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产品特写
 
轻便低成本的24.125 GHz多普勒测速雷达头
录入时间:2021/10/19 15:40:09

A Compact Low-cost 24.125 GHz Doppler Speed Measuring Radar Head

江苏俊知技术有限公司,www.trigiant.com.cn

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毫米波雷达因其探测性能稳定、环境适应性强等全天候工作特点,近年来在智能交通和自动驾驶等民用领域找到了大量应用,但它相对较高的成本也限制了自身的应用范围。实际上对很多短距测速的应用场景,相较于极致性能如高灵敏度,用户更在意的是轻便性及简易功能。因此,低成本的毫米波雷达就有它的市场。

俊知的JZ-SRF24111005是一款为检测移动目标的速度和方向而设计和制造的K波段低成本多普勒雷达头。此雷达头的标称直流偏置是+5 Vdc/100 mA,工作中心频率为24.125 GHz,由一个微带多单元平面天线和一个安装有一个产生K-波段辐射信号的耿氏振荡管和两个肖特基混频管的压铸波导型K-波段多普勒收发模块组成。此型雷达头的辐射EIRP约是28 dBm,通过后端处理雷达头的I和Q中频输出即可算得目标物的速度和方向信息。

功能和应用

毫米波多普勒雷达的一个主要应用是检测和管控车辆的速度,其原理就是基于简单的连续波多普勒技术。雷达发射的连续无线电波(频率f)被经过的车辆反射,由于多普勒效应,此反射波会引入一个频率偏移,而此频偏的大小Δf正比于车辆移动的速度ν(Δf = 2f ν /cc光速)。

雷达通过测量这个多普勒频移Δf来确定车辆移动速度ν,而这个测量是由雷达零中频收发器中的下变频器以及后面的由放大器、滤波器及数字信号处理器等组成的信号处理电路来完成的。

图1是一个典型多普勒雷达的方块图,JZ-SRF24111005完成了左边虚框的功能,客户购置了此雷达头后需自行配置一个如右边虚框所示的信号处理电路来实现雷达测速的功能。如既需测量移动物的速度又要测量其移动方向,则需选用含双通道I/Q混频设计的雷达头如JZ-SRF24111005。如在上图雷达头中使用一压控振荡器(VCO)作为毫米波信号源,就可构建一FMCW雷达作测距用。

 

图1:典型的零中频多普勒雷达架构

 

系统和性能

这款低成本K-波段雷达头最初是为低端交通雷达市场开发的,其检测目标为距离100米以内的较大移动物体。雷达的发射功率约为7 dBm,水平和垂直覆盖角度为11度,EIRP约为28 dBm。为减少单件成本,整个零中频收发前端被集成到一个波导模块内,同时设计了一个波导耦合的微带多单元平面天线作为辐射单元,将此24.125 GHz波导收发模块和微带平板天线简单地通过一波导孔馈电结构组合在一起就获得了此性能优异的雷达头。

此8x8多单元平面天线阵由HFSS仿真设计并得到实测验证,天线增益为21 dBi,水平和垂直方向波束均为约11度,旁瓣抑制优于17 dB,实测方向图见图2。

 

图3:典型共极化E和H面天线方向图@24.125 GHz

 

JZ-SRF24111005的性能指标见表1和表2。

表1:电气参数

表2:机械参数

俊知技术推出的这款K-波段多普勒雷达,除汽车测速和自动驾驶外,也可在列车测速、社区车速显示、移动检测和物体感应、水流控制、医院病号安检等很多领域得到应用。


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