一種微型測(cè)距雷達(dá)的原理及組成

2 各部分的組成

　　2.1 微波頭

　　微波頭包括喇叭天線、體效應(yīng)振蕩器、環(huán)行器、混頻器。體效應(yīng)振蕩器產(chǎn)生發(fā)射微波，喇叭天線作為微波對(duì)外收發(fā)之用，環(huán)行器將收發(fā)進(jìn)行隔離，混頻器取出發(fā)射頻率和接收頻率的差值。微波頭國(guó)外常用的有24GHz，35GHz和77GHz，可采用Wisewave公司的產(chǎn)品。其功率輸出為+10dBm，頻偏DC為100MHz，波束寬度120，園極化。

　　2.2 三角波發(fā)生器

　　三角波發(fā)生器采用數(shù)字形成。D/A為12位，要產(chǎn)生200Hz的調(diào)制頻率，則振蕩器約為0.8192MHz?？紤]到一般晶體的頻率為MHz量級(jí)，地址產(chǎn)生器為一個(gè)13位的計(jì)數(shù)器，選用74HC4040，計(jì)數(shù)器不用最低位，那么振蕩器的頻率為200Hz×212×2=1.6384MHz，可以用TTL門(mén)電路作振蕩器，這個(gè)設(shè)計(jì)用的是74HC04。

　　波形存儲(chǔ)選用E2PROM芯片AT28C64，晶體選用1.6834MHz。最重要的一點(diǎn)是必須測(cè)出微波頭的非線性曲線，以便在非線性修正ROM中裝入修正數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化起見(jiàn)，可以在波形存儲(chǔ)ROM中燒制修正數(shù)據(jù)，無(wú)須再加專用的非線性修正電路。

　　2.3 窄帶濾波器

　　模擬器件的發(fā)展與集成為小型化提供了充分的條件，像松下公司的MN6515，僅為8腳，其帶通濾波器的中心頻率f0可由外加的時(shí)鐘頻率fcp控制，其比值fcp/f0約為15.7。只要改變fcp的值，帶通濾波器的中心頻率就會(huì)在O～32kHz范圍內(nèi)移動(dòng)，非常方便，可采用圖2方式進(jìn)行控制。

　　另外還有一種窄帶濾波器MAXIM的MAX262，由編碼輸入控制f0和Q的值，共有64階濾波器，128級(jí)Q值控制。同時(shí)也可以控制振蕩頻率，由多片MAX262組成，使窄帶濾波器的階數(shù)達(dá)到幾百甚至上千?？刂芉值的不同，在頻率的低端到高端，可以將窄帶濾波器的3dB帶寬設(shè)計(jì)成相同或相近的寬度。

　　2.4 放大與AGC放大電路

　　前級(jí)放大電路可采用各公司的低噪聲運(yùn)放，AGC電路選用AD公司的AD603，或BB公司的VGA610，放大整形可選用TI公司或其他公司新出的R～R輸出的運(yùn)放。

　　2.5 單片機(jī)

　　單片機(jī)選用Atmel公司的AT89C51，也可選用其他公司的單片機(jī)，如PIC或AVR系列。這些單片機(jī)都是低成本且為人們所常用。

3 軟件組成

　　軟件用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，流程圖如圖3所示。

　　低成本微型測(cè)距雷達(dá)經(jīng)實(shí)驗(yàn)在原理上是行得通的，但距離較近，實(shí)際測(cè)試后發(fā)現(xiàn)微波頭采用直接混頻方式輸出靈敏度較低。下一步改進(jìn)需要增加一個(gè)中頻，放大后解調(diào)，再進(jìn)行視頻放大。

　　對(duì)于要求測(cè)距更遠(yuǎn)的雷達(dá)，可通過(guò)增加發(fā)射功率，增大天線面積的方法。當(dāng)功率較大時(shí)，考慮到連續(xù)波雷達(dá)泄露的影響，需要將發(fā)射天線與接收天線分開(kāi)。對(duì)于更近距離的測(cè)量，例如小于2～3m，可采用超聲波測(cè)量。微型測(cè)距雷達(dá)的用途非常廣闊，今后必將大量用于民用的許多領(lǐng)域。