一种微带混频器和微波多普勒探测模块制造技术

本发明专利技术提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器具有一共用端口，一本振信号输入端口和一混频输出端口并包括两混频管，其中所述本振信号输入端口被电性连接于所述共用端口并经所述共用端口被电性连接于该所述混频管的一端，其中所述本振信号输入端口还被电性连接于所述混频输出端口并经所述混频输出端口被电性连接于另一所述混频管的一端，其中两所述混频管的另一端分别被接地，如此以形成具有三端口的开放式结构的所述微带混频器，而使得所述微带混频器的微带结构设计更加灵活多变，提高了所述微带混频器的适用性并有利于减小采用所述微带混频器的所述微波多普勒探测模块的尺寸。

A microstrip mixer and microwave Doppler detection module

【技术实现步骤摘要】
一种微带混频器和微波多普勒探测模块
本专利技术涉及微波多普勒探测领域，更详而言之涉及适用于采用收发一体结构的微波多普勒探测模块的一种微带混频器及具有所述微带混频器的微波多普勒探测模块。
技术介绍
随着物联网技术的发展，人工智能、智能家居、以及智能安防技术对于环境探测，特别是对于人的存在、移动以及微动的动作特征的探测的需求越来越多，其中基于多普勒效应原理的微波探测技术作为人与物，物与物之间相联的重要枢纽在行为探测和存在探测技术中具有独特的优势，其能够在不侵犯人隐私的情况下，探测出活动物体，比如人的动作特征、移动特征、以及微动特征，甚至是人的心跳和呼吸特征信息，因而具有广泛的应用前景。现有的微波多普勒探测模块基于成本和体积考虑，主要采用收发一体的结构设计，在经一混频器被一本振信号馈电时，发射对应于本振频率的一探测波束，和接收所述探测波束的一回波，其中所述回波被接收而形成有一回馈信号，并藉由所述混频器，接收所述回馈信号和输出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间的频率差异的一中频信号，则基于多普勒效应原理，所述中频信号对应于反射所述探测波束而形成所述回波的相应物体的运动。其中，基于收发一体设计的所述微波多普勒模块对混频器的相应要求，和平衡混频器噪声小、灵敏度高的优势，现有的采用收发一体的结构设计的所述微波多普勒主要采用平衡混频器。具体地，参考本专利技术的说明书附图之图1所示，现有的平衡混频器的等效电路原理被示意，具体地，所述平衡混频器包括一电桥10P，一高频滤波电路20P，两混频管30P以及一中频输出线40P，其中所述电桥10P具有一本振信号输入端口11P，一回馈信号输入端口12P以及两混频输出端口13P和14P，其中两所述混频管30P的一端分别被电性连接于所述电桥10P的两所述混频输出端口13P和14P，其中所述高频滤波电路20P于两所述混频管30P的另一端被连接于两所述混频管30P之间，其中所述中频输出线40P于两所述混频管30P中间自所述高频滤波电路20P引出。对应于图1的等效电路原理，参考本专利技术的说明书附图之图2所示，采用二分支3dB电桥的一微带平衡混频器被示意，其中所述电桥10P被设置为一微带框10P’,其中所述微带框10P’被做成变阻形式而具有不对称的输入和输出，以藉由所述微带框10P’同时完成电桥和阻抗变换两种作用，其中所述高频滤波电路20P被设置为于两所述混频管30P的另一端被连接于两所述混频管30P之间的低阻路线而构成的高频短路，以使得两所述混频管30P的该端高频对地短路，从而使的自所述本振信号输入端口11P和所述回馈信号输入端口12P分别输入的本振信号和回馈信号的功率能够全部被加载于两所述混频管30P而不致于向所述中频输出线40P泄漏。特别地，基于平衡混频器的电路原理，所述微带平衡器的电路形式具有多种变形，其主要差别在于所述电桥10P的实施方式，即所述微带框10P’的结构变形，具体地，参考本专利技术的说明书附图之图3至图10所示，所述电桥10P的不同实施方式被示意，其中图3至图8分别示意了行业常规的典型二分支电桥、三分支电桥、变阻电桥、环形二分支变阻电桥、环形电桥、宽带环形电桥，其中基于图3至图8示意的所述电桥10P的不同实施方式的变形或组合变形，所述电桥10P的具体实施方式灵活多变，基于图3至图8示意的所述电桥10P的不同实施方式的变形或组合变形，对应于图9和图10，应用于现有的所述微波多普勒探测模块的通用的微带平衡混频器被示意，虽然所述电桥10P的具体实施方式灵活多变，但对应的所述微带框10P’的结构没有脱离四端口的框形设计，其中所述微带框10P’的微带线普遍需要一倍波长(对应于本振信号频率的波长)的长度才能够满足具有不对称的输入和输出，并且相应所述本振信号输入端口11P，所述回馈信号输入端口12P以及两所述混频输出端口13P和14P的位置基于所述微带框10P’的结构被限制，一方面使得所述微带平衡混频器的占用尺寸难以进一步减小，另一方面使得设置有所述微带平衡混频器的电路板的相应线路的设计受限，即所述电路板的尺寸难以减小，且所述电路板上相应线路的设计需要考虑所述电桥10P的各端口位置而具有较高的设计难度。也就是说，虽然所述微带平衡混频器的所述电桥10P的具体实施方式灵活多变，但基于框形结构设计的所述电桥10P的尺寸难以被减小，且所述电桥10P的各端口的位置受限，所述电桥10P灵活多变的实施方式并不能为简化设置有所述微带平衡混频器的所述电路板的线路设计提供有利条件，反而使得设置有所述微带平衡混频器的所述电路板的线路设计需要配合所述电桥10的结构尺寸和各端口位置，因而现有的设置有所述微带平衡混频器的所述电路板的板面积难以减小而实现小型化和模块化，且电路设计难度高，相应的采用所述微带平衡混频器的所述微波多普勒探测模块的尺寸能以被进一步减小并具有较高的电路设计成本。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器采用三端口的开放式结构设计而使得所述微带混频器的微带结构设计更加灵活多变，并且开放式的结构设计降低了对所述微带混频器的各端口的位置的限制，则所述微带混频器在具有灵活多变的微带结构设计的同时还能够适应于相应线路结构地被设计，提高了所述微带混频器的适用性。本专利技术的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器具有灵活多变的微带结构设计而有利于减小所述微带混频器的尺寸。本专利技术的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器的尺寸能够基于所述微带混频器的灵活多变的微带结构设计被降低，则相应的承载有所述微带混频器的电路基板的尺寸能够被减小，有利于减小采用所述微带混频器的所述微波多普勒探测模块的尺寸。本专利技术的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器具有适用于回馈信号输入和混频输出的一共用端口，和适用于本振信号输入的一本振信号输入端口，其中所述共用端口电性相连于所述本振信号输入端口，其中本振信号经所述共用端口对所述微波多普勒探测模块的馈电输出，同时所述回馈信号经所述共用端口被所述微带混频器接收，则所述微带混频器适用于收发一体结构设计的所述微波多普勒探测模块的混频输出。本专利技术的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器包括一微带混频线和两混频管，其中基于所述微带混频器的三端口的开放式结构设计，所述微带混频线得以于一倍波长的长度范围内实现对所述混频管的变相混频输出，其中该波长为对应本振信号频率的波长，有利于减小所述微带混频线长度地减小所述微带混频器的尺寸。本专利技术的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频线进一步具有一混频输出端口，其中所述混频输出端口与所述共用端口输出的本振信号具有180度相位差，所述混频输出端口与所述共用端口输出的回馈信号也具有180度相位差，即所述混频输出端口与所述共用端口相位相差180度，以允许所述微带混频器以最大幅值输出对应于本振信号和回馈信号之间的频率差异的中频信号，有利于提高所述微波多普本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微带混频器，所述微带混频器适于接收本振信号和回馈信号，并输出对应于本振信号和回馈信号之间的频率差异的中频信号，其特征在于，包括：/n两混频管，其中各所述混频管的其中一端被接地；和/n一微带混频线，其中所述微带混频线包括一第一微带臂和一体延伸于所述第一微带臂的一第二微带臂，其中所述微带混频线具有一共用端口，一混频输出端口及一本振信号输入端口，其中所述本振信号输入端口被所述第一微带臂电性连接于所述共用端口并经所述共用端口与其中一所述混频管的另一端电性相连，其中所述本振信号输入端口被所述第二微带臂电性连接于所述混频输出端口并经所述混频输出端口与另一所述混频管的另一端电性相连，如此以当于所述本振信号输入端口输入本振信号和于所述共用端口输入回馈信号时，自所述共用端口和所述混频输出端口向相应所述混频管输出的高频的回馈信号和本振信号和能够被对地引流，则对应于本振信号和回馈信号的频率差异的中频信号能够被引出。/n

【技术特征摘要】
1.一种微带混频器，所述微带混频器适于接收本振信号和回馈信号，并输出对应于本振信号和回馈信号之间的频率差异的中频信号，其特征在于，包括：
两混频管，其中各所述混频管的其中一端被接地；和
一微带混频线，其中所述微带混频线包括一第一微带臂和一体延伸于所述第一微带臂的一第二微带臂，其中所述微带混频线具有一共用端口，一混频输出端口及一本振信号输入端口，其中所述本振信号输入端口被所述第一微带臂电性连接于所述共用端口并经所述共用端口与其中一所述混频管的另一端电性相连，其中所述本振信号输入端口被所述第二微带臂电性连接于所述混频输出端口并经所述混频输出端口与另一所述混频管的另一端电性相连，如此以当于所述本振信号输入端口输入本振信号和于所述共用端口输入回馈信号时，自所述共用端口和所述混频输出端口向相应所述混频管输出的高频的回馈信号和本振信号和能够被对地引流，则对应于本振信号和回馈信号的频率差异的中频信号能够被引出。


2.根据权利要求1所述的微带混频器，其中所述微带混频器进一步包括一接地焊盘，其中所述接地焊盘被接地，其中各所述混频管的被接地的一端被电性连接于所述接地焊盘而被接地。


3.根据权利要求2所述的微带混频器，其中所述微带混频线和所述接地焊盘被承载于一电路基板，其中所述接地焊盘经自所述接地焊盘延伸并穿过所述电路基板的一金属化孔被接地。


4.根据权利要求3所述时的微带混频器，其中所述微带混频器进一步包括一回馈信号输入臂和一本振信号输入臂，其中所述回馈信号输入臂自所述共用端口一体延伸于所述微带混频线，其中所述本振信号输入臂自所述本振信号输入端口一体延伸于所述微带混频线。


5.根据权利要求1至4中任一所述的微带混频器，设所述第一微带臂的臂长参数为L1，设所述第二微带臂的臂长参数为L2，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足λ/16≤L1≤λ/2且λ/16≤L2≤λ/2，其中λ为对应于本振信号频率的波长参数。


6.根据权利要求5所述的微带混频器，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足0.8·L2≤L1≤1.2·L2或0.8·L1≤L2≤1.2·L1。


7.根据权利要求6所述的微带混频器，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足λ/8≤L1≤λ/4且λ/8≤L2≤λ/4。


8.根据权利要求7所述的微带混频器，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足L1＝L2。


9.根据权利要求6所述的微带混频器，设所述第一微带臂的阻抗参数为Z1，设所述第二微带臂的阻抗参数为Z2，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足Z2＝k·Z1，其中k＝λ/L1。


10.根据权利要求9所述的微带混频器，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足Z2＝k·Z1，其中k满足2≤k≤4。


11.根据权利要求6所述的微带混频器，其中所述第二微带臂的一段被设置为弯折的矩齿形。


12.一种微波多普勒探测模块，其特征在于，包括：
一微带混频器，其中所述微带混频器包括两混频管和一微带混频线，其中各所述混频管的其中一端被接地，其中所述微带混频线包括一第一微带臂和一体延伸于所述第一微带臂的一第二微带臂，其中所述微带混频线具有一共用端口，一混频输出端口及一本振信号输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹高迪，邹新，
申请(专利权)人：深圳迈睿智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44