Квч-радар на диоде Ганна

УДК 621.3.083.2

В.И. Юрченко

начальник отдела оптических систем, ОАО «Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов»

А.В. Юрченко

д-р тех. наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники,

Институт неразрушающего контроля, ФГБОУ ВПО «Томский политехнический университет»

О.В. Майкова

аспирант, кафедра информационно-измерительной техники, ФГБОУ ВПО «Томский политехнический университет»

КВЧ-РАДАР НА ДИОДЕ ГАННА

Аннотация. Представлен анализ структуры КВЧ-модуля, конструкции зондового элемента и использования автодинных КВЧ-модулей как варианта реализации микроволнового радара. Показано существенное упрощение реализации КВЧ-радара при использовании автодинных датчиков.

Ключевые слова: СВЧ-техника, автодинные КВЧ-модули.

V.I. Yurchenko, Head of optical systems, JSC "Scientific Research Institute of semiconductor devices»

A.V. Yurchenko, Dr. tech., Professor, Department of information-measuring devices, Institute of non-destructive testing, National Research Tomsk Polytechnic University

O.V. Majkova, PhD student, Dept. of Mechanical information-measuring devices, National Research Tomsk Polytechnic University

EHF RADAR OF THE DIODES GUNN

Abstract. This paper introduces an analysis of the EHF modules, probe element design and the use of EHF autodyne modules as a possibility of implementing the microwave scanning radar. The article demonstrates the considerable simplification in EHF radar application using the autodyne sensors.

Key words: microwaves equipment, autodyne EHF modules.

Радары, работающие с малых дальностей, находят широкое применение в системах различного контроля, например устройствах сближения и стыковки, в том числе для создания интеллектуальных систем управления транспортными потоками.

В последние годы уверенный рост интереса к таким системам связан не только с развитием принципов построения и новых схемотехнических решений таких систем, но и с развитием микроэлектронных миллиметровых устройств, вплоть до комбинирования микроэлектронного приемо-передатчика с антеннами, а также существенным снижением стоимости СВЧ-узлов таких систем.

Даже без статистических данных заметно, что с увеличением плотности движения значительно возросло число аварий по причине наездов автомобилей друг на друга сзади. Главное преимущество локаторов диапазона 77 ГГц - независимость их параметров от погоды (тумана, дождя, дыма), при этом необходимая для дальностей 150...200 м СВЧ-мощность не превышает уровней, определяемых стандартами по безопасности.

Для обеспечения требуемого разрешения фазовые шумы датчиков получены не хуже -80 дБ/Гц при отстройке 100 кГц. В качестве источника КВЧ-сигнала используется генератор на ОаДэ-диодах Ганна с резонаторами выполненными в виде микрополос-ковых элементов [1].

Поскольку точность измерения при использовании непрерывного ЧМ-сигнала определяется линейностью характеристики датчика, то в его состав включен линеари-затор, благодаря которому отклонение от идеальной линейной характеристики не превышает 0,3 %.

В цифровом процессоре обработки сигналов использован прибор с быстрым 1024-точечным преобразованием Фурье и тактовой частотой 1 МГц. Это обеспечивает точность измерения расстояний ±0,25 м.

Конструктивно датчик выполнен в виде отдельного блока рис.1.

Плата спроектирована под трубу, имеющую габаритные размеры 100х60мм. Ав-тодинный датчик 2 крепится на узкой стороне платы с помощью клея, обеспечивающею прочное сцепление с платой. В свою очередь к автодину крепиться рупорная антенна. Благодаря предусмотренным штифтам в рупорной антенне позволяет заложить весьма точную фиксацию между автодином. В самой антенне на клей по оси крепится линза Френеля. Рупорная антенна крепиться к корпусу 12 винтами М3, это делается для исключения хоть какой то степени свободы с корпусом (с трубой), в свою очередь даёт точную фиксацию.

На противоположной стороне платы располагается разъем для питания датчика и выхода сигнала. Печатный узел монтируется на металлическую пластину. Что бы обеспечить дополнительную защиту от вибрации и жесткость конструкции пластину устанавливают на втулки (рис.1). После сборки пластина с печатным узлом задвигается в корпус по вырезанным канавкам. Вырез делается по седьмому квалитету допусков и посадок, данный допуск (0,06 микрон) необходим для очень точного фиксирования

Рисунок 1 - КВЧ радар: 1 - Рупорная антенна; 2 - автодин; 3 - корпус; 4 - печатный узел; 5 - втулка; 6 - фиксатор; 7 - крышка

пластины и трубы. В корпусе предусмотрен фиксатор, который ограничивает движения пластины. Завершает конструкцию крышка, прикручивающаяся к корпусу четырьмя винтами.

Выводы

К настоящему времени разработаны и освоены промышленностью гибридно-интегральные автодинные модули КВЧ диапазона, имеющие малое энергопотребление и обладающие высокими техническими показателями [1,2]. Перспективно, используя этот опыт, развитие работ по созданию более совершенных автодинных датчиков для решения проблем, возникающих при контроле дорожной обстановки.

Список литературы:

1. А.С. № 143302 СССР МКИ Н03В 9/00, 9/12. Полосковое СВЧ устройство / С.Д. Воторопин, В.И. Юрченко и др. - 2259068; Заявл. 18.06.79; Зарег. 06.05.80. - 3 с.: ил. 1

2. Воторопин С. Д., Юрченко В. И. Автодины на диодах Ганна и устройства на их основе // Электронная промышленность. - 1998. - вып. 1-2. - С. 110-115.

List of references:

1. Patent number 143302 USSR MKI N03V 9/00, 9/12. Stripline microwave device / S.D. Votoropin, V.I.Yurchenko and other - 2259068; Vois. 18.06.79; Publ. 06.05.80. - 3 p.: il. 1

2. S.D.Votoropin, V.I.Yurchenko. Аutodyne modules of the Gunn diodes and devise // Electronic industria. - 1998. - V. 1-2. - P. 110-115.