CN101930068A

CN101930068A - 微波传感器

Info

Publication number: CN101930068A
Application number: CN2009101083119A
Authority: CN
Inventors: 武光杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2010-12-29

Abstract

本发明公开了一种利用微波多普勒效应，采用阵列式天线结构，实现远距离探测人体或物体移动的微波传感器，在一块85×85mm的双面电路板上，由微波振荡器，混频器，微波发射天线(10)和接收天线(11)组成的电路板，用于探测人体或物体的位置移动，输出感应信号。微波振荡器产生频率为10.525Ghz微波信号，由发射天线(10)定向发射信号，有人或物体在感应范围内移动，接收天线(11)将感应信号输入到微波混频器，由混频器输出低频率的多普勒信号。微波传感器发射和接收天线，采用电路板平面型、双4×2阵列式天线结构，可以获得更大的信号增益和较窄的覆盖波束，使该微波传感器用于移动车辆探测时，感应距离可达120米。

Description

微波传感器

技术领域

本发明涉及X频段微波信号，尤其涉及用于远距离探测人体、物体或车辆移动的微波传感器。

背景技术

目前，X频段的微波传感器，主要用于如报警探头等安防类产品和自动门感应器等产品上，用来检测人体移动感应信号，这类传感器的探测距离都在20米内，而用于如车辆等大物体移动、远距离探测的微波传感器国内极少。

发明内容

本发明目的是提供一种远距离探测人体、物体或车辆移动的微波传感器，该微波传感器用于移动车辆探测时，感应距离可达120米。可广泛用于室内、室外安防，工业电器或设备自动化控制等领域。

为达到上述发明目的，本发明提出一下技术方案：

一种微波传感器，其特点在于，在一块85×85mm的双面电路板上，有HJ-FET场效应管和微波介质DRO组成的微波震荡器，有功率分配器、混频器、微带线、发射天线、接收天线、微波屏蔽铝罩等。5V电源由电源和信号连接定位直针，通过微波传感器电源电阻给微波传感器供电，微波信号屏蔽铝壳内，有HJ-FET场效应管和微波介质DRO组成微波震荡器，微波震荡器产生10.525Ghz的微波信号，由信号耦合电容通过发射天线向外发射微波信号，有人体或物体在探测范围内移动时，接收天线将感应信号输入到微波混频器，和微波震荡器产生的信号混频，由微波混频器输出反映人体或物体移动的低频率的多普勒信号。为提高微波传感器的感应距离，将传感器的微波发射和接收天线，采用电路板平面型、双4×2阵列式天线结构，提高了微波信号增益，使传感器具有更窄的微波信号覆盖波束，将微波传感器用于远距离移动目标探测时，可靠性更高。

优选地，所述的微波振荡器有HJ-FET场效应管(5)和微波介质DRO(6)组成，微波介质DRO(6)采用胶粘工艺粘贴在电路板上。

优选地，所述的微波传感器采用厚度为0.8mm的双面电路板，外形外形尺寸85×85mm(1)，有安装螺丝孔径3mm(2)，位于电路板四个角上。

优选地，所述的微波信号屏蔽铝壳的四个角上有(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)，直径为3mm螺丝，将屏蔽铝壳(4)固定在线路板正中心。

优选地，所述的电路板上还设有电源和信号连接定位直针(3)。

优选地，所述的微波传感器电路板上，在微波信号屏蔽铝壳(4)内，有HJ-FET场效应管(5)，微波介质DRO(6)，微波混频器(7)，微波发射天线耦合电容(8)，微波传感器电源电阻(9)电子元器件。

优选地，所述的微波传感器电路采用微带线结构设计，微带线由电路板铜箔设计制成，位于微波信号屏蔽铝壳(4)内。

优选地，所述的微波传感器使用双面电路板，电路板另一面有对称结构的微波传感器发射天线(10)和接收天线(11)，由电路板铜箔制成，微波传感器发射天线(10)的双4×2阵列式天线由(10-1)、(10-2)、(10-3)、(10-4)组成；微波传感器接收天线(11)的双4×2阵列式天线由(11-1)、(11-2)、(11-3)、(11-4)组成。

由以上技术方案可以看出，本发明微波传感器是在一块85×85mm、厚度为0.8mm的双面电路板上，设置一个微波信号屏蔽铝壳，在微波信号屏蔽铝壳内，设计有HJ-FET场效应管和微波介质DRO组成的微波震荡器，功率分配器、混频器等电路。微波震荡器产生的10.525Ghz的微波信号，由信号耦合电容通过发射天线向外发射微波信号，有人体或物体在探测范围内移动时，接收天线将感应信号输入到微波混频器，和微波震荡器产生的信号混频，由微波混频器输出反映人体或物体位置移动的低频率的多普勒信号，从而实现对人体或物体位置移动的探测功能。该微波传感器的感应信号，可广泛由于室内外安全防范，工业电器或设备自动化控制等领域，人体或物体位置移动目标探测。

附图说明

图1为本发明微波传感器的基本框图。

图2为本发明微波传感器的电原理图。

图3为本发明微波传感器双面电路板、一面外形结构和元器件位置图。

图4为本发明微波传感器双面电路板、另一面外形结构和阵列天线图。

图中：微波传感器双面电路板外形尺寸85×85mm(1)，电路板固定螺丝孔径3mm(2)，电源和信号连接定位直针(3)，微波信号屏蔽铝壳(4)，屏蔽铝壳固定螺丝直径3mm(4-1)，HJ-FET场效应管(5)，微波介质振荡器DRO(6)，微波混频器(7)，微波发射天线耦合电容(8)，微波传感器电源电阻(9)。在双面电路板另一面位置有微波传感器发射天线(10)和接收天线(11)，微波发射双4×2阵列式天线由(10-1)、(10-2)、(10-3)、(10-4)组成；微波接收双4×2阵列式天线由(11-1)、(11-2)、(11-3)、(11-4)组成。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图4所示，本发明微波传感器是在一块85×85mm的双面电路板上，设有一个微波信号屏蔽铝壳，并由4个直径3mm的螺丝固定在电路板的正中心位置。在微波信号屏蔽铝壳内，5V的电源经过电源电阻R给微波震荡器电路供电，由HJ-FET场效应管和微波介质DRO组成微波震荡器，产生10.525GHz微波信号。由于微波信号频率较高，将微波震荡器电路、功率分配器电路、混频器电路和混频检波器，都采用微带线结构，由双面电路板的铜箔设计制成，而微波介质DRO，则采用胶粘工艺，粘帖在微波传感器的电路板上。

微波震荡器的产生10.525GHz微波信号，通过信号耦合电容C输入到功率分配器和发射天线T1，由发射天线T1向外定向发射微波信号，在传感器的探测范围内，没有人体或物体移动，混频检波器没有感应多普勒信号输出。

有人体或物体在其探测范围内向达到移动时，接收天线R1将感应到的微波信号，输入到由D和微带线组成的微波混频器电路中，通过功率分配器电路和微波震荡器产生的信号混频后，由混频器输出30-100Hz低频率的多普勒信号IF，此信号的频率能反映人体或物体移动的速度，信号的幅度反映人体或物体大小和物体离传感器距离。

微波传感器发射和接收天线，采用电路板平面型、双4×2阵列式天线结构，以获得更大的微波信号增益，使微波传感器的感应距离达120米，同时也微波信号具有较窄的覆盖波束，使该微波传感器用于，如车辆等远距离移动目标探测时，可靠性更高。

本发明微波传感器具有特点：

1：工作频率高，抗干扰能力强。

2：电路板采用微带线结构设计，使用元器件少，成本低廉。

从以上技术方案可以看出，本发明微波传感器产生的微波信号，通过微波传感器电路板上的发射天线T1和接收天线R1，可实现移动物体或移动人体的探测，输出较低频率的多普勒信号，此信号经过放大处理后，可广泛用于人体或物体感应灯具、感应节能电器、自动摄像设备和自动感应控制设备等领域。

以上所述表达了本发明的实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种微波传感器，其特征在于：该微波传感器电路板上面元器件设置有：微波传感器双面电路板(1)，定位螺丝孔3mm(2)；5V电源由电源和信号连接定位直针(3)，通过微波传感器电源电阻(9)，给微波传感器供电；微波信号屏蔽铝壳(4)内，有HJ-FET场效应管(5)和微波介质DRO(6)组成微波震荡器，产生10.525Ghz的微波信号由信号耦合电容(8)通过发射天线(10)向外发射微波信号，有人体或物体在探测范围内移动时，接收天线(11)将感应信号输入到微波混频器，与微波震荡器产生的信号混频，由微波混频器(7)输出反映人体或物体位置移动的低频率的多普勒感应信号。

2.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于：微波振荡器有HJ-FET场效应管(5)和微波介质DRO(6)组成，微波介质DRO(6)采用胶粘工艺粘贴在电路板上。

3.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于：微波传感器采用厚度为0.8mm的双面电路板，外形外形尺寸85×85mm(1)，有安装螺丝孔径3mm(2)，位于电路板四个角上；微波信号屏蔽铝壳的四个角上有(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)，直径为3mm螺丝，将屏蔽铝壳(4)固定在线路板正中心；电路板上还设有电源和信号连接定位直针(3)。

4.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于：微波传感器电路板上，在微波信号屏蔽铝壳(4)内，有HJ-FET场效应管(5)，微波介质DRO(6)，微波混频器(7)，微波发射天线耦合电容(8)，微波传感器电源电阻(9)电子元器件。

5.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于：微波传感器电路采用微带线结构设计，微带线由电路板铜箔设计制成，位于微波信号屏蔽铝壳(4)内。

6.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于：微波传感器使用双面电路板，电路板另一面有对称结构的微波传感器发射天线(10)和接收天线(11)，由电路板铜箔制成，微波传感器发射天线(10)的双4×2阵列式天线由(10-1)、(10-2)、(10-3)、(10-4)组成；微波传感器接收天线(11)的双4×2阵列式天线由(11-1)、(11-2)、(11-3)、(11-4)组成。