автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Исследование и разработка приземных антенн радиоволновых охранных систем

Асташкин Михаил Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРИЗЕМНЫХ АНТЕНН РАДИО ВОЛНОВЫХ ОХРАННЫХ СИСТЕМ

Специальность: 05.12.07 - Антенны, СВЧ - устройства и их технологии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ь СЕН 2011

Москва - 2011

4852714

Работа выполнена на кафедре радиоприборов Московского государственного технического университета радиотехники, электроники и автоматики

Научный консультант:

Научный руководитель:

К.т.н., профессор

Трефилов Николай Александрович К.т.н., профессор Лобанов Борис Семенович

Официальные оппоненты:

Д.т.н., профессор

Елизаров Андрей Альбертович

К.т.н., доцент

Свистов Владимир Викторович

Ведущая организация: ФГУП «Московский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиотехнический институт»

Защита состоится «22» сентября 2011 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д212.133.06 при Московском государственном институте электроники и математики (технический университет) по адресу:

127276, Москва, Б. Трехсвятительский пер. д. 3. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ Автореферат разослан « августа 2011 г. Ученый секретарь Диссертационного Совета Д.212.133.06

к.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационной работы подтверждается растущим спросом на радиоволновые охранные системы (РОС), которые обеспечивают высокую вероятность обнаружения нарушителя, но при этом являются менее чувствительными к перепадам температуры, изменениям погодных условий, влажности. Существует две основных области применения радиоволновых охранных систем - охрана периметров и охрана площадей. Охрана периметра востребована как на крупных промышленных объектах, которые весьма проблематично контролировать при помощи средств видеонаблюдения, так и для охраны частных участков.

Существующие РОС в качестве информативных параметров используют измеряемые значения коэффициента прохождения между антеннами (двух позиционная схема) или коэффициента отражения от антенны (однопозици-онная схема). При использовании РОС в большинстве случаев возникает проблема взаимодействия электромагнитного излучения с близлежащими объектами: неровностями, деревьями, кустарниками, ограждениями и т. д.

Наиболее остро данная проблема проявляется, когда необходимо обнаружить малозаметного, ползущего нарушителя, обладающего малым коэффициентом отражения. В настоящее время принцип функционирования многих радиоволновых охранных систем основан на эффекте Доплера, данные системы имеют ряд ограничений связанных диапазоном минимально и максимально обнаруживаемых скоростей, минимальным весом обнаруживаемого нарушителя - проблемы связанные с обнаружением малозаметного (ползущего) нарушителя, передвигающегося с низкой скоростью. Трудности обнаружения связаны с тем, что большинство РОС работают в сантиметровом диапазоне длин волн, в котором имеется возможность сформировать узкую диаграмму направленности антенн. Зона обнаружения, в таком случае, расположена параллельно земной поверхности - это приводит к возникновению мертвых зон, особенно, вблизи установленных извещателей, которые видны нарушителю.

Для увеличения вероятности обнаружения предлагается новая схема РОС, позволяющая маскировать антенны, устанавливая антенны под землей и над ней (приземные антенны). Использование приземных антенн позволяет работать в метровом диапазоне волн, использовать в качествс информативных параметров изменение входного сопротивления и наведенного сопротивления антенн, применяемых в качестве датчиков РОС. Предлагаемая схема позволяет также, при использовании коэффициента передачи в качестве информативного параметра, повысить вероятность обнаружения нарушителя за счет эффекта деполяризации.

Цель работы - исследование и разработка путей построения взаимосвязанных приземных антенн одно- и двухпозиционных радиоволновых охранных систем для повышения эффективности обнаружения малозаметных наземных нарушителей с учетом климатических и сезонных изменений параметров земной среды.

Задачи, вытекающие из поставленной цели работы:

• анализ эффективности формирования критерия тревоги радиоволновой охранной системы на основе исследования изменения и чувствительности информационных параметров, взаимосвязанных антенных устройств к климатическим и сезонным изменениям параметров земной среды с учетом малозаметной модели нарушителя;

• разработка физической и математической модели взаимосвязанных антенн одно и двухпозиционной радиоволновой охранной системы с приземными антеннами и изменяющимися параметрами земной среды;

• исследование чувствительности информационных параметров однопо-зиционной радиоволновой охранной системы с приземной антенной расположенной вблизи от многослойной модели земной поверхности и в подповерхностном слое земли к изменениям структуры и параметров земной поверхности;

• разработка рекомендаций по построению взаимосвязанных приземных антенн радиоволновых охранных систем для повышения эффективности обнаружения малозаметных наземных нарушителей с учетом климатических и сезонных изменений параметров земной среды.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• разработана новая схема построения одно- и двухпозиционных охранных систем, основанная на использовании взаимосвязанных подземных и надземных антенн (далее - приземных антенн);

• предложены и исследованы новые информативные параметры для предложенной схемы РОС: для двухпозиционной охранной системы - взаимное сопротивление связанных антенн; для однопозиционной охранной системы - входное сопротивление подземной антенны;

• разработан новый алгоритм расчета взаимного и входного сопротивлений приземных антенн, применяемых в предлагаемой схеме построения РОС;

• получены новые результаты расчета информативных параметров предлагаемой схемы РОС, их аналитическое и компьютерное моделирование при помощи программных пакетов MathCad 14 и CST Microwave Studio 2010.

Практическая ценность данной диссертационной работы заключается в том, что рассмотренные методы, алгоритмы, модели радиоволновых охранных систем, могут быть использованы для разработки новых охранных систем, с повышенной вероятностью обнаружения малозаметного наземного нарушителя.

Достоверность результатов полученных в данной диссертационной работе обуславливается использованием современных аналитических и численных подходов, описанных в научной литературе, доказательностью всех расчетов и преобразований, а также, сопоставлением результатов, полученных различными способами, включая экспериментальную проверку.

Основные научные положения н результаты, выносимые на защиту

- новая схема размещения антенн в РОС с приземными антеннами позволяет повысить вероятность обнаружения малозаметного наземного нарушителя;

- результаты исследования чувствительности информативных параметров однопозиционной радиоволновой охранной системы с приземной антенной расположенной вблизи от многослойной модели земной поверхности подповерхностном слое земли к изменениям структуры и параметров земной поверхности, позволяющие выявить характер изменения входного сопротивления;

- новые физические и математические модели, позволяющие более адекватно (чем существующие) описать принцип функционирования радиоволновой охранной системы с приземными взаимосвязанными антеннами;

- информативные параметры, используемые в процессе формирования критериев тревоги, в предлагаемой схеме РОС с приземными антеннами являются входные импедансы взаимосвязанных антенн;

- результаты исследования чувствительности информативных параметров двухпозиционной радиоволновой охранной системы с приземными антеннами, одна из которых расположена вблизи от многослойной модели земной поверхности, а другая расположена в подповерхностном слое земли к изменениям структуры и параметров земной поверхности, позволяющие проанализировать зависимость взаимного сопротивления от параметров и геометрии среды;

- анализ и разработанные рекомендации по построению взаимосвязанных приземных антенн радиоволновых охранных систем позволяющие повысить эффективность обнаружения малозаметных наземных нарушителей на 20%, а так же снизить ложные тревоги из-за климатических и сезонных изменений параметров земной среды на 15%;

- результаты моделирования приземных антенн РОС программе CST Microwave Studio 2010, позволяющее оценить достоверность теоретического анализа.

Апробация, реализация и использование полученных результатов

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались с 2007 по 2011 год на научно-технических конференциях и семинарах в Московском энергетическом институте, Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики, Московском государственном техническом университете гражданской авиации, на конференциях и заседаниях НТОРЭС им. А. С. Попова, российских и международных научно-технических конференциях. Полученные в работе результаты внедрены на предприятиях х/к «Ленинец», г. Санкт-Петербург, ФГУП ЦНИРТИ им. ак. Берга, г. Москва. Результаты работы использованы в учебном процессе в Московском государственном техническом университете радиотехники, электроники и автоматики. Материалы разделов 2-3 диссертации используются в лекционных курсах «Электродинамика и РРВ» и «Уст-

ройства СВЧ и антенны» по направлениям подготовки «Радиотехника». Алгоритмы анализа наведенных сопротивлений и анализа слоистых сред, полученные в диссертации, используются в лекционном курсе и при выполнении курсовой работы по дисциплине «Устройства СВЧ и антенны» для студентов по направлению «Радиотехника».

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи работы, изложена научная новизна материалов представленных в диссертации, их практическая ценность и достоверность.

В первой главе проводится анализ технических данных продукции, представленной на рынке охранных систем. Сравниваются, как отечественные, так и зарубежные охранные системы на предмет обнаружения малозаметного нарушителя.

Рассмотрены возможные пути повышения эффективности обнаружения малозаметного нарушителя, предложены варианты решения поставленных задач, путем использования приземных взаимосвязанных антенн и новых информативных параметров (взаимного и входного сопротивлений). Предложено для применения в РОС использование другого частотного диапазона.

На основе анализа аналитических методов, применяемых для описания взаимосвязанных вибраторных антенн рассмотрена методика и алгоритм анализа двухпозиционной РОС, проведен вывод исходных выражений для взаимного сопротивления системы, состоящей из двух взаимосвязанных вибраторов, помещенных вблизи от слоистой среды. В качестве примера взят сложный случай двух взаимосвязанных ортогональных вибраторов со смещенными центрами, позволяющий использовать эффекты деполяризации излучения передающей антенны нарушителем.

X

Рис. 1. Рассматриваемая слоистая среда Рассматриваемая слоистая среда (рис.1), состоит из трех слоев, пронумерованных цифрами 1,2,3. Каждый из слоев характеризуется толщиной 1ь 12, 13 и диэлектрической проницаемостью £ь е2, е3. Первый и третий слои являются полубесконечным свободным пространством. Их разделяет между со-

бой однородный слой немагнитного диэлектрика с потерями - второй слой. Диэлектрик характеризуется относительной комплексной диэлектрической проницаемостью £2. В первой среде располагается вибратор (передающая антенна), ориентированный вдоль оси «х», а в третьей среде вибратор (приемная антенна), ориентированный вдоль оси «у». Оба вибратора являются электрическими, а передающий вибратор возбуждается источником ЭДС и задается известной плотностью электрических сторонних токов Ja(x,y\z)■ Длина плеча каждого из вибраторов равна Ь. Передающая антенна расположена в начале координат, приемная антенна расположена в точка с координатами х5, у5,

В используемом методе вместо привычных переменных в уравнения Максвелла вводятся новые переменные, потенциалы Дебая. Искомые электромагнитные поля представлены в виде двойных интегралов Фурье:

Еа{х,у,г) = | }еа{к„к1,1)-е"с^Чк1<1к1 (1 Л)

где от = (*,>•,г), /? = £,#, а еа является спектром.

Функции распределения сторонних источников 1а(х,у,г) записываются так же в виде интегралов Фурье, но с известными спектрами Ра(АГр л:3,г):

} } Р^к^Уе-^^к,. (1 2)

Ч

Далее приравнены спектры равных интегралов в силу свойств интегралов Фурье и получены две системы уравнений относительно ) 1".

Получены выражения для спектров еа, 1га, зависящие от и* г которые могут быть интерпретированы, как напряжения и токи длинной линии, эквивалентной слоистой структуре:

ех=-1[к,иЕ + к2ии\, (1.3)

е1=-1{кгиЕ-ьии)-, (1.4)

Полученные новые переменные, подставлены в уравнения Максвелла, что позволяет осуществить переход к системе уравнений для потенциалов, дальнейшее решение которой, в свою очередь, позволяет перейти к телеграфным уравнениям, а это дает возможность использовать длинную линию, как схему, эквивалентную плоскослоистой среде:

= (1.5)

/^^(у/.^-У/.е-); (1.6)

Г.=№г>-у1к? + к>-к>-, (1.7)

= — ';; (1.8) Га Р/ Га 10}£а

где Wf - волновое сопротивление эквивалентной длинной линии, можно интерпретировать, как характеристическое сопротивление среды; IV/- характеристическое сопротивление среды для поля типа Е; - характеристическое сопротивление поля типа Н; ув - постоянная распространения.

те?

о

Слой 1 - Слой 2 - Слой 3

а, ¿2 К

-

Воздух Диэлектрик Воздух

Рис.2. Эквивалентная схема слоистой структуры Для связи токов и напряжений в эквивалентной длинной линии исполь-

зуются матрицы передачи:

и!' Л.

- а, ■ а, ■ а,'

и? П

щ Л л

(1.9)

При этом коэффициент прохождения ^удовлетворяет соотношению:

Для упрощения аналитических выкладок распределение тока вдоль вибратора аппроксимировано линейной функцией. Аппроксимирующая функция имеет треугольную форму, что позволит упростить расчеты, незначительно снижая их точность. Выражения для спектров токов:

/г = -е'«-%(1-со8(*;Ю);

4л-2

(1.11) (1.12)

где Е, - спектр тока для вибратора ориентированного вдоль оси х; Гу -спектр тока для вибратора ориентированного вдоль оси у.

Взаимное сопротивление вибраторов осуществляется по методу наводимых ЭДС:

1 1 ■

г12=-ТГ-г- 1Еаг-1а<Ь, (1.13)

А ' 2

где Ег11- составляющая поля порождаемая токами второго вибратора; /*, -комплексно-сопряженный ток первого вибратора; /*,/2 - амплитуды токов в первом и втором вибраторах.

Путем преобразований получена следующая формула для взаимного сопротивления:

гп=-4\ \ /08т(аг)соз(аг)-8т(х'соз(с1г)^)-8т(х-8т(а)>'1)-

о о

к а

1

1

г(1-С05(Х"С08(а)1))2

С, и ^

-с -2 " 2

с1ас1к.

(1.14)

я 1}(ксо5{а))

На основе проделанных преобразований разработана методика, позволившая решать другие задачи связанные с нахождением взаимных и наведенных сопротивлений, сформулированные в диссертационной работе.

Во второй главе исследуются приземные антенны радиоволновых охранных систем для однородной модели земли.

2.1. Разработки и анализ модели однопозиционной радиоволновой охранной системы

Форма распределения тока на вибраторе

Рис.3. Модель однопозиционной радиоволновой охранной системы Задача аналогична рассмотренной в первой главе (рис.3), однако в данном случае в качестве информационного параметра рассматривается входное сопротивление

¿.,=¿„+¿■2 (2.1) Для нахождения 2п требуется предварительно определить коэффициент отражения. Он определен при помощи подхода описанного в главе 1, который был использован для определения коэффициента прохождения:

Р =2"

1 V'

Ч' ЛИ?

у/' ,

(2.2)

где

х = Го (/,+4). (2.3)

У = (2.4)

После нахождения всех необходимых величин определено входное сопротивление в следующем виде:

л~ 1:кА (а)4

-7г 1 1

Ц л1 Пк'со^Ха)

йссйк

(2.5)

(2.6)

2.2. Разработка и анализ модели двухпозиционной радиоволновой охранной системы с приземными антеннами

х

Рис.4. Модель двухпозиционной радиоволновой охранной системы В данном случае информационным параметром опять же является взаимное сопротивление (рис.4). По аналогии с предыдущими задачами получено следующее выражение:

2!2 = -4[ { хт(аг)со8(аг)• 9,т(ксо5{а)х;) ■ 8т(к-8ш(а')}>5) ■

о о к а

я" (агсоз(ОГ))

-(1-С05(К"С05(ОГ)£))'

2 " 2 "

йайк,

(2.7)

+ 1

■е

УАк)10+г0Шо

(2.8)

2.3. Разработка и анализ модели однопозиционной радиоволновой охранной системы с подземной антенной

Рис.5. Однопозиционная охранная система Информационный параметр РОС (рис.5) - полное входное сопротивление подземной антенны, зависящее от параметров земной среды и расстояния до границы раздела

2,2

V а

(1-С05(£йГС08(а)))2

' 2— 2——К (к) \dccdK.

л2'Ьк*со$4(а)

к- а

(1 - со5{Ьк со8(а)))2 ■

• 2— р(*~)+ 2— р \dadK.

Полное входное сопротивление вычисляется по формуле: ^вх =

(2.9)

(2.10) (2.11)

В третьей главе проведено исследование асимптотики информационных параметров внешнего канала радиоволновых охранных систем. Анализируется поведение модуля коэффициента прохождения для трехслойной структуры в зависимости от комплексного волнового числа (рис.6), рассмотренной в первой главе. Оптимизация коэффициента прохождения проведена при по-

мощи аппроксимирующих функций. Данные действия необходимы для того, чтобы при последующем интегрировании учесть полюса поверхностных волн и уменьшить тем самым время расчета взаимного и входного сопротивлений, коэффициентов прохождения и отражения. Так же, анализ поведения коэффициента прохождения необходим для формирования оптимальных критериев тревоги РОС, зоны обнаружения, взаимного расположения вибраторов. Толщина слоя диэлектрика^ = А/8, £2 = £Л-(1 —¡0.02).

25 22.5 20'

-—

-- ...........;

--1-=4 \

1.5

Рис.6. Зависимость модуля коэффициента прохождения от комплексного волнового числа Выброс характеризуется наличием поверхностных волн в области мнимых углов (при к >1).

Введем обозначения:

(3.1)

С0(к) = р(к) =

4-е

2+©(к) 0(к)-2

(3.2)

|©(к)+2 '

Выражение, описывающее коэффициент прохождения, примет следующий вид:

1ц(к)=со(к) 1 ■ со(к) 1

(3.3)

Проведено исследование каждого слагаемого с последующей аппроксимацией. В качестве аппроксимирующих функций используются следующие функции, это связано с тем, что дальнейшее упрощение формулы взаимного сопротивления удобно проводить именно использую данный тип функций:

д (к к а 5./1_ аО-(к-коН* + *о) ' 0'а0' 0' ]у Г7 \г „ 2

(3.4)

4т

(к,к0,а0,50)

10°0

(3.5)

[(к-к0)-(к + к0)р+502

После преобразований формула для взаимного сопротивления распадается на 4 интеграла, два из которых можно взять аналитически, а остальные вычислить численно с меньшей затратой времени, чем это требуется при численных расчетах исходных интегралов

Intx = -240;г j" sin (к eos (а) х2) • sin (ífsin (а) у2) ■ Ф ] (к) ■ Ф 2 (к) ■

К

0

'К, М-'Л *•)•*•-

dK,

lnt2 = -240л-J sin (reos (а) х2) ■ sin (rsin (а) у2) ■ Ф} (к) ■ Ф 2 (к) ■

(3.6)

к

•ÍW-

dK,

v гЛ*) "v у ^-«f-úr

Int3 =a0E603r(eÍKl,Rl1 +е,к'|^|)ф1(1с1)-ф2(к1)^

Ki

Int4 =а" 60ji(í

1е'к'1к'1+е"

(3.7)

(3.8)

(3.9)

В четвертой главе проводится обсуждение результатов машинного моделирования информационных параметров радиоволновых охранных систем с приземными антеннами. Проводятся детальные исследования взаимного и полного входного сопротивлений для всех моделей радиоволновых оранных систем рассмотренных в предыдущих главах.

При рассмотрении всех случаев моделью нарушителя служит малое изменение толщины слоя. На графиках видно, что система перестраивается и фиксирует нарушителя плавно, то есть не происходит скачкообразного изменения сопротивления. Это позволит снизить вероятность ложного срабатывания при пересечении периметра охраняемой зоны небольшими животными. Отсутствие резкого скачка позволяет осуществить более тонкую настройку охранной системы для фиксации малозаметного нарушителя.

На рис.7 и рис. 8 изображена зависимость полного входного сопротивления от толщины слоя диэлектрика ((. = уаг) при разных значениях с".

Ш (т)

Рис.7. График зависимости ¡¿„„м/./шри параметрах: £ = 22;/£<У = 0.005;!, = 0.75;10 = я /10;

И(ш)

Рис.8. График зависимости \ZJtii.,) при параметрах: ? = 1 = 0.005;! = 0.75;10 = тг/ 10;

На графиках видно, что входное сопротивление изменяется плавно. При появлении нарушителя, который моделируется при помощи утолщения диэлектрического слоя до 30 см, изменения входного сопротивления находятся в пределах 10%, что позволит сформировать оптимальный критерий тревоги.

В пятой главе проводится моделирование ряда рассмотренных в предыдущих главах схем расположения антенн радиоволновых охранных систем при помощи программы CST Microwave Studio (рис.9). Полученные результаты моделирования сопоставляются с результатами расчета из четвертой главы. В качестве нарушителя при моделировании используется малое изменение толщины слоя диэлектрика. Диэлектрик - Sandy Soil (песчаная почва). Пример моделирования двухпозиционной охранной системы:_

Рис.9. Схема моделирования двухпозиционной охранной системы в CST Microwave Studio 2010 Слоистая структура реализована при помощи команды Background Material, которая позволяет задавать заполнение окружающей вибраторы среды слоями из различных материалов.

Сравнение результатов аналитического моделирования и моделирования в программе Microwave Studio показывает отличие в среднем на 5%. Погрешность вызвана тем, что при расчете нельзя одновременно увеличить толщину слоя диэлектрика и оставить неизменным расстояние между антеннами, т. к. толщины слоев привязаны к оси z.

График на рис.10 показывает, что с увеличением толщины слоя на 30 см значения взаимного сопротивления изменяются в среднем на 10%, что позволяет сформировать критерий тревоги, таким образом, чтобы максимально уменьшить вероятность ложного срабатывания радиоволновой охранной сис-

1_2

Рис.10. Сравнение расчета и компьютерного моделирования модуля взаимного сопротивления в зависимости от изменения толщины слоя диэлектрика

е = ? -иГ, = 0.005;Ь = 0.75;* = 2; у = 2; г = 2

В пятой главе также приведено обсуждение эксперимента. Рассмотрены рекомендации по практическому построению РОС с приземными антеннами. Предложены варианты построения РОС с активными и пассивными подземными горизонтальными и надземными вертикальными вибраторами. Предложена схема РОС, содержащая контрольно-измерительное устройство и линию передачи к которой через коммутаторы подключены активные вибраторы - датчики РОС. В процессе работы производится последовательный опрос отдельных вибраторов путем подключения их к линии передачи через коммутаторы. Состояние охраняемого периметра в месте расположения конкретного вибратора анализируется контрольно-измерительным устройством. Производится патентная защита предлагаемых схем РОС.

Заключение

В диссертационной работе был рассмотрен метод анализа моделей радиоволновых охранных систем с использованием представления слоистой структуры в виде каскада четырехполюсников и упрощений уравнений Максвелла при помощи потенциалов Дебая. Данные приемы позволили сущест-

венно снизить время расчета информационных параметров радиоволновых охранных систем, в качестве которых были предложены взаимное сопротивление для двухпозиционной РОС и входное сопротивление для однопозици-онной РОС.

Предложены несколько схем размещения антенн радиоволновых охранных систем: двухпозиционные и однопозиционные охранные системы с приземным расположением антенн, двухпозиционные и однопозиционные системы с подповерхностным расположением антенн.

Детальные исследования коэффициента прохождения диэлектрической модели земли позволили учесть большинство особенностей среды и выявить степень их влияния на информационные параметры. Были предложены методы аппроксимации особенностей среды, которые позволяют сократить время расчета информационных параметров.

Проведены исследования зависимостей информационных характеристик радиоволновых охранных систем от параметров и геометрии среды. Все исследования показывают плавное изменение взаимного и входного сопротивлений при плавном изменении параметров среды и геометрии расположения антенн РОС. Данный факт указывает на возможность применения данных моделей на практике для обнаружения малозаметного нарушителя. Отсутствие скачкообразных изменений значений информационных параметров указывает на низкую вероятность ложного срабатывания, возможность тонкой настройки чувствительности системы и высокую вероятность обнаружения малозаметного нарушителя. Проведено моделирование антенн и их схем расположения в программном пакете CST Microwave studio.

Разработаны алгоритмы, модели, схемы расположения, которые могут быть применены для оптимизации существующих методик обнаружения малозаметных нарушителей радиоволновыми охранными системами.

Публикации

1. Асташкин М.А., Лобанов Б.С., Денисевич В.Н. Анализ модели радиоволновой охранной системы. // Наукоемкие технологии. - 2011, №3.

2. М. А. Асташкин. Входное сопротивление вибраторов - информационный параметр радиоволновой охранной системы. // Наукоемкие технологии. -2011, №¡4.

3. Асташкин М.А., Трефилов H.A. Анализ информативных параметров подземного датчика радиоволновой охранной системы. // Радиопромышленность. - 2010, вып. 2. - стр. 48-57.

4. М. А. Асташкин, П. А. Воробьев. Аппроксимация коэффициента прохождения волны через диэлектрический слой. // XIV-я международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. - Москва, МЭИ, 2008, Т.1.

5. М. А. Асташкин, П. А. Воробьев. Связь между вибраторами расположенными около диэлектрика с потерями. // ХШ-я международная научно-

техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. - Москва, МЭИ, 2007. Т.1.

6. М. А. Асташкин, П. А. Воробьев. Аппроксимация коэффициента прохождения слоистой среды. // XV-я международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. - Москва, МЭИ, 2009. Т.1.

7. М.А. Асташкин, H.A. Трефилов. Анализ информационных параметров радиоволновой охранной системы с подземной антенной. // 59-я научно-техническая конференция. Сборник трудов. - Москва, МИРЭА, 2010. 4.2.

Асташкин Михаил Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРИЗЕМНЫХ АНТЕНН РАДИОВОЛНОВЫХ ОХРАННЫХ СИСТЕМ

Специальность: 05.12.07 - Антенны, СВЧ - устройства и их технологии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Усл.п. л. - 1.0 Заказ №05579 Тираж: 100экз.

Копицентр «ЧЕРТЕЖ.ру» ИНН 7701723201 107023, Москва, ул.Б.Семеновская 11, стр.12 (495) 542-7389 www.chertez.ru

ВВЕДЕНИЕ.

1.АНТЕННЫ РАДИОВОЛНОВЫХ ОХРАННЫХ СИСТЕМ.

1.1.Анализ вариантов построения и структуры существующих радиоволновых охранных систем.

1.2.Анализ модели функционирования антенн в составе двухпозиционной радиоволновой охранной системы

1.3.Характеристики и параметры взаимосвязанных антенн.

2.ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЗЕМНЫХ АНТЕНН РАДИОВОЛНОВЫХ ОХРАННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОДНОРОДНОЙ МОДЕЛИ ЗЕМЛИ.

2.1 .Разработка и анализ модели однопозиционной радиоволновой охранной системы

2.2.Разработка и анализ модели двухпозиционной радиоволновой охранной системы с подземной антенной.

2.3.Разработка и анализ модели однопозиционной радиоволновой охранной системы с подземной антенной.

3.ИССЛЕДОВАНИЕ АСИМПТОТИКИ ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВНЕШНЕГО КАНАЛА РАДИОВОЛНОВЫХ ОХРАННЫХ СИСТЕМ.

3.1.Анализ модели многослойной земли, расположенной в межантенном' промежутке радиоволновой охранной системы.

3.2.Асимптотика комплексного наведенного сопротивления взаимосвязанных антенн радиоволновой охранной системы с учетом распространения радиоволн в межантенном промежутке.

4.МАШИННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАДИОВОЛНОВЫХ ОХРАННЫХ СИСТЕМ С ПРИЗЕМНЫМИ АНТЕННАМИ.

4.1 .Моделирование и анализ двухпозиционной радиоволновой охранной системы по различным критериям тревоги.

4.2.Моделирование и анализ однопозиционной радиоволновой охранной системы по величине полного входного сопротивления.

4.3.Моделирование и анализ двухпозиционной радиоволновой охранной системы при изменении условий распространения в межантенном промежутке.

4.4.Моделирование и анализ однопозиционной РОС при изменении условий распространения радиоволн в охраняемом пространстве

5 .МОДЕЛИРОВАНИЕ РАДИОВОЛНОВЫХ ОХРАННЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ САПР

Актуальность темы диссертационной работы подтверждается растущим спросом на радиоволновые охранные системы (РОС), которые обеспечивают высокую вероятность обнаружения нарушителя, но при этом являются менее чувствительными к перепадам температуры, изменениям погодных условий, влажности. Существует две основных области применения радиоволновых охранных систем - охрана периметров и охрана площадей. Охрана периметра востребована как на крупных промышленных объектах, которые весьма проблематично контролировать при помощи средств видеонаблюдения, так и для охраны частных участков.

Существующие РОС в качестве информативных параметров используют измеряемые значения- коэффициента прохождения между антеннами (двух позиционная схема) или коэффициента отражения (однопозиционная схема). Шри использовании РОС в большинстве случаев возникает проблема взаимодействия электромагнитного излучения с близлежащими объектами: неровностями, деревьями, кустарниками, ограждениями и т. д.

Наиболее остро даннаяшроблема проявляется, когда необходимо! обнаружить малозаметного, ползущего нарушителя, обладающего малым коэффициентом отражения. В настоящее время- принцип функционирования многих радиоволновых охранных систем основан, на эффекте Доплера, данные системы имеют ряд ограничений, связанных с диапазоном минимально и максимально обнаруживаемых скоростей, минимальным весом обнаруживаемого нарушителя — проблемы связанные с обнаружением малозаметного (ползущего) нарушителя, передвигающегося с низкой скоростью. Трудности обнаружения связаны с тем, что большинство РОС работают в сантиметровом диапазоне длин волн, в котором,имеется возможность сформировать узкую диаграмму направленности антенн. Зона обнаружения, в таком случае, расположена параллельно земной поверхности — это приводит к возникновению мертвых зон, особенно, вблизи установленных извещателей, которые видны нарушителю.

Для увеличения вероятности обнаружения предлагается новая схема РОС, позволяющая маскировать антенны, устанавливая антенны под землей и над ней (приземные антенны). Использование приземных антенн позволяет работать в метровом диапазоне волн, использовать в качестве информативных параметров изменение входного сопротивления и наведенного сопротивления антенн, применяемых в качестве датчиков РОС. Предлагаемая схема позволяет также, при использовании коэффициента-передачи в качестве информативного параметра, повысить вероятность обнаружения'нарушителя за счет эффекта деполяризации.

Цель работы - исследование и разработка путей построения-взаимосвязанных приземных антенн одно- и двухпозиционных радиоволновых охранных систем для-повышения эффективности обнаружения малозаметных наземных нарушителей с учетом климатических и сезонных изменений параметров земной среды.

Задачи, вытекающие из поставленной цели работы:

• анализ эффективности формирования критерия тревоги радиоволновой охранной системы на1 основе исследования изменения и чувствительности информационных параметров, взаимосвязанных антенных устройств к климатическим и сезонным изменениям параметров земной среды с учетом малозаметной модели нарушителя;

• разработка физической и математической модели, взаимосвязанных антенн одно и двухпозиционной радиоволновых охранных систем с приземными антеннами и изменяющимися параметрами земной среды;

• исследование чувствительности информационных параметров однопози-ционной радиоволновой охранной системы с приземной антенной, расположенной вблизи от многослойной модели земной^ поверхности и в подповерхностном слое земли к изменениям структуры и параметров земной поверхности;

• разработка рекомендаций по построению взаимосвязанных приземных антенн радиоволновых охранных систем для повышения эффективности обнаружения малозаметных наземных нарушителей с учетом климатических и сезонных изменений параметров земной среды.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• разработана новая схема построения одно- и двухпозиционных охранных систем, основанная на использовании взаимосвязанных подземных и надземных антенн (далее - приземных антенн);

• предложены и исследованы» новые информативные параметры для предложенной схемы РОС: для двухпозиционной охранной системы — взаимное сопротивление связанных антенн; для. однопозиционной охранной системы -входное сопротивление подземной антенны;

• разработан новый алгоритм расчета взаимного и входного сопротивлений приземных антенн, применяемых в предлагаемой ¡схеме построения РОС;

• получены новые результаты расчета информативных параметров предлагаемой. схемы РОС, их аналитическое и компьютерное моделирование при помощи программных пакетов MathCad 14 и CST Microwave Studio 2010.

Практическая ценность данной диссертационной работы заключается в том, что рассмотренные методы, алгоритмы, модели радиоволновых охранных систем, могут быть использованы для разработки новых охранных систем, с повышенной вероятностью обнаружения малозаметного наземного нарушителя.

Достоверность результатов полученных в данной диссертационной работе обуславливается использованием современных аналитических и численных подходов, описанных в научной литературе, доказательностью всех расчетов и преобразований, а также, сопоставлением результатов, полученных различными способами, включая экспериментальную проверку.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту

- новая схема размещения антенн в РОС с приземными антеннами позволяет повысить вероятность обнаружения малозаметного наземного нарушителя;

- результаты исследования чувствительности информативных параметров однопозиционной радиоволновой охранной системы с приземной антенной, расположенной вблизи от многослойной модели земной поверхности в подповерхностном слое земли к изменениям структуры и параметров земной поверхности, позволяющие выявить характер изменения входного сопротивления;

- новые физические и математические модели, позволяющие более адекватно (чем существующие) описать принцип функционирования радиоволновой охранной системы с приземными взаимосвязанными антеннами;

- информативные параметры, используемые в процессе формирования критериев тревоги, в предлагаемой схеме РОС с приземными антеннами, являющиеся импедансы взаимосвязанных антенн;

- результаты nc^eflOBaHHflf чувствительности информативных параметров двухпозиционной радиоволновой охранной системы с приземными антеннами, одна из которых расположена вблизи от многослойной модели земной поверхности, а другая расположена в подповерхностном слое земли к изменениям структуры и параметров земной поверхности, позволяющие проанализировать зависимость взаимного сопротивления от параметров и геометрии'среды;

- анализ и разработанные рекомендации по построению взаимосвязанных приземных антенн радиоволновых охранных систем позволяющие повысить эффективность обнаружения малозаметных наземных нарушителей на 20%, а так же снизить ложные тревоги из-за климатических и сезонных изменений параметров земной среды на 15%;

- результаты моделирования1 приземных антенн РОС программе CST Microwave Studio 2010, позволяющие оценить достоверность теоретического анализа.

Апробация, реализация и использование полученных результатов Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались с 2007 по 2011 год на научно-технических конференциях и семинарах в Московском энергетическом институте, Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики, Московском государственном техническом университете гражданской авиации, на конференциях и заседаниях НТОРЭС им. А. С. Попова, российских и международных научно-технических конференциях. Полученные в работе результаты внедрены на предприятиях х/к «Ленинец», г. Санкт-Петербург, ФГУП ЦНИРТИ им. ак. Берга, г. Москва. Результаты работы использованы в учебном процессе в Московском государственном техническом университете радиотехники, электроники и автоматики. Материалы разделов 2 — 3 диссертации используются в лекционных курсах «Электродинамика и РРВ» и «Устройства СВЧ и антенны» по направлениям подготовки «Радиотехника». Алгоритмы анализа наведенных сопротивлений и анализа слоистых сред, полученные в диссертации, используются в лекционном курсе и при выполнении курсовой работы по дисциплине «Устройства СВЧ и антенны» для студентов по направлению «Радиотехника».

Выводы по четвёртой главе

При рассмотрении всех случаев моделью нарушителя служит малое изменение толщины слоя. На графиках видно, что система перестраивается и фиксирует нарушителя плавно, то есть не происходит скачкообразного изменения сопротивления. Это позволит снизить вероятность ложного срабатывания при пересечении периметра охраняемой зоны небольшими животными. Отсутствие резкого скачка позволяет осуществить более тонкую настройку охранной системы для фиксации малозаметного нарушителя.

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАДИОВОЛНОВЫХ ОХРАННЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САПР

Моделирование производилось в программе CST Microwave Studio 2010, данная программа была выбрана из множества других зарекомендовавших себя САПР (HFSS, Microwave Office, MMANA), поскольку в ней есть возможность одновременно реализовать слоистую структуру, произвольные антенны, произвольное их расположение в пространстве, провести свипирование необходимых параметров. Так же программа удобна тем, что автоматически осуществляет выбор между методами расчёта характеристик« антенн.

Моделирование было произведено для двух случаев: двухпозиционная охранная система с приземным размещением антенн (Рисунок 2.3) и для однопо-зиционной охранной системы, с подповерхностной антенной (Рисунок 2.6) -потому что именно эти две системы представляют наибольший практический интерес.

Первоначально будет произведено моделирование двухпозиционной РОС. Параметры моделирования:

• длина волны - 3 м;

• высота подвеса антенны — 2 м;

• сдвиг второй антенны относительно первой — xs=2 м, ys=2 м;

• тип диэлектрика — (Dry Sandy Soil) сухая песчаная почва, все параметры диэлектрика взяты из программной библиотеки материалов;

• диэлектрическая проницаемость — 2,53;

• тангенс угла потерь — 0,0036;

• глубина погружения антенны в диэлектрик - 0,05 м.

Слоистая структура была реализована при помощи пункта меню Background Properties, где имеется возможность задать параметры окружающей среды. При включении Multiple layer появляется возможность задать слои.

После ввода всех вышеуказанных параметров схема моделирования имеет вид:

Рис.5.1. Схема моделирования двухпозиционной охранной системы в CST Microwave Studio 2010

Граничные условия: открытые границы (open (add space)). Моделирование производилось при помощи Integral Equation Solver, где был выбран метод моментов.

Сначала, проводится моделирование при изменении толщины слоя диэлектрика, что служит моделью предполагаемого нарушителя. Строится частотная характеристика (рис. 5.2), после чего данные с полученного графика для частоты 102,5 МГц (центральная частота) сопоставляются с расчётом.

Mag(Z12) ld=0 й=0.025 Id=0.05

Sd=0.G75

И=0.1 !d=0.125

И=0.15 0=0.175 d=0.2

100.5

101.5

102 102.5 103

Frequency / MHz

103.5

104.5

Рис. 5.2. Частотная характеристика 153

Справа отмечены значения свипируемого параметра Ш, что является «добавкой» к уже упомянутой толщине диэлектрика в 5 см.

Далее приводится график демонстрирующий сопоставление моделирования и расчёта - зависимость взаимного сопротивления от толщины слоя диэлектрика (откладывается в метрах).

График на рис. 5.3 показывает, что с увеличением толщины слоя на 30 см значения взаимного сопротивления изменяются в среднем на 10%, что позволяет сформировать критерий тревоги, таким образом, чтобы максимально уменьшить вероятность ложного срабатывания радиоволновой охранной системы.

12

Рис.5.3. Сравнение расчета и компьютерного моделирования модуля взаимного сопротивления в зависимости от изменения толщины слоя диэлектрика

Сравнение результатов аналитического моделирования и моделирования в программе Microwave Studio показывает отличие в среднем на 5%. Погрешность вызвана тем, что при расчете нельзя одновременно увеличить толщину слоя диэлектрика и оставить неизменным расстояние между антеннами, т. к. толщины слоев привязаны к оси ъ.

Далее проводится свипирование диэлектрической проницаемости среды для той же охранной системы. Последовательность всех действий такая же, как и в предыдущем случае. Глубина погружения антенны в диэлектрик фиксируется: 0,05 м. Частотная характеристика (рис. 5.4):

Mag(Z12)

16 11 12 10 8 б eps=Q

Э5-1.Ш8Ь/142£ЬЛ eps=2.2857142857143 ер5=3.4?8^7Нг85?14 егзс-гь?!-^?!«« eps-5.7142857142857 t.i-iiW! ;;>>57:ш eps=8

98

Frequency / MHz

106

Рис. 5.4. Частотная характеристика

Справа отложены значения параметра прибавляемого к диэлектрической проницаемости среды, которая изначально составляла 2,53.

Сравнение результатов моделирования и расчёта представлено на рисунке 5.5, пунктирной линией соединены точки, полученные в программе CST Microwave Studio 2010.

Рис. 5.5. Зависимость взаимного сопротивления от диэлектрической проницаемости среды

Моделированию однопозиционной охранной системы - исследование зависимости входного сопротивления от толщины слоя диэлектрика. Параметры моделирования:

• длина волны - 3 м;

• тип диэлектрика - (Dry Sandy Soil) сухая песчаная почва, все параметры диэлектрика взяты из программной библиотеки материалов;

• диэлектрическая проницаемость — 7,53;

• тангенс угла потерь — 0,0036;

• глубина погружения антенны в диэлектрик - 0,05 м.

Рис. 5.6. Схема моделирования однопозиционной РОС

Mag(Zll)

Frequency / MHz

Рис. 5.7. Частотная характеристика однопозиционной РОС

Сопоставление результатов моделирования и результатов расчёта производится на частоте 102.5 МГц. id (m)

Рис. 5.8. Зависимость входного сопротивления от толщины слоя диэлектрика

График на рис. 5.8 показывает, что с увеличением толщины слоя значения входного сопротивления не изменяются скачком, что позволяет сформировать критерий тревоги, таким образом, чтобы максимально уменьшить вероятность ложного срабатывания радиоволновой охранной системы.

Рассмотренные выше охранные системы могут быть, как самостоятельными охранными системами, предназначенными для охраны особо важных участков периметра или быть составной частью охранной системы, предназначенной для охраны периметра. Антенны периметровой охранной системы могут быть замаскированы под элементы ограждений, возможно использование релейной схемы коммутации на герконах.

Рассмотренные схемы построения радиоволновых охранных систем можно реализовать при помощи последовательного подключения через коммутаторы к линии передачи отдельных антенн, как элементов охранной системы (датчики). В процессе работы производится последовательный опрос отдельных вибраторов путем подключения их к линии передачи через коммутаторы. Состояние охраняемого периметра в месте расположения конкретного вибратора анализируется контрольно-измерительным устройством.

Далее приводится примеры схем расположения вибраторных антенн для организации охраны периметра крупного промышленного объекта.

Территория крупных промышленных объектов обычно огорожена высоким бетонным заборам, охранную систему можно расположить, как на территории охраняемого объекта, так и за её пределами, в зависимости от проектирования комплексных мер по охране данного объекта. Реализация двухпозиционной охранной системы представлена на рисунке 5.9.

Зона обнаружения

Система горизонтальных надземных вибраторов

Система горизонтальных подземных антенн

Механическое ограждение

Рис. 5.9. Реализация двухпозиционной охранной системы В качестве системы подземных антенн, возможно, использовать кабель с металлизированными проводниками внутри, длина которых зависит от диэлектрической проницаемости среды и связана с длиной волны известным соотноЯ шением —т=. На расстоянии около длины волны по всем прямоугольным ко

2у/£ ординатам располагается система надземных антенн, ортогональных подземным. Надземные антенны могут быть установлены на специальные мачты или замаскированы под элементы ограждения, фонари. Такое расположение антенн позволяет сформировать широкую зону обнаружения сложной формы, оценка которой нарушителем весьма маловероятна. При установке системы производится фиксация текущего значения взаимного сопротивления, которое подстраивается с учётом изменения давления, влажности, силы ветра, осадков. Системы позволяющие осуществлять подстройку описаны в [25].

Предлагаемая схема реализации однопозиционной охранной системы представлена на рисунке 5.10.

Антеннами для однопозиционной РОС могли бы так же служить металлизированные проводники помещённые в кабель. Система, после прокладки под землёй, осуществляет фиксацию текущего показания входных сопротивлений каждого элемента и осуществляет подстройку показаний в зависимости от изменений внешней среды. Для обнаружения нарушителя производится опрос элементов, если показания отличаются на 10%, то формируется сигнал тревоги. р

Система горизонтальных подземных антенн

Механическое ограждение

5.10. Реализация однопозиционной охранной системы

Сравнение рассмотренных схем построения радиоволновых охранных систем с системами другого типа проводилось так же при помощи моделирования в программе Microwave Studio. Были смоделированы охранные системы мили-метрового диапазона длин волн на основе рупорных антенн, которые расположены над землёй и формируют прижатую к земле зону обнаружения. В ходе проведения моделирования было выявлено наличие мертвых зон вблизи антенных мачт. Изменение параметров антенн при изменении диэлектрической проницаемости земной поверхности, а так же при моделировании малозаметного нарушителя показали, что данная система позволяет обнаружить малозаметного нарушителя с вероятностью на 20 % меньше чем система с приземными вибраторными антеннами и имеет большую на 15% чувствительность к изменениям климатической обстановки (увлажнение почвы).

В настоящее время проводятся работы по проведению физического эксперимента с реальными моделями для однопозиционной и двухпозиционной охранных систем. Производится патентная защита предложенных схем построения радиоволновых охранных систем, однако пробный эксперимент был проведён, основываясь на принципе электродинамического подобия. Для эксперимента использовались вибраторные антенны сантиметрового диап-пазона длин волн, генератор функциональный Г4-218 Jung-Jin Electronics, антенный анализатор ИПС-5, при помощи которого проводилось измерение комплексных сопротивлений.

Приемная антенна

Передающая антенна

Генератор Г4-218

Измеритель параметров антенн

ИПС-5

Рис. 5.11. Структурная схема исследования двухпозиционной охранной системы 161

На рис. 5.11 изображена схема измерения. Передающая антенна расположена в корыте с песком на глубине 5 сантиметров. Приёмная антенна расположена над слоем песка на высоте 30 сантиметров. Длина волны 30 сантиметров. Нарушитель моделировался пакетом с водой, изменения климатических условий моделировалось подсыпанием песка в корыто и увлажнением песка. При плавных изменениях параметров среды, введении модели нарушителя происходит плавное изменение значения взаимного сопротивления, что позволяет сформировать критерий тревоги.

Передающая антенна

Генератор Г4-218

Рис. 5.12. Структурная схема исследования однопозиционной охранной системы

На рис. 5.12 изображена схема измерения. Передающая антенна расположена в корыте с песком на глубине 5 сантиметров. Длина волны 30 сантиметров. Нарушитель моделировался пакетом с водой, изменения климатических условий моделировалось подсыпанием песка в корыто и увлажнением песка. При плавных изменениях параметров среды, введении модели нарушителя происходит плавное изменение значения входного сопротивления, что позволяет сформировать критерий тревоги.

Измеритель параметров антенн ИПС-5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе был рассмотрен метод анализа моделей радиоволновых охранных систем с использованием представления слоистой структуры в виде каскада четырехполюсников и упрощений уравнений Максвелла при помощи потенциалов Дебая. Данные приемы позволили существенно снизить время расчета информационных параметров радиоволновых охранных систем, в качестве которых были предложены взаимное сопротивление для двухпози-ционной РОС и входное сопротивление для однопозиционной РОС.

Предложены'несколько схем размещения антенн радиоволновых охранных систем: двухпозиционные и однопозиционные охранные системы с приземным расположением антенн, двухпозиционные и однопозиционные системы с подповерхностным расположением антенн.

Детальные исследования коэффициента прохождения диэлектрической модели земли позволили учесть большинство особенностей среды и выявить степень их влияния на информационные параметры. Были предложены методы аппроксимации особенностей среды, которые позволяют сократить время расчета информационных параметров.

Проведены исследования зависимостей информационных характеристик радиоволновых охранных систем от параметров и геометрии среды. Все исследования показывают плавное изменение взаимного и входного сопротивлений при плавном изменении параметров среды и геометрии расположения антенн РОС. Данный факт указывает на возможность применения данных моделей на практике для обнаружения малозаметного1 нарушителя. Отсутствие скачкообразных изменений значений информационных параметров указывает на низкую вероятность ложного срабатывания, возможность тонкой настройки чувствительности системы и высокую вероятность обнаружения малозаметного нарушителя. Проведено моделирование антенн и их схем расположения в программном пакете CST Microwave studio.

Разработаны алгоритмы, модели, схемы расположения, которые могут быть применены для оптимизации существующих методик обнаружения малозаметных нарушителей радиоволновыми охранными системами.

1. http://nikiret.ru/ официальный сайт Научно-исследовательского и конструкторского института радиоэлектронной техники (НИКИРЭТ).

2. Ларин А. И. «Линия вытекающей волны» воспоминания о будущем // Алгоритм безопасности. 2004, -№6.

3. Шагабутдинова Л. М. ЛВВ извещатели уз проводноволновые средства обнаружения // Алгоритм безопасности. 2010, -№6.

4. Рознов С. В., Ларин А. И. Физические принципы построения извещателей на основе ЛВВ и перспективы их применения // Специальная техника. 2006, -№1.

5. Шагабутдинова Л. М. Внимание! Маскировка! Маскируемые средства обнаружения // Каталог «ОПС 2007».

6. Ларин А. И. Вибрационные извещатели с кабельным чувствительным элементом // Системы безопасности. 2004.

7. Ларин А. И. Радиоволновое средство обнаружения ТШ^ОК-Я // Системы безопасности. 2004.

8. Ларин А. И. БИРМИНГЕМ, П^ЕС 2003. Записки дилетанта (Часть 1) // Алгоритм безопасности. 2003.

9. Ларин А. И. БИРМИНГЕМ, П^ЕС 2003. Записки дилетанта (Часть 2) // Алгоритм безопасности. 2003.

10. Ларин А. И. Проблемы охраны загородного коттеджа // БДЦ-пресс, БОКТ №1.2003.15. http://www.eastsystems.ru официальный сайт ЗАО «Восток-Специальные системы»

11. Скарбов С. В. Периметровые средства обнаружения: особенности и отличия // Грани безопасности. 2008, -№4.17. http://start-7.ru/ официальный сайт ЗАО «СТАРТ-7».

12. Введенский Б. С. Современные системы охраны периметра // Специальная техника. 1999, -№4.

13. Введенский Б. С. Особенности охраны периметров аэропортов // Транспортная безопасность и технологии. 2007, -№2.

14. Введенский Б. С. Системы охраны периметров на выставки IFSEC'2004 // Системы безопасности. 2004, -№4.

15. Введенский Б. С. Как выбрать систему охраны для периметра // Каталог «ОПС. Охранно и охранно-пожарная сигнализация. Периметральные системы». 2005.

16. Введенский- Б. С. Системы охраны периметра — новинки выставки IFSEC'2009 // Системы безопасности. 2009, -№4.

17. Введенский Б. С. Оборудование для охраны периметров на выставке IFSEC'2008 // Системы безопасности. 2008, -№5.

18. Введенский Б. С. Техника охраны периметров на выставке IFSEC'2010 // Системы безопасности. 2010, -№5.

19. Войтович Н. И., Соколов А. Н. Вибраторные антенны: Учебное пособие. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2001. - 76 с.

20. К. Li, S.-O. Park, H.-Q. Zhang «Electromagnetic field in the preference of a three-layered spherical region», Progress in the Electromagnetics Research, PIER 45, 103-121,2004.

21. L. Liu, K. Li, W. Y. Pan «Electromagnetic field from a vertical electric dipole in a four-layered region», Progress in the Electromagnetics Research B, Vol. 8, 213-241,2008.

22. H. Oraizi and M. Afsashi «Analysis of planar dielectric multilayers as fss by transmission line transfer matrix method (TLTMM)», Progress in the Electromagnetics Research, PIER 74, 217-240, 2007.

23. J. Bornemann, «Computer-Aided Design of Multilayered Dielectric Frequency-Selective Surfaces for Circularly Polarized Millimeter Wave Applications», IEEE Transactions on antennas and propagation, Vol. 41f, №11, 1993.

24. G. H. BROWN, «А critical study of the characteristics of broadcast antennas as affected by antenna current distribution», Proceedings of the Institute of Radio Engineers, Vol. 24, №1, 1936.

25. L. Tsang, C.-J. Ong, Boping Wu, «Electromagnetic fields of Hertzian Dipoles in thin-layered media», IEEE Antennas and wireless propagation letters, vol. 5, 2006.

26. M. A. Khayat, J. T. Williams, D. R. Jackson, S. A. Long, «Mutual Coupling Between Reduced Surface-Wave Microstrip Antennas», IEEE Transactions on antennas and propagation, Vol. 48, №10, 2000.

27. H. E. King, «Mutual Impedans of Unequal Length Antennas in Echelon», IRE Transactions on antennas and propagation, July, 1957.

28. P. S. Epstein, «Radio-Wave Propagation and Electromagnetic Surface Waves», California Institute of Technology, Pasadena, Vol. 33, 1947.

29. H. Ye, M. Ekstesabi, «RF Indoor Instrusion Detection System», Proceedings of the World Congress on Engineering, Vol. 1, 2008.

30. A. I. Zaghloul, «Dual and Tri Band Hybrid Phased Array Systems», Virginia Polytechnic Institute and State University, Military Antenna Systems Conference, 2005.

31. Кадино Э. Электронные системы охраны: Пер. с фр. Мю: ДМК Пресс, 2003.

32. Сочилин А. В., Эминов С. И. Таблицы входных сопротивлений вибраторных антенн. Справочник/ Под ред. Л. Д. Бахраха, М.: Радиотехника, 2005.

33. Синилов В. К. Системы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации: учебник для нач. проф. образования / В. Г. Синилов. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2010.

34. Ненашев А. С. Математическое моделирование проволочных антенн и расчет входного сопротивления: диссертация на соискание ученой степени к. ф.-м. н., М.: -2003.

35. Прошин А. Б. Исследование вибраторных антенн расположенных в свободном пространстве применительно к вопросам их использования в системах охранной сигнализации: диссертация на соискание ученой степени к. т. н., М.: -2004.

36. Волхонский В. В. Устройства охранной сигнализации: 2-е изд., доп. и перераб.: СПб.: Экополис и культура, 2000,312с.

37. Волхонский В. В. Извещатели охранной сигнализации: 4-е изд., доп. и перераб.: СПб.: Экополис и культура, 2004, 272с.

38. Нефёдов Е. И. Антенно-фидерные устройства и распространения радиоволн: учебник для студ. сред. проф. образования / Е. И. Нефёдов. — 2-е изд., стер. М. : Издательский центр «Академия», 2008. - 320 с.

39. Чебышев В. В. Микрополосковые антенны в многослойных средах. — М.: «Радиотехника». 2007. -160с.

40. Чебышев В. В. Микрополосковые антенны и решетки в слоистых средах. М.: Радиотехника, 2003. - 104 с

41. Бодров В.В., Сурков В.И. Математическое моделирование устройств СВЧ и антенн. -М.: МЭИ, 1994. -112 с.

42. Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. -М.:Мир, 1984. 397 с.

43. Бреховских Л. М. Волны в слоистых средах. -М.: ИЛ, 1963. -352 с.

44. Марков Г.Т, Чаплин А.Ф Возбуждение электромагнитных волн. -М.: Радио и связь, 1983.-512 с.

45. Бодров В.В., Сурков В.И., Суркова И.В. Волновые процессы. -М.: МЭИ, 2002. 98 с.

46. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. -М.: МЭИ, 1975.-412 с.

47. Дупленков Д.А., Володина И.В. Антенны. Простые излучатели. Решетки. Конспект лекций: Учебное пособие по курсу «Техника СВЧ и антенны». -М.МЭИ, 2002.-150с.

48. Кураев А. А. Электродинамика и распространение радиоволн / А. А. Ку-раев, Т. Л. Попкова, А. К. Синицын. Мн.: Бестпринт. 2004 — 357 с.

49. Романов С. И. Влияние плоскослоистой среды на характеристики проволочных антенн. Диссертация на соискание учёной степени к. т. н. -М.: МЭИ, 1998.-148 с.

50. Сабиров М. М. Разработка алгоритмов проектирования проволочных антенн, расположенных в слоистых диэлектрических средах с потерями. Диссертация на соискание учёной степени к. т. н. -М.: МЭИ, 2006. -183.

51. Асташкин M.А., к.т.н., проф. Трефилов H.A. Анализ информативных параметров подземного датчика радиоволновой охранной системы. "Радиопромышленность", вып. 2 -М.: ЦНИИ «Электроника», стр. 48-57.

52. Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ: Учеб. для радиотехнич. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1988. - 432 с.

53. Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1973.

54. Дворяшин Б. В., Кузнецов JI. И. Радиотехнические измерения. Учебное пособие для вузов. — М., «Сов. радио», 1978, 360 с.

55. Нефёдов В. И. Основы радиоэлектроники и связи: Учеб. пособие / В. И. Нефёдов , А. С. Сигов; Под ред. В. И. Нефёдова. — М.: Высш. шк., 2009. -735 с.

56. Попов В. П. Основы теории цепей. М.: Высш. шк., 2003. — 575 с.

57. Корн Т., Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. — М.: Наука, 1970.

58. Савельев И. В. Курс общей физики: Том 2. — М.: Наука, 1978. — 480 с.

59. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982.

60. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962.

61. Бодров В. В., Володина И. В., Чистякова И. А. Математическое моделирование вибраторных излучателей с наклонными и пересекающимися проводниками в составе фазированной антенной решетки. // Изв. вузов — Радиоэлектроника. 1987. №2. Т. 30. с 49.

62. Володина И. В. Разработка математической модели фазированной антенной решетки из проволочных излучателей. Диссертация на соискание учёной степени к. т. н. М.: МЭИ. 1987.

63. Никольский В. В., Никольская Т. И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989. — 544 с.

64. Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. М.: Мир, 1978. -600 с.78. http://www.wikipedia.org/ свободная мультиязыковая энциклопедия.79. http://www.sicurit.net/ официальный сайт компании Sicurit Alarmitalia.

65. Баскаков С. И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Высш. шк., 1992. - 416 с.

66. Воскресенский Д. И., Гостюхин В. Д., Максимов В. М., Пономарёв JI. И. Устройства СВЧ и антенны. М.: Радиотехника, 2006. - 376 с.

67. Гошин Г. Г. Устройства СВЧ и антенны: учебное методическое пособие. В 2-х частях. Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003. - Часть 2: Антенны — 130 с.

68. Ebihara S., Yamamoto Т. Resonance Analysis of a Circular Dipole Array Antenna in Cylindrically Layered Media for Directional Borehole Radar. IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 44, NO. 1, JANUARY 2006.

69. Roje V. Wire Antenna theory applied to the assessment of the radiation hazard in the vicinity of the GSM base station. SERBIAN JOURNAL OF ELECTRICAL ENGINEERING Vol. 1, No. 1, November 2003, 15-26.

70. Бодров В. В., Исаков М. В., Пермяков В. А. Внешняя электромагнитная совместимость и антенны. — М.: МЭИ, 2006. 79 с.

71. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн.- М.: Высшая школа. 1975.

72. Пермяков В.А., Солодухов В.В, Бодров В.В., Исаков М.В. Распространение радиоволн. М.: Издательский дом МЭИ. 2008.

73. Марков Г.Т., Васильев Е.Н. Математические методы в прикладной электродинамике. М.: Советское радио. 1970 г.

74. Вычислительные методы в электродинамике. Под. Ред. Р. Миттры. М.: Мир, 1977-486 с.

75. Фуре А. Н., Барковский JI. М. Поверхностные электромагнитные волны в фарадеевских средах. Журнал технической физики, 2003, том 73, вып. 4.

76. Суркова И. В. Влияние многослойных диэлектрических различной конфигурации на характеристики излучения антенн с плоской апертурой. Диссертация на соискание учёной степени к. т. н. М.: МЭИ. 1995.

77. Татур Т. А. Основы теории электромагнитного поля: Справочное пособие. М.: Высш. шк., 1989. 271 с.

78. Радиотехника: Энциклопедия/ Под ред. Ю. Л. Мазора, Е. А. Мачусского, В. И. Правды М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1». 2002.

79. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. / Пер. с франц.; Под ред. К. С. Шифрина. М.: Наука, 1965.

80. Петров Б. М. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Радио и связь, 2000.96. http://www.centers.ru/ поисковая и справочная система, посвящённая охранным системам, системам безопасности и жизнеобеспечения.

81. М. А. Асташкин, П. А. Воробьев. Аппроксимация коэффициента прохождения волны через диэлектрический слой. XIV-я международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов.-М.: МЭИ, 2008. Т. 1.

82. М. А. Асташкин, П. А. Воробьев. Связь между вибраторами расположенными около диэлектрика с потерями. ХШ-я международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. — М.: МЭИ, 2007. Т.1.

83. М. А. Асташкин, П. А. Воробьев. Аппроксимация коэффициента прохождения слоистой среды. XV-я международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. — М.: МЭИ, 2009. Т.1.

84. М. А. Асташкин, Н. А. Трефилов. Анализ информационных параметров радиоволновой охранной системы с подземной антенной. — 59-я научно-техническая конференция. Сборник трудов. М.: 2010. 4.2.

85. М. А. Асташкин, Б. С. Лобанов, В. Н. Денисевич. Анализ модели радиоволновой охранной системы. «Наукоёмкие технологии» №3 — М.: Радиотехника. 2011. Т. 12.

86. М. А. Асташкин. Входное сопротивление вибраторов информационный параметр радиоволновой охранной системы. - «Наукоёмкие технологии» №4 - М.: Радиотехника. 2011. Т. 12.