CN112731546A

CN112731546A - 一种感应传感设备及智能探测感应装置

Info

Publication number: CN112731546A
Application number: CN202110055413.XA
Authority: CN
Inventors: 张腾; 赵杰; 包明杰
Original assignee: Shenzhen Haina Microsensor Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Haina Microsensor Technology Co ltd
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-04-30

Abstract

本发明公开了一种感应传感设备及智能探测感应装置，包括有毫米波探测器、以及金属线或金属片；其中，所述毫米波探测器包括有信号发生单元、信号分配单元、信号发射与接收单元以及信号处理单元；所述金属线或金属片连接所述毫米波探测器的输出端和/或输入端，以用于发射和/或接收信号。本发明采用金属线或者金属片作为感应传感设备的天线，把振荡器产生的电磁波导到待探测空间，使得探测范围容易控制，适用于狭小复杂空间。

Description

一种感应传感设备及智能探测感应装置

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种高性能、低成本的感应传感设备及及智能探测感应装置。

背景技术

微波传感器是利用微波特性来检测某些物理量的器件或装置。由发射天线发出微波，此波遇到被测物体时将被吸收或反射，使微波功率发生变化。若利用接收天线，接收到通过被测物体或由被测物体反射回来的微波，通过发射波和反射波之间的差频，并将它转换为电信号，再经过信号调理电路，即可以显示出被测量，侦测移动人或物体的存在，实现了微波检测。

与红外、激光相比，微波最突出的优点是对云、雾和尘埃以及障碍物等具有较强的穿透能力，较少受复杂气象条件和人为干扰的影响；相对于红外、激光探测装置，微波传感器通过检测物体反射的微波来探测物体的运动状况，检测对象将并不会局限于人体，还有很多其他的事物，微波传感器不受环境温度的影响，探测距离远，灵敏度高，被广泛应用于工业、交通及民用装置中，如智能安放、车辆测速、自动门、感应灯、倒车雷达等。

现有的微波传感器应用于狭小范围(比如：门把手、冰箱把手、衣柜、以及一些结构比较复杂的狭小空间)内探测时，由于天线多使用定向天线来控制天线的感应范围，因此很难控制天线的感应范围，从而会导致需要覆盖的地方没有覆盖到，而不需要感应的地方却有覆盖，容易造成的误触发的现象。目前的解决方法是安装多个微波传感器，限制各微波传感器的检测范围。然而多个微波传感器的效果依然不是很理想，并且采用多个传感器使得成本较高。

故，针对上述目前现有技术存在的缺陷，实有必要进行开发研究，以提供一种解决方案，设计一种适用于狭小复杂空间的感应传感设备。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种适用于狭小复杂空间的感应传感设备及智能探测感应装置。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种感应传感设备，包括有毫米波探测器、以及金属线或金属片；其中，所述毫米波探测器包括有信号发生单元、信号分配单元、信号发射与接收单元以及信号处理单元；所述金属线或金属片连接所述毫米波探测器的输出端和/或输入端，以用于发射和/或接收信号。

在一些实施例中，所述信号发射与接收单元共用所述金属线或金属片作为发射与接收天线，用于发射信号或接收信号。

在一些实施例中，所述金属线或金属片共有两个，分别连接到毫米波探测器的输出和输入端，以作为发射天线和接收天线，分别用于发射信号和接收信号。

在一些实施例中，所述信号发生单元包括有振荡器，所述振荡器包括有场效应管、介质谐振器以及微带结构。

在一些实施例中，所述信号处理单元包括有混频器；所述信号分配单元包括有功率分配器，以用于调节配置所述振荡器传输到发送天线与混频器之间的功率。

在一些实施例中，还包括有滤波器，用于抑制高次谐波。

在一些实施例中，还包括外壳，以用于安装集成有所述振荡器、功率分配器、以及混频器的PCB板。

本发明另一实施例技术方案为：

一种智能探测感应装置，包括前述任一实施例技术方案所述的感应传感设备、连接感应传感设备的脉冲电源、主控芯片模块、以及为主控芯片与脉冲电源提供电源的电源模块。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

相较于现有技术，本发明采用金属线或者金属片作为感应传感设备的天线，把振荡器产生的电磁波导到待探测空间，使得探测范围容易控制，适用于狭小复杂空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例感应传感设备的原理模块框图；

图2是本发明实施例感应传感设备的毫米波探测器的电路板图示；

图3是本发明另一实施例智能探测感应装置的原理模块框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1所示，本发明感应传感设备包括有毫米波探测器100、以及金属线或金属片200；其中，所述毫米波探测器100包括有信号发生单元、信号分配单元、信号发射与接收单元以及信号处理单元；所述金属线或金属片200连接毫米波探测器100的输出端和/或输入端，以用于发射和/或接收信号。

在一些实施例中，信号发射与接收单元共用所述金属线或金属片作为发射与接收天线，用于发射信号或接收信号。

所述信号发生单元包括有振荡器，本发明实施例中，所述振荡器包括有场效应管、介质谐振器以及微带结构，通过调节场效应管的工作点及反馈电路的相位，使场效应管工作于正反馈状态，从而得到所需要的工作信号。可以理解的是，本发明实施例中，通过调整振荡器的工作点到达谐波最小，从而可以省去滤波单元。可以理解的是，所述振荡器还连接有供压源，以为传感器提供工作电源。

在一些实施例中，振荡器输出一个频率为ftra的发射信号，其中一路经过发射天线发射出去，一路进入混频器中；发射天线发射出的信号遇到目标物体后反射回来，发射回来的信号称为回波信号，接收天线接收回波信号，传送至混频器中进行处理，最后输出携带有目标物体相关信息的信号。

所述信号分配单元包括有功率分配器；所述信号发射单元包括有发送天线；所述信号处理单元包括有混频器；其中，所述功率分配器用于调节配置振荡器传输到发送天线与混频器之间的功率配比。在一些实施例中，所述功率分配器包括有本振信号输入臂、发送天线输出臂以及混频器信号输入臂。通过调节所述本振信号输入臂、发送天线输出臂以及混频器信号输入臂的长度与宽度，可以实现发送天线与混频器之间任意的功率配。

所述信号处理单元用于把接收到的射频信号转变为中频信号，所述混频器接收来自功率分配器的混频器信号输入臂端以及接收天线端的信号，进行混频后输出中频信号。所述混频器包括有本振信号输入端、接收天线信号输入端、中频信号输出端以及混频管。

通过所述金属线或者金属片把振荡器产生的电磁波发送到待检测的空间，使得待检测的空间布满电磁场，当待检测的空间没有移动的外来物体时，接收天线返回的回波信号与本振信号通过混频器混频，混频输出的信号为差频信号信号,即本振信号和doppler频移后的信号之间的差频信号。当待检测的空间出现移动的外来物体(如：人体或者移动的人手)时，会产生多普勒效应，本振信号与接收天线接收到的从人体或人手返回的回波信号进行混频，混频器输出中频信号，进一步地，根据是否有中频信号输出，即可判断待检测空间是否有移动的外来物体。

在一些实施例中，还包括有滤波器，用于抑制高次谐波，以满足不同标准的需求，比如Fcc，CE等需求。

在本发明实施例中，由于金属线或金属片的形状容易按照待检测的空间改变，从而使得控制检测范围容易控制。并且，由于金属线或金属片作为天线的天线电磁场分布基本上是以金属线为中心的一个个圆环，使得这种天线特别适合应用在门把手等小范围的，结构相对复杂的空间，从而实现了一个毫米波传感器可以检测比较大范围的空间。

参照图2示，图2为本发明感应传感设备的毫米波探测器100的电路板图示，所述电路板采用双层PCB板结构，振荡器电路10设置在电路板一端，功率分配器11设置在电路板中间位置，混频器电路12设置在电路板另一端；其中，中间位置靠近混频器电路设置有天线接口13，所述金属线200连接于天线接口13 处。

本发明实施例中，在保证强度的条件下，优先采用厚度小的PCB，作为本发明一实施例，所述PCB板的厚度为0.5mm，PCB板的面积小于20mm*30mm。可以理解的是，本发明感应传感设备还包括一个外壳，所述集成有振荡器、功率分配器、以及混频器的PCB板安装于外壳中。

参照图3所示，作为本发明另一实施例，还提供一种智能探测感应装置300，包括有上述实施例所述的感应传感设备、连接感应传感设备的脉冲电源、主控芯片模块、以及为主控芯片与脉冲电源提供电源的电源模块。其中，所述感应传感设备对目标物体进行探测，将所获得的信息传输至主控芯片模块，主控芯片模块对所获得的信息进行处理，发出相应的控制指令，从而完整探测工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种感应传感设备，其特征在于，包括有毫米波探测器、以及金属线或金属片；其中，所述毫米波探测器包括有信号发生单元、信号分配单元、信号发射与接收单元以及信号处理单元；所述金属线或金属片连接所述毫米波探测器的输出端和/或输入端，以用于发射和/或接收信号。

2.根据权利要求1所述的感应传感设备，其特征在于：所述信号发射与接收单元共用所述金属线或金属片作为发射与接收天线，用于发射信号或接收信号。

3.根据权利要求1所述的感应传感设备，其特征在于，所述金属线或金属片共有两个，分别连接到毫米波探测器的输出和输入端，以作为发射天线和接收天线，分别用于发射信号和接收信号。

4.根据权利要求2或3所述的感应传感设备，其特征在于，所述信号发生单元包括有振荡器，所述振荡器包括有场效应管、介质谐振器以及微带结构。

5.根据权利要求4所述的感应传感设备，其特征在于，所述信号处理单元包括有混频器；所述信号分配单元包括有功率分配器，以用于调节配置所述振荡器传输到发送天线与混频器之间的功率。

6.根据权利要求5所述的感应传感设备，其特征在于，还包括有滤波器，用于抑制高次谐波。

7.根据权利要求5所述的感应传感设备，其特征在于，还包括外壳，以用于安装集成有所述振荡器、功率分配器、以及混频器的PCB板。

8.一种智能探测感应装置，其特征在于：包括权利要求7所述的感应传感设备、连接感应传感设备的脉冲电源、主控芯片模块、以及为主控芯片与脉冲电源提供电源的电源模块。