Сторож Володимир Георгійович. Пристрої і системи захисту та контролю об'єктів на основі збурення електромагнітного поля

Краткое описание

Сторож Володимир Георгійович. Пристрої і системи захисту та контролю об'єктів на основі збурення електромагнітного поля : дис... канд. техн. наук: 05.12.13 / Національний ун-т "Львівська політехніка". — Л., 2007. — 181арк. : рис. — Бібліогр.: арк. 156-166

Сторож В.Г. Пристрої і системи захисту та контролю об’єктів на основі збурення електромагнітного поля. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.13 Радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій. Національний університет „Львівська політехніка”, Львів, 2007.
Дисертація присвячена розробці моделей процесу збурення стороннім діелектричним тілом електромагнітного поля та створення на цій основі високоефективних пристроїв і систем захисту та контролю важливих об’єктів.
Проведено моделювання процесу збурення електромагнітного поля стороннім тілом, представленим системою ниток струму. Здійснено аналіз моделі давача в режимі модуляційного прийому відбитого сигналу від рухомого тіла. Досліджено вплив паразитної модуляції на параметри давача. Результатом проведеного моделювання стало створення давача на основі антени-автогенератора, в якому модуляція відбитого сигналу забезпечується шляхом комутації діаграми спрямованості. Досліджено особливості формування чутливої зони таких давачів, керування її формою. Розроблено конструкції двочастотних давачів на основі антен-автогенераторів.
Розроблено моделі випромінюючого кабелю і системи двох зв’язаних ліній з неоднорідністю збурення. В результаті аналізу моделей запропоновано спосіб вирівнювання чутливості в системі захисту та контролю на випромінюючих кабелях. Розроблено та досліджено широкосмугову систему захисту периметру з підвищеною завадостійкістю на випромінюючих кабелях. Результати теоретичних досліджень підтверджені експериментально.

У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу, яка полягає в підвищенні ефективності радіохвильових пристроїв захисту та контролю важливих об’єктів на основі моделей процесу збурення електромагнітного поля стороннім тілом.
Найбільш істотні наукові і практичні результати дисертаційної роботи:
1. Розроблено електродинамічну ниткову модель процесу збурення діелектричним тілом поля випромінювання, аналіз якої дає можливість досліджувати вплив параметрів діелектричного тіла циліндричної форми на вхідний імпеданс випромінювача, а також при дослідженні характеру розподілу сигналу у випромінюючих кабелях периметричної системи. При цьому встановлено, що число ниток моделі необхідно вибирати з умови забезпечення кроку між ними (0,05...0,06).
2. Створено фізичну модель і структурну схему електронного імітатора рухомого тіла для автоматизованого вимірювання параметрів пристроїв захисту та контролю, що дає можливість в процесі експлуатації давача здійснювати контроль його параметрів. Електронний імітатор використано в пристрої охоронної сигналізації, який захищений патентом України №25738А.
3. Розроблено принципово нові схеми та конструкції давачів руху на базі малопотужних НВЧ антен-автогенераторів, що дозволило покращити масогабаритні та енергетичні показники, зокрема збільшити чутливість в середньому на 20% (патент №15339А).
4. Вперше для підвищення чутливості давачів руху на базі антен-автогенераторів запропоновано модуляційний метод формування НВЧ сигналу шляхом комутації діаграми спрямованості, внаслідок чого підвищується відношення сигнал/шум на виході давача не менше ніж на 20 дБ і збільшується радіус його дії. Структурна схема давача з комутацією діаграми спрямованості захищена патентом №25479А.
5. Вперше запропонована схема і реалізовано радіохвильовий давач з сигналами випромінювання на двох різних частотах з ортогональними поляризаціями, що дає можливість формувати по двох каналах два незалежних інформаційних сигнали, викликаних збуренням поля одним і тим же фізичним тілом. Це розширює можливості щодо побудови алгоритму обробки сигналів та підвищує надійність виявлення малоконтрастних тіл. Пристрій захищений патентом України №56686А.
6. Розроблено моделі, проведено теоретичний аналіз та експериментальні дослідження розподілу струмів і полів випромінюючих кабелів, як давачів з розподіленими чутливими елементами, що дозволило обгрунтувати необхідність використання широкосмугового сигналу в периметричній системі контролю об’єктів на випромінюючих кабелях.
7. Розроблено широкосмугову периметричну систему контролю об’єктів на випромінюючих кабелях, яка для зменшення нерівномірності чутливості працює з ЛЧМ сигналом в діапазоні 5573,5 МГц. Встановлено, що імовірність вірного спрацювання в широкосмуговій периметричній системі контролю об’єктів складає не менше 0,98, у той час як при роботі на одній фіксованій частоті 0,670,85.
Таким чином мета дисертаційної роботи, яка пов’язана з розробкою і дослідженням моделей процесів збурення стороннім тілом електромагнітного поля та створення високоефективних радіохвильових пристроїв захисту та контролю важливих об’єктів досягнута і всі поставлені часткові задачі вирішені повністю. Перспективним напрямком подальших досліджень може бути розроблення пристроїв захисту та контролю, на основі ААГ, які використовують синхронний та надрегенеративний режими роботи, а також широкосмугові шумові сигнали, з метою забезпечення селекції рухомих тіл певного розміру.