ІІІІІ
2001
ШИ
ИЗМЕРЕНИЯ
...........................................................................
1 - лазер
2,4 - Вспомогательные устройства
З
приемник лазерного излучения
5
объект
РИС. 3
___
п
- Л
Г~
2
и
...............
Ё
-----
4
5
1, 3
пьезокрист аллы
2,4
вспомогат ельные устройства
5
объект
Рис. 4
2... 10 (она определяется температурой
среды и температурой объекта контро-
ля), а “контрастность” ультразвуковых
датчиков не превышает 10.
..20 относи-
тельных единиц.
Простейшие СВЧ-датчики переме-
щений состоят из обычного СВЧ-гене-
ратора на транзисторе или диоде Ган-
на, излучателя (обычно в качестве его
используется открытый конец волново-
да), детектора СВЧ-колебаний с усили-
телем и выходного устройства, регист-
рирующего изменения амплитуды и ча-
стоты ее изменения, что позволяет об-
наруживать факт перемещения объек-
та и его скорость. Такой генератор, со-
единенный со специальной антенной,
создает в пространстве, окружающем
сооружение, которое должно охранять-
ся, электромагнитное поле, амплитуда
которого является векторной суммой
многих отраженных сигналов от различ-
ных предметов, окружающих здание.
Если эти предметы имеют фиксирован-
ное положение, то суммарный сигнал от
СВЧ-датчика, будет являться результа-
том взаимодействия многих отраженных
сигналов и, в первом приближении, мож-
но сказать, что приемник (чувствитель-
ный СВЧ-элемент)
будет принимать сиг-
нал с постоянным
уровнем. Приемная
антенна может быть
такой же. Мы не бу-
дем рассматривать
простейший случай,
фиксирующий пере-
мещение объекта,
когда некий объект
перемещается и, по-
падая в электромаг-
нитное поле, выра-
батывает сигнал тре-
воги
(аналогично
тому, как объект пе-
ресекает линию в
ИК, лазерном или УЗ датчиках, когда из-
лучатель и приемник находятся на од-
ной линии). Поскольку СВЧ-датчик яв-
ляется “длинным" по сравнению с ИК и
лазерным датчиками, появляются опре-
деленные проблемы. Так, антенны СВЧ-
датчика должны удовлетворять двум
противоречивым требованиям - иметь
узкую диаграмму направленности, что
достигается увеличением ее геометри-
ческих размеров и, с другой стороны,
иметь достаточно большую площадь об-
зора. Правда, есть компромиссные ре-
шения с использованием диэлектричес-
ких антенн.
Даже при самом упрощенном рас-
смотрении, СВЧ-датчик имеет опреде-
ленные преимущества в части состоя-
ния среды, в которой он работает.
Техническое исполнение датчика до-
статочно простое и недорогое - взгля-
ните на гетеродин конвертора спутнико-
вой антенны (конечно, испорченный, так
как придется снять верхнюю крышку
1_МВ и работоспособная “голова” может
превратиться в кусок металла, напич-
канного радиокомпонентами, так как на-
рушение герметичности постепенно вы-
ведет из строя 1_МВ). Так вот, размеры
самого генератора с керамическим ре-
зонатором диапазона 10 ГГц не превы-
шают размеров цилиндра диаметром 1
см и высотой 2 см, т.е. составляют тот
порядок величин, что и в остальных дат-
чиках. При необходимости создания
специально для этих целей СВЧ -гене-
ратора можно уложиться в меньшие га-
бариты, включая и источник питания.
Выходной мощности 5 мВт достаточно
для обнаружения объекта при расстоя-
ниях между СВЧ-источником, приемни-
ком излучения и объектом до 50.
..70
метров
(рис.5).
В качестве усилителя сигнала СВЧ-
детектора можно использовать любой
УПТ с усилением 20.
..30 дБ.
Такой датчик легко спрятать в лю-
бой точке дома и замаскировать, так как
сечение торца волновода не превыша-
ют 1x3 см. Этот СВЧ-датчик вырабаты-
вает сигнал, пропорциональный сигна-
лу интерференцирующих радиоволн
(осциллирующая функция, по которой
можно судить о скорости перемещения
объекта контроля) и сигнал, обработан-
ный интегрирующим устройством для
получения информации о мощности от-
раженного сигнала. Чувствительность
такого датчика очень высока. Тем радио-
любителям, которые проводят радио-
связи в диапазоне 144 МГц, хорошо из-
вестен эффект, когда корреспонденты
находятся на расстоянии 50.
.. 100 км
друг от друга и пролетающий между
ними самолет может вызвать изменение
уровня принимаемого сигнала у одного
из корреспондентов в 20.
..30 дБ.
Развивая дальше идею, можно уста-
новить на крыше здания (на противопо-
ложных ее концах) излучатель и прием-
ник СВЧ, которые, регистрируют любые
изменения состояния электромагнитно-
го поля при появлении в этом простран-
стве перемещающегося объекта, кото-
рый изменяет как амплитудные, так и
временные характеристики за счет эф-
фекта Допплера и регистрируется при-
емником, расположенным внутри здания.
Это позволяет путем несложной матема-
тической обработки получить информа-
цию как о типе объекта, так и о скорости
его перемещения. Это - уже простейший
прототип двухмерного СВЧ-датчика. По-
скольку мощность отраженного сигнала,
по которому анализируется состояние
электромагнитного поля контролируемо-
го пространства, достаточно мала, в трак-
те передачи достаточно использовать
20.
..30 дБ направленный ответвитель,
чтобы использовать СВЧ-датчик как из-
лучатель и приемник, представляющий
одну конструкцию.
Рис 5
о 5
Л'
1
СВЧ генератор 3■ см диапазона
2
прямоугольный или цилиндрический волновод с открытым концом
Iзаглуш енный тефлоном или вспененным полистиролом для гермет изацииI
3
детектор СВЧ колебаний с усилителем и регист рирующ им устройством
4 - приемная антенная, анало гичная передающей
5
объект контроля
(Продолжение следует)
предыдущая страница 36 Радиолюбитель 2001-06 читать онлайн следующая страница 38 Радиолюбитель 2001-06 читать онлайн Домой Выключить/включить текст