移動目標的微波探測技術

1、1移動目標的微波探測技術移動目標的微波探測技術－安定寶集團中國區(qū)總工程師徐浦－關鍵詞：平面微帶，波導諧振，多普勒，頻域分析，微波傳感器常用的微波探測器是借助微波多普勒效應探測布防區(qū)域內是否存在移動目標。探測器內的主要微波組件為微波傳感器，其工作頻率多選擇在微波的S波段，X波段，K波段，常用微波傳感器的技術構成分為平面微帶型和波導諧振型。我們探討微波傳感的技術構成、頻段選擇對移動目標探測的影響，希望對探測器的選型和使用有一定的幫助。微波是

2、指頻率在300MHz300GHz范圍內極高頻電磁波，其波長范圍從1m到1mm。微波具有直線（視距）傳播，不受其他電磁波干擾，頻帶寬，系統(tǒng)體積小等特點，首先在通信領域得到廣泛應用。微波技術另一最重要應用當屬雷達，使用微波雷達對遠距離飛行目標測速，測距，測方位早在第二次世界大戰(zhàn)中就已成功應用。隨著微波半導體技術的規(guī)模化應用，微波技術的物理實現(xiàn)不僅十分簡單、廉價，而且體積甚小，各種物體探測裝置中都可以放進火柴盒大小的微波傳感器，成為目標探測裝

3、置中常見的組件。不同于紅外探測器，這種微波組件對各種可以反射微波的物體都很敏感，且不受環(huán)境溫度的影響，因此廣泛用于工業(yè)、交通及民用裝置中，如車輛測速、液位測定、自動門、自動燈、自動盥洗、生產線物料探測、倒車雷達等。報警產品中微波探測器使用這種微波傳感器組件，配合周邊的電子器件，基于多普勒效應的應用就構成了移動目標微波探測器，即多普勒雷達。微波探測器所使用的多普勒雷達主要類型為連續(xù)波（CW）多普勒雷達。1、多普勒效應1.1、多普勒頻移電磁

4、波或聲波頻率因饋元本身或和目標物相對運動所引起的頻率改變稱為多普勒頻移，或稱多普勒效應。站在月臺聽到進站火車汽笛聲調變化的現(xiàn)象就是最好的多普勒效應體驗。當火車迎你而來時，汽笛的頻率會提高，聲音變尖，反之亦然。由多普勒效應得知，固定安裝的雷達發(fā)出的固定頻率微波，遇到靜止物體產生的反射波其頻率并不改變，遇到運動物體產生的反射波將會發(fā)生多普勒頻移，頻率的改變類似相對速度的計算，圖11是多普勒頻移的計算。λtλrVΔt=VλtCλr=λt(1V

5、C)V圖11多普勒頻移的計算發(fā)射微波反射微波32、連續(xù)波（CW）多普勒雷達多普勒雷達有多種類型，其中脈沖多普勒雷達，調頻連續(xù)波多普勒雷達不但可以測出目標的速度、距離、方位，甚至能夠同時跟蹤、區(qū)分出多個目標的移動情況，這些雷達需要配合精密的伺服系統(tǒng)和后處理技術，系統(tǒng)復雜造價高，多用于軍事、航空、工業(yè)檢測等領域。報警器采用的連續(xù)波多普勒雷達，只能測到目標的移動速度，不能測到目標距離和方位。這種雷達構成簡單，造價低廉，適合大規(guī)模推廣使用。從技

6、術構成來看，多數產品使用的是經濟型平面微帶多普勒雷達，較好的產品則使用專業(yè)級波導諧振多普勒雷達。3、平面微帶介質諧振多普勒雷達（平面微帶雷達）報警器使用的平面微帶雷達生產成本低廉，勿需昂貴的檢測加工手段，適合裝配經濟型報警探頭。微帶雷達由三部分組成，傳感器模塊，多普勒信號調理電路，決策控制部分，見圖213。圖211是平面微帶傳感器模塊結構照片，圖212是模塊的工作原理圖，圖213是微帶雷達的原理構成。印板正面（天線一側）背面背面取下隔離