[發明專利]多段距離選擇與超低功率的全模擬式微波檢測器

在審

• 申請號: 201310577126.0
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN104656092A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 張繼禾;虞立暐;楊依婷;宋云鈞;徐明聰;黃育民;曹昺昌
• 申請（專利權）人: 均利科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/58
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明為一種微波檢測器，尤指一種可多段距離選擇與超低功率的全模擬式微波檢測器。

背景技術

請參閱圖1，圖1為現有技術中微波檢測器的結構示意圖。微波檢測器1包括一射頻模塊10、一調制電路11、一中頻模塊20、一數字信號處理器30、一發射天線15和一接收天線16、射頻模塊10包含有一壓控振蕩器12、一功率分配器13、一驅動放大器14、一低噪聲放大器17以及一混波器18。調制電路11是用以產生所需的調制信號，然后將所述調制信號輸出至壓控振蕩器12。壓控振蕩器12是一種電子振蕩電路設計，可經由輸入電壓的不同來控制振蕩頻率，最后輸出調頻連續波，并由發射天線15發射出發射波。但是在經過發射天線15之前，功率分配器13會將壓控振蕩器12輸出功率的一部分輸入到混波器18，以利于之后獲得中頻信號。同時，調頻連續波在被發射天線15接收之前，會經由驅動放大器14做放大處理。

接收天線16在接收到反射后的調頻連續波之后，會將所接收到的信號輸入至混波器18，但是信號在傳遞到混波器18之前，會先經過低噪聲放大器17，將信號做放大處理的同時，又盡可能抑制噪聲，以便于后續的電子組件做處理。然后混波器18會計算出發射波與接收波之間的頻率差，從而降頻并輸出中頻信號。接著，再通過后端的中頻模塊20來控制檢測距離范圍，以取得檢測目標的信息。最后會經過模擬數字轉換，將信號送至數字信號處理器30中，再以數字信號處理器30進行傅立葉轉換計算目標距離。若需進行相對速度的量測，則多以目標通過的時間來推導速度，或以發射與接收差頻信號的頻率差來計算速度。

然而微波檢測器1是將天線15、16與射頻模塊10做分開獨立的設計，然后做進一步的整合。但是微波檢測器1是以標準雷達原理作為檢測方式，換句話說，即主要是以功率大小作為檢測距離遠近的參考。同時天線的尺寸與工作頻率直接相關，當工作頻率越低時，尺寸越大，但是3dB波束寬度較大，檢測的范圍也較廣。反之，當工作頻率越高時，尺寸越小，但是3dB波束寬度變小，檢測的范圍也相對變小。當采用雙天線架構時，因為使用雙天線必定使體積變大，非常不適用于一般的小型檢測器。但是若提高載波頻率，又會導致天線的3dB波束寬度變小，并不利于寬角度環境下的移動物體檢測。另外數字信號處理器30必須使用大量傅立葉轉換以計算目標距離，再進行速度計算，因此數字信號處理器30的設計復雜度較高，因此不符合低單價、小體積(直徑在2cm以內)、低耗能(耗能在1.5W以內)的產品，并且需考慮距離閘條件下進行量測速度(三段距離閘)。

因此，如何設計出新的微波檢測器，不僅將天線與射頻模塊得以整合在一起，同時減少數字信號處理器設計復雜度，以因應微型化實體的需求，便成為十分重要的課題。

發明內容

本發明的目的是提供一種可多段距離選擇與超低功率的全模擬式微波檢測器，不僅將天線與射頻模塊整合在一起，同時整個微波檢測器使用多個模擬電路設計，可以降低整體微波檢測器的功率消耗。

本發明提供一種微波檢測器，其包含：一主動式天線模塊，用來以一掃頻周期朝一目標發射一第一調頻連續波信號，并接收由所述目標反射回來的一第二調頻連續波信號；一調制模塊，電性連接于所述主動式天線模塊，用來根據從多個距離閘中選取的一距離閘產生一調制信號給所述主動式天線模塊，所述第一調頻連續波信號的頻寬根據所述調制信號的振幅調整，其中所述多個距離閘是一對一對應多個第一調頻連續波信號的頻寬；一第一解調器，電性連接所述主動式天線模塊，用來根據一距離閘解調出差頻信號，所述差頻信號具有所述第一調頻連續波信號和所述第二調頻連續波信號的頻率差；一第二解調器，電性連接所述第一解調器，用來解調所述差頻信號以產生所述多普勒信號，所述多普勒信號的頻率等于一上掃差頻和一下掃差頻的頻率差；一鑒別電路，電性連接所述第二解調器，用來比較所述距離閘內的所述目標所對應的所述多普勒信號以及雜波積分后的電壓差，以輸出一觸發信號。

根據本發明的實施例，所述主動式天線模塊包括一回路天線及一射頻晶體管。所述回路天線包含一發射端以及一接收端，所述發射端用來傳遞所述第一調頻連續波信號，所述接收端用來傳遞所述第二調頻連續波信號。所述射頻晶體管具有一控制端、一第一端以及一第二端，所述第二端耦接所述發射端，所述控制端耦接所述接收端，且所述控制端與所述第二端為反相。

根據本發明的實施例，所述微波檢測器還包含一第一低通濾波器，電性連接所述射頻晶體管的第一端，其中所述第一低通濾波器與所述射頻晶體管形成所述第一解調器。