¿Puedo mejorar la directividad de un módulo de radar de banda X con una antena de parche plano integrada?

9

Se proporcionan muchos detalles en caso de que sea necesario.

Sigo intentando con sensores de proximidad remotos controlados por un Arduino (y finalmente solo un chip ATMEGA * y sus amigos de seguridad) y tienen un prototipo bastante bueno hasta ahora. Capta el movimiento al igual que el módulo PIR y señala lo mismo, lo que el Arduino convierte en un golpe mecánico a través de un solenoide de 5V. El módulo PIR no funciona detrás del vidrio aislado (de manera predecible) y hacer que una unidad externa requiera más trabajo (y administración de energía para las baterías) de lo que estoy dispuesto a invertir en este momento.

Para simplificar las cosas, decidí probar un módulo de radar de banda x para poder mantener las unidades en el interior y evitar la impermeabilización. El encanto de apuntar un dispositivo de microondas a través de una pared de ladrillos para detectar movimiento era bastante poderoso. :-) Estoy usando este módulo Parallax ( data hoja ).

El problema es que la unidad está levantando el movimiento detrás , además de cualquier parte de la antena, incluso con el potenciómetro de sensibilidad completamente hacia abajo. Mirando la hoja de datos (y viendo los gráficos que representan su campo, no sé la terminología), parece ser un comportamiento esperado. SIN EMBARGO, quiero enfocarlo en una viga orientada hacia adelante (en relación con el dispositivo) para poder apuntarlo hacia afuera.

Sé lo suficiente como para suponer que necesito algún tipo de guía de onda, pero todos los intentos de bloquear su parte posterior con metal (papel de aluminio, una lata de Coca Cola cortada y una pieza cónica de una lámpara colgante de la década de 1950 que reemplacé con un ventilador de techo) han fallado. El módulo sigue captando movimiento detrás de él. Incluso lo guardé todo en un gabinete de aluminio para el proyecto solo para verificar que, de hecho, puedo ocultarlo. Parece que de alguna manera ir directamente a través del recinto y recoger el movimiento de todos modos. Esto fue inesperado. Sospeché una interferencia, pero la detección SOLO coincide con el movimiento real.

Entonces, ¿qué hace una buena guía de onda? ¿Cómo abordarían el problema de enfocar un radar doppler de pulso en un haz razonablemente estrecho para la detección de movimiento? Gracias por cualquier información que pueda ofrecer. Estoy feliz de ser más específico o aclarar cualquiera de los anteriores.

Nota: Estoy seguro de que el tema probablemente sea más específico, pero este es mi primer proyecto de electrónica y prefiero ser vago que confuso y incorrecto. : -}

Anexo de interferencia:

  • Todavía no estoy convencido de que no haya algún tipo de interferencia. Como no tengo osciloscopio (todavía), no estoy seguro de cómo probar esta teoría.

  • Este hilo parece sugerir que mi enfoque es defectuoso: aparentemente El estado del módulo debe leerse desde un pin analógico con umbrales de tiempo y ruido. Lo he estado leyendo en un pin digital ALTO / BAJO.

pregunta Joshua Nozzi

2 respuestas

7

La antena del plano de parche

La antena en cuestión se llama antena de parche (o parche de plano), una antena de parche con un plano de referencia detrás. Puedes verlo aquí (los cuatro cuadrados verdes más claros cerca de las esquinas).

Segúnlahojadedatos,ladirectividadseveasí:

Por detrás de su capacidad de detección es aproximadamente 63 veces más débil, suponiendo que estés en el mismo nivel que él. Si no está en el mismo nivel, es 250 veces más débil.

Entonces ... quizás lo subas alto y lo inclines hacia abajo. Esto también te ayudará a controlar el rango de detección.

También debes estar atento e intentar evitar reflexiones. RF es solo EM (como la luz) y rebota en cosas también! ... especialmente metales y soluciones electrolíticas líquidas (como el agua salada).

El Reflector

Una guía de onda no ayudará. Lo que necesitas aquí es un reflector. Estoy seguro de que has visto una antena parabólica antes. Ese es su propósito: reenfocar el lóbulo posterior en la dirección hacia adelante y reducir los lóbulos laterales (por ejemplo, mejorar la directividad).

Diseñarunoestámásalládelalcancedeloqueresponderéaquí.Sieligecontinuarconunenfoquedereflector,vuelvaapreguntarconsuspreguntasmásespecíficas,@réamedereferencia,yleresponderéconmásdetalle.

Enfoquedevolumendebúsquedainicial

Enrealidad,inventéunaarquitecturaRADARdiseñadaespecíficamenteparatratarestetipodeescenariollamadoInterferometríarelativaasistidaporángulodellegada(ARI)yescribíalgunosartículosacadémicossobreeltema([A] , [B] , [C] , etc.). Una implementación completa probablemente esté más allá de ti (y exageres para tu aplicación), pero aquí está la idea básica:

Puede parcialmente superponer múltiples módulos y correlacionar sus detecciones para rechazar objetivos fuera de área de interés. Puede crear una zona de detección enfocada agradable de esta manera. En ARI, esa región de intersección se denomina Volumen de búsqueda inicial (ISV).

En conclusión ...

¡Buena suerte! Proyecto limpio.

Nota rápida (gracias @AndrejaKo!):

  

Tenga en cuenta que si alguien usa @ para referirse a usted en una pregunta en la que   no has publicado antes, no recibirás notificación. Mejor   La opción sería colocar la referencia aquí o usar @ en el chat.

    
respondido por el DrFriedParts
2

Es muy probable que los lóbulos traseros / laterales de la antena en sí no sean el problema. Cualquier objeto en el lóbulo principal también puede reflejar / dispersar la energía del microondas, redirigiéndolo al área detrás de la antena (y viceversa).

Usted dice que está enviando sus microondas a través de una pared de ladrillo. Las características dieléctricas del ladrillo son muy diferentes de las del aire (sin mencionar los montantes de pared, clavos / tornillos, cables y / o tuberías, etc.) y esta discontinuidad de impedancia reflejará parte de la energía que incide en él, al igual que la superficie de vidrio de un prisma refleja y refracta la luz.

    
respondido por el Dave Tweed

Lea otras preguntas en las etiquetas