CN207424242U - 一种应用于自动门的24g多普勒雷达 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于自动门的24G多普勒雷达。包括天线模块、微波收发模块和中频采集模块，天线模块经微波收发模块和中频采集模块连接；天线模块中，发射天线和接收天线均采用了微带阵列天线结构；微波收发模块中，毫米波振荡器输出端与发射天线、混频器的一输入端连接，接收天线与混频器的另一输入端连接，混频器的输出端连接到中频采集模块；中频采集模块中，中频处理电路的输入端与混频器的输出端连接，中频处理电路的输出端连接到微处理器。本实用新型24G多普勒雷达在宽角下拥有高增益，提高了收、发隔离度，可灵活调节感应窗口，具有高功率，高灵敏度，小尺寸，重量轻，易于量产的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种雷达系统，特别是涉及了应用于自动门的低成本、小型化的24G多普勒雷达。
背景技术
在自动门的应用中，微波传感器相对于传统的红外传感器，具有信号穿透力强，不受环境因素(如烟尘，温度)影响，寿命更长，稳定性更高，且能监测运动目标的优点。因而微波传感器成为了自动门应用中的热点。
国内外现有技术中，也有许多微波传感器的应用。其工作频段常见于无需授权的ISM频段，如2.4G，5.8G，10.525G和24G。传感器尺寸常受限于天线尺寸，天线增益由振子叠加产生，天线尺寸与增益呈正比，与其工作频段呈反比，为同时满足高增益及传感器的小尺寸，因而24G的微波传感器成为主流。传统的24G毫米波系统多采用技术成熟的波导结构，但波导结构的前端体积较大，在生产与安装带来很大不便，此外，波导结构成本高昂，一致性差，无法一体化设计，无法进行大规模的生产。
实用新型内容
为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提出了一种应用于自动门的24G多普勒雷达，是具有一种低成本、小型化的24G多普勒雷达，通过硬件实现信号雷达发射和接收。
所述的自动门是指将人或物体接近门的动作识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启，在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。在商场、宾馆、饭店、机场。车站、银行等场合已得到广泛使用。
本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型包括天线模块(AU)、微波收发模块(MTU)和中频采集模块(IFPU)，天线模块经微波收发模块和中频采集模块连接；天线模块包括一发射天线与一接收天线，发射天线和接收天线均采用了微带阵列天线结构；微波收发模块包含毫米波振荡器和混频器，毫米波振荡器输出端与发射天线、混频器的一输入端连接，接收天线与混频器的另一输入端连接，混频器的输出端连接到中频采集模块；中频采集模块包含微处理器和中频处理电路；中频处理电路的输入端与混频器的输出端连接，中频处理电路的输出端连接到微处理器。
所述的毫米波振荡器包括有源器件、谐振回路、微带耦合电路、微带滤波电路和威尔金森功分器，有源器件采用PHEMT管，晶体管的漏极连接微带耦合电路，将输出功率部分耦合至栅极，形成正反馈电路，晶体管的栅极连接谐振回路，经微带滤波电路连接到威尔金森功分器的输入端，威尔金森功分器的输出端分为两路，分别连接到发射天线和混频器。
所述的天线模块与微波收发模块集成于一块25mm×25mm四层线路板上，通过排针与中频采集模块的排座相连。
在高集成度微波天线设计方面，本实用新型采用微带阵列天线的形式。微带阵列天线具有口面场分布容易控制、天线口径效率高、性能稳定结构简单紧凑、强度高、安装方便等特点。
在毫米波振荡器中谐振回路设计方面，本实用新型采用了微带开路结构的形式，可以通过光刻技术以低的成本进行批量生产，即使有苛刻的几何形状和尺寸要求，也可以极高的精度蚀刻，还能大大减小尺寸和重量。
本实用新型中，由于采用微带阵列天线、微带开路谐振回路等设置，使得在极小的尺寸下拥有高增益和良好的方向性。
本实用新型的毫米波振荡器包含有PHEMT管和微带开路谐振回路，让系统有高功率，高灵敏度，小尺寸，重量轻，易于量产的优点。
本实用新型的混频器采用环形平衡结构，拥有良好的收、发隔离度和低转换损耗。
本实用新型的有益效果是：
(1)将天线模块与微波收发模块集成在一块四层板上；
(2)天线模块采用微带阵列天线，可在极小的尺寸下拥有高增益和良好的方向性；
(3)内部毫米波振荡器采用了高性能的PHEMT加微带开路谐振，让系统有高功率，高灵敏度，小尺寸，重量轻，易于量产的优点；
(4)内部混频器采用环形平衡结构，拥有良好的收、发隔离度和低转换损耗；
(5)中频处理电路可灵活调节感应窗口，输出的脉冲信号可被任何低成本微处理器处理。
附图说明
图1为24G多普勒雷达系统的结构示意图。
图2为24G多普勒雷达的结构图。
图3为毫米波振荡器的原理示意图。
图4为中频处理电路的原理示意图。
图中：1、天线模块，2、微波收发模块，3、中频采集模块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型具体实施包括天线模块(AU)1、微波收发模块(MTU)2和中频采集模块(IFPU)3，天线模块1经微波收发模块2和中频采集模块3连接；天线模块1包括一发射天线与一接收天线，发射天线和接收天线分别对空间区域发射雷达信号和接收雷达信号，发射天线和接收天线均采用了微带阵列天线结构；微波收发模块2包含毫米波振荡器和混频器，毫米波振荡器输出端与发射天线、混频器的一输入端连接，接收天线与混频器的另一输入端连接，混频器的输出端连接到中频采集模块3；中频采集模块3包含电源管理电路、微处理器和中频处理电路；电源管理电路连接微处理器和中频处理电路，为系统供电，并提供低功耗模式。中频处理电路的输入端与混频器的输出端连接，中频处理电路的输出端连接到微处理器。
毫米波振荡器是本实用新型雷达系统的关键部件之一，其作用是将直流功率转变成具有特定频率和振幅的交变能量。
如图3所示，毫米波振荡器包括有源器件、谐振回路、微带耦合电路、微带滤波电路和威尔金森功分器，有源器件采用PHEMT管，PHEMT管的漏极连接微带耦合电路，经微带耦合电路将输出功率部分耦合至栅极形成正反馈电路，PHEMT管的栅极连接谐振回路，微带耦合电路经微带滤波电路连接到威尔金森功分器的输入端，威尔金森功分器的输出端分为两路，分别连接到发射天线和混频器。
有源器件选择PHEMT管，晶体管采用共栅结构，漏极连接微带耦合电路，将输出功率部分耦合至栅极，形成正反馈，增加振荡器的不稳定性，易于起振。谐振回路位于晶体管的栅极，采用微带开路谐振，通过微带的长度影响谐振频率。微带滤波电路起带通滤波作用并针对二次谐波进行滤波。
混频器将反射回的毫米波雷达信号与本振混频产生中频信号。混频器采用环形平衡结构。具体实施通过微带线构成了周长为二分之三λ，阻抗为70.7Ω的环形，发射信号等幅反相的加到两个二极管上，接收信号等幅同相的加到两个二极管上，实现混频。而收、发通路到二极管的长度均为四分之λ，达到良好隔离。采用一对性能一致的肖特基势垒二极管，拥有低转换损耗，＜8dB。环形平衡结构制造误差和设计误差都较小，易于生产。
如图4所示，中频处理电路包括采样保持电路、有源带通滤波器电路和窗口比较器电路，采样保持电路经有源带通滤波器电路和窗口比较器电路连接，采样保持电路的输入端作为中频处理电路的输入端，窗口比较器电路作为中频处理电路的输出端。
其中采样保持电路采用通用模拟开关，用于平滑中频信号；有源带通滤波器电路采用通用的运算放大器，实现比例放大与滤波功能；窗口比较器电路采用通用比较器，采用电位器与电阻分压作为比较器的参考电压，调节电位器可设定感应窗口，窗口比较器产生的脉冲数与中频信号的频率成正比，即正比于雷达所检测目标对象的速度。
天线模块1与微波收发模块2集成于一块四层线路板上，通过排针与中频采集模块3的排座相连。
中频处理电路对混频器传输过来的中频信号依次进行平滑、带通滤波、比例放大与窗口比较后产生脉冲信号，脉冲数正比于雷达所检测目标对象的速度。
微处理器直接采集中频处理电路产生的脉冲信号的脉冲数，根据客户所需的灵敏度，选择是否发出指令，直接用于自动门控制系统。
本实用新型的工作过程如下：
雷达内部振荡产生24G雷达信号并通过发射天线发射，当遇到目标后反射信号，由于多普勒效应，回波信号的频率以及振幅会随着目标的运动状态而变化，回波信号经雷达模块接收天线接收，经雷达内部混频器与本振混频后得到中频信号，被中频采集模块采集并处理后发出自动门开门或关门指令。
本实用新型采用微带阵列天线后，集成在25mm×25mm的小尺寸下，在宽角下拥有高增益，3dB波束时水平方向80°，垂直方向34°，水平、垂直的增益≥8.5dBi。
雷达系统有+15dBm高功率，-84dBm高灵敏度，25mm×25mm×6mm小尺寸，4.5g重量轻，低于0.25W的低功耗，易于量产的优点。
Claims (4)
1.一种应用于自动门的24G多普勒雷达，其特征在于：包括天线模块(1)、微波收发模块(2)和中频采集模块(3)，天线模块(1)经微波收发模块(2)和中频采集模块(3)连接；天线模块(1)包括一发射天线与一接收天线，发射天线和接收天线均采用了微带阵列天线结构；微波收发模块(2)包含毫米波振荡器和混频器，毫米波振荡器输出端与发射天线、混频器的一输入端连接，接收天线与混频器的另一输入端连接，混频器的输出端连接到中频采集模块(3)；中频采集模块(3)包含微处理器和中频处理电路；中频处理电路的输入端与混频器的输出端连接，中频处理电路的输出端连接到微处理器。
2.根据权利要求1所述的一种应用于自动门的24G多普勒雷达，其特征在于：所述的毫米波振荡器包括有源器件、谐振回路、微带耦合电路、微带滤波电路和威尔金森功分器，有源器件采用PHEMT管，PHEMT管的漏极连接微带耦合电路，PHEMT管的栅极连接谐振回路，微带耦合电路经微带滤波电路连接到威尔金森功分器的输入端，威尔金森功分器的输出端分为两路，分别连接到发射天线和混频器。
3.根据权利要求1所述的一种应用于自动门的24G多普勒雷达，其特征在于：所述的中频处理电路包括采样保持电路、有源带通滤波器电路和窗口比较器电路，采样保持电路经有源带通滤波器电路和窗口比较器电路连接，采样保持电路的输入端作为中频处理电路的输入端，窗口比较器电路作为中频处理电路的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种应用于自动门的24G多普勒雷达，其特征在于：所述的天线模块(1)与微波收发模块(2)集成于一块四层线路板上，通过排针与中频采集模块(3)的排座相连。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN109031220A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-18 | 惠州市华阳光电技术有限公司 | 一种雷达抗干扰滤波方法及其电路 |
| CN109116310A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-01 | 广东圣大电子有限公司 | 一种飞机防撞系统二次雷达射频收发机 |
| TWI730477B (zh) * | 2018-11-28 | 2021-06-11 | 美商高通公司 | 時鐘振盪器偵測 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109031220A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-18 | 惠州市华阳光电技术有限公司 | 一种雷达抗干扰滤波方法及其电路 |
| CN109116310A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-01 | 广东圣大电子有限公司 | 一种飞机防撞系统二次雷达射频收发机 |
| CN109116310B (zh) * | 2018-09-11 | 2023-10-20 | 广东圣大电子有限公司 | 一种飞机防撞系统二次雷达射频收发机 |
| TWI730477B (zh) * | 2018-11-28 | 2021-06-11 | 美商高通公司 | 時鐘振盪器偵測 |
| US11360203B2 (en) | 2018-11-28 | 2022-06-14 | Qualcomm Incorporated | Clock oscillator detection |
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