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频谱图中会更清楚地看到活动目标中的多普勒频率fd及相应参数。 2.2.2 连续波辐射相干检测法检测活动目标
连续波辐射相干检测法中微波探测器发射的是单一载频的连续波信号。在这种方法中，探测用的微波信号源为单一载频连续振荡信号，即
u1?t??UA1cos??0t??01? （2.12）
图2.7为采用连续波体制的微波探测报警器的组成框图。这是一种将微波发、收合置在一起的微波探测器，相当于一个连续波体制的小型多普勒雷达，其工作原理基于微波的多普勒效应。由于发射的是单音载波，频谱能量集中，接收和滤波装置也相对简单，制作成本也较低。
图2.7 采用连续波体制的微波探测报警器的组成框图
发射出去的微波探测信号在遇到目标后被反射回来，回波信号为
u2?t??UA2cos???t?td???01??rp? （2.13）
式中：td?2d/C为回波信号相对于探测信号的延时；?rp为目标回波信号的相位变化量。
该回波信号与耦合过来的部分发射信号在混频器中进行混频，并在中频放大器中对混频信号进行放大，在相位检波器中对回波信号的相位与相干基准相位进行比较，其差拍合成信号的幅度为
U2Ab?UA1?U2A2?2UA1UA2cos??1??2? （2.14）
式中：?1为探测信号的瞬时相位；?2为目标回波信号的瞬时相位。 对于静止物体，径向速度vr?0，?1??2＝常量，检波后的输出为一固定电平，如图2.8 (a)所示。
对于作匀速直线运动的活动目标，有
??2?d0?vrt?????2d01??2??0????C?rp??0Crp??dt
（2.15）
式中：2d0/C为回波信号的时延；?d为差拍合成信号的角速度，其值为
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?d??1??2?d?
dt（2.16）
合成信号UAb是随时间变化的，如图2.8 (b)所示。
图2.8 目标回波信号与基准信号的合成信号随时间变化的曲线
由图2.8可见，对于静止物体?vr?0?，其合成信号的幅值是不随时间变化的；而对于活动目标，vr?0，其合成信号的幅值是随时间变化的。
用连续波辐射相干检测法探测活动物体，其中多普勒滤波器的宽带只允许差拍信号的多普勒频率(fd)分量通过。其通频带可用下式估算：
?F2f0vrmaxmaxd?C?2vr
?（2.17）
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式中：vrmax为活动目标相对于探测器移动的最大相对速度。 2.2.3 相干脉冲检测法检测活动目标
相干脉冲检测法与上节介绍的连续波检测法一样，也是将目标回波信号与相干用的基准信号进行比较，但由于发射机采用脉冲调制，工作在脉冲状态，故不能直接用发射机的高频振荡信号作为基准信号，只能采用辅助的基准信号源作为基准信号[7]。
用相干脉冲检测法检测活动目标的装置的功能框图如图2.9所示。图中的接收机包括混频器、本振源和中频放大器。
图2.9 用相干脉冲检测法检测活动目标的装置的功能框图
加至相位检波器的信号有两个：一个是探测目标回波信号u2?t?，另一个是作为基准的相干振荡信号uco?t?。
u2?t??UA2cos?w0?t?td???01??rp?
uco?t??UAcocos?w0cot??0co??UAcocos?co（2.18）
式中：UA2、UAco别为目标回波信号和相干振荡信号的幅度；?0co为相干振荡起始相位；?co??cot??0co为相干振荡的瞬时相位。
在相位检波器中对u2?t? 信号和uco?t? 信号进行相干差拍检测，其公式推导省略。现写出下列三种情况下相位比较器输出的差拍电压。
（1）只有静止物体的探测回波(vr?0、fd?0)
uAfb?t??UAco?Ucos?2d0?Af???0C??rp??（2.19）
相位检波器检波输出为一恒定幅度的脉冲序列，不含多普勒频移成分。 （2）只有活动目标的探测回波
该活动目标回波与基准相干信号的差拍电压为
u?2d0Amb?UAco?UAmcos???0C??t?rp?2?fd??n?1?t?d0?t????共 35 页 第 14 页
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（2.20）
式中：UAm为活动目标回波信号幅值；t?为在0?t??? 区间内读出的时间。
（3）含有静止物体和移动目标的探测回波
含有静止物体和移动目标的探测回波信号在相位检波器内与基准相干信号差拍时，则在其输出端上的合成信号为
uAb??t??UAfb?t??UAmb?UAco?Ucos???2d0? Af?0C??rpt???
Ucos???2d0??
Am?0C??rpm?2?fd??n?1?T?td0?t???（2.21）
在合成差拍信号中含有多普勒频率调制的交变脉冲分量，故可利用相应滤波器将多普勒频移信号滤出，将静止物体的信号分量抑制掉，从而实现对活动目标信号的检测。
采用脉冲调制体制的多普勒探测报警装置与连续波相干检测体制相比，具有如下优越性：
(1) 接收通道放大器的频带宽度较窄，相应地输出噪声也较小，引起的误报也较少。
(2) 脉冲调制相干体制方式能防止外界的无线电干扰源和同一地区多个探测器之间的相互干扰引起的虚报。
2.3 系统组成框图及工作原理
该防盗报警系统包括热释电红外探测电路、微波多普勒探测电路和发射、接收电路。其组成功能框图如图2.10所示。
图2.10 热释电红外报警装置组成框图
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2.4 热释电红外探测电路的设计
该部分电路如图2.11所示。
图中的红外传感头为双敏感元传感器P228，其芯片材料为钽酸锂，上有双探测元，具有响应度高(6500V/W )，噪声低，抗电磁干扰性能好，窗口谱响应(包括探测元和滤光片)为7～15μm。它可将人体辐射出的红外信号能量转换成相应频率(0.3～5Hz)的电信号，并经C1加至直流偏置放大器VT1。光学透镜采用Q6型菲涅尔透镜，元件尺寸为：2mm×1mm。
VT1采用低噪声、小功率管C458，它和单BiMOS运放CA3140及阻容元件组成两级低频电压放大器，两级增益可达70～75dB。 IC2也采用A3140，它与R6、R7、 RP1组成一个电压比较电路。当有人走近红外探测器时，加至比较器IC2③脚的信号高于②脚设定的参考(比较) 电压，其输出端⑥脚转呈高电平，使VT2饱和导通，其集电极呈低电平(约为0.35V) 。
R34.7KC3100uFR210KC15220uFR95.1KIC160.033uFR12MC458Q6P228C1VT1R4200K24CA3140R51K2C50.033uFRP15K4CA3140R83K901437IC26VT2OUTPUTVDD(9V)C237GSP228CAPC44.7uFR710K透镜 D图2.11 热释电红外探测电路
2.5 微波多普勒探测电路的设计
该部分电路如图2.12所示。
RD627是一种新颖的多普勒效应传感器件，采用单列7脚直插式塑料封装，其管脚排列如图2.13(a)，2.13 (b)是它的内部电路功能框图，可以看出，RD627由振荡器、发射器、检测器、多普勒信号放大器、限幅器及稳压电源等部分组成。振荡器产生的微波信号经发射器由第1，2脚送至外接天线发射到空间，产生一个立体空间微波防护区，当人或其他物体在该防护区移动时，反射回来的微波信号与原信号之间将产生频移，微弱的频移信号通过检测器处理后，获得的多普勒信号再经放大，在第6脚即可得到与移动目标
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