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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2097085
Mikrowellenprüfgerät OF LIFE
Name des Antragstellers: Oleg Fisun; Hubli Dmitry Vladilenovich; Victor Osipov Rostislavovich
Name des Erfinders: Oleg Fisun; Hubli Dmitry Vladilenovich; Victor Osipov Rostislavovich
Der Name des Patentinhabers: Oleg Fisun; Hubli Dmitry Vladilenovich; Victor Osipov Rostislavovich
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1994.04.18
Die Erfindung bezieht sich auf die Such- und Rettungsdienst und kann für eine aktive Erfassung von Blockaden aus Felsen, Baustoffe, Schnee und objektive Bestimmung der Anwesenheit in ihnen ein Mann mit Lebenszeichen verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Lebensdetektor weist einen elektrisch gesteuerten Schalter 13, den Block 12 automatisch, durch einen Modulator 10 moduliert den Oszillator 14, den Block 17 der Grunddetektor Phasenschieber 16 um 90 o, zwei Synchrondetektoren 18, 19, zwei Bandpaßfilter 21 und 20 zu kompensieren, Block 22 Verarbeitungsquadratursignale, des Integrators 23 und der Zähler 24 und der Leistungsverstärker ein variabler Verstärkung.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf die Such- und Rettungsdienst und können zur aktiven Erfassung von Verstopfungen , mit dem Ziel objektiv Bestimmung der Anwesenheit in sie von einem Mann mit Lebenszeichen und Beurteilung der Frequenzen der Atmung und Herzschlag verwendet werden.
Bekannten Detektor Lebensdauer, mit dem Wirkungsprinzip des Funkwellen - Interferometers Kanalkompensation, umfassend einen Mikrowellengenerator, zwei Richtkoppler, einen Leistungsverstärker, einen Zirkulator, eine zugehörige Antenne Addierer, der erste Eingang mit dem zweiten Ausgang des Zirkulators, in Reihe geschalteten Dämpfungsglieds mit dem Ausgang gekoppelt ist einer der Richtungskoppler und der Phasenschieber Ausgang mit dem zweiten Eingang des Addierers gekoppelt ist , der Mikrowellenverstärker, Spitzendetektor und einem Indikator. Der Nachteil der Verwendung des Detektors zum Zwecke der die Lage von lebenden Menschen in den Trümmern Bestimmung ist eine geringe Genauigkeit aufgrund der geringen Empfindlichkeit gegenüber dem Signal der Atmung und Herzschlag bei erhöhten Geräuschpegel.
Das technische Ergebnis der Erfindung ist es, die Genauigkeit der Erfassung einer Person aufgrund der Tatsache zu verbessern , daß der bekannte Detektor mit einem Modulatoreingang mit dem Ausgang des Addierers und der Ausgang mit dem Eingang des HF - Verstärkers gekoppelt ausgestattet ist; Modulationsgenerator; elektrisch gesteuerten Schalter , der einen Eingang mit dem Ausgang des Mikrowellenverstärkers Steuereingang mit dem Ausgang des Basisbandgenerator und dem ersten Ausgang mit dem Eingang des Amplitudendetektors verbunden ist; Einheit automatische Kompensation der erste Eingang mit dem Ausgang des Amplitudendetektors, einem zweiten Eingang an den Ausgang des Modulationsoszillators verbunden ist, werden die ersten und zweiten Ausgang verbunden sind, Eingänge des Dämpfungsglieds zu steuern, und der Phasenschieber, der dritten Ausgangs automatischen Kompensationseinheit mit der Steuerung des Modulators Eingang und einem vierten Ausgang, der mit Eintrag Anzeige; Phasendetektoreinheit wird der LO - Eingang an die Ausgangszweige des zweiten Richtungskopplers verbunden Eingang mit dem Ausgang des Mikrowellengenerators angeschlossen ist , und die zweite Abzweigung mit dem Eingang des ersten Richtungskopplers; o Phasenschieber 90, dessen Eingang mit einem zweiten Ausgang verbunden ist , elektrisch gesteuerten Schalter und einem ersten Eingang des Phasendetektors, einem zweiten Eingang an einen Ausgang des Phasenschiebers 90 gekoppelt zu o; zwei Synchrondetektoren, dessen Eingänge mit entsprechenden Ausgängen der Phasendetektoreinheit verbunden sind und die Takteingänge mit dem Ausgang des modulierenden Oszillators verbunden ist; zwei Bandpaßfiltern, deren Eingänge mit den jeweiligen Ausgängen der Synchrondetektoren verbunden sind; Quadrature Verarbeitungseinheit Eingänge an die Ausgänge der jeweiligen Bandpaßfilter verbunden ist; Integrator und Zählereingang mit dem Ausgang des Quadratursignalverarbeitungseinheit verbunden sind, und Ausgänge, die jeweils mit den Eingängen des zweiten und des dritten Anzeige; vierte automatische Kompensationseinheit ausgegeben wird an einen zweiten Eingang des Zählers und des Integrators verbunden ist, und der Leistungsverstärker ein variabler Verstärkung und mit dem Eingang des zweiten Ausgangssignals des ersten Verzweigungsrichtungskopplers, Zirkulator und Ausgang zum Eingang.
Und auch aufgrund der Tatsache, dass die automatische Kompensationseinheit als Zwei-Schwellwert-Komparator-Modul ausgelegt ist, und eine automatische Verstärkungssteuereingänge kombiniert sind und der erste Eingang des automatischen Kompensations; Tor, von dem ein Eingang an zwei Schwellen Komparatorausgang verbunden ist und der zweite Eingang ist der zweite Eingang des automatischen Kompensation; der Zähler ein Eingang mit dem Ausgang des Ventils und verbinden die Eingänge mit den Ausgängen der beiden Zähler-Analog-Wandler gekoppelt ist, und gibt das letztere, um die automatische Verstärkungsregelungseinheit und einen Fensterkomparator jeweils die erste, zweite, dritte und vierte Ausgänge der automatischen Kompensation.
 Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Mikrowellendetektors life |
 Fig. 2 ein Blockdiagramm der automatischen Kompensationseinheit |
 Fig. 3, wird ein Schritt-und Sägezahnspannung e an den Ausgängen der DACs erzeugt |
 Fig. 4-Stufen-Filterlösung |
Der Detektor enthält einen Mikrowellengenerator 1; zwei Richtkoppler 2 und 3; 4, den Leistungsverstärker mit einem variablen Koeffizienten konfiguriert ist; einen Zirkulator 5, eine Antenne mit dem Ausgang 6. Der Verzweigungskoppler Einheit gekoppelt ist, um 3-Phasendetektoren verbunden sind, und Ausgangskopplers 2 durch das elektrisch gesteuerte Dämpfungsglied 7 abzweigen; eine elektrisch gesteuerte Phasenschieber 8 ist mit dem Eingang eines Addierers 9, dessen Eingang mit dem Ausgang des Zirkulators verbunden ist, und Ausgang mit einem Eingang des Modulators 10, dessen Ausgang mit dem Eingang 11 des Mikrowellenverstärkers verbunden ist. Block 12 automatische Kompensation ist mit dem Steuereingang des Dämpfungsglieds 7, der Steuereingang des Phasenschiebers 8 und dem Eingang des Modulators 10. Ein elektrisch gesteuerter Schalter 13 (key) Eingang, der mit dem Ausgang 11 des Mikrowellenverstärkers. Der Modulationsgenerator 14, Amplitudendetektor 15, einen Phasenschieber 16-90 o. Block 17 Phasendetektoreingang an die Ausgabeeinheit 13 verbunden Der Schlüssel 17 mit den Synchrondetektoren 18 verbunden ist, 19, die durch Bandpaß 20 Filter, 21 mit entsprechenden Eingängen des Quadratur-Signalprozessor 22 verbunden sind, die über einen Integrator 23 und der Zähler 24 mit den Eingängen des Indikators 25 verbunden ist . automatische Kompensationseinheit 12 weist einen Fensterkomparator 26 ein Eingang mit der ersten Eingabeeinheit 12 und eine automatische Verstärkungssteuereinheit 27, dessen Ausgang das erste Ausgangssignal des Komparators 12. der Ausgang 26 ist mit einem Eingang des Gatters 28, der über einen Zähler 29 mit den Eingängen verbunden ist, verbunden ist, Digital-Analog-Wandler 30, 31, deren Ausgänge die Ausgänge des Blocks 12.
Lügendetektor funktioniert wie folgt
Mikrowellengenerator 1 erzeugt Mikrowellenfunk, der durch die Kuppler 2 und 3, einen Verstärker 4, einen Zirkulator 5, eine Antenne 6 und in Richtung auf den Damm geleitet, wo die Person möglich ist. Empfangsantenne reflektierte Signal besteht aus einem Basisband-Komponente auf die Reflexion von dem Damm erzeugt durch und moduliert wird, durch Reflexion von einer lebenden Person erzeugt. Und diese Modulation tritt aufgrund der Bewegung des menschlichen Körperorgane in seine Atmung und Herztätigkeit. Unmodulierten Komponente des empfangenen Signals durch den Zirkulator und den Addierer 9 eingegeben wird an einen Modulator 10, wo es in Phase und Amplitude mit dem Signal von dem Generator 1 über den Koppler 3 über ein Dämpfungsglied 7, der Phasenschieber 8 und der Addierer 9 in der Konfiguration, das Dämpfungsglied 7 und der Phasenschieber 8 kompensiert wird. hier tritt auch die modulierte Komponente, die 11 in Verstärker verstärkt wird und zwischen einem ersten und einem zweiten Ausgang 13 mit einer Frequenz F-Taste durch den Generator gegeben 14. die automatische Kompensationseinheit 12 ausgelegt ist, einen Sollpegel des empfangenen Signals bereitzustellen schaltet, arbeitet wie folgt. Wenn das Ergebnis der Änderung der Antennenposition, oder wenn das Instrument moduliertes Signal von der Taste 13 durch den Detektor 15 geschaltet ist mit der ersten Eingabeeinheit 12, um die obere Schwelle Komparator 26 überschreitet, dann wieder in seine Ausgangsventil 28 Spannung Öffnung eintritt, wodurch Impulse von dem Oszillator 14 an den Zähler eingegeben, 29. Gleichzeitig mit dem AGC-Modul-Ausgang an den Modulator 10, die Spannungsbegrenzungssignalamplitude und somit verhindert Sättigung des Verstärkers 11. da die binären Ausgänge des Zählers 29 mit den entsprechenden Eingängen von der Kategorie des DAC 30 und DAC 31 verbunden sind, empfängt an ihren Ausgängen schrittweise gebildet werden Sägezahnspannung (Fig. 3, a und b) zugeführt wird, jeweils an die Eingänge Steuerung des Dämpfungsglieds und der Phasenschieber 7 8. Somit gibt es einen Fehlschlag der Amplituden- und Phasenwerte des Kompensationssignals innerhalb vorgegebener Grenzen und Inkrementen durch den Bit-Zähler gesetzt. An irgendeinem beliebigen Punkt in der Signalamplitude (Fig. 3f) unter den unteren Schwellenwert-Komparator 26 und der Spannung an seinem Ausgang erzeugt, ein Verriegelungsventil 28. Der Zähler 29 speichert den aktuellen Status der Ausgänge und der DAC 30 und DAC 31 Spannung entsprechend der Phasen gespeichert sind, und die Amplitude des Kompensationssignals, das auf die Nennamplitude des Signals geführt. Gleichzeitig mit dem AGC-Modul 27 ist mit dem Modulatorspannung zugeführt wird, die maximale Verstärkung des Signals und der Ausgabe von dem Komparator 26, um die Spannung zu dem Gerät entsprechende betriebsbereit, und die zu dem Anfangszustand des Zählers 24 und einen Integrator 23.
Somit erfasst der Detektor die Fähigkeit, sich mit einer konstanten maximalen Empfindlichkeit der Antenne unabhängig von der Belastung und der Änderung der Fernantenne zu arbeiten. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, solange, als Folge einer Bewegung der Antenne oder dessen Ersatz, das Detektorausgangssignal 15, 26 den oberen Schwellenwert Komparator überschreitet.
Der Signalausgang von dem Schlüssel 13 kann dargestellt werden als
Die ersten beiden Elemente des zweiten Faktor der Formel (1) schließen sich gegenseitig als Ergebnis des Blocks 12 zu einem Wert, der zur Sättigung des Verstärkers führt nicht 11. Nach der Abtrennung von S (t) des Signals in der Hälfte, die eine Hälfte der Signalverzögerungen in der Phase um 90 in Phasenschieber 16 o, ein symmetrisches Phaseneinheit 17 mit einem Signal von einem lokalen Oszillator Koppler 3 zwei Signale, synchrone Erfassung eines Steuersignals von dem Schlüsselgenerator Erfassungs 14, durch die Filter 20 und 21 quadrieren und Summierung in Block 22 vorbei, wird das resultierende Signal die folgende Form haben:
wo 
die sich ergebende konstante Phasenkomponente des reflektierten Signals vom menschlichen Subjekt Phasenoszillatorsignal,
d (t) modulieren die Funktion der elektromagnetischen Wellen , die von dem menschlichen Körper reflektierte mit seinen lebenswichtigen Funktionen, einschließlich Amplituden- und Phasenmodulation.
Aus dieser Formel ergibt sich, daß die resultierende Signalamplitude nicht von der Phase abhängt, Und folglich wird der Abstand zwischen der Antenne und dem Menschen.
Das Signal r (t) Ausgangssignal aus dem Block 22 mit dem Indikator 25 durch den Integrator 23 und dem Zähler 24 zugeführt , die die Amplitude des Signals, akkumuliert im Laufe der Zeit und der Frequenz der menschlichen Atmung auswerten können. Personenerkennungs Tatsache durch das Ausgangssignal fixiert den vorbestimmten Integrators überschreitet Schwellenwert entsprechende Rausch Gerät oder eine externe Vorrichtung (einen Mikroprozessor oder einen Spektrumanalysator) verbunden mit den Ausgängen der Filtereinheiten 20, 21. In diesem Fall ist es möglich, das Spektrum der Atmung und das Pulssignal zu studieren und diagnostische Zwecke.
Feature Detektorsignal und Betriebsbedingungen führen zu den spezifischen Anforderungen des Schaltungslösungen Bandpaßfiltern 20, 21. Diese Filter lösen das Problem der Beschneidungs die konstante Komponente des Signals d (t) (die untere Grenze der Grenzfrequenz von 0,05 Hz 0,015) und die Erhöhung des Signal / Rausch - Verhältnis durch Begrenzen Signalfrequenzbänder an der Spitze (obere Grenzfrequenz im Bereich von 1 4 Hz).
Dies kann durch die Temperatur und die zeitliche Stabilität der Parameter bereitgestellt werden, die Mindestzeit an seinem Ausgang, vibrationsfreie Reaktionsberuhigungswirkung zu Impuls. Fig.
4 eine schematische Ansicht der Filtereinheit auf der Grundlage der Entscheidung des Operationsverstärkers DA ist, die Widerstände R1-R7, hochstabilen Präzisionskondensatoren C1 und C2 mit kleiner Kapazität. Die Verhältnisse zwischen den Elementen werden sollte auf der Übertragungsfunktion ausgewählt zugrunde gelegt:
K (p) = (1 + K) pT / [(1 + pT) (1 + KPT)]
wobei T die Filterzeitkonstante, die die untere Grenzfrequenz des Pegel bestimmt;
K - Faktor, der die obere Grenze Frequenzverbindung bestimmt;
p Laplace - Operator.
Der Vorteil der Vorrichtung ist unabhängig von der Empfindlichkeit der Position der Antenne relativ zu dem Damm, dessen Zusammensetzung und Struktur, und der Abstand zu der Person. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Möglichkeit, andere spezialisierte Antennen verwendet, beispielsweise als eine Sonde durch kleine Öffnungen in die Hohlräume eingesetzt werden. Verwendung eines Leistungsverstärkers mit variabler Verstärkung Detektor erweitert Funktionsfähigkeiten für die Verwendung als medizinische Diagnosemittel kontaktlos Atmung und Herzfrequenz in den offenen Raum und durch die dielektrische Barriere mit minimaler Einwirkung von Mikrowellenstrahlung.
FORDERUNGEN
Die Lebensdauer Mikrowellendetektor , umfassend einen Mikrowellengenerator, zwei Richtkoppler, einen Leistungsverstärker, einen Zirkulator, eine zugehörige Antenne Addierer, dessen erster Eingang mit dem zweiten Ausgang des Zirkulators gekoppelt ist , seriell verbunden Dämpfungsglieds mit dem Ausgang von einem der Richtkoppler und dem Phasenschieber Ausgang mit einen zweiten Addierer - Eingang, einen Mikrowellenverstärker, Spitzendetektor und eine Anzeigeeinrichtung , dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Modulatoreingang mit dem Ausgang des Addierers und der Ausgang mit dem Eingang des Mikrowellenverstärkers, der Modulationsgenerator, einem elektrisch gesteuerten Schalter, der einen Eingang mit dem Ausgang des Mikrowellenverstärkers Steuer verbunden vorgesehen ist Eingang mit dem Ausgang des Modulationsoszillators, und der erste Ausgang mit dem Eingang des Amplitudendetektors, der automatischen Kompensationseinheit, wobei der erste Eingang mit dem Ausgang des Amplitudendetektors angeschlossen ist, dem zweiten Eingang - der dritte Ausgang mit dem Ausgang des Modulationsoszillators, wobei die ersten und zweiten Ausgänge jeweils mit den Steuereingängen des Dämpfungsglieds und dem Phasenschieber, automatische Kompensationseinheit den Modulatoreingang und einen vierten Ausgang mit dem Eingang des Anzeigeblock geteroidny Phasendetektoren Eingang mit einem Verzweigungsausgangssignal des zweiten Richtkopplers verbunden Eingang mit dem Ausgang des Mikrowellengenerators und dem zweiten Zweig vom Ausgang mit dem Eingang des ersten Richtungskopplers, einen Phasenschieber gekoppelt verbunden zu steuern , um 90 o ist der Eingang mit dem zweiten Ausgang des elektrisch steuerbaren Schalter und dem ersten Eingang des Phasendetektors verbunden ist , einem zweiten Eingang an einen Ausgang des Phasenschiebers 90 gekoppelt o, zwei Synchrondetektoren , deren Eingänge mit jeweiligen Ausgängen der Block - Phasendetektor und Takteingänge mit dem Ausgang verbunden sind , Modulationsgenerator sind zwei Bandpassfilter, dessen Eingänge mit den Ausgängen der jeweiligen Synchrondetektoren blockieren Signale Quadraturverarbeitung, deren Eingänge an die Ausgänge der jeweiligen Bandpaßfilter angeschlossen sind, Integrator und Zählereingang an die Ausgabeeinheit des Quadratursignalverarbeitung verbunden ist, und Ausgang jeweils mit dem zweiten und dritten Eingabeanzeige wird der vierte Ausgang der automatischen Kompensationseinheit mit einem zweiten Eingang des Zählers und des Integrators verbunden ist, und der Leistungsverstärker ein variabler Verstärkung und mit dem zweiten Eingang der Ausgangszweige des ersten Richtungskopplers und Ausgang mit dem Eingang des Zirkulators verbunden ist.
Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Kompensationseinheit ausgebildet ist, als ein Zwei-Schwellwert-Komparator-Modul und eine automatische Verstärkungssteuereingänge davon kombiniert werden und der erste Eingang der automatischen Kompensationseinheit des Ventils, dessen einer Eingang mit einem Ausgang Zwei Schwellenkomparator und einen zweiten Eingang der zweite Eingang der automatischen Kompensation der Zähler einen Eingang mit dem Ausgang des Ventils und mit den Eingängen mit dem Ausgang des Zählers von zwei Analog-Wandler, da diese verlässt das Modul die automatische Verstärkungsregelung und einen zwei~~POS=TRUNC Schwellenkomparator jeweils die erste, zweite, dritte und vierte Ausgänge der automatischen Kompensationseinheit verbunden ist.
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Erscheinungsdatum 23.11.2006gg
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