微波探测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种微波探测装置，其中所述微波探测装置通过自所述微波探测装置的接收天线接入平衡差分信号形态的回波信号的方式，顺序基于对平衡差分信号形态的所述回波信号的两路信号中的其中一路信号的反相处理，和分别对两路信号的混频处理输出两路单端信号形态的所述多普勒中频信号，以在后继，能够基于对该两路多普勒中频信号的叠加处理抑制相应共模干扰产生的干扰信息，如此以在初始的所述回波信号为差分信号形态的状态，抑制环境中的电磁干扰而提高所述多普勒中频信号的精准度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
微波探测装置


[0001]本技术涉及微波探测领域，特别涉及基于多普勒效应原理的一种微波探测装置。

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，只有获取足够稳定的探测结果，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。具体地，相应微波探测器被一激励信号馈电而发射对应所述激励信号的频率一微波波束至所述目标空间，进而于所述目标空间形成一探测区域，和接收所述微波波束被所述探测区域内的相应物体反射形成的一反射回波而传输对应所述反射回波频率的一回波信号至一混频检波单元，其中所述混频检波单元混频所述激励信号和所述回波信号而输出对应于所述激励信号和所述回波信号之间的频率/相位差异的一多普勒中频信号，其中基于多普勒效应原理，在反射所述微波波束的所述物体处于运动的状态时，所述回波信号与所述激励信号之间具有一定的频率/相位差异而于所述多普勒中频信号呈现相应的幅度波动以反馈人体活动。
[0003]在由ITU
‑
R(ITU Radiocommunication Sector，国际通信联盟无线电通信局)定义的供开放给诸如工业、科学和医学等机构使用的无需授权许可的ISM频段中，被应用于微波探测的频段主要有2.4Ghz、5.8Ghz、10.525Ghz、24.125Gh等有限的频段资源，并且相应的微波探测器在使用这些频段时需要遵守一定的发射功率(一般发射功率低于1W)以减小对其他无线电设备的干扰，虽然不同频段的定义和许可能够规范无线电的使用频段而减小不同频段的无线电设备之间相互干扰的概率，但在有限的频段资源许可下，随着物联网技术的高速发展，对应相邻频段或相同频段的无线电使用覆盖率的高速提升，如日益普及的5G无线路由器，或在原2.4G无线路由器的基础上基于双工模式而新增的5G频段，以致于相邻或相同频段的无线电之间相互干扰的问题日益严重，且随着以人为本的智能化竞争，对人体动作特征包括呼吸动作甚至心跳动作的精准探测需求也极速提升。因此，抗干扰性能作为衡量相应微波探测模块的精准度的其中一项影响因素，在无线电之间相互干扰的问题日益严重的背景下，现有的微波探测器的精准度难以维持，更遑论提升至满足对人体动作特征包括呼吸动作甚至心跳动作的精准探测需求。
[0004]进一步地，由于相应微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界而具有非确定性，并由于缺乏对电磁辐射的有效控制手段，即对相应微波波束的梯度边界的整形手段，主要体现在对微波波束的波束角的调整手段的匮乏，相应微波探测器发射的所述微波波束所覆盖的实际探测空间难以被稳定控制，并进一步基于所述微波波束在不同目标
探测空间的反射和穿透行为，造成现有微波探测器的实际探测空间无法独立基于对微波波束的波束角的调整与相应目标探测空间相匹配的状况，如此以在实际探测空间之外的目标探测空间无法被有效探测的状态，和/或在目标探测空间之外的实际探测空间存在环境干扰的状态，包括动作干扰、电磁干扰以及因电磁屏蔽环境造成的自激干扰，造成现有的基于多普勒效应原理的微波探测技术精准度差和/或抗干扰性能差的问题，即由于微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界，同时缺乏对微波波束的梯度边界的整形手段，以及基于所述微波波束的反射和穿透特性，现有的微波探测器的实际探测空间难以在实际应用中匹配相应的目标探测空间，造成现有的微波探测器在实际应用中于不同应用场景的适应能力有限并具有较差的探测稳定性的缺陷。
[0005]为解决以上缺陷，现有的微波探测器主要通过窄化其天线的频带宽度的方式降低同频段的天线之间相互干扰的概率，和通过提高所述回波信号的强度的方式提高所述多普勒中频信号中相应有效信号相对于干扰信号的幅度差值而以所述多普勒中频信号在幅值上的相应阈值设定降低所述微波探测模块的灵敏度，以基于灵敏度的降低排除与低幅值的干扰信号相对应的所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰。一方面，虽然通过窄化天线的频带宽度的方式能够降低同频段的天线之间相互干扰的概率，但基于工作原理上的差异，通信用途的天线(如无线路由器中的天线)往往被设计具有较宽的频带宽度以满足多信道通信的要求，对应在相邻频段或相同频段的无线电使用覆盖率被高速提升的背景下，对微波探测器的天线的频带宽度的窄化无法保障现有的微波探测器的天线不受通信用途的天线的干扰，或不对通信用途的天线造成干扰；此外，基于天线的频带宽度与天线的结构形态和尺寸之间的对应关系，对微波探测器的天线的频带宽度的窄化同时会形成对该天线在结构和尺寸上的高精度要求，并且相应的高精度要求会随着天线的谐振频点的提高而愈发苛刻，对应产生额外的成本负担。另一方面，由于所述多普勒中频信号的幅值关联于所述反射回波的能量大小而同时关联于环境中的反射面面积大小，运动物体的反射面大小和运动速度以及与所述微波探测模块之间的距离，因此，基于所述微波探测器的灵敏度的降低无法准确排除所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰和动作干扰以致对所述目标探测空间的探测并不稳定和准确；此外，基于现有的微波探测器对回波信号的高强度要求，对实际探测空间的范围调整倾向于在覆盖相应目标探测空间的同时在所述目标探测空间具有较高的电磁辐射能量密度，如此以造成现有的微波探测器无法基于灵敏度的降低避免对所述目标探测空间内的通信用途的天线造成干扰，并在通信用途的天线对高信号强度的追求下，难以基于灵敏度的降低避免受到所述目标探测空间内的通信用途的天线的干扰。

技术实现思路

[0006]本技术的一目的在于提供一种微波探测装置，其中所述微波探测装置的探测方法突破了本领域技术人员倾向于提高所述回波信号的强度的技术倾向，基于通信用途的天线对高信号强度的普遍性追求，通过降低所述微波探测装置的发射天线的发射功率的方式，降低了相应所述微波波束和所述反射回波的信号强度，即降低了所述微波波束和所述反射回波的电磁辐射能量密度，进而能够利用通信装置自带的底噪抑制机制，避免对相应通信装置造成干扰而能够降低甚至解除安装环境内的通信装置的安装位置对所述微波探
测装置于相应安装环境的安装位置的限制。
[0007]本技术的另一目的在于提供一种微波探测装置，其中通过降低所述微波探测装置的发射天线的发射功率的方式，所述微波波束的信号强度被降低，以基于所述微波波束对砖石结构的混泥土墙壁或者玻璃的穿透行为产生的损耗远大于在空间内传播所产生的损耗的特性，在所述微波波束的信号强度被降低而呈弱信号形态的状态，利用界定目标探测空间的砖石结构的混泥土墙壁或者玻璃对弱信号形态的所述微波波束的吸收，形成对弱信号形态的所述微波波束的梯度边界的适应性界定，对应在不限制所述目标探测空间的空间形态的状态，使得所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微波探测装置，其特征在于，包括：一发射天线，其中所述发射天线被设置在被一激励信号馈电的状态发射对应于所述激励信号的频率的微波波束；一接收天线，其中所述接收天线具有趋于线极化的极化方向并在接收所述微波波束被相应物体反射形成的反射回波后以趋于180
°
的相差输出呈平衡差分信号形态的相应回波信号，则所述回波信号包含对应于所述微波波束被相应物体反射形成的反射回波的信号，且环境中的电磁干扰在所述回波信号中以共模干扰形态存在而能够在平衡差分信号形态的所述回波信号的接收与传输过程中被抑制；以及一混频电路，其中所述混频电路被设置在接入所述激励信号和平衡差分信号形态的所述回波信号的状态基于对所述激励信号和平衡差分信号形态的所述回波信号的混频处理输出对应于所述激励信号和所述回波信号之间频率/相位差异的单端信号形态的多普勒中频信号。2.根据权利要求1所述的微波探测装置，其中基于平衡差分信号形态的所述回波信号具有两路相对于参考电位等幅反相的信号的特征，所述混频电路被设置顺序基于对平衡差分信号形态的所述回波信号的两路信号中的其中一路信号的反相处理，和分别对两路信号的混频处理输出两路单端信号形态的所述多普勒中频信号。3.根据权利要求1所述的微波探测装置，其中基于平衡差分信号形态的所述回波信号具有两路相对于参考电位等幅反相的信号的特征，所述混频电路被设置顺序基于对平衡差分信号形态的所述回波信号的两路信号中的其中一路信号的反相处理，和分别对两路信号的混频处理输出两路单端信号形态的所述多普勒中频信号，以及对两路单端信号形态的所述多普勒中频信号的叠加处理抑制相应共模干扰产生的干扰信息而输出一路单端信号形态的所述多普勒中频信号。4.根据权利要求1至3中任一所述的微波探测装置，其中所述接收天线以平面贴片天线形态被设置而具有一参考地和一辐射源，其中所述辐射源以与所述参考地相间隔的状态被设置于所述参考地的一侧，其中所述辐射源以单元辐射源形态被设置，对应所述辐射源具有单一数量的辐射元，其中所述辐射元具有两馈电点，其中两所述馈电点被反相布置，对应其中一所述馈电点至所述辐射元的物理中心点的连线方向与另一所述馈电点至所述辐射元的物理中心点的连线方向相向重合，以基于两所述馈电点被反相布置的结构状态，在接收所述微波波束被相应物体反射后形成的反射回波后于两所述馈电点输出呈平衡差分信号形态的回波信号。5.根据权利要求4所述的微波探测装置，其中所述发射天线和所述接收天线基于共用所述参考地的结构形态以收发分离形式被一体设置，对应以收发分离形式被一体设置的所述发射天线和所述接收天线包括一个所述参考地和一个所述辐射源，其中所述辐射源以二元辐射源形态被设置而具有两所述辐射元，其中各所述辐射元具有两所述馈电点，其中各所述辐射元的两所述馈电点被反相布置，其中以各所述辐射元的两所述馈电点的连线方向为其极化方向，两所述辐射元被正交布置，对应其中一所述辐射元的极化方向与另一所述辐射元的极化方向垂直，如此以于其中一所述辐射元的两所述馈电点接入激励信号而实现对所述发射天线的馈电，和在另一所述辐射元的两所述馈电点输出呈平衡差分信号形态的所述回波信号，对应形成收发分离形式的所述发射天线和所述接收天线的一体结构。
6.根据权利要求4所述的微波探测装置，其中所述发射天线和所述接收天线基于共用所述参考地和所述辐射源的结构形态以收发分离形式被一体设置，对应以收发分离形式被一体设置的所述发射天线和所述接收天线包括一个所述参考地和一个所述辐射源，其中所述辐射源以单元辐射源形态被设置而具有单一数量的所述辐射元，其中所述辐射元具有四个所述馈电点，其中在绕所述辐射元的物理中心点方向，相邻的任意两所述馈电点与所述辐射元的物理中心点之间的连线的夹角等于90
°
，对应形成相对的两所述馈电点被反相布置的结构状态，以于所述辐射元的相对的其中两所述馈电点接入激励信号而实现对所述发射天线的馈电，和在相对的另外两所述馈电点输出呈平衡差分信号形态的所述回波信号，如此以形成收发分离形式的所述发射天线和所述接收天线的一体结构。7.根据权利要求4所述的微波探测装置，其中所述发射天线和所述接...

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