专利名称:一种利用多普勒效应的微波动目标监控雷达的制作方法
本发明属于微波监控雷达。
微波多普勒效应监控雷达可用于车速测量、交通控制、自动开关等活动目标的监控处理，以及作为国家机要部门和贵重财物保管部门防盗窃、防破坏报警设备。
目前利用多普勒效应的微波监控雷达的主要缺点是由于采用常规的金属天线和金属波导谐振腔，从而加工复杂、造价高及体积大，而且存在盲区不能全方位监控，如美国专利(专利号4495499)所揭示的那样。
本发明针对上述缺点，利用介质材料来设计制作天线及各种谐振腔，从而克服了上述的缺点。
本发明的原理及实施方案如下本监控雷达的原理方框图如图1所示，图1中1为发射天线，2为接收天线，3为振荡器，4为混频器，5为放大器，6为监控处理装置。
通过振荡器3发出微波信号，经发射天线1发射到空间遇到运动物体后得到一个多普勒回波信号，由接收天线2接收该回波信号，经过混频器4检出差频(即多普勒频移)，此差频信号经放大器5放大后送往监控处理装置6处理。
图2为本监控雷达的结构示意图。其中1为发射天线、2为接收天线、7为振荡器腔体、8为混频器腔体、9为微波振荡管、10为微波混频管、11为紧固件、12为短路板、13为坚固螺钉、14为底板。振荡器腔体7与振荡管9构成振荡器3，混频器腔体8与混频管10构成混频器4。
上述的发射天线1、接收天线2、振荡器腔体7、混频器腔体8均由介质材料制作。
上述的振荡器腔体7及混频器腔体8均可制成短形谐振腔，且它们的几何尺寸可相同。上述的发射天线1及接收天线2均可制成矩形锥形状，且它们的几何尺寸可相同。
由于本发明实际可采用Al2O3陶瓷作为介质材料，因此，发射天线1与振荡器腔体7可一体制作，接收天线2与混频器腔体8也可一体制作。同时本发明采用将成为一体的发射天线1-振荡器腔体7与接收天线2-混频器腔体8并行安装的技术以构成合器，将振荡器3的振荡信号耦合到混频器4。
本发明中，微波振荡管9位于上述振荡器腔体7的宽边中心线上的圆孔中，微波混频管10位于上述混频器腔体8的宽边中心线上的圆孔中，且振荡管9及混频管10可在圆孔中上下移动以调节位置。
本发明中矩形锥状天线1、2及矩形谐振腔7、8的几何尺寸设计公式如下KXa＝Ⅱ-tan-1(KXξ3)-tan-1(KXξ5) (1)Kyb = Ⅱ - t a n- 1( Kyn2·n22n21) - t a n- 1(Kyn4·n24n21)]]>ξ3 , 5=1(IIA3 , 5)2- K2X]]>n2 , 4=1(IIA2 , 4)2- K2y]]>
A2 , 3 , 4 , 5=λ02 ( n21- n22 , 3 , 4 , 5)]]>K2z＝K2l-K2x-K2y(6)Kz＝2Ⅱ/λg(7)λg＝λO/noff(8)其中a为矩形锥状天线底部的宽边及矩形谐振腔的宽边，b为矩形锥状天线底部的高及矩形谐振腔的高边;
ξ3、ξ5分别是谐振腔宽边外部填充媒质中的衰减常数;
η2、η4分别是谐振腔高边外部填充媒质中的衰减常数;
Kx、Ky、Kz分别是x、y和z方向的传输常数;
K1为介质中的传输常数;
λ0是自由空间波长;
λg是导波长;
noff是有效折射率;
n1是介质中的折射率;
n2、n3、n4、n5分别是谐振腔外圆媒质的折射率。
谐振腔7、8的长可以是 (2n+1)/4 λg短路腔或 (n+1)/2 λg开路腔(n＝0，1，2，3，……)，天线1、2的长可以是(n+1)λ0(n＝0，1，2，3，……)。
本发明由于采用了介质波导新技术且由于本发明的设计合理性，从而使它与国内外微波动目标监控雷达相比具有加工简单、造价低、体积小、重量轻等优点，尤其是本监控雷达可做到全方位立体空间监控，这一特点对于将监控雷达作为防盗窃、防破坏的报警设备来讲显得特别有意义，这是现有的微波监控雷达所不具有的重要功能。
本监控雷达可广泛应用于车速测量、交通控制、自动开关和国家机要部门及贵重财物保管部门的防盗窃、防破坏等等。
权利要求
1.一种利用多普勒效应由发射天线1、接收天线2、振荡器3、混频器4、放大器5及监控处理装置6构成的微波动目标监控雷达，其特征在于上述的发射天线1、接收天线2、振荡器腔体7、混频器腔体8均由介质材料制作。
2.根据权利要求
1所述的监控雷达，其特征在于上述的振荡器腔体7、混频器腔体8均为矩形谐振腔，上述的发射天线1、接收天线2均为矩形锥形状。振荡器腔体7与混频器腔体8的几何尺寸相同，发射天线1与接收天线2的几何尺寸相同。
3.根据权利要求
1、2所述的监控雷达，其特征在于上述的发射天线1和振荡器腔体7为一体制作，上述的接收天线2和混频器腔体8为一体制作。
4.根据权利要求
3所述的监控雷达，其特征在于上述的一体制作的发射天线1-振荡器腔体7与一体制作的接收天线2-混频器腔体8并行安装以构成耦合器。
5.根据权利要求
4所述的监控雷达，其特征在于微波振荡管9位于上述振荡器腔体7的宽边中心线上的圆孔中，混频管10位于上述混频器腔体8的宽边中心线上的圆孔中，并且振荡管和混频管可在圆孔中上下调节位置。
专利摘要
利用多普勒效应的微波动目标监控雷达是检测和监控运动物体的重要设备。
文档编号G01S13/50GK86101543SQ86101543
公开日1988年3月2日 申请日期1986年8月11日
发明者胡鸣华 申请人:复旦大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan