【摘 要】
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随着物联网的兴起,传感器的发展非常迅速,特别是微波多普勒传感器的需求越来越大,主要应用于商业场所的自动感应门,家庭入侵报警装置、银行柜员智能录像、地下停车自动感应、交通
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随着物联网的兴起,传感器的发展非常迅速,特别是微波多普勒传感器的需求越来越大,主要应用于商业场所的自动感应门,家庭入侵报警装置、银行柜员智能录像、地下停车自动感应、交通测速、汽车防碰撞等。利用微波的多普勒效应,微波多普勒传感器可以检测到物体的位置、移动速度和方向。与被动红外探测器不同的是,它本身可以发射电磁波,当电磁波被目标反射回来后,从回波信号中就可以知道目标的各种信息。多普勒传感器的前端电路影响着系统的整体性能。本文尝试对传统的多普勒传感器进行改进创新,从振荡器、混频器、天线三个方面着手,力争在满足性能指标的条件下,使系统的体积减小,做到小型化。在对振荡器的设计过程中,分别设计了介质谐振振荡器和基于SIW-CSRR微带带通谐振器的振荡器,并比较了两种振荡器的优劣,介质振荡器输出功率高,相位噪声低;首次提出采用SIW-CSRR微带带通谐振器作为振荡器的谐振器,其体积相对较小,加工过程一次完成,不需要另外安装谐振器。在对混频器的设计过程中,分析了传统单平衡结构的优劣,反相型和移相90°型平衡混频器结构性能均很好,但是所需体积相对较大,因此根据本课题的要求,采用半波长U形结构、本振信号和射频信号在二极管两端输入的单平衡结构,这种结构在满足性能指标的条件下很大程度上减小了尺寸。在对天线的设计过程中,对传统的矩形微带天线结构进行了改进,本文利用左手材料的特性,在矩形微带天线的地面加载CSRR结构,使天线尺寸降低了34.53%,而对天线的各项性能改变不大。本文首先介绍了多普勒传感器的理论,然后分别根据振荡器、混频器和天线的理论,利用电磁仿真软件HFSS和电路仿真软件ADS对它们进行了仿真优化。然后对各个部分的加工测试调试过程进行了详细的分析。
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