УСТРОЙСТВО РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОГНЕСТРЕЛЬНОГО ОРУЖИЯ

Полезная модель относится к устройствам радиочастотной идентификации (RFID) огнестрельного оружия и предназначена для работы в составе системы радиочастотной идентификации в качестве встроенной пассивной RFID-метки со скрытной защищенной установкой с повышенной дистанцией регистрации, позволяющей идентифицировать единицы огнестрельного оружия без извлечения их из упаковки или тары для хранения и транспортировки.
Существует постоянная необходимость в строгом контроле и учете оборота огнестрельного оружия, начиная с момента его производства, при дальнейшем складском хранении, транспортировки и конечном использовании. Использование автоматической идентификации огнестрельного оружия по индивидуальным RFID-меткам позволяет упростить и ускорить процесс учета за счет бесконтактного считывания меток с расстояния до несколько метров без необходимого извлечения оружия из упаковки и визуального сличения идентификационных номеров.
При этом устройство радиочастотной идентификации должно быть расположено скрытно, с защитой от возможных повреждений внутри основной неразборной конструкции оружия (ствольной коробки).
Оптимальным для подобного использования по соотношению дистанции считывания (несколько метров) и стоимости/доступности оборудования является применение RFID-систем международного стандарта ISO/IEC 18000-63 (С) СВЧ диапазона 866,6-867,4 МГц, разрешенных для использования в РФ.
Устройство, предназначенное для радиочастотной идентификации огнестрельного оружия, должно быть скрыто внутри оружия для предотвращения случайного или намеренного повреждения и должно устанавливаться на несъемной части его конструкции. В конструкции современного оружия, например, в автомате Калашникова, присутствует несколько пластиковых радиопрозрачных деталей (накладки, рукоятки, приклад), в которых может быть скрытно размещена пассивная RFID-метка, но все эти детали легко снимаются. Единственной неснимаемой частью, где может быть расположена RFID-метка, является ствольная коробка автомата. Основной проблемой маркировки огнестрельного оружия является ограниченная площадь, доступная для установки устройства радиочастотной идентификации.
3
Известно устройство радиочастотной идентификации стрелкового оружия (RU 2399005 С1, опубл. 10.09.2010), содержащее RFID-метку размерами 15×10×2 мм, размещенную в специальном углублении, изготовленном методом штамповки в стенке ствольной коробки стрелкового оружия и залитом полимерным затвердевающим составом (автомата Калашникова - AK). Как правило, RFID-метка содержит RFID-чип и связанную с ней антенну. Однако ни одна пассивная RFID-метка любого стандарта и типа из существующих на момент подачи данной заявки, не может обеспечить дистанцию регистрации (считывания) в 1,5 метра или более, необходимую для надежной регистрации RFID-метки, установленной на оружии, при его нахождении в таре для хранения или транспортировки. Также при таком расположении метка сверху прикрывается только слоем полимерного затвердевающего состава, не обеспечивающим необходимую механическую прочность, и, следовательно, метка может быть легко случайно или намеренно повреждена.
2
2
Возможным местом размещения RFID-метки в автомате Калашникова является передняя часть ствольной коробки под началом ствола. Доступная для размещения RFID-метки площадь составляет 30×30 мм. Расстояние от нижней части внутренней поверхности ствольной коробки до ствола составляет 12 мм, до шомпола - 5,5 мм. Данный вариант размещения RFID-метки имеет существенный недостаток: возможный нагрев ствольной коробки до высоких значений температуры (до 200°С) в процессе эксплуатации автомата может отрицательно сказаться на работоспособности RFID-метки, вплоть до полного выхода ее строя. Другим возможным вариантом размещения RFID-метки в автомате Калашникова, лишенным указанного недостатка, является место в задней части ствольной коробки под пистолетной рукояткой. В этом варианте доступная для размещения RFID-метки площадь также составляет 30×30 мм. Допустимую высоту ограничивают другие детали автомата, и она не превышает 5 мм.
2
В обоих вариантах устройство радиочастотной идентификации (RFID-метка) размещается внутри ствольной коробки, не выделяясь над ее поверхностью. Кроме того, при использовании второго варианта размещения RFID-метка дополнительно закрывается пластиковой (радиопрозрачной) пистолетной рукояткой, что улучшает защиту RFID-метки от повреждения (снижает риск случайного повреждения). Доступная для размещения RFID-метки площадь не превышает 30×30 мм.
Наиболее близким к заявляемому устройству радиочастотной идентификации по совокупности существенных признаков является конструкция, содержащая щелевую антенну, RFID-чип и электрически соединенную с ним рамочную антенну (WO 2013/113313 А2, опуб. 08.08.2013). В металлическом изделии выполняется щель длиной, равной половине рабочей длины волны. Внутри изделия размещается рамочная антенна, электрически соединенная с RFID-чипом. Рамочная антенна электрически связана со щелевой антенной.
В рассматриваемом диапазоне частот 866,6-867,4 МГц длина такого устройства составляет около 173 мм, что не позволяет разместить такое устройство радиочастотной идентификации на доступной площади внутри ствольной коробки автомата Калашникова.
Технической задачей, которую решает заявляемая полезная модель, является разработка компактного, защищенного от случайного снятия или повреждения устройства для радиочастотной идентификации (RFID-метки) автоматов Калашникова.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве радиочастотной идентификации металлического изделия, содержащем RFID-чип и электрически соединенную с ним щелевую антенну, выполненную в стенке изделия, согласно техническому решению изделие представляет собой огнестрельное оружие, а щелевая антенна выполнена в стенке его ствольной коробки и имеет форму спирали.
При этом щелевая антенна предпочтительно имеет форму спирали, закручивающейся своими ветвями с двух сторон навстречу друг другу.
Щелевая антенна может быть выполнена в передней части ствольной коробки под началом ствола или в задней части ствольной коробки под радиопрозрачной пистолетной рукояткой.
Возможен вариант выполнения, когда щелевая антенна представляет собой печатную щелевую антенну на печатной плате, закрепленной в отверстии, выполненном в стенке ствольной коробки, а RFID-чип размещен на печатной плате.
Возможен другой вариант выполнения, когда щелевая антенна выполнена в виде прорези в стенке ствольной коробки, а RFID-чип припаян к металлу ствольной коробки внутри прорези.
Возможен третий вариант выполнения, когда RFID-чип электрически соединен с печатной щелевой антенной, которая идентична по форме и размерам поперечному сечению прорези щелевой антенны, при этом печатная плата с RFID-чипом и щелевой печатной антенной расположена на внутренней стороне стенки ствольной коробки таким образом, что щели обеих антенн совмещены, а металлизация щелевой печатной антенны и металл ствольной коробки находятся в электрическом контакте.
Техническим результатом, обеспечивающим решение задачи, является уменьшение линейных размеров конструкции устройства радиочастотной идентификации для огнестрельного оружия за счет выполнения приемопередающей антенны RFID-метки в виде спиральной щелевой антенны.
Щелевая антенна в ствольной коробке автомата выполнена в форме спирали, предпочтительно, закручивающейся с двух сторон навстречу друг другу. Такая форма щели позволяет эффективно использовать доступную для размещения RFID-метки площадь и тем самым обеспечить малые габаритные размеры устройства радиочастотной идентификации. Спираль, закручивающаяся с двух сторон, позволят получить нужное значение реактивной составляющей входного импеданса антенны для согласования антенны с RFID-чипом без применения дополнительных согласующих цепей.
В полезной модели обеспечена защита устройства радиочастотной идентификации от случайного снятия или повреждения.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами: на фиг. 1 представлено схематическое изображение печатной платы с печатной щелевой антенной, входящей в состав предложенного устройства радиочастотной идентификации стрелкового оружия (металлизированная область подложки показана заливкой); на фиг. 2 - вариант предложенного устройства с печатной платой, закрепленной в отверстии в стенке ствольной коробки огнестрельного оружия; на фиг. 3 - вариант предложенного устройства с щелевой антенной в виде прорези в задней части ствольной коробки; на фиг. 4 - вариант устройства с печатной платой и щелевой антенной в виде прорези, размещенной в передней части ствольной коробки под началом ствола; на фиг. 5 - вариант устройства с печатной платой и щелевой антенной в виде прорези, размещенной в задней части ствольной коробки под пистолетной рукояткой.
2
Устройство радиочастотной идентификации (в варианте на фиг. 1-2) содержит печатную плату 3 с RFID-чипом 1 и печатной щелевой антенной 2 в форме спирали, выполняемой методами интегральной технологии на диэлектрической подложке толщиной от 0,5 до 5 мм площадью 30×30 мм. Печатная плата 3 закреплена с внутренней стороны стенки ствольной коробки 5 на отверстии 7, вырезанном в ствольной коробке 5 огнестрельного оружия (автомата). Отверстие 7 может быть любой формы, на фиг. 2 показано овальное отверстие.
Ширина щели составляет 1 мм. Место размещения RFID-чипа 1 выбирается таким образом, чтобы выполнялось условие согласования (т.е. чтобы входной импеданс антенны был равен комплексно сопряженному импедансу RFID-чипа). Это позволяет обойтись без использования дополнительных согласующих цепей. После установки и закрепления печатной платы 3 внутри ствольной коробки 5 прорезанное в ней отверстие 7 заливается радиопрозрачным затвердевающим полимерным составом для защиты от возможных повреждений. В случае расположения печатной платы 3 в задней части ствольной коробки 5 под пистолетной рукояткой отверстие 7 также заливается полимерным составом и закрывается радиопрозрачной пистолетной рукояткой 6. Для считывания информации с устройства радиочастотной идентификации может использоваться любое считывающее RFID-оборудование, соответствующее выбранному стандарту.
Возможен вариант выполнения устройства без печатной платы (фиг. 3). В этом случае щелевая антенна 4 выполнена в виде прорези в стенке ствольной коробки 5. RFID-чип 1 размещен непосредственно внутри прорези щелевой антенны 4 и припаян к ней с обеспечением электрического соединения RFID-чипа 1 с щелевой антенной 4. Как и в первом варианте, щелевая антенна 4 имеет форму спирали, предпочтительно, закрученной своими ветвями с двух сторон навстречу друг другу.
Также возможен вариант выполнения устройства с печатной щелевой антенной 2 и с щелевой антенной 4 в форме спирали, прорезанной в ствольной коробке 5 автомата (фиг. 4, 5). В металлизации печатной платы 3 (область, показанная заливкой) и в ствольной коробке 5 автомата выполнены две идентичные по форме и размерам щели (антенны 2, 4) в виде спирали, закручивающейся с двух сторон навстречу друг другу навстречу друг другу. Печатная плата 3 с печатной антенной 2 размещается и закрепляется внутри ствольной коробки 5 автомата над прорезанной в ней щелью - антенной 4. При этом обеспечивается электрический контакт между металлизацией подложки 3 и металлом ствольной коробки 5 автомата.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет выполнить маркировку огнестрельного оружия при помощи устройства радиочастотной идентификации с использованием доступного внутреннего объема и с обеспечением защиты устройства от случайного повреждения. Характеристики устройства радиочастотной идентификации позволяют производить его регистрацию с расстояния 2 и более метров с использованием серийных мобильных и стационарных RFID-считывателей стандарта ISO/IEC 18000-63 (С), что позволяет считывать RFID-метки с огнестрельного оружия непосредственно из фабричной упаковки без ее вскрытия и извлечения оружия.