在电磁波谱中,波长在1毫米~1米的波段范围称为微波。此范围又分为毫米波、厘米波、分米波。微波传感器具有检测速度快、灵敏度高、适应环境能力强及非接触测量等优点。其工作原理为:由微波发射器定向发出微波信号,遇到被测物体时,微波信号部分被检测物体吸收,部分则被反射。利用接收天线接收被测物反射回来的微波信号,检测其电磁参数,再由测量电路处理,就实现了微波检测。微波传感器分为有源(主动)和无源(被动)两大类。①主动微波传感器。通过传感器向目标地物发射微波,接收后向散射信号来实现对地观测的遥感方式。主要的传感器是无线电探测和测距,即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。其工作波段大都在微波范围内。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位和高度等信息。此外还有微波高度计和微波散射计。②被动微波传感器。不主动发射电磁波,其接收来自目标地物发射的微波,常见的为微波辐射计。
微波传感器具有以下特点:①有极宽的频谱(波长=1.0毫米~1.0米)可供选用,可根据被测对象的特点选择不同的测量频率。②在烟雾、粉尘、水汽、化学气氛,以及高、低温环境中对检测信号的传播影响极小,因此可以在恶劣环境下工作。③时间常数小,反应速度快,可以进行动态检测与实时处理,便于自动控制。④测量信号本身就是电信号,无须进行非电量的转换,从而简化了传感器与微处理器间的接口,便于实现遥测和遥控。⑤微波无显著辐射公害。
微波传感器越来越多地被应用到生活的领域中,如防盗报警、车速监测、料位监测、固化度监测、含水量监测、生物机体温度分布的检测等。