微波传感器
微波探头原理
微波探头原理
微波探头是一种常用的传感器，用于测量微波信号的强度、频率和相位。
它的工作原理基于微波与探头之间的相互作用。
微波探头通常由具有特定形状和尺寸的金属导体制成。
当微波信号通过探头时，探头会对微波信号产生影响。
这种影响可以通过测量探头反射、透射或吸收微波信号的变化来分析。
在微波探头中，常用的测量方法包括反射法和透射法。
在反射法中，微波信号被发送到探头上，一部分信号被反射回来并经过测量。
通过比较发送信号和反射信号的差异，可以推断出微波信号的强度、频率和相位。
在透射法中，微波信号被发送到探头上，一部分信号通过探头并经过测量。
通过比较发送信号和透射信号的差异，可以推断出微波信号的强度、频率和相位。
除了反射和透射，微波探头还可以利用微波信号对材料的吸收来测量微波信号的特性。
当微波信号通过被测物体时，信号会被吸收或衰减。
通过测量微波信号的强度变化，可以推断出被测物体的特性。
总的来说，微波探头通过测量微波信号与探头之间的相互作用来实现对微波信号的测量。
通过反射、透射或吸收等方法，可以推断出微波信号的强度、频率和相位，从而实现对微波信号的分析和测量。
微波传感器
滞后。用接收机将来自发射机的参照信号Ue sin2πf0t与上述反射 信号混合后，进行超外差检波，则可得到如下式那样的具有两
频率之差，即fD
ud
Ud
s
in
2f
Dt
4f0r
c
（11-6）
第11章 微 波 传 感 器
因此，根据测量到的差拍信号频率，可测定相对速度。但是， 用此方法不能测定距离。为此考虑发射频率稍有不同的两个电 波f1和f2，这两个波的反射波的多卜勒频率也稍有不同。 若测 定这两个多卜勒输出信号成分的相位差为ΔΦ，则可利用下式 求出距离r：
第11章 微 波 传 感 器
由 微 波 振 荡 器 产 生 的 振 荡 信 号 需 要 用 波 导 管 （ 管 长 为 10 cm以上，可用同轴电缆）传输，并通过天线发射出去。为了使 发射的微波具有尖锐的方向性，天线要具有特殊的结构。常用 的天线如图11-1所示，其中有喇叭形天线（图（a） 、（b））、 抛物面天线（图（c）、（d））、 介质天线与隙缝天线等。
第11章 微 波 传 感 器
第11章 微 波 传 感 器
11.1 微波概述 11.2 微波传感器的原理和组成 11.3 微波传感器的应用
第11章 微 波 传 感 器
11.1 微波概述
微波是波长为1 mm～1 m的电磁波，可以细分为三个波段： 分米波、厘米波、毫米波。微波既具有电磁波的性质，又不同于 普通无线电波和光波的性质，是一种相对波长较长的电磁波。微 波具有下列特点：
微波温度传感器最有价值的应用是微波遥测，将它装在航 天器上，可以遥测大气对流层的状况，可以进行大地测量与探 矿，可以遥测水质污染程度，确定水域范围，判断植物品种等。
第11章 微 波 传 感 器
工业门用微波红外二合一传感器说明书
12Ti 警告：不遵守适用的说明以及不当地操作设备都可能导致严重或致命的伤害。
警告：不遵守适用的说明以及不当地操作设备都可能导致人身伤害和/或财产损失。
注意：请特别注意带有此符号的部分。
工业门用微波红外二合一传感器原版说明书（译文）概述1安全说明中文395520A 02/20此设备只能由经过训练且符合资格的人员安装和操作。
开始作业之前，请确保已关闭电源。
此设备只能由制造商打开和修理。
此设备只能连接到采用安全电气隔离的低电压保护系统。
时刻注重整体的安全功能，切勿只关注系统的某一部分。
安装员负责进行风险评估及正确安装探测器与系统。
避免碰触任何电子元件。
1.1 制造商声明1. 本产品是设计为安装在墙壁或天花板上并结合工业门一起使用的非接触式探测器。
2. 调节探测器区域的设置时，请确保该区域内没有移动的物体。
3. 接通电源之前，作为预防措施，请检查接线以防止任何会影响与本产品相连之设备的损坏或故障。
4. 只能按照本操作说明所述来使用本产品。
5. 请确保按照产品安装所在国家/地区的适用法律和标准来安装和调节探测器。
6. 如果您要离开安装现场，请确保产品工作正常且安装正确。
请向建筑所有者/操作员说明操作工业门和本产品的正确方式。
7. 只有安装人员或维修技术人员可以更改产品设置。
如果需要更改，则必须在工业门维护手册中记录进行的更改和进行更改的日期。
592883021234[mm]iGoogle Play 和 Google Play 徽标是 Google LLC 的商标。
App Store 是 Apple Inc. 的服务标志。
*B luetooth ® 文字标志和徽标是 Bluetooth SIG, Inc. 拥有的注册商标，BBC Bircher AG 对此类标志的任何使用均已获得许可。
使用 App 之前一旦使用此移动 App ，即表示您同意指定的授权和数据隐私政策，并同意使用智能手机/平板电脑定位信息和 Bluetooth* 功能。
微波传感器的原理及应用
微波传感器的原理及应用1. 微波传感器的基本原理•微波传感器是一种利用微波进行非接触式检测的技术，通过检测微波的变化来获取目标物体的信息。
•微波传感器的工作原理基于微波的反射和吸收特性，当微波射向目标物体时，一部分微波被目标物体吸收，一部分则被目标物体反射回来。
•传感器通过接收反射回来的微波，可以获取目标物体的距离、运动速度、形状等信息。
2. 微波传感器的工作原理解析•微波传感器发射一束微波，这束微波会与目标物体进行交互。
•当目标物体靠近传感器时，微波的反射时间会减少，传感器能够检测到目标物体的距离。
•当目标物体移动时，微波的频率会发生变化，传感器可以通过测量频率变化来检测目标物体的速度。
•传感器还可以通过分析微波的反射图案来获取目标物体的形状信息。
3. 微波传感器的应用领域• 3.1 家庭安防系统–微波传感器可以用于家庭安防系统中，通过检测房间内的微波反射和吸收情况，可以判断是否有陌生人进入房间。
–在出现可疑情况时，传感器可以触发报警系统，保护家庭的安全。
• 3.2 自动门–微波传感器可以用于自动门系统中，当有人靠近门时，传感器可以感知到，并自动打开门。
–这种应用方式方便了行人的进出，提高了门的使用便利性。
• 3.3 车辆避障系统–微波传感器可以用于车辆避障系统中，通过检测前方障碍物的距离和形状，可以帮助驾驶人员避免碰撞。
–这种应用方式提高了车辆行驶的安全性，并减少了事故的发生率。
• 3.4 无人机导航–微波传感器可以用于无人机导航系统中，通过检测周围环境的距离和形状，可以帮助无人机避免障碍物，并自动规划飞行路径。
–这种应用方式提高了无人机的飞行安全性，并提升了导航的准确性。
4. 微波传感器的优势和不足4.1 优势•非接触式检测：微波传感器可以实现非接触式的检测，无需与目标物体直接接触，减少了对目标物体的干扰。
•高灵敏度：微波传感器对微小的变化非常敏感，可以探测到微弱的微波信号，提高了检测的准确性。
FALCON EX 微波传感器产品说明书
FALCON EXMotion Sensor with Explosion-Proof Housingfor Industrial Doors1. Explosion-proof housing2. Microwave sensor3. Adjustable bracketFALCON EX: for normal to high mounting (11.5 - 23 ft) FALCON EXXL: for low mounting (6.5 - 11.5 ft)Specifications are subject to change without prior notice.All values measured in specific conditions.E N G L I S HVisit website foravailable languages of this document.132FALCON EXMounting height: 16 ftFALCON EXWIDEMounting height: 11.5 ftFALCON EXXLMounting height: 8 ft• The sensor must be firmly fastened in order not to vibrate.• The sensor must not be placed directly behind a panel or any kind of material.• The sensor must not have any object likely to move or vibrate in its sensing field. • The sensor must not have any fluorescent lighting in its sensing ←red ←black ←white ←green ←yellow ←→ EURO → green → brown → white → yellow → grayTo access push buttons, you must open the sensor (see image, right):a) Using a hex key, loosen the set screw located on the side of the housing.b) Unscrew the housing cover.Maximum angle (+30° above horizon)Minimum angle (-90° below horizon)European wire color cross-reference:a) Bolt the bracket securely to the wall or other rigid surface.Make sure that the two 5⁄16 - 18 Allen head bolts are loose so that the sensor can rotate freely.b) Rotate the sensor to the appropriate angle for the application. When the bracket rotates, it will click. Every click represents a 7 1⁄2’’ angle adjustment.c) Lock the angle adjustment by tightening the two 5⁄16 - 18 Allen head bolts.Horizontal angle adjustments can be made by loosening the mounting bolts on the base and twisting to the desired angle.MOUNTINGDETECTION FIELD DIMENSIONSWIRINGINSTALLATION TIPSConnect the wires to the door controller. Choose between NO and NC contact.1-6LED flashes quicklyLED flashesLED flashes x times LED is offx = number of flashes = value of parameterFIELD SIZE DETECTION MODE OUTPUTCONFIGURATION HOLD-OPEN TIME DETECTION FILTERA = active output; relay energizes upon detection P = passive output; relay de-energizes upon detectionChoose the correct detection filter for your application with the remote control or push buttons.Detection of all targets(pedestrians and parallel traffic are detected)1 = no specific filter2 = filter against disturbances(recommended in case of vibrations, rain etc.)TO START OR END AN ADJUSTMENT SESSION, press and hold either push button until the LED flashes or stops flashing.TO SCROLL THROUGH THEPARAMETERS, press the right push button.TO CHANGE THE VALUE OF THE CHOSEN PARAMETER, press the left push button.SAVING AN ACCESS CODE:DELETING AN ACCESS CODE:Once you have saved an access code, you always need to enter this code to unlock the sensor.If you forget the access code, cycle the power . For the first minute, you can access the sensor without an access code.©B E A | O r i g i n a l I n s t r u c t i o n s | P L E A S E K E E P F O R F U R T H E R U S E - D E S I G N E D F O R C O L O R P R I N T I N GCan’t find your answer? Visit or scan QR code for Frequently Asked Questions!GeneralTechQuestions:******************************|TechDocs:。
交通流量监测中的传感器技术
交通流量监测中的传感器技术在当今社会，交通流量的监测对于城市的规划、交通管理以及公众的出行都具有至关重要的意义。
而在交通流量监测中，传感器技术发挥着不可或缺的作用。
它就像是交通领域的“眼睛”，为我们提供了实时、准确的数据，帮助我们更好地了解交通状况，做出合理的决策。
传感器技术的种类繁多，每种都有其独特的特点和适用场景。
其中，常见的包括电磁感应传感器、微波传感器、视频传感器以及超声波传感器等。
电磁感应传感器是一种较为传统的交通流量监测技术。
它通过检测车辆通过时对电磁场的干扰来获取交通信息。
这种传感器通常安装在道路下方，当车辆驶过，会引起磁场的变化，从而被传感器捕捉到。
电磁感应传感器的优点是稳定性高、可靠性强，能够准确地检测车辆的存在和通过时间。
然而，它的缺点也比较明显，例如安装和维护成本较高，而且对于车辆的类型和速度的分辨能力相对较弱。
微波传感器则是利用微波的反射和散射原理来监测交通流量。
它可以安装在道路旁的杆子上，向道路发射微波，并接收反射回来的信号。
根据信号的变化，可以判断车辆的数量、速度和车型等信息。
微波传感器具有安装方便、检测范围广的优点，能够同时监测多个车道的交通情况。
但它也存在一些局限性，比如容易受到环境因素（如恶劣天气）的影响，测量精度可能会有所下降。
视频传感器是近年来发展迅速的一种交通流量监测技术。
它通过摄像头拍摄道路上的图像或视频，然后利用图像处理和分析算法来提取交通信息。
视频传感器可以提供非常丰富的信息，不仅包括车辆的数量、速度和车型，还可以监测车辆的行驶轨迹、交通拥堵情况以及交通事故等。
然而，视频传感器对光照条件和图像质量要求较高，数据处理量较大，需要较高的计算能力和存储空间。
超声波传感器则是通过发射和接收超声波来测量车辆与传感器之间的距离和速度。
它通常安装在道路上方或路边，适用于短距离的交通监测。
超声波传感器具有响应速度快、精度高的优点，但检测范围相对较小，容易受到其他声音的干扰。
微波传感器
微波振荡器是产生微波的装置 微波波长很短,频率范围为300MHz～300GHz . 微波振荡器产生的振荡信号需要用波导管,传输， 并通过天线发射出去,常用的天线如图9.2所示.
图9.2 常见微波天线来自微波传感器是用微波特性来检测一些物理量的装置 ; 微波传感器可分为反射式和遮断式两种 (1)反射式微波传感器
图9.3 微波液位计示意图
接收天线接收到的功率Pr为:
Pr
4
2
Pt Gt Gr S 2 4d 2
式中： d——两天线与被测液面间的垂直距离；
Pt——发射天线发射的功率；
Gt——发射天线的增益；
Gr——接收天线的增益；
S——发射天线与接收天线之间的直线距离。
当发射功率、波长、增益均为恒定值时，上式可 改写为:
传感器技术及应用
微波是电磁波的一部分，它与红外光、可见光、 紫外线、X射线、Y射线、及无线电波一起构成整 个无限连续电磁波谱，其波长为1mm～1m，如图 9.1所示
图9.1 电磁波波谱
微波具有如下一些特点:
(1)定向辐射装置容易制造； (2)遇到各种障碍物易于反射； (3)不易产生绕射； (4)传输性好,传输过程中受烟雾、灰尘、强
传感器技术及应用
Pr
4
2
Pt Gt Gr S 2 4d 2
K1 K2 d2
Kl——取决于波长、发射功率和天线增益的常数；
K2——取决于天线安装方法和安装距离的常数
微波物位计
图9.4所示为微波物位计示意图
图9.4 微波开关式物位计
微波测厚仪 图9.5为微波测厚仪原理图
HB100 微波移动传感器 说明书
微波板应用一、自动门启动二、车、房入侵报警三、碰撞预告四、交通、道路监控微波探测传感器简介微波探测传感器应用Doppler Radar 原理，发射一个低功率微波并被反射回的微波频率所替代，替代的微波与发射的微波混合在一起，结果一个低频率的电压从传感器输出。
原理图如下：微波探测传感器的特性：１、非接触式。
２、周围环境：不受热、嗓音、湿度、气流、尘埃等影响，适合恶劣环境。
３、抗干扰。
４、安全。
５、宽范围。
探测范围15-20 米。
更宽的范围亦可能。
微波运动传感器特性:如下参数是在5VDC，CW 工作状态，12K Ω负载，+25℃下测定。
参数 备注 最小值 典型值 最大值 单位频率 1 10．520 10．525 10．530 GHz辐射功率 1 12 15 20 dBmSpurious Emission1 25 μV/m@ 3mSettling Time 3 6 μSec2 100 250 μVp-p Received SignalStrengthNoise 3 5 μVrmsSupply Voltage 4.75 5.00 5.25 VDCCurrent30 40 mA Consumption4 2 3 KHzPulse RepetitionFrequencyPulse Width 4 10 μSec Operating Temp -15 55 ℃Note1: The radiated emissions is designed to meet FCC rules. Note2:The Received SignalStrength(RSS) is measured at the total 2Ways path loss of 93dB. Note3: The noise voltages are measured from 10Hz to 100Hz at theOutput port, inside an Anechoic chamber. Note4: Pulse operation 特点及应用：低功耗//；CW 或Pulse 工作；长探测范围；用于：微波红外运动探测；自动门；灯的控制；速度测试。
微波传感器原理
微波传感器原理
微波传感器原理是利用微波信号的特性来实现非接触式测距和检测的技术。
其原理类似于雷达，但微波传感器通常工作在较低频率范围（1-24 GHz），用于近距离的测距和探测。
微波传感器由发射器和接收器组成。
发射器发出一束连续的微波信号，并将其投射到目标物体上。
当微波信号与目标物体相交时，一部分信号会被目标物体反射回传感器的接收器。
接收器接收到反射回来的微波信号，并将其转换为电信号。
通过分析接收到的信号，可以确定目标物体与传感器之间的距离和速度等信息。
微波传感器的原理是基于多普勒效应。
当目标物体靠近或远离传感器时，反射回来的微波信号的频率也会发生变化。
根据多普勒效应的原理，通过测量频率变化可以确定目标物体的速度。
微波传感器适用于各种场景，例如汽车的倒车雷达、人体检测器等。
由于微波传感器的工作频率较高，其具有较高的分辨率和探测灵敏度，并且对环境的光照和温度变化不敏感。
总结起来，微波传感器利用发射和接收微波信号的原理，通过分析信号的特征来实现对目标物体的测距和探测。
其原理是基于多普勒效应，通过测量频率变化确定目标物体的速度。
该技术在许多领域都有广泛应用，并具有高分辨率和灵敏度等优点。
微波传感器的分类
微波传感器的分类
《微波传感器的分类》
嘿呀，今天咱就来说说微波传感器的分类这档子事儿。
咱先说说反射式微波传感器吧。
就好比有一天我在家，我拿个手电筒照向墙壁，那光“唰”地一下就反射回来了，这就有点像反射式微波传感器的工作原理啦。
它能探测到物体反射回来的微波信号呢。
还有遮断式微波传感器，这让我想起有次我走在路上，突然有个杆子横在路中间，我不就得绕过去或者停下来嘛。
这就好像微波信号被物体给遮住了，它就能察觉到这种变化啦。
另外还有多普勒式微波传感器哦。
哎呀，就像我有次在广场上，看到一群小朋友在那儿跑来跑去，我就能感觉到那种动态的变化。
这就和多普勒式微波传感器能感受到物体的移动速度和方向很像呢。
总之啊，微波传感器的分类就像是生活中的各种不同情况一样，各有各的特点和用处呢。
以后咱再遇到需要探测什么的时候，就知道该找哪种微波传感器啦！哈哈！
你看，我说得是不是挺通俗易懂的呀，希望能让你对微波传感器的分类有更清楚的了解哟！。
微波传感器的工作原理
微波传感器的工作原理一、前言微波传感器是一种非接触式的传感器，它可以通过发射微波信号并接收反射信号来检测物体的存在和位置。
它广泛应用于自动门、智能家居、安防监控等领域。
本文将详细介绍微波传感器的工作原理。
二、微波信号的发射和接收微波传感器通过天线发射微波信号，并通过同一或不同的天线接收反射信号。
在发射端，电源会提供高频电流给天线，使其产生高频电磁场。
这个电磁场会向外辐射，并形成一个电磁波。
在接收端，当这个电磁波遇到物体时，部分能量会被吸收或反射回来。
这些反射的能量会被接收器捕捉，并转换成电信号。
三、微波传感器的调制方式为了提高微波传感器的灵敏度和抗干扰性能，通常采用调制方式来进行信号处理。
常见的调制方式有脉冲调制和连续波调制两种。
1. 脉冲调制脉冲调制是指将不同频率的脉冲信号混合在一起，形成一个复合脉冲信号。
这个复合脉冲信号会被发射器发射出去，并被接收器接收。
接收器会将反射回来的信号与原始信号进行比较，从而得到物体的存在和位置信息。
2. 连续波调制连续波调制是指将高频电磁场连续地向外辐射，形成一个连续的电磁波。
这个电磁波会被发射器发射出去，并被接收器接收。
接收器会将反射回来的信号与原始信号进行比较，从而得到物体的存在和位置信息。
四、微波传感器的工作原理微波传感器的工作原理是基于多普勒效应和反射原理。
当微波传感器向物体发射微波信号时，如果这个物体在运动中，则反射回来的信号频率会有所改变。
这个现象就是多普勒效应。
在多普勒效应中，如果物体朝着微波传感器运动，则反射回来的信号频率会变高；如果物体远离微波传感器运动，则反射回来的信号频率会变低。
通过测量这个频率的变化，微波传感器可以得到物体的运动速度和方向信息。
另外，微波传感器还可以通过反射原理来检测物体的存在和位置。
当微波信号遇到物体时，部分能量会被吸收或反射回来。
这些反射回来的信号会被接收器捕捉，并转换成电信号。
通过分析这个电信号的强度和时间差，微波传感器可以得到物体的存在和位置信息。
微波传感器.
为获得 最大能 量输出
(a )
(b )
(c)
(d )
常用的微波天线 (a) 扇形喇叭天线; (b) 圆锥形喇叭天线;
(c) 旋转抛物面天线; (d) 抛物柱面天线
微波检测器：主要指敏感探头和信号处理设备的集合。用于信号采集和处理。
微波传感器的分类
反射式 微波传感器
遮断式 微波传感器
04
广泛的应用（1）
微波测厚或无损检测
05
广泛的应用（2）
主讲：朱创
在农业方面的应用
生活照明上的应用
雷达感应LED球泡灯的结构基本分为光源、驱动电路、感应模块、散热 装置，造就低能耗、长寿命、高光效和环保的LED球泡灯产品
雷达感应LED球泡灯：利用多普勒原理。 微波感应灯发射高频电磁波（5.8GHz）并 接收他们的回波，此微波感应灯探测回波 内的变化并探测范围内微小的移动。然后 微处理器触发点亮灯具。 信号能透过薄木质门，玻璃板及薄的墙壁。
微波传感器
演讲人： 范 晨 周智鹏 朱 创 孙浩宸 刘智高 孔 彧
01
微波传感器 概述
主讲：范晨
我们要讲
01
微波传感器 概述
02 认识微波
03
组成与分类 04
广泛的应用（1）
05
广泛的应用（2）
06
总结
概 述
微波传感器是利用微波特性来检测一些物理量的器件，它是继超声波、激光、红外和核 辐射等传感器之后的一种新型的非接触式传感器。 该类传感器所检测的物理量包括感应物体的存在、运动速度、距离、角度等信息。
微波影响
微波的早期发展与雷达密切相关：利用微波直线传播的特性，可制成军用的如超远程预警雷达， 相控阵雷达。民用的气象雷达，导航雷达等。 在通信方面，微波的可用频带很宽，信息容量大， 现代移动通信和卫星通信中都在微波波段。 微波是通讯和雷达最主要的频段。日常通讯。电视表演要送到远处播放，需要在地面转接，一 个转接站收到讯号后，再把它放大传送到另一个转接站，最后送到接收地的电视台播放，也可以经 过卫星送到更远的地方。越洋电话、电信也是经过卫星送出讯号，所用的都是微波。 微波对我们的影响非常大。军舰、战机保护我们，是间接的影响，地面通讯是直接的影响，现 在几乎每个人都在拨打手机，就是微波最明显的应用。
微波感应器的原理和应用
微波感应器的原理和应用摘要：微波感应器是一种新型的无线电传感器，其工作原理是利用微波穿透感应物体并反射回来的能量来探测并测量物体的位置、速度、形状等信息。
本文将介绍微波感应器的工作原理，以及其在各个领域的应用。
关键词：微波感应器、无线电传感器、物体探测、位置测量、速度测量、形状测量正文：一、微波感应器的工作原理微波感应器是一种利用微波辐射作为探测信号的无线电传感器。
其原理与雷达较为相似，都是利用微波信号的反射特性进行物体探测。
但是与雷达不同的是，微波感应器是一种被动式无线电传感器，其所用的微波信号一般为10GHz至100GHz的超高频频段，能量较小，不会对物体产生太大的干扰。
微波感应器的工作原理如下图所示：其将发射出去的微波信号洒向探测区域，在探测区域中的任何物体都可以反射这种微波信号，返回到感应器中，被感应器电路所接收。
当物体移动时，感应器可以测量返回的反射信号的频率变化，从而测量物体运动的速度。
当物体形状发生变化时，反射信号的相位也会发生变化，感应器检测到这种变化，并可以计算出物体的形状信息。
二、微波感应器的应用微波感应器在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个代表性的应用：1、安防监控领域：微波感应器可以实时监测周围环境中是否有人或物体进出，可以用于室内外的监控系统中，帮助提高安全性。
2、智能家居领域：微波感应器可以用于测量家居中的物体位置和运动状态，如灯光、温度、门窗等，可以实现智能控制。
3、医疗保健领域：微波感应器可以用于身体健康监测，如测量心跳、呼吸等生理参数，实时反馈给医生，帮助提高诊断准确率。
4、交通管理领域：微波感应器可以用于车辆和行人的流量统计、交通状况分析等，可以帮助城市交通管理部门做出更好的决策。
综上所述，微波感应器在无线电传感器领域中有广泛的应用前景，可以在安防监控、集成家居、医疗保健、交通管理等领域发挥重要作用。
三、微波感应器的优点1、测量精度高：微波感应器可以测量物体的位置、速度、形状等信息，精度非常高，可以满足各种场景的实时监测需求。
微波传感器
传感器综述1、微波传感器微波传感器是继超声波、激光、红外等传感器之后的一种新型非接触传感器。
微波是波长介于红外线和雷达波之间的电磁辐射，频率在1010Hz 和1011Hz 之间，具有电磁波的性质，广泛应用于通信、传感、雷达、导弹制导、遥感、射电等方面[1]。
近年来,国外利用微波频段电磁波的特性,研制生产了大量用放非电参量的检测和无损伤探测方面的微波传感器,工作十分引人注目 [2]。
在很多方面显示出优越性，一般可以概括为以下几方面[3]：1、测量具有不接触、非破坏性,因而可以进行活体检测,大部分测量不需要取样。
2、快速性、灵敏度高,捕捉信息几乎不需要时间,可以进行在线检测、动态检测和适时处理,进而实现动态自动控制。
3、能够适应恶劣环境下的检测。
如4、高温、高压、有毒、放射性环境以及恶劣5、天气、人所不能及之处等等。
长期以来,传感器的电检测技术基本上局限于低频和光频两个频段并从集总电路参数和电压、电流的观点来研究各种传感器的性能,很少使用它们之间的微波频段并从电磁波的角度来研究传感器。
随着这一领域的开拓和发展,不仅为传感器增加了新的分支和新的品种,而且也为微波半导体器件和微波集成电路开辟了新的应用前景[4]。
1.1、微波传感器原理电磁波包括的频谱范围极宽,它们的特性因频率不同而各异。
微波是频率很高的电磁波,它的低端频率为300MHz,高端可达300GHz。
微波具有一系列特性,用来进行非电参量的无损检测是很合适的[5]。
首先,微波具有似光性。
例如,微波具有良好的定向辐射性能,在自由空间沿直线传播且速度等于光速,在反射、折射、绕射、散射、干涉时遵循与光同样的物理定律。
其次,微波能够穿透大多数非金属材料,包括许多对光波来说是不透明的材料。
并且与这些材料的分子相互作用,从内部不均匀处产生反射、散射。
第三,微波遇到良导体时几乎全部反射,良导体在微波频率的趋肤深度仅几微米。
第四,介质对微波的吸收正比放介质的介电系数。
微波遥感传感器
WindSat(Coriolis) 1.8 830 1025 2003.1
3.微波遥感检测
高光谱遥感监测
GIS检测
SSM/I(DMSP) 0.6 830 1400 1987.7
IKAR-P(Mir-Priroda) 0.7 400 680 1996.4
T
相关参数：
波段：C波段（C3.8-7.5cm 8000-4000mhz）
极化：VV（入射波和散射波均为垂直极化）
空间分辨率：30m
扫描振幅：100km
发射日期：1991.7
3）加拿大发射的 RADARSAT-1载有的合成孔径雷达（SAR）
相关参数：
波段：C波段（C3.8-7.5cm 8000-4000mhz）
极化：HH
空间分辨率：10m
扫描振幅：100-170km
发射日期：1995.11
4）俄国发射的Almaz-1 载有的合成孔径雷达（SAR）
相关参数：
波段：S波段（C3.8-7.5cm 8000-4000mhz）
极化：HH
空间分辨率：13m
扫描振幅：2x172km
1.主动微波传感器:
真实孔径雷达、合成孔径雷达、雷达高度计和微波散射计。
如：1）美国NASA发射了Seasat卫星载有四个微波传感器：测量海表地形的雷达高度计（ALT），测量海上风速和风向的Seasat-A卫星散射计（SASS），
测量海表信息、极地冰盖、海岸区域的合成孔径雷达（SAR），测量海表风速、海表温度、大气水汽、降雨、冰盖的多通道扫描微波辐射计（SMMR）。
微波传感器的工作原理
微波传感器的工作原理
微波传感器的工作原理是利用微波信号的特性来检测目标物体的存在与否。
微波传感器通常由发送器和接收器两部分组成。
发送器会发射出特定频率的微波信号，这些微波信号会以一定的速度传播，当遇到目标物体时，部分微波信号会被目标物体反射或散射。
接收器会接收到被目标物体反射或散射的微波信号，然后将信号转化为电信号进行处理。
通过测量接收信号的强度、时间延迟和频率变化等参数，微波传感器可以判断目标物体的位置、距离、速度等信息。
微波传感器的工作原理可以基于多种技术，常见的包括连续波雷达(CW Radar)和脉冲雷达(Pulse Radar)。
连续波雷达发送连续的微波信号，通过监测接收信号的频率变化来判断目标物体的移动状态；脉冲雷达则以脉冲的形式发送微波信号，通过测量脉冲与返回脉冲之间的时间延迟来计算目标物体与传感器之间的距离。
微波传感器在许多应用中都有广泛的应用，例如自动门、安防系统、智能家居等。
这是因为微波信号能够穿透一些非金属材料，而且受到环境因素的影响相对较小，具有较高的准确性和可靠性。
微波雷达传感器原理
微波雷达传感器原理宝子们！今天咱们来唠唠一个超酷的东西——微波雷达传感器。
你可能在好多地方都听到过这个名字，但是它到底是咋工作的呢？这可就有趣啦。
微波雷达传感器啊，就像是一个超级敏锐的小卫士。
它主要是利用微波来探测周围的情况。
那什么是微波呢？微波其实就是一种电磁波啦，它的波长比我们平常听收音机的无线电波短一些，但是又比红外线长一些。
这微波就像一个个小小的能量精灵，在空间里跑来跑去。
微波雷达传感器里面有个发射机，这个发射机就像一个小喇叭，不过它发射的不是声音，而是微波信号哦。
这个小喇叭可厉害啦，它不停地把微波信号发射出去，就像把一群小信使派到周围的空间里去打探消息。
这些微波信号就会在周围的空间里传播开来，碰到东西就会有反应。
当微波信号碰到一个物体的时候，就像小信使遇到了阻碍。
这时候啊，微波就会被反射回来。
就好比你扔出一个小皮球，皮球碰到墙就弹回来了一样。
而传感器里还有个接收机呢，这个接收机就像一个小耳朵，专门等着接收这些被反射回来的微波信号。
那这个接收机接到这些反射回来的微波信号之后又干啥呢？它就开始分析这些信号啦。
比如说，它可以根据反射回来的微波信号的强度、频率的变化等等来判断这个物体离自己有多远。
如果反射回来的信号很强，那就说明这个物体离得比较近；要是信号比较弱呢，那物体可能就离得远一些。
这就像我们听声音一样，如果声音很大，那发出声音的东西可能就在身边；声音小的话，东西就离得远啦。
而且啊，微波雷达传感器还能知道这个物体是在动还是静止的呢。
如果这个物体是在动的，那么反射回来的微波信号的频率就会发生变化，这个现象就叫做多普勒效应。
这就好比你站在路边，听到一辆汽车开过来的时候，汽车喇叭的声音会变高，汽车开过去之后声音又变低了。
微波雷达传感器就是利用这个原理来判断物体是不是在动的。
你看啊，在我们的生活中，微波雷达传感器可有用啦。
像在一些自动感应的门那里，它就像一个聪明的小门卫。
当有人靠近的时候，微波雷达传感器发射出去的微波被人体反射回来，它一检测到，就知道有人来啦，然后就通知门自动打开。
微波传感器的检测原理
微波传感器的检测原理
微波传感器是一种利用微波信号进行探测的传感器，它广泛用于物品检测、人体检测、车辆检测等方面。
微波传感器的检测原理是通过向目标发射微波信号，接收反射后的信号，再根据信号的变化来判断目标是否存在或者移动方向、速度等。
微波传感器发射的微波信号通常是一种高频电磁波，具有较高的穿透力和波长。
当这
些信号遇到物体时，会部分被反射或吸收，然后传回传感器，再被接收器接收并进行处
理。
微波传感器类似于雷达，只不过其发送的微波信号的功率比雷达低，其频率通常在
1G~100G范围内。
微波传感器与雷达的不同之处在于其接收器对信号的处理方式。
微波传
感器通常将接收到的信号进行运算和处理，以便更好地检测目标物体的位置、速度、方向
等信息。
微波传感器的探测距离和探测角度取决于其发射功率和接收器的灵敏度。
通常情况下，微波传感器可以探测到几米甚至数十米之外的物体，并且其探测范围通常是一个圆形或扇
形区域。
此外，由于微波信号短波长，其抗干扰性能也比较强，能够在恶劣环境下保持稳定。
微波传感器的应用范围非常广泛，可以用于自动门、车辆安全、防盗系统、楼道照明
等方面。
通过对微波传感器的了解，我们可以更好地了解其检测原理，并且明白其在实际
使用中的应用场景。
检测技术项目十三微波传感器应用
△LA——被测物厚度变化△h后引起的测量臂行程长度变化值； △h——被测物厚度变化； △S——补偿短路器位移值。
检测技术
微 波 传 感 器 应 用
五、微波辐射计(温度传感器)
普朗克公式在微波领域可近似为
L0 (,T )
2CkT
微波的性质：微波既具有电磁波的性质，又与普通无线电波和 光波不同，是一种相对波长较长的电磁波。
微波特点： ① 可定向辐射的装置容易制造； ② 遇到各种障碍物易于反射； ③ 绕射能力差； ④ 传输特性好，传输过程中受烟雾、火焰、灰尘、强光的影 响很小； ⑤ 介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的 吸收作用最强。
现遥测和遥控； ⑤ 可实现非接触测量，微波无显著辐射公害。
存在的问题：
零点漂移和标定未得到很好的解决，受外界因 素的影响较多。
检测技术
微 波 传 感 器 应 用
一、微波液位计
接收天线接收到的功率Pr，为
Pr
( )2 4
Pt Gt Gr S 2 4d 2
式中: d——两天线与被测液面间的垂直距离；
检测技术
微
二、微波传感器的组成
波
传 感 器 应
微波发射器(即微波振荡器) 微波天线 微波检测器
用
检测技术
微 波 传 感 器 应 用
1．微波振荡器及微波天线
微波振荡器：产生微波的装置。 构成微波振荡器的器件：调速管、磁控管、固态器件、
体效应管。 天线：微波振荡器产生的振荡信号通过天线发射出去。 常用的天线：喇叭形天线、抛物面天线、介质天线、隙
4 ( f 2 f1 )
(11-7)
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传感器综述
1、微波传感器
微波传感器是继超声波、激光、红外等传感器之后的一种新型非接触传感器。
微波是波长介于红外线和雷达波之间的电磁辐射，频率在1010Hz 和1011Hz 之间，具有电磁波的性质，广泛应用于通信、传感、雷达、导弹制导、遥感、射电等方面[1]。
近年来,国外利用微波频段电磁波的特性,研制生产了大量用放非电参量的检测和无损伤探测方面的微波传感器,工作十分引人注目[2]。
在很多方面显示出优越性，一般可以概括为以下几方面[3]：
1、测量具有不接触、非破坏性,因而可以进行活体检测,大部分测量不需
要取样。
2、快速性、灵敏度高,捕捉信息几乎不需要时间,可以进行在线检测、动
态检测和适时处理,进而实现动态自动控制。
3、能够适应恶劣环境下的检测。
如
4、高温、高压、有毒、放射性环境以及恶劣
5、天气、人所不能及之处等等。
长期以来,传感器的电检测技术基本上局限于低频和光频两个频段并从集总电路参数和电压、电流的观点来研究各种传感器的性能,很少使用它们之间的微波频段并从电磁波的角度来研究传感器。
随着这一领域的开拓和发展,不仅为传感器增加了新的分支和新的品种,而且也为微波半导体器件和微波集成电路开辟了新的应用前景[4]。
1.1、微波传感器原理
电磁波包括的频谱范围极宽,它们的特性因频率不同而各异。
微波是频率很高的电磁波,它的低端频率为300MHz,高端可达300GHz。
微波具有一系列特性,用来进行非电参量的无损检测是很合适的[5]。
首先,微波具有似光性。
例如,微波具有良好的定向辐射性能,在自由空间沿直线传播且速度等于光速,在反射、折射、绕射、散射、干涉时遵循与光同样的物理定律。
其次,微波能够穿透大多数非金属材料,包括许多对光波来说是不透明的材料。
并且与这些材料的分子相互作用,从内部不均匀处产生反射、散射。
第三,微波遇到良导体时几乎全部反射,良导体在
微波频率的趋肤深度仅几微米。
第四,介质对微波的吸收正比放介质的介电系数。
水的介电系数较大,对微波的吸收很强。
第五,当微波被运动物体所反射时,微波的频率会变化。
其频率变化的大小与运动物体的速度有关[6]。
1.2、微波检测的方法
微波传感器被大量应用在无损检测的过程中。
微波无损检测的方法主要有穿透法、反射法、散射法、干涉法、断层法[7]。
1、微波穿透法一般利用微波信号源产生扫频波信号或者脉冲调制
波信号。
由于透射波的幅度相位等参数可以反映被检测材料内部的状
况，所以可以依据这些参数的变化进行对待检测材料的鉴定。
2、微波穿透法一般利用微波信号源产生扫频波信号或者脉冲调制
波信号。
由于透射波的幅度相位等参数可以反映被检测材料内部的状
况，所以可以依据这些参数的变化进行对待检测材料的鉴定。
检测系
统如下图所示：
图1 系统框图
3、反射法是利用被检试件表面和内部所反射的微波对试件进行检
测的方法。
反射计系统的微波信号由微波信号源产生，以通过调节可
变衰减器进而对输出功率的大小进行控制。
定向耦合器主要实现按照
特定的比例对入射波和反射波进行采样的功能。
检波器实现转换微波
信号的功能，因为一般指示仪器只能工作在直流信号或者低频信号环
境下。
4、散射法检测系统所采用的收发传感器可以依据信号强弱进行角
度的调整，通过对微波信号源输出的信号与检波器接收信号进行对比，
确定所测试的产品的散射特性，进而对待测件的内部缺陷进行评估。
5、驻波干涉法检测系统主要是用驻波测量线测量驻波的幅度以及
相位的相对变化。
微波信号源的频率范围为12.4GHz-18GHz。
收发两
用探头不接触试件表面，如果被检测的材料发生物理或者化学变化，
将引起驻波幅度或者相位的相应变化。
微波全息技术也属于微波干涉
检测法的范畴，这是一种结合了光学全息照相术的方法。
6、微波计算机断层成像技术是当下新兴发展起来的微波检测技术。
断层成像技术是一种不破坏物体构造的成像技术，在待检测物体的外
部对某个物理量的一维投影进行获取，将一维投影重建成为无重叠的
二维图像，这样得到一系列二维图像之后，即可构建待测物体的三维
图像。
2、网络分析仪
矢量网络分析是通过测量元件对频率扫描和功率扫描测试信号幅度与相位的影响,来精确表征元件特性的一种方法。
矢量网络分析仪能对有源器件和无源器件如放大器、混频器、双工器、滤波器、耦合器和衰减器的特性进行表征,对每个端口的输入特性到其他端口的转移特性进行测量的能力,可以为设计人员在对大型系统配置元件时提供充分的依据[8]。
因此,矢量网络分析仪是微波网络设计和测量最重要的测量仪器之一,已成为微波测量中必不可少的测量仪器,得到了非常广泛的应用。
2.1、基本原理
矢量网络分析仪是由激励信号源、S参数测量装置(信号分离电路)、幅相接
收机的有机结合[9]。
微波合成扫频信号源产生可以到毫米波段的激励信号,经信号分离电路分离
出DUT(被测件)的入射信号R、反射信号A和传输信号B,采用采样变频技术将上述微波信号转换成固定的中频信号,进行幅度和相位关系的测量。
在频率变换过
程中,采用系统锁相技术,以保证被测网络的幅度信息和相位信息不被丢失,包含
被测网络幅度信息和相位信息的第一中频信号经中频处理电路变成为第二中频
信号,由A/D转换器转换为数字信号,内部计算机和DSP(数字信号处理器)从数字
信号中提取DUT的幅度信息和相位信息,通过比值运算求出DUT的S参数。
S 参数是微波射频领域的一种重要参数形式。
它可以有效的且全方位的表示出一个器件或者网络的性能指标。
S 参数能够量化的表示出一个器件或者网络的反射系数、传输系数，而且它不但能够表示出它们的标量信息，还能够将它们的矢量信息表示出来。
在一个微波射频系统中，如果能够得到所有部件的S参数，那么就可以利用S参数将整个系统性能进行计算模拟。
同样也可以将这些S参数的数据带入电路仿真工具中使用。
2.2、误差分析
矢量网络分析仪系统主要存在三种误差[10]。
第一种是可以被预测和测量的误差，它们被称为系统误差。
在单端口的矢量网络分析仪中它主要表现为三部分，分别是内部信号分离器件的最大隔离度即内部定向耦合器的最大方向性，射频输出端口的匹配即与被测器件连接的测量端口的电压驻波比，最后是射频激励源信号通过射频通道电路转换为中频信号过程中的电路损耗。
这三部分误差都可以通过测量得到并且采用矢量网络分析仪的误差校准均可以得到有效的消除。
第二种误差是不可预测和测量的，它们被称为随机误差。
这部分误差即使对矢量网络分析仪进行误差校准，也不能得到消除。
例如，在将被测器件与网络分析仪连接时，连接器未能完全连接；使用时间超过了网络分析仪的使用寿命，内部元器件老化产生了性能下降等。
第三种误差被称为漂移误差，这类误差也是可以通过误差校准消除的。
它产生的原理是网络分析仪系统在工作一定时间后，仪器内部温度变化，已经通过误差校准消除的三部分系统误差中一部分或者全部发生了漂移。
这时就需要对矢量网络分析仪重新进行误差校准。
所以它的产生取决于仪器内部各个部件的工作稳定性。
参考文献：
[1]杨中兴, 冯珊珊, 王文魁,等. 微波传感器及其应用研究[J]. 电子技术与软件工程, 2015(11).
[2] 云振新. 微波传感器及其应用[J]. 半导体技术, 1994(5):53-59.
[3] 唐萌圣. 微波传感器的应用与发展[J]. 传感器与微系统, 1990(5):1-5.
[4] 刘兴术. 微波传感器[J]. 仪器仪表与分析监测, 1987(2):18-21.
[5] 武光杰. 微波传感器:, CN 201464644 U[P]. 2010.
[6] 赵克玉, 许福永. 微波传感器及其应用[J]. 电测与仪表, 1991(10):45-49.
[7] 雷洁. 金属表面缺陷的微波无损检测研究[D]. 西安电子科技大学, 2014.
[8] 赵伟. 多端口矢量网络分析仪校准技术研究[D]. 南京航空航天大学, 2011.
[9] 谷歆海. 网络分析仪的工作原理及在测量领域的应用[J]. 信息化研究, 2008, 34(7):15-18.
[10]周浩波. 便携式单端口矢量网络分析仪射频通道电路的设计与实现[D]. 电子科技大学, 2014.。