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1.1 电感激励快脉冲成形

阶跃恢复二极管是一种特殊的变容管,又称作阶跃二极管。它在突变电压激励下,能产生持续时间极短的快脉冲,一般用于十倍以上的倍频。

D1、D2为阶跃二极管,L1、L2为微带电感(nH级)。该电路可以激励输入为窄脉冲的方波,成形为皮秒级的快脉冲。其中一路用于发射脉冲,另一路延迟快成形后用于取样门信号。在该电路的具体参数选择中,脉冲宽度和脉冲幅度是一对矛盾,即为追求较窄的脉冲宽度,必须以牺牲输出脉冲幅度为代价,降低输出的平均功率。

经过多次电路试验,得到了上升沿小于350ps左右的脉冲源(见图3),脉冲底宽小于800ps。在实际运动传感器参数选择中,主要考虑信号频谱匹配于天线的带宽(500MHz～1.4GHz),同时要考虑有尽可能大的输出幅度。

1.2 微功率脉冲雷达信号的相关检测电路

是否能在微瓦级发射功率的条件下检测到被测物体微弱的反射信号是接收系统的关键。相关检测的优点是它以相对于参考信号的形式积累被接受信号,可以产生大于噪声电平输出信号。

图2中,当无天线信号时,A点电平为偏置基准电平,为50mV～150mV。当接收天线接收到物体反射信号时,信号在C₁偏置电平的基准上充电。此时取样门的负信号经Cp使D导通,物体的反射信号按信号的重复周期和取样脉冲信号脉宽多次充放电,在A点平均并能很好地抑制外来噪声,此电压经A1运放输出,其波形时间关系如图4所示。

2 微功率脉冲雷达运动传感器探测实验

对所完成的运动传感器系统主要做了两种试验:(1)不同材质目标探测和分辩率试验;(2)穿透性试验。实验(1)选用多种材质(金属、木材、人体等)。实验表明:其探测灵敏度和材料的介电常数ε成正比,和目标的体积成正比。

穿透性试验以检验传感器系统的穿透性为目的,这也是超宽带探测最为显著的特点。用TEK602存储示波器接MIR接收机的输出,在实验室穿透30cm砖墙能清楚地探测到走廊上人体运动穿过探测区域时,由该传感器获取的波形。

图5是人在走廊上走过,MIR在实验室里天线贴墙、方向向着走廊。从图5中可以看出人进出探测区域一进一出的两个波峰。

关键词： 电路 实现 传感器 运动 宽带 MIR 基于 脉冲发生器