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多普勒微波感应和FMCW微波感应原理以及应用
0. 前言 雷达主要分为多普勒雷达、脉冲雷达、频率调制连续波FMCW雷达。脉冲雷达由于需要贵重的磁体控制脉冲开关,较少使用。多普勒雷达通常只能获得目标速度,而目标距离难以获取。FM
0. 前言
 
雷达主要分为多普勒雷达、脉冲雷达、频率调制连续波FMCW雷达。脉冲雷达由于需要贵重的磁体控制脉冲开关,较少使用。多普勒雷达通常只能获得目标速度,而目标距离难以获取。FMCW雷达,
 
1. 多普勒雷达HB100原理
 
多普勒雷达原理来自多普勒效应。手头上的HB100微波传感器的原理是多普勒测距雷达。规格书上[1]有本模块的方框图。
 
 
 
 

2. HB100的典型应用
规格书[1]有HB100的典型应用,根据此图,在KiCad上可以绘制出原理图。KiCad的原理图和PCB设计文件已经共享到github。https://github.com/xxJian/HB100_Microwave_Demo
 

 
3. FMCW雷达
 
 
图2. 一款雷达应用的实现框图[5]
MCU是单片机。VCO是压控振荡器,可以通过输入的模拟信号大小而控制输出信号的频率。PA是功率运放。LNA是Low Noise Amplifier的缩写。Mixer把两个信号相乘并输出IF信号。IF amplifier是把IF信号放大,并带有低通滤波的效果。ADC是模拟信号-数字信号转换器。
单发送单接收的FMCW示意图如图3所示。FMCW调制过程中,线性调制信号的上限和下限只差为B,同时这个频率范围有严格规定[2]。24GHz雷达的带宽为200MHz,而77GHz允许有4GHz的带宽范围。
 
3.1 计算距离
发送信号的频率为ft。fr为接受信号的频率。Td是发送、接收延时。Tc为上升时间。线性调制的斜率为B/Tc。
 
3.2 计算速度
 
时间间距为Tc,先后发送两个线性调制脉冲信号,见下图。
 
 
4. TODO: TI的mm radar
 
到TI的官网搜mm radar得到iwr1443 mmware radar……个人认为资料比较丰富了。还有教学视频,但我还没看。
 
参考资料:
资料[1]:https://www.limpkin.fr/public/HB100/HB100_Microwave_Sensor_Application_Note.pdf
资料[2]:Moving from legacy 24 GHz to state-of-the-art 77 GHz radar, http://www.ti.com/lit/wp/spry312/spry312.pdf
资料[3]:MicrowaveNoncontactMotionSensingandAnalysis.pdf
资料[4]:https://www.school-for-champions.com/science/waves_doppler_effect_wavelength_derivations.htm#.W-JGFbiQOO4
资料[5]:http://hforsten.com/third-version-of-homemade-6-ghz-fmcw-radar.html

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