...»
'
-. » h e i*
...l».ASVf‘.
.Ät.*v.
ЗІВ
В.ИВАНОВ
(Окончание. Начало в N6/2001)
С В Ч -Д А ТЧ И КИ
В СИСТЕМАХ
ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Наиболее эффективны датчики,
в основе работы которых лежат хо-
рошо известные методы радиолока-
ции многих целей. Необходимо, од-
нако, учесть то обстоятельство, что
излучатель и приемник СВЧ-сигнала
расположены на небольшом рассто-
янии от контролируемого объекта, и
приходится учиты вать искажения
картины электромагнитного поля в
ближней зоне, определяемой, как
правило, расстояниями в десятки
метров. Однако, эти искажения мож-
но использовать, как полезный сиг-
нал, несущий полную информацию
о состоянии и свойствах объектов,
которые контролируются системой
безопасности. Как отмечалось в пер-
вой части статьи, при нормальном
зондировании СВЧ-полем контроли-
руемого пространства выделяются,
как минимум, два сигнала. Их час-
тотный спектр несет в себе инфор-
мацию о свойствах контролируемо-
го объекта, а другой - о характере
его изменения.
Для этого частота генератора дол-
жна изменяться в достаточно широ-
ких пределах в отличие от обычных
ЧМ СВЧ-сигналов, используемых в
радиовещании и радиолокации.
Чем больше девиация частоты,
тем выше частота результирующего
сигнала, полученного на выходе де-
тектора. Если пространство контро-
ля зондировать таким СВЧ сигналом
и фиксировать отраженные сигналы,
то после смешения прямого и отра-
женного сигналов получаем слож-
ный результирующий сигнал, несу-
щий в себе информацию о свойствах
и изменении объектов контроля.
Если Я - расстояние до объекта конт-
роля, с - скорость электромагнитного
излучения, равная скорости света, то
за время задержки отраженного сигна-
ла относительно зондирующего (5)
г , = *
с
при скорости изменения частоты
СВЧ-генератора (6)
произойдет изменение частоты
на величину (7)
Д / г = —
R-
с
При этих условиях (8, 9)
7
=
2
AFFm,
Д/г
= — ■
R = 4AF ■
FM
с
с
если принять путь перемещения
объекта в 1 см,
R
>
1
с м ,
A F =
3109
Г ц ,
F M =
1000
Г ц ,
то получим величину
A f r =
400
Г ц .
Это означает, что перемещение
объекта на 1 см дает изменение ча-
стоты на выходе приемного тракта
на 400 Гц.
Перейдем к скучной части - прин-
ципу действия такого СВЧ-датчика,
а именно к математическому описа-
нию самого метода (эти формулы
достаточно просты и используется в
них только операция интегрирова-
ния или, образно выражаясь, “сум-
мирования”).
При зондировании объектов кон-
троля ЧМ СВЧ-излучением ( еще раз
подчеркиваю, что мощность излуче-
ния генератора СВЧ не превышает
5 милливатт, чтобы успокоить про-
тивников лю бого использования
С ВЧ-колебаний для технических
нужд), на вход приемника поступа-
ют напряжения (10),
I
еГ
=
Ег
c o s J
cortdt
=
Ег
c o s
Qt,
о
/
е 'ос = Е 'о с c o s
=
Е 'к c o s d 'j ,
о
о
1
е"
=
Еа
ос
с о
5
| ш
> - - г :
)<И
=
К
С О
8
£ А
,
о
где:
0
- мгновенные значения фазы
излучаемого и отраженных сигна-
лов с соответствующими индекса-
ми, со — то же для частоты.
Амплитуды суммирующ его на-
пряжения равны (11).
Е'
1
= у
1
е
2
г+ Е ^ + 2 Е г -Е£со& [6%1)-е
1
{0],
£ '
= V
Ег +
£ Г
+
2
ErJ%
cos [6 % (t) - 0 / t ) ] ,
Е { = 4 E l + E T + 2Er ■
E g c o t f ä f O - e j t ) ] .
Подавая их на вход пикового детек-
тора, получаем (12, 13)
1
‘х ~ кЕ
^ 2
=
=
кЕ).
+
2
kErE%
c o s j
[cojt)
-
cof(i - i f ]dt
=
о
_
j<
/
)
^
jW)
Осуществив спектральный анализ
функций (12, 13) посредством анали-
затора спектра, получим однозначную
инф ормацию о типе отражаю щ его
объекта (предельный случай - ме-
талл с коэф ф ициентом отражения
около 1 или диэлектрик с диэлектри-
ческой проницаемостью, большей на
30.
..50% диэлектрической проницае-
мости воздуха) по интенсивности ли-
ний спектральной составляющей (14)
т(п)
lz
и величине его перемещения
R
по
величине (15)
Aco<
f ( i) = cor(i)-c o <
f >
-(i-tf).
Датчик состоит из 4 основных уз-
лов: модулятора, генератора СВЧ,
передающей антеннны, приемной ан-
тенны и регистрирующего устройства
на базе ЭВМ (рис.6). Напряжение мо-
дулятора 1, изменяющееся, напри-
мер, по пилообразной ф орм е,посту-
пает на генератор СВЧ, в котором
есть устройство для изменения его
частоты. Передающая антенна 6 из-
предыдущая страница 26 Радиолюбитель 2001-07 читать онлайн следующая страница 28 Радиолюбитель 2001-07 читать онлайн Домой Выключить/включить текст