具有距离闸功能的微波侦测器制造技术

技术编号:11296265 阅读:36 留言:0更新日期:2015-04-15 12:35
一种微波侦测器,包含主动式天线模块,用来朝目标发射第一FMCW信号,并接收由目标反射回来的第二FMCW信号。射频晶体管的第二埠和控制端口耦接回路天线的发射端和接收端,且控制埠与第二埠为反相,分别用来解调第一及第二FMCW信号,以产生差频信号。再利用另一解调器解调差频信号以产生都卜勒信号。本侦测器利用电路上二阶段的降频方式代替软件,用来依据差频信号计算侦测器与目标之间的距离,以及依据都卜勒信号计算目标的移动速度。并利用调频连续波的距离闸特性控制,律定目标的侦测范围,再依据其移动速度来启动传感器触发功能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种微波侦测器,包含主动式天线模块,用来朝目标发射第一FMCW信号,并接收由目标反射回来的第二FMCW信号。射频晶体管的第二埠和控制端口耦接回路天线的发射端和接收端,且控制埠与第二埠为反相,分别用来解调第一及第二FMCW信号,以产生差频信号。再利用另一解调器解调差频信号以产生都卜勒信号。本侦测器利用电路上二阶段的降频方式代替软件,用来依据差频信号计算侦测器与目标之间的距离,以及依据都卜勒信号计算目标的移动速度。并利用调频连续波的距离闸特性控制,律定目标的侦测范围,再依据其移动速度来启动传感器触发功能。【专利说明】具有距离闸功能的微波侦测器
本专利技术为一种微波侦测器,尤指一种用于侦测距离及速度的微波侦测器。
技术介绍
请参阅图1,图1为现有技术中微波侦测器的结构示意图。微波侦测器1包括一射 频模块10、一调变电路11、一中频模块20、一数字信号处理器30、一发射天线15和一接收 天线16、射频模块10包含有一压控振荡器12、一功率分配器13、一驱动放大器14、一低噪 声放大器17以及一混波器18。调变电路11是用以产生所需的调变信号,然后将该调变信 号输出至压控振荡器12。压控振荡器12是一种电子振荡电路设计,可经由输入电压的不同 来控制振荡频率,最后输出调频连续波,并由发射天线15发射出发射波。但是在经过发射 天线15之前,功率分配器13会将压控振荡器12输出功率的一部分输入到混波器18,以利 于之后获得中频信号。同时,调频连续波在被发射天线15接收之前,会经由驱动放大器14 做放大处理。 接收天线16于接收到反射后的调频连续波之后,会将所接收到的信号输入至混 波器18,但是信号在传递到混波器18之前,会先经过低噪声放大器17,将信号做放大处理 的同时,又尽可能抑制噪声,以便于后续的电子组件做处理。然后混波器18会计算出发射 波与接收波之间的频率差,进而降频并输出中频信号。接着,再透过后端的中频模块20来 律定侦测距离范围,以取得侦测目标的数据。最后会经过模拟数字转换,将信号送至数字信 号处理器30中,再以数字信号处理器30进行傅立叶变换计算目标距离。若需进行相对速 度的量测,则多以目标通过的时间推导速度或以发射与接收差频信号的频率差计算速度。 然而微波侦测器1是将天线15、16与射频模块10做分开独立的设计,然后做进一 步的整合。但是微波侦测器1是以标准雷达原理作为侦测方式,换句话说,即主要是以功率 大小作为侦测距离远近的参考。同时天线的尺寸与工作频率为直接相关,当工作频率愈低 时,尺寸愈大,但是3dB波束宽度较大,侦测的范围也较广。反之,当工作频率愈高时,尺寸 愈小,但是3dB波束宽度变小,侦测的范围也相对变小。当采用双天线架构时,因为使用双 天线必定使体积变大,非常不适用于一般的小型侦测器。但是若提高载波频率,又会导致天 线的3dB波束宽度变小,并不利于宽角度环境下的移动物体侦测。另外数字信号处理器30 必须使用大量傅立叶变换以计算目标距离,再进行速度计算,因此数字信号处理器30的设 计复杂度较高,因此不符合低单价、小体积(直径在2cm以内)、低耗能(耗能在I. 5W以内) 的产品,并且需考虑距离闸条件下进行量测速度(三段距离闸)。 因此,如何设计出新的微波侦测器,不仅将天线与射频模块得以整合在一起,同时 减少数字信号处理器设计复杂度,以因应微型化实体的需求,便成为十分重要的课题。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的是提供一种低功率的微波侦测器,包含一主动式天线模块,用 来以一扫频周期朝一目标发射一第一调频连续波信号,并接收由该目标反射回来的一第二 调频连续波信号,其包含:一回路天线,其包含一发射端以及一接收端,该发射端用来传递 该第一调频连续波信号,该接收端用来传递该第二调频连续波信号;以及一射频晶体管,具 有一控制埠、一第一埠以及一第二埠,该第二埠耦接该发射端,该控制埠耦接该接收端,且 该控制埠与该第二埠为反相。该微波侦测器另包含第一低通滤波器,电性连接该射频晶体 管的第一埠,其中该第一低通滤波器与该射频晶体管形成一第一解调器,该第一解调器用 来依据一距离闸解调出一差频信号,且该差频信号具有该第一调频连续波信号和该第二调 频连续波信号的频率差;一第二解调器,电性连接该射频晶体管的第一埠,用来解调该差频 信号以产生一都卜勒信号,该都卜勒信号的频率等于一上扫差频和一下扫差频的频率差; 一调变模块,电性连接于该主动式天线模块,用来依据从数个距离闸之中选取的一距离闸 产生一调变信号予该主动式天线模块,该第一调频连续波信号的带宽依据该调变信号的振 幅调整,其中该数个距离闸是一对一对应数个第一调频连续波信号的带宽;及一鉴别控制 模块,电性连接该调变模块,用来于该目标位于该距离闸之外时,忽略对该目标的计算,并 用来于该目标位于该距离闸之内时,依据该差频信号计算该微波侦测器与该目标之间的距 离,以及依据该都卜勒信号的频率计算该目标的移动速度。 依据本专利技术的实施例,该微波侦测器另包含一第一低通滤波器,电性连接于该射 频晶体管的第一埠。 依据本专利技术的实施例,该射频晶体管为一双极性接面晶体管,该控制埠为一基极, 该第一埠为一发射极,且该第二埠为一集电极。 依据本专利技术的实施例,该射频晶体管为一场效晶体管,且该场效晶体管包含一假 型高速电子迁移率晶体管,该控制埠为一栅极,该第一埠为一源极,且该第二埠为一漏极。 依据本专利技术的实施例,该微波侦测器另包含一第一电容,该第一电容的两端跨接 该射频晶体管的该第一埠和该第二端口,其中该回路天线包含:一第一电感,耦接于该射频 晶体管的该第二埠;一第二电感;一第三电感,耦接于该射频晶体管的该控制埠;一第二电 容,耦接于该第一电感和该第二电感之间;以及一第三电容,耦接于该第二电感和该第三电 感之间。 依据本专利技术的实施例,该调变信号产生器是一数字信号处理器的数字转模拟接 口,合成产生该调变信号。 依据本专利技术的实施例,该调变信号产生器为具有一运算放大器的加法器,其包含 数个输入端以及一输出端,每一输入端与该运算放大器的输入正端之间耦接不同电阻,当 其中一个输入端接地时,其余输入端接浮接,用来输出具有不同振幅的该调变信号。 依据本专利技术的实施例,该鉴别控制模块包含一距离计算单元,电性连接于该射频 晶体管的第一埠,用来依据一第一关系式计算该微波侦测器与该目标之间的距离,该第一 关系式为R=fbXcXT) /(2XB),R为该微波侦测器与该目标之间的距离,fb为差频信号, B为扫频带宽,c为光速,T为扫频周期。 依据本专利技术的实施例,该主动式天线模块射出该第一调频连续波信号的方向与该 目标移动方向呈一夹角,该速度计算单元用来依据该夹角、光速、该第一调频连续波信号的 载波的中心频率计算该目标移动方向的速度。 依据本专利技术的实施例,该鉴别控制模块包含一速度计算单元,用来依据一第二关 系式计算该目标移动方向的速度,该第二关系式为V= (fV_fb+)Xe/(2XfeXcos0 ),V为 该目标移动方向的速度,fV为该下扫差频,fb+为该上扫差频,C为光速,f。为该载波中心频 率。 依据本专利技术的实施例本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种微波侦测器,其特征在于,包含:主动式天线模块,用来以扫频周期朝目标发射第一调频连续波信号,并接收由该目标反射回来的第二调频连续波信号,其包含:回路天线,其包含发射端以及接收端,该发射端用来传递该第一调频连续波信号,该接收端用来传递该第二调频连续波信号;以及射频晶体管,具有控制埠、第一埠以及第二埠,该第二埠耦接该发射端,该控制埠耦接该接收端,且该控制埠与该第二埠为反相;第一低通滤波器,电性连接该射频晶体管的第一埠,其中该第一低通滤波器与该射频晶体管形成第一解调器,该第一解调器用来依据一距离闸解调出差频信号,且该差频信号具有该第一调频连续波信号和该第二调频连续波信号的频率差;第二解调器,电性连接该射频晶体管的第一埠,用来解调该差频信号以产生都卜勒信号,该都卜勒信号的频率等于上扫差频和下扫差频的频率差;调变模块,电性连接于该主动式天线模块,用来依据从数个距离闸之中选取的一距离闸产生一调变信号予该主动式天线模块,该第一调频连续波信号的带宽依据该调变信号的振幅调整,其中该数个距离闸是一对一对应数个第一调频连续波信号的带宽;以及鉴别控制模块,电性连接该调变模块,用来于该目标位于该距离闸之外时,忽略对该目标的计算,并用来于该目标位于该距离闸之内时,依据该差频信号计算该微波侦测器与该目标之间的距离,以及依据该都卜勒信号的频率计算该目标的移动速度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张继禾宋云钧徐明聪黄仁志陆国忠曹昺昌苏丽玉
申请(专利权)人:均利科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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