IT8309399A1 - Dispositivo ricetrasmittente di segnali perfezionato, in specie per la rivelazione di intrusi - Google Patents

Description

Descrizione

"DISPOSITIVO RICETRASMITTENTE DI SEGNALI PERFEZIONATO, IN SPECIE PER DA RIVELAZIONE DI INTRUSI"

RIASSUNTO

L?invenzione si riferisce a sistemi di rivelazione d? intrusioni del tipo a radiazione a microonde in cui un certo numero di apparecchi ricetrasmittenti a microonde sono collocati intorno ad un'area sotto sorvegliali za. Se ? presente un intruso in movimento, la radiazione a microonde, emessa da uno o pi? dei suddetti apparec chi, subir? un lieve cambiamento quando riflessa di ritorno allo stesso apparecchio. La miscelazione della ra diazione ricevuta con la radiazione trasmessa produrr? pertanto un segnale di uscita a bassa frequenza che potr? 'essere rivelato da un amplificatore Doppler, L?ampli ficatore Doppler dar? pure luogo ad un segnale di uscita se una radiazione a microonde ricevuta in modo imprevedu to da quell'apparecchio e proveniente da un altro apparecchio, ha una frequenza tale che la miscelazione produce un segnale all?interno della larghezza di banda dell'amplificatore Doppler, Allo scopo di impedire che quest'ultimo segnale causi un falso allarme , qualsiasi segnale di uscita dell*amplificatore viene usato attraverso ad un rivelatore per variare la frequenza di un modulatore che controlla la frequenza di ripetizione degli impulsi della radiazione trasmessa? Questa variazione nella fre quenza non causer? sostanzialmente nessun cambiamento nel segnale di uscita dell'amplificatore Doppler se la variazione della frequenza ? una variazione causata da un intruso in movimento? Tuttavia, se il segnale viene causato dalla miscelazione di una radiazione captata in modo impreveduto da un altro apparecchio, il segnale di uscita dell?amplificatore Doppler verr? azzerato quando il cambiamento nella radiazione trasmessa fa cadere il segnale all'esterno della larghezza di banda dell'amplificatore Doppler? In questo modo possono essere impediti falsi allarmi.

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce a disposizioni di circuiti elettrici implicanti la trasmissione e la ricezione di radiazioni elettromagnetiche , ed ? pi? specificatamente rivolta ad evitare in un ricevitore gli effetti di una indesiderata interferenza tra le uscite di due trasmetti tori. L'invenzione pub, per esempio, essere applicata a sistemi di rivelazione di intrusioni del tipo a radiazio ne a microonde, in cui una radiazione a microonde viene irradiata in un'area o in pi? aree sotto sorveglianza da un certo numero di differenti trasmettitori a microonde, e l?effetto su tale radiazione di un intruso viene monitorizzato cio? controllato elaborando la radiazione ricevuta da uno o pi? ricevitori a microonde. In un esempio specifico di tale sistema di rivelazione della presenza di intrusi che impiega una pluralit? di apparecchi ricetrasmettitori a microonde, ciascuno ha una antenna che irradia radiazioni a micronde, come ad esempio quelle irradiate sotto forma di impulsi, nell'area sotto sor veglianza e che riceve le radiazioni riflesse di ritorno dagli oggetti nell'area sotto sorveglianza. Ogni apparec chio confronta la radiazione trasmessa e quella riflessa in modo da rivelare la presenza di un intruso mediante la variazione di frequenza dovuta all'effetto Doppler provocata nella frequenza della radiazione riflessa dal movimento dell'intruso. In tali sistemi ? importante che non vi possa essere confusione tra i segnali provocati dal movimento di un intruso e i segnali provocati dall'effetto, in una particolare antenna, della radiazione ricevuta non per riflessione della radiazione emessa da quella antenna, ma ricevuta dall'antenna di un altro apparecchio ricetrasmettitore. La radiazione pu? essere ricevuta da un altro apparecchio ricetrasmettitore sia direttamente sia per riflessione come ad esempio per riflessione da parte di alcuni oggetti fissi all'interno dell'area sotto sorveglianza. Tale radiazione ricevuta pu? causare da parte di quell'apparecchio la produzione di una differenza di frequenza, e in tal caso, ? importante che questa differenza di frequenza non venga male interpre tata come la presenza di un intruso, causando un falso allarme.

Secondo l'invenzione ? prevista una disposizione di circuiti elettrici comprendente mezzi di trasmissione di radiazioni, mezzi di ricezione di radiazioni operan ti per confrontare la frequenza della radiazione trasmessa ricevuta sostanzialmente direttamente con la frequenza di qualsiasi altra radiazione con essa ricevuta, con cui produrre un segnale di uscita in risposta alla differenza (se si verifica) tra le frequenze delle radiazioni confrontate e mezzi sensibili al segnale di uscita per modificare la frequenza della o la frequenza di una componente della radiazione trasmessa, per cui la detta differenza di frequenza persister? se una delle frequenze confrontate ? la frequenza della radiazione ri cevuta mediante la riflessione della radiazione trasmessa da un oggetto in movimento, ma tender? ad essere azzerata in caso contrario.

Secondo l'invenzione ? pure previsto un sistema di allarme della presenza di intrusi comprendente una pluralit? di apparecchi ricetrasmittenti a microonde, ciascu no dei quali presenta mezzi di trasmissione a microonde per emettere radiazioni a microonde in un'area sotto sorveglianza, mezzi di ricezione a microonde per ricevere le radiazioni a microonde trasmesse dovute alla riflessione da parte di qualsiasi oggetto all'interno del l'area sotto sorveglianza e per miscelare quella radiazione ricevuta con la radiazione trasmessa e con qualsiasi radiazione ricevuta da qualsiasi altro dei detti apparecchi, per produrre di conseguenza un segnale di uscita quando qualsiasi differenza di frequenza fra le radiazioni miscelate si trova all'interno di una predeterminata gamma di frequenze, e mezzi di controllo sensibili all'eventuale segnale di uscita, per modificare lo spettro della radiazione a microonde trasmessa, per cui il segnale di uscita persiste se il detto oggetto ? un intruso in movimento, ma viene azzerato se l'oggetto ? fisso, e mezzi di allarme operanti per produrre un se gnale di allarme della presenza di un intruso se il segnale di uscita persiste,,

Una disposizione di circuiti elettrici che realizza l'invenzione e che forma parte di un apparecchio ricetra smittente a microonde in un sistema di rivelazione di intrusioni verr? adesso descritta, a mo' di esempio, facen do riferimento ai disegni schematici allegati in cui: la Fig,1 ? uno schema a blocchi del sistema di rivelazio ne della presenza di intrusi; e la

Fig.2 ? uno schema di circuito a blocchi della disposizione del circuito?

La Fig,1 ? puramente schematica e mostra un'area 5 sotto sorveglianza per mezzo di apparecchi di rivelazio ne di intrusioni 6, 8, 10, 12 e 14, i quali sono destinati a rivelare la presenza di un intruso all'interno dell'area. Ogni apparecchio di rivelazione di intrusioni 6-14 ha la forma di un ricetrasm?ttitore a microonde come verr? descritto pi? dettagliatamente qui di seguito, ed ha un'antenna a microonde che emette radiazioni a microonde ad una particolare frequenza nell'area 5. La radiazione a microonde verr? riflessa da qualsiasi oggetto all'interno dell'area, come le pareti che formano i confini dell'area. La radiazione riflessa viene captata dall'antenna dell'apparecchio trasmittente e confrontata con la radiazione trasmessa. In condizioni normali, la radiazione ricevuta sar? sostanzialmente identica alla ra diazione trasmessa. Tuttavia, se un intruso si muove attraverso il percorso di una radiazione a microonde trasmes sa da uno qualsiasi degli apparecchi in modo da riflettere la radiazione di ritorno a quell'apparecchio, il suo movi mento provocher? una variazione (dovuta all'effetto Doppler) nella frequenza della radiazione ricevuta da quel l'apparecchio se confrontata con la frequenza della sua radiazione trasmessa# Questa variazione di frequenza do vuta all'effetto Doppler pu? pertanto essere rivelata e indica la presenza di un intruso. Tuttavia ? anche possibile che la radiazione a microonde trasmessa da un dato apparecchio possa essere inavvertitamente capta ta dall?antenna di un altro apparecchio. In quell'altro apparecchio questa radiazione verr? miscelata con la radiazione ricevuta a causa della riflessione della radiazione trasmessa da quell'apparecchio. Tale miscelazione pu? provocare un segnale dovuto alla differenza di frequenza della radiazione ricevuta in quell'apparecchio quando confrontata con la radiazione trasmessa da quell'apparecchio. Dato che tale involontaria miscelazione, e il segnale risultante, possono aver luogo senza la presenza di alcun intruso e per quanto bene sia installato il sistema, ? importante impedire che esso causi un fai so allarme.

La Fig.2 mostra lo schema del circuito di uno degli apparecchi ricetrasmettitori. In questo esempio particolare, la radiazione a microonde viene trasmessa in impul si aventi una predeterminata frequenza di ripetizione d'impulsi. Una sorgente 20 di microonde ? collegata per comandare un'antenna 22 avente una sezione trasmittente 22A e viene fatta pulsare da un modulatore 24* Il modula tore 24 emette pertanto segnali di comando su una linea 26 alla desiderata frequenza di ripetizione d'impulsi, e ciascuno degli impulsi accende cio? attiva il trasmettitore 20 a microonde per cui l'antenna 22 emette un im pulso di radiazione a microonde come indicato con A? II modulatore 24 non ha un'uscita a frequenza fissa, ma un'uscita a frequenza variabile, la cui frequenza viene controllata da un segnale di controllo su di una linea 28? Il modulatore 24 pu? per esempio avere la forma di un oscillatore controllato di tensione la cui frequenza ? variabile intorno ad un valore nominale di,diciamo, 50-kHz, La sezione ricevente 22B dell'antenna 22 ricever? alcune radiazioni a microonde direttamente dalla sezione 22A del trasmettitore attraverso un percorso diretto indicato schematicamente con B* In aggiunta, tuttavia, la radiazione trasmessa dalla sezione 22A del trasmettitore verr? riflessa da qualsiasi oggetto all'interno dell'area sotto sorveglianza e verr? riflessa di ritorno come mostrato con la freccia C? Il segnale risultante sulla linea 30 verr? pertanto prodotto dalla miscelazione delle due componenti di radiazione indicate dalle frecce B e G in un miscelatore 32* Questo segnale viene passato ad un amplificatore Doppler .34? L'amplificatore Doppler ? un amplificatore avente una banda passante a bassa frequenza. Se la radiazione ricevuta attraverso i percorsi B e C ha la stessa frequenza, come naturalmente si verifica laddove tutto ? statico all'interno del percorso della radiazione a microonde emessa dall'apparecchio, non ci sar? in sostanza nessun segnale sulla linea 30? Tuttavia, se ? presente un intruso in movimento al l'interno del percorso della radiazione A.trasmessa, la radiazione che l'intruso riflette di ritorno come indicato dalla freccia C verr? variata leggermente nella frequenza dall?effetto Doppler, e la miscelazione, nel miscelatore 32, di questa frequenza variata con la radiazione alla frequenza trasmessa come ricevuta attraverso il percorso indicato dalla freccia B, far? s? che il segnale sulla linea 30 abbia una componente a bassa frequenza. Questa verr? amplificata dall'amplificatore Doppler 34 e produrr? un segnale di uscita risultante sulla linea 36? H segnale sulla linea 36 viene alimentato a un apparecchio di rivelazione 38 il quale pu?, per esempio, essere un semplice circuito rivelatore di picco, e il quale pertanto produce un segnale di controllo sulla linea 28 in dipendenza dalla grandezza del segnale sul la linea 36? Questo segnale di controllo altera lo spettro della radiazione a microonde trasmessa alterando l'uscita della frequenza di modulazione del modulatore 24? Tuttavia, presumendo che l'intruso sia ancora presen te e in movimento all'interno del percorso della radiazio ne trasmessa, la radiazione che egli riflette di ritorno alla sezione ricevitrice 22B, come indicato con la frec cia C, non verr? soltanto modificata dalla variazione nella frequenza di modulazione causata alla radiazione trasmessa dal cambiamento nel segnale di controllo sulla linea 28, ma avr? pure una lieve variazione di frequenza causata dall'effetto Doppler, L?effetto di misce lezione nel miscelatore 32 ? tale che il segnale sulla linea 30 non viene influenzato dalla variazione nella frequenza di modulazione ma soltanto dalla variazione do vuta all?effetto Doppler, e l?amplificatore Doppler 34 continuer? pertanto a produrre un segnale di uscita sulla linea 36? Questo pu? essere o pu? non essere uguale, al valore del segnale presente inizialmente su quella 11 nea, dipendentemente dal fatto che l'intruso si muova o meno sostanzialmente nella stessa direzione e velocit? come in precedenza. Se c?? una variazione nella sua direzione o velocit?, allora naturalmente il segnale sulla li^ nea 36 avr? una differente grandezza e il rivelatore 38 provocher? una corrispondente variazione nella frequenza di modulazione applicata alla radiazione trasmessa. Anco ra, tuttavia, ci? non produrr? nessuna variazione nel segnale sulla linea 30. Se l'intruso si muove sostanzialmen te nella stessa direzione e velocit? il segnale sulla linea 30 rester? immutato e non vi saranno ulteriori variazioni nella frequenza di modulazione.

H risultato ?, pertanto, che la presenza di un intruso in movimento all?interno del percorso della radia zione A trasmessa provocher? il persistere di un segnale sulla linea 36 e questo segnale viene passato a un apparecchio di allarme 40 attraverso un apparecchio di ritardo 42 per indicare la presenza di un intruso.

Tuttavia, come indicato in precedenza, ? anche possibile che la sezione ricevitrice 22B riceva alcune radiazioni da un altro degli apparecchi ricetrasmittori come indicato dalla freccia D. Il miscelatore 32 misceler? perci? i segnali B, C e D. Anche se nessun intruso ? presente all?interno del percorso della radiazione A trasmessa, un segnale sulla linea 30 pu? essere nondimeno prodotto, questo segnale essendo provocato dalla miscelazione delle tre radiazioni B, G e D nel miscelatore 32, presumendo che la radiazione attraverso il :percor so D abbia una o pi? componenti di frequenza vicina alla frequenza delle radiazioni B e C. Se il segnale risultar, te sulla linea 30 cade all?interno della larghezza di banda dell?amplificatore 34, un segnale corrispondente verr? prodotto sulla linea 36, anche se nessun intruso ? presente nel percorso della radiazione A trasmessa.

Questo segnale sulla linea 36 verr? elaborato dal rivelatore 38 per produrre una variazione nel valore del se gnale di controllo sulla linea 28 e quindi una variazione nella frequenza di modulazione della radiazione A trarsmessa. Avr? pertanto luogo una corrispondente variazi^ ne nelle radiazioni ricevute B e C sebbene naturalmente la radiazione D ricevuta non verr? influenzata. Vi sar? pertanto una variazione nella frequenza del segnale sulla linea 30. Se il segnale sulla linea 30 h ancora all?interno della larghezza di banda dell'amplificatore Doppler 34, il segnale sulla linea 36 persister? e il segnale di uscita del rivelatore 38 cambier? provocando una ulteriore variazione nella frequenza di modulazione^ il che incider? nuovamente sulla frequenza delle radia zioni ricevute B e C ma non sulle radiazioni D.

Questo procedimento continuer? finch? la frequenza del segnale sulla linea 30 ^cambier? in modo sufficiente da cadere al di fuori della larghezza di banda dell'amplificatore Doppler 34, portando cos? il segnale sulla linea 36 a zero (se, prima di ci?, il rivelatore di picco 38 viene a raggiungere il limite della sua gamma, esso pu? essere riazzerato). La disposizione del circuito si adatta pertanto automaticamente ad una tale situa zione. Si ? riscontrato che per i valori pratici della gamma delle frequenze del trasmettitore a microonde e delle frequenze di modulazione usate in un qualsiasi par ticolare sistema, vi sono numerosi valori della frequenza di modulazione che faranno s? che la frequenza del segna le sulla linea 30 cada al di fuori della larghezza di banda dell'amplificatore Doppler 34, e l?apparecchio re gola automaticamente la frequenza di modulazione ad un tale valore.

Pertanto, poich? il segnale sulla linea 36 in tali casi viene rapidamente azzerato, il circuito di allarme 40 non viene attivato e viene evitato un falso allarme.

Ci si render? conto che l'effetto di azzeramento qui descritto ha luogo in modo sostanzialmente istantaneo, e il tempo di ritardo del circuito di ritardo 42 ? sufficientemente breve da impedire un influsso sfavorevole sulla rivelazione di qualsiasi intruso.

Sebbene la disposizione del circuito sia stata fin qui descritta con riferimento ad una sorgente radar a microonde prodotte a impulsi, non ? essenziale che le cose stiano in questo modo. La disposizione del circuito pu?, per esempio, essere un sistema radar CW, e in tal caso il segnale di controllo sulla linea 28 varierebbe l'effettiva frequenza portante, ma il funzionamento sareb be altrimenti lo stesso.

Non occorre che il rivelatore 38 sia un rivelatore di picco, esso pu? essere, al contrario, qualsiasi altro rivelatore adatto. Esso pu?, per esempio, essere un apparecchio generatore di tensione a forma di "scala" che vie ne attivato dalla presenza di un segnale sulla linea 36

Claims (11)

RIVENDICAZIONI

1. Una disposizione di circuiti elettrici comprendente un dispositivo (20, 22A) di trasmissione di radiazio^ ni, un dispositivo (22B) di ricezione di radiazioni, e un dispositivo (32, 34) di confronto operante per confrontare la frequenza della radiazione trasmessa ricevu ta in sostanza direttamente con la frequenza di qualsiasi altra radiazione con questa ricevuta, per produrre cos? un segnale di uscita in risposta alla differenza (se esiste) tra le frequenze delle radiazioni confrontate, e caratterizzata da un dispositivo (38) di controllo sensi, bile al segnale di uscita per alterare lo spettro della radiazione trasmessa, per cui la detta differenza di fre quenza persister? se una delle frequenze confrontate ? la frequenza della radiazione ricevuta mediante riflessione della radiazione trasmessa da un oggetto in movimento, ma tender? in caso contrario ad essere azzerata.

2. Una disposizione secondo la rivendicazione 1, ca ratterizzata dal fatto che il segnale di uscita tender? ad essere azzerato se nessuna delle frequenze confronta te ? la frequenza della radiazione prodotta mediante riflessione della radiazione trasmessa da parte di un oggetto in movimento e almeno una delle frequenze confron tate ? la frequenza di una radiazione che e stata trasmessa da altri mezzi di trasmissione.

3. Una disposizione secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di confronto comprende un amplificatore Doppler (34).

4. Una disposizione secondo qualsiasi precedente rivendicazione, caratterizzata dal fatto che il dispositivo (20) di trasmissione ? una sorgente radar a microonde.

5 Una disposizione secondo la rivendicazione 4? caratterizzata dal fatto che il dispositivo di trasmissione ? una sorgente radar funzionante ad impulsi,

6. Una disposizione secondo la rivendicazione 5? caratterizzata dal fatto che il segnale di uscita altera lo spettro della radiazione trasmessa variando la frequenza di modulazione.

7. Una disposizione secondo la rivendicazione 4} ca ratterizzata dal fatto che la sorgente radar ? una sorgente radar CW.

8. Una disposizione secondo la rivendicazione 7, ca ratterizzata dal fatto che il segnale di uscita varia lo spettro della frequenza della radiazione trasmessa modificando la sua frequenza portante.

9. Una disposizione secondo qualsiasi precedente ri vendicazione , caratterizzata dal fatto che il detto mez zo di controllo comprende un rivelatore di picco (38) per rivelare la punta massima di detto segnale di uscita.

10. Un sistema di allarme antiintrusione, comprenden te una pluralit? di apparecchi ricetrasmettitori di radiazioni a microonde (6 a 14), ognuno dei quali ha una di sposizione (20, 22A) di trasmissione a microonde per emet tere radiazioni a microonde in un'area (5) sotto sorveglianza, e una disposizione (22B) di ricezione a microon de per ricevere la radiazione a microonde trasmessa mediante riflessione da qualsiasi oggetto all'interno dell'area sotto sorveglianza e per miscelare quella radiazi? ne ricevuta con la radiazione trasmessa e con qualsiasi radiazione ricevuta da qualsiasi altro dei detti appare^ chi, per produrre in questo modo un segnale di uscita quando una qualsiasi differenza di frequenza tra le radiazioni miscelate si trova all?interno di una predeterminata gamma di frequenza, e caratterizzata da un dispositivo di controllo (38) sensibile al segnale di uscita, se presente, per alterare lo spettro della radiazione a microonde trasmessa, per cui il segnale di uscita per siste se il detto oggetto ? un intruso in movimento, ma viene azzerato se l'oggetto ? fisso, ed un dispositivo (40) di allarme operante per produrre un segnale di allarme di un'intrusione se il segnale di uscita persiste.

11. Un sistema secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la disposizione di ricezione comprende un amplificatore Doppler (34) avente una lar ghezza di banda adeguata al movimento degli intrusi da essere rivelati