Kann ich die Richtwirkung eines X-Band-Radarmoduls mit integrierter Plan-Patch-Antenne verbessern?

Viele Details für den Fall, dass es benötigt wird.

Ich bastele weiter an entfernten Näherungssensoren, die von einem Arduino (und schließlich nur einem ATMEGA * -Chip und seinen Sicherheitskollegen) angetrieben werden, und habe bisher einen ziemlich guten Prototyp. Es nimmt genau wie das PIR-Modul eine Bewegung auf und signalisiert dasselbe, was der Arduino über einen 5-V-Magneten in ein mechanisches Klopfen verwandelt. Das PIR-Modul funktioniert nicht (vorhersehbar) hinter Isolierglas, und um es zu einer externen Einheit zu machen, ist mehr Arbeit (und Energieverwaltung für Batterien) erforderlich, als ich derzeit investieren möchte.

Um die Sache zu vereinfachen, habe ich mich für ein X-Band-Radarmodul entschieden, damit ich die Geräte im Innenbereich aufbewahren und Wetterschutz vermeiden kann. Der Reiz, ein Mikrowellengerät durch eine Mauer zu lenken, um Bewegungen zu erkennen, war ziemlich groß. :-) Ich benutze dieses Parallax-Modul ( Datenblatt ).

Das Problem ist, dass das Gerät neben allem, was mit der Antenne zu tun hat, auch Bewegungen dahinter aufnimmt, selbst wenn der Empfindlichkeitstopf ganz nach unten gestellt ist. Wenn man sich das Datenblatt ansieht (und die Grafiken sieht, die sein Feld darstellen - kenne die Terminologie nicht), scheint es ein erwartetes Verhalten zu sein. Ich möchte es jedoch in einen nach vorne gerichteten Strahl (relativ zum Gerät) fokussieren, damit ich es nach außen richten kann.

Ich weiß genug, um herauszufinden, dass ich eine Art Wellenleiter brauche, aber jeder Versuch, seinen Rücken mit Metall zu blockieren (Aluminiumfolie, eine geschnittene Coladose und ein konisches Stück Pendelleuchte aus den 1950er Jahren, das ich durch einen Deckenventilator ersetzt habe), ist gescheitert. Das Modul nimmt ständig die Bewegung dahinter auf. Ich habe das Ganze sogar in ein Aluminium-Projektgehäuse eingeschlossen, um zu überprüfen, ob ich es tatsächlich blenden kann. Es scheint irgendwie direkt durch das Gehege zu gehen und trotzdem Bewegung aufzunehmen. Das war unerwartet. Ich habe eine Störung vermutet, aber die Erkennung stimmt NUR mit der tatsächlichen Bewegung überein.

Also: Was macht einen guten Wellenleiter aus? Wie würden Sie sich dem Problem nähern, ein Pulsdoppler-Radar zur Bewegungserkennung auf einen relativ schmalen Strahl zu fokussieren? Vielen Dank für jeden Einblick, den Sie anbieten können. Ich bin froh, genauer zu werden oder eines der oben genannten zu klären.

Hinweis: Ich bin sicher, dass das Thema möglicherweise spezifischer sein könnte, aber dies ist mein erstes Elektronikprojekt, und ich wäre lieber vage als verwirrend falsch. : -}

Interferenzzusatz:

• Ich bin immer noch nicht davon überzeugt, dass keine Störung auftritt. Da ich (noch) kein Oszilloskop habe, bin ich mir nicht sicher, wie ich diese Theorie testen soll.

• Dieser Thread scheint darauf hinzudeuten, dass mein Ansatz fehlerhaft ist: Anscheinend sollte der Status des Moduls von einem analogen Pin mit Rausch- und Zeitschwellen gelesen werden. Ich habe es auf einem digitalen Pin HIGH / LOW gelesen.

Die Patch-Plane-Antenne

Die fragliche Antenne wird als Patch-Plane- (oder Plane-Patch-) Antenne bezeichnet - eine Patch-Antenne mit einer Referenzebene dahinter. Sie können es hier sehen (die vier helleren grünen Quadrate in der Nähe der Ecken).

Laut Datenblatt sieht die Richtwirkung folgendermaßen aus:

Von hinten ist die Erkennungsfähigkeit etwa 63-mal schwächer, vorausgesetzt, Sie befinden sich auf dem gleichen Niveau. Wenn Sie nicht auf dem gleichen Level sind, ist es mehr als 250 Mal schwächer.

Also ... vielleicht montierst du es hoch und drehst es nach unten. Auf diese Weise können Sie auch den Erkennungsbereich steuern.

Sie sollten sich auch bewusst sein und versuchen, Reflexionen zu vermeiden. RF ist nur EM (wie Licht) und es prallt auch von Sachen ab! ... insbesondere Metalle und flüssige Elektrolytlösungen (wie Salzwasser).

Der Reflektor

Ein Wellenleiter hilft nicht. Was Sie hier brauchen, ist ein Reflektor. Ich bin sicher, Sie haben schon einmal eine Satellitenschüssel gesehen. Das ist der Zweck: den hinteren Lappen in Vorwärtsrichtung neu zu fokussieren und die Nebenkeulen zu reduzieren (z. B. die Richtwirkung zu verbessern).

Das Entwerfen eines geht über den Rahmen dessen hinaus, was ich hier beantworten werde. Wenn Sie sich für einen Reflektor-Ansatz entscheiden, stellen Sie erneut Ihre spezifischeren Fragen, @reference me, und ich werde detaillierter antworten.

Ansatz für das anfängliche Suchvolumen

Tatsächlich habe ich eine RADAR-Architektur erfunden, die speziell für diese Art von Szenario entwickelt wurde und sich Angle-of-Arrival-Assisted Relative Interferometry (ARI) nennt, und einige wissenschaftliche Arbeiten zu diesem Thema verfasst ( [A] , [B] , [C]). , usw). Eine vollständige Implementierung liegt wahrscheinlich außerhalb Ihrer Möglichkeiten (und ist für Ihre Anwendung übertrieben), aber hier ist die Grundidee:

Sie können mehrere teilweise überlappen Module und ihre Erkennungen korrelieren, um Ziele außerhalb des interessierenden Bereichs abzulehnen. Auf diese Weise können Sie eine schöne fokussierte Erkennungszone erstellen. In ARI wird dieser Schnittbereich als Initial Search Volume (ISV) bezeichnet.

Abschließend...

Viel Glück! Ordentliches Projekt.

Kurzer Hinweis (danke @AndrejaKo!):

Beachten Sie, dass Sie keine Benachrichtigung erhalten, wenn jemand @ verwendet, um Sie in einer Frage zu referenzieren, in der Sie zuvor noch nichts gepostet haben. Besser wäre es, die Referenz hier zu platzieren oder das @ im Chat zu verwenden.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass die hinteren / seitlichen Lappen der Antenne selbst nicht das Problem sind. Jedes Objekt in der Hauptkeule kann auch Mikrowellenenergie reflektieren / streuen und sie in den Bereich hinter der Antenne (und wieder zurück) umleiten.

Sie sagen, dass Sie Ihre Mikrowellen durch eine Mauer schicken. Die dielektrischen Eigenschaften des Ziegels sind sehr verschieden von denen der Luft (nicht die Wand Bolzen, Nägel / Schrauben zu erwähnen, Drähte und / oder Rohre, usw.) , und diese Impedanz - Diskontinuität wird ein Teil der Energie reflektiert , dass es prallt auf, ebenso wie Die Glasoberfläche eines Prismas reflektiert und bricht Licht.