移動(dòng)目標(biāo)的微波探測(cè)技術(shù)

1、1移動(dòng)目標(biāo)的微波探測(cè)技術(shù)移動(dòng)目標(biāo)的微波探測(cè)技術(shù)－安定寶集團(tuán)中國(guó)區(qū)總工程師徐浦－關(guān)鍵詞：平面微帶，波導(dǎo)諧振，多普勒，頻域分析，微波傳感器常用的微波探測(cè)器是借助微波多普勒效應(yīng)探測(cè)布防區(qū)域內(nèi)是否存在移動(dòng)目標(biāo)。探測(cè)器內(nèi)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(shù)構(gòu)成分為平面微帶型和波導(dǎo)諧振型。我們探討微波傳感的技術(shù)構(gòu)成、頻段選擇對(duì)移動(dòng)目標(biāo)探測(cè)的影響，希望對(duì)探測(cè)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(nèi)極高頻電磁波，其波長(zhǎng)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(diǎn)，首先在通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。微波技術(shù)另一最重要應(yīng)用當(dāng)屬雷達(dá)，使用微波雷達(dá)對(duì)遠(yuǎn)距離飛行目標(biāo)測(cè)速，測(cè)距，測(cè)方位早在第二次世界大戰(zhàn)中就已成功應(yīng)用。隨著微波半導(dǎo)體技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，微波技術(shù)的物理實(shí)現(xiàn)不僅十分簡(jiǎn)單、廉價(jià)，而且體積甚小，各種物體探測(cè)裝置中都可以放進(jìn)火柴盒大小的微波傳感器，成為目標(biāo)探測(cè)裝

3、置中常見的組件。不同于紅外探測(cè)器，這種微波組件對(duì)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(cè)速、液位測(cè)定、自動(dòng)門、自動(dòng)燈、自動(dòng)盥洗、生產(chǎn)線物料探測(cè)、倒車?yán)走_(dá)等。報(bào)警產(chǎn)品中微波探測(cè)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(yīng)的應(yīng)用就構(gòu)成了移動(dòng)目標(biāo)微波探測(cè)器，即多普勒雷達(dá)。微波探測(cè)器所使用的多普勒雷達(dá)主要類型為連續(xù)波（CW）多普勒雷達(dá)。1、多普勒效應(yīng)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(biāo)物相對(duì)運(yùn)動(dòng)所引起的頻率改變稱為多普勒頻移，或稱多普勒效應(yīng)。站在月臺(tái)聽到進(jìn)站火車汽笛聲調(diào)變化的現(xiàn)象就是最好的多普勒效應(yīng)體驗(yàn)。當(dāng)火車迎你而來時(shí)，汽笛的頻率會(huì)提高，聲音變尖，反之亦然。由多普勒效應(yīng)得知，固定安裝的雷達(dá)發(fā)出的固定頻率微波，遇到靜止物體產(chǎn)生的反射波其頻率并不改變，遇到運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生的反射波將會(huì)發(fā)生多普勒頻移，頻率的改變類似相對(duì)速度的計(jì)算，圖11是多普勒頻移的計(jì)算。λtλrVΔt=VλtCλr=λt(1V

5、C)V圖11多普勒頻移的計(jì)算發(fā)射微波反射微波32、連續(xù)波（CW）多普勒雷達(dá)多普勒雷達(dá)有多種類型，其中脈沖多普勒雷達(dá)，調(diào)頻連續(xù)波多普勒雷達(dá)不但可以測(cè)出目標(biāo)的速度、距離、方位，甚至能夠同時(shí)跟蹤、區(qū)分出多個(gè)目標(biāo)的移動(dòng)情況，這些雷達(dá)需要配合精密的伺服系統(tǒng)和后處理技術(shù)，系統(tǒng)復(fù)雜造價(jià)高，多用于軍事、航空、工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域。報(bào)警器采用的連續(xù)波多普勒雷達(dá)，只能測(cè)到目標(biāo)的移動(dòng)速度，不能測(cè)到目標(biāo)距離和方位。這種雷達(dá)構(gòu)成簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，適合大規(guī)模推廣使用。從技

6、術(shù)構(gòu)成來看，多數(shù)產(chǎn)品使用的是經(jīng)濟(jì)型平面微帶多普勒雷達(dá)，較好的產(chǎn)品則使用專業(yè)級(jí)波導(dǎo)諧振多普勒雷達(dá)。3、平面微帶介質(zhì)諧振多普勒雷達(dá)（平面微帶雷達(dá)）報(bào)警器使用的平面微帶雷達(dá)生產(chǎn)成本低廉，勿需昂貴的檢測(cè)加工手段，適合裝配經(jīng)濟(jì)型報(bào)警探頭。微帶雷達(dá)由三部分組成，傳感器模塊，多普勒信號(hào)調(diào)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(jié)構(gòu)照片，圖212是模塊的工作原理圖，圖213是微帶雷達(dá)的原理構(gòu)成。印板正面（天線一側(cè)）背面背面取下隔離