Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления



Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления
Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления
Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2434253:

Открытое акционерное общество "Авангард" (RU)

Изобретение относится к области поисково-спасательных работ и может быть использовано для поиска засыпанных биообъектов при землетрясениях, снежных лавинах или горных обвалах. Технический результат: повышение точности обнаружения путем точного и однозначного определения их азимута. Сущность: устройство для реализации способа содержит сканирующий блок и приемопередатчик. Сканирующий блок содержит задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, циркулятор 3, приемопередающую антенну 4, усилители 5 и 26 высокой частоты, фазовый детектор 6, компьютер 7, гетеродин 8, смесители 9, 11 и 27, усилитель 10 первой промежуточной частоты, усилители 12 и 28 второй промежуточной частоты, первый 19 и 29 корреляторы, перемножители 20 и 30, фильтры 21 и 31 нижних частот, экстремальные регуляторы 22 и 32, блоки 23 и 33 регулируемой задержки, индикатор 24 дальности, вторую приемную антенну 25, указатель 34 угла, удвоители 35 и 39 фазы, делители 36 и 40 фазы на два, узкополосные фильтры 37 и 41, фазометр 38. Приемопередающий блок содержит пьезокристалл 13, микрополосковую антенну 14, электроды 15, шины 16 и 17, набор отражателей 18. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области поисково-спасательных работ и может быть использовано для поиска засыпанных биообъектов и их останков в районах землетрясений, а также в альпинизме при поиске биообъектов, засыпанных, например, снежными лавинами или горными обвалами.

Известны способ и устройства обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков (патенты РФ №№2085997, 2105432, 2116099, 2206902, 2248235, 2288486, 2306159, 2370792; патенты США №№4129868, 4331957, 4673936, 6031482; патенты ЕР №№0075199, 1746433; Винокуров В.К. и др. Безопасность в альпинизме. - М: 1983, с.136-136; Дикарев В.И. Безопасность, защита и спасение человека. - СПб: 2007, 567 с. и другие).

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления» (патент РФ №2370792, G01V 3/12, 2007), которые и выбраны в качестве базовых объектов.

Указанные способ и устройство обеспечивают повышение чувствительности и увеличение дальности действия. Для этого предварительно размещают на биообъекте, относящемуся к группе риска, маломощный приемопередатчик, в качестве которого используется преобразователь на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Однако известные технические решения имеют сравнительно низкую точность определения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков, она обеспечивается, в основном, диаграммой направленности антенны сканирующего блока.

Технической задачей изобретения является повышение точности обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков путем точного и однозначного определения их азимута.

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, 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 wc, преобразуют его по частоте с использованием частоты wг гетеродина, выделяют напряжение первой промежуточной частоты wup1, равной сумме частот wup1=wг+wc, 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 первой антенной сканирующего блока, усиливают по амплитуде, принятый сигнал с фазовой манипуляцией на первой промежуточной частоте wup1 повторно преобразуют по частоте с использованием несущей частоты wc, выделяют первое напряжение второй промежуточной частоты wup2=wup1-wc=wг1, задерживают напряжение гетеродина на время τ, перемножают его с первым напряжением второй промежуточной частоты wup2, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное первой корреляционной функции R1(τ), изменяют время задержки τ до наступления равенства τ=τз1, где τз1=2R/c, R - расстояние до засыпанного биообъекта или его останков, с - скорость распространения радиоволн, поддерживают указанное равенство, что соответствует максимальному значению первой корреляционной функции R1(τ), определяют расстояние R до засыпанного биообъекта или его останков и используют задержанное напряжение гетеродина для синхронного детектирования принятого сигнала с фазовой манипуляцией на второй промежуточной частоте wup2=wг, отличается от ближайшего аналога тем, что сигнал с фазовой манипуляцией на первой промежуточной частоте wup1 принимают на вторую антенну, разнесенную в горизонтальной плоскости на расстояние d, где d - измерительная база, повторно преобразуют его по частоте с использованием несущей частоты wc, выделяют второе напряжение второй промежуточной частоты wup2, перемножают его с задержанным на время τ напряжением гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное второй корреляционной функции R2(τ), изменяют время задержки τ до наступления равенства τ=τз2, где τз2=t1-t2, t1, t2 - время прохождения сигналом расстояний от засыпанного биообъекта или его останков до первой и второй антенн соответственно, поддерживают указанное равенство, что соответствует максимальному значению второй корреляционной функции R2(τ), формируют временную шкалу отсчета азимута

,

грубую, но однозначную, умножают и делят по фазе на два первое и второе напряжения второй промежуточной частоты wup2, выделяют гармонические напряжения и измеряют разность фаз Δφ между ними, формируют фазовую шкалу отсчета азимута

,

где λ - длина волны, точную, но неоднозначную.

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 с первым выходом гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, усилителя мощности, циркулятора, вход-выход которого связан с рупорной приемопередающей антенной, первого усилителя высокой частоты, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первого усилителя второй промежуточной частоты, фазового детектора, второй вход которого соединен с первым выходом первого блока регулируемой задержки, и компьютера, последовательно подключенных ко второму выходу гетеродина первого блока регулируемой задержки, первого перемножителя, второй вход которого соединен со вторым выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, первого фильтра нижних частот, первого экстремального регулятора, первого блока регулируемой задержки и индикатора дальности, при этом второй вход компьютера соединен со вторым выходом первого блока регулируемой задержки, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено второй приемной антенной, вторым усилителем высокой частоты, третьим смесителем, вторым усилителем второй промежуточной частоты, вторым перемножителем, вторым фильтром нижних частот, вторым экстремальным регулятором, вторым блоком регулируемой задержки, указателем угла, двумя удвоителями фазы, двумя делителями фазы на два, двумя узкополосными фильтрами и фазометром, причем к выходу второй приемной антенны последовательно подключены второй усилитель высокой частоты, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, второй усилитель второй промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого через второй блок регулируемой задержки соединен с вторым выходом гетеродина, второй фильтр нижних частот, второй экстремальный регулятор, второй блок регулируемой задержки и указатель угла, ко второму выходу первого усилителя второй промежуточной частоты последовательно подключены первый удвоитель частоты, первый делитель фазы на два, первый узкополосный фильтр и фазометр, выход которого подключен к третьему входу компьютера, четвертый вход которого соединен со вторым выходом второго блока регулируемой задержки, к выходу второго усилителя второй промежуточной частоты последовательно подключены второй удвоитель фазы, второй делитель фазы на два и второй узкополосный фильтр, выход которого соединен со вторым входом фазометра, вторая приемная антенна разнесена в горизонтальной плоскости от первой приемопередающей антенне на расстояние d, где d - измерительная база.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1 и 3. Частотная диаграмма, иллюстрирующая процесс преобразования сигналов по частоте, изображена на фиг.2.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит сканирующий блок и приемопередатчик.

Сканирующий блок содержит последовательно включенные задающий генератор 1, первый смеситель 9, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина 8, усилитель 10 первой промежуточной частоты, усилитель 2 мощности, циркулятор 3, вход-выход которого связан с рупорной приемопередающей антенной 4, первый усилитель 5 высокой частоты, второй смеситель 11, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1, первый усилитель 12 второй промежуточной частоты, фазовый детектор 6, второй вход которого через первый блок 23 регулируемой задержки соединен с вторым выходом гетеродина 8, и компьютер 7, последовательно подключенные к второму выходу гетеродина 8 первый блок 23 регулируемой задержки, первый перемножитель 20, второй вход которого соединен со вторым выходом усилителя 12 второй промежуточной частоты, первый фильтр 21 нижних частот, первый экстремальный регулятор 22, блок 23 регулируемой задержки и индикатор 24 дальности, последовательно включенные вторую приемную антенну 25, второй усилитель 26 высокой частоты, третий смеситель 27, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1, второй усилитель 28 второй промежуточной частоты, второй перемножитель 30, второй вход которого соединен с первым выходом второго блока 33 регулируемой задержки, второй фильтр 31 нижних частот, второй экстремальный регулятор 32, второй блок 33 регулируемой задержки, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина 8, и указатель 34 угла, последовательно подключенные ко второму выходу первого усилителя 12 второй промежуточной частоты первый удвоитель 35 фазы, первый делитель 36 фазы на два, первый узкополосный фильтр 37 и фазометр 38, выход которого соединен со вторым входом компьютера 7, третий и четвертый входы которого соединены с выходами первого 23 и второго 33 блоков регулируемой задержки соответственно, последовательно подключенные к выходу второго усилителя 28 второй промежуточной частоты второй удвоитель 39 фазы, второй делитель 40 фазы на два и второй узкополосный фильтр 41, выход которого соединен со вторым входом фазометра 38.

Первый перемножитель 20, первый фильтр 21 нижних частот, первый экстремальный регулятор 22 и первый блок 23 регулируемой задержки образуют первый коррелятор 19. Второй перемножитель 30, второй фильтр 31 нижних частот, второй экстремальный регулятор 32 и второй блок 33 регулируемой задержки образуют второй коррелятор 29.

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. Встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн (ПАВ) содержит две гребенчатые системы электродов 15, шины 16 и 17, которые соединяют электроды каждой из гребенок между собой. Шины 16 и 17 в свою очередь связаны с микрополосковой антенной 14.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Задающим генератором 1 формируется высокочастотное колебание

uc(t)=Uc · Cos(wct+φс), 0≤t≤Тс,

где Uc, wc, φс, Тс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания,

которое поступает на первый вход первого смесителя 9, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 8

uг(t)=Uг · Cos(wгt+φг).

На выходе смесителя образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 10 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты

uup1(t)=Uпp1 · Cos(wup1t+φuр1), 0≤t≤Тс,

где Uпp1=½Uc · Uг;

wup1=wг+wc - первая промежуточная (суммарная) частота;

φup1сг,

которое после усиления в усилителе 2 мощности через циркулятор 3 поступает в рупорную приемопередающую антенну 4 и излучается ею в эфир. С помощью рупорной антенны 4 последовательно облучается засыпанный участок, где предположительно находится биообъект или его останки.

Электромагнитный сигнал uup1(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.

Принимаемое гармоническое колебание uup1(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)

u1(t)=U1 · Cos[wup1t+φк(t)+φup1], 0≤t≤Tc,

где φк(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φк(t)=const при Kτэ<t<(к+1)τэ и может изменяться скачком при t=Кτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (К=1, 2, …, N-1);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тcc=N·τ3).

При этом внутренняя структура сформированного ФМн-сигнала определяется топологией встречно-штыревого преобразователя, имеет индивидуальный характер и содержит всю необходимую уникальную информацию о владельце, например фамилию, имя, отчество, год рождения и т.п.

Сформированный ФМн-сигнал u1(t) излучается микрополосковой антенной 14 в эфир, принимается антеннами 4 и 25 сканирующего блока:

u2(t)=U2 · Cos[wup1(t-τз1)+φк(t-τ31)+φ2],

u3(t)=U3 · Cos[wup1(t-τз2)-φк(t-τз2)+φ3], 0≤t≤Tc,

где τз1=2R/c - время задержки ретранслированного сигнала относительно зондирующего;

τз2=t1-t2, t1, t2 - время прохождения сигналом расстояний от засыпанного биообъекта до первой 4 и второй 25 антенн;

R - расстояние от сканирующего блока до засыпанного биообъекта;

с - скорость распространения радиоволн,

и через циркулятор 3, усилители 5 и 26 высокой частоты поступают на первые входы смесителей 11 и 27 соответственно, на вторые входы которых подается высокочастотное колебание uc(t) с выхода задающего генератора 1 в качестве напряжения второго гетеродина. На выходе смесителей 11 и 27 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 12 и 28 выделяются напряжения второй промежуточной (разностной) частоты:

uup2(t)=Uпp2 · Cos[wup2(t-τз1)+φк(t-τз1)+φuр2],

uup3(t)=Uпp3 · Cos[wup1(t-τз2)+φк(t-τз2)+φuр3], 0≤t≤Tc,

где Uпp2=½ U2 · Uc;

Uпp2=½ U3 · Uc;

wup2=wup1-wc=wг - вторая промежуточная (разностная) частота;

φup22с;

φuр33с,

которые поступают на первые входы перемножителей 20 и 30 соответственно, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 8

uг1(t)=Uг(t-τ)=Uг·Cos[wг(t-τ)+φг],

где τ - время задержки блоков 23 и 33 регулируемой задержки,

через блоки 23 и 33 регулируемой задержки. Полученные на выходе перемножителей 20 и 30 напряжения пропускаются через фильтры 21 и 31 нижних частот соответственно, на выходе которых формируются корреляционные функции R1(τ) и R2(τ).

Экстремальные регуляторы 22 и 32, подключенные к выходу фильтров 21 и 31 нижних частот, воздействуют на управляющие входы блоков 23 и 33 регулируемой задержки и поддерживают равенство τ=τз1 и τ=τз2, что соответствует максимальному значению корреляционных функций R1(τ) и R2(τ).

Индикатор 24 дальности и указатель 34 угла, связанные со шкалами блоков 23 и 33 регулируемой задержки, позволяют непосредственно считывать измеренное значение дальности R до засыпанного биообъекта или его останков, а также измеренное значение азимута β на засыпанный биообъект или его останки:

,

,

где d - расстояние между антеннами 4 и 25 (измерительная база).

Следовательно, задача измерения дальности (расстояния) R от сканирующего блока до засыпанного биообъекта или его останков и угловой координаты (азимута) (β на засыпанный биообъект или его останки сводится к измерению временных задержек между ретранслированным и зондирующим сигналами и между ретранслированными сигналами, принимаемыми антеннами 4 и 25.

Так формируется временная шкала отсчета азимута β: грубая, но однозначная.

Напряжения uup2(t) и uup3(t) с выходов усилителей 12 и 28 второй промежуточной частоты одновременно поступают на входы удвоителей 35 и 39 фазы соответственно, на выходе которых образуются следующие гармонические напряжения:

u4(t)=U4 · Cos[2wup2(t-τз1)+2φup2],

u5(t)=U5 · Cos[2wup2(t-τз2)+2φuр3],

где U4= ½ Uпр22;

Uпp2= ½ Uпр32;

к(t-τз1)={0, 2π};

к(t-τз2)={0, 2π}.

Эти напряжения поступают на входы делителей 36 и 40 фазы на два, на выходе которых образуются следующие напряжения:

u6(t)=U6 · Cos[wup2(t-τз1)+φuр2],

u7(t)=U7 · Cos[wup2(t-τз2)+φup3],

которые выделяются узкополосными фильтрами 37 и 41 и поступают на два входа фазометра 38.

Фазометр 38 измеряет разность фаз

,

где d - измерительная база (расстояние между антеннами 4 и 25);

λ - длина волны.

Так формируется фазовая шкала отсчета азимута β: точная, но неоднозначная, которая обеспечивает измерение относительной временной задержки между ретранслированными сигналами, принимаемыми антеннами 4 и 25.

Напряжение uup2(t) со второго выхода усилителя 12 второй промежуточной частоты одновременно поступает на первый вход фазового детектора 6. На второй вход фазового детектора 6 подается напряжение со второго выхода гетеродина 8 через блок 23 регулируемой задержки

Uг1(t)=Uг · Cos[wг(t-τз1)+φг],

которое используется в качестве опорного напряжения.

В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 6 образуется низкочастотное напряжение

uн(t)=Uн · Cosφк(t-τз1), 0≤t≤Тс,

где Uн= ½ Uup2·Uг,

пропорциональное модулирующему коду M(t). Это напряжение вместе с измеренными значениями дальности R и азимута β регистрируются и анализируются в компьютере 7.

К основным характеристикам устройства для обнаружения местонахождения биообъектов или их останков можно отнести следующие:

- мощность передатчика сканирующего блока - средняя не более 100 мВт;

- частотный диапазон - 900-920 МГц;

- дальность обнаружения - не менее 2000 м;

- количество кодовых комбинаций -232-2128;

- тип излучаемого сигнала - гармоническое колебание;

- тип отраженного (переизлученного) сигнала - широкополосный сигнал с фазовой манипуляцией (база сигнала В=Δfc·Тс=200-1000, Δfc - ширина спектра);

- габариты приемопередатчика, размещаемого на биообъекте или его останках, 8×15×5 мм;

- срок службы приемопередатчика - не менее 20 лет;

- потребляемая мощность - 0 Вт.

Каждый предполагаемый участник мероприятий, которые могут сделать этого участника потенциально пострадавшим, относится группе риска и должен быть снабжен достаточно 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.

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 требованием удовлетворяет приемопередатчик на ПАВ.

С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают энергетической и структурной скрытностью.

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 ФМн-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.

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.

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.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение точности обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков. Это достигается точным и однозначным определением азимута β на засыпанный биообъект, снабженный приемопередающим датчиком на ПАВ, с использованием двух шкал: фазовой и временной. Причем фазовая шкала отсчета азимута β является точной, но неоднозначной, а временная шкала отсчета азимута β - грубой, но однозначной.

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 wc, преобразуют его по частоте с использованием частоты wг гетеродина, выделяют напряжение первой промежуточной частоты wup1, равной сумме частот wup1=wг+wc, 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 первой антенной сканирующего блока, усиливают по амплитуде, принятый сигнал с фазовой манипуляцией на первой промежуточной частоте wup1 повторно преобразуют по частоте с использованием несущей частоты wc, выделяют первое напряжение второй промежуточной частоты wup2=wup1-wc=wг1, задерживают напряжение гетеродина на время τ, перемножают его с первым напряжением второй промежуточной частоты wup2, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное первой корреляционной функции R1(τ), изменяют время задержки τ до наступления равенства τ=τз1, где tз1=2R/c, R - расстояние до засыпанного биообъекта или его останков, с - скорость распространения радиоволн, поддерживают указанное равенство, что соответствует максимальному значению первой корреляционной функции R1(τ), определяют расстояние R до засыпанного биообъекта или его останков и используют задержанное напряжение гетеродина для синхронного детектирования принятого сигнала с фазовой манипуляцией на второй промежуточной частоте wup2=wг, отличающийся тем, что сигнал с фазовой манипуляцией на первой промежуточной частоте wup1 принимают на вторую антенну, разнесенную в горизонтальной плоскости на расстояние d, где d - измерительная база, повторно преобразуют его по частоте с использованием несущей частоты wc, выделяют второе напряжение второй промежуточной частоты wup2, перемножают его с задержанным на время τ напряжением гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное второй корреляционной функции R2(τ), изменяют время задержки τ до наступления равенства τ=τз2, где τз2=t1-t2, t1, t2 - время прохождения сигналом расстояний от засыпанного биообъекта или его останков до первой и второй антенн соответственно, поддерживают указанное равенство, что соответствует максимальному значению второй корреляционной функции R2(τ), формируют временную шкалу отсчета азимута , грубую, но однозначную, умножают и делят по фазе на два первое и второе напряжения второй промежуточной частоты wup2, выделяют гармонические напряжения и измеряют разность фаз Δφ между ними, формируют фазовую шкалу отсчета азимута
,
где λ - длина волны, точную, но неоднозначную.

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 рупорной приемопередающей антенной, первого усилителя высокой частоты, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первого усилителя второй промежуточной частоты, фазового детектора, второй вход которого соединен с первым выходом первого блока регулируемой задержки, и компьютера, последовательно подключенных ко второму выходу гетеродина первого блока регулируемой задержки, первого перемножителя, второй вход которого соединен со вторым выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, первого фильтра нижних частот, первого экстремального регулятора, первого блока регулируемой задержки и индикатора дальности, при этом второй вход компьютера соединен со вторым выходом первого блока регулируемой задержки, отличающееся тем, что оно снабжено второй приемной антенной, вторым усилителем высокой частоты, третьим смесителем, вторым усилителем второй промежуточной частоты, вторым перемножителем, вторым фильтром нижних частот, вторым экстремальным регулятором, вторым блоком регулируемой задержки, указателем угла, двумя удвоителями фазы, двумя делителями фазы на два, двумя узкополосными фильтрами и фазометром, причем к выходу второй приемной антенны последовательно подключены второй усилитель высокой частоты, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, второй усилитель второй промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого через второй блок регулируемой задержки соединен со вторым выходом гетеродина, второй фильтр нижних частот, второй экстремальный регулятор, второй блок регулируемой задержки и указатель угла, ко второму выходу первого усилителя второй промежуточной частоты последовательно подключены первый удвоитель фазы, первый делитель фазы на два, первый узкополосный фильтр и фазометр, выход которого подключен к третьему входу компьютера, четвертый вход которого соединен со вторым выходом второго блока регулируемой задержки, к выходу второго усилителя второй промежуточной частоты последовательно подключены второй удвоитель фазы, второй делитель фазы на два и второй узкополосный фильтр, выход которого соединен со вторым входом фазометра, вторая приемная антенна разнесена в горизонтальной плоскости от первой приемопередающей антенне на расстояние d, где d - измерительная база.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к морской электроразведке методом становления электромагнитного поля в открытом море, на шельфе Мирового океана и в районах, закрытых полярными льдами.

Изобретение относится к области поисково-спасательных работ и может быть использовано для поиска засыпанных биообъектов и их останков в районах землетрясений, а также засыпанных, например, снежными лавинами или горными обвалами.

Изобретение относится к области обеспечения сейсмологической безопасности и может быть использовано для снятия упругих напряжений в земной коре. .

Изобретение относится к морской электромагнитной разведке. .

Изобретение относится к геофизической разведке. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения координат эпицентра ожидаемых землетрясений, горных ударов и контроля электромагнитной обстановки в сейсмоопасной зоне земной коры с борта летательного аппарата.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а именно к способам определения диэлектрической и магнитной проницаемостей, проводимости и толщины каждого слоя, плоскослоистой среды, и может быть использовано для технической диагностики при строительстве автомобильных дорог, аэродромов, мостов, производстве строительных материалов и в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области радиолокационного зондирования земных недр

Изобретение относится к радиотехническим комплексам сверхнизких и крайне низких частот и может быть использовано для передачи сигналов на глубокопогруженные и удаленные объекты

Изобретение относится к мониторингу природных сред и предназначено для определения состояния ионосферы

Изобретение относится к геофизике, в частности к устройствам геоэлектроразведки с использованием электромагнитных волн высокой частоты, и может быть использовано при разведке полезных ископаемых, а также для поиска инженерных коммуникаций и других скрытых неоднородностей в подповерхностном слое земной поверхности

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для морской электромагнитной разведки углеводородных коллекторов

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам, предназначенным для обнаружения инородных образований в почве, а конкретно мин, в частности противопехотных

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в конденсированных средах

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при электромагнитном зондировании верхней части геологического разреза
Наверх