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1、沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书I课程设计（论文）评语及成绩评定指导教师评语：评分_ 指导教师（签字）_ _年_月_日课程设计（论文）及答辩评分：1学生工作态度和平时表现（共 20 分）_；2论文格式规范、语言流畅（共 20 分）_；3数据完整、分析论述充分合理，结论正确（共 20 分）_；4答辩表述能力（共 20 分）_；5基本概念及回答问题情况（共 20 分）_。课程设计总成绩_ 答辩组成员（签字）_ _年_月_沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书II日课程设计任务书学 院 装备工程学院 专 业 探测制导与控制技术学 生 姓 名 学 号课程设计题目 基于微波雷达探测识别系统的设计内
2、容及要求：一设计目的了解和掌握该系统相关传感器的原理和使用方法，系统相关产品及及其国内外研究进展情况，利用单片机、Proteus 和 Keil C51 工具设计出一种相应的探测识别系统。二设计任务和指标1、了解和掌握该系统相关传感器（3-5 种）的技术资料，包括其技术指标、原理图、封装形式、价格等；2、查找该系统相关产品（3-5 种）的技术资料，包括其技术指标、原理图、封装形式、价格等；3、查找该系统相关论文（最近几年） （3-5 篇） ；4、选择一种传感器，利用单片机、Proteus 和 Keil C51 工具设计出一种相应的探测识别系统；5、完成论文。进度安排：第一周：查找并整理相关资料，
3、 并传真至 D；第二周：选择一种传感器，利用单片机、Proteus 和 Keil C51 工具设计出一种相应的探测识别系统，包括原理图、程序、运行结果等； 第三周：写论文，论文装订。最后一天答辩。参考书目：1、2、3、沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书III指导教师（签字）：2009 年 11 月 22 日 沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书I摘 要本次课程设计是基于 C51 单片机技术的探测识别系统设计仿真，主要运用微波雷达探测原理进行设计。微波雷达式探测装置是一种将微波收、发设备合置的探测器，工作原理基于多普勒效应。微波的波长很短，在 1mm1000mm 之间，因此很容易被物体反射
4、。微波信号遇到移动物体反射后会产生多普勒效应，即经反射后的微波信号与发射波信号的频率会产生微小的偏移。此时可认为报警产生。微波系统的应用无论在国外还是国内都有了很大的发展，常用于智能探测，生命特征探测，军事领域等等。报警装置由单片机系统设计，当接收到信号时，警报灯闪亮同时警报响起。关键词：微波雷达；多普勒效应；智能探测沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书II目 录1 微波原理及应用 .11.1 微波传感器的介绍 .11.1.1 微波的基础知识 .11.1.2 微波检测器 .21.1.3 微波探测技术的应用 .21.1.4 微波传感器的应用前景 .42 微波探测的作用原理 .62.1 微波发生
5、器 .63 微波探测器的分类及特点 .103.1.微波探测器分类 .103.1.1 雷达式微波探测器 .103.1.2 墙式微波探测器 .113.2 微波雷达探测器的优缺点 .114 微波雷达探测识别系统的设计 .124.1 微波雷达物理基础 .124.2 系统结构 .124.3 测量模块 .134.4 控制模块 .134.5 信号调制解调过程 .144.6 单片机仿真 .155 结束语 .17参考文献 .18致谢 .19附录 .20沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书11 微波原理及应用1.1 微波传感器的介绍1.1.1 微波的基础知识（1）微波的性质与特点微波是波长为 11000mm 的
6、电磁波，它既具有电磁波的性质，又不同于普通无线电波和光波。微波相对于波长较长的电磁波具有下列特点：1定向辐射装置容易制造；2遇到工作障碍物易于反射；3绕射能力较差；4传输性能良好，传输过程中受烟、火馅、灰尘、强光等的影响很小；5介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸收能力最强。正是这些特点构成了微波检测的基础。（2）微波传感器的组成微波传感器通常由微波发生器（即微波振荡器） 、 微波天线及微波检测器三部分组成。微波振荡器是产生微波的装置。由于微波很短，频率很高(300MHz300GHz) ，振荡回路具有非常微小酌电感与电容，故不能用普通的电子管与晶体管构成微波振荡器。构成微波振荡
7、器的器件有调速管、磁控管或某些固体元件。小型微波振荡器也可采用体效应管。由微波振荡器产生的振荡信号需要用波导管(波长在 1000cm 以上可用同轴线)传输，并通过天线发射出去。为了使发射的微波具有尖锐的方向性，天线具有特殊的结构。常用的天线如图 1 所示，有喇叭形天线、抛物面天线、介质天线与隙缝天线等。喇叭形天线结构简单，制造方便，可看作波导管的延续。喇叭形天线在波导管与敞开的空间之间起匹配作用以获得最大的能量输出。抛物面天线犹如凹面镜产生平行光，这样位微波发射的方向性得到改善。沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书2图 1.1 常用微波天线(a) 扇形喇叭天线 (b) 圆锥形喇叭天线(c) 旋转抛物面天线 (d) 抛物柱面天线1.1.2 微波检测器由发射天线发出的微波，遇到被测物时将被吸收或反射，使功率发生变化。若利用接收天线，接收通过被测物或由被测物反射回来的微波，并将它转换成电信号，再由测量电路测量和指示，就实现了微波检测过程。根据上述原理，微波检测传感器可分为反射式与遮断
