CN2079334U - 微波雷达报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是微波雷达报警器，由探头电路、信 号处理电路、报警电路、功能扩展电路、电源电路及接 收机构成，采用微带结构的超高频管构成探头的振荡 电路，监测范围可超过200m²，探测振荡频率 900-1100MC，遥报频率103MHz。具有工作性能稳 定，结构紧凑，抗干扰能力强，功能齐全，内报不自锁， 便于判断消除干扰误报，监控范围可调等特点。适宜 银行、公安、机要、档案、仓库等重要场所及家庭防盗 报警使用。

Description

本实用新型涉及一种信号装置，特别是一种利用多普勒效应制成的微波雷达报警装置。

现有的感应式或光电式防盗报警装置，其缺点是稳蔽性差，易被盗贼破坏，监控范围小，方向性调整困难，使用范围有局限性。一种微波报警器（中国专利申请号：88201034.4），其缺点是功能单一；报警音量小；存在电源内阻反馈，抗干扰性能差，容易误报；电池用旧了时的工作性能会下降，工作稳定性差；报警要自锁，需人工关闭；窗口比较电路使用2只电位器调平衡，改插不同的探头时，其工作性能会改变，须重新调电位器。多功能微波遥控防盗报警器（中国专利申请号：88212513.3），其缺点是抗交流电源的各种脉冲干扰能力差，交直流变换时易误报；磁控手控电路与探头电路无联系，需人工手动进行大功率报警；内报音量小；报警时要自锁，需人工关闭，窗口比较电路使用2只电位器调整平衡，改插不同的探头时，其工作性能不一致，须重新调电位器。

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种交、直流两用的微波雷达报警器，提高电路的抗干扰性能，提高报警的可靠性，内报时不自锁，可凭报警声判断盗情，避免误报，可串接探头来扩大监控范围，增加功能，既可声与光同时进行内报，也可无线电遥报，并有断线报警与机控大功率报警，使用一只电位器调节监控范围，改插不同的探头时，其工作性能稳定，无漏报。适用于银行、公安、仓库、机要、档案等重要场所及家庭防盗报警使用。

本实用新型是这样实现的：本实用新型是利用多普勒效应原理与微波技术，将被控现场形成全方位立体空间振荡的超高频电磁场，当盗贼进入电磁场内活动或电磁场内的金属体被移动时，由探头的天线接收到的反射信号与振荡信号在电路中叠加比较后，放大送入主电路控制报警。由探头电路、信号处理电路、报警电路、功能扩展电路、电源电路及接收机构成。用功能扩展电路自动启动机外负载。探头电路用微带结构的超高，频管构成高频振荡电路，主探头上可并联多个副探头以扩大监控范围。信号处理电路包括放大滤波电路、窗口比较电路、推动执行电路、盗情指示、断线指示、开机延时电路及监控范围调节电位器组成。报警电路由内报与无线电遥报电路构成。电源电路由抗干扰电源滤波器、整流滤波器、两级稳压电路、电子滤波器构成。其结构与工作原理如下：

由图1a，探头电路用一支微带结构的超高频管G1与电容C1、引线电感L2、L3及其结电容构成电容三点式振荡电路，振荡频率900－1100MC。G1的基极接高频扼流圈L1，发射极交流接地，集电极接发射天线。用电阻R1、R2、R3调平G1的工作点。天线为1／2波长的金属杆，引向器为小于1／2波长的金属杆，反射器为大于1／2波长的金属杆，引向器与反射器插在天线座上与天线平行，可随意变换监测方向，以屏蔽后方干扰，增强前方监视距离。由天线发射高频电磁波并接收反射信号，反射信号与振荡信号在电路中进行叠加，产生幅漫包络随动物运动的合成波，由电路非线性放大，在输出信号频谱中产生包络变化的低频信号，用高频扼流圈L4与电容C3组成低通滤波器，与发射天线相连，接三极管G2的基极，将低频信号取出经三极管G2的基极送入放大。用三极管G2、电阻R4、R5、R6、电容C4构成共发射极低频放大器，对前级输入的信号放大。为了与下级运算放大器的输入阻抗匹配，实现主探头上并联多个副探头以扩大监控范围，集电极与主探头间串联了负载电阻R48与R7，在信号输出线中并联了一支耦合电容C5，副探头上串联恒流源I作负载，其信号输出线上串联了一只耦合电容，以隔离各探头的直流电压，副探头的其余电路与主探头完全一样。主探头连线的长度大于100米，副探头连线长度小于10米。各探头连线均用双芯屏蔽线，CZ是主探头与主机连接的插接件。

由图1b，信号处理电路里，采用四运放集成块IC1组成放大滤波、窗口比较、推动执行电路，IC1的脚5、6、7与电阻R8－R13、电容C6－C8构成放大滤波电路，IC1的脚8－14与二极管D1、D2、D3、电位器R14、电阻R15－R18、电容C9构成窗口比较电路，IC1的脚1、2、3与二极管D4、D7、电阻R22、R24、R25、R31、电容C14构成推动执行电路。从探头来的低频探测信号经耦合电容C6进入IC1的脚5运放输入。IC1的脚5是一运放A1的同向输入端，脚6是反向输入端。9V电源电压经电阻R10、R11分压为4.5V后，分别由电阻R12、R9送到IC1的脚5、脚6，保证了脚7输出为电源的中点电压。由IC1脚6、脚7间的反馈电阻R8、反馈电容C7进行负反馈，使运放器A1进行比例积分滤波，其工作十分稳定。高频干扰信号由电路的积分作用而被滤除。IC1的脚7输出的监测信号经电阻R13、电容C8积分滤波后，分别送入第二运放A2的同向输入端脚10与第三运放A3的反向输入端脚13，第二运放A2与第三运放A3组成窗口比较电路。

A2与A3的另一输入端分别设置了大小相等、方向相反的门限电压作比较电压。此电压由电阻R17、R14、R15、R16对电源分压而得。电阻R16与R17的阻值相近，电源中点电压是绝对值相等、方向相反的门限电压，用电位器R14调节门限电压来调节监控范围。调节时，工作开关K3置于调机位置，此时电路虽处于监测状态而不报警。设置电阻R15、二极管D3是当电位器R14的阻值调为零时，保证有一个最低门限电压存在。从第一运放A1来的信号，当正或负半周幅度超过所设的比较电压值时，都能使各自对应的第二运放A2或第三运放A3输出高电平。

采用发光二极管D10、电阻R21与窗口比较电路的二极管D1、D2的输出线相连接后接地构成盗情指示电路。D1、D2分别是集成块IC1的脚14、脚8的隔离二极管，当输出端为高电平时导通。正电压一路通过电阻R21，使发光二极管D10闪烁进行光报盗情，另一路由二极管D4、电阻R22送到第四运放A4的同向输入端脚3上，由反向输入端脚2通过电阻R23、R25对电源分压而得到中点电位，所以当脚3为高电位时，脚1有高电平输出，去推动报警电路工作。此电平通过开关二极管D7对电容C14充电，无信号时，电容C14通过负载电阻R31、R39放电，放电的时间常数决定连续报警的时间长短。用三极管G5、二极管D6、D8、发光二极管D9、电阻R27、R30构成断线指示电路。二极管D8、电阻R29串联在三极管G5的基极上，其发射极接地，二极管D6的输出端接集成块IC1的脚3，D6与电阻R28串联后接G5的集电极，电阻R30与发光二极管D9串联在G5的集电极上，D9的输出端接地。（探头与主机的连线可长达百余米，为防止盗贼切断连线而设置本电路的。）主探头信号从三极管G2的集电极输出正常时，屏蔽线中的信号芯线上有2－3V的直流电压，该电压使二极管D8导通，经电阻R29加于三极管G5的基极，G5饱和导通接地，使发光二极管D9不亮。同时，开关二极管D6的正极因接地而截止，并不影响集成块IC1的脚3的电压，电路处于正常的监测状态。当主探头的连线被切断时，信号芯线失去直流电压，三极管G5截止，其集电极从电源得到高电位，通过电阻R28使二极管D6导通，送到集成块IC1的脚3，使脚1输出高电平，电路报警，同时发光二极管D9发光报警。

为方便主人离开监测范围，设置了开机延时电路。采用三极管G6、二极管D5、电阻R23、R47与电容C12构成开机延时电路。G6的发射极接地，集电极与集成块IC1的脚3相连，基极接电阻R47，电容C12与电阻R23串接于集成块IC1的脚2，电容C12的负极与电阻R47并联后，经二极管D5反向接地。开机时，电源对电容C12充电，形成三极管G6的基极电流，使G6饱和导通、接地，迫使集成块IC1的脚3为零电位，封锁了盗情信号对报警电路的触发，封锁时间的长短，决定于电容C12的充电时间常数，此时间常数由电容C12的大小与二极管D5的反向阻值确定，本机选择30秒钟。当电容C12充电至电源电压时，三极管G6截止，集成块IC1的脚3解除封锁，主机处于正常监测状态。

由图1C，报警电路包括内报与无线电遥报电路构成。用三极管G7、四声集成块IC2、电阻R31、R32、R34、电容C14、C15、三位开关K2构成警声选择电路。G7的基极串联在集成块IC1的脚1的输出线上，电容C14、电阻R31与三极管G7的基极并联后接地，集电极串联电阻R32后接9V直流电源，发射极接集成块IC2的电源端，其并联电容C15接地。电容C14的正电压使三极管G7饱和导通，经电阻R32对集成块IC2供电。IC2为四声集成块，可输出四种报警声音。用三位开关K2选择三种报警声（警车声、警笛声、警报声）中的一种。用电阻R36、三极管G8、G9及扬声器Y串接构成的互补功放内报电路，反馈电阻R37接在三极管G8的基极与发射极上，互补功放内报电路的一端接集成块IC2的输出端SP，另一端通过工作开关K3接12V稳压电源。集成块IC2输出的警声电压经电阻R36输给三极管G8、G9组成的互补功放电路放大。当工作开关K3置内报位置时，互补功放电路接通12V电源的扬声器Y发出报警声进行内报。用发光二极管D11、电阻R35构成发射指示电路，与可控硅CRIA的阴极相接，指示遥报的工作正常情况。计时器与发光二极管D11并联、接地。用可控硅CRIA控制遥报发射，当工作开关K3置于遥报位置时，可控硅CRIA的阳极接通12V电压，阴极通过调频发射电路接地，调频发射电路与发射指示电路并联在可控硅CRIA的阴极上。而它的控制栅极接电容C16与电阻R33组成的去耦滤波元件后接集成块IC2的电源端，电容C16的另一端接地。当有盗情时，集成块IC2得电，可控硅CRIA被触发导通，调频发射电路开始工作，发光二极管D11发光，同时，由正向导通输出的2V直流电压使记时器工作，记录盗情发生的连续时间。记时器采用电子表机芯。

发射遥报电路由三极管G10、G11、G12、电阻R38、R40－R46、电容C17－C29、电感L5－L10组成。三极管G10、电感L5、电容C20、C21、C22及其结电容组成共基电路的电容三点式振荡电路。当可控硅CRIA接通发射电路电源的同时，集成块IC2输出的警声电压经电阻R38、电容C17、C18进入三极管G10的基极，三极管G11、G12组成倍频放大电路，基极均为零偏置，发射极接地，集电极从调谐回路选取所放大的倍频信号，最后通过耦合电容C28以103MH的频率从拉杆天线发射，发射的空间范围约1KM。L8为电源去耦电感，L10为加长线圈，C23、C29为去耦电容。

为方便用户使用设置了调机开关K3，当K3置于调机位置时，电路虽处于监测状态而不告警，用户可根据盗情指示灯是否闪烁调节电位器R14来调节监控范围。

由图1d，用三极管G13、电阻R39、继电器J、电容C30组成功能扩展电路，以方便用户扩展使用功能。电阻R39串联在集成块IC1的脚1上，三极管G13的基极接电阻R39，发射极接地，集电极接继电器J的线包，继电器J的常开触点K4控制220V交流电源输出，自动控制启动500W内的负载，如：大功率报警器或电铃或探照灯或电动机等负载。从集成块IC1的脚1输出高电位，通过电阻R39加到三极管G13的基极，使其饱和导通，继电器J通电，其常开触点K4闭合，接通220V交流电源从插座输出。电容C30的作用是平滑电源电压防止继电器J的触点弹动。

由图1e，电源电路用线路滤波器B2与电容C37组成抗干扰电路，滤除从电源来的各种干扰脉冲。用变压器B1、四个二极管组成的整流桥、电容C34、C35、C36构成整流滤波电路，输出18V直流电给集成块7812和继电器J供电。用稳压集成块7812、7809、电容C31、C32、C33组成分级稳压滤波电路，对电源进行多级稳压、分级供电，使强、中、弱信号电路分别隔离。这样，既降低了电源内阻，提高稳压精度，又增强了滤波抗干扰能力。集成块7809输出9V直流电压。用三极管G4、电阻R26、电容C13组成电子滤波器，对集成块IC1从脚4供电。用三极管G3、电阻R19、电容C10组成电子滤波器，经限流保护电阻R20对探头供电。电阻R20、电容C11同时起电源去耦滤波作用。为防止交流电源停电漏报，设置有12V直流电源，与集成块7812的输出端并接。可配接电瓶或干电池备用。停电时，交、直流自动截换，截换时无误报现象。

接收机可采用市售的各种型号的调频收音机或调频收录机。

本实用新型相比现有技术具有如下特点：（1）探头电路简单、性能好。微带管高频电路效率高，振荡频率900－100MC，最利于人体运动的监测，可串接几个副探头在主探头上，扩大探测范围，改变监测场形方便，监测范围可调，最大可超过200m²，探头用电9V，当使用12V直流电源时，不致因长时间工作使电池的电压下降而影响工作的可靠性。（2）主电路结构紧凑，功能齐全，性能稳定。使用一块四运放集成块完成信号放大滤波、窗口比较、推动执行等功能，断线报警、开机延时与之巧妙结合，方便了报警使用，内报时有声报与光报并存，既可内报，也可无线电遥报，报警声有三种声音可供选择，有记时器记录盗情持续时间，有功能扩展电路，可自动控制启动500W内的负载，如警报器或电铃或探照灯或电动机等负载。（3）电源电路使用了线路滤波器、积分滤波器、电子滤波器以及多级稳压、分级供电，电路工作的可靠性好，抗干扰能力强，无误报警。（4）在信号放大处理电路中，利用监测信号频率低于干扰信号频率、持续时间长的特点，使用了许多恰当时间常数的积分节进行滤波，同时，内报时警声不自锁，可根据警声持续时间和盗情指示发光二极管发光闪烁的情况判断盗情，消除干扰误报。（5）窗口比较电路使用一只电位器调平衡，改插不同的探头时，工作性能不改变，方便用户调整使用。适用于银行、公安、仓库、机要、档案、文物保管等重要场所乃至家庭防盗报警使用。

本实用新型附图中的实施例说明如下：

图1为原理方框图，图2为电路图，图1a为探头电路，图1b为信号处理电路，图1c为报警电路，图1d与图1e为功能扩展电路与电源电路。

实施例中的主要元件的规格型号如下：

超高频管G1：BFR91；三极管G2、G5、G6、G8、G13：9014，G3、G4：3DG12，G7：3DG6，G9：9015，G10、G11：9018，G12：2G711D；恒流源I：9015；开关二极管：D1－D8；发光二极管：D9（绿色）、D10（红色）、D11（黄色）；整流二极管：1N4007（四只）；电源变压器B1：5W、次级18 ；线路滤波器B2：选用彩电的开关电源滤波器；集成块IC1：LM324；IC2：KD9561；稳压集成块：7812，7809；继电器J：DC24；杨声器Y：1W8Ω；电阻R1、R32、R40：4K7，R2：820Ω，R3：220Ω，R4：1K2，R5：820K，R6，R7：47Ω，R8：300K，R9、R13：8K2，R10、R11、R19、R23：3K，R12：12K，R14、R16：100K，R15：20K，R17：82K，R18、R20：100Ω，R21：4K，R22、R27、R45：2K，R24：470K，R25：3K9、R26、R35：1K，R28：5K1，R29、R41：10K，R30：5K6，R31：510K，R33、R42：15K，R34：260K，R36：560K，R37：200K，R38：6K8，R39：47K，R43：36K，R44：300Ω，R46：3Ω，R47：30K，R48：6K4；电容C1：12P，C2：0.02，C3、C7、C19：1000P，C4、C6：CD47U、10V，C5：CD22U、10V，C8、C11：CD470U、10V，C9：CD220U、10V，C10、C13：CD2200U、10V，C12、C14、C15、C31：CD100U、10V，C16、C23、C29、C32：0.01，C17、C35、C36：0.022，C18：CD1U、10V，C20：47P，C21：18P，C22、C24、C28：51P，C25：33P，C26：5100P，C27：10P，C30、C34：CD100U、25V，C33、C38：CD100U、16V，C37：0.1；电感L1、L4：0.51，线φ5、5T，L2、L3：15MM，L5：0.40、线φ3.7、5T×2，L6：0.40、线φ3.7、5T，L7：0.40，线φ3.7，2T，L8：100UH色码电感，L9：0.40、线φ3.7、2＋3T，L10：40mm导线；副探头的恒流源I的基极接地电阻为1M；探头天线：φ5镀铬金属杆，长125mm，反射器为长145mm的φ5镀铬金属杆，引向器为长90mm的φ5镀铬金属杆；主机天线：120mm×5拉杆天线；计时器：电子表机芯；CZ为探头与主机插接件。接收机：调频收音机或调频收录机，遥报发射与接收频率为103MHZ。

将上述原件，按其在图2中的位置关系分别联接安装即可。

Claims (6)

1、微波雷达报警器，包括探头电路、信号处理电路、报警电路、电源电路及接收机构成，其特征在于：

(1)设置有功能扩展电路来自动控制启动机外负载；

(2)探头电路用微带结构的超高频管构成高频振荡电路，主探头上可并接多个副探头；

(3)信号处理电路包括放大滤波电路、窗口比较电路、推动执行电路、盗情指示、断线指示、开机延时电路及监控范围调节电位器组成；

(4)报警电路由内报电路与无线电遥报电路构成；

(5)电源电路由抗干扰电源滤波器、整流滤波器、两级稳压电路、电子滤波器构成。

2、根据权利要求1所述的微波雷达报警器，其特征在于：探头电路用微带结构的超高频管G1与电容C1、电感L2、L3及其结电容构成三点式振荡电路，振荡频率900－1100MC、G1的基极接高频扼流圈L1，发射极交流接地，集电极接发射天线，发射天线为1／2波长的金属杆，引向器为小于1／2波长的金属杆，反射器为大于1／2波长的金属杆，引向器与反射器插在天线座上，用电阻R1、R2、R3调平超高频管G1的工作点，用高频扼流圈L4与电容C3组成低通滤波器，与发射天线相连，接三级管G2的基极，三级管G2与电阻R4、R5、R6、电容C4构成共发射极低频放大器，G2的集电极与主探头之间串联负载电阻R48与R7，并联耦合电容C5；副探头上串联恒流源I作负载，其信号输出线上串联一只耦合电容，副探头的其它电路结构与主探头相同，主探头上可并联多个副探头，各探头用双芯屏蔽线连接。

3、根据权利要求1所述的微波雷达报警器的信号处理电路，其特征在于：

（1）采用四运放集成块IC1组成放大滤波、窗口比较、推动执行电路，由集成块IC1的脚5、6、7与电阻R8－R13、电容C6－C8构成放大滤波电路，集成块IC1的脚8、9、10、12、13、14与二极管D1、D2、D3、电位器R14、电阻R15－R18、电容C9构成窗口比较电路，用电位器R14调节门限电压来调节监控范围，由集成块IC1的脚1、2、3与二极管D4、D7、电阻R22、R24、R25、R31、电容C14构成推动执行电路；

（2）采用发光二极管D10、电阻R21与窗口比较电路的二极管D1、D2的输出线相连接后接地构成盗情指示电路；

（3）用三级管G5、二极管D6、D8、发光二极管D9、电阻R27、R28、R30构成断线指示电路，二级管D8、电阻R29与三极管G5的基极串联，G5的发射极接地，二极管D6的输出端接集成块IC1的脚3，二极管D6与电阻R28串联后接三极管G5的集电极，电阻R30与二极管D9串联在三极管G5的集电极上，二极管D9的输出端接地；

（4）用三极管G6、二极管D5、电阻R23、R47与电容C12构成开机延时电路，三极管G6的发射极接地，集电极与集成块IC1的脚3相连，基极接电阻R47，电容C12与电阻R23串接于集成块IC1的脚2，电容C12的负极与电阻R47并联后，经二极管D5反向接地，延时时间由电容C12的容量与二极管D5的反向阻值确定。

4、根据权利要求1所述的微波雷达报警器，其特征在于功能扩展电路  用三极管G13、电阻R39、继电器J、电容C30组成，电阻R39串联在集成块IC1的脚1的输出线上，三极管G13的基极接电阻R39，发射极接地，集电极接继电器J的线包，继电器J的常开触点K4控制220V交流电源输出，自动控制启动500W内的机外负载，如大功率报警器或电铃或探照灯或电动机。

5、根据权利要求1所述的微波雷达报警器的报警电路，其特征在于：

（1）用三极管G7、四声集成块IC2、电阻R31、R32、R34、电容C14、C15、三位开关K2构成警声选择电路，三极管G7的基极串联在集成块IC1的脚1的输出线上，电容C14、电阻R31与三极管G7的基极并联后接地，集电极串联上电阻R32后接9V直流电源，发射极接四声集成块IC2的电源端，其并联电容C15接地，警声用三位开关K2选择（警车声或警笛声或警报声），用电阻R36、三极管G8、G9及扬声器Y串接构成互补功放内报电路，反馈电阻R37接在三极管G8的基极与发射极上，互补功放内报电路的一端接集成块IC2的输出端SP，另一端通过工作开关K3接12V稳压电源；

（2）发射遥报电路用三极管G10、G11、G12、电阻R38、R40－R46，电容C17－C29，电感L5－L10组成，三极管G10、电感L5、电容C20、C21、C22及其结电容组成共基电路的电容三点式振荡电路，集成块IC2输出的警声电压经电阻R38、电容C17、C18进入三极管G10的基极，三极管G11、C12组成倍频放大电路，基极均为零偏置，发射极接地，集电极从调谐回路选取所放大的倍频信号，通过耦合电容C28以103MHZ的频率从拉杆天线发射出去；

（3）用发光二极管D11、电阻R35构成发射指示电路，与可控硅CR1A的阴极相接，计时器与发光二极管D11并联、接地，用可控硅CR1A控制遥报发射，可控硅CR1A的阳极经工作开关K3接通12V电源，调频发射电路接在可控硅CR1A的阴极上，其控制栅极接电容C16与电阻R33组成的去耦滤波元件后接集成块IC2的电源端，电容C16的另一端接地。

6、根据权利要求1所述的微波雷达报警器，其特征在于电源电路用线路滤波器B2、电容C37组成抗干扰电路，用变压器B1、四个二极管组成的整流桥、电容C34、C35、C36、构成整流滤波电路，输出18V直流电，用稳压集成块7812、7809、电容C31、C32、C33组成分级稳压滤波电路，用三极管G4、电阻R26、电容C13组成电子滤波器对集成块IC1从脚4供电，用三极管G3、电阻R19、电容C10组成电子滤波器、经限流保护电阻R20对探头供电，设置有12V直流电源（电瓶或干电池）并接在集成块7812的输出端备用。

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