实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法和微波探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法和微波探测装置，所述微波探测装置用以发射和/或接收微波的天线体具有一参考地面和在垂直所述参考地面的投影空间被设置的一辐射源，其中通过形成差分信号形态的多普勒信号的方式，环境中的干扰脉冲和线路耦合干扰形成的所述辐射源和相应线路与所述参考地面之间的电位差信号基于所述天线体结构形态主要以共模干扰被加载于差分信号形态的所述多普勒信号，因而适于通过对差分信号形态的所述多普勒信号的差分放大和/或向单端信号形态的转换，在保障所述多普勒信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈的完整性的状态实现对所述多普勒信号的放大和抗干扰处理。述多普勒信号的放大和抗干扰处理。述多普勒信号的放大和抗干扰处理。

【技术实现步骤摘要】
实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法和微波探测装置


[0001]本专利技术涉及多普勒微波探测领域，尤其涉及实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法和微波探测装置。

技术介绍

[0002]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准确性的需求越来越高，只有获取即时稳定的探测结果，才能够为智能终端设备提供准确的判断依据。其中无线电技术，包括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。
[0003]对应图1，所述多普勒微波探测装置的电路结构原理被示意，其中所述多普勒微波探测装置用以发射和/或接收微波的相应天线体10P经一混频器20P被一本振信号馈电而发射对应于所述本振信号频率的一探测波束以形成相应探测空间，和接收所述探测波束被所述探测空间内的物体反射形成的一回波而产生一回馈信号，其中所述混频器20P接收所述回馈信号并以混频检波的方式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多普勒信号，则基于多普勒效应原理，所述多普勒信号在幅度上的波动理论上对应于所述探测空间内的物体的运动，其中基于现有的混频器的结构原理，所述多普勒信号为自所述混频器20P单端引出的与相应参考地之间的电位差信号，即所述多普勒信号为单端信号而具有较差的抗干扰特性。具体地，虽然经混频检波所形成的所述多普勒信号理论上仅对应于所述本振信号和所述回馈信号之间的频率差异，但一方面由于环境中的干扰脉冲所形成的所述多普勒微波探测装置的所述天线体和相应线路与参考地之间的电位差信号被耦合加载于所述多普勒信号而形成对所述多普勒信号的干扰，另一方面所述多普勒微波探测装置的线路间的耦合干扰，如馈电线路与多普勒信号输出线路之间的耦合干扰所形成的电位差信号同样耦合加载于所述多普勒信号而形成对所述多普勒信号的干扰。因此，实际的所述多普勒信号对所述探测空间内的物体的运动的反馈并不稳定和准确。
[0004]为排除所述多普勒信号中的干扰信号，现有的所述多普勒微波探测装置主要通过滤波的方式选择相应目标频段的所述多普勒信号以实现对与该目标频段的频率相对应的人体动作的探测，其中由于不同人体的差异性以及人体不同动作具有不同的频率范围，与人体活动相对应的多普勒信号的频率具有一定的区间范围并与环境中的干扰脉冲的频率范围交叉重叠，对相应目标频段的所述多普勒信号的选择一方面会破坏所述多普勒信号对人体动作的反馈的完整性以致现有的所述多普勒微波探测装置的探测功能单一，如在选择与人体移动动作相对应的频段的所述多普勒信号对人体移动动作进行探测时，无法实现对人体微动动作和呼吸动作以及心跳动作的探测；另一方面仍然无法排除与目标频段的频率相对应的干扰信号以致目标频段的所述多普勒信号对相应人体动作的反馈并不稳定和准
确。虽然所述多普勒信号中与人体呼吸和心跳动作相对应的频率处于极低频的电磁静默频段而较低概率存在干扰信号，即通过滤波的方式选择所述多普勒信号中与人体呼吸和心跳动作相对应的极低频段信号在理论上能够准确反馈人体的呼吸和心跳动作，但一方面基于滤波的原理，以滤波的方式对相应目标频段的选择存在延时，且相应的延时时长随着该目标频段的频率的降低而延长，即通过滤波的方式选择的所述多普勒信号中与人体呼吸和心跳动作相对应的极低频段信号对人体的呼吸和心跳动作的反馈存在较大的延时，从而严重影响所述多普勒微波探测装置的使用体验；另一方面，人体呼吸和心跳动作的动作幅度微弱，相应所述多普勒信号中与人体呼吸和心跳动作相对应的极低频段信号的强度较低，而为保障滤波处理后的所述多普勒信号中对应人体呼吸和心跳动作的极低频段信号的精度，对滤波处理前的所述多普勒信号中对应人体呼吸和心跳动作的极低频段信号具有一定的强度要求而需要对滤波处理前的所述多普勒信号进行放大处理，但由于滤波处理前的所述多普勒信号中存在干扰信号，在所述多普勒信号中与人体呼吸和心跳动作相对应的极低频段信号的强度较低的状态，对滤波处理前的所述多普勒信号的放大处理会同时放大相应的干扰信号以致对滤波处理前的所述多普勒信号的放大倍数不能过大，则对放大处理后的所述多普勒信号的滤波处理仍会造成所述多普勒信号中对应人体呼吸和心跳动作的极低频段信号较大程度的失真，从而难以保障滤波处理后的所述多普勒信号中对应人体呼吸和心跳动作的极低频段信号的精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一目的在于提供一实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法和微波探测装置，其中所述实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法能够抑制环境中的干扰脉冲所形成的所述微波探测装置的天线体和相应线路与参考地之间的电位差信号对相应多普勒信号的干扰，以及所述微波探测装置的线路间的耦合干扰所形成的电位差信号对所述多普勒信号的干扰，因而有利于提高所述多普勒信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
[0006]本专利技术的一目的在于提供一实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法和微波探测装置，其中所述实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法能够避免通过滤波的方式滤除所述多普勒信号中的干扰信号而能够避免滤波处理对所述多普勒信号的完整性的破坏，所述多普勒信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈的完整性得以保障而有利于实现包括人体移动、微动、呼吸以及心跳等动作特征的组合探测，相应所述微波探测装置的探测功能丰富而适用于多功能需求的智能探测应用。
[0007]本专利技术的一目的在于提供一实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法和微波探测装置，其中所述实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法能够避免通过滤波的方式滤除所述多普勒信号中的干扰信号而能够避免由滤波处理所造成的信号延时，所述多普勒信号的即时性得以保障而有利于实现包括人体呼吸以及心跳等动作的实时探测。
[0008]本专利技术的一目的在于提供一实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法和微波探测装置，其中所述微波探测装置用以发射和/或接收微波的天线体具有一参考地面和在垂直所述参考地面的投影空间被设置的一辐射源，其中通过形成差分信号形态的多普勒信号的方式，环境中的干扰脉冲所形成的所述微波探测装置的所述辐射源和相应线路与所述参考地面之间的电位差信号以及所述微波探测装置的线路间的耦合干扰所形成的电位差信号
基于所述辐射源和所述参考地面之间的结构形态主要以共模干扰被加载于差分信号形态的所述多普勒信号，因而适于通过对差分信号形态的所述多普勒信号的差分放大，抑制差分信号形态的所述多普勒信号中的共模干扰，同时放大差分信号形态的所述多普勒信号，从而抑制环境中的干扰脉冲所形成的所述微波探测装置的所述辐射源和相应线路与所述参考地面之间的电位差信号以及所述微波探测装置的线路间的耦合干扰所形成的电位差信号对所述多普勒信号的干扰，进而有利于提高所述多普勒信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
[0009]本专利技术的一目的在于提供一实时响应的多普勒信号抗干扰处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(A)发射对应于一本振信号频率的一探测波束以形成相应探测空间；(B)接收所述探测波束被所述探测空间内的物体反射形成的回波而产生一回馈信号；(C)反相输出对应所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号而输出差分信号形态的所述多普勒信号；以及(D)转换差分信号形态的所述多普勒信号为单端信号形态的所述多普勒信号；其中用以发射所述探测波束和/或接收所述回波的相应天线体具有一参考地面和在垂直所述参考地面的投影空间被设置的一辐射源，对应在所述步骤(A)中，相应所述天线体于所述辐射源被所述本振信号馈电而发射对应于所述本振信号频率的所述探测波束，和在所述步骤(D)中，单端信号形态的所述多普勒信号为以所述参考地面为地的单端信号。2.根据权利要求1所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中所述实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法在所述步骤(C)和所述步骤(D)之间进一步包括步骤：(E)对差分信号形态的所述多普勒信号进行差分放大处理。3.根据权利要求1或2所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(C)中包括以下步骤：(C1)混频处理所述本振信号和所述回馈信号，以使得对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号能够被引出；(C2)以所述参考地面为地引出一路对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号而输出单端信号形态的一多普勒信号；以及(C3)通过将单端信号形态的所述多普勒信号反相的方式反相输出对应所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号，以转换单端信号形态的所述多普勒信号为差分信号形态的多普勒信号。4.根据权利要求3所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(C1)中，以一混频电桥混频处理所述本振信号和所述回馈信号，其中所述混频电桥具有适用于所述本振信号输入的一本振信号输入口，和自所述本振信号输入口沿所述混频电桥顺序具有一第一混频端口，一第二混频端口，以及适用于所述回馈信号输入的一回馈信号输入口，对应所述混频电桥具有界定于所述本振信号输入口和所述第一混频端口之间的一第一高频通路，界定于所述第一混频端口和所述第二混频端口之间的一第二高频通路，界定于所述第二混频端口和所述回馈信号输入口之间的一第三高频通路，以及界定于所述回馈信号输入口和所述本振信号输入口之间的一第四高频通路，其中所述第一高频通路和所述第三高频通路具有等长的电长度，其中所述第四高频通路具有大于等于八分之一波长电长度且小于等于二分之一波长电长度。5.根据权利要求4所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(C2)中，基于两混频管中分属于不同所述混频管的具有不同极性的两端分别被连接于所述第一混频端口和所述第二混频端口，和两所述混频管中分属于不同所述混频管的具有不同极性的另外两端被连接于同一个对地等效电容的连接状态，自两所述混频管的被连接于同一所述对地等效电容的两端之间以所述参考地面为地引出一路对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号。6.根据权利要求4所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤
(C2)中，基于两混频管中分属于不同所述混频管的具有不同极性的两端分别被连接于所述第一混频端口和所述第二混频端口，和两所述混频管中分属于不同所述混频管的具有不同极性的另外两端被接地的连接状态，自所述混频电桥以所述参考地面为地引出一路对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号。7.根据权利要求1或2所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(C)中包括以下步骤：(S1)混频处理所述本振信号和所述回馈信号，以使得对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号能够被引出；和(S2)反相引出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号而输出差分信号形态的所述多普勒信号。8.根据权利要求7所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(S1)中，以至少一混频电桥混频处理所述本振信号和所述回馈信号，其中所述混频电桥具有适用于所述本振信号输入的一本振信号输入口，和自所述本振信号输入口沿所述混频电桥顺序具有一第一混频端口，一第二混频端口，以及适用于所述回馈信号输入的一回馈信号输入口，对应所述混频电桥具有界定于所述本振信号输入口和所述第一混频端口之间的一第一高频通路，界定于所述第一混频端口和所述第二混频端口之间的一第二高频通路，界定于所述第二混频端口和所述回馈信号输入口之间的一第三高频通路，以及界定于所述回馈信号输入口和所述本振信号输入口之间的一第四高频通路，其中所述第一高频通路和所述第三高频通路具有等长的电长度，其中所述第四高频通路具有大于等于八分之一波长电长度且小于等于二分之一波长电长度。9.根据权利要求8所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(S2)中，在所述混频电桥的数量为两个的状态，基于两对混频管的任一对所述混频管中，分属于不同所述混频管的具有不同极性两端以相互连接的状态被连接于一个对地等效电容，和两对所述混频管以反向的串接方向分别被串接于相应所述混频电桥的所述第一混频端口和所述第二混频端口之间的连接关系，使得自其中一对所述混频管的相互连接的两端之间引出的对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号与自另一对所述混频管的相互连接的两端之间引出的对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号之间相互呈反相状态，从而于两对所述混频管反相对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号以输出差分信号形态的所述多普勒信号。10.根据权利要求9所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(S1)中，通过将两所述混频电桥的两所述回馈信号输入口馈电连接于同一所述天线体的所述辐射源的方式，自所述天线体接入同一所述回馈信号至两所述混频电桥的两所述回馈信号输入口。11.根据权利要求9所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(S1)中，通过将两所述混频电桥的两所述回馈信号输入口馈电连接于不同所述天线体的所述辐射源的方式，自相应所述天线体接入对应的所述回馈信号至相应所述混频电桥的所述回馈信号输入口。12.根据权利要求8所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(S2)中，在所述混频电桥的数量为一个的状态，基于两对混频管的任一对所述混频管中分
属于不同所述混频管的具有不同极性两端以相互连接的状态被连接于一个对地等效电容，两对所述混频管被反向串接于所述混频电桥的所述第一混频端口和所述第二混频端口之间的连接关系，使得自其中一对所述混频管的相互连接的两端之间引出的对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号与自另一对所述混频管的相互连接的两端之间引出的对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号之间相互呈反相状态，从而于两对所述混频管反相引出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号以输出差分信号形态的所述多普勒信号。13.根据权利要求8所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(S2)中，在所述混频电桥的数量为一个的状态，基于两混频管的同极性的其中两端分别被连接于一个对地等效电容，和两所述混频管的同极性的另外两端分别被连接于所述混频电桥的所述第一混频端口和所述第二混频端口的连接关系，使得自其中一所述混频管的被连接于相应对地等效电容的一端引出的对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号与自另一所述混频管的被连接于相应对地等效电容的一端引出的对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号之间相互呈反相状态，从而于两所述混频管的被连接于相应对地等效电容的两端反相引出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号以输出差分信号形态的所述多普勒信号。14.根据权利要求8所述的实时响应的多普勒信号抗干扰处理方法，其中在所述步骤(S2)中，在所述混频电桥的数量为一个的状态，基于所述二高频通路和所述第四高频通路分别串接有一等效电容，两对混频管的任一对所述混频管中分属于不同所述混频管的具有不同极性两端被接地而相互连接，两对所述混频管被反向串接于所述混频电桥的所述第一混频端口和所述第二混频端口之间的连接关系，和其中一对所述混频管的具有不同极性的另外两端被连接于所述混频电桥的所述第一混频端口，以及另一对所述混频管的具有不同极性的另外两端被连接于所述混频电桥的所述第二混频端口的连接关系，使得自所述第一混频端口引出的对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号与自所述第二混频端口引出的对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号之间相互呈反相状态，从而于所述第一混频端口和所述第二混频端口反相引出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号以输出差分信号形态的所述多普勒信号。15.微波探测装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹高迪，邹新，孙毅，
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：