[發明專利]一種低功耗微波傳感器及其控制電路

有效

• 申請號: 202010773953.7
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111867025B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 宋穎
• 申請（專利權）人: 隔空（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;G01S7/02;G16Y20/30
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 馮振華

本公開實施例中提供了一種低功耗微波傳感器及其控制電路，該電路包括低噪聲放大器、混頻器、射頻振蕩器、功率放大器和低頻濾波放大器1和電源管理模塊；電源管理模塊用于分別對低噪聲放大器、混頻器、射頻振蕩器、功率放大器和低頻濾波放大器1提供周期性的脈沖工作，并且，脈沖工作時間T_ON為微秒級，脈沖工作間隙T_OFF為毫秒級。本發明通過一種快速上電休眠切換方式來降低微波傳感器的功耗，使得微波傳感器可工作于移動應用，或者在低功耗物聯網中使用。

技術領域

本公開涉及微波傳感器技術領域，尤其涉及一種低功耗微波傳感器及其控制電路。

背景技術

隨著信息科技發展的突飛猛進和物聯網應用的迅速發展，對低功耗傳感器的要求也越來越高。傳統的物聯網傳感器報告溫度傳感器，光敏傳感器，聲傳感器，微波雷達傳感器等。傳統的微波傳感器又分為很多種，包括調頻連續波(FMCW)雷達，超寬帶(UWB)雷達，多普勒雷達。目前應用的多普勒雷達的整體收發機一直處于開啟狀態，一直對外界發射恒定的毫米波信號，并且一直監測接收機的頻率。

如圖1所示的傳感器架構即為傳統的多普勒雷達傳感器的方案，目前在也在市面上的產品中大量使用。但是這種方案功耗無法滿足低功耗的應用。目前這種方案在5.8GHz多普勒應用中最低功耗也需要19mW。然而，如果使用紅外傳感器，功耗大約在150uW量級。因此這種收發機一直處于工作狀態的方式在這種低功耗應用中是難以接受的。

發明內容

有鑒于此，本公開實施例提供一種低功耗微波傳感器及其控制電路，通過一種快速上電休眠切換方式來降低雷達傳感器的功耗，使得雷達傳感器可工作于移動應用，或者在低功耗物聯網中使用。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種低功耗微波傳感器的控制電路，包括設置在控制芯片內部的低噪聲放大器、混頻器、射頻振蕩器、功率放大器和低頻濾波放大器1和電源管理模塊；射頻振蕩器產生射頻信號，射頻信號經過所述功率放大器放大后由發射天線向外發射，接收天線獲取感應信號后，經過低噪聲放大器后輸入到混頻器，與射頻震蕩器產生的信號混頻，由混頻器輸出至低頻濾波放大器1；

所述電源管理模塊用于分別對所述低噪聲放大器、混頻器、射頻振蕩器、功率放大器和低頻濾波放大器1提供周期性的脈沖工作，并且，脈沖工作時間T_ON為微秒級，脈沖工作間隙T_OFF為毫秒級；

還包括設置于控制芯片外部的電容C1，所述電容C1的一端與低頻濾波放大器1的引腳連接，另一端接地，在脈沖工作時間T_ON里，低頻濾波放大器1對電容C1進行充電/放電，在脈沖工作間隙T_OFF里，低頻濾波放大器1的輸出為高阻態，電容C1將電壓信號保存。

在一種優選的實施方式中，還包括設置于控制芯片外部的無源濾波器，所述無源濾波器與電容C1連接，電壓信號經過所述無源濾波器后輸出，將信號的開關頻率分量濾除。

在一種優選的實施方式中，所述控制芯片內部還包括低頻濾波放大器2，經過所述無源濾波器處理后的電壓信號輸至所述低頻濾波放大器2，經過低頻濾波放大器2繼續濾波并且信號放大處理后輸出。

在一種優選的實施方式中，所述控制芯片內部還包括數模轉換單元和數字信號處理單元，經過所述低頻濾波放大器2處理后輸出的電壓信號傳輸至所述數模轉換單位，由數模轉換單位轉化為數字信號，該數字信號最后經過所述數字信號處理單元后輸出。

在一種優選的實施方式中，所述無源濾波器包括串接的電阻R2和電容C2，所述電阻R2的一端與所述電容C1的一端連接，所述電容C2的一端分別連接電阻R2的另一端和所述低頻濾波放大器2的引腳，電容C2的另一端接地。

本發明還提供一種低功耗微波傳感器，包括如上述的低功耗微波傳感器的控制電路。