×
27.02.2015
216.013.2e42

РАДИОВОЛНОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЖИВЫХ ЛЮДЕЙ ПОД ЗАВАЛАМИ И ЗА СТЕНАМИ ЗДАНИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002543310
Дата охранного документа
27.02.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к поисково-спасательной службе и может быть использовано для активного зондирования с целью объективного определения наличия в них человека с признаками жизни и оценки его состояния по частотам дыхания и пульса. Технический результат - повышение точности обнаружения живого человека. Радиоволновое устройство содержит высокостабильный генератор СВЧ, четыре направленных ответвителя, два циркулятора, две антенны, смеситель, усилитель СВЧ, управляемый фазовращатель 0÷180°, управляемый аттенюатор, вычислительно-управляющий блок ВУБ, детектор, полосовой усилитель 0,1÷4 Гц и два делителя частоты на N. 1 ил.
Основные результаты: Радиоволновое устройство для обнаружения живых людей под завалами и за стенами зданий, содержащее высокостабильный генератор СВЧ, соединенный с первым направленным ответвителем, первый циркулятор, соединенный с первой антенной, смеситель, первый вход которого соединен с первой антенной через первый циркулятор, основной волновод второго направленного ответвителя, основной волновод третьего направленного ответвителя и усилитель СВЧ, а второй вход соединен с основным выходом четвертого направленного ответвителя через управляемый фазовращатель 0÷180°, управляемый аттенюатор, вход которого соединен со вспомогательным выходом четвертого направленного ответвителя, а выход соединен со входом управляемого фазовращателя 0÷360°, выход которого соединен с вспомогательным входом второго направленного ответвителя, и вычислительно-управляющий блок ВУБ, являющийся выходным блоком, первый вход которого соединен с вспомогательным выходом третьего направленного ответвителя через детектор, второй вход этого блока соединен с выходом смесителя через полосовой усилитель 0,1÷4 Гц, первый и второй выходы ВУБ соединены соответственно с управляющими входами управляемого аттенюатора и фазовращателя 0÷360°, а третий выход соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя 0÷180°, отличающийся тем, что дополнительно включена вторая антенна, соединенная через второй циркулятор со вспомогательным выходом первого направленного ответвителя, первый делитель частоты на N, вход которого соединен с основным выходом первого направленного ответвителя, а выход с входом первого циркулятора, второй делитель частоты на N, вход которого соединен с выводом второго циркулятора, а выход соединен со входом четвертого направленного ответвителя.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к поисково-спасательной службе и может быть использовано для активного зондирования с целью объективного определения наличия в них человека с признаками жизни и оценки его состояния по частотам дыхания и пульса.

Целью изобретения является повышение точности обнаружения человека и оценки его состояния.

Известны радиоволновые устройства для поиска и обнаружения живых людей в завалах (К.М. Chen, D. Misra, H. Wang, H. Chuang, E. Postow / An X-Band Microwave Life-Detection System. IEEE Trans. on BME. V.33, No 7, July, 1986. P. 697-701). Устройство позволяет обнаруживать живых людей в завалах после облучения и приема отраженных волн постоянной частоты СВЧ диапазона за счет выделения частот модуляции, соответствующих дыханию и сердцебиения из отраженной волны в диапазоне частот 0,1÷4 Гц. Устройство имеет недостатки: периодический характер зависимости чувствительности к перемещению человеческого тела при дыхании и сердцебиении от расстояния; ручной характер настройки не дает возможность усилить СВЧ сигнал достаточно сильно, что снижает чувствительность и точность обнаружения.

Известно также техническое решение - радиоволновое устройство для поиска и обнаружения живых людей в завалах, которое по технической сущности наиболее близко к предлагаемому устройству и принятое в качестве прототипа (K.М. Chen, Y. Huang, J. Zhang, A. Norman. Microwave Life-Detection System for searching human subjects under earthquake rubble or behind barrier/IEEE Trans. on Biomedical Engineering. V.27. No. 1, January 2000. P. 105-114). Данное устройство-прототип содержит высокостабильный генератор СВЧ, соединенный через основной вывод первого направленного ответвителя НО и циркулятор с антенной, смеситель, первый вход которого соединен с антенной через циркулятор, основной вывод второго НО, вспомогательный вывод третьего НО, усилитель СВЧ, а второй вход соединен со вспомогательным выводом первого НО через вспомогательный вывод четвертого НО и управляемый фазовращатель 0÷180°, управляемый аттенюатор, вход которого соединен с вспомогательным выводом четвертого НО, а выход соединен со входом управляемого фазовращателя 0÷360°, выход которого соединен с вспомогательным входом первого НО, вычислительно-управляющий блок ВУБ, являющийся выходным блоком, первый вход которого соединен с основным выводом третьего НО через детектор, второй вход этого блока соединен с выходом смесителя через полосовой усилитель 0,1÷4 Гц, первый и второй выходы ВУБ соединены соответственно с управляющими входами управляемого аттенюатора и фазовращателя 0÷360°, третий выход соединен с управляющим выводом управляемого фазовращателя 0÷180°. В блоке ВУБ с помощью быстрого преобразования Фурье вычисляется спектр сигнала с выхода полосового усилителя. По наличию в спектре линий, характерных для дыхания и сердцебиения человека, судят о его наличии под завалом.

Устройство имеет существенный недостаток, заключающийся в подверженности влиянию внешних помех за счет попадания паразитных отражений электромагнитных волн от завала и предметов, расположенных вблизи антенны, что искажает спектр выходного сигнала и снижает точность обнаружения живого человека.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности обнаружения живого человека.

Технический результат в предлагаемом устройстве обнаружения живых людей под завалами и за стенами зданий достигается тем, что оно содержит высокостабильный генератор СВЧ, соединенный с первым направленным ответвителем, первый циркулятор, соединенный с первой антенной, смеситель, первый вход которого соединен с первой антенной через первый циркулятор, основной волновод второго направленного ответвителя, основной волновод третьего направленного ответвителя и усилитель СВЧ, а второй вход соединен с основным выходом четвертого направленного ответвителя через управляемый фазовращатель 0÷180°, управляемый аттенюатор, вход которого соединен со вспомогательным выходом четвертого направленного ответвителя, а выход соединен со входом управляемого фазовращателя 0÷360°, выход которого соединен с вспомогательным входом второго направленного ответвителя и вычислительно-управляющий блок ВУБ, являющийся выходным блоком, первый вход которого соединен со вспомогательным выходом третьего направленного ответвителя через детектор, второй вход этого блока соединен с выходом смесителя через полосовой усилитель 0,1÷4 Гц, первый и второй выходы ВУБ соединены соответственно с управляющими входами управляемого аттенюатора и фазовращателя 0÷360°, а третий выход соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя 0÷180°, вторую антенну, соединенную через второй циркулятор со вспомогательным выходом первого направленного ответвителя, первый делитель частоты на N, вход которого соединен с основным выходом первого направленного ответвителя, а выход с входом первого циркулятора, второй делитель частоты на N, вход которого соединен с выводом второго циркулятора, а выход соединен со входом четвертого направленного ответвителя.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где приведена его структурная схема.

Устройство содержит высокостабильный генератор СВЧ - 1, первый НО - 2, первый делитель частоты на N - 3, первый циркулятор - 4, второй циркулятор - 5, первая антенна - 6, вторая антенна - 7, второй НО - 8, третий НО - 9, усилитель СВЧ - 10, второй делитель частоты на N - 11, четвертый НО - 12, управляемый фазовращатель 0÷180° - 13, смеситель - 14, управляемый аттенюатор - 15, управляемый фазовращатель 0-360° - 16, детектор - 17, полосовой усилитель 0,1÷4 Гц - 18, вычислительно-управляющий блок ВУБ-19.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ электромагнитные колебания с фиксированной частотой f от генератора 1, через НО 1, после деления на N в делителе 3, поступают через циркулятор 4 на первую приемопередающую антенну 6 и излучаются в направлении завала 20. Частота f и коэффициент N выбраны таким образом, что результирующие колебания частично отражаются от поверхности завала, частично проникают внутрь и отражаются от живого человека - 21. В результате на вход антенны 6 поступает следующий сигнал:

где первое слагаемое - сигнал, отраженный от границы завала, А - амплитуда, ω=2πf, R - расстояние до завала, с - скорость света в воздухе, Δφ(t) - фазовый шум, вызванный внешними помехами от вибраций антенны и поверхности завала Δϕi(t) - шумы от перемещений n объектов на расстояниях ri вблизи антенны, второе слагаемое - сигнал, отраженный от человека, а - его амплитуда, d - расстояние до человека в завале, ε - диэлектрическая проницаемость материала завала, Δψ(t) - изменение фазы отраженного сигнала от дыхания и сердцебиения человека, т.е. полезный сигнал.

Одновременно СВЧ электромагнитные колебания с фиксированной частотой f от генератора 1 поступают через вспомогательный вывод НО 1 и циркулятор 5 на антенну 7 и также излучаются в направлении завала 20. Частота f выбрана таким образом, что та часть электромагнитной волны, которая проникает в материал завала - практически полностью в нем поглощается. Тогда на вход антенны 7 будет поступать следующий сигнал:

где В - амплитуда сигнала второй антенны. Этот сигнал после деления в N раз:

используется в качестве опорного для схемы компенсации: он поступает через вспомогательный вывод НО 12, управляемый аттенюатор 15, управляемый фазовращатель 16 на вспомогательный вход НО 8, где суммируется с сигналом А1. Вычислительно-управляющий блок ВУБ - 19 генерирует сигналы управления аттенюатором 15 и фазовращателем 16, чтобы обеспечить минимум сигнала с выхода детектора 17, на вход которого поступает суммарный сигнал. В результате усилитель СВЧ эффективно усиливает этот суммарный сигнал, не входя в насыщение. Далее сигнал А1 поступает на первый вход балансного смесителя 14, а на его второй опорный вход поступает сигнал В1 с основного выхода НО 12 через фазовращатель 0÷180°. В результате перемножения и фильтрации в смесителе на его выходе выделится Доплеровский сигнал:

где Ф - фаза, добавляемая сигналу фазовращателем 13 управляющим сигналом от ВУБ 19, с тем, чтобы поддерживать максимум полезного сигнала. Далее, в блоке ВУБ с помощью быстрого преобразования Фурье вычисляется спектр сигнала с выхода полосового усилителя 0,1÷4 Гц. По наличию в спектре линий, характерных для дыхания и сердцебиения человека, судят о его наличии под завалом.

Как видно из формулы (1), выходной сигнал очистился от фазовых шумов, вызванных внешними помехами от вибраций антенны и поверхности завала, и от шумов, связанных с перемещениями объектов вблизи антенны, а также увеличилась скорость реагирования канала автокомпенсации при изменении внешних условий. Автору не известны технические решения, имеющие свойства, совпадающие со свойствами заявляемого технического решения, а также признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа. Таким образом, заявляемое устройство по сравнению с прототипом обладает существенным отличиями и приобрело новое свойство - более высокую точность обнаружения живых людей под завалами или за стенами помещений.

Радиоволновое устройство для обнаружения живых людей под завалами и за стенами зданий, содержащее высокостабильный генератор СВЧ, соединенный с первым направленным ответвителем, первый циркулятор, соединенный с первой антенной, смеситель, первый вход которого соединен с первой антенной через первый циркулятор, основной волновод второго направленного ответвителя, основной волновод третьего направленного ответвителя и усилитель СВЧ, а второй вход соединен с основным выходом четвертого направленного ответвителя через управляемый фазовращатель 0÷180°, управляемый аттенюатор, вход которого соединен со вспомогательным выходом четвертого направленного ответвителя, а выход соединен со входом управляемого фазовращателя 0÷360°, выход которого соединен с вспомогательным входом второго направленного ответвителя, и вычислительно-управляющий блок ВУБ, являющийся выходным блоком, первый вход которого соединен с вспомогательным выходом третьего направленного ответвителя через детектор, второй вход этого блока соединен с выходом смесителя через полосовой усилитель 0,1÷4 Гц, первый и второй выходы ВУБ соединены соответственно с управляющими входами управляемого аттенюатора и фазовращателя 0÷360°, а третий выход соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя 0÷180°, отличающийся тем, что дополнительно включена вторая антенна, соединенная через второй циркулятор со вспомогательным выходом первого направленного ответвителя, первый делитель частоты на N, вход которого соединен с основным выходом первого направленного ответвителя, а выход с входом первого циркулятора, второй делитель частоты на N, вход которого соединен с выводом второго циркулятора, а выход соединен со входом четвертого направленного ответвителя.
РАДИОВОЛНОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЖИВЫХ ЛЮДЕЙ ПОД ЗАВАЛАМИ И ЗА СТЕНАМИ ЗДАНИЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 276 items.
27.10.2013
№216.012.7b1d

Устройство декодирования совместно хранимых границ при интервальных вычислениях

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах для осуществления вычислений в формате с плавающей запятой. Техническим результатом является увеличение точности запоминаемых результатов интервальных вычислений в формате с плавающей запятой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497179
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec0

Струйный элемент

Изобретение относится к устройствам струйной автоматики (пневмоники) и может быть использовано в измерительных системах для измерения количества газа или жидкости. Струйный элемент содержит в плоской пластине крепежные узлы, в плоскости элемента проточную полость с каналами питания, слива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498121
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81a5

Головка фонтана

Предложена головка фонтана, которая содержит стол с размещенными на нем несущей конструкцией, в которой установлены микродвигатели, и наружным корпусом, имеющим внутренний корпус, в верхней части которого расположены разбрызгивающее устройство и шляпа. Разбрызгивающее устройство снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498865
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.85bf

Струйное устройство

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, а также для измерения расхода и количества газа или жидкости. Струйное устройство содержит набор струйных элементов в пакете с функциональными каналами, в том числе каналами питания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499917
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.892a

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500796
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.892b

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500797
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.01.2014
№216.012.9880

Устройство для определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагаемое устройство определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504739
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.9881

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ измерения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504740
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.98dc

Устройство для оценки и сравнения эффективности функционирования однотипных организаций, учитывающее взаимодействие с другими уровнями структуры

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки функционирования однотипных организаций с целью выработки рекомендаций по улучшению качества их работы. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет учета взаимодействия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504831
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.02.2014
№216.012.a150

Фонтан с вращающимися или "пляшущими" струями

Изобретение относится к гидротехническим устройствам, а именно к фонтанам, в том числе к декоративным и демонстративным, в которых изменяется характер струи. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, путем создания разновидностей струй, пляшущих под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507011
Дата охранного документа: 20.02.2014
Showing 1-10 of 181 items.
27.10.2013
№216.012.7b1d

Устройство декодирования совместно хранимых границ при интервальных вычислениях

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах для осуществления вычислений в формате с плавающей запятой. Техническим результатом является увеличение точности запоминаемых результатов интервальных вычислений в формате с плавающей запятой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497179
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec0

Струйный элемент

Изобретение относится к устройствам струйной автоматики (пневмоники) и может быть использовано в измерительных системах для измерения количества газа или жидкости. Струйный элемент содержит в плоской пластине крепежные узлы, в плоскости элемента проточную полость с каналами питания, слива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498121
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81a5

Головка фонтана

Предложена головка фонтана, которая содержит стол с размещенными на нем несущей конструкцией, в которой установлены микродвигатели, и наружным корпусом, имеющим внутренний корпус, в верхней части которого расположены разбрызгивающее устройство и шляпа. Разбрызгивающее устройство снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498865
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.85bf

Струйное устройство

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, а также для измерения расхода и количества газа или жидкости. Струйное устройство содержит набор струйных элементов в пакете с функциональными каналами, в том числе каналами питания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499917
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.892a

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500796
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.892b

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500797
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.01.2014
№216.012.9880

Устройство для определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагаемое устройство определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504739
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.9881

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ измерения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504740
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.98dc

Устройство для оценки и сравнения эффективности функционирования однотипных организаций, учитывающее взаимодействие с другими уровнями структуры

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки функционирования однотипных организаций с целью выработки рекомендаций по улучшению качества их работы. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет учета взаимодействия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504831
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.02.2014
№216.012.a150

Фонтан с вращающимися или "пляшущими" струями

Изобретение относится к гидротехническим устройствам, а именно к фонтанам, в том числе к декоративным и демонстративным, в которых изменяется характер струи. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, путем создания разновидностей струй, пляшущих под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507011
Дата охранного документа: 20.02.2014
+ добавить свой РИД