Системы периметровой охранной сигнализации и соответствующие средства обнаружения можно подразделить на две большие категории: стационарные и быстроразвертываемые. Если первые гораздо шире распространены, доступно множество изделий отечественного и зарубежного производства, то вторые известны гораздо меньше в силу специфичности решаемых задач, а их реальный рынок в нашей стране только складывается.
Расширению рынка быстроразвертываемых охранных систем (ОС) в России препятствует целый ряд обстоятельств:
- недопонимание их роли в современных условиях потенциальными заказчиками;
- более высокая стоимость (в пересчете на погонный охраняемый метр);
- недостаток конкурентоспособной отечественной продукции;
- сохраняющаяся определенная «секретность» данного вида техники (например, ведущие западные фирмы отказываются поставлять в Россию современные быстроразвертываемые системы).
За рубежом, прежде всего в США и Великобритании, быстроразвертываемые системы разрабатываются и совершенствуются уже более 30 лет, со времен войны во Вьетнаме, при широкой кооперации различных фирм. В России их закрытая разработка началась на 15 лет позже (с началом афганской войны), но в силу технологического отставания, ведомственной разобщенности и экономического упадка пока не привела к созданию конкурентоспособных изделий (за редким исключением). К примеру, теперь уже не секрет, что в Афганистане против наших войск применялась быстроразвертываемая система REMBASS (США), которая была гораздо эффективнее отечественного аналога 1К18, и, возможно, расплата за это исчислялась человеческими жизнями.
Поэтому за рубежом быстроразвертываемые системы охраны и средства обнаружения (СО) зачастую относят к военной технике, соответственно, техническая информация о них ограничена, но все же доступная ее часть (в основном по Интернету и материалам специализированных научно-технических конференций) поддается анализу.
В отечественной литературе информация носит преимущественно рекламный характер, однако есть возможность ее получения из «первых рук». Действительно, эта наукоемкая техника имеет двойное назначение (военное и коммерческое), что в нашей стране, где не прекращаются спецоперации, террористические акты, а через границы идет поток оружия и наркотиков, должно повысить интерес потенциальных заказчиков (прежде всего, государственных структур и крупного бизнеса) к этому перспективному, на мой взгляд, сегменту рынка технических средств охраны. Быстроразвертываемые СО пока не получили систематического описания, имеется определенная терминологическая путаница, поэтому я попытаюсь провести их систематизацию и классификацию, прогнозируя перспективные пути развития.
Разберемся для начала в терминах. Представляется, что слово «быстроразвертываемый» лучше характеризует существо данного класса специальной техники, чем более узкое понятие «мобильный». Например, развертывание СО может происходить с воздуха (вертолет) или с помощью артиллерийских снарядов, что трудно ассоциировать со словом «мобильный». В то же время существуют передвижные (на автомобиле) системы обнаружения (например, ИК-пассивная на базе тепловизора или магнитометрическая на базе СКВИДа), которые не относятся к категории быстроразвертываемых.
Стационарные системы рассчитаны на длительное (не менее 5 лет по отечественным стандартам и 10 лет — по зарубежным) сигнализационное блокирование рубежей объектов, границ государств. СО и системы сбора и обработки информации (ССОИ) стационарной системы устанавливаются, как правило, однократно и поддерживаются в функциональном состоянии в течение срока службы с помощью ремонтных и регламентных работ. Пост охраны находится в одном постоянном месте, куда информация о состоянии ОС и СО поступает, как правило, по проводам и откуда обеспечиваются электропитание и команды управления.
Стационарные периметровые СО — линейные, к их важнейшим характеристикам относятся длина блокируемого рубежа, уязвимость к преодолению подготовленным нарушителем, погонная стоимость оборудования и монтажа (в расчете на 1 м рубежа), ремонтопригодность, потребляемая мощность (для протяженных рубежей, границы). При установке СО на местности по периметру объекта они регулируются для обеспечения наилучших тактико-технических характеристик (ТТХ), могут быть вручную позиционированы по плану объекта и перенесены на экран стационарного компьютера ССОИ. Большинство типов стационарных средств видимы и поддаются идентификации подготовленным нарушителем, но некоторые типы являются маскируемыми или малозаметными (например, сейсмические или УКВ-проводноволновые).
Быстроразвертываемые системы в основном рассчитаны на временную (не более 3 месяцев) охрану объектов, блокируя как рубежи, так и подступы к ним, после чего составные части комплекса либо сворачиваются (и развертываются в другом месте), либо уничтожаются, либо просто «забываются» – в зависимости от условий применения. Пост охраны, в котором располагается главный приемно-контроль-ный прибор (ППК) — пульт управления и индикации (ПУИ), может быть стационарным или мобильным, а СО, не подлежащие обслуживанию или ремонту во время работы, могут изменять местоположение, в зависимости от оперативной обстановки. Передача информации осуществляется посредством проводов (реже) или радиоканала (чаще), в том числе с использованием ретрансляторов. В последнем случае ОС может комплектоваться несколькими переносными ПУИ, обеспечивающими тактическую гибкость. Быстроразвертываемые СО могут быть линейными или точечными, их основными тактико-техническими характеристиками являются вероятность обнаружения нарушителя и средняя наработка на ложное срабатывание; к другим важнейшим характеристикам относятся время установки, дальность обнаружения и передачи информации, массогабаритные характеристики, срок непрерывной работоспособности и связанные с этим потребляемая мощность и диапазон рабочих температур, количество допустимых развертываний, стоимость. Места установки быстро-развертываемых СО (не обязательно периметр) позиционируются по карте местности либо вручную, либо автоматически с помощью спутниковой глобальной системы определения местоположения и могут быть визуализированы на экране переносного компьютера ССОИ. Такие средства, как правило, обладают маски-руемостью или малозаметностью на местности, универсальностью применения — при необходимости они могут быть легко интегрированы в стационарную ОС; в то же время интеграция стационарных СО в быстроразвертываемую систему затруднена.
В данном дипломном проекте рассматривается блок 1Б50 комплекса наземного слежения 1К119, разработанной более 25 лет назад и применяемой по настоящее время.
В связи с этим используемая элементная база технически и морально устарела, зачастую даже не выпускается. В связи с этим возникает необходимость модернизации элементной базы и принятых схемотехнических решений для блока 1Б50, что и рассматривается в данном дипломном проекте.
Системы охранной сигнализации, или охранные системы (ОС), предназначенные для обнаружения нарушителей на открытом пространстве, являются важнейшей частью комплексов автоматизированной физической защиты важных и особо важных объектов (граница, ядерно-опасные производства и т.д.). ОС состоит из периметровых средств обнаружения (СО) и системы сбора и обработки информации (ССОИ), в которую входят прибор приемно-контрольный (ППК), канал передачи информации, подсистема электропитания, средства оповещения.
Основными тактико-техническими характеристиками (ТТХ) периметрового СО, определяющими его сигнализационную надежность, являются вероятность обнаружения нарушителя (Р0) и средняя наработка на ложное срабатывание (тревогу) (Тлс). Другими важными характеристиками являются уязвимость к обходу (преодолению подготовленным нарушителем), дальность обнаружения или длина блокируемого рубежа и потребляемая электрическая мощность. В зависимости от характера зоны обнаружения (ЗО) все СО подразделяются на линейные и круговые (точечные). У первых 30 распределена преимущественно вдоль участка рубежа охраны (до 1 000 м), пересечение которого контролируется, у вторых — вокруг места установки, обнаруживая нарушителя на контролируемой площади (до нескольких гектаров). У линейных СО зона обнаружения может быть сформирована либо с помощью системы кабелей (проводов), распределенных вдоль рубежа, либо посредством сосредоточенных приемников/передатчиков электромагнитного поля (ИК-, УКВ-, СВЧ-диапазона частот), которые устанавливаются и ориентируются на рубеже охраны. У точечных средств ЗО формируется либо автоматически (пассивно), соответствуя изотропности среды передачи полезных сигналов от нарушителя (например, магнитное поле Земли для магнитометрических СО), либо путем кругового сканирования окружающего пространства направленным источником электромагнитного поля.
Считается, что основные ТТХ стационарных СО заметно превосходят характеристики быстроразвертываемых. В основном это относится к наработке на ложную тревогу и вероятности обнаружения. Однако совокупность других характеристик быстроразвертываемых СО обеспечивает им устойчивую конкурентоспособность на рынке технических средств охраны. Актуальность быстроразвертываемых ОС обусловлена необходимостью охраны:
· временных военных и авиабаз, стоянок и блокпостов войсковых подразделений на слабо контролируемой территории, в условиях противодействия вооруженного противника, террористических групп;
· мест временного хранения материальных ценностей, военной техники, вооружения;
· кабельных трасс, путепроводов, нефтепроводов и так далее (при невозможности или нецелесообразности установки стационарных СО);
· мест вероятного преодоления рубежа объекта для усиления надежности стационарного комплекса охраны;
· направлений вероятного передвижения противника (дороги, тропы, овраги и т.д.) в районах вооруженных конфликтов, при проведении спецопераций.
Существенными преимуществами быстроразвертываемых ОС и СО по сравнению со стационарными являются:
· меньшие время развертывания, масса и габариты;
· мобильность, т.е. возможность быстрой переинсталляции СО (изменения конфигурации контролируемой территории) в зависимости от изменений обстановки, благодаря чему достигается максимальная эффективность охраны;
· возможность установки на неподготовленной в инженерном отношении местности;
· как правило, малозаметность или маскируемость;
· автономное питание и радиоканал (УКВ, GSM) для передачи информации;
· наличие нескольких переносных пультов отображения информации, обеспечивающих оперативность управления ОС;
· отсутствие или минимум технического обслуживания в течение времени работы.
Быстроразвертываемые средства обнаружения решают две коррелированные, но в то же время различные основные задачи: Во-первых, осуществляют малозаметное сигнализационное блокирование временного периметра объекта, обнаруживая нарушителей, пересекающих рубеж; Во-вторых, ведут скрытную инженерно-техническую разведку на контролируемой площади (в местах вероятного появления противника), сигнализируя о появлении нарушителей, в том числе о численности, направлении движения, классифицируя объекты (например, человек – группа, колесное – гусеничное транспортное средство).
Соответственно, по назначению они могут быть разделены на две большие группы – рубежно-сигнализационные и разведывательно-сигнализационные, хотя в некоторых случаях СО могут использоваться по двойному назначению (например, сейсмические, ИК-пассивные). Быстроразвертываемые охранные системы также можно разбить на эти же группы. За рубежом существует несколько охранных систем с расширенными охранными функциями (например, TASS, используемая для охраны военных баз в Юго-Восточной Азии), которые решают обе задачи. Однако их скорее можно отнести к интегрированным охранным комплексам, обладающим большими возможностями (спутниковая связь, привязка к местности, разветвленная ССОИ и т.п.), но их полное развертывание, хотя и осуществляется на порядок быстрее обычных стационарных комплексов, занимает несколько суток. Классификационные характеристики быстроразвертываемых ОС и СО представлены в табл. 1.1.
Таблица 1.1.
Тактико-технические характеристики быстроразвертываемых охранных систем и средств обнаружения.
Назначение
Характеристики
Быстроразвертываемые ОС, СО
Рубежно-сигнализационные
Разведывательно-сигнализационные
Вероятность обнаружения нарушителя (в зависимости от типа СО)
0,9 – 0,98
0,4 (проводно-обрывное)
0,8 – 0,95
Время развертывания СО, мин, не более
5 – 30
0,5 – 3
Время развертывания ОС, мин, не более
5
1
Масса СО, кг, не более
30
3
Количество циклов развертывания/свертывания, не более
500
100
Длина (радиус) зоны обнаружения СО, м.
300
3 – 50
Передача информации
Провод (кабель), радиоканал УКВ
Радиоканал УКВ, GSM, спутниковая связь
Дальность передачи информации до ПУИ, км.
2
50
Электропитание
Централизованное или автономное: аккумуляторы, батареи, солнечные батареи
Автономное: аккумуляторы, батареи
Время непрерывной работы СО от батареи, сутки.
10
60(90)
Состав ОС (типично)
1) СО
2) Блок питания (к СО)
3) Радиопередатчик (к СО)
4) Переосной ПУИ с ЖК-дисплеем
1) СО с автономным питанием и радиопередатчиком
2) Радиотранслятор с автономным питанием
3) Переносные ПУИ
4) Главный ПУИ
Важнейшее отличие двух групп заключается в том, что основные ТТХ рубежных СО превосходят характеристики разведывательных в силу более «мягких» требований к массогабаритам, энергопотреблению, времени развертывания, регулировке и т.п. Поэтому в разведывательно-сигнализационной охранной системе решение об идентификации события обнаружения (нарушитель/помеха) принимает, как правило, оператор, который находится у главного или мобильного ПУИ. В рубежно-сигнализационной ОС тревога может инициироваться автоматически.
По принципу действия быстроразвертываемые СО делятся на две группы: активные, которые применяются, в основном, в рубежно-сигнализационных ОС, и пассивные. В первых нарушитель обнаруживается по его взаимодействию со специально сформированным электромагнитным полем (например, по принципу радиолокации); такие СО не обладают радиомаскируемостью, потребляют повышенную мощность, однако обладают в целом более высокими основными ТТХ и возможностями по совершенствованию. Вторые обнаруживают нарушителя по вносимым им изменениям в существующее физическое поле (например, магнитное поле Земли — для магнитометрических СО), обладают радио- и, как правило, визуальной маскируемостью (установка в грунт).
Объекты обнаружения быстроразвертываемых СО — это, прежде всего, вооруженные люди, транспорт, боевая техника. Величинами, характеризующими «полезные» (обнаружительные) свойства цели, являются:
· магнитный дипольный момент, величина которого в грубом приближении пропорциональна присущей массе ферромагнитного вещества – для магнитометрического СО;
· тепловой контраст, температура и площадь поверхности цели – для пассивного инфракрасного;
· вес и особенности движения — для сейсмического;
· избыточное звуковое давление (P), обусловленное движением нарушителя — для акустического;
· эффективная площадь рассеивания (Sр) цели — для радиолучевых;
· объем (V) и проводимость (r) цели — для радиоволнового (ЛВВ) и проводно-волнового;
· случайные параметры движения нарушителя — для проводно-обрывного.
Практически для всех СО значимым параметром является скорость движения цели, которая опосредованно влияет на ее обнаружение. Чем выше скорость, тем больше вероятность обнаружения нарушителя.
Вследствие разброса «полезных» свойств целей, естественного уменьшения (расхождения) сигналов при удалении и помеховом влиянии физической среды их распространения, для каждого типа средств существуют ограничения на сигнализационную надежность. Основными источниками ложных тревог у быстроразвертываемых СО являются животные, сильный ветер в сочетании с близкорасположенной растительностью, молнии при грозе, выпадаемые осадки. Все средства, за исключением ИК (сильный туман), являются всепогодными, однако существуют ограничения на их применение в условиях высокого снежного покрова (И К, радиолучевые), травы (радиолучевые), кустов и деревьев (ИК-активные).
Каждый тип СО имеет свои преимущества и, соответственно, недостатки, поэтому обладает своей потенциальной «нишей» на рынке безопасности. Например, вследствие неустойчивости полезных признаков, проводно-обрывные СО обладают наименьшей сигнализационной надежностью. Несмотря на это, из-за простого устройства и малой стоимости они получили наибольшее распространение в нашей стране, в то время как за рубежом применяются крайне редко (система MIDS).
Сравнительно высокая потребляемая мощность рубежно-сигнализационных СО обусловливает их применение как с традиционными автономными источниками питания (батареи, аккумуляторы), так и с проводным централизованным питанием (необходима гальваническая развязка) и посредством солнечных батарей. Такие серийно изготавливаемые батареи (например, Siemens), подзаряжающие обязательный аккумулятор, обеспечивают типично десятки ватт мощности, что вполне достаточно для работы любого СО. Естественно, такое техническое решение проблемы питания не является универсальным из-за климатических ограничений (мороз, снег, многодневные дожди).
Большинство быстроразвертываемых СО с автономным питанием не удовлетворяют требованиям стандарта по работоспособности при пониженной температуре (по военному стандарту США — до -40° С, России — до -50° С) в основном из-за применяемых источников питания. Это обусловлено снижением емкости батарей при понижении температуры, а также тем, что большинство прогнозируемых мест потенциального использования ОС находится в странах с умеренным и теплым климатом (Азия, Ближний Восток, Африка). Практически единственной батареей, работоспособной при больших отрицательных температурах, является литиевая батарея на основе диоксида серы (например, производства SAFT, Франция), однако она относительно дорогая. В то же время, применение коммерческих батареек размером АА или типа «Крона» позволяет сделать ОС функционально более гибкими, несмотря на падение емкости у щелочных батареек при температуре ниже -10° С (неработоспособны при -30° С), у никель-кадмиевых — падение в 5 раз при температуре -30° С.
Быстроразвертываемые разведывательно-сигнализационные охранные системы (ОС) в зависимости от области применения можно условно разделить на две группы — «военные» и «гражданские». Основная задача первых — скрытная инженерно-техническая разведка на неконтролируемой территории (в том числе, при военных действиях), в зоне вероятного передвижения противника (тропы, дороги, ложбины). Такие ОС предназначены в основном для скрытного обнаружения, счета, классификации и определения направления передвижения живой силы и самодвижущейся техники, передачи по радиоканалу данных на пульты управления и индикации (ПУИ), которые могут быть удалены на десятки километров. Средства обнаружения (СО) и ретрансляторы систем могут комплектоваться устройствами самоуничтожения, срабатывающими, например, при попытке демонтажа или разряде источника питания. Установка СО в некоторых системах может осуществляться вертолетами с воздуха либо с помощью артиллерии.
Основные задачи, решаемые «гражданскими» ОС, — скрытное обнаружение нарушителей в местах, где стационарная ОС по каким-либо причинам не установлена, либо усиление охраны периметра в отдельных зонах. Они обнаруживают вторжение людей и транспорта, передают и отображают сигнал тревоги на расстоянии до 1 км. Развертывание систем осуществляется вручную. Различное назначение обусловливает различную структуру, состав, характеристики, стоимость «военных» и «гражданских» систем и соответствующих СО, хотя не исключается их «перекрестное» применение.
Пожалуй, единственная отечественная «военная» ОС 1К119, являющаяся модернизированным вариантом системы 1К40, в настоящее время находится на вооружении МО. В ее состав входят быстроразвертываемые сейсмические СО, ретрансляторы и ПУИ. На коммерческом рынке система, естественно, недоступна, и вряд ли, даже в «несекретном» будущем, может представлять интерес ввиду того, что ее ТТХ (особенно энергопотребление, массогабариты, стоимость) существенно уступают зарубежным аналогам; кроме того, в ней используется диапазон частот, запрещенный для «гражданки». Другие системы, разрабатывающиеся в свое время в Минатоме (СНПО «Элерон»), МВД, МО и прочих ведомствах, по причинам в основном экономического характера не дошли до серийного производства. Поэтому нижеследующий обзор «военных» разведывательно-сигнализационных систем основан на зарубежных данных.
В состав такой системы входят СО (преимущественно точечные), переносные ПУИ, ретрансляторы, базовый ПУИ.
СО состоит из четырех функциональных частей:
· чувствительный элемент (ЧЭ) или преобразователь регистрируемой физической величины в электрический сигнал;
· блок обработки сигналов на основе микропроцессора, осуществляющий селекцию полезных сигналов от помех;
· передатчик-кодировщик, нагруженный на антенну, передающий информацию о состоянии СО (тревога, неисправность, разряд питания, периодический контроль) на удаленный монитор или ретранслятор;
· источник автономного электропитания (батарея, аккумулятор).
Последние три части конструктивно объединяются в единый модуль передатчика-кодировщика, который заглубляется на 5-10 см или присыпается грунтом с выносом вверх штыревой антенны (четвертьволновой вибратор). ЧЭ, как правило, выносится (с помощью кабеля) на расстояние не менее 0,5 м от модуля и заглубляется в грунт на глубину до 30 см, чтобы избежать помехового влияния подстилающей растительности. ИК-ЧЭ устанавливается на штативе или на дереве и камуфлируется под ландшафт.
Мощность излучения передатчиков колеблется от 0,5 до 2 Вт, что обеспечивает связь на расстоянии от 500 м (в наихудших условиях) до 20 км. Общими параметрами зарубежных ОС являются: диапазон несущих частот — 138-153 МГц с разделением каналов 25 кГц; длительность посылки — 25 мс; количество идентификационных номеров в канале — 64; скорость посылки данных — 1200 бит/с. Радиопосылка обязательно содержит информацию об индивидуальном номере СО и/или группы средств, типе сообщения (тревога, контроль, разряд питания), времени и дате.
Автономный источник питания (напряжением 9 или 12 В) обеспечивает работу СО в течение 30-90 дней с учетом не менее 100 радиопосылок в день, когда отбираемый ток возрастает приблизительно на два порядка с обычных единиц миллиампер. В силу кратковременности посылки это лишь в среднем на 20-30% увеличивает энергопотребление. Ретрансляторы увеличивают дальность действия радиоканала, и в военных комплексах их комплектация обязательна. Переносной ПУИ с ЖК-монитором (как правило, одноканальный) воспринимает и визуализирует радиопосылки. Информация может автоматически пересылаться на базовый ПУИ (многоканальный), выполненный в современных системах на базе персонального компьютера, обеспечивая возможность спутниковой связи и привязки к местности с помощью GPS.
Таблица 1.2.
ТТХ разведывательно-сигнализационных охранных систем НАТО.
Система
Характеристика
REMBASS (R) AN/GSQ-187 (США)
CLASSIC (C) (Великобритания)
MIDS
AN/GSQ-263 (США)
TRSS-5
AN/GSQ-261 (США)
R
R-1
IR
R-2
С-RGS
С
С-2000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Фирма-разработчик (интегратор)
Martin-Marietta
Systems-East
L-3 Communication
Racal
Thales Def.
Сom.
Sandia (Qual-Tron)
Martin-Locheed
Год окончания разраб./ начала эксплуат. (приблизит.)
71/73
81/85
95/99
2001/
80/82
89/91
99/2000
95/
92/
Состав комплекса, СО: С — сейсмическое (точечное), СК — сейсмическое (кабель), М — магнитометрическое, ИК — инфракрасное (пассивное), А — акустическое, 0 — обрывное, Р — радиотехническое
С, М
СК,
ИК
А, Р
С+АС+МО
С+А, СК,
М,
ИК
С+А,
М,
ИК
С+А, М,
ИК,
С,
ИК
С, СК, М, ИК
С, СК,
М, ИК
С, М, О,
ИК (пасс./ актив.)
С, М,
ИК, лазер (лидар)
Радиопередатчик СО
+
DT-561(2,5)
DT-561А
+ (2,5)
ТА 2741
TA 2781
+
MXMT
ETU
ПУИ базовый (мультиканальный)
-
+
+
+
-
-
-
+
+
ПУИ переносной (в работе 1 канал)
+
R2016/GSQ
AN/PSQ-7
+
RTA2746
RA2786
RA4310
MPDM
AN/USQ-46В
Ретранслятор ВЧ
+
RT1175/
GSQ
RT1175А/
RT1175/C
+
RTA2785
ТА 4312
MRLY-1
RE-1162 USQ-121
Передатчик GSM (подкл. к ПУИ)
—
—
—
+
—
—
RTA4311
—
—
Компьютер (интерфейс ПУИ)
—
—
+
+
—
МА 2775
+
+
+
Радиоканал: частота, МГц
162174
138-153
138-153
138-153
68-174
148-155
138-153
138-153
138-153
Разделение каналов, кГц
18
25
25
25
25
25
25
25
25
Кол-во используемых каналов
640
599
599
599
8
32
599
599
Мощность ретранслятора, Вт
2
2
3
3
2(7)
10
Мощность ВЧ СО, Вт
2
2
2
2
1,5
1
0,5
1
2
Длительность посылки, мс
25
25
25
25
330
331/25
25
25
Скорость передачи информации, бит/с
1200
1200
1200
1200
1200
Чувствительность приемника ПУИ
3 мкВ
-117дБм
1,4µV
-107дБ
-112дБм
Кол-во адресов (на 1 канал,контроль 1 переносного ПУИ)
В наборе средств обнаружения, входящих в состав представленных систем, сейсмическое, как правило, является базовым, поскольку полностью маскируется (кроме, естественно, антенны высотой примерно 50 см), обеспечивая большую дальность обнаружения целей и их классификацию (человек — колесный — гусеничный транспорт). Тем не менее, на болотистых грунтах и сыпучих песках сейсмическое средство практически неработоспособно.
Акустическое СО (максимальная обнаружительная способность) ввиду неудовлетворительной помехоустойчивости самостоятельно не используется, но для увеличения достоверности обнаружения радиопосылка может включать реализацию акустического сигнала (REMBASS). ИК-пассивное СО определяет направление перемещения целей по последовательному появлению в двойном угле зрения (2-3°), его ЧЭ построен на основе сдвоенного дифференциального пироэлектрика. Средство неработоспособно при растительности в поле зрения, а также в сильный туман или снегопад, при сильном дожде его дальность обнаружения уменьшается. Магнитометрическое СО, несмотря на то, что существенно уступает в обнаружительной способности другим средствам, включается в состав ОС, поскольку:
· его обнаружительная способность не зависит от климатогеологических условий;
· оно обладает самой высокой наработкой на ложную тревогу вследствие узкого класса значимых помех (в основном грозы), выдает минимум ложных радиопосылок;
· обнаружение по наличию ферромагнитного металла обеспечивает отстройку от главного помехового фактора быстроразвертываемых СО — диких животных;
· оно достоверно определяет направление перемещения нарушителя, используя принцип монотонного вращения вектора наведенного магнитного поля.
Другие средства обнаружения реже включаются в состав разведывательно-сигнализационных систем по тактическим ограничениям. Например, для радиотехнических — это отсутствие радиомаскировки, для проводнообрывных (или обрывных) — это низкие основные ТТХ. Лазерное лучевое СО, например типа Skorpion (Protect Armored Products), обладающее дальностью обнаружения до 500 м и работающее от 9-вольтовой батарейки 60 суток, требует «чистого» поля зрения, проводной линии связи.
В табл. 1.2. представлены основные ТТХ зарубежных разведывательно-сигнализационных ОС военного применения: MIDS, TRSS, REMBASS (США) и CLASSIC (Великобритания), по двум последним (наиболее распространенным) дана ретроспектива, прослеживающая их развитие. Все охранные системы имеют специфичные особенности, позволяющие, несмотря на конкуренцию, занимать свою нишу на рынке.
Система TRSS предназначена в основном для временной охраны дальних подступов к военно-морским объектам. Передача сигнала может происходить в двух диапазонах частот — 138-153 и 311-313 МГц. Имеет в своем составе переносные ПУИ с ЖК-дисплеем, а также базовый ПУИ на основе компьютера, который может располагаться на автомобиле. На дисплее базового ПУИ отображается карта местности, на которую позиционируются СО. В количестве от 2 до 5 они располагаются вдоль каждого вероятного направления передвижения.
MIDS представляет, по сути, упрощенную TRSS (и встраиваемую в нее) систему, где упор делается на минимизации массогабаритных характеристик, энергопотребления, стоимости (СО — не более 550 у.е., ретранслятора — 1200 у.е., переносного одноканального ПУИ — 900 у.е., переносного многоканального ПУИ с компьютерным интерфейсом — 4000 у.е.). Дальность действия радиоканала меньше, нет отдельных радиотрансляторов (любое СО может быть таковым), мониторинг осуществляется оператором непрерывно вручную. В состав ОС входит ИК-активное СО (дальность — 30 м, продолжительность работы — до 20 дней), обрывное СО (250 м). Каждые 10 минут осуществляется контроль работоспособности СО и «незаглушенности» радиоканала. Радиоканал обслуживает до 1000 СО, один ретранслятор способен воспринимать и передавать сигналы с 60 СО.
Характерной особенностью CLASSIC-2000 являются: возможность связи переносного одноканального ПУИ с базовым многоканальным ПУИ и другими устройствами (пейджеры, телефоны) посредством GSM-модуля; трансляционный режим работы любого СО, подключенного к переносному ПУИ (передача информации базовому ПУИ на другой несущий); использование пьезокабеля (длиной до 500 м) в качестве быстроразвертываемого ЧЭ сейсмического СО. Радиопосылка длительностью 0,33 с содержит не менее 512 бит информации о номере СО, дате, времени, виде сообщения (тест, тревога, неисправность, разряд питания, контроль), признаке тревоги (классификация, направление). Тестовый сигнал инициируется средством при отсутствии других сигналов один раз в течение 1-24 часа, причем время между последовательными посылками изменяется квазислучайным образом, чтобы затруднить шумоподавление.
Система REMBASS (США) модернизируется на протяжении более 30 лет и является на сегодняшний день наиболее совершенным и концептуально законченным изделием. Сейчас заканчиваются испытания ее четвертой модификации (REMBASS-2), в то время как предыдущая версия (IREMBASS) в 2002 году была признана в США одним из самых эффективных военных продуктов hi-tech, предназначенных для обеспечения безопасности и борьбы с терроризмом (USA 2002 Grace Hopper Government Technology Leadership Award). СО запитываются от литиевых (12В) либо от АА-щелочных или никель-кадмиевых батареек. В последней версии системы анонсируются уникальные возможности ОС: управляемые СО (режим обмена информацией); метеорологический датчик; обнаружение и классификация самолетов/вертолетов; получение «образа» нарушителя и траектории движения техники; связь через спутник; мультиканальные ретрансляторы.
Прослеживаются следующие тенденции развития зарубежных «военных» ОС:
· использование однотипных радиоканалов с целью интеграции различных СО;
· применение специализированных микромощных микропроцессоров;
· микроминиатюризация СО благодаря применению интегральных преобразователей, более энергоемких источников питания;
· расширение пользовательского интерфейса (GSM, GPS, космическая связь).
С развитием данного класса техники, несмотря на существенное уменьшение массогабаритов и потребляемой мощности, основные ТТХ СО (достигнутые в начале 80-х годов) не изменились. Это обусловлено физическими ограничениями процесса пассивного обнаружения на фоне шума ввиду резкого убывания полезного сигнала с увеличением расстояния до нарушителя. В табл. 1.3. показаны ТТХ основных средств обнаружения в составе «военных» охранных систем.
Таблица 1.3.
ТТХ сигнализационно-разведывательных СО в составе охранных систем.
Компоновка СО: Е – един. конструктив, В – вынос. ЧЭ
Е (магннит.)
В
В
В
Е (магннит.)
В
Е (сейсм.), В
В
Габариты СО, см + выносного ЧЭ
28х14х5
14х12х5+12х0,7х0,25
25х4х10+Æ3х10
12х12х5
10х8х3,8+7х4х2
15х14х9х+15х5х7
Объем СО, л +выносного ЧЭ
2,0
0,7+0,2
1,0+0,1
0,75
0,3+0,5
1,8+0,4
Вес СО, кг + вынос ЧЭ
Сейсмическое
ИК
Магнитометрическое
1,6-1,8
1,0+0,1
1,3+0,3
0,85
0,31
0,31+0,18
0,31+0,1
2,5+0,27
2,5+0,55
2,5+1,3
Время непрерывной работы, суток (р/п в сут.)
90 (1000)
90 (1000)
90 (1000)
50 (100)
60
30
Питание (В)
12
12
12
12
9
6
Новые зарубежные военные разведывательно-сигнализационные охранные системы недоступны на рынке. Устаревшие на десять и более лет системы (например, REMBASS) продаются в странах, дружественных НАТО. Их использование в РФ требует разрешения в Комиссии по радиочастотам. Малая длительность и периодичность радиопосылок предоставляют возможность несанкционированного применения вдали от города (более 10 км) и от предприятий, использующих УКВ (аэропорты, узлы связи).
Коммерчески доступные разведывательно-сигнализационные ОС предназначены как для решения различных военно-полицейских задач, так и для временной охраны гражданского имущества, организации скрытных или малозаметных охраняемых рубежей на подступах к жилищу, складу и т.д. ТТХ наиболее известных ОС гражданского или двойного назначения приведены в табл. 1.4.
Охранная система «Радиобарьер» фирмы «Альтоника» представляет интерес, поскольку обладает надежным радиоканалом, разрешенным к использованию Комиссией по радиочастотам. Конструкция – простая и надежная, узлы способны к модернизации.
Радиоканал с параметрами, соответствующими мировому стандарту, отработан на известной системе радиосигнализации Риф Ринг-701. К недостаткам системы следует отнести низкую помехоустойчивость сейсмического СО (порядка нескольких часов) и невозможность использования вблизи кустов и деревьев вследствие:
· неудачной конструкции ЧЭ (единый конструктив с СО), устанавливаемого на грунт, где он подвержен усиленному действию ветра, дождя, растительности и т.п.;
· примитивности алгоритма обработки информации (счет импульсов, АРП), построенного на жесткой логике.
Другими недостатками являются: недостаточно большая дальность радиоканала, меньшая обнаружительная способность, повышенное потребление электроэнергии, наличие демаскирующей V-образной антенны (вместо штырьевой), неудовлетворительный рабочий диапазон по отрицательной температуре. При возможной модернизации системы эти недостатки в большей степени могут быть преодолены. Несмотря на потребность подобных систем (например, при охране троп в Чечне), государственные структуры не проявляют пока должного интереса к этой перспективной разработке.
Новая отечественная быстроразвертываемая ОС «КСМ» (НИКИРЭТ) интересна как попытка совместить в одном изделии СО разведывательного и рубежного предназначения. Выносные ЧЭ четырех типов стыкуются со стандартным блоком обработки или передатчиком. Время развертывания точечных средств (однопозиционное радиотехническое, сейсмическое) не превышает 1 мин, линейных средств (обрывное, проводноволновое) – не более 12 мин. ПУИ состоит из блока отображения информации (объем 0,3 л), блока приемного (объем 1,9 л) и блока автономного питания (объем 0,5 л) общим весом свыше 3 кг. Передача информации осуществляется по проводам и по радиоканалу в двух диапазонах частот; для использования диапазона 146-174 МГц необходимо получение разрешения. Компоновка СО предполагает выносные преобразователи — ЧЭ (до двух на каждый блок). Основными недостатками системы являются: неудовлетворительные массогабаритные характеристики, большое энергопотребление, не совсем удачная конструкция (например, ПУИ состоит из трех частей). Вследствие ограничений на применение вызывает вопрос ее пригодности на неподготовленной местности, в различных климатических условиях. Например, сейсмическое СО резко ухудшает свою работоспособность при высоте снежного или растительного покрова более 0,5 м. Тем не менее, при модернизации системы, направленной на уменьшение массогабаритов, применении импортных источников питания и комплектующих можно ожидать существенного расширения области применения.
Охранная система Stealthguard (другое название – Autoguard) производства Sensor Electronics Ltd. (Великобритания, дистрибьютор в РФ – «БИС Инжиниринг») является изделием гражданского назначения. ИК-пассивные СО с уникально малым энергопотреблением (5 мкА – в дежурном режиме, 15 мА – в режиме передачи сигнала тревоги) оснащаются двумя литиевыми батарейками при изготовлении и служат от 3 до 10 лет, в зависимости от интенсивности радиопосылок. Зона обнаружения (ЗО) представляет собой «штору» длиной до 30 м с углом расхождения 7°. СО устанавливаются (на высоте 1,5…2 м) и ориентируются в нужном направлении, при условии отсутствия предметов «затенения». Антенна (четвертьволновой вибратор) размещена на корпусе СО, который выполнен из ударопрочного полистирола черного или зеленого цвета (для камуфлирования среди деревьев). При тревоге или разряде батареи посылается соответствующая посылка, которая отображается на ПУИ. К недостаткам системы можно отнести высокую стоимость, отсутствие контроля радиоканала, а также все, что связано с применением пассивных ИК СО (невысокую помехоустойчивость в условиях окружающей растительности, снижение обнаружительной способности в туман или сильный снег). Тем не менее, ОС Autoguard является весьма перспективной и конкурентоспособной на рынке технических средств охраны (ТСО).
Сейсмическая радиоохранная система AN/TRC-3A фирмы Dorsett Electronics (США) – пример простейшего изделия с минимальной стоимостью, которое каждый способен применить для охраны, например, своего земельного участка. Сейсмические СО (до четырех на ПУИ) устанавливаются на грунт, выносные (на 2,5 м) геофоны – в грунт и обнаруживают движение нарушителя в радиусе до 40 м (автотранспорта и техники – до 200 м). Чувствительность можно регулировать (5 положений). В качестве ПУИ может использоваться стандартный приемник, работающий в диапазоне 129-150 МГц, воспринимающий различные тоновые, импульсные посылки СО на определенной частоте. Каждое СО комплектуется двумя 9-вольтовы-ми батареями, поддерживающими работоспособность в течение четырех и более суток. Функции контроля работоспособности отсутствуют. Помехоустойчивость такой системы невысока (до 5 и более ложных срабатываний в сутки), тем не менее, она востребована на зарубежном рынке.
Быстроразвертываемая радиоохранная система EIDS (Eagle Telonics, США) имеет двойное назначение и доступна за рубежом. Она используется полицейскими и охранными службами США, частными лицами для сигнализационного блокирования участков границ, охраны лесов, парков, государственных и частных земельных владений. В ее состав дополнительно входят ретрансляторы, программатор для настройки, мини-принтер для протоколирования событий. Выносные ЧЭ (сейсмический, магнитометрический, ИК-пассивный, ИК-активный, обрывной, давления) стыкуются с процессором/передатчиком трех видов, в зависимости от тактики применения:
· РТ-100 (объем 17 л, вес 5,4 кг, программируемая мощность радиопередачи 1,5 или 5 Вт, 2 батареи MN-918 обеспечивают питание 12 В и работоспособность в течение 1 года, ток в дежурном режиме – 1,5 мА, в режиме передачи – до 2,5 А), может подключаться 4 различных ЧЭ, температурный диапазон от -30 °С;
· РТ-200 (объем 2,4 л, вес 1,9 кг, выходная мощность 2,5 Вт, 8 батарей MN-1604 обеспечивают питание 9 В, ток в дежурном режиме – 0,75 мА, в режиме передачи – 1,5 А), может подключаться 3 различных ЧЭ, температурный диапазон от -20 °С;
· РТ-310 (объем 0,57 л, вес 0,46 кг, выходная мощность 1,5 Вт, 2 батареи MN-1604 обеспечивают питание 9 В, ток в дежурном режиме – 0,1 мА, в режиме передачи – 0,45 А), может подключаться 1 ЧЭ, температурный диапазон от -20 °С.
Выходная мощность ретранслятора RP-301 программируется (1,5/5 Вт), он может принимать и передавать также голосовые посылки (длительностью до 16с), ток потребления равен 45 мА. Вес ретранслятора – 6,7 кг, объем – 17 л.
ПУИ RM-201 (вес 1,6 кг) предназначен для работы на 10 частотах (каналах) с разделением 12,5 кГц, чувствительность составляет 0,3 мкВ. Питание 9 В (ток 25 мА) обеспечивают перезаряжаемые никель-кадмиевые аккумуляторы. Имеет энергонезависимую память на 250 последних событий, содержащих информацию о дате и времени, идентификационном номере датчика, виде (тревога, неисправность, разряд питания).
Точечные сейсмические ЧЭ (геофоны) диаметром 35 мм и длиной 130 мм (вес 450 г) снабжены кабелем с двумя разъемами длиной 7,5 м. Они могут стыковаться между собой, образуя сейсмолинию длиной до 120 м, с помощью которой возможно блокировать более 130 м рубежа периметра. Магнитометрические ЧЭ (вес 130 г, объем 0,12 л) используются по одиночке, а объединенные в пару – определяют направление движения нарушителя. Имеются ИК-пассивные ЧЭ двух типов: первый (объем 0,07 л, вес 57 г) обнаруживает человека и транспорт на расстоянии 30… 50 м, прост в установке, хорошо камуфлируется; второй (объем 2 л, вес 1,35 кг) обнаруживает человека на расстоянии до 110м (транспорт – 150 м), обладает повышенной помехоустойчивостью.
Чувствительность и другие параметры алгоритма обнаружения устанавливаются с помощью программатора. Система производит классификацию обнаруженных целей по принципу «человек/транспорт» (сейсмика), определяет направление движения (магнитометр, ИК). Каждое СО имеет релейный выход для запуска видеокамеры, чтобы верифицировать события тревоги. Система EIDS обладает расширенными возможностями, ее корректное применение возможно только квалифицированным персоналом; требуется также согласование мощности и диапазона радиочастот. К недостаткам можно отнести повышенную стоимость, сравнимую со стоимостью военных систем.
Суммируя вышесказанное, можно заключить, что отечественные быстроразвертываемые разведывательно-сигнализационные ОС и по номенклатуре, и по ТТХ, и даже по стоимости серьезно уступают зарубежным изделиям. Одной из главных причин является технологическое отставание, особенно в части ЧЭ, специализированных микропроцессоров, источников питания, радиоканала. К примеру, не существует соответствующего отечественного точечного магнитометра, в то время как на Западе они доступны (кольцевые феррозонды с импульсной накачкой) и разрабатываются новые (магниторезисторы). ИК-технологии тоже во многом утрачены, и только сейсмические ЧЭ (изготавливаемые, например, в Уфе) приближаются к зарубежным геофонам. Если в ближайшие 2-3 года со стороны, прежде всего, государства данному направлению ТСО не будет оказана поддержка (НИОКР), то об отечественных конкурентоспособных системах можно будет забыть надолго, а вакуум заполнится импортной техникой, и не всегда лучшей (Китай).
1.
9. Рубежно-сигнализационные ОС и средства обнаружения.
В разделении быстроразвертываемых рубежно-сигнализационных ОС на «военные» или «гражданские», по-видимому, нет необходимости. Практически все зарубежные изделия доступны на рынке, за исключением некоторых новейших ноу-хау, например радиолучевой системы TMPS-21300 (Perimeter Products, США), предназначенной для охраны «колпака» пространства (радиусом до 80 м) над стационарным военным объектом от проникновения по суше или воздуху. Основная задача тех и других систем охраны и СО — временная и быстрая организация охраны рубежей объектов, мест дислокации людей и ценностей, сигнализация о вторжении диверсантов, воров и других нарушителей.
Таблица 1.4.
ТТХ гражданских разведывательно-сигнализационных ОС.
Компоновка СО: Е – един. конструктив, В – вынос. ЧЭ
Е (магннит.)
В
В
В
Е (магннит.)
В
Е (сейсм.), В
В
Габариты СО, см + выносного ЧЭ
28х14х5
14х12х5+12х0,7х0,25
25х4х10+Æ3х10
12х12х5
10х8х3,8+7х4х2
15х14х9х+15х5х7
Объем СО, л +выносного ЧЭ
2,0
0,7+0,2
1,0+0,1
0,75
0,3+0,5
1,8+0,4
Вес СО, кг + вынос ЧЭ
Сейсмическое
ИК
Магнитометрическое
1,6-1,8
1,0+0,1
1,3+0,3
0,85
0,31
0,31+0,18
0,31+0,1
2,5+0,27
2,5+0,55
2,5+1,3
Время непрерывной работы, суток (р/п в сут.)
90 (1000)
90 (1000)
90 (1000)
50 (100)
60
30
Питание (В)
12
12
12
12
9
6
Охраняемые рубежи (преимущественно замкнутые) могут быть на местности со сложным, неподготовленным ландшафтом. Передача информации от СО на ПУИ (удаление до 1-2 км) может осуществляться по радиоканалу или по проводной линии, соответственно, питание СО может быть автономным или централизованным. Средства могут встраиваться в стационарные системы охраны. Как правило, ретрансляторы в таких системах не нужны, классификация целей не требуется. СО представляет собой устройство, стыкуемое либо с радиоканальным блоком (передатчик-кодировщик), либо по проводной линии связи – непосредственно с ПУИ.
Выпускаемые серийно, конструкционно-законченные отечественные быстроразвертываемые ОС описаны в технической литературе, основаны преимущественно на двухпозиционном радиолучевом (СВЧ) принципе обнаружения – «Витим» (СНПО «Элерон») и его производные. К зарубежным аналогам можно отнести TMPS-21 100, M.I.L. PAC 300 (США). Другие принципы обнаружения встречаются реже, поскольку имеют худшую обнаружительную способность и помехоустойчивость. В табл. 1.5 сведены основные ТТХ известных рубежно-сигнализационных ОС, построенных на двухпозиционном радиолучевом принципе обнаружения.
Компоновка СО: Е – един. конструктив, В – вынос. ЧЭ
Е (магннит.)
В
В
В
Е (магннит.)
В
Е (сейсм.), В
В
Габариты СО, см + выносного ЧЭ
28х14х5
14х12х5+12х0,7х0,25
25х4х10+Æ3х10
12х12х5
10х8х3,8+7х4х2
15х14х9х+15х5х7
Объем СО, л +выносного ЧЭ
2,0
0,7+0,2
1,0+0,1
0,75
0,3+0,5
1,8+0,4
Вес СО, кг + вынос ЧЭ
Сейсмическое
ИК
Магнитометрическое
1,6-1,8
1,0+0,1
1,3+0,3
0,85
0,31
0,31+0,18
0,31+0,1
2,5+0,27
2,5+0,55
2,5+1,3
Время непрерывной работы, суток (р/п в сут.)
90 (1000)
90 (1000)
90 (1000)
50 (100)
60
30
Питание (В)
12
12
12
12
9
6
Из отечественных ОС, прежде всего, необходимо отметить систему «Витим», она появилась первой, стоит на вооружении Министерства обороны, пограничной службы РФ. Ее несомненными достоинствами являются удачная конструкция, надежность. К недостаткам следует отнести очень высокую погонную стоимость (более 40 у.е./м), устаревший источник питания, выстраивание рубежа охраны только в линию без разрыва, а также общий недостаток для известных двухпозиционных радиолучевых систем – неровности ландшафта в зоне обнаружения (ЗО) и высота подстилающей поверхности (трава, кусты) не должны превышать 0,3 м. В силу этого на местности трудно реализовать потенциальную дальность обнаружения.
Кроме того, даже обеспечивая максимальную длину замкнутого охраняемого периметра в 1 км, отнесение рубежа обнаружения не более чем на 150 м от объекта охраны (стоянка воинского подразделения, склад) не обеспечивает необходимого времени упреждения при быстрых штурмовых действиях нападающих.
К сожалению, за 1 5 лет система «Витим» не модернизировалась, и сейчас ее конкурентоспособность близка к минимуму, поскольку на рынке появились более дешевые системы. Однако в конструктивном плане и надежности эти системы пока проигрывают «Витиму». У системы «Мобиль-РЛД» позиционируется длина ЗО, которую затруднительно реализовать на практике, кроме как в аэропортах. С этой точки зрения более рациональный подход у систем производства «Юмирс» и «Охранная техника». Однако используемый здесь радиоканал 433 МГц (разработка «Альтоники») обладает малой дальностью действия, в отличие от зарубежного 1 50 МГц. ОС «Фортеза-12» имеет суженный диапазон рабочих температур, ограничивающий ее применение. К недостаткам можно отнести и неполный контроль работоспособности этих изделий.
Зарубежные системы TMPS-21 100, M.I.L. PAC 300 и другие имеют высокую погонную стоимость и, как правило, обладают более высокой обнаружительной способностью и помехоустойчивостью. Применяются преимущественно на инженерно-подготовленном ландшафте (базы, аэропорты). В них могут использоваться солнечные батареи, осуществляющие подзарядку встроенных аккумуляторов. Их эксплуатационная надежность и эргономика также в лучшую сторону отличаются от отечественных изделий. Увеличение конкурентоспособности отечественных ОС может идти в направлении повышения надежности и расширения пользовательского интерфейса.
В табл. 1.6 представлены ТТХ рубежно-сигнализа-ционных СО, обладающих способностью быстрого развертывания на местности, построенных на других принципах обнаружения: ИК-активном, радиолучевом однопозиционном, проводноволновом и линии вытекающей волны (ЛВВ).
Быстроразвертываемое СО «БИНОМ-2П», работа которого основана на эффекте ЛВВ, предназначено для охраны замкнутых периметров временных объектов радиусом до 60 м. Два фланга кабельного ЧЭ (коаксиальный кабель с перфорированным экраном), подключаемого к УКВ-передатчику, устанавливаются на грунт, окружая объект. Посередине него на консоли располагается приемник – антенна ПУИ высотой до 6 м. Вторжение нарушителя в ЗО вызывает сигнал тревоги. К недостаткам СО можно отнести чувствительность к виду подстилающей поверхности и климатическим помехам, вызывающим изменение проводимости среды (дождь, снег), малый радиус отнесения рубежа охраны (времени на реагирование нет), возможность уничтожения антенны или «заглушки» диапазона УКВ, отсутствие радиоканала, невозможность комплексирования. Тем не менее, в некоторых случаях эти недостатки перевешивают такие очевидные преимущества, как быстрота монтажа, относительно невысокая стоимость.
Зарубежный ЛВВ – аналог типа ENCLOSURE PSP-200 – представляет собой быстроразвертываемую ОС, обладающую возможностью четырехкратного наращивания длины сигнализационного блокирования с обычных 4 зон (200 м). Каждая зона обеспечивается радиоканалом. По сравнению с «Биномом», данная система имеет радиоканал, большую обнаружительную способность (характеризуемую, в том числе, минимальной скоростью вторжения), меньшие массогабариты и возможность работы в автономном режиме от встроенного аккумулятора.
Компоновка СО: Е – един. конструктив, В – вынос. ЧЭ
Е (магннит.)
В
В
В
Е (магннит.)
В
Е (сейсм.), В
В
Габариты СО, см + выносного ЧЭ
28х14х5
14х12х5+12х0,7х0,25
25х4х10+Æ3х10
12х12х5
10х8х3,8+7х4х2
15х14х9х+15х5х7
Объем СО, л +выносного ЧЭ
2,0
0,7+0,2
1,0+0,1
0,75
0,3+0,5
1,8+0,4
Вес СО, кг + вынос ЧЭ
Сейсмическое
ИК
Магнитометрическое
1,6-1,8
1,0+0,1
1,3+0,3
0,85
0,31
0,31+0,18
0,31+0,1
2,5+0,27
2,5+0,55
2,5+1,3
Время непрерывной работы, суток (р/п в сут.)
90 (1000)
90 (1000)
90 (1000)
50 (100)
60
30
Питание (В)
12
12
12
12
9
6
Отечественное бысторазвертываемое проводно-волновое СО «Газон» не имеет, как утверждают разработчики НИКИРЭТ, зарубежных аналогов. Один луч ЧЭ в виде изолированного провода устанавливается на легкие изоляционные стойки или даже ветви деревьев, другой – кладется на грунт и формирует таким образом объемную зону обнаружения, которую обычному нарушителю трудно обойти. К его несомненным достоинствам можно отнести низкую (можно сказать – минимальную) погонную стоимость при удовлетворительных ТТХ (вероятность обнаружения – не менее 0,9, средняя наработка на ложную тревогу – не менее 100 ч), возможность развертывания на неподготовленной местности, в том числе в лесу. С другой стороны, отсутствие встроенного аккумулятора и радиоканала, невысокая помехоустойчивость и конструкционные недостатки ограничивают применение этого, несомненно, перспективного изделия. В настоящее время проводится серьезная работа по его модернизации.
Однопозиционные радиолучевые СО, даже в отсутствие радиоканала и автономного электропитания, потенциально обладают свойством быстрого развертывания на местности и, как показывает практика, могут применяться для сигнализационного блокирования участков периметра протяженностью до 100 м. Зарубежные изделия, разработанные фирмами Southwest Microwave (Model 375, дальность – 60 м, 10 ГГц; Model 385, дальность - 120 м, 24 ГГц), RACON (Model 21200, дальность - 45 м, 5,8 ГГц), CIAS (Armidor, дальность – 20 м, 24 ГГц) и другими, имеют несомненные технические преимущества по сравнению с отечественными изделиями. Однако их стоимость существенно выше, поэтому представляется, что разработка и модернизация отечественных однопозиционных радиолучевых СО перспективна.
Полноростовое многолучевое ИК-активное СО SPT2000 (Aressco Techn. Inc., США) с автономным питанием и радиоканалом является примером коммерчески удачного быстроразвертываемого изделия, обладающего высокими ТТХ. Поликарбонатовая колонна высотой около 1,8 м и диаметром 14 см содержит 4-лучевой ЧЭ (приемопередатчик), процессор, автономный источник питания (4 батареи 12 В, 12 Ач), радиопередатчик. Наверху колонны располагается солнечная батарея (фирмы Siemens), которая в дневной период осуществляет подзарядку аккумуляторов, обеспечивая мощность заряда до 36 Вт (модель SM36, габариты – 63х53 см, вес – 4,3 кг) или до 20 Вт (модель SM26, габариты – 57х33 см, вес – 2,5 кг). Несколько лучей (по выбору) между двумя колоннами обеспечивают сигнализационное блокирование рубежа периметра длиной до 200 м (с запасом по чувствительности обычно выбирается не более 1 20 м). Четыре колонны, которые устанавливаются и настраиваются двумя монтажниками в течение часа, обеспечивают замкнутую охрану периметра объекта площадью 1,5… 4 га. Если ПУИ расположен внутри охраняемого объекта, используется радиоканал малой дальности до 500 м (900 МГц, 0,5 Вт), в противном случае – радиоканал большой дальности до 8 км (450 – 470 МГц, 5 Вт). В случае неисправности солнечной батареи обеспечивается работоспособность системы охраны в течение не менее 7 суток (многолучевой режим) или 15 суток (один двойной луч). Контроль работоспособности системы включает в себя, в том числе, контроль солнечной батареи и аккумулятора.
Отечественные ИК-аналоги, например «МИК-03», проигрывая в инженерной «обвязке», с точки зрения ТТХ практически не уступают зарубежным, выигрывая в стоимости. Поэтому они обладают реальной конкурентоспособностью, которую следует повышать, прежде всего, путем расширения сервисных возможностей. То же самое можно заявить по отношению ко всем типам средств, представленных в табл. 1.6.
В табл. 1.7 сведены ТТХ известных отечественных обрывных СО. Несмотря на наименьшую сигнализационную надежность (вероятность обнаружения осторожно ступающего нарушителя – не более 0,3-0,4, наработка на ложную тревогу в условиях поля, леса – не более 5 ч), они имеют минимальные массогабариты, потребляемую мощность, стоимость. Ввиду этого, а также невысокой технологии изготовления, изделия получили большое распространение в РФ. ЧЭ – малозаметный микропровод с диаметром жилы 0,1 мм – устанавливается на местности однократно.
Таблица 1.7.
ТТХ бысторазвертываемых обрывных средств обнаружения.
Компоновка СО: Е – един. конструктив, В – вынос. ЧЭ
Е (магннит.)
В
В
В
Е (магннит.)
В
Е (сейсм.), В
В
Габариты СО, см + выносного ЧЭ
28х14х5
14х12х5+12х0,7х0,25
25х4х10+Æ3х10
12х12х5
10х8х3,8+7х4х2
15х14х9х+15х5х7
Объем СО, л +выносного ЧЭ
2,0
0,7+0,2
1,0+0,1
0,75
0,3+0,5
1,8+0,4
Вес СО, кг + вынос ЧЭ
Сейсмическое
ИК
Магнитометрическое
1,6-1,8
1,0+0,1
1,3+0,3
0,85
0,31
0,31+0,18
0,31+0,1
2,5+0,27
2,5+0,55
2,5+1,3
Время непрерывной работы, суток (р/п в сут.)
90 (1000)
90 (1000)
90 (1000)
50 (100)
60
30
Питание (В)
12
12
12
12
9
6
Отечественные обрывные СО не комплектуются штатным радиоканалом и при работе от автономного источника не имеют выхода «сухой контакт», поэтому их прямое включение в систему охраны затруднено. Отсутствие надежного и дешевого радиоканала (на 1 -3 км) существенно ограничивает область применения обрывных СО (например, при охране фермерских хозяйств).
Комплекс IKII9 (в дальнейшем по тексту комплекс) предназначен для дистанционного обнаружения и распознавания движущихся объектов.
Комплекс сохраняет работоспособность:
в интервале температур от минус 50°С до 50°С,
в условиях воздействия повышенной влажности окружающей среды до 100% при температуре 25°С,
пои вибрации до 8O Гц и ускорении 4 g,
при пониженном давлении до 450 мм рт. ст.,
после погружения в воду,
при воздействии солнечного излучения и пыли,
после падения с высоты 0,75 м,
после транспортирования в упакованном виде всеми видами транспорта без ограничения расстояния (воздушным транспортом в негерметизированных кабинах пои давлений 90 мм рт. ст.),
после сбрасывания в грузовом контейнере ГК-З0Р,
при отсутствии грозы и интенсивных осадков, а также источников искусственных помех,
при скорости ветра до 8 м/с,
при уровне помех на входе радиоприемных устройств не более 2 мкВ/м.
Рабочий диапазон комплекса – УКВ, количество используемых фиксированных частот — 20.
Вид передаваемых сообщения - цифровой (длительность сообщений 0,18 с., скорость передачи 1300 Бод).
Количество одновременно установленных изделия 1Б50, при котором обеспечивается прием информации на изделии lТ817- 8 шт.
Питание изделий комплекса осуществляется от встроенных источников тока на элементах ЛТ343. Предусмотрена возможность использования дополнительных источников тетания на элементах ЛТ343 (изделие 1Э61) и дополнительных источников питания на основе аккумуляторов типа 10НкГЦ (изделия 1Э59 и IЭ6O).
Время непрерывной работы изделий комплекса от встроенных источников тока в диапазоне температур внешней среды от минус 30°С до 50°С не менее 10 суток при:
передаче не более 100 сообщений в сутки изделием 1B50,
передаче не более 800 сообщений в сутки изделием 1JI5I6,
приеме не более 800 сообщений в сутки изделием 1Т8I7.
Дополнительные источники питания на элементах ЛТ343 (изделие 1Э61) при температуре внешней среды не ниже минус 30°С обеспечивают непрерывную работу каждого изделия 1Б50, 1Л516 и 1Т8I7 – 30-60 суток (30-суточная работа изделий 1Б50, 1Т817 обеспечивается одним изделием 1Э61, изделия 1Л516 - двумя изделиями 1Э61. 60-суточная работа изделий 1Б50, 1Т817 обеспечивается двумя изделиями 1Э61, изделия 1Л516- четырьмя изделиями 1Э61).
Дополнительные источники питания на основе аккумуляторов типа 10НКГЦ при температуре внешней среды выше 0°С обеспечивают непрерывную работу:
каждого изделия 1Л516, 1Т817 в течение не менее 3-х суток при питании их от изделия 1Э60,
изделия 1Б50 в течение не менее 3-х суток пои питании его от изделия 1Э59.
Примечание: Длительность работы изделий в интервале отрицательных температур от минус 30°С до минус 50°С уменьшается и обуславливается изменением энергоемкости элементов источников питания в данном интервале температур.
В комплексе обеспечивается проверка работоспособности изделий 1Л516 и 1Б50 перед их установкой и автоматический контроль правильности их функционирования в процессе эксплуатации.
Комплекс выполнен в виде конструктивно законченных изделий, допускающих их многократную установку вручную в процессе эксплуатации.
Масса комплекса с упакованными изделиями - 40 кг.
Питание изделий комплекса наряду с источниками тока на элементах ЛТ343 может осуществляться источниками тока на элементах ER14S (ТХЛ-5), ТХЛ – 005В.
Дополнительные источники питания могут быть выполнены на основе аккумуляторов типа 10НЛЦ (изделие 1Э59) и10НМГЦ (изделие 1Э60).
Принцип действия основан на обнаружении сейсмических полей, создаваемых передвигающимися объектами, выделении из них признаков объектов и передаче полученной информации на изделие 1Т817.
· выделение и первичную обработку сейсмических сигналов, возникающих при наличии движущихся объектов,
· формирование и передачу по радиоканалу информационных сообщений в цифровом виде (через ретранслятор 1Л516 или непосредственно на изделие 1Т817).
Радиоприем сообщений осуществляется изделием 1T817.
Изделие 516ПКТ предназначено для обучения личного состава по проверке правильности выбранной трассы при размещении изделий комплекса 1К119 на местности и проверки работоспособности изделий 1Б50 и 1Л516 на наличие уровня выходной мощности.
В изделии 1T817 осуществляется прием и отображение на цифровом табло содержания результатов обработки цифровых сообщений, поступающих от изделия 1Б50.
Для обеспечения дальности передачи информации в условиях пересеченной местности в комплексе используются ретрансляторы (изделие 1Л516).
При этом передача и прием сообщений осуществляются на одной и той же фиксированной частоте изделиями комплекса.
Передача радиосигналов от изделия 1Б50 к изделию 1Л516 и от изделия 1Б50 к изделию 1Т817 осуществляется асинхронно.
Для обеспечения электромагнитной совместимости между комплексами используются 20 рабочих частот. Каждый отдельный комплекс обеспечивает работу на одной из 20-ти фиксированных частот.
Комплексы с одинаковыми рабочими частотами могут эксплуатироваться при отсутствии прямой радиовидимости, между изделиями этих комплексов с введением дополнительного кодового признака систем связи. Таких кодовых признаков системы связи может быть организовано до 5 в каждом отдельном комплексе.
Радиосигнал воспринимается приемной антенной и демодулируется радиоприемным устройством изделия 1Т817.
Принятое сообщение декодируется, а его содержание отображается на табло изделия 1Т817 в соответствии с табл.2.2.
Таблица 2.2.
Перечень сообщений, принимаемых изделием 1Т817.
Сообщение сформированное изделиями 1Б50 или 1Л516
Условное обозначение сообщения
Условное обозначение разрядов индикатора изделия 1Т817
N
ТС/КЛ
Н
К
Отображаемая информация на индикаторах
Сообщение о готовности к работе
НР
№ изделия 1Б50 (1Л516)
Г
Сообщение о нормальном функционировании
НФ
№ изделия 1Б50 (1Л516)
Н
Сообщение об окончании работы
КР
№ изделия 1Б50 (1Л516)
О
Сообщение о начале обнаружения объекта “ЛЮДИ” (класс 2)
НО1
№ изделия 1Б50 (1Л516)
1
Горит свето-диод
Промежуточное сообщение об обнаружении объекта “ЛЮДИ”
ПР1
№ изделия 1Б50 (1Л516)
1
Сообщение о выходе из зоны обнаружения объекта “ЛЮДИ”
КО1
№ изделия 1Б50 (1Л516)
1
Горит свето-диод
Сообщение о начале обнаружения объекта “ТЕХНИКА” (класс 2)
НО2
№ изделия 1Б50 (1Л516)
2
Горит свето-диод
Промежуточное сообщение об обнаружении объекта “ТЕХНИКА”
ПР2
№ изделия 1Б50 (1Л516)
2
Сообщение о выходе из зоны обнаружения объекта “ТЕХНИКА”
Объем информационной части сообщения составляет 16 бит.
Формат и структура сообщения, представленная в табл. 2.3, формируется в изделиях 1Б50 и 1Л516 и отображается на табло индикатора изделия 1Т8I7 в соответствии с табл. 2.2.
Таблица 2.3.
Формат и структура сообщения.
№ разряда
1-7
8
9
10, 11, 12
13
14, 15, 16
Содержа-ние сообще-ния
Номера изделий 1Б50, 1Л516
Класс объекта
Состояние обнаруже-ния объекта
Тип сообще-ния
Бит связи
Кодовый признак системы связи
Первые семь разрядов структуры сообщений согласно табл. 2.3 используются для присвоения номеров изделиям 1Б50 и 1Л5I6.
Порядковые номера от 1 до 40 включительно должны присваиваться изделиям 1Б50.
Порядковые номера от 41 до 47 включительно должны присваиваться изделиям 1Л516.
Разряды 8, 9, 10, 11 и 12 используются для формирования служебных и информационных сообщения в изделиях 1Б50 и 1Л516, отображения которых осуществляются на индикаторе ТС/КЛ изделия 1T8I7 в соответствии с табл. 2.2.
Порядковые номера от 1 до 47 (разряды 1-7) отображаются на индикаторе N изделия 1Т817 в соответствии с табл.2.2.
Отображение принятых сообщений на индикаторных табло изделия 1Т817 осуществляется одновременно.
Перечень присвоенных служебных и информационных сообщений, соответствующих разрядам 8, 9, 10, 11 и 12 структуры сообщений, приведен в табл. 2.4.
Таблица 2.4.
Перечень присвоенных служебных и информационных сообщений.
Наименование сообщения
Номер разряда
8
9
10
11
12
Код информационного сообщения
Код служебной информации
Сообщение о готовности к работе, НР
-
-
0
1
1
Сообщение о нормальном функционировании, НР
-
-
1
0
1
Сообщение об окончании работы, КР
-
-
1
1
0
Сообщение о начале обнаружения объекта “ЛЮДИ”, (КЛ1) НО1
1
1
-
-
-
Промежуточное сообщение об обнаружении объекта “ЛЮДИ”, ПР1
1
-
1
1
1
Сообщение о выходе из зоны обнаружения объекта “ЛЮДИ”, КО1
1
0
-
-
-
Сообщение о начале обнаружения объекта “ТЕХНИКА”, (КЛ1) НО2
0
1
-
-
-
Промежуточное сообщение об обнаружении объекта “ТЕХНИКА ”, ПР2
0
-
1
1
1
Сообщение о выходе из зоны обнаружения объекта “ТЕХНИКА ”, КО2
0
0
-
-
-
Разряд 13 информационной части сообщения формируется в изделиях 1Б50 и 1Л516. При формировании сообщения изделием 1Б50 в 13 разряде устанавливается информация, соответствующая "0". При формировании собственного сообщения изделием 1Л516 в 13 разряде устанавливается информация, соответствующая "1". При ретрансляции сигнала изделием 1Л516 от изделия 1Б50 осуществляется смена информации в разряде 13 с "0" на "1". При поступлении на изделие 1Л516 сигнала с другого изделия 1Л516 ретрансляция этого сигнала не происходит, т.к. дешифрация сообщений изделием 1Л516 осуществляется только при наличии в разряде 13 информации, соответствующей "0".
Разряды 14, 15, 16 используются для установки кодового признака системы связи в изделиях 1Б50, 1Л516 и 1T817 с целью обеспечения работы нескольких комплектов на одной и той же рабочей частоте. При несовпадении кодового признака системы связи в изделиях 1Б50, 1Л516 и 1T8I7 в данном комплексе не обеспечивается прием и ретрансляция этих сигналов изделиями 1T817, 1Л516 от изделия 1Б50.
Изделиями комплекса 1Б50 и 1Л516 обеспечивается автоматическое формирование сигналов о начале работы (режим "Проверка"), о нормальном функционировании (режим "Работа") и об окончании работы (режим "Окончание работы") после включения напряжения питания на этих изделиях.
Изделие 1T8I7 обеспечивает автоматический контроль работоспособности этого изделия.
Изделие 1Б50 в режиме "Работа" обеспечивает обнаружение и распознавание движущихся объектов техники и людей и выдачей сигналов о:
· начале их обнаружения и распознавании,
· нахождении объекта в зоне обнаружения (промежуточное состояние),
· формирование сигнала о нормальном функционировании,
· передачу этих сообщений на изделие 1T817.
Изделие 1T817 в режиме 'Работа" обеспечивает:
· прием служебных и информационных сообщений, поступающих от изделий 1Б50 и 1Л516,
· декодирование этих сигналов,
· запоминание этой информации,
· звуковую сигнализацию о моменте поступления информации,
· визуальную индикацию поступившей информации, содержащей номер изделия, передавшего это сообщение,
· информацию о начале обнаружения,
· информацию о классе объекта, зарегистрированного изделием 1Б50,
· промежуточную информацию о зарегистрированном объекте,
· информацию об окончании обнаружения,
· звуковую информацию о состоянии встроенного источника питания (о необходимости замены в нем элементов ЛТ343);
· визуальную индикацию служебной информации о состоянии изделий 1Б50 и 1Т516 (готовность к работе, нормальное функционирование и конец работы).
Кроме перечисленных выше функций изделие 1Т8I7 в, рабочем режиме обеспечивает многократное повторение индикации последних шестнадцати сообщений, принятых от изделий 1Б50 (1Л516) и записанных в "память" этого изделия.
Изделия 1Б50 и 1Л516 в режиме "Окончание работы" формируют сигнал об окончании работы при снижении напряжения питания ниже нормы (9,75±0,25) В.
Требования, предъявляемые к месту установки комплекса 1К119, с учетом особенностей физических принципов его работы.
При выборе места расположения изделий необходимо учитывать особенности распространения сейсмических волн и ультракоротких радиоволн, влияющих на дальность обнаружения объектов и дальность радиосвязи соответственно и руководствоваться следующими правилами:
не располагать изделия 1Б50 ближе 500 м от болот и за различными водными преградами;
место установки изделий необходимо по возможности выбирать с учетом обеспечения условий прямой радиовидимости между изделиями 1Б50, 1Л516, 1Т817 (практически это оптическая видимость с вершины приемной антенны на основание передающей антенны);
для обеспечения максимальной дальности связи не следует располагать изделия в непосредственной близости от местных препятствий, находящихся в направлении на корреспондента, например: крутых скатов, возвышений, насыпей, каменных, железобетонных, металлических сооружений, поперечно идущих линий электропередачи, линий проводной связи и т.д.;
не рекомендуется располагать изделия вдоль линий электропередач на расстоянии ближе 50 м от них;
не рекомендуется устанавливать антенные устройства на расстоянии менее 5 м от металлических изделий и конструкций высотой более 1 м.;
не допускается устанавливать изделия 1Л516, 1Т817 таким образом, чтобы антенны Р5.19 (в случае их использования и установки на корпусе изделий 1Л516, 1Т817) касались деревьев и кустарников;
в гористой местности необходимо располагать изделия на скате горы или возвышенности, обращенной к корреспонденту;
выбор местности для установки изделий должен обеспечивать маскировку.
Для развертывания, установки на местности, свертывания и приведения изделия в рабочее положение состав обслуживающего персонала определяется из расчета:
Изделие 1Б50 – 1 оператор;
Изделие 1Л516 – 1 оператор;
Изделие 1Т817 – 1 оператор;
Изделие 516ПКТ – 1 оператор.
При заданной минимальной дальности связи, изделия 1Б50 работают совместно с изделием 1Т817.
При заданной максимальной дальности связи между изделиями 1Б50 и 1Т817 устанавливается изделие 1Л516.
Величины максимальной дальности связи, а также необходимые расстояния между изделиями комплекса на местности приведены в табл. 2.5.
Таблица 2.6.
Величины максимальной дальности связи.
Передающее изделие
Принимающее изделие
Максимальное расстояние
1Б50
1Т817
5
1Б50
1Л516
5
1Л516
1Т817
18
Для установки изделий на местности необходимо выбрать место установки изделий с учетом требований, изложенных в 3.5.
Изделие 1Б50 предназначено для формирования и передачи информации по радиоканалу изделию 1Т817 непосредственно, либо через ретранслятор (изделие 1Л516) в масштабе времени, близком к реальному.
Структурная схема изделия 1Б50 представлена на рис. 1 и включает в себя:
- Антенно-фидерное устройство;
- Передающее устройство;
- Сейсмопреобразователь;
- Блок выделения информативных признаков;
- Формирователь сообщений;
- Коммутатор;
- Источник питания.
Изделие 1Б50 состоит из:
схемы обработки по определенному алгоритму информации, поступающей от сейсмодатчиков и стабилизатора напряжения, обеспечивающего получение стабилизированного напряжения для питания изделия;
схемы классификации логических признаков;
схемы формирования импульсных последовательностей, закодированных в соответствии с кодом Хэмминга
Изделие 1Б50 должно соответствовать требованиям ТУ на изделие и комплекту конструкторской документации.
Номинальное значение и предельные отклонения напряжений электропитания приведены в таблице 3.1
Таблица 3.1
Номинальные и предельные отклонения напряжений
Наименование цепи
Напряжение, В
Пульсация напряжения (средне – квадратическое значение, мВ эфф), не более
Номин
Пред.
откл.
+Е
+12,6
+1,9
-3,1
±1
Токи, потребляемые изделием от источника электропитания, должны соответствовать указанным в таблице 3.2 при максимальном напряжении источника питания.
Таблица 3.2
Наименование режима
Потребляемый ток, А, не более
Дежурный режим
0,006
Режим «Излучение»
0,36
Допустимая погрешность измерения ±1,5%.
Масса изделия не должна быть более 1,5 кг при допустимой погрешности измерения ±1%.
Выходная мощность изделия при минимальном напряжении источника питания на нагрузке (50±1) Ом должна быть не менее 1 Вт.
Допустимая погрешность измерения ±6%.
Относительная нестабильность частоты выходного напряжения изделия должна быть не более ±30*10-6
.
Допустимая погрешность измерения частоты ±2*10-5
%.
Изделие должно соответствовать требованиям ТУ при работе в непрерывном режиме при 100 срабатываниях в сутки и питании от встроенного источника постоянного тока в течение 10 суток в интервале температур от 243 К (минус 300
С) до 323 К. (+500
С).
Изделие должно соответствовать требованиям ТУ при работе в непрерывном режиме при 100 срабатываниях в сутки и питании от дополнительного источника питания.
1) 1Э61 в течение 30 суток в интервале температур от 243 К (минус 300
С) до 323 К. (+500
С).
2) 1Э59 в течение 30 суток в интервале температур от 243 К (минус 300
С) до 323 К. (+500
С).
Сопротивление между контактами разъема сейсмопреобразователя должно соответствовать значениям, указанным в таблице 3.3.
Таблица 3.3
Номера контактов разъема изделия
50Р12
Обозначение клемм приспособления
ДЛЯ ПРОВЕРКИ
Сопротивление,
Ом
1-2
С1-С2
(11±2,5)*103
.
1-3, 1-4, 2-3
2-4, 3-4
С1-Э, С1-Р1
С2-Э, С2-Р1
Э-Р1
Разрыв цепи
3 – корпус изделия
Э – корпус изделия
Менее 0,1
Начальная фаза выходного напряжения (U) изделия 50Р12 при одиночном механическом воздействии должна соответствовать изображенной на рисунке 1.
Конструктивно корпус изделия 1Б50 выполнен в виде герметичного блока.
На передней панели изделия Расположены следующие соединители и органы управления:
соединитель АНТ, к которому подсоединяется изделие антенна,
соединитель ДСВ, к которому подсоединяется изделие сеймопреобразователь,
коммутатор, с помощью которого осуществляется установка номера изделия и кодового признака системы связи,
тумблер включения напряжения питания.
Задняя панель изделия выполнена в виде крышки отсека питания.
В отсек питания изделия Б50 устанавливаются четыре элемента ЛТ343 и закрываются крышкой, которая крепится с помощью четырех винтов. В отсеке питания под крышкой имеется предохранитель. Для подключения дополнительного, источника питания используется крышка и кабель из комплекта ЗИП группового.
Металлические поверхности всех деталей имеют защитные гальванические и лакокрасочные покрытия. Переключателями коммутатора осуществляется установка номера изделия и номера подсистемы. Первыми тремя ячейками переключателя РДМ3-10 с маркировкой "4 2 1" осуществляется установка кодового признака системы связи ,а остальными ячейками с маркировкой "4 2 1 | 8 4 2 1" осуществляется установка номера изделия в соответствии с инструкцией по эксплуатации
Герметизация коммутатора обеспечивается крышкой с резиновой прокладкой.
Изделие Р5.9 представляет собой вертикальный штырь длиной 0,5 м, который в целях уменьшения его размеров в походном положении выполнен складным и состоит из двух колен, соединенных шарнирно. Для защиты от попадания влаги в соединение изделия Р5.9 с изделием Б50 на соединителе изделия Р5.9 имеется резиновый чехол.
Схема, электрическая структурная изделия 1Б50 приведена на рис.4.
Перечень непосредственно входящих в изделие Б50 составных частей приведен в табл.3.5
Таблица 3.5. .
№
Наименование
Обозначение
Количество
1
Радиопередающее устройство
Изделие 50 Р1.1
1
2
Формирователь сообщений
Изделие 50 Р3
1
3
Коммутатор
Изделие 50 Р8
1
4
Классификатор
Изделие 50 Р10
1
5
Блок выделения информативных признаков
Изделие 50 Р11
1
6
Сейсмопреобразователь
Изделие 50 Р12
1
7
Встроенный источник питания
1*
*состоит из 4-х элементов ЛТ343
Сейсмические возмущения, создаваемые движущимися объектами преобразуются прибором ДСВ-1, являющимся составной частью изделия 50р12, в электрические сигналы, которые через низкочастотный соединитель поступают на Б ВИПр.
Б ВИПР предназначен для обработки сигналов изделия 50Р12, и выделения из них информативных признаков. Сигналы с тем или другим информативным признаком анализируются классификатором (изделие 50Р10). Формирователь сообщений (изделие 50Р3) принимает сигналы логических уровней от классификатора и формирует кодограммы сообщений, закодированные кодом Хэмминга. В структуру кодограмм с помощью изделия 50Р8 (коммутатора) вводятся двоичные коды номеров изделия 1Б50 и коды признака системы связи. Сформированные кодограммы поступают на модуляционный вход передающего устройства (изделия 50РI.I). Промодулированный по частоте сигналом формирователя сообщений высокочастотный сигнал изделия 50PI.I поступает в антенну (изделие Р5.9) и излучается в эфир.
Кроме перечисленного выше анализа сейсмосигнала Б ВИПр осуществляет формирование сигнала "Окончание работы" (ОР) при снижении питания ниже нормы. Формирователь сигнала ОР выполнен на пороговом устройстве По У6. Величина порога равна (9,75±0,25) В. Интервал времени в течение которого производится контроль напряжения источника питания задается таймером, Расположенным в изделии 50P8.
Электрический сигнал с сейсмопреобразователя ДСВ-I (изделие 50Р12) поступает на вход полосового усилителя УС1 Б ВИПр, в котором осуществляется усиление входного сигнала в заданном диапазоне частот. Полоса анализируемых частот сейсмического сигнала блоком ВИПр находится в диапазоне от 5 до 150 Гц. Канал выделения "Признак 1" Б ВИПр состоит из УС2, УС с АРУ, двухполупериодного выпрямителя В1, полосового фильтра ПФ1 с полосой 1-4 Гц и порогового устройства ПоУ1 с фиксированным порогом сравнения, величина которого примерно составляет 0,6 Umax
выходного сигнала с ПФ1.
Канал выделения "Признака 2" блока ВИПр состоит из двухполупериодного выпрямителя В2, фильтра нижних частот ФHЧ1 с частотой среза равной 0,2 Гц и порогового устройства с фиксированным порогом, величина которого равна 0,4 В.
Канал выделения частотных признаков ("Признак 3", "Признак 4","Гризнак 5") состоит из полосового суммирующего усилителя УСЗ с генератором ГВС, компаратора КОМПАР, дифференцирующей цепи ДЦ, выпрямителя ВЗ, ФНЧ и трех пороговых устройств ПоУЗ, ПоУ4, ПоУ5.
Сигнал с выхода УС1 усиливается УСЗ и поступает на КОМПAP с нулевым порогом.
С выхода компаратора сигнал прямоугольной формы дифференцируется, выпрямляется однополупериодным выпрямителем ВЗ, фильтруется ФНЧ2, частота среза которого равна 0,2 и посылает на пороговые устройства ПсУЗ, ПоУ4 и ПоУ5 с фиксированным порогом.
Величина фиксированного порога ПоУЗ выбрана таким образом, чтобы блоком ВИПр формировался выходной сигнал при наличии в сейсмосигнале изделия ДСВ-I спектральных составляющих частот ниже 30 Гц.
Для ПоУ4 и ПоУ5 значение порогового уровня выбрано таким образом, чтобы блоком ВИПр был сформирован сигнал при наличии в сейсмосигнале изделия ДСВ-1 спектральных составляющих частот ниже 36 Гц и 50 Гц соответственно.
ГВС предназначен для стабилизации напряжения на выходе ФНЧ 2 на уровне, который создает усредненный сейсмический фон. Частота ГВС Равна средней частоте сейсмического фона и составляет (60 +/- 2) Гц.
Анализ признаков, выделенных блоком ВИПр, осуществляется классификатором КФ, представляющим собой решающую схему.
На основе анализа выделенных логических признаков "Признак I” - "Признак 5” решающая схема распознает объект "люди" или объект "техника".
Для осуществления анализов КФ используется генератор ГПИ, частота которого равна (38,2 +/- 0,2)Гц.
Для распознавания объектов класса "люди" используется "Признак 1” при этом классификатором, состоящим из РСч, СхУ и Р'ас I, осуществляется определение количества поступающих импульсов с определенным периодом повторения их.
После воздействия сигнала на их вход расширители устанавливаются в исходное состояние самостоятельно. Если в контролируемой зоне будет несколько объектов, подсчет количества объектов классификатором не осуществляется.
Предотвращение ложных срабатываний КФ от взрывов обеспечивает устройство ФИБ, на вход которого поступают сигналы "Признак 3”, "Признак 4" и сигналы с делителя частоты. Если интервал времени между установлением сигнала уровнем "Лог 0" на входах "Признак 4" и "Признак 3” менее 0,4 с , на выходе ФИБ возникает сигнал уровней "Лог I", поступающий на Рас.З и блокирующий Работу Рас.2.
Время Расширения Рас.З составляет 12 с.
Делитель частоты синхронизирует работу расширителей Рас.1, Рас.2, Рас.З временного селектора BpC1, ВрС2, РСч, устройства ФИБ. Совместно с ГПИ делитель частоты предназначен для формирования опорных частот.
ФИЗ формирует импульсы "Запр Н" и "Запр В", поступающие на блок ВИПр и ФС. ФИЗ устраняет ложные срабатывания изделия при работе Прд. Импульсы."Запр Н" и "Запр В" формируются при возникновении сигнала УПР на выходе ФС. При этом на выходе "Запр В" устанавливается импульс с уровнем, соответствующим напряжению "Лог 1",а на выходе "Запр Н” - с уровнем, соответствующим напряжению "Лог 0". Длительность импульсов "Зanp Н" и "Запр В” приблизительно составляет 0,8 с.
Возникновение сигнала уровнем "Лог I” на входе ОP1 при снижении питания изделия ниже предельно допустимого значения (9,75 +/- 0,25)В вызывает блокировку Работы KФ, запрещая СФ ПО формирование сигнала ПО. Кроме этого сигнал ОР1, пройдя через логические схемы ИЛИ и HЕ, вызывает сигнал КОНТРОЛЬ. Сигнал КОНТРОЛЬ также формируется при поступлении сигнала HP от формирователя сообщений.
Сигнал КОНТРОЛЬ поступает на индикатор коммутатора изделия 1Б50.
При включении изделия СхФИНУ формирует сигналы "Нач уст В", “Нач уст Н" на время действия переходных процессов в схемах ВИПр.
Сигналы "Запр В", "ПО", “КЛ 1/2", "Нач. у ст. В". "Нач. уст Н” с КФ поступают на соответствующие входы схемы ФС.
Формирователи coобщений ФС НО, ФСKO, ФСНР, ФСКР устанавливаются через схему установки в исходное состояние сигналами "Нач.уст.В", поступающими из КФ, при включении изделия.
При этом на выходе ФСНР устанавливается напряжение уровнем "Лог”, которое поступает на вход НРКФ на один из информационных входов ФС УПР. Формирователь ФС УПР вырабатывает сигнал УПР.
Сигнал УПР вырабатывается каждый раз при поступлении сигналов на входы ФС УПР с делителя и от формирователей ФСПР, ФСНО, ФСКО, ФСКP, ФСНР. Одновременно с появлением сигнала УПР на вход ГПИ с КФ поступает сигнал "ЗАПР Вн
, .прекращающий работу ГПИ.
После этого на адресных входах ФС УПР, СхУСТ и на входах КдУ устанавливается код числа, формируемый на выходе делителя частоты, соответствующий порядковому номеру информационных входов
ФС УПР. Значение данного кода поддерживается неизменным на время передачи информации. Информационные входы ФС УПР являются одновременно выходами формирователей ФСПР, ФСНО, ФСКО, ФСКP, ФСНР и делителя частоты.
Под воздействием сигнала УПР запускается КГ, предназначенный для формирования прямоугольных импульсов с частотой I МГц.
На вход КдУ поступают импульсы, пониженные делителем частоты на 4 до значения 250 кГц. КдУ преобразует параллельный код информации в последовательный, пои этом в кодограмму добавляются проверочные символы в соответствии с кодом Хэмминга, а в начале получаемой кодограммы выставляется синхрокод. Вся кодограмма состоит из 44 символов: первые 16 символов занимает синхрокод, а остальные 28 символов занимает кодограмма с.проверочными символами (4 слова по 7 символов). Под действием синхроимпульсов СИ, формируемых КдУ, СхУ2 вырабатывает сигнал "Вкл Прд". При этом на втором выходе СхУ2 ДАННЫЕ возникает кодированный информационный сигнал (кодограмма).
После тог о, как кодограмма будет повторена 5 раз, СхУ2 формирует сигнал, по которому формирователи ФСПР, ФСНО, ФСКО или ФСКР устанавливаются в исходное состояние по сигналу приходящему с выхода Сх УСТ. Формирователь ФСПР формирует сигнал ПР пои подаче на его входы сигналов ПО от КФ и с выхода делителя.
При наличии сигнала ПР на входе ФС УПР КдУ формирует сигналы промежуточного сообщения ПР1 или ПР2 в зависимости от уровня напряжения на входе КЛ 1/2.
Сообщение о нормальном функционировании КФ формируется через (5+/-1)ч после передачи последней кодограммы.
В формировании сигнала НФ принимает участие ГПИ, с выхода которого поступают прямоугольные импульсы с периодом следования Т=(0,035 +/- 0,0043)с на делитель частоты, а с него на один из входов формирователя ФС УПР. В КдУ под, действием сигнала УПР начинает формироваться кодограмма, содержащая в своей структуре сообщение о нормальном функционировании НФ. Выполнение описанной выше логики работы перечисленных устройств осуществляется в отсутствии сигнала "Запр В" на входе ГПИ.
По окончании передачи сообщения НФ СхУ2 вырабатывает сигнал установки в исходное состояние делителя частоты.
При наличии сигнала ПО на входе ФСНО в КДУ начинает формироваться кодограмма, содержащая в своей структуре сообщение НО. Значение символа кодограммы, соответствующей коду класса объекта, будет определяться уровнем на выходе СхУ1, который в свою очередь определяется входным состоянием уровня КЛ ½ . Если на входе КЛ ½ СхУ1 присутствует напряжение, соответствующее уровню "Лог I”, то будет сформировано сообщение HOI, а если "Лог 0"; то –НО2. По окончании передачи кодограммы с сообщением НО формирователь ФCHO устанавливается в исходное состояние сигналом, поступившим от СхУСТ.
Формирователь ФСКО запускается при смене уровня напряжения, на входе КЛ 1/2,а также при изменении напряжения по входу ПО с уровня "Лог I” на уровень "Лог 0”.
Формирование сигналов К01 или К02 осуществляется аналогично описанному при формировании сообщений НО.
По сигналу ОР запускается ФСКР, который выдает сигнал ОP1 на вход делителя и на вход ОP1 КФ уровнем "Лог I", в результате чего блокируется работа КФ и делителя частоты. КдУ формирует, кодограмму, содержащую в своей структуре сообщение КР, которое при этом фиксируется светодиодом коммутатора изделия 1Б50.
По окончании передачи данной кодограммы СхУ2 вырабатывает сигнал установки в исходное состояние ФСКР элементы Сх УСТ, при этом по-прежнему продолжает действовать сигнал ОР1 на выходе ФСКР. Кроме того в ФС осуществляется преобразование напряжения питания положительной полярности. Преобразованное напряжение отрицательной полярности в пределах от минус 14,5 В до минус 9 В, подается на стабилизатор напряжения, расположенный в блоке ВИПр.
В данном стабилизаторе осуществляется формирование стабилизированного напряжения питания уровнем минус 5В. В стабилизаторе ФС осуществляется формирование стабилизированного напряжения уровнем 5В.
Напряжения питания минус 5В и 5В используются в качестве напряжений питания микросхем с двухполярным напряжением питания.
Изделие 50Р8 состоит из индикатора, механического переключателя, трех резисторных матриц, таймера, электронного ключа и нагрузки Rн. Индикатор предназначен для контроля моментов включения изделия
момента окончания ресурса источника питания. Наличие сигнала КОНТРОЛЬ вызывает свечение светодиода-индикатора.
С помощью механического переключателя при воздействии оператора по входам “m" и " n " на выходах резисторных матриц РМ1, РМ2, и РМ3 устанавливаются соответствующие двоичные коды номера изделия и признака системы связи.
С выходов РМ1, РМ2, и РМ3 сигналы поступают на соответствующие входы КдУ ФС.
С помощью таймера, управляемого сигналами "Запр Н" и УПР, включается электронный ключ, который в свою очередь подключает эквивалент нагрузки Rн к источнику питания.
При этом через нагрузку Rн протекает ток, эквивалентный току потребления Прд в режиме
“Излучение” и обеспечивающий необходимый режим контроля напряжения источника питания датчиком окончания ресурса.
Сформированная кодограмма (служебная и информационная) устройствами ВИПр, КФ и ФС поступает на модуляционный вход УС-ОГ передающего устройства 50PI.I.
Изделие 50P1.1 выполнено по схеме с четырехкратным умножением частоты в возбудителе и работает следующим образом:
На первый вход УУ изделия 50PI.I подается напряжение питания уровнем от 14,5 до 9,5В. При подаче на второй вход УУ команды "Вкл Прд" от ФС это напряжение подается через стабилизатор напряжения на УС-ОГ, КИ, УмЧх3 и УС. Промодулированный по частоте сигналом "ДАННЫЕ" поступающим с ФС через УС-ОГ высокочастотный сигнал кварцевого модулятора умножается на четыре, усиливается УМ, работа которого стабилизирована АРМ. Усиленный высокочастотный сигнал излучается изделием Р5.9 (см.рис.2) в эфир.
Изделие Р5.9 представляет собой вертикальный штырь длиной 0,5 м со встроенным в его основание согласующим устройством состоящим из последовательно включенных индуктивности и активного сопротивления.
Согласующее устройство предназначено для согласования входного сопротивления антенны с 50-омным выходным сопротивлением УМ в рабочей полосе частот и для уменьшения влияния электрических параметров почвы на работу оконечных каскадов изделия 50PI.I.
Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости изделия Р5.9 круговая, поляризация- вертикальная.
Встроенный источник питания состоит из четырех элементов ЛТ343, соединенных внутри блока Б50 последовательно.
Напряжение питания встроенного источника питания находится в пределах от 14,5 до 9,5 В в зависимости от энергоемкости, которая в начальный момент составляет около 4 А.ч, в интервале температур от минус 30 °С до 50 °C.
Энергоемкость встроенного источника питания в интервале температур от минус 30°С до минус 50 °С снижается до 1,2 А ч.
Для увеличения времени работы изделия 1Б50 до 30 суток используется дополнительный источник питания 1Э61, состоящий из 12 элементов ЛТ343.
Начальная энергоемкость дополнительного источника питания 1Э61 составляет 12 А.ч в интервале температур от минус 30 °С до 50 °С, а в интервале от минус 30 °С до минус 50 °С - 3,6 А.ч.
Кроме дополнительного источника питания 1Э61 б изделии IБ50 может использоваться дополнительный источник питания 1Э59 на основе батареи 10 НКГц - 0,45.
Время работы изделия 1Б50 от 1Э59 составит 3 суток в интервале положительных температур.
Для подсоединения дополнительных источников питания к изделию 1Б50 используется крышка и кабель.
Дополнительные источники питания 1Э59, 1Э61, крышка и кабель входят в состав одиночного комплекта ЗИП.
Внешний вид изделия, габаритные, установочные и присоединительные размеры должна соответствовать конструкторской документации.
Антикоррозийные и декоративные покрытия должны обеспечивать коррозионную стойкость, надежную работу и декоративный вид изделий при эксплуатации и при хранении с соблюдением требований по консервации. Предприятие-изготовитель по согласованию с представителем заказчика устанавливает образцы (эталоны) на покрытия и утверждает их.
Крепежные детали в изделие Т817 с толщиной покрытия 9 мкм должны быть защищены после сборки смазкой ЦИАТИМ-201 ГОСТ 6267-74 или литол 24 ГОСТ 21150-87.
Изделие 1Т817, предъявляемое на испытания представителю заказчика, должно быть отрегулировано, подвергнуто технологической тренировке по инструкции, разработанной в соответствии с РМ «Аппаратура связи радиоэлектронная и методы тренировке» и согласованны с заказчиком, и приняты ОТК предприятия-изготовителя. Эта приемка должна быть оформлена соответствующими документами и клеймами ОТК.
Примечание. На антенно-фидерное устройство данные требования не распространяются.
Сменные составные части изделия должны быть взаимозаменяемы по габаритным и присоединительным размерам.
Изделие должно быть прочным при воздействии синусоидальной вибрации согласно табл. 3.6.
Таблица 3.6.
Частота вибрации, Гц
Амплитуда виброперемещения, мм
Амплитуда виброускорения,
Продолжительность воздействия, ч, по осям
X
y
Z
1 – 80
2
39(4)
6
6
6
Изделие должно быть прочным при воздействии механических ударов многократного действия с пиковым ударным ускорением 147
, длительностью импульса 5-10 мс.
Изделие должно быть прочным после воздействия нагрузок при транспортировании:
2000 ударов с пиковым ударным ускорением
и длительностью ударного импульса 1-5 мс (предпочтительно 3мс);
20000 ударов с пиковым ударным ускорением
и длительностью ударного импульса 5-10 мс (предпочтительно 6мс).
Изделие не должно иметь резонансов конструкции в диапазоне частот от5 до 40 Гц.
Изделие должно быть прочным после падения с высоты 0.75 м.
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 в условиях воздействия повышенной влажности 100% при температуре не выше 298К (250
С).
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 в условиях воздействия пониженной температуры среды:
рабочая – 223К (-500
С);
предельная – 231К (-600
С).
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 в условиях воздействия конденсированных осадков (инея и росы).
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 в условиях воздействия повышенной температуре среды:
рабочая – 323К (500
С);
предельная – 338К (650
С).
Изделие должно выдерживать воздействие изменений температуры среды в интервале температур от предельно пониженной 213К (-600
С) до предельно повышенной 338К (650
С).
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 в условиях пониженного атмосферного давления 6*104
Па (450 мм рт. ст.) при нормальной температуре.
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 после пребывания в нерабочем состоянии в условиях воздействия пониженного атмосферного давления 1,2*104
Па (90 мм рт. ст.) при температуре не ниже 223К (-500
С).
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 в условиях воздействия солнечного излучения с плотностью потока интегрального излучения 1125 Вт/м2
и ультрафиолетового излучения 68 Вт/м2
.
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 после погружения в воду на глубину 1м.
Изделие должно соответствовать требованиям п. 3.3 в условиях разрушающего и проникающего воздействия песка и пыли.
Применяемые материалы и покупные изделия ко времени предъявления изделия представителю заказчика должны иметь неиспользованный ресурс, срок службы и срок сохраняемости ( в соответствии с действующими на них стандартами и ТУ ) не менее ресурса и срока сохраняемости изготовленного изделия и должны быть разрешены к применению «Перечнями МО» .
Качество материалов должно быть подтверждено клеймами и сертификатами (паспортами) ОТК предприятия-изготовителя.
Запрещается применять материалы, полуфабрикаты и покупные изделия не отечественного производства.
Дефицитные материалы, полуфабрикаты и покупные изделия могут применяться по согласованию с представителем заказчика при наличии необходимых документов, разрешающих их применение.
При хранении покупных комплектующих изделий гарантийный срок, оставшийся к моменту установки их в изделие, должен быть не менее 9 лет.
Допускается по согласованию с заказчиком применение изделий с меньшим гарантийным сроком, если будет предусмотрена безвозмездная, своевременная замена этих изделий из состава комплекта ЗИП по истечению их гарантийного срока.
Покупные комплектующие изделия должны быть приняты на предприятии-изготовителе ОТК и представителем заказчика. Перечень комплектующих изделий, поставляемых с приемкой ОТК, должен быть согласован с представителем заказчика.
Все покупные изделия подлежат входному контролю в соответствии с документами, действующими на предприятии-потребителе и согласованными с представителем заказчика.
Изменения в применении материалов, полуфабрикатов и покупных изделий согласовываются с представителем-разработчиком изделия и представителем заказчика на этом предприятии.
Режимы и условия работы покупных изделий и материалов, применяемых в изделии, должны быть обеспечены в пределах норм, условленных в ТУ на покупные изделия.
Перед упаковкой изделия должны быть подвергнуто временной противокоррозионной защите по ГОСТ В 25674-83 группа III-I, вариант В3-15.
Изделие должно быть упаковано в потребительскую тару 1В с применением соответствующих консервационных материалов. Категория упаковки КУ-3, вид упаковки ВУ5-Т3 по ГОСТ В9.001-72.
Для защиты изделия от ударных и вибрационных нагрузок необходимо предусмотреть в упаковке средства амортизации и крепления в соответствии с ГОСТ В9.001-72.
В упаковку с подвергнутым противокоррозионной защите изделием, принятым ОТК и представителем заказчика, помещают комплект эксплуатационных документов, согласованных с заказчиком.
В каждую упаковку должен быть вложен упаковочный лист.
К комплекту упаковок прилагается ведомость упаковки.
После упаковки изделия, тара должна быть опломбирована пломбами ОТК и ПЗ
Для установки изделия на местности необходимо развернуть изделие, для чего:
-отсоединить плечевой и поясной ремни и снять сумку с устанавливаемым изделием;
- расстегнуть две застежки сумки - извлечь из кармана сумки изделие Р5.9;
- извлечь из сумки изделие Б50 с изделием 50Р.12 (сейсмопреобоазователь);
- снять заглушки с соединителя изделия Р5.9 и АНТ изделия Б50;
- подсоединить изделие Р5.9, повернув одно его звено относительно другого на 1800
;
- снять верхний дерновой или наносной слой на площади 30х30 см. В зимнее время года необходимо предварительно очистить площадку от снега;
- сделать углубление до 10 см. На дно полученного углубления вставить изделие 50Р12 в вертикальном положении и по возможности глубже, используя только силу рук. В зимнее время необходимо предварительно с помощью шанцевого инструмента сделать углубление, обеспечивающее плотный контакт изделия 50Р.12 с грунтом.
ВНИМАНИЕ! При заглублении изделия 50Р.12 категорически запрещается наносить по нему удары;
- установить изделие 1Б50 в предварительно подготовленное в грунте углубление таким образом, чтобы изделие Р5.9 было расположено вертикально. Включить изделие 1Б50. Зафиксировать положение изделия 1Б50 с помощью вынутого грунту. Запрещается присыпать грунтом изделие Р5.9 выше половины высоты соединителя, закрытого резиновым колпачком. Присыпать изделие 1Б50 сверху грунтом до 2 см. Принять меры по маскировке изделия 1Б50. Лишний грунт собрать на материал (плащ-палатку), уложить в сумку и покинуть место установки изделия.
Для применения в модернизируемом изделие были выбраны резисторы серии PVG3. Выбор был сделан, исходя из соображений достаточной надежности и точности. Резисторы серии PVG3 в достаточной степени удовлетворяют вышеприведенным требованиям.
Цель замены резисторов состоит в увеличении плавности регулировки.
Заменяемые резисторы и их аналоги приведены в таблице 4.1
Характеристики внедряемого и базового варианта резисторов приведены в таблице 4.2
Таблица 4.1.
Резисторы.
Применяемые
Рекомендумые
С2-23-0,125-4,3кОм±10%-А-В
Углеродные однооборотные резисторы для поверхностного монтажа серии PVG3
СП3-19а-0,5-10 кОм±10%
С2-23-0.125-750 Ом ±5%
С2-23-0.125-1,1 кОм ±5%
С2-23-0.125-2,4 кОм ±5%
С2-23-0.125-3,3 кОм ±5%
С2-23-0.125-4,7 кОм ±5%
С2-23-0.125-7,5 кОм ±5%
С2-23-0.125-20 кОм ±5%
С2-23-0.125-43 кОм ±5%
С2-23-0.125-100 кОм ±5%
С2-23-0.125-160 кОм ±5%
С2-23-0.125-180 кОм ±5%
С2-23-0.125-220 кОм ±5%
С2-23-0.125-330 кОм ±5%
С2-23-0.125-430 кОм ±5%
С2-23-0.125-510 кОм ±5%
С2-23-0.125-750 кОм ±5%
С2-23-0.125-820 кОм ±5%
С2-23-0.125-1 мОм ±5%
С2-23-0.125-1,1 мОм ±5%
С2-23-0.125-1,5 мОм ±5%
С2-23-0.125-2 мОм ±5%
Таблица 4.2.
Характеристики внедряемого и базового варианта резисторов.
Технические характеристики
С2-23
Серия PVG3
Номинальная мощность, Вт
0.062, 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2
0.063, 0.25, 0.125
Диапазон номин. сопротивлений:
10 Ом – 10 МОм; ряд Е24; ряд Е96
10 Ом – 10 МОм; ряд Е24(5%); ряд Е96(1%)
Точность:
±2%, ±5%, ±1%
±2%, ±5%, ±1%
Диапазон рабочих температур:
-55….+125°С
-55….+125°С
Рабочее напряжение:
-
200 В
Уровень шумов:
0.2 мкВ/В
-
Габаритные размеры:
Длинна, мм
6,0 (корпус без выводов)
10,0 (при установки)
3,6
Ширина (диаметр), мм
Æ2,3
3,4
Высота, мм
2,3 (по варианту 1А)
3,3 (по варианту 2А)
2
Предложенные к замене резисторы обеспечивают более точную настройку. С используемыми резисторами при настройке трудно получить команду «Конец работы», за счет большого номинала сопротивлений (резкий переход). Изменяя номинал сопротивлений мы обеспечиваем более плавную и точную настройку.
Работы по регулировке, при старой элементной базе:
Установить в среднее положение движок резистора R37.
Измерить вольтметром PV 1 напряжение на контакте 11 изделия. Вращая движок переменного резистора R37 установить его в положение, при котором напряжение на контакте 11 будет равно минус (50,01) В.
Зафиксировать положение движка краской.
Процесс регулировки остается таким же, но, есть свои преимущества:
- значительно увеличивается плавность регулировки,
Так же в модернизируемом изделии рекомендуется использовать чип конденсаторы. Все конденсаторы, применяемые и предложенные к замене приведены в таблице 4.3. Выбор сделан исходя из соображений малых габаритов, точности и достаточной надежности.
Бескорпусные чип конденсаторы предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. Керамические ЧИП конденсаторы предназначены для автоматического поверхностного монтажа на печатные платы с последующей пайкой оплавлением, горячим воздухом или в инфракрасных печах. Типоразмеры 0603 и 0805 идеальны для высокоплотного монтажа.
Данный тип полностью заменяет весь перечень конденсаторов, используемый в базовом варианте не влияя на работоспособность устройства.
По конструкции печатные платы с жестким и гибким основанием делятся на типы:
- односторонние,
- двусторонние,
- многослойные.
Для данного изделия необходимо использовать двустороннюю печатную плату с металлизированными переходными отверстиями. Несмотря на высокую стоимость, ДПП с металлизированными отверстиями характеризуются высокими коммутационными свойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного элемента с проводящим рисунком платы и позволяет уменьшить габаритные размеры платы за счет плотного монтажа навесных элементов.
Для изготовления печатной платы в соответствии с ГОСТ 4.010.022 и исходя из особенностей производства выбираем комбинированный позитивный метод, т.к. по сравнению с остальными методами он обладает лучшим качеством изготовления, достаточно хорошими характеристиками, и есть возможность реализации металлизированных отверстий.
В соответствии с ГОСТ 2.3751-86 для данного изделия необходимо выбрать четвертый класс точности печатной платы.
Габаритные размеры печатных плат должны соответствовать ГОСТ 10317-79. Для ДПП максимальные размеры могут быть 400 х 400 мм. Габаритные размеры данной печатной платы удовлетворяют требованиям данного ГОСТа.
В соответствии с требованиями ГОСТ 4.077.000 выбираем материал для платы на основании стеклоткани – стеклотекстолит СФ-2-50-1,5 ГОСТ 10316-78. Толщина 1,5 мм. Т.к печатные платы из эпоксидного стеклотекстолита характеризуются меньшей деформацией, чем печатные платы из фенольного и эпоксидного гетинакса. В качестве фольги, используемой для фольгирования диэлектрического основания будет использована медная фольга т.к. алюминиевая фольга уступает медной из-за плохой паяемости, а никелевая - из-за высокой стоимости.
В соответствии с ГОСТ 2.414078 и исходя из особенностей схемы, выбираем шаг координатной сетки 1,25 мм.
Производство ПП характеризуется большим числом различных механических, фотохимических и химических операций. При производстве ПП можно выделить типовые операции, разработка и осуществление которых производится специалистами различных направлений.
Для изготовления ПП был выбран комбинированный позитивный метод.
Так же в модернизируемом блоке заменяем операционный усилитель 140УД12 на микросхему фирмы MAXIM серии 764. Тем самым я добиваюсь:
- уменьшения габаритных размеров
- уменьшения количества используемых радиоэлементов приведенных в таблице 4.4
Таблица 4.4
Перечень элементов
Применяемые
Рекомендуемые
140УД12
2Т312Б
2Т208М
2П103В
564ЛН2
2Д522Б
2С147В
М2000 НМ2
MAX764
- уменьшения времени настройки, т.к. вместе с рекомендуемой микросхемой для настройки можно применять обычный резистор, а в начальном варианте использовался дроссель, который часто выходил из строя.
Так же в модернизируемом блоке заменяем:
- Операционные усилители.
Перечень применяемых и рекомендуемых ОУ приведен в таблице 4.5
- Резисторы
Перечень применяемых и рекомендуемых резисторов приведен в таблице 4.6.
- Микросхемы серии 564.
Перечень применяемых и рекомендуемых ОУ приведен в таблице 4.7