微波(雷达)感应模块原理调试(2).pdfVIP

. 雷达感应开关原理调试 一、 原理简介： 1. 主要功能与原理：如上图所示，上图是雷达感应开关模块的感应板的电路原理图，由集电极外 PCB两层铜箔间的电容、三极管内阻、寄生电容等构成 RC震荡电路，该震荡电路震荡产生高频信 号，经过三极管放大，再经过围绕 PCB三边的天线发射出去。发射的 2.4-3.2GHz 的微波信号如果 遇到移动物体，则反射波相对发射波就会有相位变化，回型天线接收到反射信号，反射波与发射 信号的相位移频就会以 3-20MHz 左右的低频输出（ P4）,该信号再由后级运放放大，驱动继电器， 从而由继电器控制灯光。另外，中间也可以加上光敏二极管检测昼夜光线，作为夜间条件下控制 输出的前提条件。 2. 发射频率： RC振荡电路的频率 f=1/2 πRC，公式中的 R 是原理图中三极管的输入阻抗， C 是 PCB 上三极管集电极基极引线正反面铜箔之间的电容以及三极管寄生电容组成的总电容。该电容量公 式为 C= εS/d ，式中ε为介质（在这里就是指的 PCB板材的介电常数）， S为 PCB极板面积， d 为 极板间距也就是 PCB厚度。 3. 接收：通过回型天线接收反射回来的雷达波，如果发射与接收波之间有相位移频，则输出低频 信号 P4。 4. 发射避开公共频段又不能过高：因为 3G 和 4G 手机信号和 WIFI 信号的频率范围在 1.8-2.4GHz， 模块的工作频率尽可能避开这个频段，避免相互干扰。一般的发射频率 2.5GHz 左右最佳，频率过 . . 高，则高频三极管增益降低，感应距离近。发射频率同天线部分 PCB线路板尺寸大小、厚度、布 线、三极管输入阻抗与电容等有关。 5. 发射频率与发射信号强度：如果有频谱仪测试发射天线端的发射信号，可以测试到发射频点及 其发射信号幅度。发射信号强度越大，感应距离越远。但是，高频三极管来说，随着频率的增加， 其增益逐渐降低，发射的信号强度也就降低。另外，同一个频率，三极管的特征频率 fT 越大，其 高频增益就越高，感应距离也就越远，所以，最好设计调整 PCB，将频点做到 2.4GHz。 6. 接收灵敏度：同样频率，高频三极管对高频信号的 fT 越大，高频增益越高，接收的移频信号输 出幅度越大，感应灵敏度就越高，感应距离就越远。适当调整后级运放的放大倍数也可以调整感 应距离，但是，如果单纯的提高后级运放的倍数，虽然感应较远距离，但会将小幅度的其它干扰 信号也放大输出，造成误报。 影响感应距离的几个因素： A .发射天线板的尺寸，该尺寸越大，天线越长，则感应距离越远。 B . 高频三极管的特征频率越高，其高频增益越大，感应距离也就越远。 C.后级运放的放大倍数适当 的高，其对输出的移频信号放大的幅度大。 D.发射频率最好在标准规范的 2.4GHz。高频三极管的 增益会随着频率的增大而降低降低，频点太高，发射信号功率降低、接收灵敏度也降低。 如果调试得当，使用 9GHz 的高频三极管的，天线板尺寸在 20*30mm 左右时，感应距离会在 3-5 米。天线尺寸在 30*40mm 左右，感应距离会到 8-10 米。天线尺寸到 40*50mm 最远感应距离会 达到 20 米左右。如果你想在此基础上降低感应距离，可以调整降低后面放大板上的运算放大器的 增益，或者改变输入的驱动电平，来满足不同感应距离的要求。 7. 发射天线：围绕天线板 3