ES2337123T3 - Detector de movimiento segun el principio doppler. - Google Patents
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Abstract
Detector de movimiento según el principio Doppler, con un módulo de microondas (1) para la emisión de una señal de microondas a un espacio de supervisión y para la recepción de la radiación reflejada por éste, con una fase de evaluación (3) conectada en el módulo de microondas (1) y con una supervisión de sabotaje del detector, caracterizado porque el módulo de microondas (1) contiene dos receptores distanciados uno del otro, cuya distancia está seleccionada de tal forma que la radiación resida en los dos receptores presenta una diferencia de fases, porque en el caso de detección de un objeto, se determina su dirección de movimiento, y porque para la supervisión de sabotaje se lleva a cabo un análisis (4) del desarrollo del al menos otro parámetro de la señal de recepción en función de la dirección del movimiento, de manera que el análisis (4) se realiza a través de la comparación de al menos otro parámetro con el desarrollo de un evento predeterminado y porque la determinación de la dirección del movimiento se realiza con la ayuda del signo (d) de la diferencia de fases entre las señales de recepción de los dos receptores y porque el módulo de microondas (1) y la fase de evaluación (3) forman parte de un primer detector (M) de un detector doble, que contiene, además, un segundo detector, con preferencia un detector pasivo de infrarrojos (PIR), y porque las señales del primer detector y las señales del segundo detector (M y PIR) son alimentadas a una fase de análisis común (4), en la que se realiza un enlace de las señales mencionadas.
Description
Detector de movimiento según el principio
Doppler.
La invención se refiere a un detector de
movimiento según el principio Doppler, con un módulo de microondas
para la emisión de una señal de microondas a un espacio de
supervisión y para la recepción de la radiación reflejada por éste,
con una fase de evaluación conectada en el módulo de microondas y
con una supervisión de sabotaje del detector.
Tales supervisiones de sabotaje, que se designan
también como instalaciones antimáscara y que sirven para la
determinación de manipulaciones en el detector o en su proximidad
inmediata, como por ejemplo cobertura del detector por medio de un
cartón o una lámina, están muy extendidas, en efecto, en detectores
pasivos de infrarrojos, pero prácticamente no se emplean en
detectores de microondas. Uno de los pocos detectores de microondas
con una instalación antimáscara se describe en el documento
EP-A-0 870 287. En este detector, la
señal recibida desde el módulo de microondas atraviesa un
amplificador de dos fases y es captada en la salida de cada fase
del amplificador. Tan pronto como en la salida de la primera fase
del amplificador está presente una señal, que indica la detección
de un evento en la zona próxima de la alarma, se inicia un intervalo
de tiempo de algunos segundos. Cuando dentro de este intervalo de
tiempo no se produce ninguna detección de otro evento, se activa una
señal de sabotaje.
En esta instalación de antimáscara, la decisión
de si ha tenido lugar un evento en la proximidad del detector y,
por lo tanto, podría representar una manipulación en el detector, se
toma únicamente con la ayuda de la amplitud de la señal de
recepción. Pero puesto que la amplitud no sólo es una medida de la
distancia de un objeto con respecto al detector, sino también de su
factor de reflexión, no se garantiza que una señal, cuya amplitud
corresponde a un evento a corta distancia del detector, sea activada
realmente por una manipulación en el detector y no, por ejemplo, por
un objeto que refleja fuertemente a mayor distancia del
detector.
A través de la invención debe indicarse ahora un
detector de movimiento del tipo mencionado al principio, cuya
supervisión de sabotaje funciona de manera unívoca y fiable.
El cometido se define a través de las
características de la reivindicación 1.
Este cometido se soluciona de acuerdo con la
invención porque el módulo de microondas contiene dos receptores
distanciados uno del otro, cuya distancia está seleccionada de tal
forma que la radiación resida en los dos receptores presenta una
diferencia de fases, porque en el caso de detección de un objeto, se
determina su dirección de movimiento, y porque para la supervisión
de sabotaje se lleva a cabo un análisis del desarrollo del al menos
otro parámetro de la señal de recepción en función de la dirección
del movimiento.
El detector de movimiento de acuerdo con la
invención se caracteriza porque el análisis mencionado se realiza a
través de la comparación del al menos otro parámetro con el
desarrollo de un evento predeterminado.
El detector de movimiento de acuerdo con la
invención dispone de una supervisión de sabotaje, en la que
partiendo de la dirección del movimiento de un objeto detectado, se
investigan otros parámetros de las señales, para determinar si su
valor y/o su desarrollo son típicos de una cobertura del detector
(enmascaramiento). Esta supervisión del sabotaje tiene la ventaja
de que es independiente del material del objeto de reflexión.
Además, no se requieren elementos de circuito adicionales y se lleva
a cabo exclusivamente en el marco de la evaluación de la señal de
recepción.
El detector de movimiento de acuerdo con la
invención se caracteriza porque la determinación de la dirección
del movimiento se realiza con la ayuda del signo de la diferencia de
fases entre las señales de recepción de los dos receptores y porque
el módulo de microondas y la fase de evaluación forman parte de un
primer detector de un detector doble, que contiene, además, un
segundo detector, con preferencia un detector pasivo de
infrarrojos, y porque las señales del primer detector y las señales
del segundo detector son alimentadas a una fase de análisis común,
en la que se realiza un enlace de las señales mencionadas.
Una primera forma de realización preferida se
caracteriza porque el al menos otro parámetro está formado por la
señal de reposo de la señal recibida y porque se analiza la
modificación de la señal de reposo.
Una segunda forma de realización preferida del
detector de movimiento de acuerdo con la invención se caracteriza
porque el al menos otro parámetro está formado por la distancia de
los objetos detectados en la zona próxima.
Una tercera forma de realización preferida del
detector de movimiento de acuerdo con la invención se caracteriza
porque el al menos otro parámetro está formado por la amplitud de la
señal recibida.
A continuación se explica en detalle la
invención con la ayuda de un ejemplo de realización representado en
el dibujo único. Éste muestra un esquema de bloques de un detector
de microondas de acuerdo con la invención y su evaluación de la
señal para la supervisión de sabotaje. El detector de microondas
puede estar combinado con un detector pasivo de infrarrojos para
formar un detector doble.
El detector de microondas designado con el signo
de referencia M contiene un módulo de microondas 1 para la emisión
y para la recepción de microondas, un amplificador 2 conectado a
continuación del módulo de microondas 1, una fase de evaluación 3 y
una fase de análisis 4, en cuya salida se puede obtener una señal
de sabotaje. En caso de detección de un intruso, el detector de
microondas suministra evidentemente una señal de alarma, cuya
obtención no forma, sin embargo, un objeto de la presente invención.
En este contexto se remite a los documentos
US-A-4 697 184,
EP-A-0 870 287 y a la solicitud de
patente europea 00 112 885.1 de la Solicitante de la presente
solicitud de patente.
El módulo de microondas 1 contiene un emisor y
dos receptores distanciados uno del otro, que están posicionados de
tal forma que la radiación reflejada recibida por ellos presenta una
diferencia de fases \varphi, que tiene con preferencia 90°
(\pi/2). En ambos receptores se mezcla la señal de recepción
(filtrada a través de un paso bajo) y se obtienen dos señales con
una diferencia de fases determinada que, en el estado de reposo, en
el que no se recibe ninguna radiación reflejada por un objeto en
movimiento en el espacio de supervisión, presenta un nivel estático
de la corriente continua. Con la expresión objeto de entiende un
objeto que puede ser detectado por el detector M. Sin embargo,
cuando un objeto se mueve en el espacio de supervisión, entonces se
modifica la señal, de maneras que el signo de la modificación indica
la dirección de movimiento. El signo d se puede obtener, por
ejemplo, a través de la diferenciación de las diferencias de fases
de mediciones consecutivas, En este caso, una d\varphi/dt
negativa indica un movimiento hacia el módulo de microondas 1 y una
d\varphi/dt positiva indica un movimiento lejos de éste.
La suma de todas las señales recibidas se
designa como señal de reposo. Esta suma de las señales recibidas es
amplificada relativamente poco, de manera que la señal de reposo
solamente está influenciada claramente por objetos en la zona
próxima. De esta manera, a través de una supervisión de
modificaciones de la señal de reposo se puede determinar la
penetración de un objeto así como la permanencia del objeto de la
zona próxima del detector. La amplitud, que representa una medida
aproximada para la distancia D de un objeto con respecto al
detector, o la intensidad de la señal A de la señal de recepción,
que tiene aproximadamente la misma magnitud den ambos receptores, se
obtiene directamente a través de la integración de los importes de
las señales.
Para una determinación exacta de la distancia se
puede modificar el módulo de microondas 1 de tal manera que su
emisor emite dos frecuencias diferentes, que presentan durante la
recepción primeras y segunda señales Doppler con una diferencia de
fases proporcional a la distancia del objeto. Tal módulo de
microondas se describe en la solicitud de patente europea 99 112
885.1, a la que se hace aquí referencia expresa. En esta solicitud
de patente se describe que en el caso de utilización de dos o más
frecuencias de emisión fijas en un radar Doppler, las señales
Doppler correspondientes en la salida de la mezcladora de recepción
tienen una relación de fases definida entre sí. En el caso de dos
frecuencias fijas (Diplex) f_{1} y f_{2} con una diferencia de
fases \Delta\omega se obtiene la diferencia de fases
\Delta\varphi en la salida de la mezcladora de recepción
\Delta\varphi\sim
(2\Delta\omega/c)r
en la que c es la velocidad de la
luz y r es la distancia buscada desde el detector hacia el objeto
que refleja la radiación de microondas. Esta ecuación se aplica de
manera inalterada también para el caso de varias frecuencias fijas
(Multiplex).
\vskip1.000000\baselineskip
La fase de evaluación 3 suministra de esta
manera los siguientes parámetros.
- \bullet
- El signo de de la diferencia de las fases, que indica la dirección del movimiento de un objeto. Una comparación del signo con la amplitud A suministra una manifestación sobre cómo se modifica la intensidad de la señal durante el movimiento de un objeto hacia el detector y fuera del detector. Cuando la intensidad de la señal en un objeto que se aleja es grande, no se ha el detector puede no haber sido cubierto.
- \bullet
- Señal de reposo R: esta señal solamente se modifica cuando un objeto entra en la zona próxima del detector y permanece modificada hasta que el objeto se encuentra en la zona próxima del detector.
- \bullet
- Distancia D: posibilita una estimación de si un objeto se encuentra tan cerca delante del detector que se podría tratar de una cobertura.
- \bullet
- Amplitud: intensidad de la señal.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando el detector de microondas M forma parte
de un detector doble, entonces está previsto adicionalmente un
detector pasivo de infrarrojos PIR con un receptor de infrarrojos 5,
un amplificador 6 conectado a continuación de éste y una fase de
evaluación 7. esta última está agrupada con preferencia con la fase
de evaluación 3 del detector de microondas M para formar una
evaluación común de las señales. El resultado de la fase de
evaluación 7 es alimentado a la fase de análisis 4, que presenta
una salida 8, en la que se emite una eventual alarma de sabotaje o
de cobertura. El detector pasivo de infrarrojos PIR se supone
conocido y, por lo tanto, no se describe aquí en detalle. En este
contexto, se remite, por ejemplo, a los documentos
EP-A-0 646 901,
EP-A-0 303 913 y
EP-A-0 707 294. En la fase de
evaluación 7 se evalúa especialmente la amplitud A* y eventualmente
también la duración de la señal infrarroja.
El detector pasivo de infrarrojos PIR puede
presentar igualmente una instalación antimáscara. Ésta no forma un
objeto de la presente invención y, por lo tanto, no se describe en
detalle. En este contexto, se remite a la solicitud de patente
europea 99 110 848.1 y a la EP-A-0
476 397. Cuando se determina la distancia D a partir de la señal de
microondas, se puede prescindir de la instalación antimáscara del
detector pasivo de infrarrojos PIR, porque el análisis común de D y
de la amplitud A* de la señal infrarroja posibilita una conclusión
unívoca, en el sentido de si existe una cobertura del detector
pasivo de infrarrojos.
El detector pasivo de infrarrojos PIR reacciona
a la radiación del cuerpo de una persona en la zona espectral
infrarroja y el detector de microondas M reacciona al desplazamiento
de la frecuencia provocado por el efecto Doppler de la radiación de
microondas reflejada por un intruso en movimiento. A través de la
combinación de los dos principios se puede reconocer la entrada no
deseada de una persona en el espacio protegido con mayor seguridad
y selectividad que en el caso de utilización de uno solo de los dos
procedimientos de detección. De esta manera se puede evitar una
emisión errónea de una alarma con mayor seguridad.
Las Tablas siguientes muestran ejemplos para el
análisis de los diferentes parámetros de las señales en la fase de
análisis 4. Los parámetros de las señales están registrados en las
líneas de las tablas, respectivamente, en su desarrollo de tiempo;
en la última línea de cada Tabla se indica en qué constelación de
los parámetros de las señales se emite un mensaje de cobertura.
Para los parámetros individuales se registran
los siguientes valores:
- d:
- "+" representa positivo y "-"representa negativo
- R:
- "k" representa que la señal de reposo es constante, "v" representa que se modifica la señal de reposo, "g" representa que la señal de reposo permanece modificada,
- A:
- "A" representa amplitud pequeña hasta "AAAA" amplitud grande,
- A*:
- "A*" representa amplitud pequeña hasta "AAAA*" amplitud grande
- D:
- distancia del objeto de reflexión desde el detector en centímetros.
- Cobertura:
- "J" representa cobertura y "N" ninguna cobertura.
\vskip1.000000\baselineskip
A partir de la Tabla 1 se deduce que la
intensidad de la señal A se incrementa durante un movimiento del
objeto hacia el detector y se reduce durante un movimiento fuera del
detector, siendo la reducción de tiempo mayor que el incremento de
tiempo. Esto indica una cobertura.
\vskip1.000000\baselineskip
La Tabla 2 muestra el desarrollo de los
parámetros d y A para el caso de que no se realice ninguna
cobertura: la intensidad de la señal es demasiado grande durante el
movimiento del objeto sobre el detector, es pequeña durante la
permanencia del objeto delante del detector y a continuación es de
nuevo grande durante el movimiento fuera del detector.
El Tabla 3 muestra el desarrollo de tiempo de
los parámetros d, R y A. Durante el movimiento del objeto hacia el
detector se incrementa la intensidad de la señal. La señal de reposo
se mantiene en primer lugar constante, luego se modifica un poco y
permanece constante hasta la primera fase del movimiento de
alejamiento. Después de una nueva modificación con la intensidad de
la señal todavía grande resulta una modificación permanente de la
señal de reposo, que indica una cobertura.
En el análisis según la Tabla 4, la resolución
de la alarma de cobertura se realiza prácticamente de forma
exclusiva en virtud de la distancia D, mientras que la intensidad de
la señal A tiene una importancia secundaria. La alarma de cobertura
se activa cuando el objeto se aproxima al detector a una distancia
mínima determinada, por ejemplo de 20 cm.
Cuando, como en la Tabla 5, el objeto no se
aproxima, por ejemplo, más cerca de 20 cm al detector, no se emite
ninguna alarma de cobertura, tampoco cuando el criterio de la
intensidad de la señal permita tendencialmente una cobertura.
En el ejemplo de la Tabla 6 se emite una alarma
de cobertura, porque después de una señal de microondas grande y una
señal infrarroja grande durante el movimiento del objeto fuera del
detector, la señal infrarroja es de repente muy pequeña.
El ejemplo de la Tabla 7 siguiente es similar al
de la Tabla 4; la diferencia entre las dos tablas consiste en la
evaluación de la señal infrarroja en la Tabla 7. A diferencia de la
Tabla 4, donde se emite un mensaje de cobertura, porque un objeto
está más cerca de 20 cm del detector, no se realiza en la Tabla 7
ninguna alarma de cobertura, porque después de la aproximación a
menos de 20 cm, la señal infrarroja está normalmente presente.
Claims (6)
1. Detector de movimiento según el principio
Doppler, con un módulo de microondas (1) para la emisión de una
señal de microondas a un espacio de supervisión y para la recepción
de la radiación reflejada por éste, con una fase de evaluación (3)
conectada en el módulo de microondas (1) y con una supervisión de
sabotaje del detector, caracterizado porque el módulo de
microondas (1) contiene dos receptores distanciados uno del otro,
cuya distancia está seleccionada de tal forma que la radiación
resida en los dos receptores presenta una diferencia de fases,
porque en el caso de detección de un objeto, se determina su
dirección de movimiento, y porque para la supervisión de sabotaje se
lleva a cabo un análisis (4) del desarrollo del al menos otro
parámetro de la señal de recepción en función de la dirección del
movimiento, de manera que el análisis (4) se realiza a través de la
comparación de al menos otro parámetro con el desarrollo de un
evento predeterminado y porque la determinación de la dirección del
movimiento se realiza con la ayuda del signo (d) de la diferencia de
fases entre las señales de recepción de los dos receptores y porque
el módulo de microondas (1) y la fase de evaluación (3) forman parte
de un primer detector (M) de un detector doble, que contiene,
además, un segundo detector, con preferencia un detector pasivo de
infrarrojos (PIR), y porque las señales del primer detector y las
señales del segundo detector (M y PIR) son alimentadas a una fase de
análisis común (4), en la que se realiza un enlace de las señales
mencionadas.
2. Detector de movimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el al menos otro
parámetro está formado por la señal de reposo (R) de la señal
recibida y porque se analiza la modificación de la señal de reposo
(R).
3. Detector de movimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la señal de reposo (R)
corresponde a la suma de todas las señales recibidas.
4. Detector de movimiento de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el al menos
otro parámetro está formado por la distancia (D) de los objetos
detectados en la zona próxima.
5. Detector de movimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque para la determinación
de la distancia (D), el módulo de microondas (1) está configurado de
tal forma que emite al menos dos frecuentes diferentes, que
presentan en los receptores primeras y segundas señales Doppler con
una diferencia de fases proporcional a la distancia (D) de un
objeto.
6. Detector de movimiento de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el al menos
otro parámetro está formado por la amplitud (A) de la señal
recibida.
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