ДОСЛІДЖЕННЯ ЩІЛИННОЇ МАГНІТНОЇ АНТЕНИ ДЛЯ ГЕОРАДАРІВ ЯК ЗАСОБІВ ПОШУКУ ПІДПОВЕРХНЕВОЇ КОНТРАБАНДИ ЧЕРЕЗ ДЕРЖАВНИЙ КОРДОН

  • Микола ЛИСИЙ Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького https://orcid.org/0000-0002-9858-706X
  • Олександр СТРЕЛЬНИЦЬКИЙ Харківський національний університет радіоелектроніки https://orcid.org/0000-0003-0933-0324
  • Тарас СУСЛОВ Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького https://orcid.org/0000-0003-3811-0902
  • Андрій ЧУКАНОВ Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького https://orcid.org/0000-0002-7925-1026
Ключові слова: георадар, антена, підповерхнева контрабанда, державний кордон

Анотація

Боротьба з контрабандою досить поширена річ у всьому світі, не оминуло це і Україну. Новий вид контрабанди, а саме підповерхнева контрабанда, докорінно змінив підхід у боротьбі із нею. Прихованість від неозброєного ока, малі розміри та невелика затрата сил у прокладанні – виклик для сучасності. Актуальним завданням є удосконалення георадарів для потреб охорони та захисту державного кордону зокрема антенних пристроїв, оскільки інформаційною ознакою для розпізнавання об’єктів можуть служити поляризаційні відмінності радіолокаційних зображень на двох взаємно ортогональних поляризаціях випромінювання і прийому сигналів. У статті досліджено та запропоновано антену, яка являє собою екрановану магнітну щілинну антену, використовуючи яку можна випромінювати й приймати сигнали ортогональних поляризацій, що дозволяє виявляти в ґрунті металеві та діелектричні предмети з лінійними розмірами понад 15 см незалежно від їх орієнтації щодо антени. Антена являє собою порожнистий циліндричний об’ємний резонатор з металевими стінками. Дана антена використовувалась у експериментальному георадарі, передавальна і приймальна частина якого мають загальну антену. Застосування циркулятора дозволяє використовувати одну і ту ж антену при передачі і прийомі зондуючого сигналу. Глибина виявлення залежить від розмірів об’єктів і електричних властивостей ґрунту. Теоретично, в сухому піску, запропонований тип антени, встановленої на георадар неперервного випромінювання, дозволить виявляти приховані предмети, які мають лінійні розміри понад 15 см, на глибині до 3 м, що відповідає характеристиці засобів підповерхневої контрабанди через державний кордон.

Також була розроблена і створена широкосмугова прямокутна щілинна магнітна антена. Випробування цієї антени проводилися в складі георадара в умовах, наближених до польових. Для цього був створений спеціальний стенд, що складається з ящика з піском і механізму, призначеного для переміщення георадара спільно з антеною. В пісок, на глибину 25-30 см, на відстані близько 50 см один від одного, як макета мін, закопувались діелектричний кубик розміром 15×7 см і металева банка розміром висотою 10 см і діаметром 8 см. Результати експерименту дозволяють стверджувати про перспективність даного типу антен для розробки георадарів.

Біографії авторів

Микола ЛИСИЙ, Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького

доктор технічних наук, доцент, професор кафедри транспортних засобів та інженерного  забезпечення охорони державного кордону

Олександр СТРЕЛЬНИЦЬКИЙ, Харківський національний університет радіоелектроніки

кандидат технічних наук, доцент

Тарас СУСЛОВ, Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького

кандидат педагогічних наук

Андрій ЧУКАНОВ, Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького

старший викладач

Посилання

Шинкарук О., Лисий М., Бабій Ю., Чуканов А. Аналіз стану протиправної діяльності на державному кордоні України із застосуванням засобів підповерхневої контрабанди. Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Серія: Військові та технічні науки, Хмельницький: Вид-во НАДПСУ, 2019. № 2. С. 364-403.

Финкельштейн М.И., Карпухин В.И., Кутев В.А., Метелкин В.Н. Подповерхностная радиолокация. Радио и связь. Москва, 1994. 216 с.

Владов М.Л., Старовойтов А.В. Введение в георадиолокацию. Москва, Издательство МГУ, 2004. 153 с.

Изюмов С.В., Дручинин С.В., Вознесенский А.С. Теория и методы георадиолокации. Издательство «Горная книга». Москва, 2008. 196 с.

Annan A.P. Ground Penetrating Radar Principles, Procedures & Applications. Sensors & Software Inc., 2003. 278 p.

Daniels D.J. Ground Penetrating Radar. 2nd Edition. The Institution of Electrical Engineers, London, United Kingdom. 2004. 734 p.

Теория и методы георадиолокации. Учеб. пособие. Издательство «Горная книга». Москва, Издательство Московского государственного горного университета, 2008. 196 с.

Iizuka K., Freundorfer A.P., Wu et al K.H. Step-frequency radar. Journal of Applied Physics. 1984. Vol. 56, №9. P. 2572-2583.

Langman A. The Design of Hardware and Signal Processing for a Stepped Frequency Continuous Wave Ground Penetrating Radar, Ph.D. Dissertation. University of Cape Town. 2002. 195 p.

Noon D.A. Stepped-Frequency Radar Design and Signal Processing Ground Penetrating Radar Performance, Ph.D. Dissertation. The University of Queensland. 1996. 180 p.

Nguyen C., Park J. Stepped-frequency radar Sensors. Springer, 2016. 129 p.

Сугак В.Г., Букін А.В., Васильєва О.М. Щілинна антена для радіолокаторів підповерхневого зондування. Патент № 103381 від 10.10.2013.

Сугак В.Г., Букин А.В. Васильева Е.Н., Овчинкин О.А., Силаев Ю.С., Тарнавський Е.Ф., Педенко Ю.А., Бормотов В. Н., Сугак А.В. Радиолокатор со ступенчатым изменением частоты для обнаружения и распознавания малогабаритных объектов под поверхностью Земли. Радиофизика и электроника. 2010. т. 15, № 3. С. 92-97.


REFERENCES (TRANSLATED AND TRANSLITERATED)

Shinkaruk O., Lisij M., Babij Yu., Chukanov A. (2019). Analiz stanu protipravnoyi diyalnosti na derzhavnomu kordoni Ukrayini iz zastosuvannyam zasobiv pidpoverhnevoyi kontrabandi [Analysis of the state of illegal activity on the state border of Ukraine with the use of surface smuggling]. Zbirnik naukovih prac Nacionalnoyi akademiyi Derzhavnoyi prikordonnoyi sluzhbi Ukrayini. Seriya: Vijskovi ta tehnichni nauki, Hmelnickij: Vid-vo NADPSU. № 2. S. 364-403. [in Ukrainian]

Finkelshtejn M.I., Karpuhin V.I., Kutev V.A., Metelkin V.N. (1994). Podpoverhnostnaya radiolokaciya [Subsurface radar]. Radio i svyaz. Moskva. 216 s. [in Russian]

Vladov M.L., Starovojtov A.V. (2004). Vvedenie v georadiolokaciyu [Introduction to GPR]. Moskva, Izdatelstvo MGU. 153 s. [in Russian]

Izyumov S.V., Druchinin S.V., Voznesenskij A.S. (2008). Teoriya i metody georadiolokacii [Theory and methods of ground penetrating radar]. Izdatelstvo «Gornaya kniga». Moskva. 196 s. [in Russian]

Annan A.P. (2003). Ground Penetrating Radar Principles, Procedures & Applications. Sensors & Software Inc.. 278 p.

Daniels D.J. (2004). Ground Penetrating Radar. 2nd Edition. The Institution of Electrical Engineers, London, United Kingdom. 734 p.

Teoriya i metody georadiolokacii. [Theory and methods of GPR]. Ucheb. posobie. Izdatelstvo «Gornaya kniga». Moskva, Izdatelstvo Moskovskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta, 2008. 196 s. [in Russian]

Iizuka K., Freundorfer A.P., Wu et al K.H. (1984). Step-frequency radar. Journal of Applied Physics. Vol. 56, №9. P. 2572-2583.

Langman A. (2002). The Design of Hardware and Signal Processing for a Stepped Frequency Continuous Wave Ground Penetrating Radar, Ph.D. Dissertation. University of Cape Town. 195 p.

Noon D.A. (1996). Stepped-Frequency Radar Design and Signal Processing Ground Penetrating Radar Performance, Ph.D. Dissertation. The University of Queensland. 180 p.

Nguyen C., Park J. (2016). Stepped-frequency radar Sensors. Springer. 129 p.

Sugak V.G., Bukin A.V., Vasilyeva O.M. Shilinna antena dlya radiolokatoriv pidpoverhnevogo zonduvannya. [Slot antenna for subsurface sounding radars]. Patent № 103381 vid 10.10.2013. [in Russian]

Sugak V.G., Bukin A.V. Vasileva E.N., Ovchinkin O.A., Silaev Yu.S., Tarnavskij E.F., Pedenko Yu.A., Bormotov V. N., Sugak A.V. (2010). Radiolokator so stupenchatym izmeneniem chastoty dlya obnaruzheniya i raspoznavaniya malogabaritnyh obektov pod poverhnostyu Zemli. [Frequency stepped radar for detecting and recognizing small objects below the Earth's surface] Radiofizika i elektronika. t. 15, № 3. S. 92–97. [in Russian]

Опубліковано
2021-02-21
Як цитувати
ЛИСИЙМ., СТРЕЛЬНИЦЬКИЙО., СУСЛОВТ., & ЧУКАНОВА. (2021). ДОСЛІДЖЕННЯ ЩІЛИННОЇ МАГНІТНОЇ АНТЕНИ ДЛЯ ГЕОРАДАРІВ ЯК ЗАСОБІВ ПОШУКУ ПІДПОВЕРХНЕВОЇ КОНТРАБАНДИ ЧЕРЕЗ ДЕРЖАВНИЙ КОРДОН. Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Серія: військові та технічні науки, 83(2), 291-301. https://doi.org/10.32453/3.v83i2.574
Розділ
Технічні науки