CN107402312A - 用于速度和/或位置感测的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于速度和/或位置感测的方法和装置，其中实施例涉及包括可移动部分（210）的机器（200）。传送器电路（222）被配置成生成无线电信号，并且通过传送波导（232）向可移动部分传送无线电信号。来自可移动部分的无线电信号的反射由接收波导（234）接收，并且通过接收波导被引导到接收器电路（224），所述接收器电路（224）被配置成至少基于所接收到的无线电信号来确定可移动部分的位置和/或速度。传送器电路和接收器电路可以被雷达传感器（220）包括。

Description

用于速度和/或位置感测的方法和装置

技术领域

实施例涉及用于速度和/或位置感测的方法和装置，并且更具体来说，例如涉及用于汽车应用的高度准确的速度和/或位置感测的方法和装置。

背景技术

许多车辆、工业和消费者应用都依赖于磁性传感器。这样的应用的实例包括速度感测应用，比如车轮速度、传动速度、曲轴和凸轮轴感测。车轮速度传感器集成电路（IC）可以被用来测量每一个车轮的速度，并且检测车轮在刹车期间是否抱死（ABS）。这一测量可以被用作针对汽车的电子稳定程序（ESP）的基本输入信号。例如还可以使用磁性角度传感器和线性Hall（霍尔）传感器来测量转向角度和转向扭矩。已经知道对于单体集成磁性传感器使用Hall和磁阻式感测元件。

由于需要磁极轮或铁磁性齿轮以及反向偏置磁体，因此磁场应用在应用侧导致附加的成本。因此，希望降低前面提到的车辆、工业和消费者应用中的传感器成本。

发明内容

本公开内容的各个实施例提出了依赖于无线电信号来确定可移动对象的位置和/或速度的对象检测传感器。所提出的传感器可以被应用在速度和/或角度感测应用中。

此外，本公开内容的实施例还提出了使用一个或更多波导把传送器电路所生成的无线电信号引导到将确定其位置和/或速度的可移动对象附近，例如在数个毫米（mm）或者几厘米（cm）的范围中。无线电信号可以从可移动对象反射。随后可以把反射无线电信号引导回到接收器电路，所述引导通过采用在这里被称作（多个）接收波导的一个或更多波导或者采用相同的波导，所述相同的波导于是可以被称作（多个）收发波导，这是因为其既传输所传送的无线电信号也传输所接收到的反射无线电信号。

根据本公开内容的第一方面，提供一种机器。所述机器包括被配置成反射无线电信号的可移动部分。所述机器还包括被配置成生成无线电信号的传送器电路以及耦合在传送器电路与可移动部分之间的传送波导。传送波导被配置成把无线电信号从传送器电路引导到可移动部分。所述机器还包括接收波导和接收器电路。接收波导被耦合在可移动部分与接收器电路之间。此外，接收波导被配置成把反射自可移动部分的无线电信号引导到接收波导。接收器电路被配置成至少基于所接收到的反射无线电信号来确定可移动部分的位置和/或速度。

在一些实施例中，传送波导和/或接收波导可以包括中空波导，例如中空矩形波导或中空圆形波导。

在一些实施例中，所述中空波导可以包括中空塑料波导，所述中空塑料波导包括由电介质层围绕的空气芯。所述电介质层可以由例如聚四氟乙烯或聚乙烯之类的聚合物材料制成。或者，中空塑料波导的核心可以填充有惰性气体，例如氦气、氖气、氩气、氪气或氙气。

在一些实施例中，传送波导和/或接收波导可以包括实心塑料波导。

在一些实施例中，传送器电路和/或接收器电路可以包括集成电路。

在一些实施例中，传送器电路和接收器电路可以被集成在共同的半导体封装中或者被集成在共同的半导体芯片中。

在一些实施例中，多个传送器电路、多个接收器电路和/或多个收发器电路可以被集成在共同的半导体芯片中或者集成在共同的半导体封装中。换句话说，甚至多个传送器、接收器或收发器可以被集成在相同的芯片上或者被集成在相同的封装中。

在一些实施例中，所述机器还可以包括屏蔽外罩，所述屏蔽外罩被配置成对传送器电路和/或接收器电路进行电磁屏蔽，例如传送器电路和/或接收器电路可以被共同安排在屏蔽外罩的内部。

此外，一些实施例可以附加地包括滤波器电路，所述滤波器电路被配置成对供电电压进行滤波以去除干扰信号，并且把经过滤波的供电电压提供到传送器电路和接收器电路的至少其中之一。此外，所述滤波器电路（例如供电装置）可以被安排在根据电磁兼容性（EMC）设计的电磁屏蔽外罩中。该屏蔽外罩（例如可以被采用来屏蔽传送器电路和/或接收器电路的相同的屏蔽外罩）还可以保护滤波器电路（例如供电装置）免于静电放电（ESD）。通过对滤波器电路（例如供电装置）进行电磁屏蔽并且保护其免于ESD，可以在标准CMOS技术中实现传送器电路、接收器电路以及/或者包括传送器电路和接收器电路的收发器电路。换句话说，所述供电可以受到EMC和ESD保护，从而使得可以在标准CMOS技术中实现收发器。

在一些实施例中，所述滤波器电路可以包括低通滤波器和电压调节器的至少其中之一。举例来说，低通滤波器可以包括串联电感器和/或旁路电容器。电压调节器可以包括线性调节器和/或开关调节器。

在一些实施例中，传送波导和接收波导可以被排布在至少五厘米的距离上。

在一些实施例中，传送波导与可移动部分之间的第一最小距离可以小于5cm，并且接收波导与可移动部分之间的第二最小距离也可以小于5cm。

在一些实施例中，传送波导包括被配置成把无线电信号从传送器电路耦合到传送波导中的传送场过渡耦合器。

在一些实施例中，传送波导可以包括被配置成向可移动部分发射无线电信号的传送孔径。

在一些实施例中，接收波导可以包括被配置成捕获来自可移动部分的反射无线电信号的接收孔径。

在一些实施例中，接收波导可以包括被配置成把来自接收波导的反射无线电信号耦合到接收器电路的接收场过渡耦合器。

在一些实施例中，传送波导和接收波导可以被集成在单个收发波导中。收发波导例如可以被配置成把传送器电路所生成的无线电信号从传送器电路引导到可移动部分，并且把反射自可移动部分的无线电信号引导到接收器电路。此外，收发波导可以包括定向分离器（directive splitter）。所述定向分离器可以被配置成把无线电信号从传送器电路耦合到收发波导中，并且把来自收发波导的反射无线电信号耦合到接收器电路。

在一些实施例中，所述机器可以包括收发天线，所述收发天线可以被配置成把传送器电路所生成的无线电信号耦合到收发波导中，并且捕获（换句话说接收）来自收发波导的反射无线电信号。

在一些实施例中，所述机器可以包括双工器。所述双工器可以被配置成把无线电信号从传送器电路传输到收发天线，并且可以被配置成把反射无线电信号从收发天线传输到接收器电路。

在一些实施例中，波导（例如传送波导、接收波导和/或收发波导）中的至少一个可以使用至少一个波导连接器对来连接。

在一些实施例中，传送器电路可以包括传送天线。所述传送天线可以被配置成把传送器电路所生成的无线电信号耦合到传送波导中。

在一些实施例中，接收器电路可以包括接收天线，所述接收天线可以被配置成捕获来自接收波导的反射无线电信号。

在一些实施例中，传送器电路可以耦合到多个传送波导，并且接收器电路可以耦合到多个接收波导。

在一些实施例中，接收器电路可以被配置成基于所接收到的反射无线电信号的功率变化和/或所生成的无线电信号与所接收到的反射无线电信号之间的相位差来确定可移动部分的位置和/或速度。

在一些实施例中，可移动部分的邻近表面部分可以被配置成交替对于无线电信号的电磁反射率。

在一些实施例中，可移动部分可以围绕旋转轴旋转，并且接收器电路可以被配置成至少基于所接收到的无线电信号来确定可移动部分的旋转位置和/或旋转速度。此外，在一些实施例中，可移动部分可以包括垂直于旋转轴的平面内的旋转对称剖面。或者，在几个实施例中，可移动部分可以包括垂直于旋转轴的平面内的旋转非对称剖面。

在一些实施例中，可移动部分可以是轮子、齿轮、圆盘或轴杆。

在一些实施例中，传送波导、接收波导和/或收发波导利用射频馈送（RF馈送）被馈送通过机器外罩的分隔壁。举例来说，可移动部分可以处于机器外罩（例如内燃机外罩或传动箱外罩）的内部，并且电子组件（例如传送器电路、接收器电路和/或滤波器电路）可以处于机器外罩的外部或者处于机器外罩的另一个隔室中。传送波导、接收波导和/或收发波导可以经由RF馈送（或者多个RF馈送）被馈送通过机器外罩，例如通过机器外罩的分隔壁。此外，机器外罩可以被不透气地密封。在一些实施例中，RF馈送可以包括单独的波导元件，所述单独的波导元件可以连接到机器外罩的至少一侧上的波导插头。

在一些实施例中，RF馈送可以包括机器外罩的分隔壁中的开口，其中与传送波导、接收波导和/或收发波导在机械和电气方面兼容的一短段波导被馈送通过分隔壁中的开口。所述的短段波导例如可以具有1 cm到3 cm之间的长度，但是更短的长度（例如小于1cm），或者更长的长度（例如长于3 cm）也是可能的。所述的短段波导可以包括凸缘、螺帽和/或垫圈以便倚靠机器外罩的分隔壁安装，并且可以包括凸缘和/或波导插头以便连接到传送波导、接收波导和/或收发波导。所述的短段波导的外壁与所述分隔壁之间的空间例如可以使用密封环和/或硅树脂密封而被不透气地密封。

在一些实施例中，RF馈送可以包括被馈送通过分隔壁中的开口的同轴射频插座连接器。所述射频插座连接器可以对应于SMA（微缩版A）、2.92 mm、2.4 mm、1.85 mm和/或1.00mm RF同轴标准。传送波导、接收波导和/或收发波导可以利用对应的波导到同轴适配器连接到同轴射频插座连接器。

在一些实施例中，所述机器可以包括机器外罩。所述机器外罩可以被配置成容纳可移动部分。此外，机器外罩可以包括被配置成接纳传送波导和/或接收波导的固定装置。此外，所述固定装置可以被配置成把所述至少一个所接纳的波导的一个末端导向可移动部分。通过这种方式，可以在传送波导1232的末端处朝可移动部分1210的方向发射无线电信号，并且/或者可以在接收波导1234的末端处接收反射自可移动部分的无线电信号。

可选的是，固定装置可以被插入在机器外罩中的开口中并且可以被安装在机器外罩上。至少一个所接纳的波导（例如传送波导和/或接收波导）可以从机器外罩的外部被插入到固定装置中。此外，固定装置的处于机器外罩内部的一个末端对于无线电信号（以及反射无线电信号）可以是透明的。通过这种方式，传送波导可以把无线电信号从传送器电路传导到机器外罩中，到达可移动部分，并且/或者接收波导可以把来自可移动部分的反射无线电信号从机器外罩传导回到接收器电路。

可选的是，固定装置可以包括附着到处于机器外罩内部的固定装置的末端的至少一个电介质透镜。所述电介质透镜可以被导向可移动部分，并且可以电磁耦合到所述至少一个所接纳的波导。电介质透镜可以把无线电信号聚焦在可移动部分上，并且/或者可以收集来自可移动部分的无线电信号的更多反射。这样又可以改进确定可移动部分的速度和/或位置的准确度。

在一些实施例中，传送波导、接收波导和/或收发波导包括针对环境影响（例如针对湿气、针对流体和/或针对高温（例如高于80°C的温度））的绝缘。举例来说，由于操作流体（例如机油和/或液压流体）或者由于凝结水，在机器的机器外罩的内部可能存在湿气。通过把波导（例如传送波导、接收波导和/或收发波导）针对湿气以及针对流体（例如针对与湿气以及与流体的直接接触）绝缘，可以防止通过波导所引导的无线电信号（例如所传送的无线电信号和/或反射无线电信号）的附加衰减。通过把波导针对高温绝缘可以防止波导由于受热而发生形变，否则所述形变可能导致通过波导所引导的无线电信号发生衰减。在一些实施例中，针对环境影响的绝缘例如可以包括泡沫涂层、橡胶涂层和/或金属屏蔽，其中所述泡沫涂层、橡胶涂层和/或金属屏蔽可以被围绕波导（例如传送波导、接收波导和/或收发波导）安排。换句话说，在一些实施例中，传送波导、接收波导和/或收发波导相对于可以被使用在机器外罩内部的操作流体（例如机油）被隔离，以避免可能导致能量损耗的波导与这些流体之间的直接接触。这一隔离例如可以通过围绕波导（例如围绕诸如光纤之类的塑料波导）的泡沫涂层或金属屏蔽而实现。

在一些实施例中，传送波导、接收波导和/或收发波导包括第一波导部分和第二波导部分。第一波导部分可以包括电介质波导，例如实心塑料波导、中空塑料波导、或者填充有例如聚合物材料之类的介电介质的金属波导。第二波导部分可以包括中空波导，例如中空金属波导。根据一些实施例，第二波导部分可以形成通过流体（例如操作流体）的通道或者通过受到湿气和/或高温（例如高于80°C的温度）影响的机器外罩的通道。换句话说，通过操作流体的通道可以通过金属中空波导节段来实现。

根据一些实施例，传送波导和接收波导的至少其中之一可以包括第一实心塑料波导部分和第二实心塑料波导部分。第一和第二实心塑料波导部分可以各自涂覆有对应的电介质泡沫管（foam tube）或金属涂层。对应的电介质泡沫管的介电常数可以低于第一和第二实心塑料波导部分的介电常数。电介质泡沫管可以在所涂覆的实心塑料波导部分与机器的其他部分之间提供足够的空间。因此，传播经过实心塑料波导部分的无线电信号的电磁场可能不会受到机器的其他部分的干扰，从而可以减少实心塑料波导部分中的损耗。

第一实心塑料波导部分的一个末端可以通过固定管（fixture tube）连接到第二实心塑料波导部分的一个末端。所述固定管可以被配置成把第一实心塑料波导部分的所述末端的正面（face side）与第二实心塑料波导部分的所述末端的正面对准。通过这种方式，无线电信号可以从一个实心塑料波导部分过渡到另一个实心塑料波导部分。通过把至少两个实心塑料波导部分彼此连接，传送波导和/或接收波导可以被修剪到适合于机器中的安装条件的所期望的长度。

在一些实施例中，所述机器可以是车辆，例如汽车、卡车或摩托车，或者可以是车辆的一部分，例如传动装置、电动机、发电机或底盘。

根据本公开内容的另一个方面，提供一种传感器装置。所述传感器装置包括受到电磁屏蔽的集成收发器电路，其包括被配置成生成无线电信号的传送器部分以及接收器部分。所述传感器装置还包括传送波导和接收波导。传送波导耦合到传送器部分，并且被配置成把无线电信号从传送器部分引导到可移动部分。接收波导耦合到接收器部分，并且被配置成把反射自可移动部分的无线电信号引导到接收器部分。接收器部分被配置成至少基于所接收到的反射无线电信号来感测可移动部分的位置和/或速度。

在一些实施例中，所述传感器装置可以包括滤波器电路，所述滤波器电路被配置成对供电电压进行滤波以去除干扰信号并且把经过滤波的供电电压提供到集成收发器电路。

根据本公开内容的另一个方面，提供一种用于确定可移动部分的位置和/或速度的方法。所述方法包括：利用传送器电路生成无线电信号，并且把无线电信号从传送器电路耦合到传送波导中。通过传送波导把无线电信号从传送器电路引导到可移动部分，并且从传送波导向可移动部分发射。此外，所述方法包括：从可移动部分反射无线电信号，利用接收波导捕获来自可移动部分的反射无线电信号，并且通过接收波导把反射无线电信号从可移动部分引导到接收器电路。把反射无线电信号从接收波导耦合到接收器电路。此外，所述方法包括：至少基于所接收到的反射无线电信号利用接收器电路确定可移动部分的位置和/或速度。

附图说明

下面将参照附图并且仅通过实例来描述装置和/或方法的一些实施例，其中：

图1a、b示出了增量磁场感测的实例；

图2示出了根据一个实施例的感测系统的图示；

图3a-c示出了可以被用于引导所生成和反射的无线电信号的波导的实例；

图4a、b示出了包括屏蔽外罩的传感器装置的一个实例；

图5a、b示出了被配置成对感测系统中的供电电压进行滤波的滤波器电路连同其输入和输出电压的一个实例；

图6示出了从电路板到中空矩形波导的场耦合结构的一个实例；

图7示出了从电路板到中空圆形波导的邻近耦合结构的一个实例；

图8示出了耦合到安装在电路板上的集成收发器电路的收发波导的一个实例；

图9示出了示例性定向分离器的方块图；

图10a、b显示出场过渡耦合器的实例；

图11a、b示出了接收孔径的示例性实现方式；

图12a、b示出了用于确定可移动部分的位置和/或速度的传感器装置的可能实现方式；

图13示出了用于确定几个可移动部分的位置和/或速度的集中式传感器装置的一种可能的实现方式；

图14示出了基于无线电波的增量速度传感器的一个实例；

图15a、b示出了使用旋转对称的可移动部分的基于无线电波的感测系统的另外的实例；

图16示出了与用于速度感测的示例性实施例有关的反射无线电信号的一个实例；

图17示出了使用旋转非对称的可移动部分的基于无线电波的感测系统的一个实例；

图18示出了根据一个实施例的用于位置和/或速度感测的方法的高层级流程图；

图19示出了使用具有圆形剖面的可移动部分的基于无线电波的感测系统的一个实例，其中所述圆形剖面具有偏心旋转轴；

图20a-g示出了被用于把波导邻近可移动部分固定就位的固定装置；

图21a-b示出了包括光纤耦合器的传感器装置；以及

图22a-b示出了采用固定管的实心塑料波导部分之间的接头。

具体实施方式

现在将参照附图更加全面地描述各个示例性实施例，在附图中示出了一些示例性实施例。在附图中，为了清楚起见可能夸大了线、层和/或区段的厚度。

相应地，虽然另外的实施例能够有各种修改和替换形式，但是通过实例在附图中示出了一些示例性实施例并且将在这里进行详细描述。但是应当理解的是，并不意图把示例性实施例限制到所公开的具体形式，而是相反，示例性实施例将涵盖落在本公开内容的范围内的所有修改、等效方案和替换方案。相同的附图标记在附图的描述中始终指代相同或类似的单元（element）。

应当理解的是，当一个单元被称作“连接”或“耦合”到另一个单元时，其可以直接连接或耦合到另一个单元，或者可以存在中间的单元。相反，当一个单元被称作“直接连接”或“直接耦合到”到另一个单元，则不存在中间的单元。应当按照相同的方式来解释被用于描述单元之间的关系的其他词语（例如“处于…之间”相对于“直接处于…之间”、“与…邻近”相对于“与…直接邻近”等等）。

这里所使用的术语仅仅是出于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制另外的示例性实施例。除非上下文明确地另行指明，否则这里所使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”也意图包括复数形式。还应当理解的是，在这里使用术语“包括”和/或“包含”时，表明所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，但不排除存在或附加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其群组。

除非另行定义，否则这里所使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与示例性实施例所属领域的技术人员通常所理解的相同含义。还将理解的是，除非在这里明确地另行定义，否则例如在常用的字典中所定义的术语应当被解释成具有与其在相关领域的上下文中的含义相一致的含义。

本公开内容的一些实施例提出使用雷达系统而不是磁场传感器基于结构化目标来测量旋转速度或位置。举例来说，汽车雷达当前被用于从几十厘米到几百米的尺度范围内的距离测量。一些实施例提出了针对当前用在车辆或其他机器中的速度或角度传感器的全新概念，该全新概念通过具有低复杂度的低功率雷达传感器而利用亚厘米或甚至亚毫米范围内的测量。因此，这一新概念能够替换被用于速度或角度传感器的传统磁性传感器从而降低系统成本。

磁性增量场测量是明确建立的。在图1a和b中示出了磁性感测的两种示例性原理。

在图1a的实例中，磁性传感器100被用来检测可旋转移动的铁磁性齿轮（tooth orgear wheel）110的位置和/或速度。磁性传感器100包括反向偏置磁体102，以便生成受到移动中的齿轮110的影响的偏置磁场。此外，磁性传感器100包括用以感测由于齿轮110所导致的偏置磁场的变化的第一和第二磁性传感器元件114-1、114-2。磁性传感器元件的实例有Hall传感器或磁阻式传感器元件。可选的信号处理电路106还可以对磁性传感器元件114-1、114-2所提供的信号进行处理。由于磁性传感器元件114-1、114-2的差分设置，例如还可以基于第一和第二磁性传感器元件114-1、114-2的信号之间的相位差来检测齿轮110的旋转方向。磁性传感器100的输出信号例如可以被馈送到车辆的电子控制单元（ECU）。

在图1b中示出了用于磁性增量速度/位置感测的不同设置。在该例中，磁性传感器150被用来检测在圆周方向上包括交替磁极的可旋转移动的磁性编码器轮（磁极轮）160的位置和/或速度。磁性传感器150包括用以感测源自旋转中的编码器轮160的磁场的变化的第一和第二磁性传感器元件154-1、154-2。同样地，磁性传感器元件的实例有Hall传感器或磁阻式传感器元件。可选的信号处理电路156还可以对磁性传感器元件154-1、154-2所提供的信号进行处理。由于磁性传感器元件154-1、154-2的差分设置，还可以检测编码器轮160的旋转方向。磁性传感器150的输出信号例如可以被馈送到车辆的电子控制单元（ECU）。

图1的磁性感测设置可以被使用在汽车应用中，所述汽车应用包括角度感测应用或速度感测应用，比如车轮速度、传动速度、曲轴和凸轮轴感测。但是由于需要磁极轮或铁磁性齿轮以及反向偏置磁体，因此这样的磁场应用可能会在应用侧导致附加的成本和/或空间需求。

因此，本公开内容的实施例提出了对于角度和/或速度感测应用利用雷达传感器的全新概念。受益于本公开内容的技术人员将认识到，在雷达的情况下可以将齿轮制作得更加简单，例如塑料齿轮、具有改变反射率的印刷金属图案的圆盘或者具有孔洞的圆盘，其中孔洞之间的实心部分被配置成反射无线电信号（例如电磁波）。在与齿轮箱或传动装置有关的应用中，传统的齿轮可以与用于旋转速度感测的雷达传感器一起使用。与磁性传感器相比，这些齿轮不需要是铁磁性的或者安装有反向偏置磁体。

汽车雷达当前被用于d=1…200m的较大尺度范围内的距离测量。每部雷达系统的价格正在快速降低，并且由于功率消耗的降低（~d ^-4），通过把雷达系统简化到对于目标应用所需要的非常短距离测量（例如d=1…5mm）的需求将允许进一步的成本降低。在此基础上，通过把应用从线性距离测量改变到二进制模式检测将允许进一步简化的雷达系统设计。这表明与磁性传感器中的一个相比，用于增量速度和位置传感器的雷达系统的成本比例函数应当更加激进。因此可能会达到可以发起用雷达系统替换磁场传感器的成本情况。

当为机器装备雷达传感器以确定机器的可移动部分的位置和/或速度时，常常可能会发现安装条件和安装空间受到限制。首先，不管采用雷达传感器还是磁性传感器，都必须为传感器提供电力供应（例如一个或几个供电电压）以用于其操作。这些供电电压在测量位置处可能是不可用的。可以将供电电压布线到测量位置，但是载送供电电压的连线可能会受到电磁干扰信号的影响。这样的干扰信号常常可能由瞬态事件生成。举例来说，在车辆内部，点火线圈（ignition coil）通常会产生具有超出几千伏（kV）范围的高电压的短电脉冲。这些短电脉冲常常具有扩展的频谱，从而可能通过耦合到载送供电电压的连线或其他种类的导体中而在有用信号（例如传感器信号）所占据的各个频率处产生干扰。举例来说，雷达传感器的接收器电路可以包括低噪声放大器（LNA）以检测具有非常低功率（例如处于0.01Μw到10Μw之间的功率）的反射无线电信号。耦合到LNA的供电电压中的强干扰脉冲可能会调制所接收到的弱反射无线电信号，或者耦合到LNA的信号输出从而与所接收到的反射无线电信号叠加，从而使其可以不再被接收器电路检测到。此外，如果没有采用保护结构（例如滤波器电路）以屏蔽所述雷达传感器免受这种干扰脉冲影响的话，则耦合到供电电压中的强干扰脉冲可能会损坏某些种类的雷达传感器。但是由于其高面积（例如电路板面积）消耗，这样的保护结构（例如滤波器电路）的成本可能非常高。此外，干扰信号可能会被接收器电路错误地解释成反射无线电信号，这可能导致对于可移动部分的位置和/或速度的错误测量。此外还应当修正的是，干扰信号可能不仅仅与雷达传感器的无线电信号发生干扰（如果它们具有相同频率（例如相同的载波频率）或者部分地覆盖相同频域（例如相同的载波频域）的话）。例如雷达传感器的接收器电路或传送器电路中的干扰还可能发生在由接收器电路和/或传送器电路所使用的中频或基带频率上。举例来说，干扰可能是由于雷达传感器的乱真响应而导致的，例如干扰信号的基波或谐波频率分量可能会与雷达传感器的本地振荡器的基波或谐波频率分量混合到中频或基带频率。因此，干扰信号可能会发生在传送器电路的无线电信号输出中，例如与所生成的无线电信号叠加，并且/或者可能会发生在接收器电路的中频或基带信号路径中。

对雷达传感器或磁性传感器的供电电压进行滤波通常是可能的，但是这样的滤波器电路当与被集成到半导体芯片中的雷达传感器相比时例如可能常常体积过大。滤波器电路例如可以包括几个陶瓷电容器，其与集成的雷达传感器相比常常需要印刷电路板上的更多空间。

为了避开有限的安装空间以及把雷达传感器电路安排成紧邻可移动部分（例如处于5cm或更小的距离内）的限制，本公开内容的一个方面是使用传送波导把传送器电路所生成的无线电信号引导到可移动部分，并且使用接收波导把反射自可移动部分的无线电信号引导到接收器电路。因此，根据一些实施例，这些波导的长度可以长于5cm，或者有时还长于30cm。在一些可能的实现方式中，波导的长度甚至可能长于一米（m），并且如果传感器装置被使用在机器内，则可以围绕机器的其他部分把波导排布到将确定其位置和/或速度的可移动部分。这在图2中示出，该图显示出根据一个实施例的系统或机器200的高层级方块图。

机器200包括可移动部分210、雷达传感器220、电磁传送波导232以及电磁接收波导234。雷达传感器220包括传送器电路222和接收器电路224。取决于频率，电磁波导232、234可以从导电和/或电介质材料构造。所述波导可以被用于传输功率和RF信号全部二者。

在一些实施例中，可移动部分210例如可以是传动装置中的齿轮，或者凸轮轴的凸轮，或者例如具有孔洞的圆盘之类的人工目标。所述人工目标例如可以被用来感测其被附着到的另一个可移动部分的位置或速度。换句话说，所述人工目标在应用中可以不具有任何机械功能。

传送器电路222被配置成生成已调或未调无线电信号，并且把无线电信号耦合到传送波导232的第一末端中。传送波导232随后可以把无线电信号引导到其第二末端，传送波导232的第二末端处于可移动部分的距离d内。距离d可以小于5cm。在一些实施例中，距离d甚至可以更小，例如小于3cm，小于1cm，或者甚至小于5mm。举例来说，距离d可以相当于处于1mm到5mm之间的数值。距离d可以被理解成朝向传送波导232的第二末端的可移动部分210的表面部分之间的最短距离。传送波导还可以被配置成从第二末端向可移动部分发射无线电信号S _t，其中所述无线电信号S _t可以被反射。

接收波导234可以被配置成在其紧邻可移动部分的第一末端处捕获来自可移动部分的无线电信号的反射S _r。举例来说，接收波导234的第一末端也可以处于可移动部分210的距离d内，或者处于略微不同于距离d的距离，例如更近或更远几毫米或厘米。接收波导234随后可以把反射无线电信号引导到其第二末端。在接收波导234的第二末端处，可以由接收器电路224接收反射无线电信号，所述接收器电路224被配置成至少基于所接收到的反射无线电信号来确定可移动部分的位置和/或速度。在一些实施例中，可以基于所生成的无线电信号与所接收到的反射无线电信号的组合来确定位置和/或速度。

对应于传送波导232和接收波导234的长度，雷达传感器可以被放置得更加远离可移动部分210，例如处于5cm到100cm之间的距离，但是甚至更远的距离也是可能的，例如1m到3m之间的距离。这样在为机器200装备雷达传感器220时可以提供附加的自由度。

尽管雷达传感器220可以被放置得更加远离可移动部分210，但是传送器电路222可以生成仅具有较小电功率（例如处于微瓦特（μW）范围）的无线电信号，这是因为传送波导232可以桥接传送器电路222与可移动部分210之间的距离，并且接收波导234可以在低损耗下桥接可移动部分210与接收器电路224之间的距离。举例来说，传送波导232或接收波导234可以具有1dB/m到3dB/m的插入损耗以及每连接的大约2dB损耗。

在一些实施例中，机器200可以是车辆，例如汽车、卡车或摩托车，或者可以是车辆的一部分，例如传动装置、电动机、发电机或底盘。但是受益于本公开内容的技术人员将认识到，机器200可以是使用传感器装备对机器的一个或更多可移动部分进行运动检测的任何机器。也就是说，机器200也可以是工业机器、家用机器等等。

根据一些实施例，雷达传感器220利用雷达原理。雷达是使用无线电波来确定对象的属性（例如其位置和/或其速度）的对象检测系统。传送器电路222通过传送波导232传送无线电波或微波，所述无线电波或微波从可移动部分210反射。接收器电路224可以与传送器电路222被集成在相同的半导体封装内或者与传送器电路222单体集成，并且通过接收波导234接收这些反射波，并且对其进行处理以确定可移动部分210的属性。在接收器电路224与传送器电路集成的情况下，它们可以被视为收发器电路。雷达传感器220可以包括另外的模拟和/或数字硬件组件，比如供电电路、电子振荡器电路、调制器电路、放大器电路和/或阻抗匹配电路。

图3a、b和c示出了传送波导和/或接收波导的一些可能实现方式。举例来说，传送波导和/或接收波导可以包括中空波导，例如图3a中示出的中空矩形波导310或者图3b中所显示的中空圆形波导320。中空矩形波导310和中空圆形波导320可以由例如铜或铝之类的金属制成，或者由金属合金制成，并且可以附加地涂覆有金或银并且在内侧被抛光。在一个实施例中，传送波导和接收波导包括中空波导，其可以具有矩形或圆形剖面并且用金涂覆。所述金涂层可以提供比铝更高的电导率，从而使得波导上的表面电流可以在更低的电阻下流动，这又可以降低传送波导和接收波导的插入损耗。

或者，传送波导和/或接收波导可以是中空塑料波导或实心塑料波导，在图3c中描绘出实心塑料波导330。不管是中空还是实心的塑料波导例如可以由例如聚四氟乙烯或聚乙烯之类的聚合物材料制成，该塑料波导与金属波导相比可以在低成本下获得。在一些可能的实现方式中，还可以利用金属层和/或橡胶软管来涂覆塑料波导。

无线电信号（例如由传送器电路以及来自可移动部分的无线电信号的反射生成的无线电信号）可以与电磁波相关联。换句话说，无线电信号在物理上可以通过电磁波实现。在自由空间中，无线电信号可以从其发射点球形发散（例如传播）。这可能会导致电磁波的衰减（例如自由空间路径损耗），这是因为其能量随着波的传播而被分布在越来越大的假想球体上。但是波导（比如传送波导或接收波导）可以被用作电磁波的引导通道。也就是说，电磁波的能量可以被约束到波导的核心，并且通过在中空波导的情况下在内壁处反射，或者在实心塑料波导的情况下在空气到塑料界面（或者金属到塑料界面）处反射而沿着波导行进。根据本公开内容的至少一些实施例，在所生成的无线电信号被释放到自由空间中并且朝向可移动部分发射之前，其通过传送波导被引导到可移动部分的附近，例如小于5cm的距离内，从而使得载送无线电信号的电磁波的能量可以被聚焦到可移动部分上并且可以避免附加的自由空间路径损耗。相应地，接收波导的第一末端可以安排得靠近可移动部分（例如小于5cm的距离内），以便在其经历高自由空间路径损耗之前捕获来自可移动部分的无线电信号的反射。接收波导随后可以在接收波导的第二末端处将所述反射引导到接收器电路。

可以根据由传送器电路生成的无线电信号的载波频率来选择剖面规格，例如中空矩形波导310的宽度a和长度b、中空圆形波导320的半径R _h以及实心圆形塑料波导330的半径R _s，这可以允许波导的单模式操作。对于单模式操作应当理解的是，仅有基本模式可以沿着波导传播，而更高阶模式则经历指数衰减。这又可以提供更高的信号完整性，例如沿着波导传播的电磁脉冲可以保持其形状并且可以避免随着时间发散。

在一些实施例中，传送波导和接收波导还可以充当被配置成对干扰信号进行滤波的高通滤波器。干扰信号（例如由机器内的瞬态事件所导致的干扰信号，比如由点火线圈产生的电脉冲）的频率可能低于传送波导和/或接收波导的截止频率，从而使得耦合到波导中的干扰信号将经历高衰减，例如60dB到100dB或者甚至更高。换句话说，这样的干扰信号可能会沿着波导指数衰减。因此，其功率与传送器电路所生成的无线电信号的功率相比或者与在接收器电路处接收到的反射无线电信号的功率相比可能较小。此外，传送波导、接收波导和/或收发波导可以被设计成优选地传播具有特定偏振的电磁波。无线电信号关于例如被使用在汽车电子装置中的其他信号的频率选择性（例如高通特性）、偏振选择性、高载波频率以及/或者许多实心材料对于雷达波（例如具有高于10GHz、高于20GHz或高于60GHz的频率的电磁波）的良好屏蔽属性可以使得被引导通过波导的无线电信号发生失真的可能性非常低，例如可以屏蔽传感器装置免受干扰信号的影响。

此外，传送波导或接收波导对于干扰信号可能是无法穿透的，例如干扰信号进入到波导中的耦合只可能在高耦合损耗（例如40dB到80dB的范围内）下发生，这是因为干扰信号可能必须在有限的入射角范围内撞击波导，以便被折射到波导的核心中并且在波导内部传播。在金属波导的情况下，波导的金属导电壁可以屏蔽波导的核心免于干扰信号的耦合。

图4a示出了本公开内容的传感器装置400的一个实施例，其中通过采用屏蔽外罩可以附加地对传送器电路422和接收器电路424进行电磁屏蔽。所述屏蔽外罩可以包括金属封盖，例如由实心金属制成或者形成金属笼的顶部封盖442和底部封盖444。举例来说，例如铜、铝、铁、钢、银、金之类的导电金属或者例如高导磁率合金（mu-metal）之类的金属合金可以被用作顶部封盖442和底部封盖444的材料。在一个实施例中，顶部封盖442和底部封盖444由铝制成并且涂覆有银，其中银涂层可以提供更高的电导率并且从而提供增强的屏蔽衰减。可选的是，顶部封盖442和底部封盖444可以被高导磁率合金层覆盖，例如它们可以包覆有高导磁率合金箔。高导磁率合金箔可以提供针对低频磁场的增强的屏蔽衰减。顶部封盖442和底部封盖444可以围绕电路板421，所述传送器电路422和接收器电路424被安装在所述电路板421上。

图4b示出了在传感器装置400’的一个可能实施例中如何可以把顶部封盖442’通过螺钉连接到底部封盖444’。在其他实施例中，顶部封盖和底部封盖还可以通过夹子、铆钉、钉子或者通过胶粘、熔焊（welding）或钎焊（soldering）连接。在图4b中，示例性螺钉446’被从顶部封盖442’穿过电路板421’中的孔洞，到达安排在底部封盖444’的角落处的螺纹中。电路板421’可以是双层或多层印刷电路板。为了把顶部封盖442’和底部封盖444’连接到接地，电路板421’可以包括顶层上的接地顶部平面导体结构423’以及底层上的相应的接地底部平面导体结构。随着顶部封盖442’被螺钉固定到底部封盖444’上并且有电路板421’位于其中，这些平面导体结构可以与顶部封盖442’和底部封盖444’电连接。顶部平面导体结构423’和底部平面导体结构可以通过导电通孔电连接，正如图4b中所示出的那样。顶部平面导体结构423’、底部平面导体结构以及通孔可以形成沿着电路板421’的外侧边缘的栅栏状结构，并且为传送器电路和接收器电路以及安装在电路板421’上的任何其他电路提供附加的屏蔽。此外，顶部封盖442’和底部封盖444’可以具有安排在其侧壁中的凹口（notch），比如底部封盖444’内部的凹口425’。可以把例如由硅或橡胶制成的密封绳（sealing cord）放置在所述凹口的内部，以便提供顶部封盖442’和底部封盖444’到电路板421’上的平面装配。这样可以附加地增强屏蔽外罩的屏蔽衰减。

根据至少一些实施例，图4a此外还示出了放置在电路板421上并且从而也由屏蔽外罩围绕的滤波器电路426。滤波器电路426可以对供电电压进行滤波以去除干扰信号或其他乱真交变电压，并且将经过滤波的供电电压提供到传送器电路422和接收器电路424。

根据本公开内容，图5a示出了可以被用作滤波器电路426的一种可能的实现方式的滤波器电路500的一个实例。输入电压V _in可以被施加到滤波器电路500的输入端。该输入电压被配置成向传送器电路和接收器电路供应DC功率。但是其可能叠加有干扰信号和/或其他乱真交变电压，如图5b中所示，其中V _in被随着时间显示出并且围绕某一DC数值波动。为了对V _in进行滤波以去除这些干扰信号和/或其他乱真交变电压，首先令V _in经过低通滤波器电路510并且随后经过线性电压调节器520。低通滤波器电路510被配置成衰减干扰信号和/或其他乱真交变电压。其可以包括串联电感器，比如铁氧体磁芯电感器、陶瓷芯电感器和/或空气芯电感器，并且还包括旁路电容器，例如陶瓷电容器和/或电解电容器。低通滤波器电路510还可以包括串联电阻器和/或旁路电阻器（图5a中未示出）。线性电压调节器520可以被配置成衰减干扰信号和/或其他乱真交变电压。此外，其可以被配置成提供被设定到适合于传送器电路和/或接收器电路的操作的电压数值的输出电压V _out，例如V _out可以匹配传送器电路和/或接收器电路所需的供电电压。如图5b中所示，传送器电路和/或接收器电路可以连接到清除了干扰信号和/或其他乱真交变电压的输出电压V _out，其中随着时间显示出V _out。此外，滤波器电路500可以被配置成保护传送器电路和/或接收器电路免于可能超出传送器电路和/或接收器电路的绝对最大额定电压并且将可能永久性损坏传送器电路和/或接收器电路的电压（例如电压脉冲）。

在一些实施例中，低通滤波器电路510和线性电压调节器520的排序可以颠倒。可选的是，附加地或替换地还可以采用开关电压调节器。此外，根据一些可能的实现方式，滤波器电路500可以包括几个低通滤波器电路和/或几个电压调节器以增强滤波。

图4a还示出了传送波导432和接收波导434。传送波导432可以把传送器电路422所生成的无线电信号从屏蔽外罩的内部引导到屏蔽外罩外部的可移动部分。相应地，接收波导434可以把反射自可移动部分的无线电信号从屏蔽外罩的外部引导到屏蔽外罩内部的接收器电路424。也就是说，传送波导432和接收波导434提供了用于在传送器电路422/接收器电路424和可移动部分之间传输信号（例如雷达信号）的装置，同时传送器电路422和接收器电路424被屏蔽免于电磁干扰信号的影响。在一些实施例中，传送波导432和接收波导434可以被传导通过屏蔽外罩中的开口（例如连接器或馈送器），该开口的尺寸可以对应于传送波导432和接收波导434的剖面尺寸。

在一些实施例中，传送器电路可以包括传送天线，接收器电路则可以包括接收天线。传送天线可以被配置成把传送器电路所生成的无线电信号耦合到传送波导中。接收天线可以被配置成捕获（例如接收）来自接收波导的反射无线电信号并且将其提供到接收器电路。举例来说，传送天线和/或接收天线可以是定向天线，比如微带天线，特别是贴片天线、印刷框架天线或印刷偶极天线。对于传送天线，天线波束可以朝向传送波导的第一末端，例如第一末端的正面，其中传送波导的第一末端邻近传送天线并且传送波导的第二末端邻近可移动部分。因此，所生成的无线电信号可以被从传送天线辐射到传送波导中。

相应地，对于接收天线，其天线波束可以朝向接收波导的第二末端，例如第二末端的正面，其中接收波导的第二末端邻近接收天线并且接收波导的第一末端邻近可移动部分。因此，可以由接收天线捕获反射无线电信号。

从传送天线到传送波导的无线电信号的耦合以及/或者从接收波导到接收天线的反射无线电信号的耦合可以通过远场耦合、近场耦合或邻近耦合来实现。

根据本公开内容的一个实例，图6示出了从电路板到中空矩形波导652的场耦合结构600的一种可能的实现方式，所述中空矩形波导652可以是传送波导（例如传送波导232/432）或接收波导（例如接收波导234/434）。中空矩形波导652可以是金属或塑料波导。在另一个实施例中，其可以替换地是实心波导，例如实心矩形（也可以是实心圆形）塑料波导（类似于实心圆形波导330）。

场耦合结构600包括微带天线622，其可以是类似于传送器电路222/422的传送器电路的传送天线，或者是类似于接收器电路224/424的接收器电路的接收天线。或者其可以是被配置成辐射传送器电路所生成的无线电信号并且被配置成捕获反射无线电信号的收发天线。微带天线622可以被安排在电路板的顶层上，例如电介质基板632的顶部上。所述顶层还包括接地顶部导体图案624，其具有打开的矩形框架的形状并且部分地围绕微带天线622。

顶部导体图案624电连接到顶部矩形波导614，例如顶部导体图案624的规格与顶部矩形波导614的剖面相匹配。在远离微带天线622的顶部矩形波导614的一个末端处，顶部矩形波导614可以通过导电帽612被短路。顶部矩形波导614和导电帽612可以被配置成防止与所生成的无线电信号或反射无线电信号相关联的电磁波被辐射到微带天线上方的空间中。因此，顶部矩形波导614和导电帽612可以减少所生成的无线电信号和/或反射无线电信号的辐射损耗。

此外，顶部导体图案624通过贯穿电介质基板632的通孔电连接到接地底部导体图案642，其具有矩形框架的形状并且其规格与中空矩形波导652的剖面相匹配。因此，顶部导体图案624、底部导体图案642以及把顶部导体图案624与底部导体图案642电连接的通孔形成矩形基板集成波导，其把中空矩形波导652与顶部矩形波导614相连接。换句话说，中空矩形波导652、基板集成波导和顶部矩形波导614形成整个波导，微带天线622被插入到该整个波导中以便辐射所生成的无线电信号和/或捕获反射无线电信号。可以通过调谐微带天线622的长度来确定微带天线622与中空矩形波导652之间的最大耦合。

根据本公开内容的另一个实例，图7示出了从电路板到中空圆形波导752的邻近耦合结构700的一种可能的实现方式，所述中空圆形波导752可以是传送波导（例如传送波导232/432）或接收波导（例如接收波导234/434）。中空圆形波导752可以是金属或塑料波导。在另一个实施例中，其可以替换地是实心波导，例如实心圆形塑料波导（类似于实心圆形波导330）。

邻近耦合结构700可以被采用来把传送器电路（例如传送器电路222/422）所生成的无线电信号耦合到传送波导中，并且/或者捕获来自接收波导的反射无线电信号并且将反射无线电信号提供到接收器电路（例如接收器电路224/424）。此外，邻近耦合结构700可以被用于把收发天线耦合到收发波导。

邻近耦合结构700包括微带线722，其可以被安排在印刷电路板的顶层上，例如安排在电介质基板732的顶部上。微带线722可以被插入到接地顶部导电平面724的开槽中，所述接地顶部导电平面724也可以处在电介质基板732的顶部上。顶部导电平面724通过被安排成圆形形状的导电通孔的集合与接地底部导电平面742电连接。底部导电平面742还可以充当用于微带线722的接地平面。此外，顶部导电平面724、导电通孔的集合以及底部导电平面742可以形成基板集成圆形波导。

底部导电平面742还包括圆形开口，其规格与中空圆形波导752的核心的规格相匹配。所述圆形开口与中空圆形波导752的核心对准。在底部导电平面742的圆形开口内部，邻近耦合结构700包括圆形贴片天线744，例如圆形贴片天线744被模制在电介质基板732的底部。

圆形贴片天线744可以是传送器电路的传送天线。在这种情况下，微带线722可以连接到提供所生成的无线电信号的传送器电路的输出端。微带线722因此可以把所生成的无线电信号通过基板集成圆形波导耦合到圆形贴片天线744，所述圆形贴片天线744随后把无线电信号传送到中空圆形波导（例如传送波导）中。

或者，圆形贴片天线744可以是接收器电路的接收天线。在这种情况下，圆形贴片天线744可以捕获反射无线电信号，所述反射无线电信号可以在已经通过中空圆形波导752（例如在此情况下是接收波导）引导之后从可移动部分到达圆形贴片天线744。圆形贴片天线744随后可以把反射无线电信号通过基板集成圆形波导耦合到微带线722，所述微带线722可以连接到接收器电路的输入端。因此，接收器电路可以接收反射无线电信号。

根据本公开内容的另一个实例，圆形贴片天线744可以是收发天线，其被配置成把无线电信号传送到中空圆形波导752（例如在此情况下是收发波导）中，并且捕获来自中空圆形波导752的反射无线电信号。

根据本公开内容的传感器装置800的一种可能的实现方式，图8更加详细地示出了收发波导852的使用，该收发波导852可以类似于中空圆形波导752。在该例中，集成收发器电路826被安装在印刷电路板821的顶部上。此外，其可以受到屏蔽外罩的电磁屏蔽，该屏蔽外罩例如是包括类似于顶部封盖442的顶部封盖和类似于底部封盖444的底部封盖的屏蔽外罩。集成收发器电路826可以包括被配置成生成无线电信号的传送器部分。其还可以包括被配置成接收反射自可移动部分的无线电信号并且至少基于所接收到的反射无线电信号感测可移动部分的位置和/或速度的接收器部分。此外，集成收发器电路826可以包括双向端口，该双向端口被配置成把所生成的无线电信号提供到微带线822并且被配置成接收来自微带线822的反射无线电信号。微带线822可以由类似于邻近耦合结构700的邻近耦合结构所包括。因此，集成收发器电路826可以把所生成的无线电信号通过邻近耦合结构传送到收发波导852中，并且可以通过相同的邻近耦合结构从收发波导852接收反射自可移动部分的无线电信号。

根据一些实施例，集成收发器电路826可以附加地包括双工器。所述双工器可以被配置成把所生成的无线电信号从传送器部分传输到微带线822，并且可以被配置成把反射无线电信号从微带线822传输到接收器部分。也就是说，双工器可以分离所生成的无线电信号和反射无线电信号。其可以被集成到集成收发器电路826中，或者可以被耦合在集成收发器电路826与微带线822之间。在后一种情况下，集成收发器电路826可以包括用于所生成的无线电信号的专用输出端以及用于接收反射无线电信号的专用输入端。

根据本公开内容的一些实例，所述双工器可以包括射频（RF）开关（例如单刀双掷开关），其可以被实现在CMOS技术中或者通过快速开关RF二极管（比如pin二极管（正-本征-负二极管））实现。附加地或替换地，双工器可以包括RF环行器、功率分配器（比如Wilkinson分配器）、定向耦合器和/或RF隔离器。

根据采用收发波导的一个实施例，所生成的无线电信号与反射无线电信号的分离可以替换地在收发波导内实施。为此目的，收发波导可以包括定向分离器。定向分离器可以被配置成把无线电信号从集成收发器电路的传送器部分或者从传送器电路耦合到收发波导中。此外，定向分离器可以被配置成把反射无线电信号从收发波导耦合到收发器电路的接收器部分或者耦合到接收器电路。

图9示出了包括定向分离器900的一种可能实现方式的方块图，所述定向分离器900可以由收发波导所包括。所述收发波导包括波导部分932。定向耦合器934、端接负载936和微波隔离器938可以通过波导形式实施，并且因此可以附加地由收发波导所包括。传送器电路922可以是收发器电路的传送器部分或者是专用的传送器电路。接收器电路924可以是收发器电路的接收器部分或者是专用的接收器电路。传送器电路922可以生成无线电信号并且将其通过微波隔离器938发送到定向耦合器934的第一端口。微波隔离器938可以被配置成仅在从传送器电路922到定向耦合器934的第一端口的方向上传输信号，并且吸收从定向耦合器934的第一端口去向传送器电路922的信号。在定向耦合器934处，所生成的无线电信号的第一部分（例如无线电信号能量的一部分）可以被从定向耦合器934的第一端口传输到第二端口，所述第二端口可以连接到波导部分932。定向耦合器934的第三端口连接到接收器电路924，该第三端口可以与第一端口隔离，例如可以把来自传送器电路922的所生成的无线电信号与接收器电路924解耦。所生成的无线电信号的第二部分可以被耦合到定向耦合器934的第四端口，并且在连接到第四端口的端接负载936中被吸收。

波导部分932随后可以把所生成的无线电信号的第一部分引导到紧邻可移动部分910，例如短于5cm的距离内，并且朝向可移动部分910发射所生成的无线电信号的第一部分。可移动部分910可以朝向波导部分932反射所生成的无线电信号的第一部分，例如反射到收发波导。波导部分932可以捕获反射无线电信号并且将其引导到定向耦合器934的第二端口。在这里，反射无线电信号的第一部分可以通过定向耦合器934的第三端口被耦合到接收器电路924，而反射无线电信号的第二部分可以被传输到定向耦合器934的第一端口并且因此在微波隔离器938中被吸收。这样可以避免与传送器电路922所生成的无线电信号产生干扰，并且还可以避免由于失配而在传送器电路922处发生反射无线电信号的第二部分的反射。定向耦合器934的第四端口可以与第二端口隔离。接收器电路924随后可以至少基于所接收到的反射自可移动部分的无线电信号的第一部分来感测可移动部分910的位置和/或速度。

或者，定向耦合器可以通过微带线结构或者通过中空波导技术来实现。

图10a和b显示出场过渡耦合器的两个可能的实例，例如锥化场过渡耦合器1000和阶梯式场过渡耦合器1050，其可以由本公开内容的一些实现方式所包括。场过渡耦合器可以被划分成传送场过渡耦合器、接收场过渡耦合器以及收发场过渡耦合器。传送场过渡耦合器可以增强所生成的无线电信号从传送器电路到传送波导的耦合，例如减少耦合损耗。接收场过渡耦合器可以增强反射自可移动部分的无线电信号从接收波导到接收器电路的耦合，而收发场过渡耦合器可以增强收发器电路与收发波导之间的所生成的无线电信号和反射无线电信号的耦合。后面将更加详细地解释传送场过渡耦合器的原理，但是本领域技术人员将认识到，这些原理可以转移到接收场过渡耦合器和/或收发场过渡耦合器。

举例来说，传送场过渡耦合器可以位于传送波导（例如传送波导1010和1060）的第一末端处，所述传送波导可以具有圆形剖面并且例如可以是中空或实心塑料波导。传送场过渡耦合器在其正面可以具有与传送波导的剖面不同的形状和不同的规格的剖面。如果传送器电路包括传送天线，则传送场过渡耦合器的剖面可以被适配于传送天线的形状和规格，并且因此被配置成以低耦合损耗把辐射自传送天线的无线电信号耦合到传送波导中。举例来说，耦合损耗可以相当于处于2dB到5dB之间的数值。

在锥化场过渡耦合器1000的情况下，其靠近传送器电路（或传送天线）的正面1020处的剖面可以逐渐地变换成传送波导1010的剖面。为此目的，锥化场过渡耦合器1000包括锥形接续器（conical taper）1030。锥形接续器1030的长度可以被调谐，从而最小化耦合损耗。

在阶梯式场过渡耦合器1050的情况下，其靠近传送器电路（或传送天线）的正面1070处的剖面可以阶梯式地变换成传送波导1060的剖面。阶梯式场过渡耦合器1050例如可以包括具有矩形剖面的第一场过渡部分1072和具有圆形剖面的第二场过渡部分1074。第一场过渡部分1072可以被配置成捕获线性偏振的无线电信号，其可以由传送器电路或传送天线提供。第二场过渡部分1074可以被配置成把第一场过渡部分1072的特性阻抗匹配到传送波导1060的特性阻抗。此外，第二场过渡部分1074可以被配置成把第一场过渡部分1072与传送波导1060机械并且电气耦合。举例来说，第二场过渡部分1074可以包括孔径1076（例如插孔），传送波导1060可以被插入到该孔径1076中。

在本公开内容的几个实施例中，取代分别采用传送天线、接收天线和/或收发天线，所生成的无线电信号从传送器电路到传送波导中的耦合、反射无线电信号从接收波导到接收器电路的耦合以及/或者所生成的无线电信号和反射无线电信号在收发器电路与收发波导之间的耦合可以包括使用同轴到波导过渡。举例来说，传送器电路可以生成无线电信号并且把无线电信号提供到同轴输出端（例如同轴连接器），其例如可以是N-、SMA-、K-、V-或1mm连接器。同轴连接器随后可以通过同轴到波导过渡（例如同轴到波导适配器）连接到传送波导。

根据一些示例性实现方式，传送波导可以包括被配置成朝向可移动部分发射无线电信号的传送孔径，而接收波导可以包括被配置成捕获来自可移动部分的反射无线电信号的接收孔径。由于传送孔径和接收孔径可以具有类似的结构，因此后面将仅仅更加详细地解释接收孔径。对于本领域技术人员，所述解释可以转移到传送孔径或者还有收发孔径，所述收发孔径可以由收发波导所包括并且可以被配置成朝向可移动部分发射无线电信号并且捕获来自可移动部分的反射无线电信号。

接收孔径可以位于接收波导的第一末端处，所述第一末端靠近可移动部分，例如处于最多5cm的距离内。接收孔径可以包括天线，例如喇叭天线、平面天线（比如微带天线、贴片天线或平面偶极天线）或者棒状天线（比如偶极天线或框架天线）。在一些实施例中，接收孔径可以通过保持接收波导的第一末端打开而形成。

具有喇叭天线的形式的接收孔径可以通过在第一末端处锥化接收波导（例如逐渐扩大接收波导的剖面）来实施。

图11a和b示出了根据本公开内容的一些可能实施例的包括喇叭天线的接收孔径1100、1150的两种示例性实现方式。如图11a中所示，如果接收波导包括类似于中空矩形波导310的矩形波导1110，则金字塔形喇叭天线1120可以适合于捕获反射自可移动部分的无线电信号并且把所捕获的反射无线电信号耦合到矩形接收波导1110中。在图11b中，接收波导包括圆形波导1160，其可以是类似于中空圆形波导320的中空圆形波导或者是类似于实心圆形波导330的实心圆形波导。对于圆形接收波导1160，锥形喇叭天线1170可以适合于捕获反射自可移动部分的无线电信号并且把所捕获的反射无线电信号耦合到圆形接收波导中。为了增强反射无线电信号的接收，所述喇叭天线（例如金字塔形喇叭天线1120和/或锥形喇叭天线1170）可以朝向可移动部分。

根据一些示例性实施例，并且取代于喇叭天线，可以采用平面天线来捕获反射无线电信号。所述平面天线可以附着到朝向可移动部分的接收波导的第一末端的正面，附着例如通过印刷、胶粘或者通过使用适配器（例如波导过渡），该适配器可以被装配到第一末端上并且把来自平面天线的反射无线电信号耦合到接收波导中。在棒状天线的情况下，棒状天线可以例如通过插接（plugging）被部分地插入到接收波导的核心中，并且因此可以被用来捕获来自可移动部分的反射无线电信号。

本公开内容的一些实施例的目标是成本降低，例如减少雷达速度传感器（其例如可以包括传送器电路、接收器电路和/或收发器电路），这是通过可以由雷达集成电路（雷达IC）所包括并且处于电子环境（例如屏蔽外罩）中的传送器电路和接收器电路的集中化而实现的，所述屏蔽外罩提供受到保护的供电电压（例如被滤波以去除干扰信号和/或其他乱真交变电压的供电电压）以避免高压顺应性，并且还提供高度的静电放电（ESD）保护，这在能够操作于雷达频率范围内的技术中可能是不可用的或者高成本的。

图12a示出了用于确定可移动部分1210的位置和/或速度的传感器装置1200的一个可能的实施例。传感器装置1200包括雷达IC 1222，其功能可以未被修改。雷达IC可以与供电电路1226以及评估和控制电路1224一起被安排在受保护的电子环境（例如屏蔽外罩1240）的内部。雷达IC 1222可以包括收发器电路，所述收发器电路具有传送器部分和接收器部分。其可以生成无线电信号并且把无线电信号（例如其波）通过传送天线1227耦合到传送波导1232中，所述传送波导1232例如可以是塑料光纤或者塑料中空或实心圆形波导。传送波导1232把无线电信号传输到测量位置（例如可移动部分1210），其中，无线电信号（例如波）离开传送波导1232（例如光纤）并且扩展到前方的空间中。换句话说，从传送波导1232向可移动部分1210发射无线电信号。一旦无线电信号到达目标（例如可移动部分1210），其被反射，并且反射波的一部分（例如反射自可移动部分的无线电信号的能量的一部分）到达第二波导（例如接收波导1234），其把反射无线电信号引导回到接收器，例如雷达IC 1222的接收器部分。反射无线电信号可以通过接收天线1228从接收波导1234耦合到雷达IC 1222的接收器部分。传送天线1227和接收天线1228可以位于（例如被集成在）雷达IC 1222上，或者可以被印刷在雷达IC 1222可以被安装在其上的印刷电路板上。可选的是，传送波导1232和接收波导1234可以耦合到连接器或馈送器1241以穿过屏蔽外罩1240。此外，传送波导1232和接收波导1234可以由固定装置1245固定，从而使其可以朝向可移动部分1210，并且可以可选地通过连接器1243连接到固定装置。

根据一些实施例，包括传感器装置1200（或者类似于传感器装置1200的传感器装置）的机器（例如图2的机器200）还可以包括机器外罩（图12a中未示出）。所述机器外罩（例如内燃机外罩或传动箱外罩）可以被配置成容纳可移动部分1210。此外，机器外罩可以包括固定装置1245。固定装置1245可以被配置成接纳传送波导1232和/或接收波导1234（或者替换地是收发波导），并且把至少一个所接纳的波导（例如传送波导1232和/或接收波导1234或者收发波导）的一个末端导向可移动部分1210。通过这种方式，发射自传送波导1232的无线电信号可以被聚焦到可移动部分1210上，并且/或者可以由接收波导1234更加可靠地接收反射无线电信号。

雷达IC 1222（例如传送器电路和接收器电路）、供电电路1226以及评估和控制电路1224可以处于机械机器外罩的外部，并且可以可选地处于屏蔽外罩1240的内部。传送波导1232随后可以把无线电信号从屏蔽外罩1240内部的雷达IC 1222引导到机器外罩内部的可移动部分1210，而接收波导1234可以把反射无线电信号从可移动部分1210引导回到雷达IC 1222。传送波导1232和接收波导1234的至少其中之一可以包括实心塑料波导，其可以是柔性的并且因此很容易被排布在雷达IC 1222与可移动部分1210之间。此外，使用实心塑料波导可以对于传送波导1232和/或接收波导1234节省成本。

可选的是，固定装置1245可以被插入在机器外罩的开口中，并且可以被安装在机器外罩上。由固定装置1245所接纳的至少一个波导（例如传送波导1232和/或接收波导1234或者收发波导）可以从机器外罩的外部被插入到固定装置中。处于机器外罩内部的固定装置的一个末端可以对于无线电信号是透明的。

固定装置1245可以包括外壳以及外壳内部的填充材料。所述外壳可以包括将被安装在机器外罩上的装置（例如凸缘连同螺钉、螺栓、铆钉、螺帽和/或垫圈）。在所述外壳内部，填充材料可以围绕所述至少一个所接纳的波导1232、1234，并且把所接纳的波导1232、1234固定就位。所述外壳可以在处于机器外罩内部的固定装置的所述末端处包括至少一个开口。所述至少一个所接纳的波导可以通过该开口被馈送到机器外罩中，从而使得可以从所接纳的波导1232、1234的所述末端向可移动部分1210发射无线电信号，并且/或者使得可以由所接纳的波导1232、1234的所述末端接收反射无线电信号。

或者，所接纳的波导1232、1234可以结束在固定装置1245内部。固定装置1245于是还可以包括附着到其处于机器外罩内部的末端的至少一个电介质透镜。所述电介质透镜可以被导向可移动部分1210，并且可以电磁耦合到所述至少一个所接纳的波导1232、1234。举例来说，固定装置的外壳可以包括处于机器外罩内部的开口。电介质透镜可以覆盖该开口，而所述至少一个所接纳的波导1232、1234可以在电介质透镜后方结束于固定装置的内部（例如被附着到电介质透镜），或者可以通过位于外壳的填充材料内部的中空波导电磁耦合到电介质透镜。举例来说，所述至少一个所接纳的波导1232、1234可以是实心塑料波导，其被部分地馈送到外壳的填充材料内部的中空波导中，或者被附着到固定装置1245内部的电介质透镜。

如果所述电介质透镜电磁耦合到传送波导1232（或收发波导），则电介质透镜可以被配置成把来自传送波导1232的无线电信号聚焦到可移动部分1210上。如果所述电介质透镜（或者附加的电介质透镜）电磁耦合到接收波导1234，则所述电介质透镜（或者分别为所述附加的电介质透镜）可以被配置成收集反射无线电信号并且把反射无线电信号提供到接收波导1234。

图20a示出了示例性固定装置2000-A。固定装置2000-A可以被用来通过机器外罩把雷达波导（例如传送波导、接收波导和/或收发波导）带到可移动部分（例如齿轮）附近。举例来说，集中生成的无线电信号（例如由图2的机器200的传送器电路222生成）可以通过塑料光纤波导（例如实心塑料波导）或中空波导被分布到不同的可移动部分。固定装置2000-A例如可以被用来把波导馈送通过传动箱或引擎外罩的机器外罩。

固定装置2000-A包括具有凸缘2003的圆柱形外壳2002。外壳2002可以包括金属和/或塑料材料。固定装置2000-A可以被插入到容纳可移动部分的机器外罩的开口中。借助于凸缘2003，固定装置2000-A可以被安装在机器外罩上。固定装置2000-A的第一末端2007于是可以位于机器外罩的外部，而固定装置2000-A的第二末端2008可以位于机器外罩的内部并且被导向可移动部分。传送波导2032和接收波导2034都可以是实心塑料波导（或玻璃纤维波导），并且可以从第一末端2007被插入到固定装置2000-A中（也就是插入到外壳2002中）。外壳2002包括固定装置2000-A的第二末端2008处的开口。该开口由折射器2004（例如对于无线电信号是透明的电介质透镜或电介质封盖）覆盖。在外壳2002内部，传送波导2032的一个末端和接收波导2034的一个末端被附着到折射器2004。通过这种方式，传送波导2032和接收波导2034可以电磁耦合到折射器2004。折射器2004随后可以把传送波导2032所递送的无线电信号聚焦到可移动部分上，捕获来自可移动部分的无线电信号的反射，并且把反射无线电信号提供到接收波导2034。

此外，传送波导2032和接收波导2034通过填充材料2006在外壳2002内部被固定就位。填充材料2006可以是具有比传送波导2032和接收波导2034的介电常数更小的介电常数的电介质材料。这样在通过固定装置2000-A分别引导无线电信号和反射无线电信号时可以减少传送波导2032和接收波导2034的损耗。填充材料2006可以被装入到外壳2002中以便固定传送波导2032和接收波导2034在折射器2004处的位置。

图20b示出了用于把传送波导和接收波导导向机器外罩内部的可移动部分的另一种固定装置2000-B。固定装置2000-B可以类似于图20a的固定装置2000-A。但是不同的是，固定装置2000-B的外壳2002填充有金属2006，或者固定装置2000-B可以替换地由实心金属制成。固定装置2000-B包括穿过金属2006从固定装置2000-B的第一末端2007（机器外罩外部）延伸到第二末端2008（机器外罩内部）的第一和第二通道。

传送波导包括第一实心塑料波导部分2032-1和第二实心塑料波导部分2032-2。第一实心塑料波导部分2032-1通过处于机器外罩外部的固定装置2000-B的第一末端2007处的夹具2009连接到第二实心塑料波导部分2032-2。第二实心塑料波导部分2032-2被插入在固定装置2000-B的第一通道中，并且在固定装置2000-B的第二末端2008处附着到第一电介质透镜2004-1。透镜2004-1充当场过渡耦合器或天线。虽然电介质透镜2004-1具有球形形状（所述球形形状在所示出的实例中具有凸面），但是也可以采用不同的几何结构，比如类似于图10的锥化场过渡耦合器。取决于波导部分2032-2的几何结构，相应的锥化场过渡耦合器或天线例如可以具有锥形或金字塔形形状。

同样地，接收波导包括第一实心塑料波导部分2034-1和第二实心塑料波导部分2034-2。接收波导的第一实心塑料波导部分2034-1通过固定装置2000-B的第一末端2007处的夹具2009（或附加夹具）连接到其第二实心塑料波导部分2034-2。接收波导的第二实心塑料波导部分2034-2被插入在固定装置2000-B的第二通道中，并且在固定装置2000-B的第二末端2008处附着到第二电介质透镜2004-2。第一和第二电介质透镜2004-1、2004-2可以被导向机器外罩内部的可移动部分。

图20c示出了类似于图20b的固定装置2000-B的另一种固定装置2000-C。与固定装置200-B相比，延伸穿过金属2006的固定装置2000-C的通道更宽，从而使得传送波导和接收波导可以附加地涂覆有对应的电介质泡沫管或金属涂层2037-1、2037-2。电介质泡沫管2037-1、2037-2可以具有比传送波导和接收波导的介电常数更小的介电常数。这样在通过固定装置2000-C分别引导无线电信号和反射无线电信号时可以减少传送波导和接收波导的损耗。

图20d示出了类似于图20a的固定装置2000-A的另一种固定装置2000-D。与固定装置2000-A不同，固定装置2000-D被配置成仅仅接纳一个波导2030（例如一个传送波导或一个接收波导或一个收发波导）。所接纳的波导2030可以是实心塑料波导（例如玻璃纤维波导），并且可以沿着固定装置2000-D的中心轴延伸。此外，所接纳的波导2030通过电介质填充材料2006被固定就位，所述电介质填充材料2006围绕所接纳的波导2030并且具有比所接纳的波导2030的介电常数更小的介电常数。在固定装置2000-D的第一末端2007处，所接纳的波导2030通过胶黏剂被胶粘到固定装置2000-D（例如胶粘到填充材料2006），所述胶黏剂具有比所接纳的波导2030的介电常数更小的介电常数。在固定装置2000-D的第二末端2008处，所接纳的波导2030耦合到电介质透镜2004。电介质透镜2004可以被导向可移动部分。

如对于图20e的固定装置2000-E所示，如果由固定装置接纳的波导2030可选地涂覆有其介电常数小于所接纳的波导2030的介电常数的电介质泡沫管2037，则电介质填充材料2006和/或胶黏剂2011可以具有任何介电常数。

图20f示出了类似于图20d的固定装置2000-D的另一种固定装置2000-F。固定装置2000-F的外壳2002填充有金属2006。或者，固定装置2000-F可以由实心金属制成。固定装置2000-F包括穿过金属2006沿着固定装置2000-F的中心轴从固定装置2000-F的第一末端2007延伸到第二末端2008的中空金属波导2039。在第一末端2007处，由固定装置2000-D接纳的波导（例如实心塑料波导）被插接到中空金属波导2039中，并且由固定装置2000-F利用夹具2009固定。在固定装置2000-F的第二末端2008处，中空金属波导2039附着到电介质透镜2004（或者对于无线电信号是透明的电介质封盖）。

或者，中空金属波导2039可以包括被插入到固定装置的电介质填充材料中并且从固定装置的第一末端2007延伸到第二末端2008的中空金属管。这样的固定装置2000-G在图20g中示出。在固定装置2000-G的第一末端2007处，由固定装置2000-G接纳的波导2030（例如实心塑料波导）被部分地插入（例如插接）到固定装置2000-G的金属管2039中。金属管2039被电介质填充材料2006围绕，所述电介质填充材料2006可以具有任意的介电常数。在固定装置2000-G外部，所接纳的波导2030涂覆有电介质泡沫管或金属涂层2037。电介质泡沫管2037的介电常数小于所接纳的波导2030的介电常数。涂覆有电介质泡沫管2037的所接纳的波导利用（具有任意介电常数的）胶黏剂被附着到固定装置2000-G。

此外，具有多于两个电介质波导核心的图20a-g中所示出的固定装置的设计变型也是可能的。这种类型的结构（例如图20a-g中示出的固定装置）可以直接连接到ECU（电子控制单元）或者可以使用更长的光纤与之连接。

图21a示出了被配置成确定可移动部分（未示出）的位置和/或速度的传感器装置2100-A。传感器装置2100-A包括收发器电路2121、传送波导2132、接收波导2134、固定装置2110以及光纤耦合器2147。光纤耦合器2147被采用来把传送波导2132和接收波导2134连接到收发器电路2121。所述收发器电路可以包括被配置成生成无线电信号的传送器电路，以及被配置成（至少）基于所接收到的反射无线电信号来确定可移动部分的位置和/或速度的接收器电路。固定装置2110被配置成把传送波导2132和接收波导2134导向被机器外罩所容纳的可移动部分。收发器电路2121连接到光纤耦合器2147的第一端口。传送波导2132连接到光纤耦合器2147的第二端口，所述第二端口电磁耦合到第一端口。同样地，接收波导2134耦合到光纤耦合器2147的第三端口，所述第三端口同样电磁耦合到第一端口并且与第二端口电磁隔离。光纤耦合器2147的第四端口可以与第一端口电磁隔离，并且可以由光纤耦合器2147的特性阻抗（例如50欧姆）端接。

替换地，如果收发波导2130被导向可移动部分并且通过固定装置2110被固定就位，则如在图21b中对于传感器装置2100-B所示出的那样，光纤耦合器2147可以被用于把收发波导2130耦合到传感器装置2100-B的传送器电路2122和接收器电路2124。为此目的，收发波导2130连接到光纤耦合器2147的一个端口，该端口电磁耦合到光纤耦合器2147的两个其他端口，其中这些端口中的一个连接到传送器电路2122，并且另一个连接到接收器电路2124。

换句话说，图21a示出了可以被用来把具有多条光纤的感测头连接到具有组合的传送和接收通道的中心雷达单元的电介质波导光纤耦合器。同样地，电介质波导光纤耦合器可以被用来把仅具有一条光纤的感测头连接到如图21b中所示出的分开的传送器和接收器。

根据一些实施例，传感器装置的传送波导和/或接收波导（和/或收发波导）可以包括第一实心塑料波导部分和第二实心塑料波导部分。每一个实心塑料波导部分可以涂覆有对应的电介质泡沫管，所述对应的电介质泡沫管具有比第一和第二实心塑料波导部分的介电常数更低的介电常数。电介质泡沫管可以保护波导免受环境影响。此外，电介质泡沫管可以防止其他部分（例如传感器装置被安装在其中的机器的其他部分）与波导发生电磁干扰，并且因此可以防止这些部分导致波导中的损耗。通过把至少两个实心塑料波导部分彼此连接，所述波导可以被修剪到适合于机器中的安装条件的所期望的长度。

举例来说，第一实心塑料波导部分的一个末端可以通过固定管连接到第二实心塑料波导部分的一个末端。所述固定管可以被配置成把第一实心塑料波导部分的所述末端的正面与第二实心塑料波导部分的所述末端的正面对准。通过这种方式，可以把无线电信号从第一实心塑料波导部分耦合到第二实心塑料波导（并且反之亦然）。

图22a示出了第一实心塑料波导部分2230-1与第二实心塑料波导部分2230-2之间的接头2200-A。第一实心塑料波导部分2230-1的正面2231-1与第二实心塑料波导部分2230-2的正面2231-2对准。此外，第一实心塑料波导部分2230-1直到其正面2231-2都涂覆有第一电介质泡沫管2237-1。第二实心塑料波导部分2230-1直到其正面2231-2都涂覆有第二电介质泡沫管2237-2。接头2200-A的固定管2239把第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2的正面2231-1、2231-2相对于彼此固定就位。固定管2239围绕第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2的已涂覆末端。第一夹具2009-1把固定管2239夹定到第一实心塑料波导部分2230-1的末端。第二夹具2009-2把固定管2239夹定到第二实心塑料波导部分2230-2的末端。由于第一和第二电介质泡沫管2237-1、2237-2把固定管2239与第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2分开，所以固定管2239与第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2之间的电磁相互作用可以被减少（和/或避免）。因此，固定管2239可以包括具有任意介电常数的材料，而不会在第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2中导致损耗。

图22b示出了第一实心塑料波导部分2230-1与第二实心塑料波导部分2230-2之间的替换接头2200-B。在接头2200-B的情况下，第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2的末端不存在电介质泡沫管2237-1、2237-2，使得固定管2239直接围绕第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2的末端，并且将其正面相对于彼此固定就位。接头2200-B的固定管2239包括金属，所述金属可以增强第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2之间的电磁耦合，并且可以对第一和第二实心塑料波导部分2230-1、2230-2的末端进行电磁屏蔽。

总而言之，可以通过将其末端固定在彼此前方的适当位置处来建立光纤（例如实心塑料波导部分）之间的连接。所述固定管可以包括周围的低介电性泡沫（例如电介质泡沫管），其可以可选地围绕光纤并且在本例中可以是任何材料，这是因为电介质泡沫管可以为围绕光纤的电磁场产生足够的空间以避免严重的损耗。或者，所述固定管可以是金属的，并且具有中空波导的特性。在这种情况下，可以在没有泡沫的情况下插入光纤。机械夹具可以被用来把光纤固定在固定管的任一侧上。

回到图12a，根据本公开内容的一些实施例，传送波导1232和接收波导1234的长度可以是5cm或更长（例如长达1m），或者甚至更长（例如长达3m）。所述传送波导1232和接收波导1234可以围绕机器的其他部分被排布，或者使用RF馈送从屏蔽外罩1240穿过机器（其可以包括可移动部分1210）的壁面去到可移动部分1210。

此外，传送波导1232和接收波导1234可以与屏蔽外罩1240一起提供针对雷达IC1222以及评估和控制电路1224的静电放电保护，这是因为传送波导1232和接收波导1234由于其是由塑料制成因此不能够传导直流电流（DC），或者在金属波导的情况下，是因为所述波导的金属导电壁面可以是DC接地或者可以与传送或接收电子装置（例如雷达IC 1222、供电电路1226以及评估和控制电路1224）的所有电子电位隔离。换句话说，静电放电既无法通过传送波导1232也无法通过接收波导1234到达雷达IC 1222。由于雷达IC 1222被屏蔽外罩1240围绕，因此去到雷达IC 1222的用于静电放电的替换路径也被阻断。对于雷达IC 1222的静电放电保护可能是合乎期望的，这是因为在一些实施例中，雷达IC 1222可能是无外罩的集成电路，例如是裸管芯。无外罩的雷达IC可以操作在更高的无线电频率处，例如操作在高于30GHz或者甚至高于150GHz的频率处，这是因为对于无外罩的雷达IC可以避免封装的寄生效应（比如寄生电容或寄生电感）。

供电电路1226可以包括类似于滤波器电路500的滤波器电路，并且可以被配置成对施加到雷达IC 1222以及评估和控制电路1224的供电电压进行滤波。因此，正如前面已经解释过的那样，可以避免干扰信号或其他乱真交变电压可以经由供电电压线路到达雷达IC1222或评估和控制电路1224。

评估和控制电路1224可以包括微控制器或专用集成电路（ASIC）并且可以连接到雷达IC 1222。其可以被用来控制雷达IC 1222，例如控制无线电信号的生成和接收，例如触发无线电信号的生成，设定所生成的无线电信号的特定无线电频率、传送功率、脉冲持续时间和/或脉冲重复频率，或者激活特定信号路径，例如雷达IC 1222的接收器部分的低噪声放大器或电子衰减器。评估和控制电路1224还可以接收来自接收器部分的向下转换（例如转换到基带或中频）的反射无线电信号以及/或者来自传送器部分的（处于基带或中频的）所生成的无线电信号。评估和控制电路1224因此可以被配置成至少基于所接收到的反射无线电信号来感测可移动部分1210的位置和/或速度，但是为此目的还可以考虑到所生成的无线电信号。在一些实施例中，传感器装置1200可以由车辆或者车辆的一部分所包括。评估和控制电路1224随后可以把可移动部分1210的感测位置和/或感测速度提供到车辆的电子控制单元（ECU）。

图12b示出了用于确定可移动部分1210’的位置和/或速度的传感器装置1200’的另一个可能的实施例，所述传感器装置1200’在这里可以被称作收发传感器装置1200’，这是因为其包括收发波导1233’。收发传感器装置1200’类似于使用传送波导1232和接收波导1234的传感器装置1200。

对应于传感器装置1200，收发传感器装置1200’包括雷达IC 1222’、供电电路1226’以及评估和控制电路1224’，所述三者处在受保护的电子环境中，例如处在电磁屏蔽外罩1240’内。雷达IC 1222’包括传送天线1227’以及接收天线1228’。传送天线1227’和接收天线1228’耦合到定向分离器1235’，其根据一些实施例可以类似于如前面所解释的定向分离器900。定向分离器1235’可以通过可选的连接器或馈送器1241’穿过屏蔽外罩1240’耦合到收发波导1233’。收发波导1233’可以被配置成把雷达IC 1222’所生成的无线电信号引导到可移动部分1210’，其中所述无线电信号通过传送天线1227’、定向分离器1235’并且可选地还通过连接器或馈送器1241’被从雷达IC 1222’耦合到收发波导1233’中。在可移动部分1210’处，收发波导1233’可以通过固定装置1245’被固定从而使其可以朝向可移动部分1210’，并且其可以可选地通过连接器1243’连接到固定装置。在紧邻可移动部分1210’（例如短于5cm的距离内，或者在某些实施例中甚至短于1cm）的情况下，收发波导1233’可以向可移动部分1210’发射所生成的无线电信号，可移动部分1210’可以把无线电信号（或者其一部分，例如其能量的一部分）反射回到收发波导1233’。因此，收发波导1233’可以捕获反射无线电信号，并且通过定向分离器1235’和接收天线1228’并且可选地还通过连接器或馈送器1241’将其引导回到雷达IC 1222’。正如前面所解释的那样，评估和控制电路1224’随后可以至少基于所接收到的反射无线电信号来感测可移动部分1210’的位置和/或速度。

换句话说，在收发传感器装置1200’内，接收波导可以被去除。可以通过把传送波导向测量位置的相同光纤把反射波传输回去。可以通过定向分离器1235’来实施接收波与传送波的分离。这样可以把波导的数目从两个减少到一个。

图13示出了用于确定几个可移动部分（例如第一可移动部分1310-1、第二可移动部分1310-2和第三可移动部分1310-3）的位置和/或速度的集中式传感器装置1300。在一些实施例中，将要确定其位置和/或速度的可移动部分的数目也可以是两个或超过三个。举例来说，可以存在四个、六个或十个可移动部分，并且可以通过集中式传感器装置确定所述可移动部分的位置和/或速度。集中式传感器装置1300包括集中式雷达IC 1322，其可以受到屏蔽外罩的电磁屏蔽，并且其供电电压可以由类似于滤波器电路500的滤波器电路（图13中未示出）进行滤波。

为了确定一些可移动部分的位置和/或速度，例如对于第一可移动部分1310-1，传感器装置1300可以把集中式雷达IC 1322所生成的无线电信号通过传送波导1332朝向第一可移动部分1310-1传送，并且可以通过接收波导1334在集中式雷达IC 1322处接收反射自第一可移动部分1310-1的无线电信号。为了确定一些其他可移动部分的位置和/或速度（例如第二可移动部分1310-2或第三可移动部分1310-3的位置和/或速度），传感器装置1300可以通过收发波导传送所生成的无线电信号，并且通过相同的收发波导接收反射无线电信号。举例来说，可以把所生成的无线电信号通过第一收发波导1333-1传送到第二可移动部分1310-2，并且还可以通过第一收发波导1333-1把反射自第二可移动部分1310-2的无线电信号引导回到集中式雷达IC 1322。对于第三可移动部分1310-3，集中式雷达IC 1322可以通过第二收发波导1333-2把所生成的无线电信号朝向第三可移动部分1310-3传送，并且还通过第二收发波导1333-2接收来自第三可移动部分1310-3的无线电信号的反射。

如图13中所示，所生成的无线电信号从集中式雷达IC 1322到波导的耦合以及反射无线电信号从波导到集中式雷达IC 1322的耦合可以使用天线1327，正如前面所解释的那样。在收发波导的情况下，可以采用定向分离器1335以把所生成的无线电信号与反射无线电信号分离。

根据集中式传感器装置1300，多个速度传感器可以至少部分地共享相同的RF集成电路，例如集中式雷达IC 1322。因此，集中式传感器装置1300可以被使用在需要几项增量速度和/或位置测量的应用（例如传动控制、防抱死刹车系统（ABS）或者引擎控制）中。

集中式雷达IC可以包括几个收发器电路。在集中式雷达IC 1322的实例中，其可以包括三个收发器电路以同时确定第一可移动部分1310-1、第二可移动部分1310-2和第三可移动部分1310-3的位置和/或速度。或者，集中式雷达IC 1322可以包括单个收发器电路。单个收发器电路的传送器部分可以在不同的传送天线之间被切换，所述不同的传送天线耦合到不同的波导并且从而耦合到不同的可移动部分。相应地，单个收发器电路的接收器部分可以在不同的接收天线之间被切换，所述不同的接收天线耦合到不同的波导并且从而耦合到不同的可移动部分。传送天线之间的切换以及接收天线之间的切换可以通过RF开关（例如CMOS技术中的RF开关）或者使用pin二极管来实施。RF开关可以被集成到集中式雷达IC1322中，或者可以被安装到印刷电路板（例如还包括集中式雷达IC 1322的印刷电路板）上。

在解释了如何使用波导（例如传送波导）把所生成的无线电信号从传感器装置的传送器电路引导到机器的可移动部分以及如何同样使用波导（例如接收波导）把反射自可移动部分的无线电信号引导回到接收器电路之后，现在将描述接收器电路（或者评估电路）如何可以至少基于所接收到的反射无线电信号来确定可移动部分的位置和/或速度。

根据本公开内容的一些实施例，接收器电路可以基于所接收到的反射无线电信号的功率变化以及/或者所生成的无线电信号与所接收到的反射无线电信号之间的相位差来确定可移动部分的位置和/或速度。

图14示出了机器1400，其包括可移动部分1410，例如编码器轮或圆盘，并且还包括雷达IC，例如具有耦合到传送波导1432的传送天线1427以及耦合到接收波导1434的接收天线1428的收发器电路1422。传送波导1432的第二末端和接收波导1434的第一末端可以紧邻（小于5cm或者在一些实施例中甚至小于1cm）可移动部分1410。

在一些实施例中，还有可能使用仅仅一个单一收发天线和一个单一收发波导连同用以分离传送和接收路径的双工器。可移动部分1410具有垂直于其旋转轴（y轴）的x-z平面内的旋转对称剖面。在这里，传送波导1432的第二末端的正面和接收波导1434的第一末端的正面被定位成与可移动部分1410相切，从而使得所生成的无线电信号S _t被可移动部分1410的外侧环形肤覆表面（skin surface）反射，所述外侧环形表面平行于可移动部分1410的旋转轴并且在可移动部分1410的圆周方向上延伸。

可移动部分的外侧环形肤覆表面包括圆周方向上的邻近表面部分1412-1、1412-2、1412-3、1412-4，该邻近表面部分被配置成交替对于发射自传送波导1432的无线电信号S _t的电磁反射率。术语“电磁反射率”在这里应当被理解成反射自某一表面的无线电信号的能量与入射在该表面上的无线电信号的能量的比值，其中反射无线电信号是由入射无线电信号所导致的。

第一表面部分1412-1对于无线电信号的第一电磁反射率不同于邻近的第二表面部分1412-2对于无线电信号的第二电磁反射率。这例如可以通过对于邻近的表面部分使用不同的表面材料而实现。举例来说，第一电磁反射率可以通过金属化获得，而第二电磁反射率可以在没有金属化的情况下获得。不同的电磁反射率导致或生成所接收到的反射无线电信号S _r的对应的不同幅度。邻近第二表面部分1412-2的第三表面部分1412-3对于无线电信号的电磁反射率可以对应于第一表面部分1412-1的第一电磁反射率。邻近第三表面部分1412-3的第四表面部分1412-4对于无线电信号的电磁反射率可以对应于第二表面部分1412-2的第二电磁反射率，后面以此类推。通过这种方式，当可移动部分1410旋转时可以获得具有高和低数值（例如电压或比特）的周期性地振荡的输出信号1423。高输出信号数值可以对应于具有高电磁反射率的表面部分1412，而低输出信号数值例如可以对应于具有低电磁反射率的表面部分1412。在一些实施例中，第一电磁反射率可以基本上或者显著不同于第二电磁反射率，例如相差第一或第二电磁反射率的至少5%。也就是说，第一电磁反射率与第二电磁反射率之间的比值可以小于0.95（或者大于1.05）。对于所接收到的反射信号S _r和/或输出信号1423的更加显著的幅度震荡，第一电磁反射率与第二电磁反射率之间的比值例如可以小于0.5（或者大于1.5）。

在图14的实例中，雷达IC 1422可以测量由可移动部分1410（例如由结构化目标轮）反射的接收信号S _r的功率的幅度调制/变化。所述幅度调制是由邻近表面部分1412-1、1412-2、1412-3、1412-4之间的反射率的改变而导致的。所述交替的反射率例如可以是由塑料轮上的金属镀层而导致的。受益于本公开内容的技术人员将认识到，对应于交替反射率的多种其他选项也是可能的。

图15示出了另外的示例性实施例，其中可移动部分的邻近表面部分被配置成导致或者生成所接收到的反射无线电信号的不同幅度或者所传送和接收的信号之间的不同相位偏移。

图15a示出了比如机器1500的圆环、圆盘或轴杆之类的可移动部分1510的环面。类似于图14的实施例，可移动部分的环面包括安排在圆周方向上的邻近表面部分1512-1、1512-2、1512-3、1512-4，上述邻近表面部分被配置成对于发射自收发波导1533的无线电信号交替电磁反射率。在机器1500的实例中，收发波导被安排在可移动部分的环面的前方。基于x、y、z坐标系，无线电信号S _t在y方向上被从收发波导1533传送到环面。与此同时，可移动部分的旋转轴也沿着y方向延伸。但是在所述旋转轴与收发波导1533的位置（例如收发波导1533的一个末端）之间可能存在径向偏移量。因此，圆盘也可以被用作可移动部分1510以取代轮子，并且收发波导1533的所述末端的正面（例如被配置成发射无线电信号并且配置成接收反射自可移动部分1510的无线电信号的收发波导1533的孔径）可以被放置在圆盘前方。

图15b示出了比如由机器1500’所包括的齿轮1510’之类的可移动部分的剖面或环面。齿轮1510’包括沿着其圆周的通过间隙1512’-2分开的多个轮齿1512’-1。齿轮1510’在垂直于其旋转轴（y轴）的x-z平面内具有旋转对称剖面。收发波导1533’被从齿轮1510’径向地向外定位，从而使得无线电信号S _t被齿轮1510’的外侧肤覆表面反射，所述齿轮1510’的外侧肤覆表面平行于该齿轮的旋转轴并且在齿轮1510’的圆周方向上延伸。齿轮的肤覆表面的轮齿1512’-1和间隙1512’-2在圆周方向上提供被安排在与齿轮1510’的旋转轴的交替距离处的邻近表面部分。这样还导致对应的邻近表面部分1512’-1、1512’-2与收发波导1533’（例如被配置成发射无线电信号并且被配置成接收反射自齿轮1510’的相应无线电信号的收发波导1533’的孔径）之间的交替（最短）距离。也就是说，齿轮1510’的第一表面部分1512’-1与收发波导1533’的孔径之间的最短距离（第一距离）可以不同于齿轮1510’的邻近的第二表面部分1512’-2与收发波导1533’的孔径之间的最短距离（第二距离）。本领域技术人员将认识到，第一和第二距离分别可以指代当图15b中的轮齿1512’-1或间隙1512’-2直接朝向收发波导1533’的孔径时的距离。

在一些实施例中，第一距离与第二距离之差可以超出第一或第二距离的5%。也就是说，第一距离与第二距离的比值可以小于0.95（或大于1.05）。对于接收信号S _r的更加显著的幅度震荡，第一距离与第二距离之间的比值例如可以小于0.5（或大于1.5）。应当提到的是，齿轮1510’的邻近径向偏移量表面部分1512’-1和1512’-2可以具有相同的电磁反射率。但是可选的是，它们可以具有不同的电磁反射率以便进一步增强反射信号的变化。

因此，在一些实施例中，可以使用齿轮以替代金属印刷轮，并且反射接收无线电信号功率的调制的出现是由于距离的改变而不是材料反射率的改变。

受益于本公开内容的技术人员将认识到，还可以使用比评估所接收到的反射雷达波的幅度/功率更加复杂的雷达原理。举例来说，作为脉冲雷达或频率调制连续波（FMCW）雷达的其中一项经典的雷达测量，可以评估去到反射对象的距离。这可以被用来验证机器的机械安装是否处于正确的状况。对于齿轮处的测量，还可以使用具有对于多普勒效应的评估的连续波（CW）雷达，该雷达将会给出速度信号，这是因为在接近轮齿的边缘处，目标的表面朝向收发波导（或者朝向一对传送和接收波导）移动（正速度脉冲），并且在接近间隙的边缘处，目标的表面远离收发波导（或者远离所述一对传送和接收波导）移动并且给出负速度脉冲。因此，存在利用不同雷达原理的各种替换方案。

图16示出了与用于速度感测的示例性实施例有关的反射信号S _r的一个实例。

上方信号进程1610例如可以通过对所接收到的雷达信号进行向下转换而获得，其中所述雷达信号已被具有不同反射率的邻近表面部分的移动中（例如旋转中）的可移动部分反射。从RF域的信号向下转换可以在雷达IC中实施，并且可能导致具有变化的幅度和/或相位的潜在地带有噪声的模拟或数字中频（IF）或基带雷达信号1612。可以可选地对雷达信号1612进行滤波以用于噪声抑制或减少。在所示出的实例中，具有更高幅度的雷达信号部分可以对应于可移动部分的具有更高反射率的部分，而具有较低幅度的信号部分可以对应于可移动部分的具有较低反射率的部分。

图16的下方部分中的信号进程1620描绘出雷达传感器输出信号1622的一个实例。每当雷达信号1612的幅度超出预定义的信号阈值thres时，例如可以生成输出信号脉冲1622并且向ECU发送。因此，在所示出的实例中，信号上升沿和预定义信号阈值被用来生成输出信号脉冲，从而得到具有“高”和“低”水平的二进制传感器输出信号。受益于本公开内容的技术人员将认识到，其他生成传感器输出信号的方法也是可能的。举例来说，信号1612的信号下降沿和/或过零也可以被用作输出信号脉冲的触发。

在另外的实施例中，信号进程1610还可以表示参考信号与所接收到的雷达信号之间的相位差。不同的相位差可以表明雷达信号的不同飞行（flight）时间，并且从而表明移动中（例如旋转中）的可移动部分的不同部分。此外，在这样的实例中，可以基于探索/提取相位差信号的信号边沿和/或阈值数值和/或过零而生成或触发传感器输出信号1622。

在速度感测应用中，输出信号脉冲1622的出现（例如信号边沿）可以与可移动对象/部分的移动同步，例如输出信号的信号边沿可以与例如反射结构（例如安装在对象上的轮齿或特定雷达发射结构）之类的对象结构的出现同步。换句话说，信号边沿对应于例如轮齿的开始等等之类的特定结构。因此，特定时间间隔内的输出信号脉冲的数目可以被用于评估可移动部分的速度。

其他实施例可以附加地或替换地采用对于存在于所接收到的/反射雷达信号中的频率分量的分析。通过分析频谱（例如像频谱扩展）也可以产生关于可移动部分的速度的信息。在一些实施例中，分析雷达信号以确定旋转速度信息可以在例如相同的芯片上的雷达传感器中实施。在一些实施例中，取代提供具有与输出信号边沿同步的边沿的输出信号脉冲，例如可以利用数字或模拟通信接口把在雷达传感器处确定的速度的绝对数值传送到控制单元。

在描述了用于速度感测的几个示例性实施例之后，将关于测量位置或旋转角度描述一个实施例。根据一些实施例，这可以通过为机器提供可旋转移动部分来实现，所述可旋转移动部分在垂直于该可移动部分的旋转轴的平面内具有旋转非对称剖面。在一些实施例中，可能存在显著的旋转非对称性。因此，所述可移动部分在垂直于其旋转轴的平面内的最小与最大直径之间的比值可以小于0.9或者甚至小于0.5。传送器电路被配置成向可移动部分传送无线电信号。接收器电路被配置成接收来自可移动部分的无线电信号的反射，并且至少基于所接收到的反射自旋转非对称可移动部分的无线电信号确定可移动部分的旋转位置和/或旋转速度。

图17示出了包括收发器电路1722的设置1700，所述收发器电路1722具有耦合到传送波导1732的传送天线1727以及耦合到接收波导1734的接收天线1728，其中传送波导1732的第二末端和接收波导1734的第一末端紧邻（小于5cm或者在一些实施例中甚至小于1cm）可移动部分1710，所述可移动部分1710在垂直于该可移动部分的旋转轴1752的平面内具有非对称剖面。举例来说，被测量的可移动部分1710可以是非对称轴杆（例如凸轮轴或曲轴）。在所示出的实例中，可移动部分的剖面是椭圆形。但是其他旋转非对称的剖面也是可能的。在这里，传送波导1732和接收波导1734被从可移动部分1710径向地向外定位，从而使得无线电信号S _t被平行于可移动部分的旋转轴1752延伸的可移动部分1710的外侧肤覆表面反射。

如图17的实例中所示，波导1732和1734与肤覆表面之间的距离d取决于可移动部分1710的旋转角度α。在椭圆形可移动部分1710的半长轴（major semiaxis）平行于z方向（α=0）的情况下，距离d对应于波导1732、1734与可移动部分1710的肤覆表面之间的最短距离。在该位置处，收发器电路1722将检测到反射信号的最大幅度。在椭圆形可移动部分1710的半长轴平行于x方向（α=π/2）的情况下，距离d对应于波导1732、1734与可移动部分1710的肤覆表面之间的最大距离。在该位置处，收发器电路1722将检测到反射信号的最小幅度。在另一的位置处，其中椭圆形可移动部分1710的半长轴反平行于z方向（α=π），距离d再次对应于波导1732和1734与可移动部分1710的肤覆表面之间的最大距离。在该位置处，收发器电路1722将再次检测到反射信号的最大幅度等等。因此有可能基于反射信号的幅度或功率检测到180°无歧义的角度信息。替换地或附加地，还有可能检测振荡反射无线电信号的幅度变化的频率。该频率表明可移动部分1710的旋转速度ω。频率越高，旋转速度ω就越高。

图19示出了包括收发器电路1922的设置1900，所述收发器电路1922具有耦合到传送波导1932的传送天线1927，以及耦合到接收波导1934的接收天线1928，其中传送波导1932的第二末端和接收波导1934的第一末端紧邻（小于5cm或者在一些实施例中甚至小于1cm）可移动部分1910，所述可移动部分1910在垂直于该可移动部分的旋转轴1952的平面内具有圆形剖面。可移动部分的旋转轴1952根据图19中所示出的坐标系处于y方向上，并在z方向上与圆形剖面的中心存在偏心。举例来说，被测量的可移动部分1910可以是轴杆（例如凸轮轴或曲轴）。在这里，传送波导1932和接收波导1934被从可移动部分1910径向地向外定位，从而使得无线电信号S _t被平行于可移动部分的旋转轴1952延伸的可移动部分1910的外侧肤覆表面反射。

如图19的实例中所示，波导1932和1934与肤覆表面之间的距离d取决于可移动部分1910的旋转角度α。由于存在偏心的旋转轴，存在一个唯一的位置（α=0），其中可移动部分1910的肤覆表面与波导1932、1934之间的距离是最小的，例如对应于最短距离。在该位置处，收发器电路1922将检测到反射信号的最大幅度。在一个相反的唯一位置（α=π）处，距离d对应于波导1932、1934与可移动部分1910的肤覆表面之间的最大距离。在该位置处，收发器电路1922将检测到反射信号的最小幅度。因此，有可能基于反射信号的幅度或功率检测到360°无歧义的角度信息。替换地或附加地，还有可能检测振荡反射无线电信号的幅度变化的频率。该频率表明可移动部分1910的旋转速度ω。频率越高，旋转速度ω就越高。

总而言之，实施例实施了作为针对磁性传感器概念的替换方案的用于位置和/或速度感测的方法。在图18中示出了方法1800的高层级流程图。

方法1800包括利用传送器电路生成1810无线电信号，并且把无线电信号从传送器电路耦合1820到传送波导中。方法1800还包括把无线电信号从传送器电路通过传送波导引导1830到可移动部分，并且从传送波导向可移动部分发射1840无线电信号。此外，方法1800还包括从可移动部分反射1850无线电信号，利用接收波导捕获1860来自可移动部分的反射无线电信号，并且把反射无线电信号从可移动部分通过接收波导引导1870到接收器电路。随后由方法1800实施把反射无线电信号从接收波导耦合1880到接收器电路。此外，所述方法还包括至少基于所接收到的反射无线电信号利用接收器电路确定1890可移动部分的位置和/或速度。

所述描述和附图仅仅是说明本公开内容的原理。因此应当认识到，本领域技术人员将能够设想到虽然在这里没有被明确地描述或示出但是体现了本公开内容的原理的各种安排。此外，这里所引述的所有实例主要意图是明确地仅用于教育目的，以便帮助读者理解本公开内容的原理和（多位）发明人对于推进本领域所贡献的概念，并且应当被解释成不受限于这样的具体引述的实例和条件。此外，这里引述本公开内容的原理、方面和实施例及其具体实例的所有声明都意图涵盖其等效方案。

本领域技术人员应当认识到，这里的任何方块图表示体现了本公开内容的原理的说明性电路的概念性视图。类似地，将认识到，任何流程图、程序图、状态转变图、伪代码等等表示可以基本上被表示在计算机可读介质中并且从而由计算机或处理器执行的各种过程，而不管是否明确地示出了这样的计算机或处理器。

此外，接下来的权利要求在这里被合并到详细描述中，其中每一项权利要求可以独立作为一个单独的示例性实施例。虽然每一项权利要求可以独立作为一个单独的示例性实施例，但是应当提到的是，尽管某一项从属权利要求可能在权利要求书中涉及到与一项或更多项权利要求的特定组合，但是其他示例性实施例也可以包括该从属权利要求与每一项其他从属或独立权利要求的主题内容的组合。除非声明特定组合是不合意图的，否则这样的组合在这里都被提出。此外还意图把某一项权利要求的特征包括到任何其他独立权利要求，即使该权利要求并不直接从属于所述独立权利要求。

还应当提到的是，在说明书或权利要求书中所公开的方法可以通过具有用于实施这些方法的每一项对应的动作的装置的设备来实施。

此外还应当理解的是，在说明书或权利要求书中所公开的多项动作或功能的公开内容不可被解释成在特定顺序的范围之内。因此，多项动作或功能的公开内容将不会把这些动作或功能限制到特定的顺序，除非这样的动作或功能出于技术原因是不可互换的。此外，在一些实施例中，单项动作可以包括或者可以被分解成多项子动作。除非明确地被排除，否则这样的子动作可以被包括在该单项动作的公开内容中并且作为其一部分。

Claims (25)

1.一种机器，所述机器包括：

可移动部分；

被配置成生成无线电信号的传送器电路；

耦合在传送器电路与可移动部分之间的传送波导，其中所述传送波导被配置成把无线电信号从传送器电路引导到可移动部分，

其中，所述可移动部分被配置成反射无线电信号；

接收器电路；以及

耦合在可移动部分与接收器电路之间的接收波导，其中所述接收波导被配置成把反射无线电信号从可移动部分引导到接收器电路，

其中，所述接收器电路被配置成至少基于所接收到的反射无线电信号来确定可移动部分的位置或速度。

2.根据权利要求1所述的机器，其中，所述传送波导或接收波导包括中空波导。

3.根据权利要求2所述的机器，其中，所述中空波导包括中空塑料波导，所述中空塑料波导包括由电介质层围绕的空气芯。

4.根据权利要求1所述的机器，其中，所述传送波导或接收波导包括实心塑料波导。

5.根据权利要求1所述的机器，所述机器还包括屏蔽外罩，所述屏蔽外罩被配置成对传送器电路或接收器电路进行电磁屏蔽。

6.根据权利要求1所述的机器，所述机器还包括滤波器电路，所述滤波器电路被配置成对供电电压进行滤波以去除干扰信号，并且把经过滤波的供电电压提供到传送器电路和接收器电路中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的机器，其中，所述传送波导和接收波导被排布在至少五厘米的距离上。

8.根据权利要求1所述的机器，其中，所述传送波导与可移动部分之间的第一最小距离小于五厘米，并且其中，所述接收波导与可移动部分之间的第二最小距离小于五厘米。

9.根据权利要求1所述的机器，其中，所述传送波导和接收波导被集成在单个收发波导中。

10.根据权利要求1所述的机器，其中，所述传送器电路包括被配置成把无线电信号耦合到传送波导中的传送天线。

11.根据权利要求1所述的机器，其中，所述接收器电路包括被配置成从接收波导捕获反射无线电信号的接收天线。

12.根据权利要求9所述的机器，所述机器还包括收发天线，所述收发天线被配置成把无线电信号耦合到收发波导中，并且被配置成从收发波导捕获反射无线电信号。

13.根据权利要求1所述的机器，其中，所述接收器电路耦合到多个传送波导，并且其中，所述接收器电路耦合到多个接收波导。

14.根据权利要求1所述的机器，其中，所述接收器电路被配置成基于所接收到的反射无线电信号的功率的变化或者所生成的无线电信号与所接收到的反射无线电信号之间的相位差来确定可移动部分的位置或速度。

15.根据权利要求1所述的机器，其中，所述可移动部分的邻近表面部分被配置用于交替对于无线电信号的电磁反射率。

16.根据权利要求1所述的机器，其中，所述可移动部分可以围绕旋转轴旋转，并且其中，所述接收器电路被配置成至少基于所接收到的无线电信号来确定可移动部分的旋转位置或旋转速度。

17.根据权利要求16所述的机器，其中，所述可移动部分包括垂直于旋转轴的平面内的旋转对称剖面。

18.根据权利要求1所述的机器，其中，所述可移动部分是轮子、齿轮、圆盘或轴杆。

19.根据权利要求16所述的机器，其中，所述可移动部分包括垂直于旋转轴的平面内的旋转非对称剖面。

20.根据权利要求1所述的机器，其中，所述机器是车辆或者车辆的一部分。

21.根据权利要求1所述的机器，其中，所述传送波导或接收波导使用RF馈送被馈送通过机器外罩的分隔壁。

22.根据权利要求1所述的机器，所述机器还包括被配置成容纳可移动部分的机器外罩，所述机器外罩包括被配置成接纳传送波导或接收波导，并且把所述至少一个所接纳的波导的一个末端导向可移动部分的固定装置。

23.根据权利要求22所述的机器，其中，所述固定装置被插入在机器外罩中的开口中，并且被安装在机器外罩上，其中所述至少一个所接纳的波导从机器外罩的外部被插入到所述固定装置中，其中所述固定装置的处于机器外罩内部的一个末端对于无线电信号是透明的。

24.一种传感器装置，所述传感器装置包括：

包括被配置成生成无线电信号的传送器部分并且包括接收器部分的受到电磁屏蔽的集成收发器电路；

耦合到传送器部分的传送波导，其中所述传送波导被配置成把无线电信号从传送器部分引导到可移动部分；以及

耦合到接收器部分的接收波导，其中所述接收波导被配置成把反射自可移动部分的无线电信号引导到接收器部分，

其中，所述接收器部分被配置成至少基于所接收到的反射无线电信号来感测可移动部分的位置或速度。

25.一种用于确定可移动部分的位置或速度的方法，所述方法包括：

利用传送器电路生成无线电信号；

把无线电信号从传送器电路耦合到传送波导中；

通过传送波导把无线电信号从传送器电路引导到可移动部分；

从传送波导向可移动部分发射无线电信号；

从可移动部分反射无线电信号；

利用接收波导捕获来自可移动部分的反射无线电信号；

通过接收波导把反射无线电信号从可移动部分引导到接收器电路；

把反射无线电信号从接收波导耦合到接收器电路；以及

至少基于所接收到的反射无线电信号利用接收器电路确定可移动部分的位置或速度。