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毫米波雷达探测器(雷达微波探测器)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-25 07:34   点击:56  编辑:admin   手机版

1. 雷达微波探测器

微波雷达无法穿墙,可以穿墙的是穿墙雷达。

穿墙雷达:一种新型战场侦察雷达。

穿墙雷达是能够穿透砖墙、木门、瓦砾等非金属障碍物,对人的生命特征进行探测并确定人体所在位置的雷达。具有体积小、重量轻、功耗低和移动性能好的特点。

雷达发射的电磁波可穿透一定厚度的非金属介质。电磁波穿透损耗与介质的厚度、介质的材料和雷达的工作波段有关。当电磁波照射到人体后,反映人员体动和呼吸、心跳等生理特性的信息会被电磁波携带并反射回来,操作人员可根据处理后的信息,判断障碍物后是否有人员存在,并分析障碍物后人员的生理和活动状态。穿墙雷达由天线、发射单元、接收单元、信号处理器、显示器、电源和三脚架等组成。雷达可将测量到的目标信号以波形和声音的方式显示出来,经处理后也可显示图形,并对目标进行识别分类和记录。美国生产的Prim200穿墙雷达采用超宽带体制,中心频率2000兆赫,对活动人员的探测距离可达15米,水平视场±70°,垂直视场±70°;探测目标的距离精度达0.5米,能穿透40厘米厚的建筑墙体;有贴墙和三脚架配装两种工作方式,可给出目标的距离、方位、高度三维信息。

穿墙雷达是一种发展中的装备,已在伊拉克战争城市作战中使用。发展方向是提高探测距离、穿墙厚度和识别人体特征的能力。

2. 微波雷达检测

微波是一种电磁波,微波用于雷达技术是发挥微波特性的重要应用之一。微波雷达的检测应用有很多,有用于检测物体的距离和速度的,有用于定位的,有用于检测云层气象的,有用于探测地下结构的等等。

3. 雷达微波探测器的作用

雷达是一个采用无线电波来确定物体的范围、角度或速度的探测系统。它可以用来检测飞机,船只,宇宙飞船,制导导弹,汽车,天气形成,地带。雷达系统包括在微波领域产生电磁波的发射机,接收天线(通常使用相同的天线进行发送和接收)和接收器和处理器以确定对象的属性。

来自发射器的无线电波(脉冲或连续波)通过物体反射并返回接收器,给出关于物体位置和速度的信息。

4. 雷达微波探测器原理图

雷达电磁波同声波一样,遇到障碍物要发生反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强,因此,雷达用的是微波波段的无线电波。

雷达有一个特制的可以转动的无线,它能向一定的方向发射不连续的无线电波。每次发射的时间约为百万分之一秒,两次发射的时间间隔大约是万分之一秒,这样,发射出去的无线电波遇到障碍物时,可以在这个时间间隔内反射回来被无线接收。

根据公式2S=ct来确定障碍物的距离S,再根据发射无线电波的方向和仰角,便可以确定障碍物的位置了。

利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标,除了军事用途外,雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航,在天文学上可以用来研究星体,在气象上可以用来探测台风,雷雨,乌云等。

5. 雷达微波发射器

目前车载雷达主要分三种:激光雷达(lidar);毫米波雷达(Millimeter-Wave Radar),超声波雷达(ultrasonic radar), 下面是各自性能应用的简单描述。

激光雷达:

是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统,分为脉冲激光雷达,连续波激光雷达。

优点:

激光雷达探测范围更广,获得距离和位置的探测精度更高,因此它广泛应用于障碍物检测、环境三维信息的获取、车距保持、车辆避障中;

缺点

容易受天气影响,雨雪雾天气下性能较差。 激光发射器的线束越多,每秒采集的点云就越多,探测性能也就更强。然而线束越多也代表着激光雷达的造价更昂贵。对于速度并不敏感

其他:

激光雷达是利用激光、GPS和惯性测量装置(IMU)合一,生成数字高程模型(DEM)。核心作用是3D建模进行环境感知,以及同步建图(SLAM)加强定位,已逐渐成为ADAS标配。

毫米波雷达

是工作在毫米波波段(millimeter wave )探测的雷达。

优点:

波束窄,分辨率高,抗干扰能力强,导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,相对激光雷达具有较好的环境适应性,下雨、大雾或黑夜等天气状况对毫米波的传输几乎没有影响。另外,其引导头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点对速度非常敏感;毫米波雷达会有很明显的多普勒效应,通过检测其多普勒频移可将目标的速度提取出来;毫米波雷达的探测距离一般在 150m-250m 之间,有的高性能毫米波雷达探测距离甚至能达到 300m

缺点

探测距离受频段损耗制约,无法感知行人,无法对障碍物精确建模;

其他:

毫米波是指波长在 1mm 到 10mm 之间的电磁波,换算成频率后,毫米波的频率位于 30GHz到300GHz之间。毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。

超声波雷达:

利用超声波探测物体的雷达。

优点:

超声波传感器的数据处理简单、快速,主要用于近距离障碍物检测,一般能检测到的距离大约为1到5米,在低速短距离测量中,超声波测距传感器具有非常大的优势。

缺点

检测不出来详细的位置信息。高速行驶时,测距无法跟车距的实时变化,误差较大 超声波散射角大,方向性较差,在测量较远距离的目标时,其回波信号会比较的弱,影响测量精度。其他:

其他:

主要应用于倒车系统

6. 雷达式微波探测器

空间入侵探测器是指警戒范围是一个空间的报警器。当这个警戒空间任意处的警戒状态被破坏,即发生报警信号。声入侵探测器和微波入侵探测器以及被动红外探测器等都属于空间入侵探测器。

1)声入侵探测器

声入侵探测器是常用的空间防范探测器。通常将探测说话、走路等声响的装置称声控探测器。当探测物体被破坏(如打碎玻璃、凿墙、锯钢筋)时,发生固有声响的装置称为声发射探测器。

± 声控入侵探测器

声控探测器是用声传感器把声音信号变成电信号,经前置放大送报警控制器处理后发出报警处理信号,也可将报警信号经放大推动喇叭和录音机,以便监听和录音。

驻极体传感器被广泛地应用在声控探测器中。在声控探测器中使用的驻极体送话器由一个金属极板蒙上机械张紧的驻极体箔(约10µM ),驻极体箔与金属板之间构成一只电容。根据静电感应的原理,与驻极体相对着的金属板上就会感应出大小相等、方向相反的电荷。驻极体电荷在空隙中形成静电场。在声波作用下,驻极体箔发生运动,产生位移,在电容极板上感应出电压。

驻极体送话器的频率响应范围主要取决于送话器的结构。在此频率范围内,驻极体箔的位移与所加的声强成正比,送话器的输出电压仅与声强有关,而与频率无关,音频驻极体送话器在20Hz~15000Hz的频率范围内有恒定的灵敏度。

± 声发射入侵探测器

声发射探测器是监控某一频带的声音发出报警信号,而对其它频带的声音信号不予响应。主要监控玻璃破碎声、凿墙、锯钢筋声等入侵时的破坏行为所发出的声音,玻璃破碎声发射探测器通常也用驻极体传话器作声电传感器。当玻璃破碎时,发出的破碎声由多种频率的声响构成。据测定,主要频率为10kHz~15kHz高频声响信号。当锤子打击墙壁、天花板的砖、混凝土时会产生一个频率为1kHz左右的衰减信号,大约持续5ms;据钢筋时产生频率约3.5kHz、持续时间约15ms的声音信号。采用带通滤波器滤去高于或低于探测声信号的干扰信号,经放大后产生报警信号。

± 次声入侵探测器

次声为频率很低的音频信号。探测器的工作原理与声发射探测器相同,不过采用低通滤波器滤去高频和中频音频信号,而放大次低频信号报警。

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