4.1.5 Радіохвильові системи
Чутливим елементом такої системи є пара розташованих паралельно провідників (кабелів), до яких підключені відповідно передавач і приймач радіосигналів. Навколо провідної пари (“відкритої антени”) утворюється чутлива зона, діаметр якої залежить від взаємного розташування провідників. З появою людини в зоні чутливості сигнал на виході приймача змінюється й система генерує сигнал тривоги.
При використанні радіохвильових систем на огорожах, кабелі встановлюють або на спеціальних стійках на верхньому торці огорожі, або безпосередньо на поверхні огорожі.
Випускаються модифікації радіохвильових систем також для захисту необгороджених територій. При цьому кабелі заглиблюють у ґрунт на глибину 15 – 30 см. Така система охорони є схованою, але на неї дуже впливають погодні умови, що знижують стабільність її параметрів.
Переваги радіохвильових систем перед променевими – незалежність від профілю ґрунту й точне проходження лінії огорожі.
Одна з найвідоміших охоронних пристроїв радіохвильового типу – система “Уран-М”. Дводротова лінія (рис. 4.2.) закріплюється на вертикальних або похилих кронштейнах (консолях), виконаних з діелектрика (входять у комплект поставки). Як провідники використовується дріт для польового телефонного зв'язку П-274М, що забезпечує достатню механічну міцність і стійкість до атмосферних впливів. Довжина однієї зони охорони перебуває в межах від 10 до 250 м. Відстань між сусідніми кронштейнами звичайно становить 6...8 м, у районах із сильними вітрами його рекомендується зменшувати до 3 – 4 м.
Рисунок 4.2 – Схема дводротового радіохвильового пристрою
Для протяжних периметрів використовують кілька комплектів“Уран-М”. Для виключення впливу сусідніх зон передбачений режим взаємної синхронізації до 22 – 25 окремих комплектів. Радіохвильові системи можна встановлювати практично на будь-яких твердих огорожах (цеглі, бетоні, металі).
До складу системи “Уран-М” входять: блок керування, що підключається з однієї сторони провідної лінії, і блок обробки сигналів, що підключається з іншої сторони лінії. Блок керування формує імпульсний високочастотний сигнал, що створює електромагнітне поле між провідниками. Зона виявлення має в поперечному перерізі вид еліпса, у фокусах якого розташовані провідники. Відстань між провідниками звичайно становить 0,4 м; при цьому зона виявлення має розмір 0,5 х 0,8 м.
Система настроюється для детектування об'єкта масою більше 30 — 40 кг і не спрацьовує при попаданні в зону птахів або дрібних тварин. Система не спрацьовує під час руху транспорту на відстані більше 3 м від чутливих провідників. Напруга живлення 20...30 В, струм живлення — не більше 100 мА. Підтримує режим дистанційного контролю працездатності. Охоронний пристрій стійкий до впливу сильного дощу, снігу, граду й вітру зі швидкістю до 20 м/сек. Електронні блоки мають розміри 255 х 165 х 110 мм, вони зберігають працездатність у температурному діапазоні від -40оС до +40оС. Конструкція блоків забезпечує захист від зовнішніх електромагнітних перешкод і високої вологості.
Американська компанія Senstar-Stellar пропонує радіохвильовий пристрій “ H-Field” з кабелями, що укладаються в землю. Така система призначена для охорони відкритих просторів, підступів до об'єктів та ін. Два паралельних кабелі (приймальний і передавальний) закопуються в будь-який ґрунт на глибину 10 – 15 см і на відстані приблизно 2-х метрів один від одного (рис.4.3). Навколо кабелів над поверхнею ґрунту формується електромагнітне поле (зона виявлення) шириною 3м і висотою 1 м. Максимальна довжина однієї зони виявлення – 150 м. Кабелі підключаються відповідно до приймача й передавача (або до загального приймально-передавального блока – трансивера). Ефективність детектування порушника забезпечується тим, що для обраної частоти людське тіло є ніби антеною розміром в 1/4 довжини радіохвилі й тому порушник дуже змінює параметри прийнятого сигналу.
Рисунок 4.3 – Схема розташування кабелів системи H-Field
Алгоритм обробки сигналів у системі “H-Field” припускає виконання трьох умов:
– маса об'єкта, що потрапив у зону, має бути більше заздалегідь установленого значення (маса людського тіла);
– об'єкт має рухатися зі швидкістю, не меншою певного значення (у діапазоні швидкостей людини);
– зазначені умови виконуються в заданому інтервалі часу.
Система “H-Field” забезпечує приховану установку датчиків при довільному профілі лінії охорони. Кабелі нечутливі до сейсмічних і акустичних впливів, їх можна монтувати в ґрунті, під асфальтовими дорогами та ін.
Одна із сучасних радіохвильових технологій виявлення одержала назву RAFID – Radio Frequency Intruder Detection (радіочастотне детектування вторгнення). Ця охоронна система створена англійською компанією Geoquip, широко відомої своїми периметральними системами на сенсорних мікрофонних кабелях.
У найпростішому випадку система RAFID містить пари “фідерів, що випромінюють” (ФВ), один із яких є випромінювачем, а інший – приймальною антеною радіочастотного поля. Вихідний сигнал приймача постійно контролюється аналізатором.
ФВ є спеціально сконструйованим коаксіальним кабелем, що містить внутрішній провідник, ізольований діелектриком від зовнішнього екрана (рис.4.4). Зовнішній екран може бути мідний обплетенням, схожим на обплетення звичайного коаксіального кабелю. Особливістю ФВ є так звані “порти”, тобто отвори в екрані, розташовані з регулярними інтервалами. Конструкція кабелю забезпечує випромінювання електромагнітного поля при проходженні по ньому струму. Поблизу обох кабелів формується невидиме електромагнітне поле, конфігурація якого залежить від взаємного розташування ФВ.
Рисунок 4.4 – Конструкція випромінюючого фідера системи RAFID
Об'єкт, що потрапив у радіочастотне поле, змінює фазу й амплітуду прийнятого сигналу (ефект доплера), у результаті чого аналізатор генерує сигнал тривоги.
Кабелі розташовують паралельно один одному й монтуються на твердій стіні або іншому огородженні, забезпечуючи зону детектування, як показано на рис.4.5. (Відстань між кабелями і їхнє розташування визначаються конкретними вимогами замовника)
Рисунок 4.5 (а, б) – Зони виявлення системи RAFID
Кабелі системи RAFID установлюються на твердих огорожах (бетонних, цегляних, дерев’яних) або безпосередньо в ґрунті. Кількість ліній кабелю (2 або 3) і їхнє розташування на огорожі визначаються технічним завданням. Так, якщо потрібно реєструвати порушника, що намагається перелізти через огорожу, то кабелі розташовуються поблизу середньої лінії огорожі (приблизно на половині її висоти), див. рис.4.5,а. При цьому поблизу нижньої частини огорожі може залишитися нечутлива зона – алея для тварин, на яких не має реагувати система. Якщо ж потрібно виявити порушника, що тільки наближається до лінії периметра, то в цьому випадку один з кабелів кріплять у нижній частині огорожі або безпосередньо в ґрунті на деякій відстані від стіни (рис. 4.5,б).
Для обробки сигналів у системі застосований потужний процесор, що дозволяє проводити “навчання” системи безпосередньо на об'єкті. Процесор містить у пам'яті як типові сигнали вторгнення, так і нетривожні сигнали від навколишнього оточення (транспорт, що проїжджає та ін.). При збігу сигналу, що реєструється,з одним із записаних у пам'яті тривожних образів, система видає сигнал тривоги. На систему практично не виливають дощ, туман, град, сніг, дим, вона застосовується в різних кліматичних зонах.