【技术实现步骤摘要】
微发射功率的微波探测装置
[0001]本专利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发射功率的微波探测装置。
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...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.微发射功率的微波探测装置，其特征在于，包括：一发射天线，其中所述发射天线被设置基于对所述发射天线馈电的激励信号的相应参数设置以小于等于0dBm的目标发射功率发射微波波束；一接收天线，其中所述接收天线接收所述发射天线发射的微波波束被相应物体发射后形成的反射回波，并以趋于180
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的相差输出呈平衡差分信号形态的相应回波信号；一混频电路，其中所述混频电路被电性连接于相应馈电电路和所述接收天线之间；以及一差分转单端电路，所述差分转单端电路被设置于所述接收天线和所述混频电路之间，以基于对差分信号形态的所述回波信号的差分转单端处理对所述混频电路输出单端信号形态的所述回波信号至所述混频电路，从而基于所述混频电路对所述激励信号和单端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，其中所述发射天线以正交极化形态被设置。3.根据权利要求1所述的微波探测装置，其中所述发射天线以圆极化形态被设置。4.根据权利要求3所述的微波探测装置，其中所述发射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，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正交布置，对应两所述馈电点与所述辐射元的物理中心点的连线相互垂直，如此以通过相差馈电的方式，于所述辐射元的两所述馈电点接入相差90
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的激励信号而实现所述发射天线的圆极化形态。5.根据权利要求3所述的微波探测装置，其中所述发射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，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至少三个馈电点，其中各所述馈电点以与所述辐射元的物理中心点之间的距离相同的状态绕所述辐射元的物理中心点等距排布，对应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360
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/n，其中n为所述辐射元的所述馈电点的数量，如此以通过相差馈电的方式，在绕所述辐射元的物理中心点方向，于所述辐射元的所述馈电点顺序接入相差360
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/n的激励信号而实现所述发射天线的圆极化形态。6.根据权利要求3所述的微波探测装置，其中所述发射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，所述辐射源以多元辐射源形态被设置，对应所述辐射源具有至少三个辐射元，其中各所述辐射元具有一馈电点，其中各所述辐射元被周向排布并满足在所述辐射元的周向排布方向，相邻的任意两所述辐射元的所述馈电点与其物理中心点之间的连线的夹角等于360
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/m，其中m为所述辐射元的数量，如此以通过相差馈电的方式，在所述辐射元的周向排布方向，于各所述辐射元的所述馈电点顺序接入相差360
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/m的激励信号而实现所述发射天线的圆极化形态。7.根据权利要求6所述的微波探测装置，其中所述发射天线的所述辐射源的各所述辐射元的所述馈电点与物理中心点的连线相交于一点，且各所述辐射元的所述馈电点距该点
的距离相同。8.根据权利要求6所述的微波探测装置，其中所述发射天线的所述辐射源的各所述辐射元的所述馈电点与物理中心点的连线相交形成与所述辐射元的数量相对应的正多边形，且各所述辐射元的所述馈电点距该正多边形的中点的距离相同。9.根据权利要求1所述的微波探测装置，其中所述发射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，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，则所述辐射元在于所述馈电点接入激励信号的状态具有线极化的极化形态并以两所述馈电点的连线方向为线极化方向，如此以通过相差馈电的方式，在于所述辐射元的两所述馈电点接入相差大于90
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的激励信号的状态于所述发射天线的线极化方向实现对所述发射天线的差分馈电。10.根据权利要求1所述的微波探测装置，其中所述发射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，所述辐射源以二元辐射源形态被设置，对应所述辐射源具有两个辐射元，其中各所述辐射元具有一馈电点，其中两所述辐射元被反相布置，对应其中一所述辐射元的所述馈电点至物理中心点的连线方向与另一所述辐射元的所述馈电点至物理中心点的连线方向相向，则两所述辐射元在于两所述馈电点接入激励信号的状态具有线极化的极化形态并以两所述馈电点的连线方向为线极化方向，如此以通过相差馈电的方式，在于两所述辐射元的两所述馈电点接入相差大于90
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的激励信号的状态于所述发射天线的线极化方向实现对所述发射天线的差分馈电。11.根据权利要求10所述的微波探测装置，其中所述发射天线的两所述辐射元被镜像布置。12.根据权利要求1所述的微波探测装置，其中所述发射天线被设置为立式结构的半波回折式定向微波探测天线，对应所述发射天线包括一参考地，一半波振子以及两馈电线，其中所述半波振子具有大于等于1/2且小于等于3/4波长电长度，并具有两耦合段，其中各所述耦合段具有大于等于1/6波长电长度，对应命名各所述耦合段的其中一端为所述耦合段的馈电端，和以两所述耦合段的另一端为所述半波振子的两端，其中两所述馈电端之间的距离小于等于λ/4，所述半波振子的两端之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6，其中λ为与所述激励信号的频率相对应的波长参数，其中所述半波振子以其两端与所述参考地之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6的状态与所述参考地相间隔，其中两所述馈电线分别被电性连接于相应所述馈电端，则所述半波振子在于两所述馈电端经所述馈电线接入具有相位差的激励信号而被馈电的状态，所述半波振子的两端能够形成相位差而相互耦合地形成趋于线极化的极化形态，如此以通过相差馈电的方式，在于所述半波振子的两所述馈电端接入相差大于90
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的激励信号的状态于所述发射天线的线极化方向实现对所述发射天线的差分馈电。13.根据权利要求1所述的微波探测装置，其中所述发射天线被设置为双端馈电式差分天线，对应所述发射天线包括一参考地和两条形振子，其中以两所述条形振子的接入激励
信号的两端分别为两所述条形振子的馈电端，两所述条形振子自两所述馈电端在所述参考地的同一侧向空间延伸并分别具有大于等于3/16且小于等于5/16波长电长度，其中两所述条形振子分别具有一耦合段，其中以所述耦合段的靠近其所属的所述条形振子的所述馈电端的一端为所述耦合段的近端，两所述耦合段自所述近端在相向方向延伸，以基于两所述耦合段自所述近端在相向方向延伸的结构形态，在于两所述条形振子的两所述馈电端接入具有相位差的激励信号的状态形成两所述耦合段之间的耦合，形成趋于线极化的极化形态，如此以通过相差馈电的方式，于两所述条形振子的两所述馈电端接入相差大于90
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的激励信号而于所述发射天线的趋于线极化的极化方向实现对所述发射天线的差分馈电。14.根据权利要求13所述的微波探测装置，其中所述双端馈电式差分天线的两所述耦合段自所述近端在错位相向方向延伸，并具有大于等于λ/256且小于等于λ/6的错位距离，即其中一所述耦合段上的任一点至另一所述耦合段的距离大于等于λ/256且小于等于λ/6，其中λ为与所述激励信号的频率相对应的波长参数。15.根据权利要求9至14中任一所述的微波探测装置，其中所述微波探测装置被设置以一差分馈电电路为所述发射天线提供180
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相差的激励信号。根据权利要求15所述的微波探测装置，其中所述差分馈电电路具有被设置为MOS管或三极管的一三极电路处理器，一电感，一第一电阻，一第二电阻，一第三电阻，一第一电容，一第二电容，一振荡电容以及适于接入相应电源的一电源连接端，其中所述三极电路处理器具有与三极管的集电极或MOS管的漏极相对应的第一连接端，和与三极管的基极或MOS管的栅极相对应的第二连接端，以及与三极管的发射极或MOS管的源极相对应的第三连接端，其中所述第二电阻的一端被电性连接于所述三极电路处理器的所述第一连接端，所述第二电阻的另一端经所述电感与所述电源连接端相连，和经所述第一电容被接地，其中所述第三电阻的一端被电性连接于所述三极电路处理器的所述第三连接端，所述第三电阻的另一端被接地，其中所述振荡电容的一端被电性连接于所述三极电路处理器的所述第二连接端，所述振荡电容的另一端被接地，其中所述第一电阻的一端被电性连接于所述三极电路处理器的所述第二连接端，所述第一电阻的另一端被电性连接于所述电感与所述第二电阻之间，其中所述第二电容的两端分别被电性连接于所述三极电路处理器的所述第一连接端和所述第三连接端，其中所述第二电阻和所述第三电阻被等阻值地设置，以在所述差分馈电电路于所述电源连接端接入相应电源的状态，于所述第二电容的两端以相差趋于180
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的平衡差分信号形态输出所述激励信号，从而实现对所述发射天线趋于180
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的相差馈电。16.根据权利要求16所述的微波探测装置，其中所述差分馈电电路进一步具有一第三电容和一第四电容，其中所述第三电容和所述第四电容分别被电性连接于所述第二电容的两端，以经所述第三电容和所述第四电容以相差趋于180
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的平衡差分信号形态输出所述激励信号。17.根据权利要求15所述的微波探测装置，其中所述差分馈电电路具有被设置为MOS管或三极管的一三极电路处理器，一电感，一第一电阻，一第二电阻，一第三电阻，一第一电容，一第二电容，一振荡电容以及适于接入相应电源的一电源连接端，其中所述三极电路处理器具有与三极管的集电极或MOS管的漏极相对应的第一连接端，和与三极管的基极或MOS管的栅极相对应的第二连接端，以及与三极管的发射极或MOS管的源极相对应的第三连接端，其中所述第二电阻的一端被电性连接于所述三极电路处理器的所述第一连接端，所述
第二电阻的另一端经所述电感与所述电源连接端相连，和经所述第一电容被接地，其中所述第三电阻的一端被电性连接于所述三极电路处理器的所述第三连接端，所述第三电阻的另一端被接地，其中所述振荡电容的一端被电性连接于所述三极电路处理器的所述第二连接端，所述振荡电容的另一端被接地，其中所述第一电阻的一端被电性连接于所述三极电路处理器的所述第二连接端，所述第一电阻的另一端被电性连接于所述电源连接端，其中所述第二电容的两端分别被电性连接于所述三极电路处理器的所述第一连接端和所述第三连接端，其中所述第二电阻和所述第三电阻被等阻值地设置，以在所述差分馈电电路于所述电源连接端接入相应电源的状态，于所述第二电容的两端以相差趋于180
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的平衡差分信号形态输出所述激励信号，从而实现对所述发射天线趋于180
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的相差馈电。18.根据权利要求18所述的微波探测装置，其中所述差分馈电电路进一步具有一第三电容和一第四电容，其中所述第三电容和所述第四电容分别被电性连接于所述第二电容的两端，以经所述第三电容和所述第四电容以相差趋于180
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的平衡差分信号形态输出所述激励信号。19.根据权利要求15所述的微波探测装置，其中所述差分馈电电路被设置以一差分振荡电路为所述发射天线提供180
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相差的激励信号，其中所述差分振荡电路具有两N沟道MOS管，两P沟道MOS管，一振荡电感以及一振荡电容其中两所述N沟道MOS管的源极电性相连，两所述P沟道MOS的源极电性相连，两所述N沟道MOS管的两漏极分别被电性连接于不同所述P沟道MOS的漏极，如此以形成其中一所述N沟道MOS管的漏极电性连接于其中一所述P沟道MOS管的漏极，该所述P沟道MOS管的源极电性连接于另一所述P沟道MOS管的源极，该另一所述P沟道MOS管的漏极电性连接于另一所述N沟道MOS管的漏极，以及该另一所述N沟道MOS管的源极电性连接于前一所述N沟道MOS管的源极的顺序连接关系，其中两所述N沟道MOS管中，任一所述N沟道MOS管的栅极被电性连接于另一所述N沟道MOS管的漏极，其中两所述P沟道MOS管中，任一所述P沟道MOS管的栅极被电性连接于另一所述P沟道MOS管的漏极，其中所述振荡电感的两端分别被电性连接于不同所述P沟道MOS管的漏极，所述振荡电容的两端分别被电性连接于不同所述P沟道MOS管的漏极而与所述振荡电感并联，如此以基于所述振荡电感和所述振荡电容组成的并联谐振回路形成振荡与选频而于所述振荡电感和所述振荡电容的两端形成大小相等，方向相反的电信号，以使得其中一所述N沟道MOS管和与该所述N沟道MOS管的栅极电性相连的所述P沟道MOS管能够在同一时刻导通，另一所述N沟道MOS管和该所述N沟道MOS管的栅极电性相连的所述P沟道MOS管能够在另一时刻同时导通，从而于所述振荡电感的两端以相差180
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的平衡差分信号形态输出所述激励信号。20.根据权利要求20所述的微波探测装置，其中所述差分馈电电路还包括一低压差线性稳压器，一振荡器，一锁相回路以及一逻辑控制单元，其中所述低压差线性稳压器在被供电状态为所述差分振荡电路提供恒定的电压，其中所述振荡器被设置为所述逻辑控制单元提供基本的时钟信号而以石英晶体振荡器被外置设置或以内部振荡电路被集成设置于所述逻辑控制单元，其中所述逻辑控制单元被电性连接于所述差分振荡电路的所述振荡电感，其中所述锁相回路以被外置或被集成于所述逻辑控制单元的状态被电性连接于所述逻辑控制单元和所述差分振荡电路之间，以基于所述逻辑控制单元对所述差分振荡电路输出的所述激励信号的反馈校准所述差分振荡电路于所述振荡电感的两端以相差180
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的平衡差分信号形态输出所述激励信号的频率，从而保障所述差分馈电电路对平衡差分信号形态
的所述激励信号的稳定输出。21.根据权利要求21所述的微波探测装置，其中所述差分馈电电路进一步包括两放大器，以放大自所述差分振荡电路以平衡差分信号形态输出所述激励信号，其中所述逻辑控制单元以与至少一所述放大器电性相连的状态被电性连接于所述差分振荡电路的所述振荡电感，以接收所述放大器对自所述差分振荡电路输出的所述激励信号的反馈。22.根据权利要求1至14中任一所述的微波探测装置，其中所述微波探测装置进一步包括适于放大差分信号形态的信号的一放大电路，其中所述放大电路被设置于所述差分转单端电路和所述接收天线之间，以对平衡差分信号形态的所述回波信号进行放大处理。23.根据权利要求23所述的微波探测装置，其中所述差分转单端电路和所述放大电路以仪表放大器的电路形态被一体设置。24.微发射功率的微波探测装...
【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：发明
国别省市：
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