一种基于超宽带MIR运动传感器的电路实现

基于微功率脉冲雷达(Micro power Impulse Radar)的运动传感器可作为防盗报警器,隐蔽地安装在房屋的天花板上,它可以穿过天花板探测指定区域内人体的移动。微功率脉冲雷达的微功率、低成本等特性要求其具体电路设计必须要有其自身的特点。

1 MIR运动传感器实现原理

MIR运动传感器由发射单元、接收显示单元和天线三部分组成,如图1所示。发射部分是从脉冲振荡产生(1.8MHz,占空比50%),窄脉冲成形(脉宽几十纳秒),最后经阶跃二极管成形脉宽为400ps左右的快脉冲,由偶极子超宽带天线发射出去;接收部分采用相关取样的办法,提取从目标反射回来的超宽带信号,由取样延迟、取样门信号产生、积分取样、宽带信号放大、带通滤波和显示部分组成。

取样延迟是将发射部分的窄脉冲信号延迟,经快脉冲成形后作为相关接收机的参考信号。取样门宽的脉冲宽度决定传感器的空间分辨率,根据具体需要可取100ps～400ps。积分取样是将天线接收的微弱的、被目标反射的超宽带信号进行积分,从而提高信噪比。对于重复频率为1MHz的发射脉冲,如果积分时间常数取1毫秒,将有10000个脉冲在积分器被平均。被平均的接收信号经过放大1000倍后,通过一个带通滤波器就可以将信号检测出来。对于人体运动的检测,其上、下截止频率可分别取0.1Hz和10Hz。

电路见图2。图2中较有特色的是发射端的“电感激励快脉冲成形”和“相关检测电路”。在该电路的印制板设计中,必需考虑分布参数,并采用微带工艺。