[發明專利]在頂篷安裝的具有360度輻射方向圖的微波收發兩用機

無效

• 申請號: 91100709.1
• 申請日: 1991-02-01
• 公開（公告）號: CN1054513A
• 公開（公告）日: 1991-09-11
• 發明（設計）人: 約翰·D·華萊士
• 申請（專利權）人: 美國C及K系統有限公司
• 主分類號: H04B1/38
• 分類號: H04B1/38;G08B13/181
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 馬鐵良

本發明涉及物體移動的探測器，特別是一種能在空間范圍內探測物體移動的微波收發兩用機，該空間范圍相對于收發兩用機基本上沿徑向向外延伸并有360°的方位。

用于區域保護的傳感裝置和/或者侵入探測系統，例如用于防盜警報器上的這類裝置和系統，一般包括物體出現和/或者移動的探測器。所使用的兩種通用型探測器是無源和有源探測器。無源探測器的一個實例是無源紅外探測器，它是在被保護的所限定的區域內探測紅外輻射的物體出現和/或者移動。

有源探測器的一個實例是無線電收發兩用機。該收發兩用機發射和接收某些形式的輻射能，可在被保護的所限定的區域內探測物體的出現和/或者移動。例如，聲波收發兩用機，它發射和接收聲波輻射能（如：超聲波，聲納）以完成其探測功能。其他例子，如微波收發兩用機，它發射和接收微波輻射能（通常，頻率大于1千兆赫）以完成其探測功能。

在微波收發兩用機中，微波輻射能一般被耦合到自由空間并通過波導喇叭天線發射出去。（見圖1）這種天線有效地輻射和收集微波輻射能，但是，它的輻射能的散射和收集特性曲線不是全向的。實際上，這種天線呈現出高度的方向性，也就是說，它的輻射能發/收特性曲線的邊緣以銳角向外延伸。因此，這種波導天線限于用在方位角小于180°的覆蓋范圍。

雖然其它型式的天線可用來獲得全向輻射能散射/收集方向圖，但是這類天線一般地要求更多的附加的外部零件，這就使天線的體積變大、費用增高，而且也難于調整/調諧。例如，可采用反射器型天線。但是，這類天線通常較大，而且在所輻射的電波內不具有均勻的場強。另一個例子是可采用多元，或者陣列天線，但這類天線相當大，制造公差較嚴，而且要求復雜的信號饋線。

本發明包括用來探測物體侵入到所限定的空間范圍內的微波收發兩用機和天線。本發明的微波收發兩用機包括微波輻射發生器、微波輻射接收器及其外殼部件。

微波收發兩用機的外殼構成矩形波導，對（所發射的輻射能的）二次諧波提供旁路到參考地，并對天線和同軸-波導接頭提供地參考面，該接頭用來在矩形波導和天線之間耦合所發射的和所接收的微波輻射能。

天線輻射所發射的微波輻射能和收集所接收的微波輻射能。該天線是單極式天線，用來在相對于天線主軸沿徑向基本上向外延伸，并在有360°方位的空間范圍內提供微波輻射能的發射和接收，該空間區域具有一個基本上為刮勺形的徑向截面。

圖1是現有技術的微波收發兩用機和天線的透視圖。

圖2是本發明的微波收發兩用機和天線的優選實施例的剖面透視圖。

圖3A是本發明天線的能量輻射/接收方向圖的平面剖面側視圖。

圖3B是本發明天線的能量輻射/接收方向圖的平面剖面俯視圖。

圖3C是本發明天線的能量輻射/接收方向圖的剖面透視圖。

圖2用圖解說明本發明的一個優選的實施例10。該剖面透視圖表示了在本發明中所采用的常用的主要元件。這些元件包括一個封閉的矩形波導零件12，一個微波調諧螺釘14，一個耿氏二極管16，一個肖特基勢壘二極管18和一個天線組件20。波導12、調諧螺釘14和二極管16、18在微波技術領域中是很普通的元件，而且是公知技術。下面對天線組件20進行較詳細地說明。

耿氏二極管16的一根引線22在電氣上端接在波導12的下壁24（例如，經導電支架）上。另一根引線26經外導線28接至外部直流電源上（未繪出）。該引線26經介電饋入裝置32穿過波導12的頂壁30連接到導線28。當直流電源接通時，耿氏二極管16就成為一個形成微波信號源的、公知技術的微波振蕩器。

由耿氏二極管16發出的微波輻射能的振蕩頻率取決于位于耿氏二極管16和波導12的最靠近的內壁之間的空腔34的尺寸和空間。此空腔34的尺寸與空間可以按照公知技術中的方法預先選定，以便使耿氏二極管16提供正確的信號頻率。考慮到制造公差的影響，設有調諧螺釘14，以便精細的調諧空腔34的空間，由此就能精細的調整由耿氏二極管16發出的微波輻射能的振蕩頻率。在信號發送期間，此微波輻射能在波導12內朝天線組件20方向傳輸。

天線組件20包括一個傳導拾波器36，一個絕緣支柱38，一個匹配件40和一個電磁輻射器42。拾波器36和絕緣支柱38，與波導12一起組成同軸-波導接頭。此接頭在兩種微波輻射傳輸介質之間，即在波導12和由拾波器36與絕緣支柱38所構成的同軸傳輸線之間形成接口。如下所述，此接頭用來將微波輻射能耦合進波導12以及將輻射能耦合出波導12。