微波天线在传感器上的运用

  微波是波长为1m～1mm的电磁波，既具有电磁波的性质，又不同于一般的无线电波和光波。微波相对于波长较长的电磁波具有下列特色：①空间辐射的设备容易制作；②碰到各种障碍物易于反射；③绕射才能比较差；④传输特性杰出，传输过程中受烟、尘埃、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份额、水对微波的吸收效果最强。

  微波振动器和微波天线是微波传感器的重要组成部分。微波振动器是产生微波的设备。因为微波很短，频率很高(300MHz～300GHz)，要求振动回路有十分小的电感与电容，因而不能用一般晶体管构成微波振动器。构成微波振动器的器材有速调管，磁控管或某些固体元件。小型微波振动器也可以运用体效应管。

  由微波振动器产生的振动信号需要用波导管(波长在10cm以上可用同轴线)传输，并经过天线发射出往。为了使发射的微波具有共同的方向性，天线应具有特别的构结和外形。常用的天线有喇叭形天线和抛物面天线等。

  由发射天线宣布的微波，碰到被测物体时将被吸收或反射，使功率产生显着的改变。若使用接纳天线接纳经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，再由测量电路处理，就完成了微波检测。依据这一原理，微波传感器可分为反射式与遮断式两种。

  这种传感器经过查验测验被测物反射回来的微波功率或经过期间距离来表达被测物的方位、厚度等参数。

  这种传感器经过查验测验接纳天线接纳到的微波功率的巨细，来断定发射天线与接纳天线间有无被测物或被测物的方位等参数。

  图11-5为微波液位示意图，相距为s的发射天线和接纳天线间构成必定的视点。波长为λ的微波从被测液面反射后进进接纳天线。接纳天线接纳到的功率将随被测液面的凹凸的不同而异。接纳天线接纳的功率Pr可表示为

  当发射功率、波长、增益均恒守时，只需测得接纳功率Pr就可取得被测液面的高度d。

  图11-6为微波开关式物位计示意图。当被测物位较低时，发射天线宣布的微波束悉数由接纳天线接纳，经放大器、比较器后宣布正常作业信号。当被测物位升高到天线地点的高度时，微波束部分被吸收，部分被反射，接纳天线接到的功率相应削弱，经放大器、比较器就可给出被测物位高出设定物位的信号。