CN113131203B - 半波回折式定向微波探测天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一半波回折式定向微波探测天线，其包括一半波振子和一参考地面，其中所述半波振子具有大于等于1/2且小于等于3/4波长电长度，和具有自其两端延伸的两耦合段，各所述耦合段具有大于等于1/6波长电长度，两所述耦合段分别以所述半波振子的两端为端，对应命名各所述耦合段的另一端为所述耦合段的馈电端，其中两所述馈电端之间的距离小于等于λ/4，所述半波振子的两端之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6，继而在所述半波振子以其两端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围与所述参考地面相间隔的状态，能够于两所述馈电端基于相应的馈电方式形成定向辐射并基于所述半波振子的两端之间的耦合产生明显的谐振频点。

Description

半波回折式定向微波探测天线

技术领域

本发明涉及微波探测领域，特别涉及一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线能够产生定向辐射并具有明显的谐振频点，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测。

背景技术

微波探测技术是基于微波多普勒效应原理进行工作的，其能够对一目标空间的活动动作进行探测，以判断所述目标空间内是否有人体进入和存在，从而在不侵犯人隐私的情况下，探测出活动物体，因而能够作为人与物，物与物之间相联的重要枢纽被应用于行为探测和存在探测而具有广泛的应用前景。具体地，相应微波探测器被一激励信号馈电而发射对应所述激励信号的频率一微波波束至所述目标空间，进而于所述目标空间形成一探测区域，和接收所述微波波束被所述探测区域内的相应物体反射形成的一反射回波而传输对应所述反射回波频率的一回波信号至一混频检波单元，其中所述混频检波单元混频所述激励信号和所述回波信号而输出对应于所述激励信号和所述回波信号之间的频率/相位差异的一多普勒中频信号，其中基于多普勒效应原理，在反射所述微波波束的所述物体处于运动的状态时，所述回波信号与所述激励信号之间具有一定的频率/相位差异而于所述多普勒中频信号呈现相应的幅度波动以反馈人体活动。

现有的微波探测器依辐射源的结构主要分为柱状辐射源结构的微波探测器和平板辐射源结构的微波探测器，其中在结构上，由于所述柱状辐射源结构的微波探测器的柱状辐射源垂直于其参考地面，相对于趋于平板结构的所述平板辐射源结构的微波探测器，所述柱状辐射源结构的微波探测器在实际安装中易占用更大的安装空间，因而在如今追求小型简洁的外观审美趋势下，具有平板辐射源结构的所述微波探测器因占用空间小和相对稳定的优势而备受青睐，其中所述平板辐射源结构的微波探测器在其参考地面方向的平面尺寸直接受限于其参考地面的面积，然而，由于所述平板辐射源结构的微波探测器对其平板辐射源具有一定的尺寸要求，以致其参考地面的面积在满足大于其平板辐射源的面积的结构基础上同样具有一定的尺寸要求，对应使得所述平板辐射源结构的微波探测器在其参考地面方向的平面尺寸相对于所述柱状辐射源结构的微波探测器在其参考地面方向的平面尺寸难以降低。也就是说，虽然所述平板辐射源结构的微波探测器相对于所述柱状辐射源结构的微波探测器能够在实际安装中占用更小的安装空间，但所述柱状辐射源结构的微波探测器的参考地面的面积允许被设置小于所述平板辐射源结构的微波探测器的参考地面的面积，对应在无需考虑所述柱状辐射源结构的微波探测器在其柱状辐射源方向的占用空间的安装场景时，所述柱状辐射源结构的微波探测器相对于所述平板辐射源结构的微波探测器反而能够占用更小的安装空间。因此，所述柱状辐射源结构的微波探测器仍具有广泛的应用需求。

具体地，参考本发明的说明书附图之图1A至图1C所示，现有的柱状辐射源结构的微波探测器10P的结构原理和对应所述结构原理的辐射方向图以及S11曲线分别被示意，其中所述柱状辐射源结构的微波探测器10P包括所述柱状辐射源11P和所述参考地面12P，其中所述参考地面12P被设置有一辐射孔121P，其中所述柱状辐射源11P自其馈电端111P延伸以经所述辐射孔121P垂直穿透所述参考地面12P，并于所述辐射孔121P与所述参考地面12P之间形成有一辐射缝隙1211P，其中所述柱状辐射源11P的远离其馈电端111P的一端与所述参考地面12P之间具有大于等于四分之一波长电长度，以使得所述柱状辐射源结构的微波探测器10P能够具有相应谐振频率而具有对所述反射回波的选择性，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测，如此则在所述柱状辐射源11P于其馈电端111P被相应的激励信号馈电时，所述柱状辐射源11P能够与所述参考地面12P耦合而自所述辐射缝隙1211P以所述柱状辐射源11P为中心轴形成一辐射空间100P，其中所述辐射空间100P为所述柱状辐射源结构的微波探测器10P辐射的电磁波的覆盖范围，其中在相应激励信号的激励下，所述柱状辐射源11P的远离其馈电端111P的一端的电流密度最大，则在所述参考地面12P的适宜面积设置下，所述柱状辐射源结构的微波探测器10P以所述参考地面12P为界的前后电磁辐射范围趋于一致而不具备定向辐射能力，并在所述柱状辐射源11P的两端的延伸方向形成有探测死区，对应所述辐射空间100P呈现以所述参考地面12P为界具有较大的后向波瓣，和以所述柱状辐射源11P为中心轴在所述柱状辐射源11P的两端的延伸方向具有内凹的探测死区。

因此，所述柱状辐射源结构的微波探测器10P仍具有广泛的应用需求，但所述柱状辐射源结构的微波探测器10P以所述参考地面12P为界具有较大的后向波瓣，和以所述柱状辐射源11P为中心轴在所述柱状辐射源11P的两端的延伸方向具有内凹的探测死区，对应形成所述柱状辐射源结构的微波探测器10P的所述探测区域无法与所述目标空间相匹配的状况，例如所述探测区域与所述目标空间部分交叉重合的状况，如此以在所述探测区域之外的所述目标空间无法被有效探测的状态，和/或在所述目标空间之外的所述探测区域存在环境干扰的状态，包括动作干扰、电磁干扰以及因电磁屏蔽环境造成的自激干扰，造成所述柱状辐射源结构的微波探测器10P探测精准度差和/或抗干扰性能差的问题，即所述柱状辐射源结构的微波探测器10P在实际应用中具有较差的探测稳定性而在实际应用中于不同应用场景的适应能力有限。

此外，无论是柱状辐射源结构的微波探测器10P还是平板辐射源结构的微波探测器，形成所述辐射空间的耦合能量主要集中于所述参考地面与相应的辐射源之间，相应微波探测器的谐振稳定性对所述参考地面与相应辐射源之间的介质及所述参考地面本身具有严苛的电参数要求，以致相应微波探测器在实际使用中需以包括所述参考地面与相应辐射源的独立模块化结构被设置于相应的微波探测装置，在对相应微波探测装置的结构形态具有进一步的要求的同时，不利于成本的控制和自动化的生产控制。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线能够产生定向辐射并具有明显的谐振频点，对应有利于与相应的目标空间相匹配和具有对所接收的反射回波的选择性以及具有在所述谐振频点的最佳发射性能，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中鉴于在所述柱状辐射源结构的微波探测器的结构基础上，将所述柱状辐射源弯折以将远离其馈电端的一端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围内靠近所述参考地面的变形探索，获得了能够形成定向辐射但无法产生明显的谐振频点的所述柱状辐射源结构的微波探测器的变形结构，其中λ为与相应激励信号的频率相对应的波长参数，基于该变形结构进一步改良而成的所述半波回折式定向微波探测天线能够保留所述柱状辐射源结构的微波探测器在结构形态上的优势，并同时能够形成定向辐射和产生明显的谐振频点，以及避免了于定向辐射方向形成探测死区，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线能够形成定向辐射，则在同样的参考地面的面积条件下，所述半波回折式定向微波探测天线在定向辐射方向的增益相对于所述柱状辐射源结构的微波探测器能够呈倍数地被提升，因而有利于提高所述半波回折式定向微波探测天线的探测距离和探测灵敏度。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线具有明显的谐振频点，对应所述半波回折式定向微波探测天线在工作频点上的Q值高而具有良好的选频特性，即所述半波回折式定向微波探测天线对所接收的反射回波具有良好的选择性而具有较强的抗干扰能力。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线包括至少一半波振子和一参考地面，其中通过对所述半波振子的回折，形成所述半波振子的两端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围内相互靠近的状态，如此以在基于相应的馈电结构于所述半波振子的两端之间形成相位差时，所述半波振子的两端能够相互耦合，继而在所述半波振子以其两端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围靠近所述参考地面的状态与所述参考地面相间隔地被设置时，能够降低所述半波振子的端部与所述参考地面之间直接耦合的能量，进而在形成所述半波回折式定向微波探测天线的定向辐射的同时能够基于所述半波振子的两端之间的耦合产生明显的谐振频点，对应有利于与相应的目标空间相匹配和具有对所接收的反射回波的选择性，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子的两端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围靠近所述参考地面，则在形成定向辐射的前提要求下，对所述参考地面的面积要求被降低，如此以有利于所述半波回折式定向微波探测天线的微型化。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子的两端能够相互耦合，对应在形成定向辐射的前提要求下，对所述参考地面的电参数要求被降低，即所述参考地面允许被设置其他元器件而不影响所述半波回折式定向微波探测天线的正常工作，如此以有利于通过在相应的线路主板形成所述参考地面的方式，形成所述半波回折式定向微波探测天线于相应微波探测装置的非模块化集成设置，降低了所述半波回折式定向微波探测天线的占用空间。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子具有大于等于1/2且小于等于3/4波长电长度，如此以有利于基于相应的馈电结构于所述半波振子的两端之间形成趋于反相的相位差，进而有利于使得所述半波振子的两端之间相互耦合的能量趋于最大化而提高所述半波回折式定向微波探测天线的增益和产生明显的谐振频点。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子具有两馈电点，其中两所述馈电点位于所述半波振子的两端之间，其中所述半波振子自任一端沿所述半波振子至与该端相靠近的所述馈电点具有大于等于1/6波长电长度，和自其中一所述馈电点沿所述半波振子至另一所述馈电点具有小于等于1/4波长电长度，如此以在于两所述馈电点分别接入激励信号的两极或接入具有相位差的激励信号而对所述半波振子馈电时，能够于所述半波振子的两端之间形成趋于反相的相位差，进而有利于使得所述半波振子的两端之间相互耦合的能量趋于最大化而提高所述半波回折式定向微波探测天线的增益，和在所述半波振子的两端于大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围靠近所述参考地面的状态产生明显的谐振频点。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中在所述半波振子自任一端沿所述半波振子至与该端相靠近的所述馈电点具有大于等于1/6波长电长度的结构基础上，通过不同所述馈电点的位置的选择和/或对两所述馈电点之间的所述半波振子的形态设计，所述半波回折式定向微波探测天线的谐振频点能够被设计以与相应的工作频点相匹配，从而有利于保障所述半波回折式定向微波探测天线的抗干扰性能，同时简单易行，有利于保障所述半波回折式定向微波探测天线在批量生产中的一致性和可靠性。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中通过对所述半波振子的枝节负载设计，所述半波回折式定向微波探测天线的谐振频点能够被设计以与相应的工作频点相匹配，从而有利于保障所述半波回折式定向微波探测天线的抗干扰性能，同时简单易行，有利于保障所述半波回折式定向微波探测天线在批量生产中的一致性和可靠性。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括对应所述馈电点数量的两馈电线，其中各所述馈电线的一端被电性连接于所述半波振子的所述馈电点，以在两所述馈电线于其另一端与相应激励源电性耦合而接入激励信号的两极或接入反相的激励信号的状态，经所述馈电线于所述馈电点与所述半波振子的电性连接在所述半波振子与所述参考地面相间隔的状态，于所述半波振子的所述馈电点对所述半波振子馈电。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线的谐振频点在所述半波振子，所述枝节负载以及所述馈电线之间固定的连接关系的限制下，由所述半波振子，所述枝节负载以及所述馈电线波长电长度确定，在所述半波振子，所述枝节负载以及所述馈电线波长电长度和相互之间的连接关系被维持不变的状态，基于批量生产误差和日常使用所形成的所述半波振子的轻度形变难以影响所述半波回折式定向微波探测天线的工作参数，相应所述半波回折式定向微波探测天线具有良好的一致性和稳定性，并有利于降低对批量生产的精度要求而降低所述半波回折式定向微波探测天线的生产成本。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中两所述馈电线自所述半波振子的两所述馈电点在相向和朝向所述参考地面的方向顺序延伸，以使得两所述馈电线具有在小于所述半波振子的两所述馈电点之间的距离的距离范围内相互靠近的馈电段，从而有利于降低两所述馈电线之间相互耦合产生的损耗，对应保障所述半波回折式定向微波探测天线的增益和谐振稳定性。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中两所述馈电线的接入所述激励信号的两端在相互远离的方向弯折延伸于相应所述馈电段，以形成两所述馈电线的接入所述激励信号的两端之间的距离大于两所述馈电段之间的距离的状态，从而当通过焊接的方式对两所述馈电线的接入所述激励信号的两端进行固定和实施相应的电性连接时，能够避免两所述馈电线的电性接触而保障所述半波回折式定向微波探测天线的良率，并能够增强所述半波振子被所述馈电线支撑的稳定性。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中在高频的激励信号的作用下，在小于所述半波振子的两所述馈电点之间的距离的距离范围内相互靠近的两所述馈电段能够等效形成对两所述馈电点的电性连接，则所述半波振子的两所述馈电点之间的部分允许被截除而同样能够在两所述馈电线与相应激励源电性耦合而接入激励信号的两极或接入反相的激励信号的状态，于所述半波振子的两端之间形成相位差而相互耦合，相应所述半波回折式定向微波探测天线的形态多样而能够适应于不同的应用需求。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子以其两端朝向所述参考地面的状态被设置，如此以有利于平衡所述半波振子与所述参考地面之间的电场分布，从而平衡所述半波回折式定向微波探测天线在定向辐射方向的辐射分布。

本发明的一个目的在于提供一半波回折式定向微波探测天线，其中基于对所述半波回折式定向微波探测天线的所述半波振子的两端与所述参考地面之间的距离的调整，在所述半波振子的两端与所述参考地面之间的距离大于现有平板辐射源结构的微波探测器的辐射缝隙的间距时，所述半波回折式定向微波探测天线的波束角能够相对平板辐射源结构的微波探测器被增大，对应在垂直探测应用中，当安装高度相同时，所述半波回折式定向微波探测天线覆盖的探测区域面积更大，和在水平探测应用中，所述半波回折式定向微波探测天线的辐射扇区角度更大，相应探测区域则更大，配合所述半波回折式定向微波探测天线的高增益特性，所述半波回折式定向微波探测天线具有更远的探测距离与更大的扇区角度而能够实现大面积大区域的微波探测。

根据本发明的一个方面，本发明提供一半波回折式定向微波探测天线，所述半波回折式定向微波探测天线包括：

一半波振子，其中所述半波振子具有大于等于1/2且小于等于3/4波长电长度，并具有两耦合段，其中各所述耦合段具有大于等于1/6波长电长度，对应命名各所述耦合段的其中一端为所述耦合段的馈电端，和以两所述耦合段的另一端为所述半波振子的两端，其中两所述馈电端之间的距离小于等于λ/4，所述半波振子的两端之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6，以在所述半波振子于两所述馈电端分别接入激励信号的两极或接入具有相位差的激励信号而被馈电的状态，所述半波振子的两端能够形成相位差而相互耦合，其中λ为与所述激励信号的频率相对应的波长参数；

一参考地面，其中所述半波振子以其两端与所述参考地面之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6的状态与所述参考地面相间隔；以及

两馈电线，其中两所述馈电线分别被电性连接于相应所述馈电端，以在两所述馈电线与相应激励源电性耦合而接入激励信号的两极或接入具有相位差的激励信号的状态，经所述馈电线与所述馈电端的电性连接在所述半波振子与所述参考地面相间隔的状态，于所述半波振子的所述馈电端对所述半波振子馈电。

在一实施例中，其中所述馈电端与所述参考地面之间的距离大于所述半波振子的两端与所述参考地面之间的距离的状态。

在一实施例中，其中两所述馈电线自两所述馈电端在相向和朝向所述参考地面的方向顺序延伸，以使得两所述馈电线具有在小于两所述馈电端之间的距离的距离范围内相互靠近的两馈电段。

在一实施例中，其中两所述馈电线的接入所述激励信号的两端在相互远离的方向弯折延伸于相应所述馈电段，以形成两所述馈电线的接入所述激励信号的两端之间的距离大于两所述馈电段之间的距离的状态。

在一实施例中，其中两所述馈电线的接入所述激励信号的两端自两所述馈电段先反向和朝向所述参考地面延伸，后朝向所述参考地面延伸。

在一实施例中，其中所述馈电线以柱状长条形态被设计，并在后朝向所述参考地面延伸的一段相对于所述馈电段被加粗设计。

在一实施例中，其中所述半波振子进一步包括具有小于等于1/4波长电长度的一连接段，其中所述连接段的两端分别被连接于两所述馈电端。

在一实施例中，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括一电路基板，其中所述参考地面被承载于所述电路基板。

在一实施例中，其中所述参考地面被设置有一隔离孔，其中所述馈电线自接入所述激励信号的一端延伸而经所述隔离孔穿透所述参考地面，以与所述参考地面之间形成一隔离间隙而在物理结构上与所述参考地面电性隔离。

在一实施例中，其中所述电路基板间隔于所述半波振子和所述参考地面之间。

在一实施例中，其中两所述耦合段自所述半波振子的两端在远离所述参考地面方向同向延伸。

在一实施例中，其中两所述耦合段自所述半波振子的两端在垂直远离所述参考地面方向同向延伸。

在一实施例中，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括至少一枝节负载，其中所述枝节负载被电性连接于所述半波振子，以形成所述枝节负载于所述半波振子的负载。

在一实施例中，其中所述枝节负载被设置于所述半波振子的负载有所述枝节负载的负载位置，形成对所述半波振子的物理形态的加粗设计。

在一实施例中，其中所述半波振子以柱状或片状长条形态被设计，并被设置处于空气的介质空间而具有大于等于0.4λ且小于等于0.9λ的物理长度。

在一实施例中，其中所述半波振子进一步包括具有小于等于1/4波长电长度的一连接段，其中所述连接段的两端分别被连接于两所述馈电端。

在一实施例中，其中所述连接段被断开设置。

在一实施例中，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括一天线基板，其中所述半波振子以微带线形态被承载于所述天线基板。

在一实施例中，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括另一所述半波振子，其中两个所述半波振子以微带线形态呈镜像被承载于所述天线基板的两侧，并以金属化过孔电性相连。

在一实施例中，其中所述馈电线的数量对应所述耦合段的数量为四个，其中各所述耦合段分别与其中一所述馈电线以一体的微带线形态被承载于所述天线基板。

在一实施例中，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括一天线基板，其中所述天线基板包括一固化片和被间隔固定于所述固化片的两面的两基层，其中所述半波振子的两所述耦合段被设置分别以微带线形态被承载于所述天线基板的两面，其中两所述馈电线的所述馈电段被设置分别以微带线形态被承载于相应所述基层的固定于所述固化片的一面，对应形成各所述基层的两面分别承载有微带线形态的所述耦合段和所述馈电段，且两所述馈电段被所述固化片间隔的结构状态。

在一实施例中，其中被承载于同一所述基层的所述耦合段和所述馈电段于所述馈电端以金属化孔结构穿透所述基层地电性相连，对应形成两所述馈电线分别自两所述馈电端顺序以金属化孔相向延伸和以微带线形态的所述馈电段朝向所述参考地面延伸的结构状态。

在一实施例中，其中所述半波振子进一步包括具有小于等于1/4波长电长度的一连接段，其中所述连接段以微带线和金属化孔的组合形态穿透所述天线基板地连接于两所述馈电端之间。

附图说明

图1A为现有的柱状辐射源结构的微波探测器的结构原理示意图。

图1B为所述柱状辐射源结构的微波探测器的辐射方向图。

图1C为所述柱状辐射源结构的微波探测器的S11曲线。

图2A为基于所述柱状辐射源结构的微波探测器的一变形探索结构示意图。

图2B为上述变形探索结构的辐射方向图。

图2C为上述变形探索结构的S11曲线。

图3A为基于所述柱状辐射源结构的微波探测器的另一变形探索结构示意图。

图3B为上述变形探索结构的辐射方向图。

图3C为上述变形探索结构的S11曲线。

图4A为本发明的半波回折式定向微波探测天线在被馈电时的相位分布原理示意图。

图4B为本发明的所述半波回折式定向微波探测天线在相应馈电方式下的结构原理示意图。

图5A为依本发明的一实施例的一半波回折式定向微波探测天线的结构示意图。

图5B为依本发明的上述实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的辐射方向图。

图5C为依本发明的上述实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的S11曲线。

图6A为依本发明的上述实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的一调谐结构示意图。

图6B为依本发明的上述实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的上述调谐结构的辐射方向图。

图6C为依本发明的上述实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的上述调谐结构的S11曲线。

图7A为依本发明的上述实施例的一变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的结构示意图。

图7B为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的辐射方向图。

图7C为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的S11曲线。

图8A为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的一调谐结构示意图。

图8B为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的上述调谐结构的辐射方向图。

图8C为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的上述调谐结构的S11曲线。

图9A为依本发明的上述实施例的另一变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的结构示意图。

图9B为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的辐射方向图。

图9C为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的S11曲线。

图10A为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的优选调谐结构示意图。

图10B为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的上述优选调谐结构的辐射方向图。

图10C为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的上述优选调谐结构的S11曲线。

图11A为依本发明的上述实施例的另一变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的结构示意图。

图11B为依本发明的上述变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的进一步变形结构示意图。

图12为依本发明的上述实施例的另一变形实施例的所述半波回折式定向微波探测天线的结构原理示意图。

图13为依本发明的上述实施例的所述半波回折式定向微波探测天线于相应微波探测装置的非模块化集成结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，所述元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考本发明的说明书附图之图2A至图3C所示，在柱状辐射源结构的微波探测器10的结构基础上，基于将柱状辐射源结构的微波探测器10A的柱状辐射源11A弯折以将远离其馈电端111A的一端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围内靠近参考地面12A的变形探索，将所述柱状辐射源11A弯折以将远离其馈电端111A的一端分别保持距所述参考地面12A具有λ/6和λ/128距离的两变形探索结构和对应的辐射方向图以及S11曲线分别被示意，其中λ为与相应激励信号的频率相对应的波长参数。

对比图1B、图2B以及图3B，随着所述柱状辐射源11A的远离其馈电端111A的一端向所述参考地面12A的靠近，相应的辐射空间100A中以所述参考地面12A为界在背向所述柱状辐射源11A方向的后向波瓣减小，对应以所述参考地面12A为界在朝向所述柱状辐射源11A方向(图中Z轴方向)形成定向辐射，其中定向辐射的形成同时还伴随着在定向辐射方向的增益的提升以及辐射死区的湮灭。值得一提的是，在微波探测的实际应用中，区别于通信天线的全向辐射需求，相应微波探测器只有在形成定向辐射的基础上，才能够大概率避免后向波瓣所对应的实际探测区域对前向的目标探测空间的干扰，进而保障微波探测的可靠度。

然而，基于图1C、图2C以及图3C的对比发现：随着所述柱状辐射源11A的远离其馈电端111A的一端向所述参考地面12A的靠近，在相应的S11曲线无法呈现明显的谐振特性，即S11图中没有明显窄频波谷。其中S11曲线的波谷越低，代表微波探测器在谐振频点的损耗越小，并且在谐振频点的工作频带宽度越窄，相应微波探测器的选频特性就越好，抗干扰能力也因此越强。同样值得一提的是，在微波探测的实际应用中，区别于通信天线的多频段通信要求和基于数据传输量/速度需求产生的较宽的工作频带宽度要求，相应微波探测器要求谐振频点能够与的工作频点相匹配，并在谐振频点具有较窄的频带宽度和较小的损耗时，由于具有较好的选频特性而能够抵抗外界的电磁辐射干扰，进而保障微波探测的可靠度。

也就是说，随着所述柱状辐射源11A的远离其馈电端111A的一端向所述参考地面12A的靠近，相应的微波探测器虽然能够形成定向辐射并伴随着在定向辐射方向的增益的提升以及辐射死区的湮灭，但由于不具有明显的谐振频点而难以继续适用于微波探测，对应于图2A和图3A分析其原因可能是因为所述柱状辐射源11A的远离其馈电端111A的一端的电流密度较大，随着所述柱状辐射源11A的远离其馈电端111A的一端向所述参考地面12A的靠近，所述柱状辐射源11A的远离其馈电端111A的一端与所述参考地面12A之间的耦合距离变小而有利于形成定向辐射，但所述柱状辐射源11A与所述参考地面12A之间的耦合过于集中并具有较短的耦合距离，以致所述柱状辐射源11A与所述参考地面12A之间耦合所形成的内电场的能量分布过于集中，因而难以产生明显的谐振频点。

鉴于上述变形探索，本发明基于上述变形结构的进一步改良提供一种半波回折式定向微波探测天线，以保留所述柱状辐射源结构的微波探测器10A在结构形态上的优势，并同时能够形成定向辐射和产生明显的谐振频点，以及避免了于定向辐射方向形成探测死区，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测。

具体地，参考本发明的说明书附图之图4A和图4B，所述半波回折式定向微波探测天线10在被馈电时的相位分布和于相应馈电方式下的结构原理被分别示意，其中所述半波回折式定向微波探测天线10包括至少一半波振子11和一参考地面12，其中通过对所述半波振子11的回折，形成所述半波振子11的两端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围内相互靠近的状态，如此以在基于相应的馈电结构于所述半波振子11的两端之间形成相位差时，所述半波振子11的两端能够相互耦合并具有相对较高的耦合能量，继而在所述半波振子11以其两端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围靠近所述参考地面12的状态与所述参考地面12相间隔地被设置时，能够降低所述半波振子11的端部与所述参考地面12之间直接耦合的能量，进而在形成所述半波回折式定向微波探测天线10的定向辐射的同时能够基于所述半波振子11的两端之间的耦合产生明显的谐振频点，对应有利于与相应的目标空间相匹配和具有对所接收的反射回波的选择性，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测。

特别地，对应于图4A，所述半波振子11具有大于等于1/2且小于等于3/4波长电长度，如此以有利于基于相应的馈电结构于所述半波振子11的两端之间形成趋于反相的相位差，进而在所述半波振子11以其两端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围内相互靠近的状态被回折时，使得所述半波振子11的两端之间相互耦合的能量趋于最大化而提高所述半波回折式定向微波探测天线10的增益和产生明显的谐振频点。

值得一提的是，所述半波振子11的两端在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围靠近所述参考地面12，则在形成定向辐射的前提要求下，对所述参考地面12的面积要求被降低，如此以有利于所述半波回折式定向微波探测天线10的微型化。

此外，还值得一提的是，所述半波振子11的两端能够相互耦合，对应在形成定向辐射的前提要求下，对所述参考地面12的电参数要求被降低，即所述参考地面12允许被设置其他元器件而不影响所述半波回折式定向微波探测天线10的正常工作，如此以有利于通过在承载有相应元器件的线路主板设置所述参考地面12的方式，降低所述半波回折式定向微波探测天线10的占用空间。

进一步地，参考本发明的说明书附图之图4B所示，对应于图4B所示意的馈电方式下的结构原理，所述半波振子11具有两个馈电点110，其中两所述馈电点110位于所述半波振子11的两端之间，其中所述半波振子11自任一端沿所述半波振子11至与该端相靠近的所述馈电点110具有大于等于1/6波长电长度，和自其中一所述馈电点110沿所述半波振子11至另一所述馈电点110具有小于等于1/4波长电长度，对应两所述馈电点110之间具有小于等于λ/4的物理距离，如此以在于两所述馈电点110分别接入激励信号的两极或接入具有相位差的激励信号而对所述半波振子11馈电时，能够于所述半波振子11的两端之间形成趋于反相的相位差，进而有利于使得所述半波振子11的两端之间相互耦合的能量趋于最大化而提高所述半波回折式定向微波探测天线10的增益，和在所述半波振子11的两端于大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围靠近所述参考地面的状态产生明显的谐振频点。

换而言之，所述半波振子11具有以其两端为起始端延伸的两耦合段111和连接于两所述耦合段111之间的一连接段112，其中所述耦合段111以所述馈电点110为末端具有大于等于1/6波长电长度，所述连接段112具有小于等于1/4波长电长度，其中命名所述耦合段111的以所述馈电点110为端的一端为所述耦合段111的馈电端1111，即两所述耦合段111的另一端为所述半波振子11的两端而在大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围相互靠近，并与所述参考地面12之间具有大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离，对应两所述馈电端1111之间具有小于等于λ/4的物理距离，其中所述连接段112被连接于两所述馈电端1111之间，如此以在于两所述馈电端1111分别接入激励信号的两极或接入具有相位差的激励信号而对所述半波振子11馈电时，能够于所述半波振子11的两端之间形成趋于反相的相位差，进而有利于使得所述半波振子11的两所述耦合段111之间相互耦合的能量趋于最大化而提高所述半波回折式定向微波探测天线10的增益，和在所述半波振子11的两端于大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围靠近所述参考地面的状态产生明显的谐振频点。

优选地，所述半波振子11的所述馈电点110与所述参考地面12之间的距离大于所述半波振子11的两端与所述参考地面12之间的距离，即所述耦合段111的所述馈电端1111与所述参考地面12之间的距离大于所述耦合段111的另一端与所述参考地面12之间的距离，以在所述半波振子11的两端于大于等于λ/128且小于等于λ/6的距离范围靠近所述参考地面的状态，基于所述馈电点110相对于所述半波振子11的两端在远离所述参考地面12方向的抬高，形成所述半波振子11以其两端朝向所述参考地面12的状态，以平衡所述半波振子11与所述参考地面12之间的电场分布的同时，进一步提高所述半波振子11的两所述耦合段111之间相互耦合的能量，从而在平衡所述半波回折式定向微波探测天线10在定向辐射方向的辐射分布的同时，能够保障所述半波回折式定向微波探测天线10的谐振稳定性和在定向辐射方向的辐射增益。

值得一提的是，在所述半波振子11自任一端沿所述半波振子11至与该端相靠近的所述馈电点110具有大于等于1/6波长电长度，和自其中一所述馈电点110沿所述半波振子11至另一所述馈电点110具有小于等于1/4波长电长度的结构基础上，通过对所述耦合段111的不同长度设计等效形成于所述半波振子11对不同所述馈电点110的位置的选择，和/或通过对所述连接段112的不同形态设计等效形成于所述半波振子11对两所述馈电点110之间的所述半波振子11的形态设计，所述半波回折式定向微波探测天线10的谐振频点能够被设计以与相应的工作频点相匹配，从而有利于保障所述半波回折式定向微波探测天线10的抗干扰性能，同时简单易行，有利于保障所述半波回折式定向微波探测天线10在批量生产中的一致性和可靠性。

示例地，参考本发明的说明书附图之图5A至图13，基于图4B所示意的馈电方式下的结构原理，依本发明的不同实施例的所述半波回折式定向微波探测天线10的具体结构被示意，其中在本发明的这些实施例中，所述半波回折式定向微波探测天线10进一步包括一电路基板14和与所述馈电点110的数量相对应的馈电线13，其中所述参考地面12被承载于所述电路基板14，其中两所述馈电线13分别以其一端被电性连接于两所述耦合段111的所述馈电端1111的状态于所述半波振子11的所述馈电点110与所述半波振子11的电性相连，如此以在两所述馈电线13于另一端与相应激励源电性耦合而接入的激励信号的两极或接入反相的激励信号的状态，经所述馈电线13于所述馈电点110与所述半波振子11的电性连接，形成所述半波振子11于两所述馈电点110被馈电的状态。

特别地，在本发明的这些实施例中，两所述馈电线13自所述半波振子11的两所述馈电点110在相向和朝向所述参考地面12的方向顺序延伸，以使得两所述馈电线13具有在小于所述半波振子11的两所述馈电点110之间的距离的距离范围内相互靠近的馈电段131，从而有利于降低两所述馈电线13之间相互耦合产生的损耗，对应保障所述半波回折式定向微波探测天线10的增益和谐振稳定性。

进一步地，在本发明的这些实施例中，两所述馈电线13的接入所述激励信号的两端在相互远离的方向弯折延伸于相应所述馈电段131，以形成两所述馈电线13的接入所述激励信号的两端之间的距离大于两所述馈电段131之间的距离的状态，从而有利于在两所述馈电段131在小于两所述馈电点110之间的距离的距离范围内相互靠近的状态，当对两所述馈电线13的接入所述激励信号的两端进行固定和实施相应的电性连接时，能够避免两所述馈电线13的电性接触而保障所述半波回折式定向微波探测天线10的良率和一致性。

进一步地，在本发明的这些实施例中，所述半波振子11于所述电路基板14的承载有所述参考地面12的一侧与所述参考地面12相间隔地被设置，具体地，所述馈电线13的接入所述激励信号的一端被固定于所述电路基板14，其中所述参考地面12被设置有一隔离孔121，其中所述馈电线13经所述隔离孔121穿透所述参考地面12，以与所述参考地面12之间形成一隔离间隙1211而在物理结构上与所述参考地面12电性隔离，如此以在所述馈电线13与相应激励源电性耦合而接入激励信号的两极或接入具有相位差的激励信号的状态，经所述馈电线13于所述馈电点110与所述半波振子11的电性连接，在所述半波振子11与所述参考地面12相间隔地被设置的状态于所述馈电点110对所述半波振子11馈电。

值得一提的是，所述半波振子11的两端能够相互耦合，对应在形成定向辐射的前提要求下，对所述参考地面12的电参数要求被降低，即所述参考地面12允许被设置其他元器件而不影响所述半波回折式定向微波探测天线10的正常工作，对应在本发明的一些实施例中，所述半波回折式定向微波探测天线10的所述半波振子11被设置于所述电路基板14的与承载有所述参考地面12面相对的一面，即所述电路基板14间隔于所述半波振子11和所述参考地面12之间，本发明对此并不限制。

进一步地，在本发明的这些实施例中，所述半波振子11的所述馈电点110与所述参考地面12之间的距离大于所述半波振子11的两端与所述参考地面12之间的距离，即所述耦合段111的所述馈电端1111与所述参考地面12之间的距离大于所述半波振子11的两端与所述参考地面12之间的距离。具体地，在本发明的这些实施例中，两所述耦合段111自所述半波振子11的两端在远离所述参考地面12方向同向延伸，具体自所述半波振子的两端在垂直远离所述参考地面方向同向延伸。

对应于图5A至图5C，基于图4B所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的结构原理，以5.8GHz的ISM频段为工作频率进行调谐示例，所述半波回折式定向微波探测天线10的一基础结构和对应该结构的辐射方向图以及S11曲线分别被示意，其中所述半波回折式定向微波探测天线10在定向辐射方向的增益高达6.2dB并呈现出明显的谐振特性，以及在谐振频点具有低至-25dB以下的损耗，且相应谐振频点出现在5.75GHz附近而能够与5.8GHz的ISM频段相匹配。

值得一提的是，在图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的结构基础上，所述半波回折式定向微波探测天线10呈现出明显的谐振特性而允许基于相应的调谐结构被进一步调谐，其中对所述半波回折式定向微波探测天线10的调谐手段多样，并能够相互组合，其中对所述半波回折式定向微波探测天线10的调谐手段包括但不限于对所述半波振子11的电长度调试，和对所述馈电线13的电长度调试，以及基于相应枝节负载的设置，对所述枝节负载的数量、形态、电长度以及负载位置的调试，因此，基于图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的结构基础，能够呈现出明显的谐振特性的所述半波振子11形态多样而能够适应于不同的形态需求，并允许基于相应的调谐手段形成所述半波回折式定向微波探测天线10的谐振频点与工作频点的匹配，包括但不限于5.8GHz，10.525GHz，24.15GHz，60-62GHz以及77-79GHz的ISM频段的工作频点。

示例地，参考本发明的说明书附图之图6A至图6C，同样以5.8GHz的ISM工作频段进行调谐示例，通过于所述半波振子11负载所述枝节负载15的方式，基于图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的基础结构的进一步调谐结构被示意，具体在本发明的这个调谐结构中，所述枝节负载15被负载于所述半波振子11的所述连接段112，并于所述半波振子11的所述连接段112形成对所述半波振子11的物理形态的加粗设计。

参考图6B和图6C，在图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的结构基础上，进一步于所述半波振子11负载所述枝节负载15的调谐结构设计，能够形成对所述半波回折式定向微波探测天线10的谐振频点的调节。具体地，在本发明的半波回折式定向微波探测天线10的这一调谐结构中，相应谐振频点出现在5.85GHz附近而相对于图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10能够更好滴与5.8GHz的ISM频段相匹配，同时所述半波回折式定向微波探测天线10在定向辐射方向的增益高达6.38dB而相对于图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10被微量提升。

可以理解的是，基于所述枝节负载15的设置，所述半波回折式定向微波探测天线10的谐振频点能够被调节，其中所述枝节负载15的数量、形态、电长度以及负载位置多样，相应所述半波振子11形态多样而能够适应于不同的形态需求，本发明对此并不限制。

值得一提的是，在高频的所述激励信号的作用下，在小于所述半波振子11的两所述馈电点110之间的距离的距离范围内相互靠近的两所述馈电段131能够等效形成对两所述馈电点110的电性连接，则所述半波振子11的界定于两所述馈电点110之间的所述连接段112允许被截除或断开而同样能够在两所述馈电线13与相应激励源电性耦合而接入激励信号的两极或接入反相的激励信号的状态，使得所述半波振子11的两端之间形成相位差而相互耦合，相应所述半波回折式定向微波探测天线10的形态多样而能够适应于不同的应用需求。

具体地，对应于图7A至图13，在本发明的这些实施例中，在图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的结构基础上，所述半波振子11的界定于两所述馈电点110之间的所述连接段112被截除。

特别地，在本发明的这些实施例中，在所述半波振子11的界定于两所述馈电点110之间的所述连接段112被截除的状态，所述馈电线13与所述半波振子11被一体设计，即所述馈电线13于所述耦合段111的所述馈电端1111一体延伸于所述耦合段111，则基于前述“所述半波振子具有大于等于1/2且小于等于3/4波长电长度”，“各所述耦合段111具有大于等于1/6波长电长度”，和“两所述馈电端1111之间的距离小于等于λ/4”，且“所述半波振子11的两端之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6”，以及“所述半波振子11的两端与所述参考地面之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6”的结构描述，在所述馈电线13与所述耦合段111的所述馈电端1111电性相连的状态，对所述耦合段111的所述馈电端1111的界定可能并不唯一，即可能存在多个满足上述描述的所述馈电端111的位置。因此，值得一提的是，在所述馈电线13与所述耦合段111的所述馈电端1111电性相连的状态，两所述耦合段111分别以所述半波振子11的两端为明确的一端，当存在满足上述描述的所述馈电端1111的位置时，所述半波振子11的两端即可相互耦合并具有相对较高的耦合能量，从而在形成所述半波回折式定向微波探测天线10的定向辐射的同时能够基于所述半波振子11的两端之间的耦合产生明显的谐振频点。

示例地，对应于图7A至图8C，在图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的结构基础上，基于所述半波振子11的界定于两所述馈电点110之间的所述连接段112被截除，和所述半波振子11负载有所述枝节负载15的结构状态，以两所述馈电线13分别接入具有相位差的激励信号的馈电方式对所述半波振子11进行馈电仿真，相应所述半波回折式定向微波探测天线10的结构和辐射方向图以及S11曲线分别被示意。

具体地，在本发明的所述半波回折式定向微波探测天线10的这两个结构中，相对于图6A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的调谐结构，所述枝节负载15的数量和负载位置被改变，具体在图7A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10中，所述枝节负载15被负载于所述半波振子11的所述耦合段111，并于所述半波振子11的所述耦合段111形成对所述半波振子11的物理形态的加粗设计，包括但不限于通过将所述枝节负载15负载于所述耦合段111的与所述馈电端1111相对的一端的方式，形成对所述半波振子11的两端的物理形态的加粗设计。

参考图7B和图7C以及图8B和图8C，在所述半波振子11的界定于两所述馈电点110之间的所述连接段112被截除的状态，所述半波回折式定向微波探测天线10仍能够呈现明显的谐振频点，并于相应的谐振频点相对于图5A和图6A所示意的所述连接段112未被截除的结构状态具有更低的损耗和更窄的频带宽度，因而具有更好的抗干扰性能，同时基于图7C和图8C的比较可知，在所述半波振子11的界定于两所述馈电点110之间的所述连接段112被截除的状态，同样能够通过对所述枝节负载15的调整，包括但不限于对所述枝节负载15的数量、形态、电长度以及负载位置的调整，对所述半波回折式定向微波探测天线10进行调谐。

进一步参考本发明的说明书附图之图9A至图9C，在图5A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的结构基础上，基于所述半波振子11的界定于两所述馈电点110之间的所述连接段112被截除的结构状态，以两所述馈电线13分别接入激励信号的两极的馈电方式对所述半波振子11进行馈电仿真，相应所述半波回折式定向微波探测天线10的结构和辐射方向图以及S11曲线分别被示意，其中所述半波回折式定向微波探测天线10的以所述参考地面12为界的后向辐射被削弱而具有良好的定向辐射特性，并于定向辐射方向具有高达6dB的辐射增益，同时所述半波回折式定向微波探测天线10的S11曲线呈现明显的谐振特性，并在相应谐振频点具有较窄的频带宽度，因而适用于微波探测并具有良好的抗干扰性能和较高的灵敏度及可靠度。

对应图10A至图10C，以5.8GHz的ISM工作频段进行调谐示例，在图9A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10结构基础上，通过对所述所述馈电线13的进一步调试，所述半波回折式定向微波探测天线10的一优选调谐结构被示意，其中在本发明的这个优选调谐结构中，两所述馈电线13的接入所述激励信号的两端，在相互远离的方向弯折延伸于相应所述馈电段131，具体自所述馈电段131先反向和朝向所述参考地面12延伸，后朝向所述参考地面12延伸，并在所述馈电线13以柱状长条形态被设计的状态，在后朝向所述参考地面12延伸的一段相对于所述馈电段131被加粗设计。对应在图10C中呈现所述半波回折式定向微波探测天线10的谐振频点相对于图9A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10被微调，和在相应谐振频点具有相对于图9A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10被大幅降低的损耗和被进一步窄化的频带宽度，因而相应所述半波回折式定向微波探测天线10适用于微波探测并具有优异的抗干扰性能和良好的灵敏度及可靠度。

值得一提的是，在本发明的所述半波回折式定向微波探测天线10的这些结构中，鉴于所述枝节负载15对所述半波振子11的电长度的影响，基于所述半波振子11的电长度对所述半波振子11的物理长度换算允许具有20％的误差，对应在所述半波振子11处于空气的介质空间的状态，所述半波振子11具有大于等于0.4λ且小于等于0.9λ的物理长度，所述耦合段111具有大于等于0.16λ的物理长度，并在所述半波振子11被设置以微带线形态被承载于相应的电路基板的状态，如以微带线形态被承载于相应电路基板的同一侧的所述半波振子11，或基于此将呈镜像设置于相应电路基板的两侧的两微带线形态的所述半波振子11以金属化过孔电性相连，或基于微带线与金属化过孔的组合设置形成微带线形态的所述半波振子11的两端分别承载于相应电路基板的两侧的结构状态，能够在所述半波振子11电长度限制下，基于所述半波振子11所处介质空间的介电常数的增加，减小所述半波振子11的物理长度而有利于所述半波回折式定向微波探测天线10的微型化设计。

具体地，参考本发明的说明书附图之图11A和图11B，基于图10A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的两变形结构被示意，其中在本发明的这两个变形实施例中，所述半波振子11被设置以微带线形态被承载于另一电路基板，区别命名该电路基板为天线基板16，其中所述半波振子11以及所述馈电线13被设置以微带线形态被承载于所述天线基板16，以基于所述天线基板16于所述电路基板14的固定，形成所述半波振子11与所述参考地面12相间隔地被设置的状态。具体地，对应于图11A，所述半波振子11的两所述耦合段和相应所述馈电线13分别以一体的微带线形态被承载于所述天线基板16的同侧。

优选地，对应于图11B，基于图11A所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10，在本发明的这一变形实施例中，所述半波振子11的数量为两个，其中两个所述半波振子11以微带线形态呈镜像被承载于所述天线基板16的两侧，并以金属化过孔电性相连，以等效形成被嵌入所述天线基板16的一个所述半波振子，从而能够在所述半波振子11的电长度限制下，基于所述半波振子11所处介质空间的介电常数的增加，减小所述半波振子11的物理长度而有利于所述半波回折式定向微波探测天线10的微型化设计。进一步地，在本发明的这一变形实施例中，所述馈电线13的数量对应所述耦合段111的数量为四个，其中各所述耦合段111分别与其中一所述馈电线13以一体的微带线形态被承载于所述天线基板16，如此以有利于平衡两所述半波振子11之间的电位分布，从而有利于保障所述半波回折式定向微波探测天线10的稳定性。

进一步参考本发明的说明书附图之图12，基于所述半波振子11以及所述馈电线13被设置以微带线形态被承载于所述天线基板16的结构，在所述天线基板16以压合电路板形态被设计的状态，所述半波回折式定向微波探测天线10的进一步变形结构被示意。

具体地，在本发明的这个变形结构中，所述天线基板16包括一固化片17和被间隔固定于所述固化片17的两面的两基层161，其中所述半波振子11的两所述耦合段111被设置分别以微带线形态被承载于所述天线基板16的两面，其中两所述馈电线13的所述馈电段131被设置分别以微带线形态被承载于相应所述基层161的固定于所述固化片17的一面，对应形成各所述基层161的两面分别承载有微带线形态的所述耦合段111和所述馈电段131，且两所述馈电段131被所述固化片17间隔的结构状态，其中被承载于同一所述基层161的所述耦合段111和所述馈电段131于所述馈电端1111以金属化孔结构穿透所述基层161地电性相连，对应形成两所述馈电线13分别自两所述馈电端1111顺序以金属化孔相向延伸和以微带线形态的所述馈电段131朝向所述参考地面12延伸的结构状态。

值得一提的是，在所述连接段112未被截除的结构状态，所述连接段112同样能够以微带线和穿透所述天线基板16的金属化孔的组合形态连接于两所述馈电端1111之间，本发明对此不作限制。

特别地，在本发明的这些结构中，所述半波振子11的两端能够相互耦合，对应在形成定向辐射的前提要求下，对所述参考地面12和与所述参考地面12之间的介质空间的电参数要求被降低，即所述电路基板14的承载有所述参考地面12的一面和与所述半波振子11相对的一面允许被设置其他元器件而不影响所述半波回折式定向微波探测天线10的正常工作，如此以有利于通过在设置有相应元器件的电路基板14形成所述参考地面的方式，对应于图13形成所述半波振子11共用设置有所述半波回折式定向微波探测天线10的相应微波探测装置的电路主板的结构状态，从而形成所述定向微波探测天线10于所述微波探测装置的非模块化集成设置，降低了所述半波回折式定向微波探测天线10的占用空间。

此外，还值得一提的是，在本发明的所述半波回折式定向微波探测天线10的这些结构中，由于所述半波回折式定向微波探测天线10的谐振频点在所述半波振子11、所述枝节负载15以及所述馈电线13之间固定的连接关系的限制下，由所述半波振子11、所述枝节负载15以及所述馈电线13波长电长度确定，在所述半波振子11、所述枝节负载15以及所述馈电线13波长电长度和相互之间的连接关系被维持不变的状态，基于批量生产误差和日常使用所形成的所述半波振子11的轻度形变难以影响所述半波回折式定向微波探测天线10的工作参数，相应所述半波回折式定向微波探测天线10具有良好的一致性和稳定性。

进一步地，基于图4A和图4B所示意的所述半波回折式定向微波探测天线10的结构原理，在各所述耦合段111具有大于等于1/6波长电长度，和两所述馈电端1111之间的距离小于等于λ/4，且所述半波振子11的两端之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6，以及所述半波振子11的两端与所述参考地面之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6的结构状态，所述半波振子11的数量和排布并不构成对本发明的限制。

本领域的技术人员可以理解的是，以上实施例仅为举例，其中不同实施例的特征可以相互组合，以得到根据本发明揭露的内容很容易想到但是在附图中没有明确指出的实施方式。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (22)

1.一半波回折式定向微波探测天线，其特征在于，包括：

一半波振子，其中所述半波振子具有大于等于1/2且小于等于3/4波长电长度，并具有两耦合段，其中各所述耦合段具有大于等于1/6波长电长度，对应命名各所述耦合段的其中一端为所述耦合段的馈电端，和以两所述耦合段的另一端为所述半波振子的两端，其中两所述馈电端之间的距离小于等于λ/4，所述半波振子的两端之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6，以在所述半波振子于两所述馈电端分别接入激励信号的两极或接入具有相位差的激励信号而被馈电的状态，所述半波振子的两端能够形成相位差而相互耦合，其中λ为与所述激励信号的频率相对应的波长参数；

一参考地面，其中所述半波振子以其两端与所述参考地面之间的距离大于等于λ/128且小于等于λ/6的状态与所述参考地面相间隔，其中所述馈电端与所述参考地面之间的距离大于所述半波振子的两端与所述参考地面之间的距离；以及

两馈电线，其中两所述馈电线分别被电性连接于相应所述馈电端，以在两所述馈电线与相应激励源电性耦合而接入激励信号的两极或接入具有相位差的激励信号的状态，经所述馈电线与所述馈电端的电性连接在所述半波振子与所述参考地面相间隔的状态，于所述半波振子的所述馈电端对所述半波振子馈电。

2.根据权利要求1所述的半波回折式定向微波探测天线，其中两所述馈电线自两所述馈电端在相向和朝向所述参考地面的方向顺序延伸，以使得两所述馈电线具有在小于两所述馈电端之间的距离的距离范围内相互靠近的两馈电段。

3.根据权利要求2所述的半波回折式定向微波探测天线，其中两所述馈电线的接入所述激励信号的两端在相互远离的方向弯折延伸于相应所述馈电段，以形成两所述馈电线的接入所述激励信号的两端之间的距离大于两所述馈电段之间的距离的状态。

4.根据权利要求3所述的半波回折式定向微波探测天线，其中两所述馈电线的接入所述激励信号的两端自两所述馈电段先反向和朝向所述参考地面延伸，后朝向所述参考地面延伸。

5.根据权利要求4所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述馈电线以柱状长条形态被设计，并在后朝向所述参考地面延伸的一段相对于所述馈电段被加粗设计。

6.根据权利要求3所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子进一步包括具有小于等于1/4波长电长度的一连接段，其中所述连接段的两端分别被连接于两所述馈电端。

7.根据权利要求2至5中任一所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括一电路基板，其中所述参考地面被承载于所述电路基板。

8.根据权利要求7所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述参考地面被设置有一隔离孔，其中所述馈电线自接入所述激励信号的一端延伸而经所述隔离孔穿透所述参考地面，以与所述参考地面之间形成一隔离间隙而在物理结构上与所述参考地面电性隔离。

9.根据权利要求7所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述电路基板间隔于所述半波振子和所述参考地面之间。

10.根据权利要求7所述的半波回折式定向微波探测天线，其中两所述耦合段自所述半波振子的两端在远离所述参考地面方向同向延伸。

11.根据权利要求10所述的半波回折式定向微波探测天线，其中两所述耦合段自所述半波振子的两端在垂直远离所述参考地面方向同向延伸。

12.根据权利要求7所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括至少一枝节负载，其中所述枝节负载被电性连接于所述半波振子，以形成所述枝节负载于所述半波振子的负载。

13.根据权利要求12所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述枝节负载被设置于所述半波振子的负载有所述枝节负载的负载位置，形成对所述半波振子的物理形态的加粗设计。

14.根据权利要求7所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子以柱状或片状长条形态被设计，并被设置处于空气的介质空间而具有大于等于0.4λ且小于等于0.9λ的物理长度。

15.根据权利要求14所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子进一步包括具有小于等于1/4波长电长度的一连接段，其中所述连接段的两端分别被连接于两所述馈电端。

16.根据权利要求15所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述连接段被断开设置。

17.根据权利要求2至6中任一所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括一天线基板，其中所述半波振子以微带线形态被承载于所述天线基板。

18.根据权利要求17所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括另一所述半波振子，其中两个所述半波振子以微带线形态呈镜像被承载于所述天线基板的两侧，并以金属化过孔电性相连。

19.根据权利要求18所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述馈电线的数量对应所述耦合段的数量为四个，其中各所述耦合段分别与其中一所述馈电线以一体的微带线形态被承载于所述天线基板。

20.根据权利要求2至5中任一所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波回折式定向微波探测天线进一步包括一天线基板，其中所述天线基板包括一固化片和被间隔固定于所述固化片的两面的两基层，其中所述半波振子的两所述耦合段被设置分别以微带线形态被承载于所述天线基板的两面，其中两所述馈电线的所述馈电段被设置分别以微带线形态被承载于相应所述基层的固定于所述固化片的一面，对应形成各所述基层的两面分别承载有微带线形态的所述耦合段和所述馈电段，且两所述馈电段被所述固化片间隔的结构状态。

21.根据权利要求20所述的半波回折式定向微波探测天线，其中被承载于同一所述基层的所述耦合段和所述馈电段于所述馈电端以金属化孔结构穿透所述基层地电性相连，对应形成两所述馈电线分别自两所述馈电端顺序以金属化孔相向延伸和以微带线形态的所述馈电段朝向所述参考地面延伸的结构状态。

22.根据权利要求21所述的半波回折式定向微波探测天线，其中所述半波振子进一步包括具有小于等于1/4波长电长度的一连接段，其中所述连接段以微带线和金属化孔的组合形态穿透所述天线基板地连接于两所述馈电端之间。