在检测区域检测目标存在和运动的微波平面传感器包括微波板和支撑板。微波板包括振荡器/混合器层、天线层和振荡器/混合器层和天线层连在一起时夹在之间的接地层。振荡器/混合器层包括产生至少一个微波信号的振荡器和电联接振荡器的信号混合器。信号混合器合并振荡器产生的微波信号和检测区域中目标反射的反射信号，由此产生具有多普勒频率的中频信号。天线层包括联接振荡器以发射振荡器产生的微波信号到检测区域的发射天线和联接信号混合器以接收目标反射的反射信号的接收天线。支撑板包括顶面，顶面通过涂在其上的第一金属层连接到微波板。支撑板还包括从顶面延伸以容纳振荡器/混合器层的振荡器和混合器的连续空腔，空腔表面涂有第二金属层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及可用于运动检测器中的微波收发器，例如用于安全行业中检测运动物体的多普勒雷达传感器。更具体地，本专利技术涉及微波平面收发器，其采用支撑板将微波电路封装以实现芯片在板上的设计，其中所有元件都是表面安装的。
技术介绍
具有微波收发器的微波运动检测器能够在该运动检测器检测的区域内检测运动物体的存在，例如入侵者。通常，该运动检测器向该检测区域发送微波信号，并且在运动物体通过监测区域时，该微波信号从这样的运动中反射回来(回波)并由于多普勒效应而被调制。当信号被运动物体反射时，该信号在频率上发生偏移。该频率上的偏移被称为多普勒效应且与目标的速度直接成正比。通常，当该物体直接向该传感器运动时，产生最大频率偏移，当该物体以90度垂直于该传感器的方向移动时，产生最小频率偏移。所有多普勒传感器使用该原理在该检测区域中检测运动物体。传统上，将该微波传感器构造成具有空腔收发器来满足该传感器在高频带的操作需要，如K波段。在基于波导空腔的收发器中，从使用合适二极管的波导空腔振荡器处产生该微波信号，并且接收器具有相似波导结构从而接收反射的信号。由于复杂的组装和高功耗，已经开发了平面波导微波电路来替代该波导结构，特别是使用在民用领域的波导传感器。但是，现有的微波平面传感器在它们的封装工艺和电磁屏蔽方面具有弊端。传统上，在该微波平面传感器中使用的微波电路通过金属铸造工艺或金属冲压工艺被屏蔽，其中每一种工艺都展现出不期望的弊端。在该金属铸造工艺中，首先打破模具的初始花费不可避免，其通常是昂贵的。另外，由于焊接技术不适用于金属铸造这一事实，就需要利用导电粘合剂将该电路的金属元件物理地电连接到PCB板上。导电粘合剂由用于实现电连接的银膏组成，这又显著地使该粘合剂和整个传感器的费用提高。此外，该导电粘合剂的应用比较费力并需要具有一定熟练度的工人，除非使用指定的应用粘合剂的机器，该机器再次提高制作成本而且不能提供可用于不同设计工作的兼容性。另外，该金属铸造工艺需要在应用该导电粘合剂后的固化期，这导致制作的延长和低生产效率。最后，导电粘合剂所实现的连接的结构强度不令人满意，特别是在临界情况下使用该传感器时。因此，由于该连接的裂开引起的传感器故障可能发生。在该金属冲压工艺中，由于在金属冲压准确度和精确度上的固有缺陷，传感器的临界几何参数无法保持一致性。但是，该设备元件在尺寸上的一致性和在不同元件之间位置关系的准确度起到了实施该传感器功能的临界作用，其中该传感器任意结构偏差会引起信号频率上的偏移，特别是在高频带。另外，为了便于金属冲压，一般采用软金属材料，其中使用软金属制作的薄壁来形成基本的封装结构，例如共振腔。因此，为增强该传感器的性能-->和扩展该传感器的应用而进一步在冲压部件上并入调谐结构是难于实现的。此外，上述的工艺提出了另一个问题，即该传感器的微波电路不能令人满意地进行电磁屏蔽。因此，会产生环境信号的电磁干扰，其将影响该传感器的性能和可靠性。实际上，在安全行业中使用的微波传感器通常固定在预定位置上，例如墙壁，从而扫描预定的覆盖区域。因此，一旦该传感器被固定在该墙壁上，传感器的检测范围是不变的。假如该传感器的应用环境需要调整该检测范围，就需要通过在壳体中重新安装该传感器以采取新的期望方向或者改变墙和传感器壳体之间的相对位置来改变该传感器和该墙壁之间的角度。此外，在某些情况中，检测角度必须根据该传感器的具体应用或多或少地进行调节，从而实现该传感器的最佳性能。因此，在调节该传感器检测角度的技术中期望避免复杂和费力的步骤。因此，提供微波平面传感器是期望的和有益的，其能够通过排除带有银膏的导电粘合剂来节省制造成本。因此，提供微波平面传感器是期望的和有益的，其能够提高电路的金属元件和PCB板之间连接的可靠性。因此，提供微波平面传感器是期望的和有益的，其能够降低制作过程中所用的时间和降低生产线工人的熟练度需求，因而提高生产效率。因此，提供微波平面传感器是期望的和有益的，其能够保持该传感器物理结构上几何一致性，因而提高该传感器的性能。因此，提供微波平面传感器是期望的和有益的，其能够调谐或调整该传感器的检测角度，因而提供具有提高了适应性和兼容性的传感器。因此，提供微波平面传感器是期望的和有益的，其能够为微波电路提供令人满意的电磁屏蔽，从而防止微波电路被微波电路周围的环境信号和噪声干扰。
技术实现思路
公开的是一种用于在检测区域中检测目标的存在和运动的微波平面传感器，包括微波板和支撑板。该微波板包括振荡器/混合器层、天线层以及在该振荡器/混合器层和天线层连接在一起时夹在振荡器/混合器层和天线层之间的接地层。任选地，该微波板由非特氟纶材料制作。该振荡器/混合器层包括配置为产生至少一个微波信号的振荡器和电联接到该振荡器的信号混合器。该信号混合器配置为接收和合并由该振荡器产生的微波信号和在检测区域中由目标反射的反射信号，并因此产生具有多普勒频率的中频信号。该天线层包括联接到该振荡器用于将该振荡器产生的微波信号发射到该检测区域中的发射天线和联接到该信号混合器用来接收该目标反射的反射信号的接收天线。该支撑板包括顶面，该顶面通过涂在该顶面上的第一金属层联接到微波板的振荡器/混合器层。该支撑板进一步包括从该顶面延伸的连续空腔，用来容纳该振荡器/混合器层的振荡器和混合器，该空腔的表面涂有第二金属层。任选地，该支撑板由非特氟纶材料制作。根据本专利技术的另一方面，该支撑板的连续空腔延伸通过该支撑板以提供贯穿空腔，该微波平面传感器进一步包括联接到该支撑板的底面的基板。-->优选地，该基板包括顶面，该顶面通过涂在该基板的顶面上的第三金属层来联接到该支撑板的底面。根据本专利技术的又另一方面，该基板包括彼此相对可运动的第一子板和第二子板。该第一子板联接到该支撑板的底面。优选地，在该第一子板和第二子板之间布置至少一个连接器，用于调整在该第一子板和第二子板之间的距离从而改变该传感器的检测角度。优选地，该连接器包括布置在该第一子板和第二子板之间的柱，以及匹配该柱以调整在该第一子板和第二子板之间距离的块。该柱具有外螺纹并且该块具有匹配该外螺纹的内螺纹，这样调节该块会使该块相对于该柱运动。优选地，该基板包括用来调整该传感器的操作频率的调节螺钉。优选地，该基板包括与调节螺钉相关的金属基座，该金属基座焊接到该第一子板。附图说明本专利技术的这些和其它特征、益处和优点参照下面的文字和附图将清楚展现，视图中相同的附图标记指代相同的结构，其中：附图1是根据本专利技术的示范性实施例的微波平面传感器的分解透视图，其为该传感器的微波电路提供了电磁屏蔽；附图2是附图1中所示微波平面传感器的紧密透视图；附图3是附图1中所示微波平面传感器的微波板的分解透视图；附图4是附图3中所示微波板的功能方框图；附图5是附图3中所示微波板的振荡器/混合器层的透视图；附图6是附图3中所示微波板的振荡器和混合器的详细微波传输带布局；附图7是表面安装的微波FET(场效应晶体管)芯片的详细微波传输带布局，该微波FET(场效应晶体管)芯片以金属线连接在附图3中所示微波板的振荡器电路中；附图8是表面安装的二极管芯片的详细微波传输带布局，该二极管芯片以金属线连接在附图3中所示微波板的混合器电路中；附图9是附图3所示微波板的平面图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用来在检测区域中检测目标的运动的微波平面传感器，包括：微波板，该微波板包括：振荡器/混合器层，该振荡器/混合器层包括设置成产生至少一个微波信号的振荡器和电联接到该振荡器的信号混合器，该信号混合器设置成合并由该振荡器产生的微波信号和由该目标反射的反射信号，由此产生具有多普勒频率的中频信号；天线层，包括联接到该振荡器以将该振荡器产生的微波信号发射到该检测区域中的发射天线和联接到该信号混合器以接收该反射信号的接收天线；和在该振荡器/混合器层和天线层被连接在一起时布置在该振荡器/混合器层和天线层之间的接地层，以及支撑板，该支撑板包括：顶面，该顶面通过涂在该顶面上的第一金属层连接到该微波板的振荡器/混合器层；和从该顶面延伸以容纳该振荡器/混合器层的振荡器和混合器的连续空腔，该空腔的表面涂有第二金属层。
【技术特征摘要】
2008.12.11 US 12/3326801.一种用来在检测区域中检测目标的运动的微波平面传感器，包括：微波板，该微波板包括：振荡器/混合器层，该振荡器/混合器层包括设置成产生至少一个微波信号的振荡器和电联接到该振荡器的信号混合器，该信号混合器设置成合并由该振荡器产生的微波信号和由该目标反射的反射信号，由此产生具有多普勒频率的中频信号；天线层，包括联接到该振荡器以将该振荡器产生的微波信号发射到该检测区域中的发射天线和联接到该信号混合器以接收该反射信号的接收天线；和在该振荡器/混合器层和天线层被连接在一起时布置在该振荡器/混合器层和天线层之间的接地层，以及支撑板，该支撑板包括：顶面，该顶面通过涂在该顶面上的第一金属层连接到该微波板的振荡器/混合器层；和从该顶面延伸以容纳该振荡器/混合器层的振荡器和混合器的连续空腔，该空腔的表面涂有第二金属层。2.如权利要求1所述的微波平面传感器，其中该振荡器包括布置在该振荡器和该发射天线之间以及在该振荡器和该混合器之间的功率分配器。3.如权利要求2所述的微波平面传感器，其中该发射天线包括微波传输带，该功率分配器包括相应的微波传输带，所述微波传输带在该振荡器/混合器层和天线层被连接在一起时实质上相互叠盖。4.如权利要求2所述的微波平面传感器，其中该接收天线包括微波传输带，该混合器包括相应的微波传输带，所述微波传输带在该振荡器/混合器...
【专利技术属性】
技术研发人员：王楠，范世雄，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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