一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了微波辐射检测技术领域的一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置和系统，微波辐射接收模块将检测到的微波功率信号转化为直流信号并输出至功率信号检波模块，功率信号检波模块把直流信号转化为数字信号并输出至数据处理模块，数据处理模块通过交互式显示模块实现人机交互，通过无线传输模块实现数据传输；微波辐射接收模块包括经过koch分形的平面宽缝天线和共面波导T形匹配枝节。通过采用平面宽缝天线和T形匹配枝节的微波辐射接收模块，实现了1.5GHz~5.3GHz的超宽频带的微波辐射检测，涵盖了2G/3G/4G/5G信号的绝大多数频段，同时也涵盖了蓝牙、wifi和微波炉等生活中常见微波辐射源的频段，实现对周围环境中微波辐射强度较为全面的检测与评估。

【技术实现步骤摘要】
一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置和系统
本专利技术属于微波辐射检测
，具体涉及一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置和系统。
技术介绍
微波是指频率为300MHz-3000GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在0.1毫米~1米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。相关研究表明，虽然较低强度的微波辐射热效应并不明显，但是对人体的危害不容小觑，长期暴露在超过安全阈值的微波辐射下，人的神经系统、视力、代谢系统、免疫系统和生殖机能都会受到不同程度的危害。微波辐射检测仪主要用于测量环境中微波信号的辐射强度大小，以便人们在辐射强度超标的情况下，采取必要的防护措施，减少对身体的伤害。在微波辐射检测领域，目前的解决方案大多成本高昂、操作复杂、移动性差，不适合在普通消费者之间推广；系统检测频段多为5Hz~3500MHz，并没有完全涵盖最新一代5G信号的频段（2.5~4.9GHz）；同时，其检测精度只达到了报警阈值的1/40，检测灵敏度不佳。因此，并不能很好地满足5G时代大众消费者的对环境中微波辐射的检测需求。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置和系统，具有检测频带宽、检测灵敏度高、携带方便和操作智能化等特点。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置，包括微波辐射接收模块，所述微波辐射接收模块的输出端连接功率信号检波模块的输入端，所述功率信号检波模块的输出端连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块连接交互式显示模块和无线传输模块，所述微波辐射接收模块将检测到的微波功率信号转化为直流信号并输出至所述功率信号检波模块，所述功率信号检波模块把直流信号转化为数字信号并输出至所述数据处理模块，所述数据处理模块通过所述交互式显示模块实现人机交互，所述数据处理模块通过所述无线传输模块实现数据传输；所述微波辐射接收模块包括经过koch分形的平面宽缝天线和共面波导T形匹配枝节。进一步地，所述微波辐射接收模块的频带宽度为1.5GHz~5.3GHz。进一步地，所述功率信号检波模块包括带宽为1M~8GHz、输入功率范围为-65~5dBm的对数检波芯片AD8318、低通滤波电路和屏蔽罩。进一步地，所述数据处理模块包括MCU芯片，所述MCU芯片为STM32F103C8T6。进一步地，所述交互式显示模块通过USART串口与数据处理模块进行通信。进一步地，所述无线传输模块与所述数据处理模块中的TXD与RXD端口相连接，所述无线传输模块包括蓝牙模块HC-02。进一步地，还包括壳体，所述壳体内设置一块6*9cm的PCB板，所述功率信号检波模块、数据处理模块、交互式显示模块和无线传输模块集成在所述PCB板上。进一步地，所述微波辐射接收模块通过SMA连接头与所述PCB板可拆卸连接。进一步地，还包括稳压电源模块，所述稳压电源模块包括稳压源芯片TPS76750、TPS76733、锂电池和外围电路，所述稳压电源模块向装置供电。一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测系统，包括前述的宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：（1）本专利技术通过采用经过koch分形的平面宽缝天线和T形共面波导匹配枝节的微波辐射接收模块，实现了1.5GHz~5.3GHz的超宽频带的微波辐射检测，涵盖了2G/3G/4G/5G信号的绝大多数频段，同时也涵盖了蓝牙、wifi和微波炉等生活中常见微波辐射源的频段，实现对周围环境中微波辐射强度较为全面的检测与评估；（2）本专利技术通过微波辐射接收模块配合功率信号检波模块和数据处理模块，对辐射强度的检测灵敏度达到了5*10-4μW/cm-2，是目前市场上其他微波辐射检测仪的100倍以上，可以对周围环境的微波辐射情况有着更为直观的了解，以便更好地作出相应的预防措施；（3）本专利技术使用了彩色TFTLCD触摸屏作为人机交互的媒介，取消了除电源开关之外的所有实体按键，提升了用户的使用体验；（4）本专利技术内嵌了蓝牙数据无线传输模块，通过触摸屏可以控制模块的开关状态，模块开启后本产品便可以成为一个检测终端，将检测数据传输至其他设备，便于数据的后续统计与处理分析；（5）本专利技术采用便携式结构，其中微波辐射接收模块为一平面天线，通过SMA连接头与封装在壳体内的PCB板连接；天线为可拆卸结构，可在需要时拆下以减少系统占据的空间，便于携带。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置的原理示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种基于koch分形和T型匹配枝节的平面宽缝天线结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一：如图1、图2所示，一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置，包括微波辐射接收模块1，微波辐射接收模块1的输出端连接功率信号检波模块2的输入端，功率信号检波模块2的输出端连接数据处理模块3的输入端，数据处理模块3连接交互式显示模块4和无线传输模块5；微波辐射接收模块1将检测到的微波功率信号转化为直流信号并输出至功率信号检波模块2，功率信号检波模块2把直流信号转化为数字信号并输出至数据处理模块3，数据处理模块3通过交互式显示模块4实现人机交互，通过无线传输模块5实现数据传输；稳压电源模块6为装置内各模块供电。如图1、图3所示，本实施例中，微波辐射接收模块1包括平面宽缝天线1-1和T型匹配枝节1-2，平面宽缝天线1-1和T型匹配枝节1-2均制作在以玻纤材料为基底的单面覆铜板上。平面宽缝天线1-1是基于koch分形技术设计的平面宽缝天线，除了底边之外，另外三条边均按特定比例进行了一阶koch迭代分形，以拓宽天线的频带。T型匹配枝节1-2为天线的馈电端，由共面波导馈线1-21和长方形辐射贴片1-22组成，以实现宽频带内天线的阻抗匹配。该天线具有1.5GHz~5.3GHz的超宽频带，实现了对1.5GHz~5.3GHz的超宽频带的微波辐射检测，涵盖了2G/3G/4G/5G信号的绝大多数频段，同时也涵盖了蓝牙、wifi和微波炉等生活中常见微波辐射源的频段，实现对周围环境中微波辐射强度较为全面的检测与评估。功率信号检波模块2包括顺次连接的AD8318检波芯片2-1和低通滤波电路2-2和屏蔽罩，AD8318检波芯片2-1为带宽1M~8GHz、输入功率范围为-65~5dBm的对数检波芯片AD8318。微波辐射接收模块1用来接收环境中的微波信号，并通过共面波导T型匹配枝节1-2将微波功率信号传递到AD8318检波芯片2-1，信号经过检波芯片转换成带有交流杂波的直流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置，其特征是，包括微波辐射接收模块，所述微波辐射接收模块的输出端连接功率信号检波模块的输入端，所述功率信号检波模块的输出端连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块连接交互式显示模块和无线传输模块，/n所述微波辐射接收模块将检测到的微波功率信号转化为直流信号并输出至所述功率信号检波模块，所述功率信号检波模块把直流信号转化为数字信号并输出至所述数据处理模块，所述数据处理模块通过所述交互式显示模块实现人机交互，所述数据处理模块通过所述无线传输模块实现数据传输；/n所述微波辐射接收模块包括经过koch分形的平面宽缝天线和共面波导T形匹配枝节。/n

【技术特征摘要】
1.一种宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置，其特征是，包括微波辐射接收模块，所述微波辐射接收模块的输出端连接功率信号检波模块的输入端，所述功率信号检波模块的输出端连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块连接交互式显示模块和无线传输模块，
所述微波辐射接收模块将检测到的微波功率信号转化为直流信号并输出至所述功率信号检波模块，所述功率信号检波模块把直流信号转化为数字信号并输出至所述数据处理模块，所述数据处理模块通过所述交互式显示模块实现人机交互，所述数据处理模块通过所述无线传输模块实现数据传输；
所述微波辐射接收模块包括经过koch分形的平面宽缝天线和共面波导T形匹配枝节。


2.根据权利要求1所述的宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置，其特征是，所述微波辐射接收模块的频带宽度为1.5GHz~5.3GHz。


3.根据权利要求1所述的宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置，其特征是，所述功率信号检波模块包括带宽为1M~8GHz、输入功率范围为-65~5dBm的对数检波芯片AD8318、低通滤波电路和屏蔽罩。


4.根据权利要求1所述的宽频带、高灵敏度的便携式微波辐射检测装置，其特征是，所述数据处理模块包括MCU芯片，所述MCU芯片为STM32F103C8T6...

【专利技术属性】
技术研发人员：左文，郭巧彤，吉新村，王德波，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32