一種基于超寬帶MIR運(yùn)動(dòng)傳感器的電路實(shí)現(xiàn)

基于微功率脈沖雷達(dá)(Micro power Impulse Radar)的運(yùn)動(dòng)傳感器可作為防盜報(bào)警器,隱蔽地安裝在房屋的天花板上,它可以穿過(guò)天花板探測(cè)指定區(qū)域內(nèi)人體的移動(dòng)。微功率脈沖雷達(dá)的微功率、低成本等特性要求其具體電路設(shè)計(jì)必須要有其自身的特點(diǎn)。

1 MIR運(yùn)動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)原理

MIR運(yùn)動(dòng)傳感器由發(fā)射單元、接收顯示單元和天線(xiàn)三部分組成,如圖1所示。發(fā)射部分是從脈沖振蕩產(chǎn)生(1.8MHz,占空比50%),窄脈沖成形(脈寬幾十納秒),最后經(jīng)階躍二極管成形脈寬為400ps左右的快脈沖,由偶極子超寬帶天線(xiàn)發(fā)射出去;接收部分采用相關(guān)取樣的辦法,提取從目標(biāo)反射回來(lái)的超寬帶信號(hào),由取樣延遲、取樣門(mén)信號(hào)產(chǎn)生、積分取樣、寬帶信號(hào)放大、帶通濾波和顯示部分組成。

取樣延遲是將發(fā)射部分的窄脈沖信號(hào)延遲,經(jīng)快脈沖成形后作為相關(guān)接收機(jī)的參考信號(hào)。取樣門(mén)寬的脈沖寬度決定傳感器的空間分辨率,根據(jù)具體需要可取100ps～400ps。積分取樣是將天線(xiàn)接收的微弱的、被目標(biāo)反射的超寬帶信號(hào)進(jìn)行積分,從而提高信噪比。對(duì)于重復(fù)頻率為1MHz的發(fā)射脈沖,如果積分時(shí)間常數(shù)取1毫秒,將有10000個(gè)脈沖在積分器被平均。被平均的接收信號(hào)經(jīng)過(guò)放大1000倍后,通過(guò)一個(gè)帶通濾波器就可以將信號(hào)檢測(cè)出來(lái)。對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)的檢測(cè),其上、下截止頻率可分別取0.1Hz和10Hz。

電路見(jiàn)圖2。圖2中較有特色的是發(fā)射端的“電感激勵(lì)快脈沖成形”和“相關(guān)檢測(cè)電路”。在該電路的印制板設(shè)計(jì)中,必需考慮分布參數(shù),并采用微帶工藝。