Abstract
In this paper, a compact doppler sensor with oscillator type active antenna operating at 2.4GHz frequency band is proposed to measure the distance or speed of a moving object. The active antenna has been realized by oscillator using radiator, patch antenna, as its resonator. The oscillation frequency is shifted depending on approaching of the object, and a detection circuit discriminates the frequency deviation. The oscillator type active antenna has been designed and simulated. The prototype fabricated has a very small circular disk type of diameter 30mm and height 4.2mm. As for antenna performance, broadside radiation pattern with beamwidth of $130^{\circ}$ and oscillation frequency of 2.373GHz has been measured. Test results as a doppler sensor shows that doppler signal voltage of about 190mV has been obtained for conducting plate moving 1 meter away from the sensor. And, doppler signal voltage has been linearly increased to the ground from 4.5m height by free-falling the sensor.
본 논문에서는 고주파 발진회로의 공진기를 패치 안테나로 사용하는 능동발진 안테나를 2.4GHz 대역에서 제안하여 소형 무선도플러 센서로서 이동체의 거리나 속도 등을 측정할 수 있게 하였다. 이동체의 움직임은 고주파 발진 주파수의 천이를 발생시키며 이를 검출하는 회로를 통해 제안된 구조의 동작을 확인하였다. 설계 제작된 무선 도플러 센서는 직경이 30mm, 높이 4.2mm 정도로 매우 작은 원형디스크 형태를 갖으며, 안테나는 2.373GHz에서 약 130도의 빔폭과 전방향 방사특성을 나타내었다. 센서의 감도 측정결과, 1m 떨어져 움직이고 있는 도체판에 대해 최소 190mV의 도플러 신호 전압을 얻었고, 센서의 자유낙하 실험으로부터 지표상의 4.5m 지점에서 부터 지표면까지 전압크기가 선형적으로 증가하였다.