小型微波探测系统的研制

作     者：安宗营 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：秦会斌

授予年度：2015年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：多普勒效应 微波探测 介质振荡器 混频器 天线 

摘      要：设计一个基于多普勒效应的小型微波探测系统,可实现对移动目标的实时探测。该系统主要包括微波传感器、信号放大滤波电路和单片机采样处理电路。微波传感器发射10.52G赫兹的高频微波信号,遇到目标障碍物反射回来,将发射信号和回波信号进行混频,输出一个频率较低的中频信号,即系统预警信号。通过放大电路将毫伏级中频信号放大,利用PIC12F675单片机对放大后的信号进行采样判断,实现对警示灯的开关控制。分析了系统的探测原理和结构组成,简单介绍了该课题的国内外的研究概况,分别从理论、仿真和设计等多角度论述系统的制作过程。探测传感器设计部分,采用介质柱(DR)和高频FET管组成的介质振荡器为系统提供频率源,采用电容直接耦合,第一路信号由发射天线发射出去,第二路信号送往混频器,混频器采用U型传输线和二极管组成的反相单平衡混频器,收发天线分别采用矩形贴片天线单元;信号放大处理部分,选用集成运放芯片LM358设计两级放大电路,同时实现带通滤波,对传感器输出的中频信号进行放大,滤除高频干扰;信号采样部分,以PIC12F675单片机为处理器,将采样到的信号电压与设定的门限电压3V进行比较,超过门限电压表示移动物体存在,点亮警示灯。整个系统制作调试完成,分别选用不同物体作移动目标,对整个探测系统的径向最远距离和空间探测范围进行测试,系统在一定区域内能实现对移动目标的实时探测,工作稳定可靠。