campo de RF principalmente para electrónica de artigos para iniciantes entusiastas de DIY, e como eu, o foco está a partilhar a sua própria colheita e experiência no processo de produção, a fim de facilitar o intercâmbio de experiências com mais amigos e deficiências do processo de produção. E a produção deste entusiastas de radar pode usar um custo menor para alcançar os mesmos ou mesmo melhores valores de produção. No processo de design, eu faça referência a alguns dos projeto de rede de circuito e sistema existente, classe aberta aprendemos em outras áreas do conhecimento uma maneira muito boa. Se você é um novato neste artigo pode aprender as ferramentas, equipamentos, conhecimento básico de simples radar no processo de produção necessárias, em conformidade com os requisitos da compra de componentes, conexão do circuito, então você pode compreender o funcionamento básico do radar de banda S . Se você é um veterano, de modo que o processo de design e idéias descritas neste documento pode também ser usado como efeitos de troca de aprendizagem. Eu espero que você pode me ensinar uma série de críticas design!
Radar, radar Inglês transliteração, é uma abreviatura de detecção rádio e meios variando "usando ondas electromagnéticas para detecção e variando." Menção radar, a maioria das pessoas pensa do desfile e todos os principais cinema e televisão trabalho no grande ecrã antena e do tipo R parabólica constantemente analisando, é um tipo de sentimento "de altura". Na verdade, desde que a compreensão dos princípios de radar, também podemos usar uma placa universal mão do resistor, o capacitor, a soldagem de banda S padrão de arquitetura de radar radar, e velocidade precisas e distância dos veículos, pedestres e até mesmo UAV . I radar DIY utilizado para a expericia apresentada na Fig.
A FIG 1, FIG radar efeito global
ideias globais de design
Tivemos que aprender na classe alta física escolar, com cerca de treinar afastado do processo, as pessoas no terreno ouviu o som de correr frequência trem vai mudar, este é o efeito Doppler. Se emitir ondas eletromagnéticas em direção a um objetivo que também em movimento, em seguida, o alvo terá sobre o movimento das ondas eletromagnéticas que mudam a frequência das ondas eletromagnéticas refletida de volta, o grau de alteração na resposta do movimento alvo de quão rápido frequência e, a partir receber ondas electromagnéticas emitidas para o tempo vai determinar a distância do alvo a partir do radar. Se somos capazes de mudar e transmitir essa freqüência, o tempo de reflexão é extraído, é possível alcançar a distância sem fio, velocidade!
Na verdade, nas mãos do equipamento entusiasta DIY, faça um radar de detecção não é difícil. Primeiro de tudo, temos acesso a informações sobre a rede, entender que o radar é composta de várias peças mostradas na Figura 2 componentes.
2, um diagrama esquemático de um radar de onda contínua
Depois de simplificar, descobrimos que o radar é dividido em uma fonte de sinal de microondas, divisores, misturadores, amplificador de alta frequência, uma antena receptora, um amplificador de baixa frequência e um filtro, conversor A / D módulo, estes módulos deseja concluir um one-time grande realmente difícil , devemos primeiro resumi-lo. Vamos chamar esse sistema de radar está dividida nas seguintes design três módulos.
módulo electromagnética (1) de alta-frequência. Primeiro, determinar a potência de frequência e transmissão de operação do radar. E em seguida, recolher os componentes de alta frequência obtidos de forma relativamente fácil. Após a conclusão do dispositivo de aquisição, a mesma conclusão como a sua frequência de funcionamento da antena, as ondas electromagnéticas emitidas e recebidas ondas de eco reflectido pelo objecto encontrado. Ao comparar um misturador que recebe o sinal de variação e frequência transmitida entre o sinal, a mudança de frequência para a frequência analógica parte baixa de processamento de sinal de entrada.
(2) o módulo de processamento de sinal de frequência intermédia. Amplificador de baixo ruído para construir amplificador operacional, um filtro, uma pequena saída de sinal do misturador é amplificado. Por simples cálculo que o desvio de Doppler é aproximadamente v × cos / , v medida que preparado a velocidade do alvo, [lambda] é o comprimento de onda da onda electromagnética emitida nos, [teta] é a velocidade da onda do objecto com a estação móvel o ângulo entre a direcção do movimento. Assumimos comprimento de onda é um centímetro ~ 1m (comprimento cobrindo este sinal de comprimento de onda 300 MHz ~ 30GHz, dispomos de muitas possibilidades de escolha), v é 1 ~ 50m / s (variando de um pedestre, o UAV velocidade do carro).
(3) a linha de transmissão de energia e um módulo de suporte. Poder para todo o design do sistema para atender às exigências do módulo de potência, a interface é simples, operacionalidade do módulo de linha de transmissão / controle, um módulo de apoio e todo o sistema.
Projeto de módulo de ondas eletromagnéticas de alta frequência
Em primeiro lugar, para determinar a frequência de operação do radar, a frequência de radar electromagnética de potência do sinal da onda é gerada na frequência do transmissor de radar modulação não corrompida, também referido como o sinal de frequência portadora de transmissão.
Transmissão de ondas electromagnéticas, em particular sinais de alta frequência de seguir dois princípios: (1) deve ser permitido transmitir sinais dentro de uma gama de frequências pré-determinada na relevante, não pode interferir com a operação de outros dispositivos de consumo. Transmitir aplicações de banda de energia (2) de 2,4 GHz não licenciados menos do que 100 mW, quando o ganho da antena é mais elevada do que 10 dBi, a potência equivalente a menos de 500mW. Usamos 14dBi antena, por conseguinte, através de um cálculo equivalente, o valor de energia correspondente, e limite para dentro do intervalo especificado.
Assim, escolhi um disponível comercialmente RF VCO ZX95-2536C-S +, o qual pode produzir um sinal de alta frequência de 2300 ~ 2500MHz, alterando o tamanho da tensão de modulação, a frequência de saída pode mudar. A ele como a fonte do processamento de sinal de alta frequência. O diagrama de blocos é descrito, que também necessita de compra e os seus componentes associados que corresponde à frequência do divisor de potência, o amplificador de RF, misturador e semelhantes.
No entanto, a inspeção manual, o 6dBm, parâmetro put ampliação tiro potência de saída VCO é de 13 ~ 14dBm, ganho de 14dBi da antena é, na verdade, é maior do que a potência de saída de energia sem licença, por isso temos de adicionar um atenuador IVA-3, de modo que a potência de transmissão é reduzida para menos de uma potência especificada, embora isso irá reduzir o poder do alcance do radar, No entanto, todos envolvendo transmissor receptor de rádio, em particular a parte do transmissor de rádio, certifique-se de rever as disposições pertinentes, em estrita conformidade com amplitude nacional de emissão e faixa de freqüência.
A chave é selecionar a parte de rádio frequência do desenho de componentes disponíveis comercialmente para atender aos requisitos do módulo. sistemas RF por causa das exigências mais elevadas do processo de produção, tais como a necessidade de fazê-lo sozinho, requer o uso de caro analisador de rede, analisador de espectro, fonte do sinal de RF para a depuração, é possível selecionar a parte de uma longa vida, bons componentes de estabilidade e ser cuidadosamente testado antes da eletricidade, evite queimar componentes, resultando em aumento de custos. Comprar várias condições recomendadas que permitam a VCO, de alto nível, estes dispositivos são fáceis de queimar, os restantes misturadores, separadores, atenuadores e conectores são por quantidade normal mais tarde (ver Fig. 3).
3, um de alta frequência ondas electromagnéticas do módulo de componentes de microondas
Sobre a transmissão e recepção de antena secção Desde que nós usamos os sinais de banda ISM, uma antena de Wi-Fi disponível no mercado pode satisfazer as nossas necessidades, então eu escolhi para ser capaz de comprar. O coeficiente de ganho máximo da antena, e comprou o alimentador apropriado. Note-se que, ao fazer uma compra ou alimentador, deve prestar atenção a impedância de 50 e 75 ohms dois tipos, o alimentador 5O recomendado aqui, a perda pode ser reduzida durante a transmissão de ondas eletromagnéticas (ver Fig. 4 a FIG. 9).
4, as ondas electromagnéticas de alta frequência no módulo de antena da FIG.
5, a transformação da porção da antena, a utilização de resíduos e o suporte do conector
6, o centro do conector é o ponto de alimentação de cobre pilar
7, a transformação da linha de alimentação de antena, o parafuso de alimentação da antena no interior do furo, e o orifício exterior do módulo de alta frequência parafuso, requer dois conectores
Fig. 8,4 forma de um suporte de montagem de conector
9, a transformação da peça de alimentador, um aumento de dois conectores. sistema de antena para ligar o sistema de rádio-frequência e
Por fim, a relação entre a transmissão detecta misturador de frequência e a recepção de ondas electromagnéticas, da diferença na frequência da resposta ao sinal de saída, sob a forma de um sinal de tensão (ver Fig. 10). O sinal contém informações sobre a distância do alvo e velocidade que precisamos é a chave para todo o sinal de radar, durante a transmissão, temos de reduzir a perda de transmissão do sinal, eo comprimento da linha de transmissão de sinal sem blindagem, na medida do possível para evitar interferência com vários tipos de sinais de ruído a ele. Assim, eu ter escolhido este sinal de transmissão com uma linha de transmissão de conector SMA blindagem líquida, e uma placa de junta universal SMA soldagem.
10, a saída do misturador, a porta para o sinal de saída do módulo de processamento de frequência intermédia
Concepção de módulo de processamento de sinal de frequência intermédia
secção de processamento do sinal de frequência intermédia é dividido em duas zonas, em primeiro lugar VCO modulado circuito gerador de sinal de alta frequência, seguido por filtragem do sinal de saída do misturador do circuito de amplificador.
Primeiro, nós consideramos o circuito de geração de sinal. Para garantir que RF componentes não são queimados, devemos verificar cuidadosamente a amplitude da tensão do sinal de entrada, uma vez que 85% do custo de todo o sistema de radar nos dispositivos de RF, o seu orçamento, uma vez queimado,, é um grande perdas. Figura SE fios de sinal ligado porções de 11 a 14.
11, uma porção de circuito de frequência intermédia na FIG.
12, utilizando um bujões de ar, a ficha é uma ficha do total, é a única interface para o sistema, para ter um cuidado especial, quando a soldadura está firmemente determinada até depois de o tubo de calor re-retráctil
13, a parte de alta frequência é ligado à parte intermédia por um conjunto de interfaces para completar a SMA
14, a cablagem estruturada de forma a, quando necessário, para usar a cinta e um conector
Agora ZX95-2536C-S + na descrição, podemos obter seu parâmetro de limite, que é a de ser cruzado a "linha vermelha" (ver Fig. 15).
FIG 15, ZX95-2536C-S + parâmetro limite
Para garantir que este "Red" não é excedido, o nosso circuito de geração de sinal para ser capaz de controlar a amplitude ea frequência do sinal. diagrama de circuitos associados mostrado na Figura 16.
16, o circuito de geração de sinal com base no XR2206
Então, consideramos o sinal de saída do misturador circuito amplificador de filtro , Devido ao desenho do circuito, e os sinais indesejáveis gerados no interior do misturador, que apresentam uma série de sinal de saída de ruído indesejado. No que precede, calculamos que, queremos a frequência do sinal de cerca de várias dezenas a várias centenas de Hertz, portanto, é necessário conceber um amplificador de filtro passa-baixo amplifica circuito de filtragem, onde o uso de um desenho baseado MAX414CPD + , circuitos associados mostrado na Figura 17.
17, o filtro baseado amplificador circuito MAX414CPD +
Após a entrada do sinal através de uma linha de áudio de 3,5 mm vamos lidar com laptop e usando software de gravação Cool Edit à conversão A / D, o que elimina o problema de fazer o seu próprio módulo A / D.
parte de software do projeto
Percebemos hardware DIY é essencial para o funcionamento do equipamento e software é o núcleo "no Senhor", a falta de hardware, radar perdeu o trabalho de base, mas não o software, radar, não há trabalho alma. Em seguida, queremos passar programa de software MATLAB, para ser um "matemático de sinal", o sinal da mudança extraiu a outros objetivos informações de distância, velocidade e.
Após a conversão A / D, nosso programa será na leitura forma de onda digital transformada e processamento. Considerando-se que alguns amigos não estão familiarizados com a programação, a fim de não afetar a sua compreensão dos princípios, eu adicionei comentários mais chineses no código, copie todo o programa em MATLAB, defina o endereço do arquivo wavread boa função, é você pode clicar diretamente prazo, e depois esperar o resultado do software de processamento.
experimento variando é mostrado na Figura 18, juntamente com a conclusão do meu amigo. Durante a experiência, sou responsável pela operação do radar, amigos dobrado movimento de velocidade constante numa faixa de linha de 100 m em linha reta, correu da assinatura do radar, em seguida, dobrado no 40m, isto é, tratou-se para obter o resultado de detecção da imagem mostrada na Figura 19, Figura 20.
18, o local de teste
19, os resultados da velocidade de pedestres variando
20, um Cool Edit admissão software eco real, representante dos baixos eco efeito Doppler
E o efeito da experiência geral do projeto do sistema
Depois de introduzir uma grande quantidade de conteúdo no contexto profissional, eu uso uma lâmpada danificada removida da parte de suporte como parte da antena, ea carcaça de todo ultrapassada passeio feitiço Lego juntos, a conexão usa o resto do aparelho de iluminação com o dispositivo de ligação, o interruptor é removido utilizando um interruptor.
divertido DIY é que você pode em um sistemas electrónicos fixados, dedicou-se a ver o design, até mesmo sentimentos ideais. Ao mesmo tempo, pode dar a desempenhar plenamente a imaginação ea capacidade de aprender um monte de experiência prática, também pode aproveitar esta oportunidade para conhecer um monte de entusiastas da mesma opinião, o conhecimento do livro "impressão 3D" para a vida real, de modo que uma vez com ideal, temos de encontrar maneiras de conseguir isso.
