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Low Cost Mikrowellensensor ?

Hallo zusammen,

für eine Kfz Alarmanlage habe ich einen sogenannten 2 Zonen Mikrowellensensor erworben. Nachdem ich mir mal die Innereien des Gerätes angeschaut habe frage ich mich, ob Mikrowellentechnik wirklich so einfach sein kann wie im vorliegenden Fall. Statt High-Tech besteht das Sensormodul aus einer doppelseitigen Platine die eine beidseitig aufgebrachte Antennenstruktur als Leiterbahn enthält. Zugegeben scheint die Struktur etwas kompliziert zu sein, weil es sich nicht um einfache gerade Strukturen handelt, sondern 2 Teilstücke sorgsam gebogen auf der Platine geführt werden. Die Schaltung besteht aus uC, einem Transistor, einem Haufen Kondensatoren, Widerständen, zwei weiteren ICs und einer Art Abstimmpoti an der Antennenstruktur. Mitten in der Antenne befindet sich noch ein 3poliger SMD-Transistor oder evtl. auch SMD-Diode. Handelt es sich bei dem beschriebenen Modul wirklich um einen Mikrowellensensor, der einerseits Mikrowellenstrahlung erzeugt, um das reflektierte Signal andererseits zur Bewegungsdetektion zu empfangen ? Eine Abschirmung mit Glas ändert zumindest nichts an der Detektion. Bisher habe ich mir die Mikrowellentechnik immer etwas komplizierter vorgestellt.

Danke,

Jürgen

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Juergen Perthold
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Juergen Perthold schrieb im Beitrag ...

Hast du dir mal einen Mikrowellenherd von innen angesehen ? Da ist noch nicht mal ein Transistor drin (ausser vielleicht in der Zeitschaltuhr).

Dein Ding ist das, was draufsteht: Billig. Fehlalarme eingeschlossen. Ich Liebe diese dumm rumhupenden Schrottmoehren in der Nachbarschaft. Klauen sollte man die, moeglichst schnell wegklauen.

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin

Diese Mikrowellentechnik ist sicher einfach und vorallem billig, mit den von Mawin beschriebenen Konsequenzen. Was beim WLAN die nicht mehr vorhandene Reichweite, ist hier die Zahl der Fehlalarme. Beim KFZ ist ein Mikrowellensensor ohne Reichweitenbegrenzung besonders "lustig". Deshalb will man entweder FM-CW oder Ultraschall.

Aber wir wissen ja: Es muss nicht wirklich funktionieren, es muss nur billig sein oder gut vermarktet oder beides. You get what you pay for.

Der Aufbau dürfte die typische Gun-Diode plus ein mischendes Element sein, detektiert wird einfach die Dopplerfrequenz als Mischprodukt, welche niederfrequent ist. ( Da geht es schon mit dem Gesparsel (tm) los: Mit einem I/Q Demodulator läßt sich auch die Bewegungsrichtung feststellen, mit FMCW sogar Richtung *und* Entfernung, was die Fehlalarme drastisch reduzieren könnte. Aber halt nur könnte, wenn der Geiz eben nicht so geil wäre. Frequenzstabilisiert ist vermutlich auch nix. )

Generell ist die "Platine" aber ein Mikrowellensubstrat und die tatsächliche Konstruktion ist alles andere als trivial, z.B. sind sowohl die Leiterbreiten wie auch der Antennenübergang etc. nicht ganz unwichtig.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Naja, so schlimm ist das Teil dann auch wieder nicht. Man kann für beide Zonen die Reichweite/Empfindlichkeit einstellen. Allerdings scheint mir bei Mikrowellensensoren (nach dem Studium diverser "seriöser" Hersteller von Sensoren) ein prinzipielles Problem vorhanden zu sein, denn wie mir scheint läßt sich zwar die Geschwindigkeit und die Richtung eines Objektes bestimmen, die Entfernung jedoch nicht so recht. Somit ist das Ausgangssignal abhängig von der Objektgröße und nicht von deren Entfernung. Sprich: groß und weiter weg = klein und nahe dran. Wenn im Falle einer Alarmanlage das Objekt (Hand,...) klein genug ist, kann auch in den Sicherrungsbereich problemlos eingedrungen werden.

Bitte um Aufklärung falls ich falsch liegen sollte.

Schöne Grüße,

Jürgen

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Juergen Perthold

Man kann die Empfindlichkeit einstellen. Die Reichweite eben nicht.

Also taugt es nicht wirklich für den gewünschten Anwendungszweck. Ein klarer Fall für Ruskin ...

Die "seriösen" Hersteller liefern auch nur, was der Markt - sprich die Kunden - verlangt: Billigschrott.

Aber ganz sicher läßt sich die Entfernung bestimmen. Nichts anderes macht ein Radargerät, und darum heißt das Zauberwort FM-CW oder PRN-Modulation. Es wird exakt die Entfernung und die Geschwindigkeit ermittelt.

Der Trick bei FM-CW ist, dass der Sender gesteuert in seiner Frequenz gewobbelt wird, typischerweise mit einem Dreieckssignal. Da das Antwortsignal eine gewisse Laufzeit hat, wir bei kontinuierlich steigender Frequenz die Antwort eine negative, hingegen bei kontinuierlich fallender Frequenz eine positive Differenz zum Sendesignal aufweisen. Der Doppler wirkt dagegen immer in die gleiche Richtung (erhöhte Frequenz bei Annäherung, sinkende Frequenz bei Entfernung des Objekts vom Sender abhängig von der Geschwindigkeit).

Aus der Analyse der Frequenzdifferenzen läßt sich somit eindeutig sowohl die Entfernung als auch die Geschwindigkeit eines Objekts eindeutig bestimmen. Macht man eine erweiterte Analyse, dann lassen sich sogar mehrere Objekte nach Größe, Entfernung und Geschwindigkeit analysieren, ein gutes Alarmsystem ist somit sehr fehlalarmsicher zu konstruieren.

PRN funktioniert ähnlich, nur über eine Korrelation.

Wenn $KUNDE bereit wäre, für ein gutes Produkt in Stückzahlen sagen wir mal 199,- ? an den Hersteller pro Exemplar zu überweisen, so ist das alles mit einem DSP überhaupt kein Problem.

Aber $KUNDE möchte heutzutage lieber nur so tun als ob er bezahlt, dafür liefert $LIEFERER eben auch nur $WARE welche so tut als ob sie funktioniert ...

Tja, exakt *das* ist das Problem der Billiglösung. Ich frage mich nur eines: Wenn das zu sichernde Objekt noch nicht mal einen dreistelligen Euronen- Preis rechtfertigt, wozu bitte brauche ich dann eine Alarmanlage ?

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Hallo Oliver,

Danke für die Erklärung. Könntest Du mir Sensoren/Hersteller nennen, die einen so modulierbaren Sensor anbieten ? Gibt es zu so einer FM-CW Modulation irgendwo einen passenden Schaltplan oder zumindest weitere Beschreibungen ? Ich habe mal den KMY24 Sensor von Siemens/Infineon angeschaut. Dieser Sensor ist allerdings ein Dopplersensor, der wohl nicht die gewünschte Modulation erlaubt ?

Wäre dankbar für weitere Hilfe zu diesem Thema.

Jürgen

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Juergen Perthold

Z.B. M/A-COM:

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Oder als Endprodukte:

- Bosch in ihrem Wallscanner:

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- Ott Hydrometry mit dem Kalesto Radarsensor für Flusspegel:

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Read the de.sci.electronics FAQ ;-/

Der Schaltplan zum HF Teil wird Dir nicht viel nützen und der zum Digitalteil wegen dem fehlenden DSP Programm auch nicht ...

Der Aufwand ("know how") steckt im Detail und deshalb ist ein Bauplan kaum frei erhältlich, wozu soll ein Anbieter gratis seine Wettbewerber schlau machen. Für Geizistgeilundallesfürlau schafft keiner der Entwickler, die sich mit soetwas auskennen, das sollte sich hoffentlich langsam rumgesprochen haben ...

Soetwas wird zumeist unmittelbar in die entsprechende Anwendung hereindesignt, ergo sind "Module" bei Conrad & Co eher nicht verfügbar.

FM-CW ist in der Radar-Literatur absolut ein Begriff. Siehe z.B. Klausing/Holpp.

Nein, dieser Sensor ist IMHO nicht FM modulierbar. Er ist auch sehr einfach aufgebaut.

Es ist aber heutzutage problemlos möglich, mit relativ "normaler" SMD Technik auf geeignetem Substrat ein quarzgelocktes FM-CW Radar bis 24 GHz aufzubauen. Die FM ist in dieser Technik einfach realisierbar.

Die 77GHz Long Range Technik in den Fahrzeugen ist nicht mehr so trivial. Davon können die Dosenproduzenten ein Lied singen, die für jedes Modul richtig ordentlich "Asche" hinlegen, weil sie es nicht selber hinbekommen ...

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Oliver Bartels schrieb:

Ich habe da mal nach geeignete Trnsistoren gesucht (vor ca. 1..2Jahren), aber alles über 16GHz war da nur als nackter Die zu bekommen (BFI-Katalog, ich denke hauptsächlich Agilent Bauteile). Ich hatte zwar überlegt, mit den 16GHz Verstärker Transistoren einen Oszillator für

24GHz zu probieren, aber der Bedarf ist dann doch weggefallen.

Wieso ist eigentlich 77GHz "Long Range Technik"? Bringt man da wirklich bessere Reichweiten zusammen als bei 24GHZ?

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Martin Lenz

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