专利名称：微波移动传感器感应模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微波移动传感器应用技术，尤其涉及微波移动传感器感应 模块。
背景技术：
目前，微波移动传感器主要用于如报警探头等安防类产品和自动门感应器 等产品上，检测人体移动感应信号，需要设计比较复杂的电路才能使用。微波
移动传感器信号频率在x波段，频率较高，对感应信号处理有一定难度和要求，
相关的使用技术多数都掌握在产品厂家里面，使微波移动传感器应用受到局限。 现在市面上微波移动传感器元件和用微波移动传感器的产品较多，如报警探头、 门感应器等，用微波移动传感器设计成可以使用直流电源的电路模块目前很少。 为使微波移动传感器应用到其它产品上面，扩大传感器应用范围，本实用新型 提供一种微波移动传感器感应模块，该模块是将微波移动传感器、感应信号放
大、信号处理等电路复合在一起，设计在前后两片45f37mm长方形电路板上， 组成电路模块，直接使用6-20V直流电源工作，使用者不需要再设计传感器外 围电路就可使用。以模块结构使用微波移动传感器，经过二次开发，将微波移 动传感器应用到其它产品上面，使微波移动传感器得到更广泛的应用。 发明内容
本实用新型目的是提供一种微波移动传感器感应模块，用来感应物体或人 体位置移动，输出高电平信号，此信号可以做控制信号使用，也可以直接驱动 附载，使用简单方便，便于二次开发用于其他产品上面。
为达到上述发明目的，本实用新型提出以下的技术方案
一种微波移动传感器感应模块，其特征在于，该模块有两块45*37mm大小 相同电路板组成，其中一块是微波移动传感器电路板，另一块是感应信号放大 处理和控制电路板。
微波移动传感器电路板由HJ-FET和微波介质DRO组成的微波震荡器，还有功率分配器、混频器、检波器，发射天线、接收天线等。微波移动传感器 电路采用微带线结构设计，微带线由双面电路板的铜箔设计制成，发射天线和 接收天线采用平板式对称结构制作在电路板上。微波震荡器产生频率为
10-12GHz的微波信号，由信号耦合电容输入到发射天线，向外定向发射微波信 号，在微波移动传感器感应模块的探测范围内，有物体或人体移动时，接收天 线将感应到的微波信号输入到微波传感器的混频器，和微波震荡器产生的微波 信号混频，由检波器输出较低频率的多普勒感应信号，该信号反应了人体或物 体移动的速度和人体或物体的大小。
优选地，所述的微波移动传感器使用45*37!11111双面长方形电路板。 优选地，所述的微波移动传感器电路采用微带线结构设计，微带线由电路 板铜箔设计制成。
优选地，所述的微波移动传感器的HJ-FET场效应管，采用贴片工艺焊接在 电路板上。
优选地，所述的微波移动传感器的微波介质DRO，采用胶粘工艺粘贴在电 路板上。
优选地，所述的微波移动传感器电路板上，设有2个4.5mm的定位螺丝孔、
电源输入和信号连接定位直针。
优选地，所述的微波移动传感器电路板上，设有微波信号屏蔽铝壳。 其中，所述的微波信号屏蔽铝壳外形尺寸36*25*6.7mm，位于线路板正中
心，两边各有两个弯脚固定在电路板上。
其中，所述的定位安装螺丝孔4.5mm，位于线路板左右两边。
其中，所述的电路板上有电源输入和信号连接定位直针，位于线路板四个
边脚上。
其中，所述的传感器电路板上，在微波信号屏蔽铝壳36*25*6.7mm (4)内， 有电源电阻，给传感器电路提供电源;HJ-FET场效应管和微波介质振荡器DRO， 组成微波震荡器；混频，检波二极管(7)，输出人体或物体移动感应信号；微 波发射天线耦合电容，将微波震荡器产生的10-12Ghz的微波信号耦合到微波移 动传感器发射天线。信号放大处理和控制电路板使用双面长方形电路板，电路板上设置有安
装定位螺丝孔、微波移动传感器电源和信号连接定位直针。6-20V的直流电源
通过电源输入和信号输出端口，由HT7150稳压滤波后，产生5V的电压供微波
移动传感器感应模块电路工作。感应信号放大电路由LM358和外围的R,C元件
组成。16级灵敏度选择端口完成0.5—8米的感应距离调整。4种触发方式选
择端口完成4种可重复触发方式和不可重复触发方式调整。光敏电阻选择端
口模块接光敏电阻，可以抑制白天或光线比较明亮的环境下触发。9位精度
A/D功能的单片机完成感应信号处理、控制信号输出和各种功能控制选择。
优选地，所述的电路板使用45f37mm双面长方形电路板。 优选地，所述的电路板上设有2个4.5mm的定位螺丝孔、电源输入和信号 连接定位直针。
优选地，所述的电路板上设有16级灵敏度选择端口 、 4种触发方式选择端口 、
光敏电阻选择端口。
其中，所述的电路板上，2个定位安装螺丝孔4.5mm，位于线路板左右两边。 其中，所述的电路板上有微波移动传感器电源和信号连接定位直针，位于线
路板四个边脚上。
其中，A/D转换单片机，位于电路板正中心位置，单片机正下方有电源输入 和信号输出端口，左下方有LM358感应信号放大IC，电路板的右下角有电源稳 压器HT7150 (18)。
由以上技术方案可以看出，本实用新型微波移动传感器感应模块，将微波 移动传感器、信号放大IC、信号处理单片机，定位螺丝孔、电源输入和信号输 出端口、 16级灵敏度选、4种触发方式选择、光敏电阻选择、电源稳压器等， 设计在两块45*37ram的电路板上，组成电路模块，实现人体或物体位置移动探 测，输出感应控制信号。
微波移动传感器电路板(1)，将人体或物体位置移动产生的感应信号输入 到感应信号放大处理电路板(11)，在A/D转换单片机(19)的控制下，将感应信号，以高电平控制信号输出。
微波移动传感器，用来检测人体或物体位置移动，感应信号输入到放大处
理和控制电路板，经过电路板上的IC放大后，由9位精度的A/D功能的单片机 完成处理，将感应信号以5V的高电平控制信号输出。信号放大处理电路板上设 有16级灵敏度调整和4级触发模式选择，外接光敏电阻选择功能，使用6-20V 直流电源工作，单片机输出的感应信号控制信号，可作电平信号使用或直接驱 动负载，使用简单，扩大了微波移动传感器的应用范围，可广泛用于检测人体 或物体移动的感应灯具、感应节能电器、自动摄像设备，工业自动控制设备及 停车场节电照明等领域。
图1为本实用新型微波移动传感器感应模块的基本框图。 图2为本实用新型微波移动传感器感应模块的电原理图。 图3为本实用新型微波移动传感器电路板的外形结构和元器件位置图。 图4为本实用新型信号放大处理电路板的外形结构和元器件位置图。 图5为本实用新型微波移动传感器感应模块的信号使用图。 图6为本实用新型微波移动传感器感应模块的直流负载使用图。 图7为本实用新型微波移动传感器感应模块的交流负载使用图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
输入到微波移动传感器感应模块6-20V的直流电源经过HT7150稳压滤波 后，产生5V的电压供整个模块电路工作。 感应信号产生和信号放大实施
微波移动传感器M产生感应信号，LM358和外围的R 、 C元件组成信号 放大电路。微波移动传感器M电源采用脉冲供电方式。单片机HT46R47产生频 率1K占空比为2%的负脉冲方波，控制Ql导通，给微波移动传感器提供电源。 由于微波移动传感器M电源采用脉冲供电方式，脉冲到来时会产生很大的信号干扰，为了抑制传感器产生的脉冲干扰，在微波移动传感器信号输出和信号
放大电路输入之间加Q2抑制干扰信号。单片机HT46R47在提供给Ql负脉冲 方波同时，还要提供给Q2频率1K占空比为1%的正脉冲方波，使Q2在Ql导 通后延时导通，将传感器探测的感应信号输入到后面的运放电路中。
微波移动传感器模块接通电源，在检测范围内没有移动的人体或物体，Q2 导通是只有微弱的噪声信号耦合到后面的放大电路中，放大后的信号变化幅度 很小，放大后的信号经过单片机A/D转换后，分析探测范围内没有移动的人体 或物体，单片机不会输出高电平信号。在检测范围内当感应到人体或物体移动， 微波移动传感器输出的信号在Q2导通时，经过C6滤波后，由C7和R3耦合到 LM358第一级运放的3脚进行信号放大。放大信号由1脚输出，经过C12，R10 耦合到第二级运放的6脚，进行第二级信号放大后，由IC 7脚输出到单片机 HT46R47的7脚，由单片机经过A/D转换后分析处理。
单片机输出控制实施
HT46R47是工业级单片机，具有4通道A/D转换和9位A/D精确度。本实 用新型使用RC振荡，由HT46R47的13脚R17和C18完成，振荡频率4Mhz。 12脚是5V电源正极，9脚电源负极。ll脚是单片机复位脚，接R16和C17用 于单片机上电复位。IO脚为控制信号电平输出，由R15将微波移动传感器感应 模块感应信号，以5V高电平方式输出。
微波传感器模块感应信号经过两级放大后，输入到单片机7脚，进行A/D 转换，同时将8脚的外接光敏电阻进行A/D转换，还以高低电位方式判断l、 2、 3、 4脚灵敏度等级选择，17 、 18脚触发方式选择，综合分析处理后，5V控制 高电平信号由IO输出。 16级灵敏度调整实施(图5，图6，图7):线路板上有4个标有1、 2、 3、 4的连接点，连接点断开为0，连接点接通 为l。按照下面的编码方式短路4个连接点，可调节16级灵敏度，使感应距离 在0.3—8米内可调。 4个连接点全部断开，灵敏度最低，感应距离最近，在0.5米以内。 4个连接点全部短路，灵敏度最高，感应距离最远，在8米以上。调整如下
1: 0000、 2: 0001、 3: 0010、 4: 0011、 5: 0100、 6: 0101、 7: 0110、 8: 0111、 9: 1000、 10: 1001、 11: 1010、 12: 1011、 13: 1100、 14: 1101、 15: 1110、 16: 1111。
4种触发方式调整实施(图5，图6，图7):
线路板上有2个标有5 6的连接点，连接点断开为0，连接点接通为l。按 照下面的编码方式短路2个连接点，可实现4种触发方式选择，使感应信号有4 种时间输出。调整如下1， 00、 2， 01、 3 ， 10、 4 ， 11。
OO不可重复触发方式当探测到移动物体，输出3秒种高电平信号后停止， 延时3秒钟再检测，探测到移动物体又输出3秒种，依次循环。直到探测不到 移动物体，5V高电平信号输出停止。
Ol可重复触发方式，延时时间2秒钟当探测到移动物体，输出2秒种高 电平信号，在2秒种时间内，模块以每秒30次的频率不停的检测目标，如果再 次探测到物体移动，时间继续延时2秒种，直到探测不到移动物体，5V高电平 信号延时2秒种后停止。
IO可重复触发方式，延时时间10秒钟当探测到移动物体，输出10秒种 高电平信号，在10秒种时间内，模块以每秒30次的频率，不停的检测目标， 如果再次探测到物体移动，时间继续延时10秒种，直到探测不到移动物体，5V 高电平信号延时10秒种后停止。11可重复触发方式，延时时间20秒钟当探测到移动物体，输出20秒种 高电平信号，在20秒种时间内，模块以每秒30次的频率不停的检测目标，如 果再次探测到物体移动，时间继续延时20秒种，直到探测不到移动物体，5V 高电平信号延时20秒种后停止。 CDS光敏电阻实施
接光敏电阻，可以抑制白天或光线比较明亮的环境下触发。
触发一次有效实施
接光敏电阻，可以在黑夜或光线比较暗的环境下，当探测到有移动物体即可触 发。在选定的触发方式时间内，既使光线由黑暗变得明亮，都不能改变触发状 态和延时时间。直到输出信号变为低电平，光敏电阻才起控制作用。
本实用新型微波移动传感器感应模块特点
l功耗低，整块模块耗电约6mA。 2电压范围宽，使用直流6-20V。
3使用简单，微波移动传感器和感应信号放大处理电路复合在一起，不需要 再设计微波移动传感器外围电路。
4灵敏度可调，16级灵敏度选择，容易调整感应距离。 5输信号时间可调，4种触发方式选择，方便选择信号输出时间。 从以上技术方案可以看出，本实用新型将微波移动传感器、信号放大和处理 IC、信号处理和功能控制单片机，定位螺丝孔、电源输入和信号输出端口、触 发方式选择端口、光敏电阻、低功耗稳压器、等电子元件集成到两块45*37mm 的电路板上，组成电路模块。有16级的感应距离选择和4种输出时间，光敏电 阻选择。模块功耗约6mA，使用6-20V直流电源，感应到的信号可作为电平信 号使用或直接驱动负载，使用简单，可广泛用于检测人体或物体移动的感应灯 具、感应节能电器、工业自动控制设备及停车场节电照明等领域。
10
权利要求1、一种微波移动传感器感应模块，其特征在于该模块包括有两块45*37mm大小相同的双面电路板，其中一块是微波移动传感器电路板，另一块是感应信号放大处理电路板；a微波移动传感器电路板外形尺寸45*37mm，包括设置于同一电路板的电路板外形45*37mm(1)，电路板上有定位螺丝孔4.5mm(2)，电源输入和信号连接定位直针(3)；微波信号屏蔽铝壳36*25*6.7mm(4)内，有微波移动传感器电源电阻(9)给微波移动传感器电路提供电源；HJ-FET场效应管(5)和微波介质振荡器DRO(6)，组成微波震荡器；混频，检波二极管(7)，输出人体或物体移动感应信号；微波发射天线耦合电容(8)，将微波震荡器产生的10-12Ghz的微波信号耦合到微波传感器发射天线(10)；b感应信号放大处理电路板外形尺寸45*37mm，包括设置于同一电路板的电路板外形45*37mm(11)，电路板上有定位螺丝孔4.5mm(12)，电源稳压器HT7150(18)通过微波移动传感器电源和信号连接定位直针(13)，给微波移动传感器感应模块提供5V的电源；感应信号放大电路由LM358感应信号放大IC(17)完成，A/D转换单片机(19)完成人体或物体移动感应信号处理和信号输出控制以及模块所有功能设定控制；双面电路板的另一面有电源输入和信号输出口(14)，灵敏度选择和触发方式选择端口(15)控制，外接光敏电阻选择端口(16)控制；c微波移动传感器电路板(1)，将人体或物体位置移动产生的感应信号输入到感应信号放大处理电路板(11)，在A/D转换单片机(19)的控制下，将感应信号以5V的高电平控制信号输出。
2、 根据权利要求1所述的微波移动传感器感应模块，其特征在于微波移 动传感器使用双面电路板，电路板外形尺寸45*37咖(1)，电路板上有微波信号 屏蔽铝壳36*25*6.7mm (4)，位于线路板正中心，两边各有两个弯脚固定在电 路板上；电路板上有安装螺丝孔4.5mm (2)，位于线路板左右两边；电路板上 有电源输入和信号连接定位直针(3)，位于线路板四个边脚上。
3、 根据权利要求1所述的微波移动传感器感应模块，其特征在于微波移 动传感器电路板上，在微波信号屏蔽铝壳36*25*6.7111111 (4)内，由HJ-FET场效应管(5)和微波介质振荡器DRO (6)，组成微波震荡器；产生10-12Ghz 的微波信号，由耦合电容(8)输入到发射天线(10)。
4、 根据权利要求1所述的微波移动传感器感应模块，其特征在于微波震 荡器和混频器电路，采用微带线结构设计，微带线由双面电路板的铜箔设计制 成。
5、 根据权利要求1所述的微波移动传感器感应模块，其特征在于HJ-FET 场效应管(5)采用贴片工艺焊接在电路板上，微波介质振荡器DRO (6)采用 胶粘工艺粘贴在电路板上。
6、 根据权利要求1所述的微波移动传感器感应模块，其特征在于微波移 动传感器双面电路板的另一面，有对称结构的微波传感器发射天线(10)和接 收天线(20)，由双面电路板的铜箔设计制成，位于线路板左右两边。
7、 根据权利要求1所述的微波移动传感器感应模块，其特征在于感应信 号放大处理使用双面电路板，电路板外形尺寸45*37mm (11)，电路板上有安装 螺丝孔4.5mm (12)，位于线路板左右两边；有微波移动传感器电源和信号连接 定位直针(13)，位于线路板四个脚上；双面电路板的另一面有电源输入和信 号输出口 (14)，灵敏度选择和触发方式选择端口 (15)，外接光敏电阻选择端 口 (16)。
8、 根据权利要求1所述的微波移动传感器感应模块，其特征在于感应信 号放大处理电路板上有，A/D转换单片机(19)，位于电路板正中心位置，单片 机正下方有电源输入和信号输出端口 (14)，左下方有LM358感应信号放大IC(17);电路板的右下角有电源稳压器HT7150 (18)。
9、 根据权利要求1所述的微波移动传感器感应模块，其特征在于该微波 移动传感器感应模块，由微波传移动感器电路板外形尺寸45*37mm (1)和感应 信号放大处理电路板外形尺寸45*3711]111 (11)组成，两块双面电路板外形尺寸完 全相同，线路板四个边上直针定位，将两块电路板锡焊复合而成，体积 45*37*12mm,误差+/-2mm。
专利摘要本实用新型公开了一种利用微波多普勒效应来检测人体或物体位置移动的微波移动传感器感应模块，该电路模块由微波移动传感器和感应信号放大处理电路两部分组成，模块电路元器件包括微波移动传感器、信号放大IC、信号处理单片机，定位螺丝孔、电源输入和信号输出端口、16级灵敏度选、4种触发方式选择、光敏电阻选择、电源稳压器等。微波移动传感器电路板(1)，将人体或物体位置移动产生的感应信号输入到感应信号放大处理电路板(11)，在A/D转换单片机(19)的控制下，将感应信号以5V的高电平控制信号输出。该微波移动传感器感应模块使用6-20V直流电源工作，其特点是，抗干扰强，功耗低，电压范围宽，使用简单，可用于检测人体或物体移动的感应灯具、感应节能电器及停车场节电照明等领域。
文档编号H05B37/02GK201293839SQ200820213759
公开日2009年8月19日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者武光杰 申请人:武光杰