多普勒雷达探测器.pdf

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1、10.525GHz 高可靠微波（多普勒）感应探测模块洛阳芯锐科技有限公司本产品可广泛应用于类似自动门控制开关、安全防范系统、ATM自动提款机的自动录像控制系统、火车自动信号机等，需要自动感应控制的场所。这是一种标准的10.525GHz 微波多普勒雷达探测器，这种探测方式与其它探测方式相比具有如下的优点：、非接触探测；、不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适合恶劣环境；3、抗射频干扰能力强；、输出功率仅有5mW，对人体构不成危害；、远距离：探测范围超过20 米。多普勒原理简介：多普勒理论是以时间为基础的，当无线电波在行进过程中碰到物体时，该电波会被反射，反射波的频率会随碰到物体的移动状

2、态而改变。如果无线电波碰到的物体的位置是固定的，那么反射波的频率和发射波的频率应该相等。如果物体朝着发射的方向移动，则反射回来的波会被压缩，就是说反射波的频率会增加；反之，当物体朝着远离发射的方向移动时，反射回来的波的频率会随之减小，这就是多普勒效应。这种现象在日常生活中会经常遇到，比如一辆鸣笛的警车从你身边高速通过时，你听到的声音的频率是变化的：当警车高速接近你的时候，（与静止声源相比）声音传输的时间缩短，频率升高。当警车远离你的时候，声音的传输时间拉长，频率降低。图1 是多普勒雷达(DopplerRadar)的基本原理图示。图 1 探测原理示意图图 2 模块电原理框图根据多普勒原理设计的微

3、波探测器由FET 微波震荡源（10.515GHz）、功率分配器、发射天线、接收天线、混频器、检波器等电路组成（图2）。发射天线向外定向发射，遇到物体时被反射，反射波被接收天线接收，然后被送到混合器与振荡（频率与发射波相等）波混合，混合、检波后的低频信号反应了物体移动的速度，低频信号的频率与物体移动的速度成线性关系。采用 10.525GHz的微波与采用较低频段波相比有以下优点：1、微波天线发射时具有良好的定向性，因此很容易控制微波探头的作用范围。2、微波在传输过程中较易被衰减、吸收和反射，遇到墙壁等遮挡物时会被遮挡，因此墙壁等遮挡物外的物体对其干扰很小。3、由于微波的上述特性，外界微波信号很难传

4、输到本地探测器上，因此微波探测器的抗射频干扰能力较强。4、微波探测器对温度（及温度变化）、湿度、噪声、光线等不敏感，因此适合恶劣环境使用。当然微波探测也有缺点，从机械性能上讲它对震动比较敏感，在使用中应该注意适当的安装位置，尽量减少震动对其影响。从电气性能上讲，探测器的放大、处理电路易受工频干扰，安装布线时尽量避开交流电源。感应探测模块的外观如图3 示。共有 3 个接口，从左到右分别是检测信号输出、地和电源接口。给模块供电有连续直流供电（CW）模式和脉动供电（PW）模式两种：电路适应电压范围为 5V5。在连续直流供电（CW）模式下工作时典型电流为35mA。在低占空比脉冲供电(PW)模式下工作时

5、，推荐给模块提供5V、脉冲的宽度在15s40s 之间（典型值为20s）、频率为14kHZ（典型值为2.0kHZ）的脉冲供电。310的占空比脉冲供电时平均电流为1.2mA 4mA。脉冲供电电压最高值必须在4.75V 5.25V 之间，脉冲顶端的平坦度会影响模块电路的探测能力。电源电压超过 5.25V 应用时，它的可靠性会降低，并可能导致标称频率外的射频输出和该电路永久性损坏。射频功率输出：在所有推荐工作模式下，改模块的射频功率输出是非常低的，均在对人体构不成任何危害的安全范围内工作。在连续直流供电（CW）模式下工作时，总输出功率小于15mW。输出功率密度在5mm处为 1mW/cm2，1m 处为

6、0.72W/cm2。当在 5占空比的脉冲供电模式工作时，功率密度分别减少到50 W/cm2和 0.036 W/cm2。本探测模块的水平方向探测角度为72，垂直方向的探测角度为36，低频输出频率70Hz/m.s。低频信号经过低通放大器选频放大，即可得到反应物体移动信号。典型应用一：自动门控制探测器、ATM 提款机自动录像控制探测器。图 3实物外观图文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10

7、D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I1

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12、E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI

13、9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4本电路作用距离415 米连续可调，和热释电红外探测器相比，具有抗强光干扰，探测距离远，不受温、湿度影响等优点。电路原理简述：图中U1是高可靠微波探测模块，通过K202,K203,R202,R219向模块提供 2kHz的脉动电源（

14、能产生频率为2khz高电平宽度为20uS 的电路很多，如使用反向器 CD4069、lm555等），K201在 U1 起作用期间导通，把 U1 输出的反应物体移动的低频信号选通输出，图 4415 米微波探测器电原理图C202为采样保持电路，保证信号的连续和完整。由 LM358 组成的两极低通放大电路把U1 的输出放大，在 LM358 的 1 脚输出。可调电阻R213用于调整一级放大器的增益，调整 R213的大小可以调整探测距离。第一级放大电路的增益A1A(R211+(R213+R221)/(R210+R209)*(R210+R209)R209*(R213+R221)/(R210+R209)在本电

15、路中，由于R210R211，则本电路的增益可以按下式计算A1A(R211+R221+R213)*(R209+R210)(R221+R213)*R209本电路的最大增益A1A(max)=(220+0.22)*(1000+12)/0.22*12=84418(倍)，即 49.26db。本电路的最小增益A1A(MIN)=(220+5.22)*(1000+12)/5.22*12=3638(倍)，即 35.6db。第二级为电压比较器，门限值为1/2 VCC。U1B1 脚输出与物体移动速度有线性关系的脉冲信号。按本电路的参数设置，探测器的作用距离为415 米连续可调。典型应用二：火车自动信号机开关电路作用距

16、离：19 米连续可调。这种电路的抗干扰能力更强，调整范围更大，可以应用于野外和条件较为恶劣的场所使用。原理简述：上图是一个完整的应用电路，U3D（LM339）及周围相关元件组成2kHz低占空比振荡器，P1，P2 提供脉动电源和选通。E9为采用保持电容，反应物体移动的低频信号经过LM324A、B 及周围元件组成的低通放大电路放大后，到由 LM324 C 及周围 相 关 元 件 组 成 的 比 较 器。C9-C12,R32-R35组成的低通滤波网络虑除工频干扰信号。由U3A组成的延时电路保证了发现物图 519 米微波探测器电原理图文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI

17、9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10

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24、及相关元件组成的第一级放大电路，其增益A1AR30/R31=375/473=78.7；第二级放大器由 U1B及相关电路组成，放大增益A1BR36/(R35+R34)=475/943=50；两级放大的增益为A=78.7 503935，即为 36db。由 U1C及R39、R40、P2、E12组成的电压比较器，把前级放大的信号变换成脉冲信号，再由U3A及相关元件组成的延时电路延时输出。调整 P2可以改变探测距离的大小，改变R41、E13、R42的大小可以调整输出时间的长短。典型应用三：三鉴探头原理概述：三鉴是指红外主导、微波辅助、单片机智能处理（PIR/MW/AI）的综合探测技术，当被动红外发现目标

25、后启动微波检测电路，当两种信号均有效并通过单片机智能处理符合报警输出条件时，由单片机给出报警信号。电路简析：本电路中被动红外（PIR）信号经滤波后直到单片机的比较器的输入口17、18脚，比较器把红外头感应到的信号直接转换为脉冲信号，数字信号经MCUPIC16C622A的处理，利用软件可以进行出、入识别以及干扰的虑除。RB1 输出 2kHz 占空比为5的脉冲（宽度为20uS），驱动 P2 给微波探测器提供脉冲电源。微波探测器的低频输出通过P1 选通输出到C101 采用保持电容上。反应物体移动的低频信号经 U1A 及相关元件组成的可编程运算放大器放大，再经 U1B组成的比较器进行电平转换，转换后的

26、脉冲信号到PIC16C622的 RB3 脚输入到MCU。当红外发现目标后，RB1 输出高电平，三极管K3 导通，由 U1A 组成的可编程放大器的增益由100 倍增加到10000 倍左右，微波探测器电路开始工作，MCU 开始检测物体移动信号。MCU 通过对 PIR 信号分析，可以判断出红外源的出入情况，以此可以排除热空气以及非热源移动物体的干扰（如飘动的窗帘、转动的电扇等），同时综合微波探测器的信号，可以排除多种热源的干扰。合理的 MCU 数学模型和编制科学的软件，可以识别出体重小于20kg 宠物。基本上可以消除宠物的引起的误报。本电路中改变P1 的大小，可以改变放大电路的增益，从而调整微波电路

27、的探测距离。芯锐科技有限公司SEENRYTECH COMPANYLIMITED.中国.河南.洛阳China.Henan.Luoyang.联系电话：（0379）63230283传真/6529789113101795700Email:XR技术网站：http:/公司网站：http:/推荐：无线遥控技术宝库尽在中国遥控网，http:/图 615 米三鉴探头电原理图文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 ZI9T10D9D3E4文档编码:CH3W10E4X9V4 HM3Y8O10P5I10 Z

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