Doppler-Radar-Modul von eBay

Bei eBay gibt es seit einiger Zeit ein Doppler-Radar-Modul für wenige Euros zu erstehen. Was steckt drin?

http://www.ebay.de/itm/Wireless-Modul-Doppler-Radar-Microwave-Bewegungsmelder-/270738973980

Dabei handelt es sich nicht um einen kompletten Bewegungsmelder, sondern nur um das Hochfrequenz-Frontend eines Dopplerradars.

Das Modul besteht aus einem 10 GHz Oszillator, zwei Patchantennen-Paaren für Sende- und Empfangsrichtung, und einem Mischer. Sehr wahrscheinlich handelt es sich um einen einfach balancierten Mischer aus zwei Dioden. Für uns eine günstige Gelegenheit, etwas über Mikrowellen-Schaltungstechnik zu lernen.

Das Modul darf in Deutschland nicht betrieben werden! Siehe nächsten Abschnitt.

Über die Zulassing in Europa macht der Händler keine Angaben. Das Modul trägt kein CE Zeichen.

Das Modul soll bei 10,525 GHz mit 5 mW Sendeleistung arbeiten. Laut Frequenznutzungsplan (Eintrag 339001) der BNetzA ist der Bereich 10,5 - 10,6 GHz ausschließlich für Reportagefunk freigegeben, Bewegungsmelder sind hier nicht zugelassen.

Ggf. lässt sich der Oszillator weit genug verstimmen, um im Amateurfunkbereich 10 - 10,5 GHz zu landen. Dann sollte man zumindest als Amateurfunker das Modul ausprobieren dürfen, wenn auch nicht dauerhaft betreiben.

Das 10 GHz Oszillatorsignal f_S wird direkt über die Sendepatches abgestrahlt. Das über das zweite Patch-Paar empfangene Frequenz f_B wird mit dem Sendesignal gemischt. Bei der Mischung ergibt sich die Summenfrequenz f_B + f_S, die durch ein Mikrostreifen-Tiefpassfilter entfernt wird. Am IF-Ausgang erscheint nur die Dopplerfrequenz f_D = f_B - f_S.

Befinden sich nur stationäre Objekte in Reichweite des Radars, so ist die empfangene Frequenz gleich der Sendefrequenz, am Ausgangs des Mischer entsteht lediglich eine Gleichspannung. Bewegen sich die reflektierenden Objekte, so wird die Frequenz des Empfangssignal minimal verschoben, am IF-Ausgang ist eine Schwingung mit der Dopplerfreuquenz f_D des Zieles zu sehen Doppler- Effekt auf radartutorial.eu.

Zu beachten ist hierbei, dass das Empfangssignal keinerlei Verstärkung erfährt. Je nach gewünschter Reichweite und Größe der Reflektoren muss das IF-Signal daher noch um 40-60 dB verstärkt werden, um es in den Bereich von hunderten Milivolt zu bringen.

Am IF-Ausgang des Moduls liegt das unverstärkte Dopplerspektrum an. Es muss noch kräftig verstärkt (z.B. 1000x) und ausgewertet werden. Als reiner Bewegungsmelder kann das Signal ggf. nach Gleichrichtung auf einen Komparator gegebe werden. Alternativ ist auch eine Auswertung nach Frequenzen möglich um die Geschwindigkeit von Objekten zu bestimmen.

Erste Versuche mit einem einfachen 4-stufigen Verstärker auf einem Steckbrett haben gleich zum Erfolg geführt. Die 4 Stufen mit je nur 10x Verstärkung erlauben es, mit dem Oszilloskop die Signale hinter verschiedenen Verstärkerstufen zu betrachten.

Datenblätter, die passen könnten:

• http://www.sunrom.com/files/1195-datasheet.pdf
• http://cdn.openimpulse.com/blog/wp-content/uploads/wpsc/downloadables/HB100_Microwave_Sensor_Module_Datasheet.pdf

Andere Module:

• Mattel Radarpistole mit weitgehend identischer Schaltung
• Jeri Ellsworth nimmt o.g. Radarpistole auseinander. Leider ist von den Platinen praktisch nichts zu erkennen.