PL181870B1 - Uklad radarowy do wykrywania obecnosci czlowieka PL - Google Patents
Uklad radarowy do wykrywania obecnosci czlowieka PLInfo
- Publication number
- PL181870B1 PL181870B1 PL96317246A PL31724696A PL181870B1 PL 181870 B1 PL181870 B1 PL 181870B1 PL 96317246 A PL96317246 A PL 96317246A PL 31724696 A PL31724696 A PL 31724696A PL 181870 B1 PL181870 B1 PL 181870B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- output
- input
- circuit
- frequency
- signal
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 9
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/36—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
- G01S13/40—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal wherein the frequency of transmitted signal is adjusted to give a predetermined phase relationship
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/04—Systems determining presence of a target
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Abstract
1. Uklad radarowy do wykrywania obecnosci czlowieka, zlozony z ukladu oscylacyjnego, z ukladu nadawczego, polaczonego swym wejsciem z wyjsciem ukladu oscylacyjnego za posrednictwem sprzegacza, z anteny nadawczej, polaczonej na wejsciu z wyjsciem ukladu nadawczego, z anteny odbiorczej, z ukladu odbiorczego, polaczonego na wejsciu z wyjsciem anteny odbiorczej, z ukladu przemiany czestotliwosci, polaczonego na wejsciu z wyjsciem sprzegacza i z wyj- sciem ukladu nadawczego, oraz z ukladu sterujacego, polaczonego na wejsciu z wyjsciem ukladu przemiany czestotliwosci, zas na wyjsciu z wejsciem ukladu oscylacyjnego, znamienny tym, ze jego uklad odbior- czy (6) jest wyposazony w uklad opózniajacy (25), polaczony swym wejsciem z wyjsciem anteny odbior- czej (7), zas swym wyjsciem z ukladem przemiany czestotliwosci (5). Fig 1 PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest układ radarowy do wykrywania obecności człowieka, złożony z układu oscylacyjnego, z układu nadawczego, połączonego swym wejściem z wyjściem układu oscylacyjnego za pośrednictwem sprzęgacza, z anteny nadawczej, połączonej na wejściu z wyj ściem układu nadawczego, z anteny odbiorczej, z układu odbiorczego, połączonego na wej 181 870 ściu z wyjściem anteny odbiorczej, z układu przemiany częstotliwości, połączonego na wejściu z wyjściem sprzęgacza i z wyjściem układu nadawczego, oraz z układu sterującego, połączonego na wejściu z wyjściem układu przemiany częstotliwości, zaś na wyjściu z wejściem układu oscylacyjnego.
Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3210985 znane jest urządzenie do automatycznego sterowania armaturą sanitarną, z wykorzystaniem fal radarowych i efektu Dopplera. Urządzenie rejestruje ruch i kierunek przemieszczania się ludzi.
Inne, znane z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A. P. nr US 5268692 urządzenie alarmowe rejestruje obecność człowieka za pośrednictwem radaru FM.
Powyższe urządzenia rejestrujące obecność człowieka w pomieszczeniu są trudne w montażu w urządzeniach sanitarnych, oraz pracują w dużym zakresie częstotliwości, przekraczającym dozwoloną szerokość pasma radarowego.
Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A. P. nr US 4107684 znany jest ultradźwiękowy lub mikrofalowy układ detekcji sygnałów echa. Układ jest wyposażony w oscylator sterowany napięciem, połączony na wyjściu z anteną nadawczą, oraz w komparator fazy, połączony na wejściu z oscylatorem, oraz z anteną odbiorczą, odbierającą sygnał odbity od obiektu. W komparatorze określana jest różnica faz między sygnałem nadanym, a odebranym, i na tej podstawie generowane jest napięcie sterujące, które po przejściu przez filtr dolnoprzepustowy podawane jest na wejście oscylatora. Napięcie sterujące powoduje zmianę generowanej częstotliwości przez oscylator, aby różnica faz była równa zeru. Zarówno zmiana napięcia sterującego, mierzonego czujnikiem analogowym, jak i częstotliwości sygnału na wyjściu oscylatora, mierzonej czujnikiem cyfrowym, określają zmianę położenia obiektu w monitorowanym obszarze.
Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A. P. nr US 5162862 znane jest urządzenie do pomiaru odległości za pomocą światła, zwłaszcza do pomiaru poziomu cieczy, lub proszku w zbiorniku. Urządzenie składa się z oscylatora sinusoidalnego sygnału głównego (o częstotliwości 10,7MHz), z syntezatora częstotliwości, połączonego na wejściu z oscylatorem sygnału głównego, z oscylatora sinusoidalnego sygnału dodatkowego, o częstotliwości mniejszej o 10,45kHz niz częstotliwość sygnału głównego, z lasera, połączonego na wejściu z wyjściem oscylatora sygnału dodatkowego, z fotodetektora, z dwóch identycznych obwodów wejściowych, wyposażonych w filtr dolnoprzepustowy i w mikser częstotliwości, z których jeden jest połączony na wejściu z wyjściem fotodetektora i z wyjściem oscylatora sygnału głównego, zaś drugi - z wyjściami obydwu oscylatorów, z obwodu wyjściowego, połączonego swym wejściem z wyjściami obydwu obwodów wejściowych, oraz z wyświetlacza cyfrowego, połączonego na wejściu z wyj ściem obwodu wyjściowego. Pomiar odległości polega na pomiarze w obwodzie wyjściowym różnicy faz między sygnałem nadanym, a odebranym.
Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A. P. nr US 5130717 znany jest układ antenowy, w którym sygnały przechodzące przez każdy element nadawczo-odbiorczy są programowane niezależnie i poddane cyfrowemu opóźnieniu czasowemu, w zależności od usytuowania tego elementu w szyku antenowym. Układ jest wyposażony w lokalny oscylator sygnałów RF, w połączony z nim na wyjściu syntezator częstotliwości, w szyk procesorów podukładowych, połączonych równolegle na wejściu z wyjściem syntezatora, zaś na wyjściach z podukładami antenowymi, w komputer centralny, połączony na wyjściu ze wszystkimi procesorami podukładowymi, w sumator, połączony na wejściu z wyjściami procesorów podukładowych, oraz w układ odbiorczy, połączony z wyjściem sumatora. Każdy procesor podukładowy jest wyposażony w procesory sygnałowe, z których każdy jest połączony z jednym elementem nadawczo-odbiorczym podukładu antenowego. Tor nadawczy każdego procesora sygnałowego obejmuje oscylator sygnałowy, pierwszy przełącznik, oscylator opóźniający, przetwornik cyfrowo-analogowy, modulator, drugi przełącznik, wzmacniacz mocy, trzeci przełącznik, oraz element nadawczo-odbiorczy. Podczas odbioru sygnału, wszystkie przełączniki zmieniają swe położenie, a utworzony tor odbiorczy obejmuje trzeci przełącznik, wzmacniacz niskoszumny, demodulator, przetwornik analogowo-cyfrowy, oraz układy toru nadawczego między pierwszym, a drugim przełącznikiem, który kieruje odebrany sygnał do sumatora.
181 870
Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A. P. nr US 5311190 znany jest mikrofalowy element nadawczo-odbiorczy szyku antenowego, złożony z pętli ze sprzężeniem fazowym do transmisji sygnału o zmiennej częstotliwości, z pętli ze sprzężeniem fazowym do odbioru sygnału, oraz ze wzmacniacza wyjściowego, połączonego na wejściu z pętlą transmisyjną, oraz na wyjściu z elementem nadawczo-odbiorczym, za pomocą cyrkulatora. Pętla transmisyjna jest sterowana sygnałem sprzężenia zwrotnego, stanowiącym zmodulowany sygnał transmisyjny w czasie odbioru sygnałów, oraz sygnał wyjściowy wzmacniacza w czasie transmisji sygnałów.
Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego układu radarowego do wykrywania obecności człowieka, który będzie miał prostąkonstrukcję, skutecznie wytłumi sygnały echa, oraz będzie pracował w dozwolonej szerokości pasma radarowego.
Cel wynalazku zrealizowano w układzie radarowym wykrywającym obecność człowieka, który charakteryzuje się tym, że jego układ odbiorczy jest wyposażony w układ opóźniający, połączony swym wejściem z wyjściem anteny odbiorczej, zaś swym wyjściem z układem przemiany częstotliwości.
Układ opóźniający jest połączony na wyjściu z wejściem układu przemiany częstotliwości korzystnie za pośrednictwem pierwszego wzmacniacza.
Układ przemiany częstotliwości jest połączony na wyjściu z wejściem układu sterującego korzystnie za pośrednictwem układu demodulacyjnego.
Układ demodulacyjny składa się korzystnie z demodulatora, połączonego na wejściu z wyjściem układu przemiany częstotliwości, z filtra górnoprzepustowego, połączonego na wejściu z wyjściem demodulatora, oraz z drugiego wzmacniacza, połączonego na wejściu z wyjściem filtra górnoprzepustowego, zaś na wyjściu z wejściem układu sterującego.
Układ sterujący składa się korzystnie z prostownika synchronicznego, połączonego na wejściu z wyjściem układu demodulacyjnego, z komparatora, połączonego na wejściu z wyjściem prostownika synchronicznego, oraz z mikroprocesora, połączonego na wej ściu z wyjściem komparatora, zaś na wyjściu z wejściem układu oscylacyjnego.
Układ sterujący jest korzystnie wyposażony ponadto w oscylator małej częstotliwości, którego wyjście jest połączone z wejściem prostownika synchronicznego, oraz z wejściem modulatora układu nadawczego, połączonego na wejściu z wyjściem sprzęgacza za pośrednictwem trzeciego wzmacniacza.
Układ sterujący jest korzystnie wyposażony dodatkowo w różnicowy wzmacniacz operacyjny, połączony na wejściach z wyjściem prostownika synchronicznego i z wyjściem przetwornika cyfrowo-analogowego, połączonego na wejściu z wyjściem mikroprocesorem, zaś na wyjściu - z wejściem komparatora. Wyjście prostownika synchronicznego jest w tym przypadku połączone korzystnie z wejściem przetwornika analogowo-cyfrowego, połączonego na wyjściu z wejściem mikroprocesora.
Układ oscylacyjny składa się korzystnie z syntezatora częstotliwości, połączonego na wejściu z wyjściem mikroprocesora układu sterującego, oraz z oscylatora, połączonego na wejściu z wyjściem syntezatora częstotliwości.
Układ radarowy do wykrywania obecności człowieka według wynalazku jest prosty w konstrukcji i montażu, skutecznie tłumi sygnały echa otoczenia obiektów nie będących przedmiotem rejestracji. Szerokość pasma układu radarowego jest dopasowywana do wymaganego dozwolonego zakresu częstotliwości.
Wynalazek w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu radarowego do wykrywania obecności człowieka, fig. 2 - działanie układu według fig. 1 w opisie wektorowym, fig. 3 - zależność amplitudy od napięcia w czasie działania układu z tłumieniem sygnału echa otoczenia rejestrowanego obiektu, a fig. 4 - zalezność częstotliwości od amplitudy sygnału interferencyjnego układu radarowego.
Przedstawiony na fig. 1 układ radarowy do wykrywania obecności człowieka ma zastosowanie zwłaszcza do sterowania armaturą sanitarny oraz jest wyposażony w układ oscylacyjny 1, połączony na swym wyjściu z wejściem układu nadawczego 2, do którego wyjścia jest przyłączona antena nadawcza 3, oraz ze sprzęgaczem 4, połączonym na wyjściu z układem prze181 870 miany częstotliwości 5. Układ przemiany częstotliwości 5 jest połączony na wejściu z wyjściem układu odbiorczego 6, do którego wejścia jest przyłączona antena odbiorcza 7, zaś na wyjściu z układem demodulacyjnym 10. Układ demodulacyjny 10 jest połączony swym wyjściem z wejściem układu sterującego 8, zaś swym wyjściem z wejściem układu oscylacyjnego 1, za pomocą magistrali sygnałowej 11. Układ sterujący 8 jest połączony na swym wyjściu z układem analizującym 9, oraz sprzężony z przetwornikiem analogowo-cyfrowym 27.
Układ oscylacyjny 1 składa się z syntezatora częstotliwości 13, połączonego na wejściu z wyjściem układu sterującego 8, oraz z oscylatora 12, połączonego na wejściu z wyjściem syntezatora częstotliwości 13, zaś na wyjściu z wejściem sprzęgacza 4, a także z innym wejściem syntezatora częstotliwości 13.
Układ nadawczy 2 składa się ze wzmacniacza 23, połączonego na wejściu ze sprzęgaczem 4, oraz z modulatora 24, połączonego swym wejściem z wyjściem wzmacniacza 23, zaś swym wyjściem z wejściem anteny nadawczej 3.
Układ odbiorczy 6 składa się z układu opóźniającego 25, połączonego na wejściu z anteną odbiorczą 7, oraz ze wzmacniacza 26, połączonego na wejściu z wyjściem układu opóźniającego 25, oraz na wyjściu z wejściem układu przemiany częstotliwości 5.
Układ demodulacyjny 10 składa się z demodulatora 14, połączonego na wejściu z wyjściem układu przemiany częstotliwości 5, z filtra górnoprzepustowego 16, połączonego swym wejściem z wyjściem demodulatora 14, oraz ze wzmacniacza 15, połączonego na swym wejściu z wyjściem filtra górnoprzepustowego 16, a na wyjściu z układem sterującym 8.
Układ sterujący 8 składa się z prostownika synchronicznego 18, połączonego swym wejściem z wyjściem wzmacniacza 15 układu demodulacyjnego 10, i z wyjściem oscylatora małej częstotliwości 19, ze wzmacniacza operacyjnego 22, połączonego na wejściu z wyjściem prostownika synchronicznego 18 i na wyjściu z wejściem przetwornika analogowo-cyfowego 27, z komparatora 20, połączonego swym wejściem z wyjściem operacyjnego wzmacniacza różnicowego 22, z mikroprocesora 17, połączonego na wejściu z wyjściem komparatora 20 i wyjściem przetwornika analogowo-cyfrowego 27, a na wyjściu z układem analizującym 9 i wejściem syntezatora częstotliwości 13 układu oscylacyjnego 1, oraz z przetwornika analogowo-cyfrowego 21, połączonego swym wejściem z wyjściem mikroprocesora 17, a wyjściem z wejściem operacyjnego wzmacniacza różnicowego 22. Wyjście oscylatora małej częstotliwości 19 jest również połączone z wejściem modulatora 24 układu nadawczego 2.
Działanie układu radarowego do wykrywania obecności człowieka według wynalazku jest następujące: układ oscylacyjny 1 generuje za pomocą układu nadawczego 2 i anteny nadawczej 3 sygnał oscylacyjny Sc o przebiegu:
Sc = a sin(o)t), (1) który po odbiciu od rejestrowanego obiektu dociera do układu przemiany częstotliwości 5 w postaci sygnału opóźnionego Sr o całkowitym opóźnieniu wynoszącym Td + 2r/c:
Sr = b sin [ω (t-Td - 2r/c)], (2) gdzie r jest odległością obiektu od układu radarowego, ω - pulsacją, t - czasem, c - prędkością światła, zaś a i b - amplitudami.
Opóźnienie czasowe Td jest generowane w układzie opóźniającym 25 układu odbiorczego 6, zaś opóźnienie 2r/c wynika z czasu przejścia sygnału od anteny nadawczej 3 do anteny odbiorczej 7. Sygnał wyjściowy Si układu przemiany częstotliwości 5 ma taką samą częstotliwość, jak sygnał oscylacyjny Sc i sygnał opóźniony Sr, ale inną fazę, a ponadto zawiera składową stałą o małej amplitudzie. Ten sygnał wyjściowy Si jest następnie przetwarzany w układzie demodulacyjnym 10, na którego wyjściu uzyskuje się sygnał interferencyjny o częstotliwości okresowej Afm, która jest miarą odległości jaką przebywa sygnał między anteną nadawczą 3, a anteną odbiorczą 7, i wynika z następującej zależności:
Afm t - n = Afm (t - Td -2r/c) (3)
181 870 gdzie Δω = 2π Afm, a n jest liczbą naturalną,
Dla n = 1 równanie (3) przyjmuje postać:
r = c(1 - Afm Td) / (2 Afm) (4)
Na przykład, dla η = 1 i dla Td = 10 ns, równanie (4) przyjmuje postać:
r[cm] = 150 [(100 / Afm [MHz]) -1], Pomiar odległości r, jest zatem zależny wyłącznie od częstotliwości okresowej Afm sygnału interferencyjnego i częstotliwości nośnej fm. Sygnał odebrany przez antenę odbiorczą 7 ma małą amplitudę, zaś uzyskany na jego podstawie sygnał interferencyjny - dużą amplitudę. Szerokość pasma układu radarowego jest dopasowywana do wymaganego zakresu częstotliwości przez wprowadzenie czasu opóźnienia Td. Dla czasu opóźnienia Td = 10 ns i okresu Afm = 66,66 MHz, odległość rejestrowanego obiektu r wynosi 75 cm. Zmiana wartości czasu opóźnienia Td powoduje zmianę częstotliwości okresowej Afm sygnału interferencyjnego do innej częstotliwości okresowej Af 'm, przy czym wartości obydwu częstotliwości okresowych Afm i Afm spełniają zależność:
Afm = Af' m / (1 + Af'mTd) (5)
Naprzykład, dla Td = 1 ns, Afm = Af' m /2, co oznacza dwukrotne zmniejszenie szerokości pasma częstotliwości.
Sygnał interferencyjny na wyjściu układu demodulacyjnego 10 jest doprowadzany do mikroprocesora 17 układu sterującego 8, który obliczajego częstotliwość okresową. Częstotliwość nośna fm (fig. 4) zmienia się od wartości początkowej fm1 do wartości końcowej fm2 metodą krokową, lub iteracyjną, przy której uzyskiwane jest przesunięcie fazowe równe 2π. Częstotliwość okresowa Afm sygnału interferencyjnego wynosi fm1 - fm2, zaś do wyznaczenia odległości rejestrowanego obiektu r, stosuje się wzór radarowy (4). Po każdym kroku, lub iteracji, amplituda sygnału wejściowego jest porównywana z amplitudą sygnału odniesienia przez komparator 20, a wynik tego porównania jest przekazywany do mikroprocesora 17, który jednocześnie wysyła informację o odległości obiektu r do układu analizującego 9 i syntezatora częstotliwości 13. Syntezator częstotliwości 13 ma korzystnie następujące parametry techniczne: częstotliwość pracy w zakresie od 1 GHz do 40 GHz, szerokość pasma częstotliwości - w zakresie od 10 MHz do 3 GHz, wielkość kroku -10 x n kHz. Na przykład, dla 240 kroków, i dla n=50, dokładność pomiaru odległości wynosi ± 1 cm. Szybkość przeszukiwania pasma częstotliwości przez układ sterujący 8 wynosi korzystnie maksymalnie 1 ms/stopień, zaś maksymalny czas przeszukiwania tego pasma wynosi 240 ms. Tak więc każda z 240 nastawionych częstotliwości jest rejestrowana przez syntezator częstotliwości 13 z dużą dokładnością i z maksymalnym czasem wynoszącym 1 ms. Układ radarowy jest sterowany automatycznie za pośrednictwem mikroprocesora 17, który dodatkowo pełni funkcję krokowego miernika częstotliwości o dużej dokładności. Częstotliwość jest przy tym rejestrowana w całym dozwolonym paśmie, w zakresie kąta fazowego 240 stopni.
Według innego wykonania urządzenia według wynalazku, wyjście prostownika synchronicznego 18 jest połączone bezpośrednio z wejściem komparatora 20, dzięki czemu uzyskuje się dużą dokładność pomiaru składowej stałej zawartej w sygnale. Podczas prostowania sygnału odniesienia przez prostownik synchroniczny 18, połączony z nim oscylator małej częstotliwości 19 wysyła sygnał modulujący o małej częstotliwości, wynoszącej na przykład 10 kHz.
Przedstawiony na fig. 2 wykres wektorowy ilustruje interferencję sygnału odniesienia Sc i sygnału odbiorczego Sr. Wektor A jest niezmodulowanym sygnałem odniesienia Sc, wektor B zmodulowanym przez modulator 24 sygnałem odbiorczym Sr, zaś kąt φ - kątem fazowym, zależnym od odległości rejestrowanego obiektu. Suma tych wektorów A i B daje wektor C, który przedstawia sygnał interferencyjny Si. W czasie przełączania modulatora 24, wektor C przemieszcza się między punktami a i b w takt częstotliwości modulującej oscylatora małej częstotliwości 19. Modulacja sygnału A zanika przy kącie fazowym φ = y, kiedy jego długość jest równa
181 870 długości wektora C, ajego faza zmienia się o 2π. Ta zmiana fazy jest wykorzystywana przez prostownik synchroniczny 18 do określenia częstotliwości okresowej Afm sygnału interferencyjnego Si. Sygnał interferencyjny Si zawiera składowe stałe, pochodzące od sygnału odniesienia Sc, oraz składowe zmienne, pochodzące od echa radarowego. Rozdzielenie obydwu tych składowych jest realizowane za pośrednictwem układu demodulacyjnego 10. Pozycje zerowe sygnału interferencyjnego Si, przedstawione na fig. 4, są wyznaczane w komparatorze 20, po wyprostowaniu sygnału w prostowniku synchronicznym 18.
Według jeszcze innego, korzystnego rozwiązania urządzenia według wynalazku, sygnał interferencyjny Si jest wytwarzany z wykorzystaniem stałego sygnału odniesienia Sc', wydzielonego z sygnału nadawczego Sc, i którego amplitudajest wykorzystywana do określenia częstotliwości okresowej sygnału interferencyjnego Si.
Kompensacja echa otoczenia rejestrowanego obiektu, polegająca na wytłumieniu sygnałów odbitych od obiektów nie będących przedmiotem detekcji, jest realizowana za pośrednictwem przetwornika analogowo-cyfrowego 27, prostownika synchronicznego 18, komparatora 20, i mikroprocesora 17. Echo otoczenia jest kompensowane podczas pomiaru odległości rejestrowanego obiektu w całym pomiarowym zakresie częstotliwości. Przedstawiona na fig. 3 linia przerywana jest sygnałem interferencyjnym, rejestrowanym przez mikroprocesor 17 w przypadku braku w pomieszczeniu człowieka, zaś linia ciągła - sygnałem interferencyjnym, po pojawieniu się człowieka w zasięgu układu radarowego.
Przedstawiona na fig. 3 procedura kompensacji echa miejsca polega na zarejestrowaniu różnicy częstotliwości fm1 i fm2, wyznaczone przez punkty zerowe przebiegu sygnału, i wyznaczeniu odległości rejestrowanego obiektu według wzoru (4).
W jeszcze innym rozwiązaniu układu radarowego według wynalazku, przy pominięciu przetwornika cyfrowo-analogowego 21 i wzmacniacza operacyjnego 22, wmiejsce komparatora 20 jest korzystnie zastosowany przetwornik analogowo-cyfrowy, a kompensacja echa otoczenia rejestrowanego obiektu jest realizowana za pośrednictwem mikroprocesora 17.
Układ sterujący 8, za pośrednictwem sygnału oceny Sk przełącza korzystnie układ radarowy ze stanu biernego o częstotliwości powtarzania fw1 do stanu aktywnego, o częstotliwości fw2 > fw1, lub w stan pracy ciągłej, przy czym częstotliwość fw 1 zawiera się kor:ysstaie w granicach od 0,1 Hz do 100 Hz, zaś częstotliwość fw2 jest korzystnie większa od 10 Hz. Układ radarowy według wynalazku jest korzystnie zasilany baterią w krótkich odstępach czasu, mniejszych od częstotliwości fw1 i fw2.
Układ radarowy według wynalazku analizuje korzystnie wiele sygnałów oceny Sk, zawierających informacje o obiektach znajdujących się w różnych odległościach i/lub o prędkościach ich przemieszczania się, oraz kierunku.
Anteny: nadawcza 3 i odbiorcza 7 mogąbyć antenami tubowymi, lub planarnymi, wykonanymi na płytce drukowanej.
Układ radarowy według wynalazku ma zastosowanie w układach wykrywających obecność istot żywych, zwłaszcza człowieka, na przykład w armaturach sanitarnych, lub w układach automatycznych drzwi.
181 870
181 870
181 870
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 2,00 zł.
Claims (9)
- Zastrzeżenia patentowe1. Układ radarowy do wykrywania obecności człowieka, złożony z układu oscylacyjnego, z układu nadawczego, połączonego swym wejściem z wyjściem układu oscylacyjnego za pośrednictwem sprzęgacza, z anteny nadawczej, połączonej na wej ściu z wyj ściem układu nadawczego, z anteny odbiorczej, z układu odbiorczego, połączonego na wejściu z wyjściem anteny odbiorczej, z układu przemiany częstotliwości, połączonego na wejściu z wyjściem sprzęgacza i z wyjściem układu nadawczego, oraz z układu sterującego, połączonego na wej ściu z wyjściem układu przemiany częstotliwości, zaś na wyjściu z wejściem układu oscylacyjnego, znamienny tym, że jego układ odbiorczy (6) jest wyposażony w układ opóźniający (25), połączony swym wejściem z wyj ściem anteny odbiorczej (7), zaś swym wyj ściem z układem przemiany częstotliwości (5).
- 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ opóźniający (25) jest połączony na wyj ściu z wej ściem układu przemiany częstotliwości (5) za pośrednictwem wzmacniacza (26).
- 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ przemiany częstotliwości (5) jest połączony na wyjściu z wejściem układu sterującego (8) za pośrednictwem układu demodulacyjnego (10).
- 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że układ demodulacyjny (10) składa się z demodulatora (14), połączonego na wejściu z wyjściem układu przemiany częstotliwości (5), z filtra górnoprzepustowego (16), połączonego na wejściu z wyjściem demodulatora (14), oraz ze wzmacniacza (15), połączonego na wejściu z wyjściem filtra górnoprzepustowego (16), zaś na wyjściu z wejściem układu sterującego (8).
- 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że układ sterujący (8) składa się z prostownika synchronicznego (18), połączonego na wej ściu z wyjściem układu demodulacyjnego (10), z komparatora (20), połączonego na wejściu z wyjściem prostownika synchronicznego (18), oraz z mikroprocesora (17), połączonego na wejściu z wyjściem komparatora (20), zaś na wyjściu z wejściem układu oscylacyjnego (1).
- 6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że układ sterujący (8) jest wyposażony w oscylator małej częstotliwości (19), którego wyjście jest połączone z wejściem prostownika synchronicznego (18), oraz z wejściem modulatora (24) układu nadawczego (2), połączonego na wejściu z wyjściem sprzęgacza (4) za pośrednictwem wzmacniacza (23).
- 7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że układ sterujący (8) jest wyposażony w różnicowy wzmacniacz operacyjny (22), połączony na wejściach z wyjściem prostownika synchronicznego (18) i z wyjściem przetwornika cyfrowo-analogowego (21), połączonego na wejściu z wyjściem mikroprocesorem (17), zaś na wyjściu - z wejściem komparatora (20).
- 8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że wyjście prostownika synchronicznego (18) jest połączone z wejściem przetwornika analogowo-cyfrowego (27), połączonego na wyjściu z wejściem mikroprocesora (17).
- 9. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że układ oscylacyjny (1) składa się z syntezatora częstotliwości (13), połączonego na wejściu z wyjściem mikroprocesora (17) układu sterującego (8), oraz z oscylatora (12), połączonego na wejściu z wyjściem syntezatora częstotliwości (12).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH344595 | 1995-12-06 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL317246A1 PL317246A1 (en) | 1997-06-09 |
PL181870B1 true PL181870B1 (pl) | 2001-09-28 |
Family
ID=4256109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL96317246A PL181870B1 (pl) | 1995-12-06 | 1996-11-28 | Uklad radarowy do wykrywania obecnosci czlowieka PL |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5844519A (pl) |
EP (1) | EP0777131A1 (pl) |
JP (1) | JPH09281225A (pl) |
CN (1) | CN1167922A (pl) |
AT (1) | AT2038U1 (pl) |
AU (1) | AU712439B2 (pl) |
CZ (1) | CZ353696A3 (pl) |
DE (1) | DE29618865U1 (pl) |
HU (1) | HU216857B (pl) |
PL (1) | PL181870B1 (pl) |
SK (1) | SK153296A3 (pl) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7164933B1 (en) * | 2004-03-02 | 2007-01-16 | Motion Computing, Inc. | Apparatus and method for reducing the electromagnetic interference between two or more antennas coupled to a wireless communication device |
DE102005021882A1 (de) * | 2005-05-04 | 2006-11-09 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstands zu einem Zielobjekt |
US7729457B2 (en) * | 2005-07-25 | 2010-06-01 | Mstar Semiconductor, Inc. | Method of weak signal acquisition and associated apparatus |
US7791530B2 (en) * | 2006-01-05 | 2010-09-07 | Autoliv Asp, Inc. | Time duplex apparatus and method for radar sensor front-ends |
IT1393868B1 (it) * | 2009-04-01 | 2012-05-11 | Elsag Datamat Spa | Sensore di prossimita' per area di parcheggio |
WO2014057651A1 (ja) * | 2012-10-10 | 2014-04-17 | アルプス電気株式会社 | 無線センサ装置 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH378494A (de) | 1960-09-02 | 1964-06-15 | Vaermekraft Ab | Vorrichtung zur Regelung der durch einen Heizkessel und ein an denselben angeschlossenes Rohrsystem strömenden Wassermenge |
US3562750A (en) * | 1966-06-15 | 1971-02-09 | Us Army | Continuous wave correlation radar |
CH614051A5 (pl) * | 1977-04-07 | 1979-10-31 | Siemens Ag Albis | |
US4107684A (en) * | 1977-05-02 | 1978-08-15 | E-Systems, Inc. | Phase locked detector |
FR2440002A1 (fr) * | 1978-10-24 | 1980-05-23 | Thomson Csf | Procede et dispositif de visualisation de cibles mobiles, notamment dans un equipement radar a periode de repetition variable |
DE3210985C3 (de) | 1981-04-16 | 1994-07-28 | Hansa Metallwerke Ag | Berührungslose elektronische Steuerung für eine sanitäre Armatur, insbesondere ein Urinal |
GB9003221D0 (en) * | 1990-02-13 | 1990-04-11 | Optical Measuring Systems Limi | Electronic distance measurement |
CA2222637C (en) * | 1990-07-13 | 1999-12-14 | Zdenek Adler | Monostatic radar system having a one-port impedance matching device |
US5268692A (en) | 1991-03-14 | 1993-12-07 | Grosch Theodore O | Safe stopping distance detector, antenna and method |
US5130717A (en) * | 1991-04-29 | 1992-07-14 | Loral Defense Systems | Antenna having elements with programmable digitally generated time delays |
US5311190A (en) * | 1992-12-22 | 1994-05-10 | Hughes Aircraft Company | Transmit and receive antenna element with feedback |
US5519400A (en) * | 1993-04-12 | 1996-05-21 | The Regents Of The University Of California | Phase coded, micro-power impulse radar motion sensor |
US5457394A (en) * | 1993-04-12 | 1995-10-10 | The Regents Of The University Of California | Impulse radar studfinder |
PL175757B1 (pl) * | 1994-03-03 | 1999-02-26 | Geberit Technik Ag | Urządzenie do bezdotykowego sterowania instalacją sanitarną |
US5543799A (en) * | 1994-09-02 | 1996-08-06 | Zircon Corporation | Swept range gate radar system for detection of nearby objects |
US5682164A (en) * | 1994-09-06 | 1997-10-28 | The Regents Of The University Of California | Pulse homodyne field disturbance sensor |
US5521600A (en) * | 1994-09-06 | 1996-05-28 | The Regents Of The University Of California | Range-gated field disturbance sensor with range-sensitivity compensation |
-
1996
- 1996-10-29 EP EP96810722A patent/EP0777131A1/de not_active Ceased
- 1996-10-30 DE DE29618865U patent/DE29618865U1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-25 AT AT0069396U patent/AT2038U1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-11-28 PL PL96317246A patent/PL181870B1/pl unknown
- 1996-11-29 SK SK1532-96A patent/SK153296A3/sk unknown
- 1996-11-29 CN CN96121782.0A patent/CN1167922A/zh active Pending
- 1996-12-03 CZ CZ963536A patent/CZ353696A3/cs unknown
- 1996-12-04 AU AU74156/96A patent/AU712439B2/en not_active Ceased
- 1996-12-05 JP JP8324907A patent/JPH09281225A/ja active Pending
- 1996-12-05 HU HU9603361A patent/HU216857B/hu not_active IP Right Cessation
- 1996-12-06 US US08/761,304 patent/US5844519A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HU9603361D0 (en) | 1997-01-28 |
AT2038U1 (de) | 1998-03-25 |
SK153296A3 (en) | 1997-08-06 |
EP0777131A1 (de) | 1997-06-04 |
HU216857B (hu) | 1999-09-28 |
HUP9603361A3 (en) | 1998-03-02 |
AU712439B2 (en) | 1999-11-04 |
CN1167922A (zh) | 1997-12-17 |
DE29618865U1 (de) | 1997-01-09 |
PL317246A1 (en) | 1997-06-09 |
US5844519A (en) | 1998-12-01 |
JPH09281225A (ja) | 1997-10-31 |
AU7415696A (en) | 1997-06-12 |
CZ353696A3 (en) | 1997-06-11 |
HUP9603361A2 (en) | 1997-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419813C2 (ru) | Устройство измерения расстояния и способ измерения расстояния | |
KR100849152B1 (ko) | 위상 기반 감지 시스템 | |
US10722123B2 (en) | Method for detecting at least one of a heart rate and a respiratory rate of a subject | |
JP2981312B2 (ja) | Fm−cwレーダ装置 | |
Vinci et al. | Promise of a better position | |
JP4124572B2 (ja) | レーダセンサ装置 | |
US9194944B2 (en) | Measurement device | |
US20080316086A1 (en) | Method and system for radio detection and ranging intrusion detection system | |
CN110095759A (zh) | 雷达装置中噪声的光谱估计 | |
US4107684A (en) | Phase locked detector | |
JP2003172776A (ja) | レーダ装置 | |
Meinecke et al. | Instantaneous target velocity estimation using a network of a radar and repeater elements | |
Edstaller et al. | A cooperative radar system with active reference target synchronization for kinematic target analysis | |
Wang et al. | Seeing through walls with a self-injection-locked radar to detect hidden people | |
PL181870B1 (pl) | Uklad radarowy do wykrywania obecnosci czlowieka PL | |
US5825323A (en) | Radar sensor | |
US3896435A (en) | Simple radar for detecting the presence, range and speed of targets | |
Ahmad et al. | Performance analysis of dual-frequency CW radars for motion detection and ranging in urban sensing applications | |
Nanzer et al. | A 29.5 GHz radar interferometer for measuring the angular velocity of moving objects | |
JP3477403B2 (ja) | 電波測距方式 | |
EP0727676A1 (en) | Multichannel radar | |
JP2004245647A (ja) | 近距離レーダ装置および近距離レーダ装置を搭載した車両 | |
JP2762143B2 (ja) | 間欠fm―cwレーダ装置 | |
Rodriguez et al. | SMCW Radar for Low IF Sensing Applications | |
Ruser et al. | A low-cost ultrasonic-microwave multisensor for robust sensing of velocity and range |