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。
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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。
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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.。