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微型测距雷达的原理、组成及如何实现设计

发布时间:2020-11-16 11:56 作者:金宝搏

  随着电子技术的飞速发展,雷达技术也得到了长足的进步。雷达是以军事目的发展起来的,在当今主基调为和平与发展的年代,雷达技术越来越多地向民用方面转移。像我国普遍用于交通方面的测速雷达,正在飞速发展的汽车防撞雷达等。随着成本的不断降低,雷达在民用方面的用途会越来越广泛。

  雷达进行测距,与激光测距相比,不受气候条件限制,距离远,精度高。本文将主要叙述微型测距雷达的原理及组成。

  通常雷达测距的方法有三种:脉冲法测距;调频连续波法测距;相位法测距。常用的为前两种。脉冲法测距分辨率要达到距离精度1 m以下,脉冲宽度必须小于6.67 ns,即使当今脉冲雷达普遍采用脉冲压缩的情况下,精度要做到厘米级是相当困难的,何况是以增大接收机带宽,降低接收灵敏度为代价,电路上也难以实现。因而对于较精确的距离测量,一般都采用调频连续波测距的方法。

  为三角波正向发射频率与接收频率之差,fb-为三角波负向发射频率与接收频率之差;f为三角波调制频率;△fm为受调制的发射频率最大频偏的二分之一。

  求出运动目标的速度。式中V为目标的径向速度,λ为发射微波的波长。当然,固定目标的fb+与fb-的值相等。

  根据三角波调制的雷达原理,首先必须有一个微波头,微波头可在测速微波头的基础上,将体效应振荡器加一个变容管改为压控式振荡,直接混频。同时还需要一个三角波发生器。为了修正压控振荡器的非线性,使之频率线性变化,必须进行非线性修正。

  为了增强效果,可采用模拟滤波器组进行积累处理。当然也可以通过高速A/D采样后将模拟信号变为数字信号用DSP进行数字信号处理,不过成本较高。

  和工控机、PC104模块相比,采用单片机控制电路比较简单,且成本较低,由于没有复杂的运算,速度完全能够满足要求。

  三角波调制频率选200 Hz,D/A选择12位,ROM为16位数据输出,12位数据作为D/A的输入;一位作为三角波正斜率和负斜率变化时的脉冲输出,正斜率为“1”,负斜率为“0”;另一位作为一个三角波周期间的过零信号,送单片机的中断INT0,当三角波正负斜率变化时,输出脉冲信号。单片机产生过零中断后,判断正负信号,为“1”,得到的是fb+;为“O”,得到的是fb-。

  雷达工作时,单片机控制窄带滤波器不断的进行扫描,当某一个滤波器有信号时,由可重触发单稳态电路组成的信号检测电路输出由“0”变为“1”,单片机根据输出的窄带滤波器获得带内频率,判断出精度不太高的距离范围,利用放大整形输出进行计数或测量脉冲的周期,获得足够精确的频率值,即为准确距离。根据公式计算出R和V送显示器予以显示,或通过RS232串口送上一级的计算机系统。

  微波头包括喇叭天线、体效应振荡器、环行器、混频器。体效应振荡器产生发射微波,喇叭天线作为微波对外收发之用,环行器将收发进行隔离,混频器取出发射频率和接收频率的差值。微波头国外常用的有24 GHz,35 GHz和77 GHz,可采用Wisewave公司的产品。其功率输出为+10 dBm,频偏DC为100 MHz,波束宽度120,园极化。

  三角波发生器采用数字形成。D/A为12位,要产生200 Hz的调制频率,则振荡器约为0.819 2 MHz。考虑到一般晶体的频率为MHz量级,地址产生器为一个13位的计数器,选用74HC4040,计数器不用最低位,那么振荡器的频率为200 Hz×212×2=1.638 4 MHz,可以用TTL门电路作振荡器,这个设计用的是74HC04。

  波形存储选用E2PROM芯片AT28C64,晶体选用1.683 4MHz。最重要的一点是必须测出微波头的非线性曲线,以便在非线性修正ROM中装入修正数据,简化起见,可以在波形存储ROM中烧制修正数据,无须再加专用的非线 窄带滤波器

  公司的MN6515,仅为8脚,其带通滤波器的中心频率f0可由外加的时钟频率fcp控制,其比值fcp/f0约为15.7。只要改变fcp的值,带通滤波器的中心频率就会在O~32 kHz范围内移动,非常方便,可采用图2方式进行控制。

  另外还有一种窄带滤波器MAXIM的MAX262,由编码输入控制f0和Q的值,共有64阶滤波器,128级Q值控制。同时也可以控制振荡频率,由多片MAX262组成,使窄带滤波器的阶数达到几百甚至上千。控制Q值的不同,在频率的低端到高端,可以将窄带滤波器的3 dB带宽设计成相同或相近的宽度。

  前级放大电路可采用各公司的低噪声运放,AGC电路选用AD公司的AD603,或BB公司的VGA610,放大整形可选用

  公司的AT89C51,也可选用其他公司的单片机,如PIC或AVR系列。这些单片机都是低成本且为人们所常用。3 软件组成

  后发现微波头采用直接混频方式输出灵敏度较低。下一步改进需要增加一个中频,放大后解调,再进行视频放大。对于要求测距更远的雷达,可通过增加发射功率,增大天线面积的方法。当功率较大时,考虑到连续波雷达泄露的影响,需要将发射天线与接收天线分开。对于更近距离的测量,例如小于2~3 m,可采用超声波测量。微型测距雷达的用途非常广阔,今后必将大量用于民用的许多领域。

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  2MR6用于保护高速数据线接口免受ESD,EFT和闪电的影响。 特性 极低的正向压降 快速切换 用于瞬态和ESD保护的PN结保护环 每人类3B级(超过8 kV)的ESD额定值每种机型的车身型号和C级(超过400 V) 符合:IEC6100-4-2( ESD)15 kV(空气),8 kV(接触) UL可燃性等级为94 V - O 无铅封装可用 应用 超高速切换 USB 1.1和2.0电源和数据线保护 Digital Video Int erface(DVI) 监视器和平板显示器 电路图、引脚图和封装图...

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  4浪涌抑制器旨在保护高速数据线免受ESD影响。超低电容和高水平的ESD保护使该器件非常适合在USB 2.0高速应用中使用。 特性 低电容0.8 pF AECQ101合格且PPAP能力SNUP2114 低钳位电压 站立电压:5 V 低漏洞 每个人体模型的3B级(超过8 kV)和每个机器型号的C级(超过400 V)的ESD等级 以下IEC标准的保护: IEC 6100042 4级ESD保护 UL可燃性等级为94 V0 这是一个无铅设备 汽车和其他应用的前缀需求ng独特的站点和控制变更要求 应用 高速通信线高速数据线,千兆以太网,笔记本电脑,数字视频接口(DVI)和HDMI。 显示器和平板显示器 电路图、引脚图和封装图...

  200CTG是我们新推出的双通道40A 200V超低正向电压沟槽双肖特基整流器。这种新技术可以降低正向压降,而无需平面肖特基整流器的高反向漏电折衷。该平台还可在很宽的温度范围内提供非常稳定的开关特性,是开关电源的理想输出整流器,包括笔记本电脑和上网本适配器,ATX和平板显示器。 特性 用于极低正向电压和低泄漏的基于精细光刻沟槽的肖特基技术 具有特殊功能的快速切换温度稳定性 低功率损耗和低工作温度 实现监管合规的更高效率 低热阻 高浪涌能力 这些器件无铅,无卤素/无BFR 电路图、引脚图和封装图...

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  1是一款可完全配置的显示应用程序端口伴侣。该器件支持4种外部可选模式:(1)4通道自动检测逻辑电平转换器模式,(2)CRT模式,(3)HDMI模式和(4)DisplayPort(DP)模式。该设备为连接的显示器提供可切换的电源,并为不同的显示模式提供必要的电平转换。它还在连接器侧提供高级ESD保护。 特性 支持的模式:4通道逻辑电平转换器(LT)模式; CRT模式; HDMI模式; DisplayPort(DP)模式 宽VCCA工作范围:1.65 V至5.5 V 宽VIN范围:3.0至5.5 V(电源模式); 1.65 V至5.5 V(电平转换器模式) 低RDSON负载开关:300 m @ VIN = 3.3 V 负载开关的软启动控制 提供保护:过流,过压,反向驱动 电源负载开启时消耗:...

  S是一款双向,低功耗,高速模拟开关。引脚输出旨在简化差分信号布局,并配置为三极双掷开关(TPDT)。 FSA642S针对两台MIPI设备(如摄像机或LCD显示器和板载多媒体应用处理器(MAP))之间的切换进行了优化.FSA642S兼容移动行业处理器接口(MIPI)的要求。低电容设计允许FSA642S切换频率超过500 MHz的信号。卓越的通道间串扰抗扰度可最大限度地减少干扰,并允许传输高速差分信号和单端信号,如MIPI规范所述。 特性 低导通电容:典型值7.0 pF 低导通电阻:典型值7.0Ω 宽-3db带宽:1 GHz典型 24导联UQFN(2.5 x 3.4 mm)封装 8 kV ESD额定值;

  16 kV电源/ GND ESD额定值 终端产品 手机双摄像头应用 手机,数码相机显示器和取景器的双LCD应用 电路图、引脚图和封装图...

  1是一系列精密微功率稳压器,具有150mA输出电流能力。该系列具有可调节,2.5 V,3.3 V,5.0 V,8.0 V和10 V的输出电压选项,精度在±2.0%之内。满载时,最大压差达到0.6 V. 低静态电流是一种功耗仅为90μA,负载为100μA的特性。该部件适用于所有电池供电的微处理器设备。 微处理器控制逻辑包括一个有效的RESET(带DELAY)和一个标志监视器,可用于向微处理器提供可能即将发生的RESET信号的预警信号。使用标志监视器允许微处理器在RESET关闭微处理器之前完成任何信号处理。有源RESET电路在低至1.0 V的输出电压下正常工作。上电期间RESET功能被激活如果输出电压超出调节限值,则在顺序或正常运行期间。 调节器可防止电池反接,短路和热过载。该器件可承受负载突降瞬变,使其适用于汽车环境。 特性 优势 输出电压选项:可调,2.5 V,3.3 V,5.0 V,8.0 V,10 V,精度+/- 2%/输出电流150mA 严格的监管限制 使用可调延迟复位进行复位 MPU控制 - 设计灵活性 启用 降低静态电流关闭,允许低待机电池耗尽 通过标志/显示器引线或通用比较器预警 系统优势和设计灵活性...

  0UJA是12通道LED驱动器,具有移位寄存器电路(串行输入,串联/并联输出),锁存电路,恒流输出型LED驱动器。它可用于照明,背光LED,仪表板警示灯等显示。该LSI具有6ch PWM(脉冲宽度调制)功能,可以对LED进行亮度调节。此外,内置热保护功能和开路/短路/相邻输出短路检测功能。 特性 最高12-ch的LED驱动器输出可以驱动LED直接 - 绝对最大额定值6.8 V,最大工作电压6.3 V - 绝对最大额定值60 mA,最大工作电流50 mA - 输出电流调节功能(256步) - 打开/短路/相邻输出短路检测功能 - 压摆率限制开关功能 串行数据通信支持4-线 V操作 - 最高工作频率2 MHz 内置6ch PWM功能,用于LED的亮度调节 - 分辨率为128,256,512或1024步 - PWM帧频率可由串行数据控制 建成-in热保护功能(125°C:自动调节PWM,150ºC:强制关闭所有LED) 提供ERR输出引脚(125°C温度异常,开路/短路/相邻输出短路异常,LED上拉电源电压异常,外部电阻异常,基本时钟异常,复位动作) 为LSI内部初始化提供RES引脚和内置电压检测类型复位电路(VDET)...

  4是一款高性能,低压差(LDO)线性稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于小至1.0μF的任何类型的电容器都是稳定的。 NCP3334提供反向偏置保护。 特性 线μVrms的低噪声 低关断电流(0.07μA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 当前限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器均可稳定,包括MLCC 没有稳定性所需的最小输出电流 这是无铅设备 应用 PCMCIA卡 手机 Camcoders and Cameras 网络系统,DSL /电缆调制解调器 有线 / CD播放器 显示器和监视器 电路图、引脚图和封装图...

  6是一款CMOS 150 mA线性低压差稳压器,具有低噪声,高纹波抑制,低压差,高输出电压精度和低电源电流。该器件提供三种配置:启用高电平,启用低电平,并在输出端启用高电平和自动放电电路。 NCP4586具有固定输出电压版本,范围为1.2 V至5.0 V,增量为100 mV。它有三种封装可供选择:1mm x 1mm UDFN,SOT82-AB和SOT23-5。有关使能,输出电压和封装的具体配置,请联系您当地的销售办事处。 特性 优势 工作输入电压范围:1.7 V至6.5 V 非常适合电池供电的应用 输出电压范围:1.2 V至5.0 V(步长为0.1 V) 联系当地销售办事处用于自定义电压选项 1%输出电压精度(VOUT

  2 V,TJ = 25C) 目前的折返保护 高PSRR:1 kHz时为80 dB 低压差:320 mV典型值。 150 mA 应用 终端产品 后置电源电压处理器,FPGA,DSP的监管 负载点电压调节 噪声滤波 相机,MP3播放器,便携式摄像机 便携式电话 机顶盒,游戏机,DVR 硬盘驱动器,显示器 电路图、引脚图和封装图...

  5A是一款高性能,低静态电流低压差(LDO)线%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于小至1.0μF的任何类型的电容器都是稳定的。 NCP3335A LDO线性稳压器还配备了感应和降噪引脚,以提高器件的整体实用性。 NCP3335A提供反向偏置保护。 特性 线%) 满载时的UltraLow压降电压(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 Vrms w / 10 nF Cnr和51 Vrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07μA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 当前限制 稳定性仅需1.0μF输出电容 任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5V,1.8V,2.5 V,2.8V,2.85 V,3.0V,3.3 V,5.0 V和可调输出电压 这些是无铅设备 应用 手机 Camcoders and Cameras 网络系统,DSL /电缆调制解调器 PCMCIA卡 Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 ...

  MD是1ch DCDC转换器,内置功率Pch MOSFET。推荐的工作范围为4.5V至23V。最大电流为3A。工作电流约为63μA,功耗低。 特性 1ch SBD整流DCDC转换器IC,内置功率Pch MOSFET 轻载模式电流的典型值为63μA 4.5V至23V工作输入电压范围 100mΩ高端开关 输出电压可调至1.235V 振荡频率为370kHz ON / OFF功能 使用P-by-P​​方法的内置OCP电路 当连续生成P-by-P​​时,它会转移到HICCUP操作 外部电容软启动 欠压锁定,t hermal shutdown 应用 终端产品 负载点DC / DC转换器 机顶盒 DVD /蓝光™驱动程序和硬盘 液晶显示器和电视 办公设备 POS系统 白色家电 电路图、引脚图和封装图...

  7是一款高电流双输出DC-DC转换器,可产生正电压和负电压。 LV52117特别适用于LCD显示器等电源应用。 特性 集成1.5MHz同步升压和逆变器转换器 2.75V至4.6V输入电压范围 4.6V至5.8V可调正输出(VDCO1) -5.8V至-4.6V可调负输出(VDCO2) 输出电流高达100mA 脉冲跳跃模式低负载条件 过流/短路保护 终端产品 液晶面板 电路图、引脚图和封装图

  5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...

  31 USB供电(PD)控制器是一款针对USB-PD C型解决方案进行了优化的同步降压控制器。它们是扩展坞,车载充电器,台式机和显示器应用的理想选择。 NCP81231采用I2C接口,可与uC连接,以满足USB-PD时序,压摆率和电压要求。 NCP81231工作在4.5V至28V 特性 优势 I2C可配置性 允许电压曲线,转换速率控制,定时等 带驱动程序的同步降压控制器 提高效率和使用标准mosfet 符合USB-PD规范 支持usb-pd个人资料 过压和过流保护 应用 终端产品 USB Type C 网络配件 消费者 停靠站 车载充电器s 网络中心 桌面 电路图、引脚图和封装图...


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