Добрый день!

Стоит такая задача: Нужно измерять расстояние до объекта с точностью 0,1 мм. Растояние до объекта меняется от 2 до 6 см. Предпологается, что есть генератор (точнее будет делаться) на 2,5 ГГц, сигнал с которого нужно излучить и принять ораженный от объекта сигнал. Вопрос в том, что можно использовать в качестве антенн для этого.

Может быть сделать печатный вибратор длиной лямда/4 или еще короче. Растояние до объекта измерения меньше длины волны. Будет ли такая "антенна" работать?

Честно говоря плохо представляю как можно измерять расстояния с точностью 0,1мм (3 ТГц) на 2.5ГГц (120мм). Если не требуется большой скорости измерений я бы предложил использовать лазер - ну и измерять разность фаз как это делают в обычных лазерных дальнометрах.

Вопрос в том, какую геометрию имеют измеряемый объект, и какова динамика его движения.
А способ измерения, мне кажется, есть производная от условий. Может так статься, что гигагерцы будут вовсе не нужны.

Проблема здесь в том, чтобы принять и выделить отраженный сигнал именно от объекта, а не от рассогласованной антенны из-за близости объекта. Антенны с пониженным волновым сопротивлением: патч, широкая щель, бабочка, как раз малочувствительны по КСВ к близкорасположенным предметам. Не зря в мобильных телефонах применяют патчи.

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 4 2012, 04:00

чтобы понять (или кому-то доказать), что сие нереализуемо (по многим причинам), антенну можно использовать любую Я бы начал с кусочка проволочки, торчащей из передатчика и втыкнутой в приемник.

Раз уж объект находится не в дальней зоне антенны, то ИМХО стоит провести численные исследования, причем с учетом самого объекта. Если использовать для этого численный метод расчета во временной области, то в точке возбуждения можно получить в том числе и отраженный от объекта сигнал.

Да.. похоже действительно не реализуемо.
Время распространения сигнала туда-сюда около 0.13 нс. Следовательно, спектр импульса широкий будет.. у антеннки плохая эффективность будет.
А прием будет производится на ту же антенну?
Antenna Hunter правильно говорит, надо попробовать смоделировать всю систему целиком во временном режиме.

Как по мне задача на данной частоте крайне плохо реализуема. Уж лучше перейдите к ультразвуковому или лазерному измерению дальности. Там конечно тоже будет не подарок, но там граблей при реализации будет на порядок-два меньше.

Спасибо всем откликнувшимся.
Объект представляет собой вращающийся вал, который имеет некоторые биения (их и нужно регестрировать). Лазерный способ скорее всего не подходит, из-за специфической среды. Прием на разные антенны, а далее опорный и принятый сигналы на фазовый детектор. Из-за малого расстояния от импульсного метода пришлось сразу отказаться.
Расчетами заниматься не очень хочется. Попробую поэксперементировать с разными конструкциями.
Подскажите, пожалуйста, толковую инженерную книгу про пач антенны. Давно хотел с ними познакомиться, но все как-то небыло времени, да и особых причин тоже.

Если вал металлический, то можно сделать по принципу металлоискателя. Делаете LC - генератор, катушку (соотв. размера) размещаете в непосредственной близости от вала, а сам вал в этом случае будет сердечником. Биения вала - это приближения и удаления сердечника от катушки, в результате будет изменяться частота генератора ...

Можно предложить оптический метод. Лазерный излучатель и ПЗС линейка в зоне границы тени от вала.

Такая

И еще: Панченко, Нефедов. Микрополосковые антенны_1986

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 5 2012, 13:28

Еще раз - не надо заморачиваться с антенной! Не получится ни с какой антенной!
Причем, основная проблема возникнет не в антенне, а в детекторе и приемном тракте.
Мало того, что придется детектировать 0.3 градуса фазовый сдвиг (хрен с ним, если можно долго накапливать сигнал, то и 0.1 градус можно), так еще нужно будет избавиться от сигнала не отраженного, а прямого.
Если это вал металлический и круглый, то его эскцентричное смещение не будет давать линейную зависимость фазовой характеристики. Это будет практически не учесть.

Ну и, в довесок ко всему, поля антенн будут полями ближней зоны (12см длина волны). А вот тут хорошо бы рассчитать эти поля, чтобы понять, что будет получаться полная хрень!!!

Так что кусочек проволочки, изогнутый наиболее привлекательным Вам и нравящимся всем остальным способом подойдет как нельзя лучше