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DE2750388A1 - Mikrowellen-nachweisvorrichtung mit einem gleichzeitig als detektor arbeitenden gunn-oszillator - Google Patents

Mikrowellen-nachweisvorrichtung mit einem gleichzeitig als detektor arbeitenden gunn-oszillator

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Publication number
DE2750388A1
DE2750388A1 DE19772750388 DE2750388A DE2750388A1 DE 2750388 A1 DE2750388 A1 DE 2750388A1 DE 19772750388 DE19772750388 DE 19772750388 DE 2750388 A DE2750388 A DE 2750388A DE 2750388 A1 DE2750388 A1 DE 2750388A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
devices
movement
moving object
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19772750388
Other languages
English (en)
Inventor
Erno B Lutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
C&K Systems Inc
Original Assignee
Solfan Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solfan Systems Inc filed Critical Solfan Systems Inc
Publication of DE2750388A1 publication Critical patent/DE2750388A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

S 1717
"Mikrowellen-Nachweisvorrichtung mit einem gleichzeitig als Detektor arbeitenden Gunn-
Oszillator"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum automatischen Nachweis der Bewegung eines sich bewegenden Objekts und insbesondere auf eine Mikrowellen-Nachweisvorrichtung von Bewegungen mit Hilfe eines gleichzeitig als Detektor betriebenen Gunn-Oszillators.
Mikrowellen-Nachweissysteme, in denen vom Doppler-Effekt Gebrauch gemacht wird, werden im allgemeinen dazu benutzt, um Schiebetüren zu betätigen und um Einbrecher und dergleichen zu entdecken· In auf dem Doppler-Effekt basierenden Systemen werden Frequenzunterschiede zwischen den erzeugten und reflektierten elektrischen Signalen gemessen, um damit die Bewegung von Objekten in einem Überwachten Gebiet nachzuweisen. Trotz der Anwendung von Filternetzwerken und von
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Verfahren zur Signalisolation treten boi derartigen Systemen in der Praxis nicht selten falsche Alarme auf. Der Einbau der Filternetzwerke bedeutet, daß die auf dem Doppler-Prinzip basierenden Systeme 3ehr kompliziert und damit sehr teuer im Aufbau und in der Wartung sind.
In einem System wird ein Sender mU einem Gunn-Oazillator zur Erzeugung eines Mikrowellensignals im X-Band zwischen IO5OO und IO55O Gigahertz (GHz) vorwendet. Eino Hornantenne dient zur Abstrahlung und Ausrichtung des Mikrowellensignals an das zu beobachtende Gebiet. Wenn aich in diesem Gebiet ein Objekt bewegt, wird ein elektrisches Signal an don Sender zurückreflektiert. Die Frequenz des elektrischen Signals ist gegen die des ausgesandten Signals um die Doppler-Frequenz verschoben, die der Bewegung des Objekts entspricht. Ein mit einem Diodendetektor ausgerüsteter Empfänger ist neben dom Sender angebracht und weist das reflektierte Signal nach, worauf er eine auf das Vorhandensein des beweglichen Objekts hinweisende Anzeige erzeugt. Da ein vom Empfänger getrennter Sender benötigt v/ird, werden derartige Systeme verhältnismäßig teuer in ihrer Herstellung.
Ferner ist zu beachten, daß ein Gunn-Oszillator eine stark regulierte Gleichspannung zum Betrieb an seinen Eingangaklemmen benötigt, um ein Ausgangssignal mit einer bestimmten Frequenz im X-Band des elektromagnetischen Spektrums zu erzeugen. Falls die Spannung den vom Hersteller angegebenen Wert übersteigt, kann der Gunn-Oszillator für immer beschädigt
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werden; falls eine beträchtliche Abweichung vom Optimalwert auftritt, variiert die Frequenz des Ausgangesignals in entsprechender Weise. Die US-Federal Communications Commission hat den Frequenzbereich zwischen 1O5OO und 10550 GHz für Mikrowellensender reserviert, die als Nachweisgeräte für elektrische PeIdstörungen bei Überwachungseinrichtungen verwendet werden. Mikrowellensender, die Signale außerhalb dieses Spektralboreichs erzeugen, können in handelsüblichen Nachweiseinrichtungen deshalb nicht verwendet werden· Sie an handelsübliche Gunn-Oszillatoren angelegte Spannung muß deshalb konstant sein· Zusätzlich kann der durch jeden Gunn-Oszillator eines Satzes derartiger Oszillatoren fließende Strom der Torspannung in einem weiten Wertebereich, d.h. beispielsweise zwischen und 90 und 120 Milliampere, variieren· Wegen dieser starken Schwankung in dem Gleichstrom der Vorspannung und da die reflektierten Signale eine zeitabhängige Veränderung des Vorspannungsstroms ergeben, sind Gunn-Oszillatoren nicht als Empfänger oder Nachweiseinrichtungen für reflektierte Signale in handelsüblichen Sicherungesystemen verwendet worden.
Zu bemerken ist, daß ein Gunn-Oezillator als Smpfänger in einem Laborexperiment verwendet worden ist· In diesem Experiment wurde eine Stromquelle mit einer veränderlichen Aus gangs spannung über einen Reihenwiderstand an die Anschlußklemmen eines Gunn-Oszillators angeschlossen; die Spannung wurde dann so eingestellt, daß der Oszillator Schwingungen
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im X-Band erzeugte. Veränderungen, die im Vorspannung8strom aufgrund der reflektierten Signale erzeugt werden, werden als Spannungsänderungen am Reihenwiderstand nachgewiesen. Jedoch wird hierbei nicht automatisch eine konstante Poten— tialdifforenz erzeugt, wenn ein anderer Gunn-Oszillator verwendet wird oder wenn der Vorspannung;3strom oich aufgrund von Temperaturänderungen oder aufgrund von Veränderungen der Kennlinien des Gunn-Oszillators im Laufe der Zeit verändert.
Beispiele von dem Stand der Technik entsprechenden Nachweissystemen sind in dem Vornon B. Ross erteilten US-Patent Nr. 3 634 884 unter dem Titel "Motion Detection System" ("System zum Nachweis von Bewegungen"), dem Aaron A. Galvin erteilten US-Patent 3 665 443 unter dem Titel "Ultrasonic Intrusion Alarm" ("Ultraschall-Einbruchsalarm"), dem Warren L. Leyde und Delbert E. Marker erteilten US-Patent Nr. 3 742 434 unter dem Titel "Automatic Door-Opening System Using an Acoustic Object Detection System" ("Automatisches Türöffnungssystem mit einem akustischen Nachweissystem für Objekte"), und dem Leonard Thomas Saunders erteilten US-Patent Nr. 3 813 669 unter dem Titel "Frequency Filter Circuit Apparatus" ("Frequenzfilterschaltung") beschrieben worden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Nachweis von Bewegungen zu schaffen, in der ein Gunn-Oszillator als Sender und gleichzeitig in einer weiteren Betriebsform als Detektor zum Empfang verwendet wird.
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Sin weiteros Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Nachweis der Bewegung eines Objekts in einem abzusichernden Gebiet zu schaffen» wobei die Vorrichtung mit irgendeinem einer Gruppe von Gunn-Oszillatoren arbeiten kann, von denen jeder einen Ruhestrom aufweist, der aufgrund von Veränderungen boim Herstellungsvorgang, Temperaturschwankungen odor zeitabhängigen Veränderungen der Kennlinien variieren kann«
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die in einem zu überwachenden Gebiet geringe Bewegungen nachweisen kann, die zuverlässig arbeitet und verhältnismäßig preisgünstig hergestellt werden kann·
Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Gunn-Oszillator mit Eingangsklemmen, an die eine Veränderungen erleidende Eingangsspannung angelegt werden kann und die einen Strom durch den Gunn-Oszillator ergeben. Der Gunn-Oszillator spricht auf diese Spannung an und erzeugt auf einer ersten frequenz Mikrowellenstrahlung, spricht aber außerdem auf die von einem beweglichen Objekt reflektierte, um die Dopplerfrequonz verschobene Strahlungsenergie an und erzeugt dabei eine entsprechende Veränderung des Stromflusses; die Erfindung umfaßt ferner einen Punktioneverstärker, der auf die Spannung und ein Bezugssignal anspricht und ein erstes Signal erzeugt, wenn die Spannung einen größeren Wert als das Bezugssignal hat, jedoch eine zweite Spannung ergibt, wenn die Spannung einen kleineren Wert als das Bezugssignal hat; zur Erfindung gehört ferner ein in Reihe geschalteter Durchlaß-Transistor,
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der an eine Gleichspannungsquelle und den Funktion3verstärker angeschlossen ist und zwischen einem leitenden und einem gesperrton Zustand mit Hilfe des ersten und des zweiton Signals umgeschaltet werden kann. Dieser Transistor hält die Spannung auf einem konstanten Wert. Die Erfindung umfaßt ferner einen zwischen einen Ausgang des Tranaistors und den Gunn-Oszillator geschalteten Widerstand zum Nachweis der Veränderung des Vorspanmmgsstroms und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das eier Bewegung des 3ich bewegenden Objekts entspricht.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß mit ihr die Bewegung einer sich bewegenden Person oder eines 3ich bewegenden Objekts in einem zu beobachtenden Gebiet mit geringen Kosten zuverlässig nachgewiesen werden kann.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, da3 sich für sie irgendein Gunn-Element einer Gruppe solcher Elemente eignet, und daß eine Schaltung verwendet wird, die eine konstante Spannung am Gunn-Element erzeugt, dabei aber sehr geringe Veränderungen im Strom durch den Gunn-Oszillator nachweist.
Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer vorzugsweisen Ausfuhrungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur.
Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
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zum Nachweis der Bewegung eines sich bewegenden Objekts.
Das in Figur 1 schematisch dargestellte Gerät 10 dient zum Nachweis der Bewegung eines beweglichen Objekts gemäß vorliegender Erfindung» Das Gerät 10 umfaßt einen Gunn-Oszillator 12, eine Antenne 14f eine Filterschaltung 16, Spannung3stabilioierungsschaltungen 18 und 20, eine Schaltung 22 zur Spannungsüberwachung und eine Detektorschaltung 24, die ein der Bewegung des beweglichen Objekts entsprechendes Ausgangssignal erzeugt·
In der folgenden Beschreibung der Teile der Schaltungen 16-24 werden Transistoren durch den Buchstaben Q und eine sich anschließende Zahl, Widerstände durch den Buchstaben E und eine sich anschließende Zahl und andere Bauelemente durch kennzeichnende Buchstaben, wie C für Kondensatoren und D für Dioden, bezeichnet. Yerbindungspunkte in den Schaltungen werden nur durch eine Hummer bezeichnet.
Die verschiedenen Bauelemente sind als diskrete elektrische Bauteile eingezeichnet, doch dienen sie lediglich zur Erläuterung der elektrischen Kennwerte, die die verschiedenen Bauelemente haben; das Gerät läßt sich auch als integrierte Schaltung ausbilden.
Der Gunn-Oszillator 12 ist in an sich bekannter Weise ausgeführt und umfaßt ein Gunn-Element in einem Hohlraum, der bei einer bestimmten Frequenz im X-Band des elektromagnetischen Spektrums eine Resonanzstelle hat. Für Sicherungseinrichtungen sind Frequenzen im Bereich von 10500 bis
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10550 GHz vorgesehen. Der Gunn-Oszillator hat oine nichtlineare Scheinwiderstandskennlinie und erzeugt Mikrowellenenergie im Frequenzbereich des X-Bands, wenn eine konstante Gleichspannung an seine Eingangsklemmen 26 und 28 angelegt wird. Die Spannung soll vorzugsweise den vom Hersteller des Gunn-Eleinents angegebenen Optimalwert haben und einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreiten. Beim Anlegen dieser Spannung fließt ein Strom durch die Anschlüsse 26 und 28. Aufgrund von Herstellungsschv/ankungen haben die durch jeden einzelnen einer Gruppe von Gunn-Oszillatoren fließenden Ströme verschiedene Werte.
Die vom Gunn-Oszillator 12 gespeiste Antenne 14 strahlt sinusförmige elektromagnetische Wellen ab, die ein vom Gerät zu überwachendes Gebiet (nicht dargestellt) füllen.
Die von der Antenne 14 ausgesandten elektromagnetischen Wellen treffen auf Ziele im Strahlungsbereich der Antenne und werden zurückgeworfen und von der Antenne 14 wieder empfangen. Die reflektierten Wellen haben eine Veränderung des durch den Gunn-0szillator3 fließenden Stroms zur Folge, wobei die Änderung einem alternierenden Doppler-Signal entspricht. Dies entspricht wiederum der Bewegung des Objekts im Strahlungsbereich der Antenne. Die Doppler-Signale haben normalerweise eine Frequenz im Bereich zwischen 5 und 100 Hz, was einer gehenden Person zuzuordnen ist«
Die Filterschaltung 16 umfaßt eine Diode D, die mit einer Wechselspannungsquelle 30 in Reihe geschaltet ist und
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die Wechselspannung in ein Gleichspannungssignal umformt. Ein Parallelkondensator C1 ist an den Ausgang der Diode D geschaltet, um die an den Diodenklemmen auftretende Spannung konstant zu halten. Das gleichgerichtete Signal wird damit geglättet. In der vorzugsweieen Ausfülirungsform erzeugt die Wochsolstromquelle 30 eine Wechselspannung von 12 Volt und eine Gleichspannung von etwa 16 Volt tritt am Kondensator C1 auf.
Die Spannungsstabilieierungsschaltung 18 in Reihenschaltung umfaßt einen Punktionsverstärker 32, einen Spannungsteiler 34 und einen Transistor Q1. Der Punktionsverstärker 32 hat einen Umkehreingang 36, einen nichtumkehrenden Eingang 38 und einen Ausgang 40. Eine positive Spannung wird an Anschluß 42 und eine negative Spannung an Anschluß 44 angelegt. Der Ausgang 40 ist an die Basis des Transistors Q1 angeschlossen; der Umkehreingang 36 ist an den Verbindungspunkt 46 der in Reihe geschalteten Widerstände R1 und R2 des Spannungsteilers 34 angeschlossen. Der andere Anschluß des Widerstands R2 ist an einen Leiter 45 angeschlossen. Der nichtumkehrende Eingang 38 ist an die Kathode einer Zener-Diode Z angeschlossen, deren Anode mit Leiter 45 verbunden ist. Ein Vorwiderstand R3 ist zwischen die Kathode der Zener-Diode und einen Anschlußpunkt 60 geschaltet. Die Diode ist damit durchlässig, wenn die an ihrer Kathode erscheinende Spannung eine vorgegebene Bezugsspannung überschreitet, sodaß die Zener-Diode Z eine Bezugsspannung an
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den Eingang 38 liefern kann. Punktionaveratärker 32 dient dazu, ein hochverstärktes, umgekehrtes Signal am Auagang 40 zu liefern, wenn eine Größendifferenz zwischen den an den Umkehreingang und den niohtumkehrenden Eingang angelegten Signalen auftritt. In der vorzugowoisen Ausführungaform liefert die Zener-Diode Z ein Bezugssignal von 6,2 Volt und der Punktionsverstärker 32 hat einen Ver3tärkung3grad zwischen 100000 und 200000; der Punktionsverstärker 32 ist vom handelsüblichen 741-Dualtyp, der von der Firma National Semiconductor Company hergestellt wird.
Der Kollektor des NPN-Transisbors Q1 ist mit dem Ausgang der Filterschaltung 16 verbunden, während der Emitter mit einem Anschluß 48 des Widerstands R1 verbunden ist; die Basis des Transistors Q1 ist schließlich mit dem Ausgang 40 verbunden. Transistor Q1 ist zweckmäßigerweise ein 2N6290 Tranasistor, dor durchlässig ist, wenn sein Basis-Emitter-Ubergang in Durchlaßrichtung vorgespannt i3t, und der gesperrt ist, wenn der Übergang entgegengesetzt vorgespannt ist. Jegliche Veränderung der Spannung am Emitter und die Wirkung des Spannungsteilers am Verbindungspunkt 46 haben zur Folge, daß ein umgekehrtes, verstärktes Signal am Ausgang 40 auftritt; dieses führt zu einer Vorspannung am Transistor Q1 in der einen oder anderen Weise, je nachdem, ob die am Punkt 46 auftretende Spannung größer oder kleiner als die am Eingang 38 auftretende Bezugsspannung ist. Wenn die am Eingang 36 auftretende Spannung kleiner als die am Eingang
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38 liegende Spannung ist, wird der Basis-Emitter-Ubergang des Transistors Q1 so vorgespannt, daß Transistor Q1 durchlässig wird» Wenn dagegen die am Eingang 36 anliegende Spannung die am Eingang 38 übersteigt, wird Transistor Q1 in der umgekehrten Richtung vorgespannt und damit abgeschaltet. Die am Anschluß 48 auftretende Spannung wird damit praktisch konstant gehalten und hat nur eine sehr geringe Welligkeit.
Es wurde festgestellt, daß die Spannungsstabilisierungsschaltung 18 die Welligkeit der gefilterten Gleichspannung um einen Wert reduziert, der dem Verstärkungegrad des Punktionsverstärkers 32 entspricht· Bei einem Verstärkungsgrad von 100000 erscheint damit nur eine Welligkeit von etwa 10 Mikrovolt in der an Anschluß 48 auftretenden Gleichspannung.
Sie Spannungsstabilisierungsschaltung 20 umfaßt einen Punktionsverstärker 50, die Schaltung 22 zur Spannungsüberwachung und einen Transistor Q2. Funktionsverstärker 50 hat einen umkehrenden Eingang 52, einen nichtumkehrenden Eingang 54, der an die Verbindungsstelle der Kathode der Zener-Diode Z mit dem Vorwiderstand R3 angeschlossen ist, unäeinen Ausgang 56, der mit der Basis des Transistors Q2 verbunden ist. Punktionsverstärker 50 ähnelt dem oben beschriebenen Verstärker 32, und liefert ein hochverstärktes, umgekehrtes Signal, wenn Größendifferenzen zwischen den an den Anschlüssen 52 und 54 angelegten Signalen auftreten.
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Der Kollektor des NPN-Transistors Q2 ist mit dem Anschluß 48 verbunden, während der Emitter mit Anschluß 60 verbunden ist. Translator Q2 ist vorzugsweise von der gleichen Type wie Transistor Q1 und wird durchlässig, wenn der Basis-Emit ter-Übergung in Durchlaßrichtung vorgespannt wird, wird jedoch gesperrt, wenn der Übergang in der umgekehrten Weise vorgespannt wird. Dadurch kann an Anschluß 26 ein konstantes Potential praktisch ohne Welligkeit in einer Weise aufrechterhalten werden, die im folgenden noch im einzelnen beschrieben wird.
Der Spannungsteiler 22 umfaßt die in Reihe geschalteten Widerstände R4 und R5, die an die Eingang3klemmen 26 bzw. 28 des Gunn-Oszillators 12 angeschlossen sind. Der Verbindungspunkt 62 der beiden Widerstände R4 und R5 ist mit dem umkehrenden Eingang 52 des PunktionsVerstärkers 50 verbunden, um damit eine Spannung zu liefern, die die Potentialdifferenz an den Eingangsklemmen des Verstärkers kennzeichnet. In einer vorzugsweisen Ausfuhrungsform hat Widerstand R4 den Wert 330 Ohm und Widerstand R5 den Wert 1,8 Kiloohm. Dieses Verhältnis der Widerstandswerte hat zur Folge, daß die gesamte an den Anschlüssen 26 und 28 auftretende Potentialdifferenz an den Eingang 52 angelegt wird.
Detektorschaltung 24 umfaßt einen Widerstand R6, der zwischen die Anschlüsse 60 und 26 gelegt ist, und ferner einen Kondensator C2 und einen Verstärker 66. Der Widerstandswert des Widerstands R6 ist viel kleiner als der
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dea von Widerständen R4 und R5 gebildeten Reihenwidorstands und ergibt einen Stromweg für don durch den Gunn-Osaillator 12 fließenden Strom. Jede Veränderung des durch Anschlüsse 26 und 28 fließenden Stroms ergibt damit eine entsprechende Veränderung in der an Widerstand R6 auftretenden Ausgangsspannung, Kondensator C2 entfernt die gleichförmige Komponente der an Widerstand R6 auftretenden Spannung, während Verstärker 66 die entsprechenden Veränderungen in der Ausgangsspannung verstärkt und außerdem das verstärkte Signal dann an geeignete Einrichtungen 68 zur Signalverstärkung anlegt. Bei diesen Einrichtungen kann es sich beispielsweise um ein Warnlicht, einen Summer und dergleichen handeln.
Wenn beim Betrieb ein Gunn-Oszillator 12 aus einer Gruppe derartiger Oszillatoren an die Anschlüsse 26 und 28 angeschlossen ist und die Wechselstromquelle 30 eingeschaltet ist, wird eine konstante Spannung an den Anschlüssen 26 und 28 unabhängig von dem durch den Oszillator fließenden Strom aufrechterhalten· Die Filterschaltung 16 dient zur Gleichrichtung und Glättung der von der Quelle 30 gelieferten Wechselspannung, sodaß eine Gleichspannung von etwa 16 Volt erhalten wird. Wenn, wie vorher beschrieben, die an Anschlußpunkt 48 auftretende Spannung 12 Volt überschreitet, überschreitet die am Verbindungspunkt 46 auftretende, geteilte Spannung den Wert von 6,2 Volt der Bezugsspannung der Zener-Diode Zj diese Bezugsspannung von 6,2 Volt ist an den nicht-
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umkehrenden Eingang 38 angeschlossen. Dadurch wird der BasIs-Emitter-Ubergang des Transistors Q1 gesperrt und damit der Transistor abgeschaltet. Wenn die an Anschlußpunkt 48 auftretende Spannung unter 12 Volt absinkt, wird diese Voränderung in ähnlicher Weise vom Funktionsverstärker 32 verstärkt und als positive Spannung an die Basis des Transistors Q1 angelegt, der damit durchlässig gemacht wird. Man erreicht damit, daß eiiae praktisch konstante Gleichspannung am Anschlußpunkt 48 aufrechterhalten wird.
Die Schaltung 20 zur Spannungsstabilisierung arbeitet in ähnlicher V/eise wie die Schaltung 18. Wenn die an der Eingangsklemme 26 des Gunn-Elements 12 auftretende Spannung den Optimalwert von 7,5 Volt überschreitet, ist die an Widerstand R5 des Spannungsteilers 22 auftretende Spannung größer als 6,2 Volt. Die an den umkehrenden Eingang 52 angelegte Spannung ist damit größer al3 die an den nichtumkehrenden Eingangsanschluß 54 angelegte Bezugsspannung. Der Punktionsverstärker 50 erzeugt damit an seinem Ausgang 56 eine stark negative Spannung. Transistor Q2 wird damit sofort abgeschaltet, wodurch die Spannung an der Eingangsklemme 26 absinkt. Wenn andrerseits die an Anschlußklemme 26 auftretende Spannung unter 7,5 Volt absinkt, ist die am Eingang 52 auftretende Spannung geringer als die am nichtumkehrenden Bezugseingang 54 auftretende Spannung. Die Folge ist ein positiver Spannungswert am Ausgang 56, wodurch Transistor Q2 angeschaltet wird
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und die Spannung an Anschluß 26 ansteigt· Der transistor Q2 bleibt eingeschaltet, bis die Spannung an Anschlüssen 26 und 28 7,5 Volt beträgt·
Beim Anlegen einer konstanten Spannung an die Anschlüsse 26 und 28 fließt ein Gleichstrom durch den Gunn-Oszillator 12. Unter den beschriebenen Bedingungen erzeugt der Oszillator 12 bei einer bestimmten frequenz ia X-Band Mikrowellen-Schwingungsenergie. Biese Energie wird durch die Antenne H in das zu überwachende Gebiet abgestrahlt· Wenn sich ein Objekt durch dieses Gebiet bewegt, streut es die einfallende Mikrowellen-Energie« Ein feil der gestreuten Energie wird an die Antenne 14 zurückflektiert und moduliert dann den durch den Gunn-Oszillator 12 fließenden Strom· Die frequenz der reflektierten Energie ist gegen die abgestrahlte Energie aufgrund des Doppler-Effekts um einen Betrag verschoben, der der Bewegung des sich bewegenden Objekts entspricht und eine Veränderung in der Größe des den Gunn-Oszillator durchfließenden Stroms zur Folge hat·
Ba der Spannungsteiler 22 einen viel größeren Widerstandswert als Widerstand H6 hat, fließt der modulierte Betriebsstrom des Gunn-Elements durch den Widerstand R6. Bies hat zur Folge, daß die Veränderung des Betriebsstroms in ein zeitlich veränderliches Ausgangssignal' umgeformt wird, das an Widerstand R6 auftritt. Per Kondensator 02 entfernt die Gleichstromkomponente des Ausgangssignale. Verstärker 66
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verstärkt die verbleibende, zeitlich veränderliche Komponente des Ausgangssignalα auf einen vorgegebenen Wert. Dieses modulierte, zeitlich veränderliche Ausgangssignal entspricht der Bewegung des sich bewegenden Objekts im zu überwachenden Gebiet und wird dann an geeignete Einrichtungen 68 zur Weiterverarbeitung der Signale angelegt.
Aus obigen Ausführungen folgt damit, daß der erfindungsgemäße Gunn-Oszillator sowohl als Sender als auch als Empfänger arbeitet.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine vorzugsweise Ausführungsform beschrieben, dooh sind dem Fachmann verständliche Abänderungen an der Form und den Einzelheiten möglich. Die folgenden Patentansprüche umfassen alle derartigen Abänderungen, die in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
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Claims (7)

  1. t BERLIN 33 3MONCHEM 80 j
    Aususto-Vikloiia-St/aU· GS n DllOfUI/C i DADTMCD Pienienauntlwie 2 j
    P«t.-Anw. Df. lnU. Rusthka «Jr. KUoOMKt Ot Γ AKlINtK Pal.-An». Olpl. Ing.
    Sft-rJSS1·"· PATENTANWÄLTE "Τ*'°ΖΪ%<»»
    . T.,.fon: 030/ »»»» BERLIN - MÖNCHEN ΤβΙοΙοι: ca9/9S7J8.
    Telsgramni-Adrotie:
    Quadratur Berlin OHCHOQQ duadratnr München
    TELEX: 18378$ ^/OUOQO TELEX: 5227*7
    S 1717
    SOLPAM SYSTEMS, INC.
    665 Clyde Avenue
    Mountain View, Kalifornien
    V. St. v. A.
    Patentana prUche
    ί 1. iMikrov/a.Llen-Vorrichtung zum Nachweis der Bewegung eines beweglichen Objekts, dadurch gekennzeichneb, daß erste Einrichtungen mit ersten und zweiten Eingangsklemmeη vorgesehen 3ind, die eine daran angelegte Spannung aufnehmen, um einen durch die erste und zweite Eingangsklemme fließenden Strom zu ergeben, wobei die Spannung Schwankungen erleidet,
    daß die ersten Einrichtungen auf eine Spannung mit einem bestimmten konstanten Wert ansprechen und Mikrowellen-Energie einer ersten Frequenz abstrahlen, daß die ersten Einrichtungen ferner auf die von einem beweglichen Objekt reflektierte Energie ansprechen, deren Frequenz um die Doppler-Frequenz gegen die erste Frequenz verschoben ist, wobei die Doppler-Frequenz der Bewegung des beweglichen Objekts entspricht,
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    und daß hierbei eine Veränderung des Stroma stattfindet; daß zweite Einrichtungen vorgesehen aind, die eine Gleichspannung konstanter Große liefern; dnß dritte Einrichtungen vorgesehen sind, die auf die erwähnte Spannung und die Gleichspannung ansprechen und eine bestimmte Spannung ergeben, wenn dio erwähnte Spannung kleiner als der vorgegebene Wert ist; daß vierte Einrichtungen in den Stromweg zwischen den dritten Einrichtungen und der ersten Eingangsklemme eingeschaltet sind und dazu bonutzt v/erden, die genannte Spannung an die er3te Eingangsklemme anzulegen, sodaß die Spannung auf dem vorgegebenen Wert gehalten wird, und daß die vierten Einrichtungen auf eine Veränderung des Stroma ansprechen und ein Ausgangssignal erzeugen, das der Bewegung des beweglichen Objekts entspricht.
  2. 2. Mikrowellen-Vorrichtung zum Nachweis der Bewegung eines beweglichen Objekts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen ein Gunn-Oszillator (12) sind.
  3. 3. Mikrowellen-Vorrichtung zum Nachweis der Bewegung eines beweglichen Objekts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Einrichtungen aus einer Gleichspannungsquelle bestehen, und daß fünfte Einrichtungen zur Einregelung der Gleichspannung vorgesehen sind, oodaß eine Gleichspannung einer konstanten Größe orzeugt wird,
  4. 4. Mikrowellen-Vorrichtung zum Nachwels der Bewegung eines beweglichen Objekts nach Anspruch 3, dadurch gekenn-
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    zeichnet, daß die fünften Einrichtungen sechste, eine Bezugsspannung liefernde Einrichtungen umfassen, daß siebte Einrichtungen av/isohen der Gleichspannungsquolle und den dritten Einrichtungen vorgesehen sind und oinon Steueranachluß aufweisen, daß die siebten Einrichtungen zwischen einem leitenden und einem gesperrten Zustand durch ein Steuersignal umgeschaltet werden können, um damit die genannte Gleichspannung zu liefern, daß achte Einrichtungen vorgesehen sind, die auf die Gleichspannung und die Bezugsspannung ansprechen und ein Steuersignal liefern, das an den Steueranschluß angelegt wird, daß das Steuersignal die siebten Einrichtungen leitend macht, wenn die genannte Gleichspannung kleiner als die Bezugsspannung ist, und die siebten Einrichtungen nichtleitend machen, wenn die genannte Gleichspannung die Bezugsspannung übersteigt·
  5. 5. Mikrowellen-Vorrichtung zum Nachweis der Bewegung eines beweglichen Objekts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Einrichtungen Vergleichseinrichtungen umfassen, die auf die genannte Spannung und eine Bezugsspannung ansprechen und ein erstes Signal erzeugen, wenn die genannte Spannung kleiner als die Bezugsspannung ist, daß Einrichtungen zur Erzeugung der Bezugsspannung vorgesehen sind, daß Schalteinrichtungen vorgesehen sind, von denen ein Eingang an die zweiten Einrichtungen angeschlossen ist, von denen ein Ausgang an die vierten Einrichtungen angeschlossen ist, und von denen ein Steueranschluß an die
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    Vergleichseinrichtungen angeschlossen ist, daß die Schalteinrichtungen zwischen einem leitenden Zustand, in dem das zweite Signal an den Steueranschluß angelegt ist, und einem nichtleitendem Zustand, in dem das erste Signal an den Steueranschluß angelegt ist, umgeschaltet werden können, und daß die Schalteinrichtungen die Spannung am ersten Eingangsanschluß aufrechterhalten.
  6. 6. Mikrowellen-Vorrichtung zum Nachweis der Bewegung eines beweglichen Objekts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Einrichtungen eine Spannungsteilerachaltung mit einem ersten Wider3tandswert umfassen, und daß die vierten Einrichtungen einen Widerstand mit einem zweiten Widerstandswert umfassen, der viel geringer als der erste Widerstandswert ist, wodurch praktisch die gesamte Veränderung des Stromflusses durch den Wideretand fließt.
  7. 7. Mikrowellen-Vorrichtung zum Nachweis der Bewegung eines beweglichen Objekts nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Entfernung des konstanten Anteils des Ausgangssignals·
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DE19772750388 1976-11-11 1977-11-10 Mikrowellen-nachweisvorrichtung mit einem gleichzeitig als detektor arbeitenden gunn-oszillator Ceased DE2750388A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/741,034 US4117464A (en) 1976-11-11 1976-11-11 Microwave motion-detection apparatus employing a gunn oscillator in a self-detecting mode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2750388A1 true DE2750388A1 (de) 1978-05-18

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3209093A1 (de) * 1982-03-12 1983-09-22 Hörmann GmbH, 8011 Kirchseeon Vorrichtung zur raumueberwachung mittels doppler-radar

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4970517A (en) * 1982-12-28 1990-11-13 Alpha Industries, Inc. Microwave sensing
CA2113026A1 (en) * 1993-01-28 1994-07-29 Paul Michael Hoseit Methods and apparatus for intrusion detection having improved immunity to false alarms
RU2109344C1 (ru) * 1993-08-06 1998-04-20 Николай Николаевич Токарев Способ обнаружения движущихся целей и устройство для его осуществления
US5481266A (en) * 1994-11-17 1996-01-02 Davis; Warren F. Autodyne motion sensor
US5821905A (en) * 1996-06-04 1998-10-13 Ho; Jan-Shein Microwave antenna regulating device for an automatic door
GB2370118B (en) 1999-05-07 2003-10-22 Honeywell Inc Glass-break detector and method of alarm discrimination
US7680283B2 (en) * 2005-02-07 2010-03-16 Honeywell International Inc. Method and system for detecting a predetermined sound event such as the sound of breaking glass

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697989A (en) * 1969-03-10 1972-10-10 Johnson Service Co Intrusion detection apparatus having supervisory control means
US3731307A (en) * 1969-04-21 1973-05-01 Minnesota Mining & Mfg Electrical detecting means
US3691556A (en) * 1970-06-03 1972-09-12 Memco Electronics Ltd Detection of movement in confined spaces
US3733551A (en) * 1971-03-26 1973-05-15 Microlab Fxr Frequency stabilization apparatus and method
GB1448814A (en) * 1972-08-09 1976-09-08 Peak Technologies Ltd Detection of movement in confined spaces
US3946503A (en) * 1974-03-20 1976-03-30 Robert R. C. Buchan Audio-visual apparatus and method of using the apparatus for obtaining computer compatible data from an individual

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3209093A1 (de) * 1982-03-12 1983-09-22 Hörmann GmbH, 8011 Kirchseeon Vorrichtung zur raumueberwachung mittels doppler-radar

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