CN102043147A - 微波传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用微波多普勒效应来检测人体或物体位置移动的微波传感器，是在一块46.5*40mm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。微波传感器产生10.525GHz的微波信号，用于探测人体或物体的位置移动，输出低频率的多普勒感应信号。微波传感器的发射天线(10)和接收天线(11)，由铜质材料制成半球型对称结构，焊接在电路板上，使传感器的微波信号覆盖范围近似于圆形，减小了微波传感器的感应盲区，使该微波传感器的工作可靠性和感应灵敏度有较大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及X频段微波信号，尤其涉及用于检测人体或物体位置移动的微波传感器。
背景技术
目前，微波传感器主要用于报警探头等安防产品和自动门感应器等产品上，用来检测人体移动，输出感应信号，其特点是检测灵敏度高，抗干扰强。工作在X频段、频率为10.525Ghz的微波传感器，采用平面微带线、微波介质震荡原理设计而成，微波传感器的发射和接收天线，也设计成由电路板的铜箔制成的对称、平面型结构，实现移动人体或物体探测，由于发射和接收天线受微波传感器电路板的局限，距离较近，微波信号在天线之间相互极化，造成微波传感器的微波信号覆盖范围不规则的变形，使传感器即使在某个近距离方向，也可能出现感应盲区，降低了该类微波传感器的工作可靠性。
发明内容
本发明目的是提供一种可靠性更高的微波传感器，用来探测人体或物体位置移动，产生感应信号。是将铜质材料制成半球型的微波发射和接收天线，焊接在微波传感器的电路板上，代替传感器平面式天线，极大的削弱了微波信号在发射和接收天线之间相互极化的影响，通过调整微波传感器的发射天线和接收天线的两个半球间的距离和球面高度，可使微波传感器的微波信号覆盖范围，接近比较规则的圆形，使该微波传感器的可靠性和感应灵敏度得到了很大的提高。
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46.5*40mm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、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，由混频、检波器输出反映人体或物体移动的低频率的多普勒信号。
优选地，所述的电路板使用外形46.5*40mm的双面电路板，有安装定位螺丝孔。
优选地，所述的微波震荡器、功率分配器、混频器等电路是微带线结构，由双面电路板铜箔设计制成。
优选地，微波振荡器有HJ-FET场效应管和微波介质DRO组成，微波介质DRO采用胶粘工艺粘贴在电路板上。
优选地，所述的微波传感器电路板上有微波信号屏蔽铝壳，外形尺寸36*25*6.7mm，位于线路板正中心，两边各有两个弯脚固定在电路板上。在微波信号屏蔽铝壳内，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、等电路是微带线结构设计，由电路板的铜箔制成。
优选地，电路板上有两个安装螺丝孔，孔径为4.5mm，位于线路板左右两边。
优选地，电路板上有电源和信号连接定位直针，位于线路板四个边脚上。
优选地，所述的微波传感器，传感器使用双面电路板，电路板的一面有电子元器件，另一面有对称结构的微波发射天线和接收天线，由铜质材料制成，焊接在电路板上，位于电路板左右两边。
优选地，所述的微波传感器，传感器发射天线和接收天线为半球面圆形，直径为4.16mm，高度为1.3～4.7mm，每组天线的两个半球间距为10.1～20.7mm。
优选地，所述的微波传感器，通过调整传感器的微波发射天线和接收天线的两个半球间的距离和球面高度，可以改变传感器的微波信号覆盖范围，使传感器的微波信号覆盖范围，接近比较规则的圆形。
由以上技术方案可以看出，本发明微波传感器，是在一块46.5*40mm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，由混频、检波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的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路图；
图3为本发明微波传感器电路板一面元器件位置图；
图4为本发明微波传感器电路板另一面天线位置图；
图5为本发明微波传感器的微波水平波束覆盖范围图；
图6为本发明微波传感器的微波垂直波束覆盖范围图。
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46.5*40mm的双面电路板上，设有一个36*25*6.7mm微波信号屏蔽铝壳，并由4个弯脚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10-12GHz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T，由发射天线T向外定向发射微波，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R将感应到的微波信号，输入到混频器电路中，通过功率分配器电路和微波震荡器产生的信号混频后，由混频检波器D输出30-100Hz低频多普勒信号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。
本发明的微波信号覆盖范围，如图5～图6所示，微波传感器的微波信号发射天线T和接收天线R采用铜质材料制成半球型结构，焊接在波传感器的电路板上，改变了传统的微带线型、平面式结构天线，极大的削弱了微波信号在发射和接收天线之间相互极化的影响，使该微波传感器的微波信号覆盖范围，接近比较规则的圆形，在传感器有效的感应范围内，微波信号有比较均匀的覆盖，基本消除了微波传感器的感应盲区，提高了该微波传感器的可靠性。
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。
3：电源输入和信号输出在电路板四个定位脚上，使用方便简单。
4：微波信号覆盖范围规则，传感器的可靠性和感应灵敏度高。
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T和接收天线R，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人体感应控制设备等领域。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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 (8)
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：微波传感器电路板(1)，定位螺丝孔4.5mm(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36*25*6.7mm(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，由混频，检波二极管(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：微波传感器电路板外形46.5*40mm(1)，电路板上有微波信号屏蔽铝壳36*25*6.7mm(4)，位于线路板正中心，两边各有两个弯脚固定在电路板上；电路板上有安装螺丝孔4.5mm(2)，位于线路板左右两边；电路板上有电源和信号连接定位直针(3)，位于线路板四个边脚上。
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36*25*6.7mm(4)内，有HJ-FET场效应管(5)，微波介质DRO(6)，混频，检波二极管(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：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36*25*6.7mm(4)内。
6.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于：传感器使用双面电路板，电路板的一面有电子元器件，另一面有对称结构的微波发射天线(10)和接收天线(11)，由铜质材料制成，焊接在电路板上，位于电路板左右两边。
7.根据权利要求6所述的微波传感器，其特征在于：微波传感器的发射天线(10)和接收天线(11)为半球面圆形，直径为4.16mm，高度为1.3～4.7mm，每组天线的两个半球间距为10.1～20.7mm。
8.根据权利要求6所述的微波传感器，其特征在于：调整传感器的微波发射天线(10)和接收天线(11)的两个半球间的距离和球面高度，可以改变传感器的微波信号覆盖范围。
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Addressee: Wu Guangjie Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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