Приемник фиксирует увеличение частоты сигналов, отражающихся от нару-
шителя. Электроника сравнивает новые данные со стандартной частотой из-
лучаемого ультразвука, и выявленная разница служит основанием для подачи
сигнала "Тревога".
Что-то подобное происходит и тогда, когда в качестве рецептора мы ис-
пользуем наши собственные уши. Мы фиксируем изменение частоты звука,
когда на улице мимо нас проезжает сигналящая машина. Первым ученым,
объяснившим это явление был Допплер. Сейчас, говоря о сдвигах в частоте,
мы употребляем понятие "эффект Допплера".
Затухание
Вся природа устроена таким образом, что с увеличением частоты возрас-
тает и затухание, или потеря энергии. Слушая музыку, прикройте уши ладо-
нями. Все звуки резко уменьшатся в объеме, но заметьте при этом: высокие
звуки (если вы их вообще услышите) будут звучать куда тише, чем низкие.
Тоже самое получится, если поместить репродуктор за толстый тяжелый за-
навес.
Затухание наблюдается не только у звуковой волны, оно распространяет-
ся и на световую волну. Вспомните спектр цветов, излучаемых солнцем и в
совокупности составляющих дневной свет. У фиолетового цвета - выше час-
тота и короче длина волны. В полдень солнце дает нам нормальный свет, но
на закате или на восходе солнечные лучи проделывают гораздо больший путь
по наклонной через атмосферу нашей планеты, насыщенную пылью, которая
поглощает фиолетовые и голубые лучи, также имеющие высокую частоту. Как
следствие, восход и закат окрашены в красные тона.
Постоянство свойств природы
В природе все логически связано: и тепло, и радио сигналы и микровол-
новая энергия и свет передаются в пространстве электромагнитными волна-
ми. В действительности, все они представляют собой электромагнитные вол-
ны различной длины. Так же, как звуковая волна, они обладают способ-
ностью затухать, что видно из примера с солнечными лучами. Но если ско-
рость звука имеет границы, то скорость электромагнитного излучения прак-
тически безгранична. Сопоставление двух величин скорости создает рази-
тельный контраст: за одну секунду звук распространяется на 332 метра, а
электромагнитная волна - на 300 миллионов метров.
Еще более удивительно, что свойства распространения волны сохраняются
постоянными и в такой принципиально отличной от других по физическим
свойствам среде, как эфир. Скорость здесь определяется по той же форму-
ле.
Еще немного о затухании
Иллюстрируя связь между увеличением затухания и частотой, мы привели
примеры из области акустики и электромагнитного излучения. К счастью, в
нашей области охраны мы имеем дело с расстоянием в несколько десятков
или, самое большее, в несколько сот метров. По сравнению с теми расстоя-
ниями, на которые обычно отправляются радиоволны и световые волны, наши
дистанции так коротки, и потеря энергии на них столь незначительна, что
при описании устройства, работающего на радиоволнах, фактор затухания
можно в расчет не брать.
Если, однако, мы имеем дело с ультразвуком, то этот фактор достаточно
весом. Он устанавливает предел для высоты частот. Превысив его, мы поте-
ряем слишком много энергии, и в результате эхо не будет достаточным,
чтобы обнаружить человека в помещении. Для большей ясности скажем, что
потеря энергии пропорциональна квадрату частоты. Например, увеличив час-
тоту излучения с 20 000 гц до 40 000 гц, мы уменьшим энергию эха на чет-
верть.
Дисперсия
Ниже мы рассмотрим другие фундаментальные причины, которые ограничи-
вают дальность действия пространственных детекторов.
Обратно пропорциональная зависимость от квадрата расстояния
Представим себе незаряженный, но включенный диапроектор, стоящий на
расстоянии 1 метра от экрана. Он высвечивает светлый квадрат, яркость
которого можно замерить. Удвоим расстояние до экрана. Площадь, покрывае-
мая световым пятном, также увеличится. Измерение вертикальных и горизон-
тальных сторон освещенного участка показывает, что площадь увеличилась в
четыре раза по сравнению с первоначальной. Однако мощность лампы диапро-
ектора осталась прежняя, поэтому можно утверждать, что при удвоении
расстояния между прибором и экраном яркость освещения сократится в че-
тыре раза по сравнению с первоначальной. Тот же здравый смысл должен
подсказать нам, что для сохранения прежней яркости освещения площади,
вдвое превышающей изначальную, нам надо было бы увеличить в мощность
лампы в четыре раза, например, со 100 до 400 ватт. Такая обратно пропор-
циональная зависимость от квадрата расстояния получила название закона
обратных квадратов. Она в равной степени применима к радио-, микроволно-
вым, ультразвуковым и пассивным инфракрасным датчикам обнаружения. Одна-
ко в случае, когда приемник и передатчик детектора располагаются друг
возле друга, как это характерно для устройств, использующих радарный
принцип, такая зависимость приобретает исключительно важное значение. Об
этом как раз и пойдет речь ниже, а также в главе 15.
Обратно пропорциональная зависимость от четвертой степени расстояния
Закон обратного квадрата применим и для энергии, отражающейся от тела
нарушителя и достигающей приемника системы, работающей по принципу рада-
ра. Прибегнем к аналогии с диапроектором, предположив, что свет отража-
ется от экрана почти идеально. Экран становится передатчиком, а глаз че-
ловека, находящегося рядом с аппаратом - приемником. Допустим, нам уда-
лось сохранить без изменений освещенность экрана после того, как мы уд-
воили расстояние между диапроектором и экраном. В этом случае глаз чело-
века все равно воспринимает это, как будто яркость света уменьшилась в
четыре раза, как и вначале, потому что действует уже известная нам зако-
номерность. Вообще же, в ситуациях она действует в двух направлениях -
сначала от диапроектора к экрану, затем от экрана к глазу наблюдающего.
Таким образом, получается, что глаз получает в качестве отражения одну
четвертую часть от одной четвертой части первоначального освещения, или
другими словами, одну шестнадцатую часть той энергии, которая восприни-
малась глазом наблюдателя, когда экран находился на расстоянии 1 метра.
К счастью, человеческий глаз автоматически корректирует свою чувстви-
тельность, однако приемник детектора не обладает такой способностью.
Приемники детекторов почти все время работают при максимальном уровне
чувствительности, в то время как мощность передатчиков обычно ограничи-
вается соображениями экономии или правительственными ограничениями.
Если бы вы пожелали увеличить радиус обнаружения цели у допплеровских
систем в два раза, вам пришлось бы увеличить мощность передатчика в 16
раз. В обычных условиях такое едва ли возможно, поэтому многие идут по
пути увеличения чувствительности приемников и таким образом усугубляют
проблему ложных сигналов тревоги, так как приемники начинают фиксировать
любые незначительные отклонения от нормы.
Форма пучка
Обнаружение цели в пространстве имеет еще один значимый аспект, кото-
рый необходимо знать для общего понимания вопроса. Вернемся снова к при-
меру с диапроектором. Предположим, что в лекционной аудитории аппарат
освещает экран с расстояния 10 метров. Случилось так, что потребовалось
место и диапроектор передвинули к задней стенке аудитории на расстояние
20 метров от экрана. С учетом сказанного выше нам ясно, что изображение
на экране теперь увеличилось в четыре раза, а освещенность уменьшилась.
Оператор может исправить ситуацию, заменив объектив аппарата на другой,
у которого фокусное расстояние вдвое больше. Если, скажем, в первом слу-
чае лучи падали на экран под углом 40 градусов по горизонтали и вертика-
ли, то уменьшив угол до 20 градусов, мы восстановим прежнюю освещен-
ность, сохранив положение диапроектора в глубине аудитории.
Подобное изменение формы пучка применяется и в сигнализационных де-
текторах пространственного обнаружения. Выше, приводя пример с доппле-
ровскими датчиками, мы говорили, что для удвоения радиуса обнаружения
объекта нам необходимо увеличить в 16 раз мощность передатчика. Но если
угол излучения и приема энергии уменьшить по вертикали и горизонтали
(например, с обычных 80 до 40 градусов), то реальный радиус обнаружения
можно увеличить в два раза, оставив прежними и мощность передатчика, и
чувствительность приемника. Этот способ широко применяется в радарной
технологии с использованием отражателей, рупоров или линз; при условии
правильного понимания его сути, он может найти еще большее применение в
устройствах обнаружения.
Запросто с пространственным обнаружением
Теперь мы уяснили себе: в принципах работы различных устройств, фик-
сирующих передвижение в пространстве, нет ничего непонятного, а, следо-
вательно, в последующих главах мы не встретимся с какими либо трудностя-
ми.
Если вы разобрались в сути фотографии, а в школьном курсе вы не имели
затруднений с понятиями тепла, света и звука, вы разберетесь и с микро-
волновыми радарами. Микроволны - это тоже электромагнитное излучение,
вся разница состоит только в длине волны. Ну а коль скоро вы разобрались
в микроволновых допплеровских детекторах, то с ультразвуковыми сложнос-
тей у вас не должно быть: при похожести волн здесь изменяется только
среда распространения - воздух вместо эфира. Что же касается инфракрас-
ных лучей, то они нашли себе местечко между светом и микроволнами.
В последующих главах мы рассмотрим практические аспекты работы. Пока
же помещенные ниже темы для обсуждения помогут вам проверить, как много
информации осталось в вашей памяти по прочтении этой главы.
Темы для обсуждения
1. Почему электронные вспышки зачастую приносят фотографам большое
разочарование?
2. Можно ли услышать звук, длина волны которого составляет 10 мм? Ка-
кую длину волны имеет самый высокий слышимый звук?
3. Какие волны затухают в среде быстрее: МКВ или ИК? Почему?
ГЛАВА 5
НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ВХОДОМ ВО ВНУТРЕННИЕ ПОМЕЩЕНИЯ
Под внутренними помещениями мы понимаем пространство внутри зданий,
ограниченное стенами, полом, потолком, крышей, дверьми, окнами и т.д. В
это понятие не входят внутренние площадки дворов, огороженные заборами,
и подобные им территории.
Мы начинаем с того момента, на котором мы прервали рассуждения в гла-
ве 3, где говорили о концепции систем безопасности. Теперь приступим к
рассмотрению вопроса какие возникают требования к охране помещений от
проникновения посторонних лиц с преступными целями, а также того, что из
эти требования вытекает.
Должностные лица, предъявляющие требования по безопасности
Знание этого аспекта важно. Для большинства из на требование - это
предложение, сделанное в письменном виде содержащее в себе инструкцию к
действию. Требование может быть выдвинуто непосредственно нашим на-
чальником. Но давайте на несколько минут отвлечемся и посмотрим: кого
еще может заинтересовать соблюдение мер безопасности. Конечно риск втор-
жения в помещение всегда существует, существуют: различные предположе-
ния, как и почему может произойти вторжение, а это уже и составляет ос-
нову для различных требовании Но дело не только в этом. Важна не столько
сама систем, защиты, сколько сигнал о том, что через нее пытаются проник
нуть внутрь. Кто же эти люди, которые по должности обязаны ясно осозна-
вать то, о чем мы говорим?
Прямой интерес к надлежащей системе охраны помещения проявляет стра-
ховщик, взявший на себя обязательство возместить по требованию клиента в
денежной форме утрате любого предмета, оговоренного в страховом соглаше-
нии. Прежде чем взять на себя столь большую ответственность, страховщик
узнает у местного агента страховой компании о степени риска. Однако
страховой агент не всегда имеет специальную подготовку чтобы проводить
необходимую оценку риска. Специально обучен для этого, скорее всего,
страховой инспектор; он же может составить список мер безопасности и
оборудования обнаружения при наличии которых страховщик сможет принять
на себя обязательства по выплате ущерба.
Другим лицом, выдвигающим требования, является офицер полиции по пре-
дотвращению преступлений. В то время, когда он не вовлечен непос-
редственно в задержание преступников, он ведет наблюдение за новыми до-
мами, старыми, где производится реконструкция или меняется направление
использования их владельцами или арендаторами, а также теми зданиями, в
которых недавно произошли кражи. Он дает рекомендации по мерам защиты
собственности, советует, какие шаги следует предпринять, чтобы облегчить
задачу охраны обычным подразделениям полиции и тем, кто выезжает на мес-
то по сигналу тревоги.
Офицер безопасности промышленных объектов (должность, возникшая в ре-
зультате эволюции профессии ночного сторожа) - это хорошо обученный и
опытный гражданский чиновник, находящийся на службе у промышленных и
контролируемых правительством организаций, чьи помещения могут подвер-
гаться таким вторжениям, каких не могут предотвратить обычные полицейс-
кие подразделения. Одетые в униформу офицеры безопасности промышленных
объектов - что-то вроде частной полиции. Риск проникновения заставляет
вести круглосуточное наблюдение, не сводимое к простой проверке, все ли
двери закрыты. Старший офицер безопасности и его сотрудники часто обра-
щают свое внимание на электронные меры защиты.
Порою мы не осознаем, что местное начальство также может выступить в
качестве автора требований по безопасности. В тех организациях, где на
начальников отделов возлагается вся полнота ответственности за успешное
ведение дел, там и развивается у сотрудников острое осознание причин
возможных потерь (включая потери из-за плохой охраны помещений).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46