无线电电磁场泄漏原理的周界入侵防范系统技术方案

一种无线电电磁场泄漏原理的周界入侵防范系统。其特征是沿所需防范的周界全程平行敷设两条漏泄同轴电缆，电缆全长分段总数为偶数，收发信漏泄场之间按正向耦合方式工作，按分差方式接入环境参数平衡检测器，段落报警分机传递警情信号，系统报警控制器确认警情段落。系统由两条漏泄同轴电缆、收信及发信模块、环境参数平衡检测器、低通隔离滤波器、高频匹配负载、段落报警分机、系统报警控制器及系统电源组成。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线电电磁场泄漏原理的周界入侵防范系统所属
本技术涉及安全防范领域，尤其是应用无线电电磁场泄漏原理的一种周界入侵防范系统。
技术介绍
利用两条漏泄同轴电缆作为入侵传感器，相互平行且保持一定距离，沿所需防护的周界浅埋于地表下，一条电缆端接无线电发信机，另一条电缆端接无线电收信机即组成最基本的无线电电磁场泄漏原理的周界入侵防范系统。系统设防时，发信电缆的周围建立起连续且均匀的无线电电磁波的泄漏场，通过两条漏泄电缆传感器之间的无线电能量的耦合作用，无线电收信机接收到相对均匀的信号。一旦发生外来人员非法入侵上述设防周界，无线电收信机即可检测出由于人员入侵所引起的无线电泄漏场的瞬时变动，驱动报警装置并实现安全防范。两条漏泄同轴电缆传感器之间的耦合方式有两种基本类型：发信机和收信机同置一侧的可称之为逆向耦合方式：发信机和收信机分置两侧的可称之为正向耦合方式。研究资料表明：逆向耦合要重点克服的问题是沿通道长度各入侵位置上耦合的能量由于漏泄电缆本身存在着传输衰减因而各不相同，这将造成在接收端对检测灵敏度动态范围设置上的巨大困难。正向耦合要重点克服的问题有两个：首先是这种耦合方式的常态信号对漏泄电缆传感器的埋设环境因素的变化主要如土壤含水状态即电导率的变化较敏感；其次是沿通道长度各点相位相同的耦合分量的全部能量之积分在接收端造成瞬态入侵信号与常态无入侵信号之比值减少，即相对检测灵敏度的降低。综上，正向耦合方式对环境变化敏感且相对检测灵敏度较低，因而容易引起虚假报警。针对逆向耦合方式存在的问题，现有技术专门为周界入侵防范系统发展了一种结构特殊的漏泄同轴电缆，对其外导体按设计要求专门加工如控制开孔尺寸和孔间距离等，以求达到使其漏泄能量沿电缆长度逐级渐变以平衡其传输衰减的目-->的，可称之为“能量分级漏泄电缆”。自此以后，大部分应用系统均采用逆向耦合方式和采用“能量分级漏泄电缆”。主要参考文献可查见国际电工电子工程师学会(IEEE)1982年卡那汉国际安全防范技术年会(International Carnahan Conference on Security Technology)发表的论文《入侵检测用漏泄电缆技术的发展》(“Advancements in Leaky Cable Technologyfor Intrusion Detection，”R.K.Harman.)。本技术涉及的现有技术主要有如下美国专利：US 4091367主要应用400ns RF脉冲技术及高速开关交替改变收发信的传输方向，采用“能量分级漏泄电缆”和逆向耦合方式。US 4562428主要以应用连续载波和分段探测技术，采用“能量分级漏泄电缆”和逆向耦合方式。US 6577236主要应用连续载波和扫频调制技术，提出了一种单体结构的双同轴漏泄电缆，相对减少了电缆埋设的施工成本。现有技术肯定了无线电电磁场泄漏原理组成各种周界入侵防范系统的有效性，但由于侧重于采用特殊规格的同轴漏泄电缆和逆向耦合方式，长期以来被公众认为是一种“昂贵的系统”，仅适用于军工、弹药库、监狱、机场等须严密防范的场合。
技术实现思路
为克服应用无线电电磁场泄漏原理的周界入侵防范系统采用正向耦合方式时对环境变化敏感且相对灵敏度较低，因而容易引起虚假报警的不足，本技术提供一种采用正向耦合方式的周界入侵防范系统，既无须使用特殊规格的同轴漏泄电缆，又对环境变化的敏感性给予补偿，且限制了相对检测灵敏度的过分降低。本技术所采用的技术方案是：周界入侵防范系统基本上由两条普通漏泄同轴电缆、若干个收发信模块、环境参数平衡检测器、低通隔离滤波器、高频匹配负载、段落报警分机和一台系统报警控制器及一套系统电源组成。两条漏泄同轴电缆称作发信电缆和收信电缆作为入侵传感器，相互平行且保持一定距离，沿所需防护的周界浅埋予地表下。本技术中所采用的漏泄同轴电缆无需对外导体进行开孔或开槽等专业加工，亦无需特殊设计以追求其漏泄能量沿电缆长度逐级渐变的“能量分级漏泄”效-->果，仅采用普通同轴电缆，对其外导体的编织角加以调整，并改变其外导体的光电复盖率即对其多股编织的外导体加以疏编处理且复以双层护套即可满足使用要求，其成本比专用特殊规格的漏泄同轴电缆下降约一个数量级。两条电缆沿其全长，按合理的相对检测灵敏度为依据，划分为等长的若干段落，至少要求保持收信电缆上相邻两个收发信段落为等长。段落划分应服从其总数为偶数的原则。划分段落即限制电缆长度，为系统带来实质性的双重好处：一方面减少了电缆本身传输衰减对检测目标的影响；另一方面相对提高了入侵目标信号与背景信号之比值。两条划分若干等长段落的电缆，其中一条称为发信电缆，每段发信电缆接入一个发信模块；另一条称为收信电缆，每段收信电缆接入一个收信模块。同一条电缆上每两个相邻段落上两个发信模块分置于两端，两个收信模块成对设置于一处，两个相邻段落收信电缆上的传输方向具有相向而行的形式特征，唯有接在发信电缆两端的发信模块为单独设置。两条电缆的同一敷设段落中，发信电缆所接的发信模块与收信电缆所接的收信模块分置于同一敷设段落的两侧，具有正向耦合的结构特征。两条电缆的分段之间联结以低通隔离滤波器，实现VHF高频工作频段上的隔离，但允许馈通直流电源及中低频控制信号。发信模块和收信模块采用连续载波、收发同频的无线电信号，工作于VHF甚高频频段，相邻段落采用不同的信道以防止无线电同频干扰。各个收信模块对本段落信道中传输的无线电VHF信号完成幅度和相位的连续检测并相应输出两个结果。相邻段落上成对设置的两个收信模块关于幅度和相位的四个输出结果分差接入环境参数平衡检测器，互为参照并加以共模比较，获得中和平衡效果以克服环境变化如下雨引起土壤电导率发生变化对耦合衰减的影响。相邻两段收信模块通过环境参数平衡器分差接入和共模比较的结果驱动段落报警分机，作为该相邻段落中某一段落的警情输出，用以确认该段落发生外来人员非法入侵的事实，并在终端系统报警控制器对各个段落报警分机主动实施周期巡访时按段落地址由段落报警分机以中频信号方式在收信电缆通道上被动通报编码警情。系统报警控制器连接在收信电缆的通道终端。系统报警控制器按主动巡检方式，-->以一定周期定时对通道上各个环境参数平衡器执行共模比较输出所反映的各段落上入侵警情的输出状态实现巡回访问，通过轮流完成握手应答并核查效果的工作方式对确认的警情段落以声、光报警方式报警并给出报警段落地址码显示。在收信电缆通道上传递警情的中频工作方式为双向同频单工，即收发频率一致为455KHz或200KHz，系统报警控制器与各个段落报警分机之间在同一时间段上或收或发，不采用同时收发的双工方式以简化中频收发信电路的设计内容。报警控制器端的值班人员在确认警情后以人工方式通过通道馈电电源的操作对系统完成重新设定或解除。系统各段的实际容量主要取决于报警控制器中编解码器的容量、巡访周期和巡检速度，理论上不受严格限制。系统容量过大即必须接入数量过多的段落报警分机时，可在段落报警分机中增设受入侵警情控制的DTMF发送器，在系统报警控制器中增设DTMF接收器，实现段落报警分机的主动报警，以免人员入侵恰好发生在巡检周期间隙段时的警情漏报。系统的低通隔离滤波器具有分支变形结构，系统的收信和发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电电磁场漏泄原理的周界入侵防范系统，其特征是采用发信和收信用两条普通漏泄同轴电缆，沿所需防范的周界全程平行敷设，浅埋于地表下并沿其全长等长分段，段落总数为偶数，每段的两侧分别接入发信模块和收信模块，两条电缆间实现无线电电磁场的正向耦合，收信电缆的每两个相邻段落间设置环境参数平衡检测器，并通过段落报警分机与系统报警控制器的接入给出入侵警情段落的报警显示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1一种无线电电磁场漏泄原理的周界入侵防范系统，其特征是采用发信和收信用两条普通漏泄同轴电缆，沿所需防范的周界全程平行敷设，浅埋于地表下并沿其全长等长分段，段落总数为偶数，每段的两侧分别接入发信模块和收信模块，两条电缆间实现无线电电磁场的正向耦合，收信电缆的每两个相邻段落间设置环境参数平衡检测器，并通过段落报警分机与系统报警控制器的接入给出入侵警情段落的报警显示。2根据权利要求1所述的系统，其特征是系统中所采用的两条普通漏泄同轴电缆为常规编织型射频同轴电缆，仅对其多股编织的外导体加以疏编处理且复以双层护套。3根据权利要求1所述的系统，其特征是系统的两条电缆沿其全长划分为等长的若干段落，至少保持收信电缆上相邻两个收发段落为等长，且其段落划分应服从其总数为偶数的原则。4根据权利要求1所述的系统，其特征是系统的两条电缆按权利要求3分段后，其中一条称为发信电缆，每段发...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖公亮，
申请(专利权)人：肖公亮，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]