5.8GHz微波接收机电路设计
5.8G雷达微波感应模块
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November 2016
New Product
Module Picture
感应模块
AM5805
5.8G 雷达微波感应模块
处理模块
Electrical Characteristics (@TA = +25°C, unless otherwise specified.)
Symbol VDD IQ fOSC
本模块包含两个部分：感应模块和处理模块。感应模块检 测物体的移动，产生微弱的 IF 信号；处理模块接收到 IF 信号后，进行滤波放大处理后，输出逻辑电平。
AM5805 主要应用于 LED 节能照明、自动 门控制开关、 工业自动化控制，室内外安全防范系统、ATM 自动提款 机的自动录像控制系统、 野外安全警世等场所。
TA VOH VOL
Parameters 工作电压
功耗
微波频率 发射功率 探测距离 探测角度 工作温度 输出高电平 输出低电平
Test Conditions
Min Max Max
5.5
5
15
白天
VDD=8V
2
黑夜
VDD=8V
27
VDD=5.5V to 15V
5.725 5.8 5.875
0.2
10
360
Typical Application Circuit（LED 感应等）
Description
AM5805
5.8G 雷达微波感应模块
AM5805 微波感应模块是利用多普勒雷达(Doppler Radar) 原理设计的微波移动物体 探测器，微波频率 5.8GHz+75MHz ，直接输入直流电压即可工作，同时输出逻辑高低 电平。
5_8GHz微波接收机电路设计
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混频器
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低噪声 放大器
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带通 滤波器
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前置中频 放大器
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数据 中频放大 处理 和 /?(@ 解调电路
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微波接收机的设计
微波接收机的设计
首先，微波接收机的频率范围是设计的关键因素之一、由于微波信号是指频率高于1GHz的电磁波信号，因此微波接收机需要能够接收和处理高频的信号。
设计者需要选择合适的放大器和滤波器来适应所需的频率范围。
其次，灵敏度是微波接收机设计中另一个重要的指标。
灵敏度表示接收机能够检测到微弱微波信号的能力。
提高微波接收机的灵敏度可以通过选择高增益的放大器和低噪声系数的元件来实现。
带宽是微波接收机设计中需要考虑的另一重要因素。
带宽表示接收机可以处理的频率范围。
为了能够接收到不同频率范围内的微波信号，设计者需要选择合适的滤波器和频谱分析器来确保接收机能够满足所需的带宽要求。
线性度是微波接收机设计中需要考虑的另一重要指标。
线性度表示接收机能够在输入信号变化时保持输出信号的精确度。
为了提高微波接收机的线性度，设计者需要选择高线性度的放大器和控制电路。
最后，微波接收机的抗干扰性也是设计过程中需要考虑的重要因素。
微波信号易受干扰，因此设计者需要选择合适的滤波器和干扰抑制电路来减少干扰对接收机的影响。
综上所述，微波接收机的设计需要考虑诸多因素，包括频率范围、灵敏度、带宽、线性度和抗干扰性等。
设计者需要选择合适的放大器、滤波器和控制电路来满足所需的设计要求。
通过合理的设计，可以获得高性能的微波接收机，以满足各种应用需求。
一种新型5.8ghz微波传感器用分支线电桥混频器的制作方法
一种新型5.8ghz微波传感器用分支线电桥混频器的制作方法
制作一种新型5.8GHz微波传感器，采用分支线电桥混频器的
制作方法的步骤如下：
1. 首先，准备所需材料和器件，包括分支线电桥混频器的器件、微波传感器的天线、电路板等。
2. 在电路板上设计并绘制出分支线电桥混频器的电路布局，并按照标准进行划线和标注，以便后续的焊接和连接。
3. 将分支线电桥混频器器件正确地焊接在电路板上，确保器件的引脚正确与电路板上的接触，注意避免引脚错位或焊接不牢固。
4. 连接其他所需器件，如微波传感器的天线。
将天线正确地焊接在电路板上，并确保其与分支线电桥混频器的引脚正确连接。
5. 完成焊接后，使用测量仪器对制作的电路进行测试和调试。
检查电路的连接是否正常，信号的传输是否稳定，以及相应的信号频率是否正常。
6. 进行最终的封装和装配。
将电路板放入适当的外壳中，并确保电路板与外壳的连接紧固可靠，以保护电路免受外界环境的干扰和损坏。
7. 进行最终的性能测试和验证。
将制作好的5.8GHz微波传感
器连接到测试设备，对其进行验证和性能测试，确保其能够正
常工作，并符合设计要求。
需要注意的是，在制作过程中，应注意保持清洁环境，确保操作的准确性和稳定性，以获得高质量和可靠性的产品。
此外，在电路设计和制作过程中，还应遵循相关的安全规定和标准，以确保操作的安全性。
5.8GHz微波接收机电路art计
5.8GHz微波接收机电路art计5.8GHz微波接收机电路art计摘要：提出了一种5.8GHz微波接收机电路设计方案，针对系统标准给定的要求，提出了接收机系统设计的原理和方法，介绍了具体电路设计，给出了实验结果和分析。
关键词：DSRC噪声系数灵敏度动态范围混频器DSRC作为一种专用的无线短距通信协议，主要针对固定于车道或路侧的路侧单元(RSU)与转载于移动车辆上的车载单元(OBU)之间的通信接口规范。
本文采用广泛使用的被动式欧洲DSRC标准，其主要技术指标如下：工作频率为5．8GHz，下行数据为FMO编码，速率为500kbps，调制方式为幅度(AM)调制；上行数据为NnZI编码，速率为250kbps，调制方式为2MHz或1．5MHz副载波的二进制相移键控(BP5K)调制，数据误码率为10-6。
图l为DSRC通信系统工作模式。
它采用半双工的通信模式，主要有两种工作方式：下行和上行方式。
当在下行方式时，RSU为发射模式，而OBU为接收模式，RSU发射以AM调制方式把调制信号FAM加到5．8GHz的载波频率F0上。
当在上行方式时，RSU为接收模式，而OBU为发射模式，RSU发射连续的j．SCHz载波FO给OBU，并与OBU中的2MHz或1．5MHz 的副载波BP5K调制信号Fm混频后，再通过天线反射回R5U上的接收机进行同步解调。
本文针对DSRC通信系统给定的要求，提出了一套含OBU和RSU 的频率为5．8GHz的微波接收电路，具有灵敏度高、动态范围大等特点，并在最后介绍了系统的实验情况。
图11设计原理1．1接收系统的作用距离和灵敏度估算OBU的下行唤醒作用距离为：(1)式中，λ=载波的波长=5cm；po=RSU发射机的功率输出=18dBm；Gt为RSU的天线增益：13dB；Gr=OBU的天线增益=6dB；Ls=车辆挡风玻璃造成的损耗=-5dB；Smin=OBU的唤醒灵敏度=-40dBm。
因此可求得OBU的下行唤醒作用距离在15m左右。
微波电路设计
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微波电子线路-西安电子科技大学5
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八毫米开腔用于弹道靶尾迹电子密度测量
西安电子科技大学
微带分支线本振反相
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八毫米开腔用于弹道靶尾迹电子密度测量
西安电子科技大学
波导正交场 可以看出，信号功率同相等幅加于二管。本振功率等幅反相加于 二管本振场和信号场是互相垂直的，名曰正交场。该混频器频带宽， 隔离好。 波导魔 T
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八毫米开腔用于弹道靶尾迹电子密度测量
单平衡混频器:电路不复杂,性能好、应用最广泛。 双平衡混频器:电路复杂、性能优越、在要求很高的场合应用。 镜频回收混频器:新技术电路要精心设计、制作、调试。 以上电路中前三种电路都是镜像匹配混频器,重点掌握双管单平衡混频
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八毫米开腔用于弹道靶尾迹电子密度测量
西安电子科技大学
器电路形式、原理、分析与设计。 二、 单端混频器电路 典型的微带单端平衡混频器电路 如右图所示,信号和本振经定向耦合器加于肖特基管上,定向耦合器的 耦合度一般取 10db 左右， 太强了,信号损失严重、 太弱了本振功率要求太高. 管子前面的相移段使管子复数阻抗变成纯电阻再经 驻波比,管子后面
其中中频电流成分为
i01 = g1Vs cos(ω s − ω L )t = g1Vs cos ω 0t i02 = g1Vs cos(ω s − ω L + π )t = − g1Vs cos ω 0t
总输出中频电流为 i0 = i01 − i02 = 2 g1Vs cos ω 0t 对随同本振进入的噪声 u1n = Vn cos ω nt
西安电子科技大学
2
π
2
型 ( 90o ) 移相型平衡混频器 这种混频器的输入端是一个分交电桥，加到两管上的信号相位差为 。
π
2
迈睿科技5.8Ghz微波感应技术应用在灯具上
5.8Ghz微波感应技术应用在灯具上：
一、被动式—人管灯
旋钮调节、液晶面板触摸、金属外壳触摸、红外遥控、蓝牙WIFI遥控、手机APP遥控Dali系统控制、Zigbee系统控制，只能称之为：可以被智能& 被遥控
二、智能式—无需要人控制，智能感应
声控开关：噪音、鸣笛、打雷;成本低、寿命短
红外开关：体温和环境温差实现，安装必须外露、成本低、寿命短、
受户外温度致命影响、目前无法做到IP65。
微波雷达：多普勒工作原理、对环境要求低、寿命长、
性能稳定、成本略高、产品可以内置、可以外置、可以做到IP65 。
多普勒工作原理：
微波感应是运用多普勒效应原理，利用多普勒效应原理进行移动信号探测，例如人体、车辆的移动!利用探测移动信号，进行信号检测、处理、放大、从而控制继电器去控制其他电器产品的通断及调光控制。
微波信号可穿透门、玻璃板及墙壁进行探测。
我们的微波感应就是内置这种感应模块，从而达到自动关断及调光功能，通俗来讲，就是通过微波模块发射的信号，检测到物体移动后反射回来一个信号，通过分析这个信号来激发感应器工作，见下图。
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5.8GHz微波接收机电路设计蓝庆华姜福广邓洪波1 时间:2008年09月04日字体: 大中小关键词:动态范围噪声系数带通滤波器混频器本振摘要:提出了一种5.8GHz微波接收机电路设计方案,针对系统标准给定的要求,提出了接收机系统设计的原理和方法,介绍了具体电路设计,给出了实验结果和分析。
关键词: DSRC 噪声系数灵敏度动态范围混频器DSRC作为一种专用的无线短距通信协议,主要针对固定于车道或路侧的路侧单元(RSU)与转载于移动车辆上的车载单元(OBU)之间的通信接口规范。
本文采用广泛使用的被动式欧洲DSRC标准,其主要技术指标如下:工作频率为5.8GHz,下行数据为FM0编码,速率为500kbps,调制方式为幅度(AM)调制;上行数据为NRZI编码,速率为250kbps,调制方式为2MHz或1.5MHz副载波的二进制相移键控(BPSK)调制,数据误码率为10-6。
图1为DSRC通信系统工作模式。
它采用半双工的通信模式,主要有两种工作方式:下行和上行方式。
当在下行方式时,RSU为发射模式,而OBU 为接收模式,RSU发射以AM调制方式把调制信号F_AM加到5.8GHz的载波频率F0上。
当在上行方式时,RSU为接收模式,而OBU为发射模式,RSU发射连续的5.8GHz载波F0给OBU,并与OBU中的2MHz或1.5MHz的副载波BPSK调制信号Fm混频后,再通过天线反射回RSU上的接收机进行同步解调。
本文针对DSRC通信系统给定的要求,提出了一套含OBU和RSU的频率为5.8GHz的微波接收电路,具有灵敏度高、动态范围大等特点,并在最后介绍了系统的实验情况。
1 设计原理1.1 接收系统的作用距离和灵敏度估算OBU的下行唤醒作用距离为:(1)式中,λ=载波的波长=5cm;P0=RSU发射机的功率输出=18dBm;G t为RSU的天线增益=13dB;G r=OBU的天线增益=6dB;L s=车辆挡风玻璃造成的损耗=-5dB;S min=OBU的唤醒灵敏度=-40dBm。
因此可求得OBU的下行唤醒作用距离在15m左右。
OBU接收到的功率,经OBU的BPSK副载波调制后,再发射回RSU接收机,故接收功率为:(2)式中,L b为OBU的副载波调制和转发损耗,约为-6dB;R为上行链路时OBU与RSU接收机的距离。
所以当R为5m～11m的正常通信范围时,RSU接收机射频端的动态起伏为-84dBm～-97dBm,RSU接收机灵敏度必须<-97dBm。
1.2 RSU接收机的总体设计本系统为微波反射式系统,OBU反射RSU发射机的载波作为上行发射载波?熏故RSU接收机的RF信号与本振LO信号相同。
所以本接收机采用零中频接收方案设计,因为上行副载波BPSK 调制信号是双边带调制,它的频谱位于载频的两边,故不需要镜频抑制。
如图2所示,RSU接收机主要由射频带通滤波器、低噪声放大器、混频器、中频带通滤波器和中频放大及BPSK解调电路组成。
针对系统对接收机的要求,在接收机设计中,主要注重以下几个方面:接收机的噪声系数设计、接收机的大动态范围设计、接收机微波无源部件的准确设计。
考虑其全面的性能,在具体电路设计中,必须均衡设计各级的噪声系数、功率增益,保证各个无源部件的准确性,合理分配部分电路的指标,以达到系统对接收机的要求。
1.3 RSU接收机的灵敏度对于相干解调的BPSK信号的比特误码率BER为:(3)式中,S/N为输入信号的信噪比。
因此,为了获得10-6或更少的数据误码率,中频放大器端的信噪比必须大于10.5dB。
而RSU接收机所需的信号功率可表示为:(4)式中,k=波尔兹曼常数,T=室温(290K),B=中频带宽=1MHz?熏NF=RSU中频放大器前端的噪声系数,S/N为中频放大器输入端信噪比>10.5dB。
RSU中频放大器前端的噪声系数为:(5)式中,NF1=1/G1=射频带通滤波器插入损耗=2dB,NF2=低噪声放大器噪声系数=2.1dB,NF3=混频器单边噪声系数=5dB,G2=低噪声放大器增益=24dB(见图2)。
G3=混频器的增益=-8dB,NF4=中频带通滤波器噪声系数=3dB。
当S/N为最小所需信噪比(10.5dB)时,可求得RSU接收机的灵敏度为:故可以满足系统的设计要求。
1.4 RSU接收机的动态范围动态范围是指以某种方式降低接收机性能的较强带外信号电平与极微弱信号之比。
通常考虑的弱信号就是接收灵敏度。
动态范围通常有两种表现方式,即用1dB增益压缩表示的单音动态范围和三阶互调表示的双音动态范围。
本接收系统中,主要考虑单音动态范围。
RSU接收机总的三阶互调输入截断点(IP3)3为:(6)式中,(IP3)1=射频带通滤波器的IP3=∞,(IP3)2=第一级LNA的IP3=15dBm,(IP3)3=第二级LNA的IP3=23dBm;(IP3)4=混频器的IP3=14dBm;G i为以上各级的增益,其中G2=15dB,G3=9dB,两级共24dB,其他增益值如图2所示。
故可求得:得(IP3)0=-8dBm。
一般而言,1dB输入压缩点P1dB-in要比三阶互调截断点约低10dB,所以RSU接收机总的P1dB-in 约为-18dBm,故接收端动态范围为-99dBm～-18dBm。
本系统正常通信时接收端工作信号范围为-97dBm～-84dBm,但因为发射机的输出功率为18dBm,而收发天线之间的隔离度>38dB,考虑发射的强信号耦合,则接收机收到的最大信号P max=(18-38)dBm=-20dBm。
故实际接收射频信号端动态范围为-97dBm～-20dBm。
显然,RSU接收机的动态范围满足系统的要求。
1.5 RSU接收机的微波部件设计、仿真和制作射频带通滤波器采用耦合微带线三级级联方式,结构紧凑,寄生通带的中心频率较高,适用频带范围大。
图3为带通滤波器仿真的S21和S11参数图,带通滤波器3dB带宽为5.65GHz～5.95GHz,在5.3GHz和6.3GHz带外频率点处衰减>20dB。
实际测试的带内插损S21比仿真设计的要大1～2dB,这是因为滤波器相对频带仅为4%左右,此时耦合线的辐射损耗对Q值影响大,导致带内衰减加大。
扇形线应用于微波有源器件的直流偏置电路中,它与隔直电容一起确保直流偏置与射频信号的隔离。
扇形的长度和连线长度都为中心频率1/4波长左右,连线一般作成弯曲的形式,便于对其长度进行微调,夹角为45°。
如图4扇形线的S11和S22参数仿真图所示,扇形偏线在5.7GHz～5.9GHz频段内,插损小于0.5dB,其回波损耗约大于40dB,故能较好地对射频信号进行隔离。
2 接收机电路设计技术2.1 OBU电路设计OBU电路框图如图5所示,SB_out为唤醒直流输出信号,DATA_out为解调后的下行FMO码输出,MOD为下行的2MHz载波的BPSK调制信号输入端,OBU有闲置、下行和上行方式三种工作模式,由WK_in和T/R来选择控制。
OBU的唤醒灵敏度约为-40dBm,转发损耗约为-6dB。
在PCB制作时,要注意周边器件尽量靠近IC,布线尽量短,减少分布参数的影响。
在RF端口接一1/4波长的短接线到地,保护OBU不受静电或其它瞬态干扰损坏。
2.2 RSU接收机低噪声放大电路为了更好地达到噪声与增益的平衡,本系统采用了两级低噪声放大。
要把1dB压缩点小、噪声系数小和增益大的作为前级放大。
要注意低噪管的防静电保护和电磁屏蔽,防止其振荡影响性能。
2.3 RSU接收机混频器电路设计一般说来,无源平衡混频器的性能最好,它具有较高的二阶、三阶截获点,有更好的噪声平衡性能,但缺点是需要大的本振功率并具有较大的变频损耗。
这里采用无源双平衡混频器MMIC,在RF信号频率为5.8GHz、本振LO输入功率为10dBm的情况下,变频损耗为8dB,双边噪声系数为5dB(双边带为8dB),输入1dB压缩点为9dBm,三阶互调截断输入点为14dBm,本振-射频信号的隔离度为30dB,本振-中频的隔离度为25dB。
2.4 RSU接收机中频滤波/放大电路中频系统的频率特性如中心频率、通频带、带内起伏、带外衰减等主要取决于中频滤波器,通常为LC型滤波器,这里采用低通-高通构成的带通滤波器。
BPSK信号的频谱类似载波抑制的双边带,其带宽为基带信号带宽的2倍,即500kHz。
但考虑到2MHz或1.5MHz作为载波中心频率,所以滤波器中心频率为1.75MHz,3dB带宽为1MHz,带外抑制在0.3MHz 处大于30dB,滤除因反射强耦合混频后产生的直流低频信号,在10MHz处大于35dB,防止带外信号的干扰。
中频放大器由四级组成,前三级为低噪声系数和宽频带工作范围的双极型放大器MMIC,末级为视频宽带运放。
四级增益共为76dB左右。
因为增益高,很容易导致正反馈产生自激,可在级间并接稳定电阻到地,一般为100Ω左右。
2.5 RSU接收机系统指标测试RSU接收机系统指标测量方案如下:接收机本振端输入频率为5797.5MHz,功率为10dBm的频率源,网络分析仪HP8753ET输出端经衰减器衰减后与接收机信号端相连,HP8753ET输出频率为5799.5MHz的单频连续波,功率可调整,用频谱仪测试中放2MHz频率处的输出功率值,测试结果如表1。
由表1可见,实际的本体噪声要比设计的大2dB左右。
在输入为-97dBm处,输出信号信噪比S/N为11dB。
当接收机信号端输入功率为-82dBm时,出现削顶失真。
但在接收机信号端输入功率为-97dBm～-84dBm时,增益为+87dB,基本都呈线性放大,满足系统要求。
本文提出了一套5.8GHz的微波接收机电路,并给出了实验结果。
它可应用于基于DSRC 的高速公路无线不停车收费系统或其他工作频率为5.8GHz的无线通信系统。
参考文献1 Global specification For Short Range Communication. 2 Tamas Vlasits and E.Korolkiewicz.A 5.8GHz Microwave Link for Automatic Debiting Applications.Microwave Journal,July 1995;(7):80～893 陈小舟.数字无绳电话射频接收机设计.微波与卫星通信,1996;(3):33～36。