安全な都市の建設が急務であり、急速なセキュリティ産業の発展が促進されており、映像監視、身分証明、隠れた物体の検出、電子地図、リンケージアラームなどがあります。システムは、以前の単一のセキュリティモデルを徐々に置き換え始めました。この新しいセキュリティシステムでは、さまざまなセンサが相互に協調して動作する必要があり、RFベースのセンサとマイクロ波ベースのセンサは、そのユニークな利点のために不可欠な構成要素です。
1. RFおよびマイクロ波技術の利点
無線周波数及びマイクロ波は、電波の周波数帯域が制限された300MHz〜300GHzの周波数の電磁波をいう。マイクロ波ミリ波センサには、一連のユニークな機能があります。まず、この周波数帯のほとんどの周波数の電磁波は、大気中ではほとんど減衰されず、煙や悪天候のためにほとんど無視できる程度です。ガラス、プラスチック、磁器などの材料の場合、損失がほとんどなく、水など食品はマイクロ波を吸収して熱を発生します。金属材料の場合、それらは反映されます。高いキャリア周波数、短波長、広帯域の容易な実装などの特性も、このタイプのセンサをサイズおよび解像度に高度に適合させる。上記の特性は、壁、避難所、衣服を通した人体や隠れた物体の検出と画像化、さらには全天候型検出能力とその存在を促進するためのドップラー周波数の測定能力に理想的です。人体検出および行動識別アプリケーション。
2.セキュリティ分野の主要なアプリケーションシナリオ
RFおよびマイクロ波センサは、電磁信号を送信し、次いで、物体から反射された信号を受信し分析することによって、または物体自体によって放射された信号に基づいて物体または場面に関する情報を取得する。マイクロ波ミリ波の特性と上述のセキュリティアプリケーションの要件を組み合わせることで、このようなセンサのアプリケーションシナリオは主に以下のカテゴリに分類されます。
2.1.入退室の人間の安全保障
危険物を運ぶ可能性のある人々のために人の安全検査を行うために、重要な場所や主要部署（空港、鉄道駅、大会議の出入り口など）の人的安全検査を行うことは非常に重要です。既存のイメージングベースのセキュリティ検査技術には、主にX線後方散乱イメージング、赤外線イメージング、およびミリ波イメージングが含まれます。 X線後方散乱技術は、鮮明な画像と高解像度を備えていますが、人体に放射線被害を及ぼす可能性があり、機内持ち込み手荷物の精密検査に適しています。赤外線画像技術は、目標の温度差を使用して2次元画像を形成するが、衣服に浸透することはできない。特定の地域での長期モニタリングと同定に適しています。ミリ波は人間の衣服に浸透して、人の服の下に隠された様々な金属有害物品、ならびにセラミックピストルおよび液体爆薬などの非金属危険物を検出することができる。キャリーオンアイテムの最初の2種類の検出不可能な隠れた検出を解決します。
このイメージングシステムによれば、ミリ波の人体セキュリティ検査技術は、主に能動イメージング技術とパッシブイメージング技術とに分けられる。能動的なミリ波は、一般に照明用のミリ波源を使用し、画像信号対雑音比及びコントラスト比は比較的高く、画像解像度はミリメートルに達することができる。しかしながら、送受信処理が存在するため、撮像時間が長くなり、被検者が協調して手を挙げる。 、人員の通過を遅らせる旋回およびその他の動きは、詳細な検査と空港を含む比較的小さな人員移動を必要とする機会に適しています。米国や他の国の一部の空港では、協力的なミリメートル波の人体セキュリティ検査システムを採用して、セキュリティ検査エリア内の乗客の詳細な検査を実施しています。地下鉄や鉄道駅などの人的集約的な流動的な場所では、このようなセキュリティ検査は必然的に公序良俗に影響します。したがって、より迅速で効率的な人の安全検査装置、すなわちパッシブミリ波イメージング技術を導入する必要があります。この技術は、人体から放射される放射線のミリ波とそれが運ぶ物体を測定することにより、密輸品の有無を判断します。最大の利点は、撮像スピードが速いことと、理論的には被験者の正常な挙動に影響を与えずに、しかし放射線信号によってビデオ速度を達成できることである。一般的に弱い、対応する放射温度計の感度は高くはなく、画像信号対雑音比は高くはないが、分解能は低い。
先世紀の90年代から、アメリカとヨーロッパのいくつかの国々は、人体の安全のためのミリ波イメージングシステムの研究に専念し始めました。これまで、米国L-3コミュニケーションズ社のSafeviewミリ波電磁波人体セキュリティ機器とドイツのSmiths Heimann社のEqoミリ波イメージング・ヒューマン・ボディ・セキュリティを中心に、空港向けの一連の協調セキュリティターゲット・ミリ波システムが海外で開発されてきました。 2012年、ドイツのRohde＆Schwarz GmbH社は、インフィニオンとニュルンベルク大学と共同で、アクティブマルチステーションスパースアレイ撮像技術を使用したミリ波帯ミリ波帯人体セキュリティ機器の開発に成功しました。その動作周波数は70GHzから80GHzであり、各画像の撮像時間は約4秒である。これらのシステムの最も重要な特徴は、検査された要員が、手を立てて持ち上げるなどの行動に協力しなければならないことです。解像度は高いが、撮像速度が遅い。これは、主に、人体セキュリティアプリケーションの空港低速点検に使用され、大きな旅客流量と迅速なセキュリティの要求を満たすことができません。
パッシブイメージングに関しては、英国のQinetiQと英国のマンチェスター大学が2011年にTRL-4マイクロ波人体セキュリティ機器のプロトタイプを共同開発しました。アレイベースの信号処理技術は、24フレーム/秒の撮像速度を達成することができる。現在、アプリケーション要件のために弱い、不十分な投資、プロトタイプはまだ実験的な研究段階にあります。
同時に、Fangwei、CLP-38などの国内のいくつかの研究機関が、能動型ミリ波走査イメージングセキュリティ検査技術を参照して、複数セットのミリ波人体セキュリティ検査装置を開発しました。民間航空アプリケーション部門の検出によると、その画像性能指数は外国のセキュリティ検査装置のそれと同等である。
パッシブイメージングセキュリティ技術の分野では、Beihang大学のマイクロ波工学研究所が2003年からミリ波アレイイメージング技術の研究を開始しており、いくつかの重要な技術を逐次破り、数世代のミリメートル波動イメージング。ビデオ型ミリ波人体セキュリティ検査装置の国内第1セットの打ち上げは、2種類のビデオ型ミリ波人体セキュリティ工学プロトタイプを開発しました。最初の試作品は主に屋外チェックポイント通関のために1時間あたり1,200人の乗客の速度を達成することができます。すべての種類の危険物のテストと実験による検証は完了していますが、システムの感度は低く、屋外用途にのみ適しています。地下鉄や鉄道駅などの屋内用途では、Beihangマイクロ波工学研究室が、受信チャンネルの数を増やすことによってシステムの温度感度を高め、検査中の人物の行動を変えずに迅速なセキュリティを可能にする第2の工学プロトタイプを開始した大規模な旅客の流れの条件下で。
2.2.低速・小型無人航空機の電磁波抑制とデコイ捕獲
科学技術の急速な発展により、民間の小型ドローンは有名な電子製品となった。しかし、この高速化により、生活の利便性が高まり、様々な問題が発生しています。 2015年の統計結果によると、中国の無人機の運転免許証の総数はわずか2,142であったが、無人無人機の数は数万であり、その大部分は訓練や報告なしで「黒飛行」だった。これは人々の生活や財産に影響を与えるだけでなく、公共の安全と防空の安全を脅かすでしょう。そのため、アンチドローン技術の機器や市場も急速に拡大しています。
現在、様々な国の抗UAV技術には、主に音波干渉、信号干渉、ハッカー技術、レーザー大砲、および「抗UAV」ドロンが含まれる。様々な技術にはそれぞれ独自の利点があり、今日の防衛システムはさらにますます上記の2つ以上の技術と組み合わせて、複数の視点から小型ドローンの使用を捕捉または適切に誘導する規制システムが確立されています。信号干渉はキャプチャシステムの比較的中心的な要素です。主にマイクロ波ミリ波帯の電磁波抑制機能を利用しています。サイトの実際の状況によれば、「ブラックフライ」無人機の遠隔制御装置およびGPSは、電磁信号干渉送信機によって選択的に制御される。マップから送信された信号を電磁的に抑制し、コントローラの制御を捕捉し、「ブラックフライ」無人機を直接着陸させる。
アメリカ、ヨーロッパ、およびその他の国々では、米国のドローンディフェンダー銃、短距離および中距離の「Giraffe」AMBマルチビームレーダーシステムなど、電磁波抑制を含むさまざまな無人機捕捉システムが登場していますスウェーデンでは、など。これらの中で最も顕著なものは、いくつかの企業が共同で開発した英国に拠点を置くAIDSシステムである。このシステムには、電子走査防空レーダー、光電インジケータ、可視/赤外線カメラとターゲットトラッキングソフトウェア、指向性RF抑圧/干渉システムが組み込まれています。 8km以内の無人機は、検出、追跡、識別、干渉、および抑制に使用されます。このシステムのマイクロドロンに対する有効距離は1kmであり、小型ドローンの有効範囲は数キロメートルまでである。
2.3.周辺防衛におけるミリ波レーダ
インテリジェントなアクティブな地域のセキュリティは、複数のセキュリティテクノロジと製品を統合し、大規模なデータネットワークの分析に基づいて構築された新しいセキュリティソリューションです。光学的な可視性や悪天候（風、雨、雪、霧、雹、埃など）によって、従来の周辺セキュリティシステム（物理フェンス、フェンス、電子フェンス、振動センサー、ビデオなど）が影響を受ける場合があります。複雑な環境（小動物、雑草、樹木など）の影響を受け、誤警報率が高くなり、誤警報率が高くなり、移動する対象の距離、角度、速度が不正確に検出されます。
地域のインテリジェントなアクティブなセキュリティアラート従来のビデオモニタリング装置に基づいて、新しい地域タイプのミリ波のフェーズドアレイレーダー[1-3,22]と産業界の激しいマシンビジョンインテリジェントビデオ分析は、地域の警報を発する
国内企業向けの地域別フェーズドアレイレーダーセンサーセキュリティの実装を示しています。ターゲットが防御ゾーンに入ると、ターゲットは防御と早期警告を実行します。同時に、ターゲットの距離、角度、および速度が測定され、ターゲットの正確な位置が決定されます。マシンビジョンビデオ解析技術は、ターゲットのレビューを実行し、アルゴリズムのフィルタリングによって人間の動きであるかどうかを判断し、誤ったアラームを最小限に抑えます。
地域防衛レーダーは、軍事防衛探知、刑務所エリア予防、油田基地監視、空港エリアセキュリティ、およびマルチセンサー融合に広く使用できる信頼性の高い統合テクノロジーを採用しています。軍用レーダーの成熟した技術に基づいています。検出距離、耐妨げ性、監視領域、精度などが保証されています。さらに、ビデオ分析技術の開発と組み合わせて、マルチターゲットトラッキング、ターゲット識別などもそのような製品の利点となっています。
2.4.電子RF識別
ターゲット放射または反射の検出および識別に加えて、セキュリティにおけるマイクロ波およびミリ波のより一般的な用途の1つは、電子無線周波数識別（RFID）であり、これは特定のターゲットを識別し、無線信号を介して関連する信号を書き込む。システムと特定のターゲットとの間の機械的または光学的接触を特定することなく、データ。
RFID技術自体はすでに非常に成熟しており、さまざまなセキュリティシーンで広く使用されています。景勝地や劇場の出入り口などの公共の場では、この技術を使用してオープンアクセス制御システムを実装することができます。訪問者が電子タグを備えている場合、RFIDシステムは、その人物の身元が正当であるかどうかを自動的に感知する[25-33]。
同時に、RFIDタグは、近距離、特に室内物体の位置を解決することができ、GPSおよび他の測位システムを補うことができ、屋外の大規模な欠点にのみ適用することができる。 GPS測位、携帯電話の測位、RFID短距離測位手段および無線通信手段は、アイテムの位置の完全な追跡および監視を達成することができる。従って、個人識別に加えて、車両識別は、一般に無線周波数アクセス制御と呼ばれる居住地域またはユニット入退室で行うことができる。アクセス制御システムに適用される無線周波数識別技術は、有効な電子タグで車両の駐車を実現し、便利なアクセスの時間を節約し、交差点の交通効率を改善し、さらに重要なことに、車両の入退室住宅街または駐車場。車両と車両所有者の身元と地域の安全保障は、コミュニティや駐車場のセキュリティ管理をより使いやすく、有益で、知的で、効率的にするでしょう。
3.要約
公共の安全に対する脅威の多くがますます複雑になってきているため、マイクロ波ミリ波セキュリティ関連技術は、煙やさまざまな避難所、人々や物を識別する能力のために、セキュリティの立場が徐々に向上しています。デバイス設計、製造、信号処理、マルチセンサ融合などの関連技術の進歩に伴い、この技術はセキュリティ分野の不可欠な部分となります。