Федеральное государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования.

УЛЬЯНОВСКОЕ ВЫСШЕЕ АВИАЦИОННОЕ УЧИЛИЩЕ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ (ИНСТИТУТ)

ФАКУЛЬТЕТ «ПОДГОТОВКА АВИАЦИОННЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ»

КАФЕДРА «ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ»

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой ОАБ

профессор В.М. Ильин

« » 2011г.

Доцент Вербицкий Ю А

ЛЕКЦИЯ

по учебной дисциплине

Технические средства обеспечения авиационной безопасности и их эксплуатация

Тема 3. Системы охраны периметров аэропорта.

Лекция 3.3. Радиоволновые и ёмкостные системы охраны периметров.

Обсуждена на заседании кафедры ОАБ

Протокол № от « « 2011г.

Ульяновск 2011

Введение.

Учебные вопросы.

1.Радиоволновые системы охраны периметров.

2.Ёмкостные системы охраны периметров.

Заключение.

Литература.

Основная:

1.Авиационная безопасность: учеб. пособие: в 2 ч. Ч.1А.В. Дормидонтов, С.И. Краснов, Н.В. Павлов; под общей редакцией С.И. Краснова, - Ульяновск: УВАУ ГА(И), 2009. _ 192с.

2.

Учебно-материальное обеспечение.

1. Наглядные пособия.

2. Технические средства обучения.

3. Приложения.

Введение.

Радиоволновые извещатели предполагают контроль некоторых параметров электромагнитных волн (ЭМВ) сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона и верхнего участка диапазона радиоволн (УКВ радиоволн). Иногда производители оборудования применяют в наименовании средств приставку «микроволновые», указывая на использование СВЧ диапазона. Для количественной оценки при тревожном событии используется напряженность электромагнитного поля (ЭМП). При распространении ЭМВ могут наблюдаться следующие явления: поглощение, отражение, преломление, дифракция, интерференция. Некоторые из них позволяют реализовать процесс обнаружения.

1.Радиоволновые системы охраны периметров.

Радиоволновая система охраны периметра, чаще всего, предназначена для блокирования верха заграждений, выполненных из кирпича, бетона, дерева, металлической решетки или сетки с жестким верхом, а также стен зданий и сооружений.

Чувствительным элементом такой системы является пара расположенных параллельно проводников (кабелей), к которым подключены соответственно передатчик и приемник радиосигналов. Вокруг проводящей пары (“открытой антенны”) образуется чувствительная зона, диаметр которой зависит от взаимного расположения проводников. При появлении человека в зоне чувствительности сигнал на выходе приемника изменяется и система генерирует сигнал тревоги.

При использовании радиоволновых систем на оградах, кабели устанавливают либо на специальных стойках на верхнем торце ограды, либо непосредственно на поверхности ограды.

Выпускаются модификации радиоволновых систем также для защиты неогражденных территорий. При этом кабели устанавливают в грунт на глубину 15 — 30 см. Такая система охраны является скрытой, но подвержена сильному влиянию погодных условий, снижающих стабильность ее параметров.

Преимущества радиоволновых систем перед лучевыми — независимость от профиля почвы и точное следование линии ограды.

Одно из наиболее известных отечественных охранных устройств радиоволнового типа — система “Уран-М”— разработка предприятия НИКИРЭТ (г. Заречный, Пензенская обл.). Двухпроводная линия (рис. 1.) закрепляется на вертикальных или наклонных кронштейнах (консолях), выполненных из диэлектрика (входят в комплект поставки). В качестве проводников используется провод полевой телефонной связи П-274М, обеспечивающий достаточную механическую прочность и стойкость к атмосферным воздействиям. Длина одной зоны охраны находится в пределах от 10 до 250 м. Расстояние между соседними кронштейнами обычно составляет 6...8 м, в районах с сильными ветрами его рекомендуется уменьшать до 3...4 м.

Рис. 1. Схема двухпроводного радиоволнового устройства.

Для протяженных периметров используют несколько комплектов “Уран-М”. Для исключения влияния соседних зон предусмотрен режим взаимной синхронизации до 22 — 25 отдельных комплектов. Радиоволновые системы можно устанавливать практически на любых жестких оградах (кирпич, бетон, металл).

В состав системы “Уран-М” входят: задающий блок, подключаемый с одной стороны проводной линии, и блок обработки сигналов, подключаемый с другой стороны линии. Задающий блок формирует импульсный высокочастотный сигнал, создающий электромагнитное поле между проводниками. Зона обнаружения имеет в поперечном сечении вид эллипса, в фокусах которого расположены проводники. Расстояние между проводниками обычно составляет 0,4 м; при этом зона обнаружения имееть размер 0,5 х 0,8 м.

Система настраивается для детектирования объекта массой более 30 — 40 кг и не срабатывает при попадании в зону птиц или мелких животных. Система не срабатывает при движении транспорта на расстоянии более 3 м от чувствительных проводников. Напряжение питания 20...30 В, ток питания — не более 100 мА. Обеспечен режим дистанционного контроля работоспособности. Охранное устройство устойчиво к воздействию сильного дождя (до 40 мм/час), снега, града и ветра со скоростью до 20 м/сек. Электронные блоки имеют размеры 255 х 165 х 110 мм, они сохраняют работоспособность в температурном диапазоне от -40О до +40О. Конструкция блоков обеспечивает защиту от внешних электромагнитных помех и высокой влажности.

Рассмотрим вариант с кабелями, укладываемыми непосредственно в землю. Такая система предназначена для охраны открытых пространств, подступов к объектам и т.п. Два параллельных кабеля (приемный и передающий) закапываются в любой грунт на глубину 10 — 15 см и на расстоянии примерно 2-х метров друг от друга (рис. 2). Вокруг кабелей над поверхностью почвы формируется электромагнитное поле (зона обнаружения) шириной 3м и высотой 1 м. Максимальная длина одной зоны обнаружения — 150 м. Кабели подключаются соответственно к приемнику и передатчику (или к общему приемо-передающему блоку — трансиверу). Эффективность детектирования нарушителя обеспечивается тем, что для выбранной частоты человеческое тело представляет собой как бы антенну размером в 1/4 длины радиоволны и поэтому нарушитель сильно изменяет параметры принимаемого сигнала.

Рис. 2. Схема расположения кабелей системы

Алгоритм обработки сигналов в системе предполагает выполнение трех условий:

- масса попавшего в зону объекта должна быть больше заранее установленного значения (масса человеческого тела);

- объект должен двигаться со скоростью, не меньшей определенного значения (в диапазоне скоростей человека);

- оба указанных условия выполняются в заданном интервале времени.

Система обеспечивает скрытную установку датчиков при произвольном профиле линии охраны. Кабели нечувствительны к сейсмическим и акустическим воздействиям, их можно монтировать в грунте, под асфальтовыми дорогами и др.

Другой подобный вариант охранной радиоволновой системы, предназначенной для защиты неогражденных территорий, когда использование пассивного заграждения невозможно или нежелательно, имеет название "линия вытекающей волны" (ЛВВ).

Система содержит пару “Излучающих Фидеров” (ИФ), один из которых является излучающей, а другой — приемной антенной радиочастотного поля.

ИФ представляет собой специально сконструированный коаксиальный кабель, содержащий внутренний провод, изолированный диэлектриком от внешнего экрана (рис. 3). Внешний экран может представлять собой медную оплетку, похожую на оплетку обычного коаксиального кабеля. Особенностью ИФ являются так называемые “порты”, т.е. отверстия в экране, расположенные с регулярными интервалами. Конструкция кабеля обеспечивает излучение электромагнитного поля при пропускании по нему тока. Вблизи обоих кабелей формируется невидимое электромагнитное поле, конфигурация которого зависит от взаимного расположения ИФ.

в)

Рис. 3. Кабель «вытекающей волны» - щелевая антенна: а) конструкция кабеля; б) распределение составляющей Е электромагнитного поля;

в) внешний вид кабеля.

Принцип действия системы состоит в следующем. На некотором расстоянии параллельно друг другу прокладываются два кабеля (две антенны) специальной конструкции, показанной на рис. 3. Зазоры между разреженными проводами "экрана" своеобразного коаксиального кабеля образуют щелевую антенну. При возбуждении первой антенны высокочастотными колебаниями она начинает излучать электромагнитное поле, воспринимаемое второй антенной. При этом приемник, подключенный к приемной антенне, принимает сигнал. Если в окрестности двух антенн появляется тело определенного объема с диэлектрической (?) и/или магнитной (?) проницаемостью, отличной от проницаемости свободного пространства, электромагнитное поле, воспринимаемое приемной антенной, искажается (изменяется его амплитуда и фаза). Это изменение детектируется и анализируется приемником-анализатором. Если анализируемый сигнал превышает пороговое значение, формируется сигнал тревоги.

Распределение электрической составляющей (Е) электромагнитного поля в окрестности кабелей показано на рис. 3 б. Зона чувствительности в поперечном сечении кабелей принимает форму искаженного эллипса с полюсами, совпадающими с положениями кабелей.

Варианты расположения кабелей показаны на рисунках 4 и 5.

Кабели располагают параллельно друг другу и монтируют на жесткой стене (рис.4а, 5а) или в грунте (4в) (Расстояние между кабелями и их расположение определяются конкретными требованиями заказчика и условиями детектирования).

Рис. 4. Расположение кабелей радиоволновой охранной системы: а) в ограде; б) в земле

Рис. 5 (а, б) зоны обнаружения системы ЛВВ.

Так, если нужно регистрировать нарушителя, пытающегося перелезть через ограду, то кабели располагаются вблизи средней линии ограды (примерно на половине ее высоты), см. рис. 5а. При этом вблизи нижней части ограды может быть оставлена нечувствительная зона — “аллея для животных”, на которых не должна реагировать система. Если же нужно обнаружить нарушителя, только приближающегося к линии периметра, то в этом случае один из кабелей крепят в нижней части ограды или непосредственно в почве на некотором расстоянии от стены (рис. 5б).

Зона обнаружения имеет ширину до 3,5 метров и высоту до 2.5 м. Система при расположении в земле полностью маскируема и может быть обнаружена только специальными приборами.

Для обработки сигналов в системе применен мощный процессор, позволяющий проводить “обучение” системы непосредственно на объекте. Процессор содержит в памяти как типовые сигналы вторжения, так и нетревожные сигналы от окружающей обстановки (проходящий транспорт и т.п.). При совпадении реально регистрируемого сигнала с одним из записанных в памяти тревожных образов система выдает сигнал тревоги. Система практически не подвержена влиянию таких атмосферных факторов, как дождь, туман, град, снег, дым и применяется в различных климатических зонах.