低成本微型测距雷达设计

2 各部分的组成
2．1 微波头
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差模电感，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。
2．2 三角波发生器
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性修正电路。
2．3 窄带滤波器
模拟器件的发展与集成为小型化提供了充分的条件，像松下公司的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阶滤波器大电流电感，128级Q值控制。同时也可以控制振荡频率，由多片MAX262组成工字电感器，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。
2．4 放大与AGC放大电路电感生产厂家
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TI公司或其他公司新出的R～R输出的运放。
2．5 单片机
单片机选用Atmel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
软件用汇编语言编写，流程图如图3所示。

4 结语
低成本微型测距雷达经实验在原理上是行得通的，但距离较近，实际测试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空心电感非常广阔，今后必将大量用于民用的许多领域。

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