專利名稱：微波移動傳感器感應(yīng)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及微波移動傳感器應(yīng)用技術(shù)，尤其涉及微波移動傳感器感應(yīng) 模塊。
背景技術(shù)：
目前，微波移動傳感器主要用于如報警探頭等安防類產(chǎn)品和自動門感應(yīng)器 等產(chǎn)品上，檢測人體移動感應(yīng)信號，需要設(shè)計比較復(fù)雜的電路才能使用。微波
移動傳感器信號頻率在x波段，頻率較高，對感應(yīng)信號處理有一定難度和要求，
相關(guān)的使用技術(shù)多數(shù)都掌握在產(chǎn)品廠家里面，使微波移動傳感器應(yīng)用受到局限。 現(xiàn)在市面上微波移動傳感器元件和用微波移動傳感器的產(chǎn)品較多，如報警探頭、 門感應(yīng)器等，用微波移動傳感器設(shè)計成可以使用直流電源的電路模塊目前很少。 為使微波移動傳感器應(yīng)用到其它產(chǎn)品上面，擴大傳感器應(yīng)用范圍，本實用新型 提供一種微波移動傳感器感應(yīng)模塊，該模塊是將微波移動傳感器、感應(yīng)信號放
大、信號處理等電路復(fù)合在一起，設(shè)計在前后兩片45f37mm長方形電路板上， 組成電路模塊，直接使用6-20V直流電源工作，使用者不需要再設(shè)計傳感器外 圍電路就可使用。以模塊結(jié)構(gòu)使用微波移動傳感器，經(jīng)過二次開發(fā)，將微波移 動傳感器應(yīng)用到其它產(chǎn)品上面，使微波移動傳感器得到更廣泛的應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是提供一種微波移動傳感器感應(yīng)模塊，用來感應(yīng)物體或人 體位置移動，輸出高電平信號，此信號可以做控制信號使用，也可以直接驅(qū)動 附載，使用簡單方便，便于二次開發(fā)用于其他產(chǎn)品上面。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實用新型提出以下的技術(shù)方案
一種微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于，該模塊有兩塊45*37mm大小 相同電路板組成，其中一塊是微波移動傳感器電路板，另一塊是感應(yīng)信號放大 處理和控制電路板。
微波移動傳感器電路板由HJ-FET和微波介質(zhì)DRO組成的微波震蕩器，還有功率分配器、混頻器、檢波器，發(fā)射天線、接收天線等。微波移動傳感器 電路采用微帶線結(jié)構(gòu)設(shè)計，微帶線由雙面電路板的銅箔設(shè)計制成，發(fā)射天線和 接收天線采用平板式對稱結(jié)構(gòu)制作在電路板上。微波震蕩器產(chǎn)生頻率為
10-12GHz的微波信號，由信號耦合電容輸入到發(fā)射天線，向外定向發(fā)射微波信 號，在微波移動傳感器感應(yīng)模塊的探測范圍內(nèi)，有物體或人體移動時，接收天 線將感應(yīng)到的微波信號輸入到微波傳感器的混頻器，和微波震蕩器產(chǎn)生的微波 信號混頻，由檢波器輸出較低頻率的多普勒感應(yīng)信號，該信號反應(yīng)了人體或物 體移動的速度和人體或物體的大小。
優(yōu)選地，所述的微波移動傳感器使用45*37!11111雙面長方形電路板。 優(yōu)選地，所述的微波移動傳感器電路采用微帶線結(jié)構(gòu)設(shè)計，微帶線由電路 板銅箔設(shè)計制成。
優(yōu)選地，所述的微波移動傳感器的HJ-FET場效應(yīng)管，采用貼片工藝焊接在 電路板上。
優(yōu)選地，所述的微波移動傳感器的微波介質(zhì)DRO，采用膠粘工藝粘貼在電 路板上。
優(yōu)選地，所述的微波移動傳感器電路板上，設(shè)有2個4.5mm的定位螺絲孔、
電源輸入和信號連接定位直針。
優(yōu)選地，所述的微波移動傳感器電路板上，設(shè)有微波信號屏蔽鋁殼。 其中，所述的微波信號屏蔽鋁殼外形尺寸36*25*6.7mm，位于線路板正中
心，兩邊各有兩個彎腳固定在電路板上。
其中，所述的定位安裝螺絲孔4.5mm，位于線路板左右兩邊。
其中，所述的電路板上有電源輸入和信號連接定位直針，位于線路板四個
邊腳上。
其中，所述的傳感器電路板上，在微波信號屏蔽鋁殼36*25*6.7mm (4)內(nèi)， 有電源電阻，給傳感器電路提供電源;HJ-FET場效應(yīng)管和微波介質(zhì)振蕩器DRO， 組成微波震蕩器；混頻，檢波二極管(7)，輸出人體或物體移動感應(yīng)信號；微 波發(fā)射天線耦合電容，將微波震蕩器產(chǎn)生的10-12Ghz的微波信號耦合到微波移 動傳感器發(fā)射天線。信號放大處理和控制電路板使用雙面長方形電路板，電路板上設(shè)置有安
裝定位螺絲孔、微波移動傳感器電源和信號連接定位直針。6-20V的直流電源
通過電源輸入和信號輸出端口，由HT7150穩(wěn)壓濾波后，產(chǎn)生5V的電壓供微波
移動傳感器感應(yīng)模塊電路工作。感應(yīng)信號放大電路由LM358和外圍的R,C元件
組成。16級靈敏度選擇端口完成0.5—8米的感應(yīng)距離調(diào)整。4種觸發(fā)方式選
擇端口完成4種可重復(fù)觸發(fā)方式和不可重復(fù)觸發(fā)方式調(diào)整。光敏電阻選擇端
口模塊接光敏電阻，可以抑制白天或光線比較明亮的環(huán)境下觸發(fā)。9位精度
A/D功能的單片機完成感應(yīng)信號處理、控制信號輸出和各種功能控制選擇。
優(yōu)選地，所述的電路板使用45f37mm雙面長方形電路板。 優(yōu)選地，所述的電路板上設(shè)有2個4.5mm的定位螺絲孔、電源輸入和信號 連接定位直針。
優(yōu)選地，所述的電路板上設(shè)有16級靈敏度選擇端口 、 4種觸發(fā)方式選擇端口 、
光敏電阻選擇端口。
其中，所述的電路板上，2個定位安裝螺絲孔4.5mm，位于線路板左右兩邊。 其中，所述的電路板上有微波移動傳感器電源和信號連接定位直針，位于線
路板四個邊腳上。
其中，A/D轉(zhuǎn)換單片機，位于電路板正中心位置，單片機正下方有電源輸入 和信號輸出端口，左下方有LM358感應(yīng)信號放大IC，電路板的右下角有電源穩(wěn) 壓器HT7150 (18)。
由以上技術(shù)方案可以看出，本實用新型微波移動傳感器感應(yīng)模塊，將微波 移動傳感器、信號放大IC、信號處理單片機，定位螺絲孔、電源輸入和信號輸 出端口、 16級靈敏度選、4種觸發(fā)方式選擇、光敏電阻選擇、電源穩(wěn)壓器等， 設(shè)計在兩塊45*37ram的電路板上，組成電路模塊，實現(xiàn)人體或物體位置移動探 測，輸出感應(yīng)控制信號。
微波移動傳感器電路板(1)，將人體或物體位置移動產(chǎn)生的感應(yīng)信號輸入 到感應(yīng)信號放大處理電路板(11)，在A/D轉(zhuǎn)換單片機(19)的控制下，將感應(yīng)信號，以高電平控制信號輸出。
微波移動傳感器，用來檢測人體或物體位置移動，感應(yīng)信號輸入到放大處
理和控制電路板，經(jīng)過電路板上的IC放大后，由9位精度的A/D功能的單片機 完成處理，將感應(yīng)信號以5V的高電平控制信號輸出。信號放大處理電路板上設(shè) 有16級靈敏度調(diào)整和4級觸發(fā)模式選擇，外接光敏電阻選擇功能，使用6-20V 直流電源工作，單片機輸出的感應(yīng)信號控制信號，可作電平信號使用或直接驅(qū) 動負(fù)載，使用簡單，擴大了微波移動傳感器的應(yīng)用范圍，可廣泛用于檢測人體 或物體移動的感應(yīng)燈具、感應(yīng)節(jié)能電器、自動攝像設(shè)備，工業(yè)自動控制設(shè)備及 停車場節(jié)電照明等領(lǐng)域。

圖1為本實用新型微波移動傳感器感應(yīng)模塊的基本框圖。 圖2為本實用新型微波移動傳感器感應(yīng)模塊的電原理圖。 圖3為本實用新型微波移動傳感器電路板的外形結(jié)構(gòu)和元器件位置圖。 圖4為本實用新型信號放大處理電路板的外形結(jié)構(gòu)和元器件位置圖。 圖5為本實用新型微波移動傳感器感應(yīng)模塊的信號使用圖。 圖6為本實用新型微波移動傳感器感應(yīng)模塊的直流負(fù)載使用圖。 圖7為本實用新型微波移動傳感器感應(yīng)模塊的交流負(fù)載使用圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
具體實施方式
輸入到微波移動傳感器感應(yīng)模塊6-20V的直流電源經(jīng)過HT7150穩(wěn)壓濾波 后，產(chǎn)生5V的電壓供整個模塊電路工作。 感應(yīng)信號產(chǎn)生和信號放大實施
微波移動傳感器M產(chǎn)生感應(yīng)信號，LM358和外圍的R 、 C元件組成信號 放大電路。微波移動傳感器M電源采用脈沖供電方式。單片機HT46R47產(chǎn)生頻 率1K占空比為2%的負(fù)脈沖方波，控制Ql導(dǎo)通，給微波移動傳感器提供電源。 由于微波移動傳感器M電源采用脈沖供電方式，脈沖到來時會產(chǎn)生很大的信號干擾，為了抑制傳感器產(chǎn)生的脈沖干擾，在微波移動傳感器信號輸出和信號
放大電路輸入之間加Q2抑制干擾信號。單片機HT46R47在提供給Ql負(fù)脈沖 方波同時，還要提供給Q2頻率1K占空比為1%的正脈沖方波，使Q2在Ql導(dǎo) 通后延時導(dǎo)通，將傳感器探測的感應(yīng)信號輸入到后面的運放電路中。
微波移動傳感器模塊接通電源，在檢測范圍內(nèi)沒有移動的人體或物體，Q2 導(dǎo)通是只有微弱的噪聲信號耦合到后面的放大電路中，放大后的信號變化幅度 很小，放大后的信號經(jīng)過單片機A/D轉(zhuǎn)換后，分析探測范圍內(nèi)沒有移動的人體 或物體，單片機不會輸出高電平信號。在檢測范圍內(nèi)當(dāng)感應(yīng)到人體或物體移動， 微波移動傳感器輸出的信號在Q2導(dǎo)通時，經(jīng)過C6濾波后，由C7和R3耦合到 LM358第一級運放的3腳進(jìn)行信號放大。放大信號由1腳輸出，經(jīng)過C12，R10 耦合到第二級運放的6腳，進(jìn)行第二級信號放大后，由IC 7腳輸出到單片機 HT46R47的7腳，由單片機經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后分析處理。
單片機輸出控制實施
HT46R47是工業(yè)級單片機，具有4通道A/D轉(zhuǎn)換和9位A/D精確度。本實 用新型使用RC振蕩，由HT46R47的13腳R17和C18完成，振蕩頻率4Mhz。 12腳是5V電源正極，9腳電源負(fù)極。ll腳是單片機復(fù)位腳，接R16和C17用 于單片機上電復(fù)位。IO腳為控制信號電平輸出，由R15將微波移動傳感器感應(yīng) 模塊感應(yīng)信號，以5V高電平方式輸出。
微波傳感器模塊感應(yīng)信號經(jīng)過兩級放大后，輸入到單片機7腳，進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，同時將8腳的外接光敏電阻進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，還以高低電位方式判斷l(xiāng)、 2、 3、 4腳靈敏度等級選擇，17 、 18腳觸發(fā)方式選擇，綜合分析處理后，5V控制 高電平信號由IO輸出。 16級靈敏度調(diào)整實施(圖5，圖6，圖7):線路板上有4個標(biāo)有1、 2、 3、 4的連接點，連接點斷開為0，連接點接通 為l。按照下面的編碼方式短路4個連接點，可調(diào)節(jié)16級靈敏度，使感應(yīng)距離 在0.3—8米內(nèi)可調(diào)。 4個連接點全部斷開，靈敏度最低，感應(yīng)距離最近，在0.5米以內(nèi)。 4個連接點全部短路，靈敏度最高，感應(yīng)距離最遠(yuǎn)，在8米以上。調(diào)整如下
1: 0000、 2: 0001、 3: 0010、 4: 0011、 5: 0100、 6: 0101、 7: 0110、 8: 0111、 9: 1000、 10: 1001、 11: 1010、 12: 1011、 13: 1100、 14: 1101、 15: 1110、 16: 1111。
4種觸發(fā)方式調(diào)整實施(圖5，圖6，圖7):
線路板上有2個標(biāo)有5 6的連接點，連接點斷開為0，連接點接通為l。按 照下面的編碼方式短路2個連接點，可實現(xiàn)4種觸發(fā)方式選擇，使感應(yīng)信號有4 種時間輸出。調(diào)整如下1， 00、 2， 01、 3 ， 10、 4 ， 11。
OO不可重復(fù)觸發(fā)方式當(dāng)探測到移動物體，輸出3秒種高電平信號后停止， 延時3秒鐘再檢測，探測到移動物體又輸出3秒種，依次循環(huán)。直到探測不到 移動物體，5V高電平信號輸出停止。
Ol可重復(fù)觸發(fā)方式，延時時間2秒鐘當(dāng)探測到移動物體，輸出2秒種高 電平信號，在2秒種時間內(nèi)，模塊以每秒30次的頻率不停的檢測目標(biāo)，如果再 次探測到物體移動，時間繼續(xù)延時2秒種，直到探測不到移動物體，5V高電平 信號延時2秒種后停止。
IO可重復(fù)觸發(fā)方式，延時時間10秒鐘當(dāng)探測到移動物體，輸出10秒種 高電平信號，在10秒種時間內(nèi)，模塊以每秒30次的頻率，不停的檢測目標(biāo)， 如果再次探測到物體移動，時間繼續(xù)延時10秒種，直到探測不到移動物體，5V 高電平信號延時10秒種后停止。11可重復(fù)觸發(fā)方式，延時時間20秒鐘當(dāng)探測到移動物體，輸出20秒種 高電平信號，在20秒種時間內(nèi)，模塊以每秒30次的頻率不停的檢測目標(biāo)，如 果再次探測到物體移動，時間繼續(xù)延時20秒種，直到探測不到移動物體，5V 高電平信號延時20秒種后停止。 CDS光敏電阻實施
接光敏電阻，可以抑制白天或光線比較明亮的環(huán)境下觸發(fā)。
觸發(fā)一次有效實施
接光敏電阻，可以在黑夜或光線比較暗的環(huán)境下，當(dāng)探測到有移動物體即可觸 發(fā)。在選定的觸發(fā)方式時間內(nèi)，既使光線由黑暗變得明亮，都不能改變觸發(fā)狀 態(tài)和延時時間。直到輸出信號變?yōu)榈碗娖?，光敏電阻才起控制作用?br> 本實用新型微波移動傳感器感應(yīng)模塊特點
l功耗低，整塊模塊耗電約6mA。 2電壓范圍寬，使用直流6-20V。
3使用簡單，微波移動傳感器和感應(yīng)信號放大處理電路復(fù)合在一起，不需要 再設(shè)計微波移動傳感器外圍電路。
4靈敏度可調(diào)，16級靈敏度選擇，容易調(diào)整感應(yīng)距離。 5輸信號時間可調(diào)，4種觸發(fā)方式選擇，方便選擇信號輸出時間。 從以上技術(shù)方案可以看出，本實用新型將微波移動傳感器、信號放大和處理 IC、信號處理和功能控制單片機，定位螺絲孔、電源輸入和信號輸出端口、觸 發(fā)方式選擇端口、光敏電阻、低功耗穩(wěn)壓器、等電子元件集成到兩塊45*37mm 的電路板上，組成電路模塊。有16級的感應(yīng)距離選擇和4種輸出時間，光敏電 阻選擇。模塊功耗約6mA，使用6-20V直流電源，感應(yīng)到的信號可作為電平信 號使用或直接驅(qū)動負(fù)載，使用簡單，可廣泛用于檢測人體或物體移動的感應(yīng)燈 具、感應(yīng)節(jié)能電器、工業(yè)自動控制設(shè)備及停車場節(jié)電照明等領(lǐng)域。
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權(quán)利要求1、一種微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于該模塊包括有兩塊45*37mm大小相同的雙面電路板，其中一塊是微波移動傳感器電路板，另一塊是感應(yīng)信號放大處理電路板；a微波移動傳感器電路板外形尺寸45*37mm，包括設(shè)置于同一電路板的電路板外形45*37mm(1)，電路板上有定位螺絲孔4.5mm(2)，電源輸入和信號連接定位直針(3)；微波信號屏蔽鋁殼36*25*6.7mm(4)內(nèi)，有微波移動傳感器電源電阻(9)給微波移動傳感器電路提供電源；HJ-FET場效應(yīng)管(5)和微波介質(zhì)振蕩器DRO(6)，組成微波震蕩器；混頻，檢波二極管(7)，輸出人體或物體移動感應(yīng)信號；微波發(fā)射天線耦合電容(8)，將微波震蕩器產(chǎn)生的10-12Ghz的微波信號耦合到微波傳感器發(fā)射天線(10)；b感應(yīng)信號放大處理電路板外形尺寸45*37mm，包括設(shè)置于同一電路板的電路板外形45*37mm(11)，電路板上有定位螺絲孔4.5mm(12)，電源穩(wěn)壓器HT7150(18)通過微波移動傳感器電源和信號連接定位直針(13)，給微波移動傳感器感應(yīng)模塊提供5V的電源；感應(yīng)信號放大電路由LM358感應(yīng)信號放大IC(17)完成，A/D轉(zhuǎn)換單片機(19)完成人體或物體移動感應(yīng)信號處理和信號輸出控制以及模塊所有功能設(shè)定控制；雙面電路板的另一面有電源輸入和信號輸出口(14)，靈敏度選擇和觸發(fā)方式選擇端口(15)控制，外接光敏電阻選擇端口(16)控制；c微波移動傳感器電路板(1)，將人體或物體位置移動產(chǎn)生的感應(yīng)信號輸入到感應(yīng)信號放大處理電路板(11)，在A/D轉(zhuǎn)換單片機(19)的控制下，將感應(yīng)信號以5V的高電平控制信號輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于微波移 動傳感器使用雙面電路板，電路板外形尺寸45*37咖(1)，電路板上有微波信號 屏蔽鋁殼36*25*6.7mm (4)，位于線路板正中心，兩邊各有兩個彎腳固定在電 路板上；電路板上有安裝螺絲孔4.5mm (2)，位于線路板左右兩邊；電路板上 有電源輸入和信號連接定位直針(3)，位于線路板四個邊腳上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于微波移 動傳感器電路板上，在微波信號屏蔽鋁殼36*25*6.7111111 (4)內(nèi)，由HJ-FET場效應(yīng)管(5)和微波介質(zhì)振蕩器DRO (6)，組成微波震蕩器；產(chǎn)生10-12Ghz 的微波信號，由耦合電容(8)輸入到發(fā)射天線(10)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于微波震 蕩器和混頻器電路，采用微帶線結(jié)構(gòu)設(shè)計，微帶線由雙面電路板的銅箔設(shè)計制 成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于HJ-FET 場效應(yīng)管(5)采用貼片工藝焊接在電路板上，微波介質(zhì)振蕩器DRO (6)采用 膠粘工藝粘貼在電路板上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于微波移 動傳感器雙面電路板的另一面，有對稱結(jié)構(gòu)的微波傳感器發(fā)射天線(10)和接 收天線(20)，由雙面電路板的銅箔設(shè)計制成，位于線路板左右兩邊。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于感應(yīng)信 號放大處理使用雙面電路板，電路板外形尺寸45*37mm (11)，電路板上有安裝 螺絲孔4.5mm (12)，位于線路板左右兩邊；有微波移動傳感器電源和信號連接 定位直針(13)，位于線路板四個腳上；雙面電路板的另一面有電源輸入和信 號輸出口 (14)，靈敏度選擇和觸發(fā)方式選擇端口 (15)，外接光敏電阻選擇端 口 (16)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于感應(yīng)信 號放大處理電路板上有，A/D轉(zhuǎn)換單片機(19)，位于電路板正中心位置，單片 機正下方有電源輸入和信號輸出端口 (14)，左下方有LM358感應(yīng)信號放大IC(17);電路板的右下角有電源穩(wěn)壓器HT7150 (18)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，其特征在于該微波 移動傳感器感應(yīng)模塊，由微波傳移動感器電路板外形尺寸45*37mm (1)和感應(yīng) 信號放大處理電路板外形尺寸45*3711]111 (11)組成，兩塊雙面電路板外形尺寸完 全相同，線路板四個邊上直針定位，將兩塊電路板錫焊復(fù)合而成，體積 45*37*12mm,誤差+/-2mm。
專利摘要本實用新型公開了一種利用微波多普勒效應(yīng)來檢測人體或物體位置移動的微波移動傳感器感應(yīng)模塊，該電路模塊由微波移動傳感器和感應(yīng)信號放大處理電路兩部分組成，模塊電路元器件包括微波移動傳感器、信號放大IC、信號處理單片機，定位螺絲孔、電源輸入和信號輸出端口、16級靈敏度選、4種觸發(fā)方式選擇、光敏電阻選擇、電源穩(wěn)壓器等。微波移動傳感器電路板(1)，將人體或物體位置移動產(chǎn)生的感應(yīng)信號輸入到感應(yīng)信號放大處理電路板(11)，在A/D轉(zhuǎn)換單片機(19)的控制下，將感應(yīng)信號以5V的高電平控制信號輸出。該微波移動傳感器感應(yīng)模塊使用6-20V直流電源工作，其特點是，抗干擾強，功耗低，電壓范圍寬，使用簡單，可用于檢測人體或物體移動的感應(yīng)燈具、感應(yīng)節(jié)能電器及停車場節(jié)電照明等領(lǐng)域。
文檔編號H05B37/02GK201293839SQ200820213759
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者武光杰 申請人:武光杰