一種基于超寬帶MIR運動傳感器的電路實現

基于微功率脈沖雷達(Micro power Impulse Radar)的運動傳感器可作為防盜報警器,隱蔽地安裝在房屋的天花板上,它可以穿過天花板探測指定區域內人體的移動。微功率脈沖雷達的微功率、低成本等特性要求其具體電路設計必須要有其自身的特點。

1 MIR運動傳感器實現原理

MIR運動傳感器由發射單元、接收顯示單元和天線三部分組成,如圖1所示。發射部分是從脈沖振蕩產生(1.8MHz,占空比50%),窄脈沖成形(脈寬幾十納秒),最后經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發射出去;接收部分采用相關取樣的辦法,提取從目標反射回來的超寬帶信號,由取樣延遲、取樣門信號產生、積分取樣、寬帶信號放大、帶通濾波和顯示部分組成。

取樣延遲是將發射部分的窄脈沖信號延遲,經快脈沖成形后作為相關接收機的參考信號。取樣門寬的脈沖寬度決定傳感器的空間分辨率,根據具體需要可取100ps～400ps。積分取樣是將天線接收的微弱的、被目標反射的超寬帶信號進行積分,從而提高信噪比。對于重復頻率為1MHz的發射脈沖,如果積分時間常數取1毫秒,將有10000個脈沖在積分器被平均。被平均的接收信號經過放大1000倍后,通過一個帶通濾波器就可以將信號檢測出來。對于人體運動的檢測,其上、下截止頻率可分別取0.1Hz和10Hz。

電路見圖2。圖2中較有特色的是發射端的“電感激勵快脈沖成形”和“相關檢測電路”。在該電路的印制板設計中,必需考慮分布參數,并采用微帶工藝。