятора, порогового устройства, схемы дистанционного контроля и узла питания; элементами выпрямителя, реле схемы АПР; блоками ключей, регулировки периодов и батарея аккумуляторов.

На передней панели блока находятся элементы регулировки, управления и контроля.

На задней панели блока размещены разъемы для связи электронного блока с: приемниками, передатчиками, питающей сетью 220 В, питающей сетью 24 В, стационарным аппаратом (Сигнал) и другим электронным блоком (Синхр.).

Кроме того, на задней панели установлены: тумблеры включения сигнализатора и звукового оповещения, громкоговоритель, клемма заземления.

Все металлические детали блока защищены специальным покрытием, а платы с радиоэлементами - влагозащитным лаком.

Провода электрического монтажа объединены в жгут и крепятся к боковым стенкам корпуса.

Приемник состоит из основания, на котором крепятся СВЧ детектор и антенна, соединенные между собой с помощью ВЧ кабеля. На основании закреплены также переменный резистор и вилка НЧ разъема, через который осуществляется связь приемника с электронным блоком.

Корпус СВЧ детектора литой, состоит из двух частей, фланцы которых соединены винтами. Транзистор детектора расположен в экранированном отсеке торцевой части корпуса и закрывается крышкой. На боковых стенках корпуса установлены проходные фильтры, проходная втулка и ВЧ разъем. На торцевую сторону корпуса детектора выведен винт конструктивного подстроечного конденсатора, который после настройки контрится гайкой. Видеоусилитель расположен на отдельной плате и располагается над корпусом детектора на металлических стойках.

Блок приемника закрывается сверху крышкой из пенопласта. В основании блока имеется отверстие для установки его на изолирующую планку, которая в свою очередь крепится к стене.

Передатчик состоит из основания, на котором крепятся автогенератор и антенна, соединенные ВЧ кабелем. На основании закреплены переменные резисторы и розетка НЧ разъема, через которую передатчик связан с электронным блоком.

Корпус автогенер