自动门微波传感器原理

唐池连

(中山职业技术学院，广东 中山 528404)

自动门微波传感器是采用多普勒原理的一种自动门微波传感器。适用于人或物体运动时信号的采集。在立体范围内主要为非接触式，且不受气候条件影响，易于隐蔽。该传感器主要由发射与接收双矩形腔体;振荡、混频电路;选频、放大、整形、灵敏度调整电路;信号显示控制电路及稳压电源组成。该传感器结构紧凑，可长时间连续工作，因此最适用于测速系统的智能控制、机要档案部门防盗报警的监控及自动门控制系统信号的采集。

1 自动门微波传感器的分类

由发射天线发出的微波，遇到被测物时将吸收或反射，使功率发生变化。若利用接收天线，接收通过实测或由被测物反射回来的微波，并将它转化成电信号，再由测量和指示，就实现了微波检测过程。根据上述原理，微波检测传感器可分为反射式与遮断式两种。

1.1 反射式传感器

这种反射式传感器通过检测被测物反射回来的微波功率或经过的时间间隔，来表达实测物的位置、厚度等参数。

1.2 遮断式传感器

这种遮断式传感器通过检测接收天线接收到的微波功率大小来判断发射天线与接收天线间有无被测物的位置与含水量等参数。

2 自动门微波传感器的原理

2.1 自动门微波传感器的工作原理

自动门微波传感器使用直径9 cm 的微型环形开线用微波探测，其天线在轴线方向产生一个椭圆形径为0 m～5 m(可调)空间微波戒区，当人体活动时其反射的回波和微波感应控制器发出的原微波场(或频率)相干涉而发生变化，这一变化量经PLC12F510 进行检测、放大、整形、多重比较以及延处理后，由白色导线输出电压控制信号。

自动门微波感应控制器内部由环形天线和微波三极管组成一个工作频率为2.4 Hz 的微波振荡器，环形天线既做发射天线也可接收人体移动而反射的回波。内部微波三极管的半导体PN 结混频后差拍检出微弱的频移信号(即检测到人体的移动信号)。

2.2 自动门微波传感器的工作原理图

自动门微波传感器由放大部分、电源部分、控制部分组成，如图1 所示。

图1 自动门微波传感器的工作原理图

3 自动门微波传感器的规格

●实用技术:单片机控制微波传感器

●检测原理:多普勒微波反射式

●微波中心频率:12 GHz/24.25 GHz/多普勒频率1 Hz～500 Hz

●发射功率:5 mW

●安装高度:2.1 m～3.0 m

●感应角度:水平角120°(天线端)垂直角25°～90°(可调)

●检测区域:(典型值)4 m(W)×2.5 m(D)增益65 dB

●检测模式:运动

●最小检测运动速度:5 cm/s(沿天线纵轴线测试)

●检测区域调整:机械调整平面天线仰角

●检测灵敏度调整:调整电位器

●温度范围:－20 ℃～+55 ℃

●抗干扰性能:电磁兼容性(EMC)符合89/336EEC 标准

●电源电压:AC12 V～24 V ± 10% DC12 V～30 V±10%

●动作指示灯:接通电源电压，自检(指示灯闪烁5 次)

4 传感器结构说明

图2 传感器结构图

5 采用微波控制的优点

1)成本低，开发商易采用。

2)几乎不受温度影响，控制距离稳定。

3)内含稳压电路，适应新楼房电压偏差大的实际情况，直流交流9 V～12 V 都可以。

4)当住户防盗门打开时灯即亮，(红外技术是:门打开灯不亮，人移动时灯才会亮)，更显人性化。

5)灵敏度高、使用方便、节省电能。

6 传感器的作用

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为了适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

7 结束语

自动门微波传感器是基于独特的微波传输技术，其超薄的天线能实现多种频谱;根据雷达工作原理可以提供连续波多普勒雷达、调频连续波多普勒雷达、脉冲多模雷达;发送频率24GHz;探测精确、成本低、控制距离稳定不受干扰、灵敏度高、使用方便、节省电等特点。

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