收发一体的圆极化微波探测装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置包括一参考地、至少一圆极化辐射源、一振荡单元以及一混频检波单元，其中所述振荡单元被设置用于产生并输出一激励信号，其中所述圆极化辐射源与所述参考地被相间隔地设置，所述圆极化辐射元被圆极化设置并具有至少一馈电点，其中所述圆极化辐射源于所述馈电点被馈电连接于所述振荡单元和被电性连接于所述混频检波单元，以于所述馈电点被所述激励信号馈电时而以圆极化方式发射至少一圆极化探测波束，和接收相应的反射回波，其中所述混频检波单元输出相应的多普勒中频信号。波单元输出相应的多普勒中频信号。波单元输出相应的多普勒中频信号。

【技术实现步骤摘要】
收发一体的圆极化微波探测装置及其应用


[0001]本专利技术涉及微波探测领域，尤其涉及一种收发一体的圆极化微波探测装置及其应用。

技术介绍

[0002]天线作为无线通信技术的必要器件并被广泛应用于生产、生活以及军事上，如卫星通信系统，卫星导航系统，遥控系统，以及常见的RFID、WIFI、蓝牙等无线设备，其用于电磁波的发射和/或接收具有辐射方向性，极化等指标特性。具体地，天线的极化就是天线所辐射电磁场的矢量空间指向的参数，一般以电场的变化方向为天线的极化方向，根据电场变化方向的不同，天线的极化可以分为：线极化和圆极化(包括椭圆极化)，其中线极化天线产生的线极化电磁波是指在一个方向上来回振动向前传播的电磁波，而圆极化或椭圆极化电磁波则是指绕传播方向沿着圆形或椭圆形路径转动向前传播的电磁波。
[0003]圆极化天线的电场变化方向呈圆形或椭圆形变化，并根据变化的旋向不同以顺时针旋向为右旋圆极化，和以逆时针旋向为左旋圆极化。其中左旋圆极化天线和右旋圆极化天线不能兼容，即对圆极化电磁波而言，左旋圆极化天线只能接收左旋圆极化电磁波而无法接收右旋圆极化电磁波，右旋圆极化天线也只能接收右旋圆极化电磁波而无法接收左旋圆极化电磁波。受制于圆极化电磁波的这一特性，目前的基于电磁波的多普勒效应原理探测物体运动并采用发射天线与接收天线一体设计的多普勒微波探测装置普遍认为无法采用圆极化天线。因此，目前在微波探测领域内对实现圆极化天线的发射与接收的通常解决思路就是采用收发分离的结构，即通过设置两个天线，一个天线用以发射一圆极化探测波束，另一天线用以接收相应的圆极化回波，这就导致相应采用圆极化天线的微波探测装置普遍存在体积大，结构复杂，成本高的问题。
[0004]因此，目前在对体积小型化具有要求的微波探测装置中，普遍选用柱状天线或采用发射天线与接收天线一体设计的线极化平板天线。其中柱状天线不具备定向辐射能力并且存在探测死区和较大后瓣，导致其实际的探测空间经常难以与目标探测区域相匹配。因此，目前在微波探测领域，具有体积小型化优势的收发一体线极化平板天线被广泛应用。在理想状态下，线极化天线在极化方向和非极化方向的能量匹配最后形成近似圆形的感应区域。但在实际应用上，受安装环境的影响，线极化天线的理想能量匹配容易被打破。具体地，参考图1A，以筒灯的安装环境为例，筒灯基于防眩的目的，其灯板多采用深安装的布局方式，对应微波探测装置的也被深安装于筒灯之中，而筒灯的开口角度一般在60
°
到90
°
的范围内，低于线极化天线90
°
到120
°
的波束角度，导致在线极化天线于筒灯的应用中，其非极化方向的能量分布受筒灯结构约束而收窄，进一步参考图1B和图1C，线极化天线于深安装环境下的辐射方向图和二维辐射方向图被分别示意，受安装环境的影响，线极化天线的实际感应区域与理想感应区域存在较大偏差，导致实际的感应区域难以被合理预估，影响探测准确性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置以发射天线和接收天线一体的状态被设置并采用圆极化电磁波进行探测，有利于所述收发一体的圆极化微波探测装置的小型化设计。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置突破对圆极化应用的固有认知，采用收发合一的圆极化实现微波探测。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置包括一圆极化辐射源，其中所述圆极化辐射源被圆极化设置并具有至少一馈电点，其中所述圆极化辐射源被设置于所述馈电点接入相应的激励信号而被馈电时以圆极化方式发射至少一圆极化探测波束，和接收所述圆极化波束被相应物体反射形成的反射回波，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置以混频检波的方式输出相应的多普勒中频信号，则所述多普勒中频信号为对应于所述激励信号和对应于所述反射回波的回波信号之间的频率和/或相位差异的信号，其中所述圆极化探测波束于相应的探测区域内被物体偶数次反射而形成所述反射回波，则所述圆极化探测波束和所述反射回波同旋向而允许被同一所述圆极化辐射源接收，则所述多普勒中频信号对应于相应探测空间内的物体移动，如此以突破了现有技术对圆极化应用的固有认知，以单一的所述圆极化辐射源实现圆极化波束的发射和接收。
[0008]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置突破了现有技术对圆极化应用的固有认知，采用单一的辐射源实现对波束的发射和接收，从而能够避免单独设置一发射天线和一接收天线所造成的面积占用大的问题，如此以有利于实现所述收发一体的圆极化微波探测装置的小型化设计。
[0009]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置采用单一的所述圆极化辐射源实现对圆极化波束的发射和接收，从而基于单一的辐射源的设计而在形态大小上趋于现有的采用发射天线与接收天线一体设计的线极化微波探测装置的大小，因而适用于安装面积有限的环境中，如此以突破圆极化的应用局限，从而能够于狭小环境中发挥圆极化的优势。
[0010]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述圆极化探测波束的能量以圆极化的特点交替前进，则在360
°
方向的能量均衡，因此即使受到约束，当能量前进至突破相应的约束，所述圆极化探测波束的能量仍然可以正常辐射扩散，提高所述收发一体的圆极化微波探测装置对狭窄安装空间的适应性，实现所述收发一体的圆极化微波探测装置的小型化的同时保障在特殊应用场景下的探测准确性。
[0011]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中在所述收发一体的圆极化微波探测装置被应用于深安装的环境中时，所述收发一体的圆极化微波探测装置产生的所述圆极化探测波束的能量在突破深安装的环境约束后仍然可以正常辐射扩散，从而适用于深安装的环境中。
[0012]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置以圆极化电磁波进行探测而具有抗衰减特性和抗雨
雾干扰能力，有利于提高所述收发一体的圆极化微波探测装置在微波探测中的探测准确性。
[0013]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置以同一的所述圆极化辐射源实现圆极化波束的发射和接收，使得所述收发一体的圆极化微波探测装置结构简单，线路简约，制造成本低。
[0014]本专利技术的另一个目的在于提供一收发一体的圆极化微波探测装置及其应用，其中基于所述收发一体的圆极化微波探测装置以圆极化电磁波进行探测的特点，在对应于相应物体的运动的所述多普勒中频信号中，该相应物体与所述圆极化辐射源之间的其它物体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.收发一体的圆极化微波探测装置，其特征在于，包括：一参考地；一振荡单元，其中所述振荡单元被设置用于产生并输出一激励信号；至少一圆极化辐射源，其中所述圆极化辐射源以与所述参考地相间隔的状态被设置，所述圆极化辐射源被圆极化设置并具有至少一馈电点，其中所述圆极化辐射源于所述馈电点被馈电连接于所述振荡单元，以于所述馈电点被所述激励信号馈电而以圆极化方式发射至少一圆极化探测波束，和接收所述圆极化波束被相应物体反射形成的反射回波；以及一混频检波单元，其中所述混频检波单元被电性连接于所述振荡单元和于所述馈电点被电性连接于所述圆极化辐射源，以于所述馈电点接收对应于所述反射回波的回波信号，并以混频检波的方式输出相应的多普勒中频信号。2.根据权利要求1所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述圆极化辐射源以单元辐射源形态被设计，并以单馈电点结构被圆极化设置而具有一个所述馈电点和至少一简并模分离单元，其中所述馈电点偏离于所述圆极化辐射源的物理中心，其中所述简并模分离单元一体成形于所述圆极化辐射源，其中在所述圆极化辐射源于所述馈电点被所述振荡单元馈电时，所述圆极化辐射源能够产生极化正交的两个简并模，其中所述简并模分离单元用以分离极化正交的两所述简并模的谐振频率而形成正交的两所述简并模之间趋于90
°
的相位差，如此以在所述圆极化辐射源于所述馈电点被馈电时，所述圆极化辐射源以圆极化方式发射所述圆极化探测波束。3.根据权利要求2所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置进一步包括一电路基板，其中所述圆极化辐射源被承载于所述电路基板。4.根据权利要求3所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述振荡单元和所述混频检波单元被以集成电路的形态被设计并被集成于一微波芯片，所述微波芯片具有电性连接于所述振荡单元和所述混频检波单元的一射频端口，其中所述射频端口被馈电连接于所述馈电点，所述微波芯片基于所述射频端口对所述圆极化辐射源馈电和自所述圆极化辐射源接收所述回波信号。5.根据权利要求4所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述微波芯片与所述圆极化辐射源被承载于所述电路基板的同一面。6.根据权利要求5所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置包括一带状传输线，其中所述带状传输线被承载于所述电路基板的承载有所述圆极化辐射源的一面并馈电连接于所述微波芯片的所述射频端口和所述馈电点之间，以自所述微波芯片的所述射频端口接入所述激励信号而对所述圆极化辐射源馈电，和自所述圆极化辐射源接入所述回波信号而传输至所述微波芯片的所述射频端口。7.根据权利要求6所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述圆极化辐射源采用微带馈电结构，对应所述馈电点等效位于所述带状传输线与所述圆极化辐射源相连的点。8.根据权利要求7所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述圆极化辐射源沿所述带状传输线被挖空，以形成深入所述圆极化辐射源的馈电点。9.根据权利要求6所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述圆极化辐射源采用边馈电结构被设置，对应所述圆极化辐射源经一边馈线接入所述激励信号，其中所述边
馈线为邻近且平行于所述圆极化辐射源的直边的带状导线，其中所述馈电点在电学上等效位于所述边馈线与所述带状传输线相连的点。10.根据权利要求4所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述微波芯片与所述圆极化辐射源被承载于所述电路基板的不同面，所述微波芯片的所述射频端口以探针馈电的结构馈电连接于所述圆极化辐射源的所述馈电点。11.根据权利要求1所述的收发一体的圆极化微波探测装置，其中所述圆极化辐射源极以单元辐射源形态被设置，并采用多点馈电结构而具有至少两所述馈电点，其中所述收发一体的圆极化微波探测装置包括一收发合一端口，所述收发合一端口被电性连接于所述振荡单元和所述混频检波单元，各所述馈电点被电性连接于所述收发合一端口，其中所述收发合一端口与各所述馈电点之间的传输路径具有长度差异而在所述振荡单元输出所述激励信号的...

【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：