Особенности радиоволновых извещателей – чем они отличаются, и как работают

Особенности радиоволновых извещателей – чем они отличаются, и как работают

В современных системах безопасности применяются извещатели, использующие  различные физические принципы и реагирующие на многие факторы. Это могут быть звук, движение, удар, нажим или перемещение предмета. Датчики разных типов обеспечивают высокий уровень безопасности,как внутренних зон объекта, так и внешней территории. Радиоволновые охранные извещатели, разработаны по инновационным технологиям, и широко используются для охраны помещений и периметра.

Принцип действия радиоволновых извещателей

Во многих областях науки и техники используется принцип локации, когда в сторону неподвижного или движущегося объекта направляется звук, свет или радиоволна. Отразившись от предмета, излучение возвращается на приёмный блок. Сравнение характеристик отправленной и принятой волны позволяет определить расстояние до предмета, его скорость движения, массу, а так же под каким углом к наблюдателю он перемещается. Для этого используются сложные интерактивные алгоритмы. В системах охранной сигнализации такие исчерпывающие параметры объекта не нужны. Извещателю достаточно определить наличие движущегося объекта и передать сигнал о нарушении зоны на приёмно-контрольный прибор.

Радиоволновые (микроволновые, СВЧ) извещатели работают на эффекте, который открыл австрийский учёный  Доплер.


Суть этого эффекта заключается в том, что частота или длина волны сигнала, отражённого от движущегося предмета, отличается от длины волны излучаемого сигнала. Разность частот фиксируется схемой сравнения, далее происходит микропроцессорная обработка разности частот. Если результат анализа покажет, что в охраняемой зоне перемещается предмет с массой свыше заданного уровня, происходит срабатывание электронной схемы и выдача извещения на приёмно-контрольный прибор. Радиоволновые извещатели используют излучение микроволнового диапазона.

С целью уменьшения взаимного влияния радиоволновых датчиков и различных электронных приборов, датчики охранной сигнализации работают на определённых частотах: 2,5 ГГц, 9,5 ГГц, 10,52 ГГц и 24 ГГц.

Конструкция радиоволновых извещателей

Охранные устройства, работающие с использованием микроволнового излучения, могут быть двух типов:

  • Однокомпонентные извещатели
  • Двухкомпонентные извещатели

В приборах первого типа передатчик и приёмник смонтированы в одном компактном корпусе. Такие извещатели применяются для определения несанкционированного проникновения в помещение.

Однокомпонентный извещатель состоит из следующих основных элементов:

  • Микрополосковая или планарная передающая антенна типа «бабочка»
  • Диод Ганна
  • Приёмная антенна
  • СВЧ конвертер
  • Компаратор
  • Микропроцессор
  • Схема формирования тревожного извещения

Передающая и приёмная антенны выполнены печатным способом на плате из стеклотекстолита. Выбор материала определяется отсутствием потерь на высокой частоте. После подачи питания на диод Ганна, он начинает генерировать микроволновое излучение с определённой частотой, которая определяется параметрами диода и размерами микрополосковой линии. СВЧ конвертер преобразует излучаемый сигнал и принятый высокочастотный сигнал в более низкий частотный диапазон, который может обрабатываться компаратором. Микропроцессор управляет работой радиоволнового извещателя и осуществляет обработку сигналов по сложным алгоритмам. В схеме формирования тревожного сигнала используется твердотельное или оптоэлектронное реле.

Двукомпонентный извещатель предназначен для обнаружения несанкционированного проникновения на территорию объекта через участки периметра. Он состоит из аналогичных элементов и работает по такому же принципу, только передатчик и приёмник радиоволнового излучения выполнены в виде отдельных блоков, и могут быть разнесены на расстояние до 100 метров.

Некоторые модели радиоволновых извещателей обеспечивают зону обнаружения протяжённостью до 300 метров, при этом ширина полосы захвата не превышает 2,0-2,5 метров.

Зона обнаружения периметрального извещателя представляет собой сильно вытянутый эллипс.

Характеристики и применение СВЧ извещателей

Радиоволновый извещатель характеризуется следующими параметрами:

  • Размеры зоны обнаружения
  • Рабочая частота
  • Напряжение питания

Поскольку микроволновое излучение небезопасно для человека и домашних животных, его мощность выбирается небольшой, отсюда протяжённость зоны обнаружения по горизонтали не превышает 15 метров.

Исключение оставляют двухкомпонентные приборы, которые формируют зону большой протяжённости по горизонтали.

Площадь зоны, как и рабочая частота, определяется конкретной моделью радиоволнового извещателя. Радиоэлектронные компоненты, используемые в микроволновом устройстве, не слишком критичны к напряжению питания, поэтому приборы могут работать при напряжении от 9 до 16 вольт, а некоторые модели допускают работу в диапазоне 9-30 вольт.

Конструктивно, радиоволновые датчики, предназначенные для установки в отапливаемых помещениях, выполнены в пластиковом корпусе и монтируются на стену. Рекомендуемая высота монтажа указывается в паспорте на изделие. Наружные устройства имеют герметичный пылевлагонепроницаемый кожух для защиты извещателя от климатических воздействий.

Радиоволновый охранный извещатель абсолютно не чувствителен к солнечному свету и тепловому излучению, что позволяет, при использовании его в наружных охранных системах, ориентировать устройство в любом направлении.

Охранный СВЧ датчик имеет следующие недостатки:

  • Высокая проникающая способность микроволнового излучения
  • Создание высокочастотных помех
  • Негативное влияние на организм человека

СВЧ излучение свободно проникает через дерево стекло и гипсокартон. Поэтому радиоволновый извещатель может фиксировать движение объектов в соседних помещениях, которые не поставлены на охрану. Для того чтобы снизить число ложных срабатываний приходится уменьшать чувствительность прибора. Кроме того, что радиоволновые извещатели для охраны влияют на работу электронной аппаратуры, они оказывают влияние друг на друга, что необходимо учитывать при проектировании системы безопасности.

Модели радиоволновых извещателей

Аргус-2 (ИО 407-5/4)

  • Тип – однокомпонентный радиоволновый извещатель
  • Протяжённость зоны обнаружения – до 16 метров
  • Площадь контролируемой зоны – 90 м2
  • Частота – 10,55 ГГц
  • Питание – 10-15 В
  • Микропроцессорная обработка сигналов
  • Извещение о нарушении зоны – размыкание контактов реле
  • Цена – 1 300 рублей

Фон-3Т (ИО 407-14/2)

  • Тип – однокомпонентный микроволновый извещатель для больших помещений
  • Горизонтальная протяжённость зоны – до 30 метров
  • Площадь зоны – 400 м2
  • Частота – 9,5 ГГц
  • Питание 10-30 В
  • Цена – 11 200 рублей

Конструкция корпуса допускает установку извещателя на открытой территории. Прибор имеет регулировку дальности зоны и степень защиты IP55. Микропроцессор извещателя программируется с помощью внешнего устройства. При наружной установке, для обработки сигнала, используется алгоритм «ADFM», с блокировкой помех.

Барьер-100

  • Тип – двухкомпонентный радиоволновый извещатель
  • Протяжённость зоны обнаружения – до 100 метров при высоте лучевого барьера 1,5 метра
  • Рабочая частота – 24,1 ГГц
  • Питание – 9-30 В
  • Скорость перемещения объекта – 0,1-10 м/сек
  • Условия эксплуатации – tC0от – 40 до + 60
  • Цена – 20 600 рублей

Для того чтобы повысить надёжность системы безопасности и уменьшить процент ложных срабатываний, на особо ответственных объектах применяют комбинированные извещатели, в которых радиоволновый прибор дублируется другим датчиком.