Tôi có thể cải thiện tính trực tiếp của mô-đun radar băng tần X với ăng-ten vá mặt phẳng tích hợp không?


9

Rất nhiều chi tiết được cung cấp trong trường hợp cần thiết.

Tôi đang tiếp tục nghiên cứu các cảm biến tiệm cận từ xa được điều khiển bởi Arduino (và cuối cùng chỉ là chip ATMEGA * và những người bạn an toàn của nó) và có một nguyên mẫu khá tốt cho đến nay. Nó nhận chuyển động giống như mô-đun Pir và phát tín hiệu tương tự, mà Arduino biến thành một tiếng gõ cơ học thông qua điện từ 5V. Mô-đun Pir không hoạt động đằng sau kính cách nhiệt (có thể dự đoán được) và khiến nó trở thành một bộ phận bên ngoài đòi hỏi nhiều công việc (và quản lý năng lượng cho pin) hơn là tôi sẵn sàng đầu tư vào lúc này.

Để đơn giản hóa mọi thứ, tôi quyết định thử một mô-đun radar băng tần x để tôi có thể giữ các thiết bị trong nhà và tránh thời tiết. Sức hấp dẫn của việc chỉ một thiết bị vi sóng ra khỏi bức tường gạch để phát hiện chuyển động là khá mạnh mẽ. :-) Tôi đang sử dụng mô-đun Parallax này ( bảng dữ liệu ).

Vấn đề là đơn vị đang thu nhận chuyển động phía sau nó ngoài bất kỳ thứ gì phía ăng-ten, ngay cả với nồi có độ nhạy được đặt xuống hết cỡ. Nhìn vào bảng dữ liệu (và thấy đồ họa đại diện cho trường của nó - không biết thuật ngữ), dường như đó là hành vi được mong đợi. TUY NHIÊN, tôi muốn tập trung nó vào chùm tia hướng về phía trước (so với thiết bị) để tôi có thể nhắm nó ra bên ngoài.

Tôi biết đủ để hình dung tôi cần một số loại ống dẫn sóng nhưng mọi nỗ lực chặn lưng nó bằng kim loại (lá nhôm, lon Coke và một chiếc đèn treo hình nón của những năm 1950 tôi đã thay thế bằng quạt trần) đã thất bại. Các mô-đun tiếp tục chọn chuyển động đằng sau nó. Tôi thậm chí đã bọc toàn bộ trong một vỏ bọc dự án bằng nhôm chỉ để xác minh rằng trên thực tế tôi có thể làm mù nó. Dường như bằng cách nào đó đi thẳng qua bao vây và nhận chuyển động nào. Điều này thật bất ngờ. Tôi nghi ngờ nhiễu nhưng CHỈ phát hiện trùng với chuyển động thực tế.

Vì vậy, những gì làm cho một ống dẫn sóng tốt? Làm thế nào các bạn sẽ tiếp cận vấn đề tập trung một radar doppler xung vào một chùm hẹp hợp lý để phát hiện chuyển động? Cảm ơn cho bất kỳ cái nhìn sâu sắc mà bạn có thể cung cấp. Tôi rất vui khi được cụ thể hơn hoặc làm rõ bất kỳ điều nào ở trên.

Lưu ý: Tôi chắc chắn chủ đề có thể cụ thể hơn nhưng đây là dự án điện tử đầu tiên của tôi và tôi mơ hồ hơn là nhầm lẫn không chính xác. : -}

Phụ lục can thiệp:

  • Tôi vẫn không tin rằng không có sự can thiệp nào xảy ra. Vì tôi chưa có máy hiện sóng (tôi), tôi không biết làm thế nào để kiểm tra lý thuyết này.

  • Chủ đề này dường như cho thấy cách tiếp cận của tôi là thiếu sót: rõ ràng trạng thái của mô-đun nên được đọc từ một chân tương tự có ngưỡng nhiễu và thời gian. Tôi đã đọc nó trên pin kỹ thuật số CAO / THẤP.


Cảm ơn, DrFriedParts, cho một dòng chủ đề tốt hơn nhiều. :-)
Joshua Nozzi

Câu trả lời:


7

Anten Patch-mặt phẳng

Ăng-ten trong câu hỏi được gọi là ăng-ten mặt phẳng vá (hoặc mặt phẳng-vá) - ăng-ten vá với mặt phẳng tham chiếu phía sau nó. Bạn có thể thấy nó ở đây (bốn hình vuông màu xanh nhạt gần các góc).

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Theo bảng dữ liệu, chỉ thị trông như thế này:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Từ phía sau khả năng phát hiện của nó yếu hơn khoảng 63 lần, giả sử bạn ở cùng cấp độ với nó. Nếu bạn không ở cùng cấp độ, nó yếu hơn 250 lần.

Vì vậy, ... có lẽ bạn gắn nó lên cao và hướng nó xuống. Điều này cũng sẽ giúp bạn kiểm soát phạm vi phát hiện.

Bạn cũng nên lưu ý và cố gắng tránh phản xạ. RF chỉ là EM (giống như ánh sáng) và nó cũng bị bật ra! ... đặc biệt là kim loại và dung dịch điện phân lỏng (như nước muối).

Bộ phản xạ

Một hướng dẫn sóng sẽ không giúp đỡ. Những gì bạn cần ở đây là một phản xạ. Tôi chắc chắn bạn đã nhìn thấy một món ăn vệ tinh trước đây. Đó là mục đích của nó: tập trung lại thùy lưng về hướng về phía trước và giảm thùy bên (ví dụ: cải thiện chỉ đạo).

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Thiết kế một cái nằm ngoài phạm vi của những gì tôi sẽ trả lời ở đây. Nếu bạn chọn tiến hành phương pháp phản xạ, hãy hỏi lại với những câu hỏi cụ thể hơn của bạn, @reference me và tôi sẽ trả lời chi tiết hơn.

Phương pháp tiếp cận khối lượng tìm kiếm ban đầu

Trên thực tế, tôi đã phát minh ra một kiến ​​trúc RADAR được thiết kế đặc biệt để đối phó với loại kịch bản có tên là Giao thoa kế tương đối hỗ trợ góc tới (ARI) và viết một vài bài báo học thuật về chủ đề này ( [A] , [B] , [C] , Vân vân). Một triển khai hoàn chỉnh có thể nằm ngoài bạn (và quá mức cho ứng dụng của bạn), nhưng đây là ý tưởng cơ bản:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Bạn có thể chồng chéo một phần nhiều mô-đun và tương quan các phát hiện của chúng để từ chối các mục tiêu ngoài khu vực quan tâm. Bạn có thể tạo một vùng phát hiện tập trung tốt đẹp theo cách này. Trong ARI, vùng giao cắt đó được gọi là Khối lượng tìm kiếm ban đầu (ISV).

Tóm lại là...

Chúc may mắn! Dự án gọn gàng.

Ghi chú nhanh (cảm ơn @AndrejaKo!):

Xin lưu ý rằng nếu ai đó sử dụng @ để tham chiếu bạn trong câu hỏi mà bạn chưa đăng trước đó, bạn sẽ không nhận được thông báo. Tùy chọn tốt hơn sẽ là đặt tham chiếu ở đây hoặc sử dụng @ trong trò chuyện.


Cảm ơn, điều đó mang lại cho tôi một số thứ cho Google. Tôi thấy vấn đề phức tạp hơn một chút so với tôi dự đoán nhưng ít nhất tôi có thuật ngữ thích hợp để tìm kiếm bây giờ.
Joshua Nozzi

Ah niềm vui của điện từ ... ;-)
DrFriedParts

Là một kỹ sư phần mềm nghề nghiệp, người trở nên hơi mệt mỏi, tôi thực sự thích ở gần như mất hoàn toàn với một chủ đề / sở thích mới. Rất nhiều để tìm hiểu và giữ cho tôi chiếm đóng.
Joshua Nozzi

@DrFriedParts Hãy lưu ý rằng nếu ai đó sử dụng @ để tham chiếu bạn trong câu hỏi mà bạn chưa đăng trước đó, bạn sẽ không nhận được thông báo. Tùy chọn tốt hơn sẽ là đặt tham chiếu ở đây hoặc sử dụng @ trong trò chuyện.
AndrejaKo

2

Rất có khả năng các thùy phía sau / bên của ăng ten không phải là vấn đề. Bất kỳ đối tượng nào trong thùy chính cũng có thể phản xạ / tán xạ năng lượng vi sóng, chuyển hướng nó đến khu vực phía sau ăng-ten (và trở lại một lần nữa).

Bạn nói rằng bạn đang gửi lò vi sóng của bạn thông qua một bức tường gạch. Các đặc tính điện môi của gạch rất khác so với không khí (không kể đến đinh tán trên tường, đinh / ốc vít, dây và / hoặc ống, v.v.) và sự gián đoạn trở kháng này sẽ phản ánh một phần năng lượng tác động lên nó, giống như bề mặt kính của lăng kính vừa phản xạ vừa khúc xạ ánh sáng.


Cảm ơn, tốt để biết. Hiện tại, nó đang ngồi trên máy tính để bàn của tôi nhắm xa tôi hơn là trực tiếp vào tường. Ngay cả khi nhắm vào cửa sổ của tôi (chỉ phần kính), nó vẫn phát hiện chuyển động từ phía sau. Tôi nghĩ rằng tôi sẽ tạo ra một cái bẫy chuột tốt hơn (so với Pir) nhưng tôi thừa nhận tôi đã không xem xét sự phân tán tín hiệu.
Joshua Nozzi

Thêm: liên kết tôi tìm thấy về lọc nhiễu vẫn là một bài hát hay để theo dõi?
Joshua Nozzi

Hãy nhớ rằng độ rộng của thùy chính ở mức 120 độ, vì vậy trừ khi bạn ở rất gần cửa sổ, không có gì ngăn bức tường mà cửa sổ được gắn vào để phản xạ lại năng lượng với bạn.
Dave Tweed

Vì vậy, có vẻ như đây sẽ là một mục đích không phù hợp với mục đích của tôi (tripwire cảm biến chuyển động nhắm vào một vị trí của tài sản). Tôi đoán rằng tôi đã rơi vào biệt ngữ bán hàng gee-whiz "Phát hiện qua các bức tường! Phát hiện kỳ ​​lân!" ;-)
Joshua Nozzi

@Joshua - Nó có thể hoạt động, nó vốn không phải là siêu chọn lọc. Nếu bạn muốn bản địa hóa một mục tiêu thay vì nhìn rộng ra chuyển động, bạn đang đặt mình vào vương quốc của các hệ thống RADAR. Có nhiều kỹ thuật để cải thiện tính trực tiếp, nhưng bạn sẽ phải làm nhiều hơn là chỉ điều chỉnh ăng-ten tích hợp trong mô-đun của mình ... Thực sự có thể là chiến thuật tốt để chỉ loay hoay với nó và xem liệu bạn có thể sống với một vài tích cực sai không . Bạn có nhiều kinh nghiệm về phần mềm, vì vậy hãy thử các chiến lược lọc mềm khác nhau. Tôi đã thêm một số ý tưởng vào câu trả lời của tôi trong trường hợp bạn có tham vọng.
DrFriedParts
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.