Устройство и принцип работы беспроводных измерительных устройств СВЧ диапазона

Системы из беспроводных СВЧ – излучателей и приемников широко используют для измерения расстояния до удаленных объектов, для измерения уровня среды и т.п. При этом информативным параметром устройств является время распространения сигнала между излучателем и приемником. 

Наиболее широкое применение для целей обнаружения присутствия и перемещения объектов нашли микроволновые датчики. Принцип работы устройств данного типа основан на излучении электромагнитных волн (СВЧ - диапазона) в направлении объекта и регистрации отраженных от него волн.

СВЧ датчики являются альтернативой другим датчикам, когда требуется контролировать большие площади и работать в широком температурном диапазоне в сильно зашумленных условиях: при ветре, акустических помехах, в тумане, в пыли, влажности и т.д.

Принцип действия СВЧ датчиков основан на излучении электромагнитных радиочастотных волн в сторону объекта. Самыми распространенными являются частоты 10, 525 ГГц (Х - диапазон) и 24, 125 ГГц (К - диапазон). При этом мощность излучения достаточно низкая, чтобы не причинять вред здоровью людей, а длина волны должна быть достаточно большой, чтобы свободно проходить сквозь большинство частиц, загрязняющих воздух, и достаточно короткой, чтобы отражаться от больших объектов.  

Для определения направления движения объекта (навстречу датчику или от него) датчик должен быть оснащен еще одним смесительным диодом. Второй диод располагается в волноводе таким образом, что доплеровские сигналы от двух диодов отличаются по фазе на четверть длины волны или на 90°. Выходные сигналы обоих диодов усиливаются отдельно друг от друга и преобразуются в прямоугольные импульсы, которые далее анализируются в логическом устройстве, представляющем собой цифровой дискриминатор фаз, определяющий направление движения объекта. Такие детекторы применяются, например, в устройствах автоматического открывания дверей, управления транспортными потоками и т.п.

  , (3.6)

            (3.7)

                      (3.8)

 

           (3.9)

Рисунок 3.4 Блок – схема (А) и временные диаграммы (Б) микроволнового допплеровского датчика движения с функцией определения направления перемещения

С помощью микромощных импульсных радаров реализуют достаточно эффективные детекторы движения. Достоинством таких датчиков являются низкое потребление мощности. Такой радар может быть спрятан, например, внутри строительных конструкций и, благодаря своей низкой излучающей мощности, не превышающей мощность естественного теплового шума, его трудно обнаружить при помощи электронных устройств.   

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: