基于多谱勒效应微波自动控制灯的设计

基于多谱勒效应微波自动控制灯是利用多谱勒效应原理构成的一种节能灯,能在一定条件下自动点亮照明或自动关闭熄灭,即通过控制灯的使用时间来节约用电,以达到节约能源的目的。本设计提出了3种设计方案,经分析比较后优化选择,并设计和分析了每一部分电路及原理。

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20 0 8年

第 2期 3

基于多谱勒效应微波自动控制灯的设计李洪兵 (庆三峡学院教务处重庆重万州 4 40 ) 0 0 0【摘要】于多谱勒效应微波自动控制灯是利用多谱勒效应原理构成的一种节能灯，在一定条件下自动点亮照明或自动关闭熄灭， 基能即通过控制灯的使用时间来节约用电，达到节约能源的目的。本设计提出了 3种设计方案，分析比较后优化选择，设计和分析了每一部分以经并电路及原理。

【关键词】多谱勒效应；波；制灯；微控设计Do plr Efe to he De i n o i r wa e Au o a i n r lLi h s p e f c n t s g f M c o v t m tc Co t o g t LiHo - i g ng b n

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2。 1式 2式相从能源问题成为当今世界影响一个国家发展的重要因素。中国经济 ( ) ( )和 ()表明，对论效应会导致时空的伸缩，而使在介保持快速、定、调发展的同时，因此付出了巨大的资源和环境代质中传播的光波的波长会拉长或压缩 .就是多普勒效应的本质。稳协也这

价，源环境与能源问题日趋凸出，起世界范围内的广泛关注。源资引能安全和能源现代化战略成为人们关注的的重点。面对节能，了大力除提倡节约使用能源外，们更加关注能源科技的发展，世界走上科人让技节能的道路。全世界使用最多的电器是电灯，因此电灯的改进也将节约大量的能源。据美国的能源部门估计，单使用高效节能灯泡代单

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替传统电灯泡，就能避免四亿吨二氧化碳被释放。如果使电灯的使用时间减至最低 .可以大大节约电灯的耗能。就

0

盯图 1 图2

1多谱勒效应微波自动控制灯特点及原理 .11多谱勒效应微波自动控制灯简介 .基于多谱勒效应微波自动控制灯是利用多谱勒效应原理构成的

1 . 3天线原理

天线是在无线电收发系统中，向空间辐射或从空间接收电磁波的种节能灯，是通过控制灯的使用时间来节约用电，装的是节能装置，无线电波的发射或接收用的是一种金属装置如杆、或线的它若作线灯就可以更大程度的节约电的使用。的功能是：室内光线教暗时 .排列。线电通信等工程系统，利用电磁波来传递信息的，依靠天它当 无凡都若没有人在有效围内活动，电灯不会点亮，当有人进入它的探测线来进行工作。部分采用八木天线 .有很好的方向性 .偶极天线则而本它较一

范围时，灯

就会自动点亮照明；走后，电人自动灯会延时 1 5分钟后自有高的增益。它来测向、距离通信效果特别好。虑到本设计的探~ 用远考动熄灭；是白天或室内光线较强时，若有人和无人电灯都不会点亮。它测范围不是很大，于天线的发射距离也不是很远，以采用半波偶对所

的核心组成有：线，达探测控制电路模块，时电路 .通开关电梗型式的有源振子八木天线，一根无源振子作反向器，根无源振天雷延导用一路，源电路。它的优点有：路结构简单，价低廉，测精度高，电电造探使子作引向器，图 2所示。如 用范围广，路易于功能扩展等。它的使用范围有：电无人仓库 .舍楼宿 2方案设计 .道，园教室，校家庭如厕等。如果扩展了防盗功能，使用范围就更广。其1 .普勒效应 2多

墨

21方案 1系统的设计及特点 .

如图 3所示为方案 1的微波传感模块自动灯的基本电路原理图。 由于波源和接收器或观察者的相对运动，观测到的频率与波源它根据多普勒效应原理制成，主要有一块多普勒效应传感器 RD 2使 67的实际频率出现差别.这种现象称为多普勒效应。多普勒效应指出，波构成。此灯能实现“来灯亮，人人走灯灭”的功能。 在波源移向观察者时频率变高，在波源远离观察者时频率变低。当而观察者移动时也能得到同样的结论。假设原有波源的波长为，速波为 C观察者移动速度为 v当观察者走近波源时观察到的波源频率为，:(+ )k, v c/如果观察者远离波源，观察到的波源频率为 (— )。则 v c/ k声波的多普效应：若你站在站台不动，车运动的速度为 v,假火 tv

是声音在空气中传播的速度。如果火车向你迎面开来， 到声音频仂听率为’, _一

厂 _因此你听到的声音的频率 f￡果火车是离你远去，, 如>

则听到声音频率为：: f因此听到的声音频率 f f—¨,v v+ I

图 3

光波的多普效应：图 1所示，个物理参考系∑和∑,相对于如两∑∑速度 u运

动，收器放在的 P点。∑中用、、分别表示波长、接在 T、 t

周期、频率、时间。在∑中用， T,, vT分别表示波长、周期、频率和时间。

8 一

干]

在 f O时，与∑以合。∑以速度 u开始向右运动的同时 .== 当光

源发出一光波，的传播方向与∑的运动方向相同，光根据相对论原理一

,

有时空关系丁== 1 )— ( )式中 z c lc;光的传播方向 _ (一— 1,￣%= t当￡ ￡ C

与∑的运动方向相反时，相对论原理给出时空关系—== 1 ) '丁 (+一

图4