統合平面パッチアンテナを備えたXバンドレーダーモジュールの指向性を改善できますか?


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必要に応じて、多くの詳細が提供されます。

私は Arduino(および最終的にはただのATMEGA *チップとその安全バディ)によって駆動されるリモート近接センサーをいじくり回しており、これまでのところかなり良いプロトタイプを持っています。それはPIRモジュールのように動きを拾い、それを信号で伝えます、それはArduinoが5Vソレノイドを介して機械的なノッキングに変わります。PIRモジュールは断熱ガラスの背後では(予測通り)機能せず、外部ユニットにするには、現時点で投資するよりも多くの作業(およびバッテリーの電力管理)が必要です。

物事を簡単にするために、ユニットを屋内に保ち、耐候性を回避できるように、xバンドレーダーモジュールを試すことにしました。動きを検出するために、レンガの壁を通してマイクロ波デバイスを指し示す魅力は、非常に強力でした。:-)私はこのパララックスモジュールデータシート)を使用しています。

問題は、感度ポットが完全に下に設定されていても、アンテナ側に加えて、ユニットがその背後の動きを拾っていることです。データシート(およびそのフィールドを表すグラフィックス-用語がわからない)を見ると、これは予想される動作のようです。しかし、それを外向きにできるように、(デバイスに対して)前向きのビームに焦点を合わせたいです。

何らかの導波管が必要だと思うほど十分にわかっていますが、金属(アルミホイル、カットされたコーラ缶、1950年代の円錐形のペンダントランプのシーリングファンに置き換えたもの)で背中を塞ぐ試みはすべて失敗しました。モジュールはその後ろの動きを拾い続けます。私は実際にそれを盲目にすることができることを確認するためだけに、すべてをアルミニウムのプロジェクトエンクロージャーに入れました。どういうわけか、エンクロージャをまっすぐ進み、とにかく動きを拾うようです。これは予想外でした。私は干渉を疑いましたが、検出は実際の動きとのみ一致します。

だから:何が良い導波路を作るのですか?動き検出のために、パルスドップラーレーダーを適度に狭いビームに集束させる問題にどのように取り組みますか?あなたが提供できる洞察をありがとう。上記のいずれかを具体的に説明したり、明確にしたりできます。

注: テーマはもっと具体的になる可能性がありますが、これは私の最初のエレクトロニクスプロジェクトであり、紛らわしいほど間違っているのではなく漠然としています。:-}

干渉補遺:

  • なんらかの干渉が発生していないと私はまだ確信していません。(まだ)オシロスコープがないので、この理論をテストする方法がわかりません。

  • このスレッドは、私のアプローチに欠陥があることを示唆しているようです。明らかに、モジュールの状態は、ノイズと時間のしきい値を持つアナログピンから読み取る必要があります。私はデジタルピンHIGH / LOWでそれを読んでいます。


はるかに優れた件名を提供してくれたDrFriedPartsに感謝します。:-)
Joshua Nozzi 2013年

回答:


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パッチ平面アンテナ

問題のアンテナはパッチ平面(または平面パッチ)アンテナと呼ばれます-基準平面が背後にあるパッチアンテナ。あなたはそれをここで見ることができます(角の近くの4つの明るい緑の正方形)。

ここに画像の説明を入力してください

データシートによると、指向性は次のようになります。

ここに画像の説明を入力してください

検出機能は、同じレベルにいると想定すると、約63倍弱くなります。あなたが同じレベルにいない場合、それは250倍以上弱いです。

だから...たぶんあなたはそれを高いところに取り付けて、それを下に向けます。これは、検出範囲の制御にも役立ちます。

また、反射を認識して回避するようにしてください。RFは単なるEM(光のような)であり、それも反射します。...特に金属と液体の電解液(塩水など)。

リフレクター

ウェーブガイドは役に立ちません。ここで必要なのは反射板です。衛星放送のアンテナを見たことがあると思います。それが目的です。バックローブを順方向に再フォーカスし、サイドローブを減らします(たとえば、指向性を向上させる)。

ここに画像の説明を入力してください

1つを設計することは、ここで回答する範囲を超えています。リフレクターアプローチを使用する場合は、@ reference meを使用して、より具体的な質問でもう一度質問してください。詳しく回答します。

最初の検索ボリュームアプローチ

実際、私はこのタイプのシナリオを扱うために特別に設計されたRADARアーキテクチャを発明しました。これは、到来角支援相対干渉法(ARI)と呼ばれ、このトピックに関する学術論文をいくつか書きました([A][B][C]。、など)。完全な実装はおそらくあなたを超えています(そしてあなたのアプリケーションにとってはやり過ぎです)が、ここに基本的な考えがあります:

ここに画像の説明を入力してください

あなたはできる、部分的に重複する複数のモジュールをし、外の地域の関心対象を拒絶するように彼らの検出を関連付けます。このようにして、焦点の合った検出ゾーンを作成できます。ARIでは、その交差領域を初期検索ボリューム(ISV)と呼びます。

結論として...

幸運を!きちんとしたプロジェクト。

簡単なメモ(@AndrejaKoに感謝!):

これまでに投稿したことがない質問で、誰かが@を使用してあなたを参照している場合、通知は届かないことに注意してください。ここに参照を配置するか、チャットで@を使用することをお勧めします。


ありがとう、それは私にいくつかのものをGoogleに与えます。問題は予想よりも少し複雑であることがわかりましたが、少なくとも今は適切な用語を検索できます。
Joshua Nozzi 2013年

ああ電磁の喜び... ;-)
DrFriedParts

少しぎこちなくなったキャリアソフトウェアエンジニアとして、私は実際に新しい主題/趣味でほぼ完全に途方に暮れることを楽しんでいます。私を学び、占領し続けるには十分です。
Joshua Nozzi 2013年

@DrFriedParts以前に投稿したことがない質問で、誰かが@を使用してあなたを参照している場合、通知を受信しないことに注意してください。ここに参照を配置するか、チャットで@を使用することをお勧めします。
AndrejaKo 2013年

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アンテナ自体の背面/サイドローブに問題がない可能性が非常に高いです。メインローブ内のオブジェクトもマイクロ波エネルギーを反射/散乱し、それをアンテナの後ろの領域にリダイレクトします(そして再び戻します)。

あなたはあなたが電子レンジをレンガの壁を通して送っていると言います。レンガの誘電特性は空気のものとは非常に異なり(壁のスタッド、釘/ネジ、ワイヤーやパイプなどは言うまでもありません)、このインピーダンスの不連続性、同様に、それにぶつかるエネルギーの一部を反映しますプリズムのガラス面は、光を反射および屈折させます。


よろしくお願いします。現時点では、直接壁に向かっているのではなく、自分から離れたデスクトップに置かれています。私の窓(ガラス部分のみ)を狙っていても、後ろからの動きを検出します。(PIRよりも)優れたマウストラップを構築したいと思いましたが、信号の散乱を考慮していなかったことを認めます。
Joshua Nozzi 2013年

追加:私がノイズフィルタリングに関して見つけたリンクは、まだ従うのに良いトラックですか?
Joshua Nozzi 2013年

メインローブのビーム幅は120度程度であることを覚えておいてください。窓に非常に近づかない限り、窓が取り付けられている壁がエネルギーを反射するのを止めることはできません。
デイブツイード

したがって、これは私の意図する目的(プロパティの場所に向けられたモーションセンシングトリップワイヤー)にとっては大丈夫ではないようです。「壁を突き抜けて!ユニコーンを見つけて!」;-)
Joshua Nozzi 2013年

@ジョシュア-それは働くことができます、それは本質的に超選択的ではありません。動きを広く見るのではなく、ターゲットをローカライズしたい場合は、レーダーシステムの領域に着陸しています。指向性を改善するには多くの手法がありますが、モジュールの統合アンテナを微調整する以上のことを行う必要があります...実際にそれをいじくり回して、いくつかの誤検知に耐えられるかどうかを確認することは実際に良い戦術かもしれません。ソフトウェアの経験が豊富なので、さまざまなソフトフィルタリング戦略を試してください。あなたが野心的である場合に備えて、私の回答にいくつかのアイデアを追加しました。
DrFriedParts 2013年
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