Окб астрон
Скачать 321.02 Kb.
|
| Патент предоставлен ОКБ АСТРОН г. Лыткарино, www.ASTROHN.ru
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЖИЗНЕННЫХ ФУНКЦИЙ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ (57) Реферат: Изобретение относится к устройству и способу для обнаружения жизненных функций у живых организмов, предпочтительно человеческих организмов, с помощью электромагнитных сигналов и приемника для них, благодаря которым живые организмы можно достоверно отличать от мертвых. При этом приемник для электромагнитных сигналов содержит демодулятор для выделения частотных составляющих электромагнитных сигналов, характерных для живых организмов, непосредственно из принятых электромагнитных сигналов. Технический результат - повышение эффективности работ устройства и способа, возможность использования устройства в различных областях техники и народного хозяйства. 2 с. и 16 з. п.ф-лы, 16 ил. Патент предоставлен ОКБ АСТРОН г. Лыткарино, www.ASTROHN.ru Изобретение относится к устройству согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и способу согласно ограничительной части пункта 12 формулы изобретения, а также к применению данного способа и/или устройства. При создании данного изобретения было установлено, что живые организмы и, следовательно, живые человеческие тела неожиданно оказывают воздействие на высокочастотные электромагнитные сигналы за счет своих главных жизненных функций, то есть сердцебиения и дыхательной активности. Поскольку эти жизненные функции обычно проявляют себя в пределах известных диапазонов частот, которые для частоты сердцебиения человека составляют 0,5-3,4 Гц, нормально 1-2 Гц, а для частоты дыхания 0,1-1,5 Гц, это определяет характерные диапазоны частот. После приема и регистрации электромагнитных сигналов эти диапазоны частот заметны, если люди находятся в зоне приема. Кроме того, на основе принятых и обработанных сигналов можно получить информацию о количестве обнаруженных людей. В этом отношении используется принцип биологического разнообразия и специфичности, исходя из которого картины частот сердцебиения и дыхания разных людей отличаются. Обычно при числе людей более четырех дальше однозначное определение невозможно из-за наложения соответствующих частот, начиная с этого числа можно только констатировать, что присутствуют по меньшей мере четыре человека. В любом случае диапазон частот от 0,01 до 10 Гц включает все частоты, представляющие интерес с точки зрения жизненных функций организма. Неожиданно было то, что также без излучения передаваемой мощности, только посредством приемного устройства вместе с устройством для получения частотных составляющих, характерных для живых тел людей, можно было обеспечивать желаемый эффект идентификации жизненных функций. Это означает, что уже присутствие одного живого организма, по меньшей мере вблизи приемного устройства, всегда дает обнаружимые составляющие сигнала в указанных диапазонах частот, исключая необходимость в сквозном облучении сигналом несущей. С помощью приемного устройства для электромагнитных сигналов и устройства для получения частотных составляющих, характерных для живых организмов, без дополнительного излучения сигналов удалось достоверно обнаруживать живые тела на расстоянии до 3 м или приблизительного одного этажа здания. В простейшем примере выполнения согласно изобретению было достаточно только описанного ниже демодулятора, выполненного в форме диодного приемника, чтобы принимать частотные составляющие, характерные для живых организмов. Затем стали дополнительно применять передатчики, с помощью которых осуществляли сквозное облучение зоны обнаружения, и принимать отраженное, переданное или рассеянное излучение, анализ выраженных частотных составляющих которого доказывал наличие живых организмов. Чтобы обеспечить возможность приема электромагнитного излучения даже через плотные развалины и даже на некотором расстоянии, использовали частоты электромагнитного излучения от нескольких сотен мегагерц до приблизительно 10 ГГц, которые обеспечивали большую глубину проникновения. Такое излучение испытывало фазовую модуляцию, которая добавляла боковые полосы, смещенные на несколько Герц к сигналу высокочастотной несущей. При обычных процедурах приема обнаружение полос частот, расположенных так близко друг к другу, потребовало бы применения кратковременно устойчивых генераторов с отклонениями ниже 10-12, которые до настоящего времени считались недостижимыми за разумную стоимость. Эта проблема обостряется еще больше из-за низких уровней мощности принимаемых сигналов. Ниже поясняются некоторые преимущества описанных примеров выполнения, заявленных в зависимых пунктах формулы изобретения. Патент предоставлен ОКБ АСТРОН г. Лыткарино, www.ASTROHN.ru Применение известных фазовых модуляторов на первый взгляд кажется очевидным. Способы приема на нулевых биениях, гетеродинного приема и фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и возбуждение фланга схемы гетеродина известны. Было обнаружено, что ни один из перечисленных способов не способен обеспечить требуемые результаты достаточно экономично на уровне разумных затрат. Только использование демодулятора, обеспечивающего прямое отделение частоты модуляции от модулированной частоты, дало желаемые результаты. Однако исходили из того, что при разумных расходах на подходящую аппаратуру, а также усовершенствованных схемных средствах упомянутые выше способы можно использовать в рамках данного изобретения. При использовании элемента с нелинейной характеристикой тока/напряжения, например, частотно-селективного элемента, можно обеспечить демодуляцию частотных составляющих, представляющих интерес. Диод, биполярный или полевой транзистор, можно успешно использовать в качестве элемента с нелинейной характеристикой. Эти элементы достаточно экономичны и некритичны к их применению. Оптимальный рабочий диапазон этих элементов, составляющий приблизительно от 100 кГц до 200 МГц, можно использовать при более высоких частотах приема, если подсоединить выше демодулятора устройство (средство) преобразования частоты. Хотя такое средство преобразования частоты добавляет допустимые искажения во временной области к сигналу, тем не менее оно накладывает только незначительный дополнительный шум. Сигнал, подлежащий приему, можно поднять передающим устройством, предназначенным для передачи сигнала электромагнитной несущей, на установленную частоту; однако необходимо большое внимание уделять устойчивости частоты несущей, чтобы исключить нежелательные модуляционные эффекты в интересующем диапазоне частот. Простая, стабилизированная кварцем аналоговая передающая схема с генераторной схемой высокого качества оказалась подходящим генератором по истечении соответствующего времени установления. Способ и устройство согласно изобретению можно также применять для контроля и/или охраны объекта. Ниже описаны конкретные примеры выполнения стационарных систем контроля. Применение фильтра дискретизации аналогового сигнала не в качестве высокочастотных цифровых фильтров не внесло каких-либо негативных дополнительных частотных составляющих и значительно повысило качество полученного сигнала. Дополнительные нежелательные составляющие сигнала, например, такие, как шум и наложенные помехи, были исключены за счет ограничения ширины полосы электромагнитного сигнала перед операцией дискретизации и перед аналого-цифровым преобразованием в высокие частоты. Применение аналогового фильтра верхних частот для исключения низкочастотных составляющих в отношении частотно-зависимого НЧ шума передающего генератора и внутренних структурных узлов также имело большое значение. Неожиданно эффективная работа предложенного устройства и способа также позволяет использовать их в других областях. Можно вести наблюдение за людьми с суицидальными стремлениями в психиатрических лечебницах или в местах заключения без необходимости в постоянном наблюдении персоналом, отвечающим за таких людей. Ниже изобретение подробно поясняется описанием примера выполнения его конкретных модификаций со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано: фиг. 1 - схематический вид основных узлов примера выполнения устройства согласно изобретению; фиг. 2 - схематический вид упрощенного примера выполнения устройства согласно изобретению и его главных элементов; фиг. 3 - схематический вид структуры цепи оценки; фиг. 4 и 4a - алгоритмы реализации этапов обработки; фиг. 5 и 6 - спектральные представления электромагнитных сигналов, обнаруженных с помощью устройства согласно изобретению с частотными составляющими, характерными для живых организмов (человеческих тел); фиг. 7 - диодный прямой приемник без преобразователя, подключенного выше него; фиг. 8a - электрическая схема аналогового фильтра верхних частот и фильтра защиты от наложения спектров в виде фильтра нижних частот; фиг. 8b - схема симметризации напряжения; фиг. 9 - вид сбоку схемы первого примера выполнения изобретения для контролирования жизненных функций; фиг. 10 - вид снизу головной части примера выполнения, изображенного на фиг. 9; фиг. 11 - вид сбоку второго примера выполнения изобретения для стационарной установки; фиг. 12 - вид в сечении по линии А-А на фиг. 11 второго примера выполнения изобретения; фиг. 13 - третий пример выполнения изобретения для контролирования помещения; фиг. 14 - альтернативный пример выполнения системы по фиг. 13 для контролирования множества этажей здания; фиг. 15 - другая система для контролирования помещения и/или здания; фиг. 16 - еще одна система для контролирования помещения или зоны перед зданиями. Ниже изобретение описывается сначала в общем виде, а затем более подробно со ссылкой на отдельные примеры выполнения. На фиг. 1 изображено устройство с передатчиком 1 и передающей антенной 2, которая передает на фиксированной частоте, предпочтительно в диапазоне частот примерно от 1 МГц до 1 ГГц. Патент предоставлен ОКБ АСТРОН г. Лыткарино, www.ASTROHN.ru Передающая антенна 2 предпочтительно имеет фиксированную характеристику направленности лепесткового типа. В зависимости от соответствующего примера выполнения изобретения передатчик 1 и антенна 2 выполнены в форме переносного узла или установлены стационарно. Приемное устройство, в общем обозначенное позицией 3 и показанное в упрощенном виде на фиг. 2, содержит приемную антенну 4, связанную с демодулятором 5, который из принятого электромагнитного сигнала демодулирует частотные составляющие, характерные для живых тел. Такую демодуляцию выполняют в форме фазовой или частотной демодуляции и ее уже достаточно для того, чтобы обеспечить необходимые частотные составляющие на выходе демодулятора 5. В примере выполнения демодулятора по отношению к показанному на фиг. 7 демодулятор может также содержать мостовую выпрямительную схему известного типа, которая обеспечивает полезный сигнал с удвоенным или умноженным напряжением. В следующем примере выполнения приемное устройство 3 содержит средство преобразования частоты 6, подключенное выше демодулятора 5 и преобразующее сигналы, принятые выше от приблизительно диапазона 200 МГц-ГГц, в диапазоны частот, в которых демодулятор 5 имеет повышенные мощности приема. При использовании диодов, биполярного или полевого транзистора, оптимально подходящий рабочий диапазон, преобразованный с понижением, составляет приблизительно 100 кГц - 200 МГц. Ниже демодулятора подключено фильтрующее средство 7 для отфильтровывания нежелательных составляющих сигнала, которое ограничивает ширину полосы электромагнитного сигнала перед операцией дискретизации (перед операцией аналого-цифрового преобразования) в направлении верхних частот. Фильтрующее средство 7 также ограничивает ширину полосы в направлении нижних частот. Усилитель 8, подключенный ниже фильтра 7, усиливает напряжение или, в альтернативном варианте, ток принятых сигналов и пропускает их для дискретизации в аналого-цифровой преобразователь. 1 После аналого-цифрового преобразования частотные составляющие, характерные для живых организмов, обрабатывают вычислительным устройством 10 для спектрального анализа и представляют в спектральной форме. В этом случае интенсивность частотных составляющих, характерных для живых организмов, дает информацию о наличии жизненных функций у обнаруженных человеческих организмов. При временной оценке сигналов цифровой сигнал для удаления из него искажений складывают или свертывают с обратной передаточной функцией приемного устройства 3. Поскольку надежное обнаружение такого сигнала чрезвычайно сложно, ниже описан приемник с нелинейным элементом на основе диодного приемника. Диодный приемник Отраженный сигнал модулирован по фазе или частоте, обнаружение этой модуляции невозможно или чрезвычайно затруднено при использовании обычных процедур ЧМ (частотно-модулированного) или ФМ (фазомодулированного) приема. Чтобы точно детектировать сигнал, фазомодулированный с частотой 0,2 Гц, например, с помощью 10 ГГц, с точностью до 0,1  0,02 Гц, понадобились бы кратковременно устойчивые синхронизированные генераторы с отклонениями ниже 10-12. Это представляется недостижимым с технической точки зрения.Поэтому необходимо найти способ прямого обнаружения модуляции принятого сигнала. Патент предоставлен ОКБ АСТРОН г. Лыткарино, | ||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Окб астрон А, 13. 07. 1993. Us 6243036 B1, 05. 06. 2001. Ru 2133971 C1, 27. 07. 1999. Ru 2067759 C1, 10. 10. 1996. Wo 90/07130 A1, 28. 06. 1990.... | | Окб астрон, www. Astrohn. Ru резонансный болометр Сильно коррелированные низкоразмерные электронные системы. Теория ферми-жидкости Ландау. Латинжеровская жидкость |
| Окб астрон Заявленная полезная модель может быть использована в научных исследованиях, биологии, медицине и фармакологии, военном деле и безопасности,... | | Окб астрон Кроме того простота и более низкая стоимость производства блока генерации позволяет снизить стоимость конечного устройства и его... |
| Окб астрон Приемник (3) электромагнитных сигналов имеет устройство для извлечения частотных составляющих, характерных для живых организмов,... |  | Задания Для предцикловой подготовки очно заочного цикла: «Судебно... Адрес: г. Тюмень, ул. Одесская, 46а, административный корпус окб, тел: 207-776, 205-793, e-mail: goutmk@ mail ru |
| Книга фгуп «Санкт-Петербургское окб «Электроавтоматика» Рассматриваются основные принципы построения перспективных бортовых цифровых вычислительных систем в авиационном приборостроении.... | | 1. Общая характеристика вертолета стр Не лишним будет отметить, что именно в России был впервые разработан и осуществлен первый боевой одноместный ударный вертолет, со... |
