微波多普勒传感系统天线技术方案

一种微波多普勒传感系统天线，包括一介质板，该介质板表面布设有微带天线，该微带天线设有四个不同振子，并且该微带天线采用并联式馈电网络与嵌入式微带边馈，同时该微带天线的中间采用对穿孔同轴底馈，通过将微带天线的四个振子设计为不同的尺寸，如此可以增加天线的带宽，并且四个振子的两元之间的距离不相等，以实现窄波束，同时采用并联不对称方式的阻抗匹配网络以实现天线的小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微波多普勒传感系统天线，特别是指应用于卫浴领域 内的微波天线。
技术介绍
微波多普勒传感器是应用多普勒雷达原理，发射一个低功率微波并接 收运动目标反射过来的能量。 一旦目标的运动被其探测到，由该目标返回 的电磁波信号被探测传感器接收，并与发射的微波混频，结果传感器输出一个低频率的电压。其工作频率一般是10.525GHz,能够测试低速运动目 标，不受热、嗓音、湿度、气流、尘埃等影响，适合恶劣环境使用，并且 具有抗干扰，灵敏度高、性能极为稳定及性价比极高的特性。正由于微波 多普勒传感器由于上述的优点，在卫浴领域内有逐渐取代传统红外感应器 的趋势。该微波多普勒传感器系统包括两个部分，即前端射频电路与收发天线， 该前端射频电路的振荡器产生频率为10.525GHz的信号，并传输给收发天 线，该收发天线将微波发射信号发射出去，利用多普勒效应，接收反射回 来的回波信号，并将其经过底馈传输给前端射频电路，再通过前端射频电 路的混频器将发射信号与回波信号混频，输出中频信号。对于收发天线， 现有技术中通常为收发天线分离的双天线系统与单天线收发系统，并且此 天线系统均是采用微带天线。由于卫浴领域对感应器的尺寸、精度等方面 的要求较高，如何实现此天线系统的小型化、宽带宽及窄波束等是业界不 断研究的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种性能良好的微波多普勒传感系统天线。为实现上述专利技术目的，实施本专利技术微波多普勒传感系统天线包括一介质板。该介质板表面布设有微带天线；该微带天线设有四个不同尺寸的振 子。并且该微带天线采用并联式馈电网络与嵌入式微带边馈。同时，该微 带天线的中间采用对穿孔同轴底馈。依据上述主要特征，该介质板材料为玻璃纤维板。依据上述主要特征，玻璃纤维板的介电常数为4.6。依据上述主要特征，该微带天线的边馈在振子中间，与输入阻抗匹配。依据上述主要特征，该微带天线的馈电网络为布设于介质板上的具有 匹配阻抗的微带线。 .依据上述主要特征，上述布设于介质板上的微带线包括从底馈引出的 上下两路具有第一阻抗的微带线；该上下两路第一阻抗的微带线末端连接 有第二阻抗的微带线；而该第二阻抗微带线末端在水平方向与两路第一阻 抗微带线连接；而该第一阻抗微带线的末端与另一第二阻抗微带线连接， 之后再通过一第一阻抗微带线馈入振子。依据上述主要特征，第一阻抗为100Q,第二阻抗为70.7Q。依据上述主要特征，微带天线垂直方向上的两振子之间的距离小于水 平方向上的两振子之间的距离。依据上述主要特征，水平方向上左边两振子距中心轴线的距离小于右 边两振子距中心轴线的距离。依据上述主要特征，该微带天线底馈输出中心频率的信号Sll为 -20dB。为实现上述专利技术目的，实施本专利技术微波多普勒传感系统天线，包括一 介质板，该介质板表面布设有微带天线，其特征在于该微带天线设有四 个不同尺寸的振子，其中微带天线垂直方向上的两振子之间的距离小于水 平方向上的两振子之间的距离，水平方向上左边两振子距中心轴线的距离小于右边两振子距中心轴线的距离。依据上述主要特征，该介质板材料为具有一定介电常数的玻璃纤维板。依据上述主要特征，介电常数为4.6。为实现上述专利技术目的，实施本专利技术微波多普勒传感系统天线，包括一 介质板，该介质板表面布设有微带天线，其特征在于该微带天线设有四 个不同尺寸的振子，其中水平和垂直的相邻两振子之间的距离不相等，在 水平方向上的两个振子不对称设置。与现有技术相比较，本专利技术通过将微带天线的四个振子设计为不同的 尺寸，如此可以增加天线的带宽，并且四个振子的两元之间的距离不相等， 以实现窄波束，同时采用并耳关式阻抗匹配网络以实现天线的小型化。附图说明图1是实施本专利技术的具有四个振子的矩形微带天线结构示意图。 图2是图1所示微带天线阻抗匹配网络示意图。实施方式下面参照附图具体介绍本专利技术的实施例，图中相同的结构或功能用相同 的数字标出。应该指出的是，附图的目的只是便于对本专利技术具体实施例的说 明，不是一种多余的叙述或是对本专利技术范围的限制。此外，附图没有必要 4安比例画出。请参阅图l所示，本专利技术具有四个振子的矩形微带天线结构示意图。 该微波多普勒传感系统天线包括一介质板(未图示)。该介质板表面布设有 微带天线。该微带天线设有四个不同尺寸的振子1、 2、 3、 4。从图l可以天线的中间采用对穿孔同轴底馈5。其中所述的介质板材料为玻璃纤维板(FR4),厚度一般为0.5mm,介 电常数一般为4.6。6在图1所示的本专利技术实施方式中，该微带天线的四个振子l、 2、 3、 4 相关的尺寸如下所示，其中单位为mm:<table>table see original document page 7</column></row><table>并且此四个振子1、 2、 3、 4在垂直与水平方向上的两振子之间的距离 不相等，丼中L为19.8mm, D为21.0mm。即，垂直方向上的两振子之间 的距离小于水平方向上的两振子之间的距离。另外，水平方向上，所述的振子1与2, 3与4采取不对称方式，其中 振子1与3距离中心轴线的距离dl为7.0mm，而振子2与4距离中心轴线 的距离d2为8.3mm。即，左边两振子(振子1与3)距中心轴线的距离小 于右边两阵子(振子2与4)距中心轴线的距离。如图2所示，所述的天线馈电网络为布设于介质板上的具有匹配阻抗 的微带线。具体来讲，上述布设于介质板上的微带线包括从底馈引出的上 下两路具有第 一 阻抗的微带线；该上下两路第 一 阻抗的微带线末端连接有 第二阻抗的微带线；而该第二阻抗微带线末端在水平方向与两路第一阻抗 微带线连接；而该第一阻抗微带线的末端与另一第二阻抗微带线连接，之 后再通过一第一阻抗微带线馈入振子。在本专利技术一优选的实施方式中，第 一阻抗为IOOQ，第二阻抗为70.7Q。具体来讲，在本实施方式中，馈电网络中微带线的尺寸如下表所示。<table>table see original document page 7</column></row><table>其中天线振子1通过嵌入式边馈，经过四分之一波长的IOOQ的线(即阻抗变换器)匹配，得到50Q。其次，'经过70.7Q阻抗匹配，得到IOOQ线。 然后，和另外的从振子2方向出来的IOOQ线相连接，两条100Q线并联， 得到50Q。再经过70.7Q阻抗匹配，得到IOOQ的线。与振子3， 4方向类 似于l， 2连接的最后出来的IOOQ线相连接，并联得到50Q。最后通过对 穿孔底馈5与前端电路(未图示)相连接。所述对穿孔底馈5为一'J、孔。在上述实施方式中，小孔的外直径约为 1.5mm,内直径约为0.8mm,其输出中心频率的信号Sll约为-20dB。同时， 可以通过调整振子l嵌入深度Ll,使得阻抗匹配。根据上述实施方式，本专利技术馈电网络采用不对称的并联式结构。根据测试结果(未图示)，根据上述参数设计的天线结构在微波暗室里 测试垂直方向与水平方向的方向角，其中垂直方向角约为± 15° ,而水平 方向角约为士25。，可以实现窄波束的设计要求。因此，当该天线应用于 卫浴领域内，如小便器上，我们可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波多普勒传感系统天线，包括一介质板，该介质板表面布设有微带天线，其特征在于：该微带天线设有四个不同尺寸的振子，并且该微带天线采用并联式馈电网络与嵌入式微带边馈，同时该微带天线的中间采用对穿孔同轴底馈。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠民，高鹏程，
申请(专利权)人：上海科勒电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]