CN205195684U - 微波感应模组和微波感应开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微波感应模组，包括微波发射模块、微波接收模块以及与所述微波发射模块和微波接收模块共同连接的数字处理器；所述微波发射模块用于向探测区域发射微波信号；所述微波接收模块用于接收因遇到探测物而从探测区域反射回来的微波信号；所述数字处理器用于根据所述反射回来的微波信号的频率、振幅、相位进行计算以获取所述探测物的运动状态。本实用新型可以降低探测误差、提高抗干扰能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线电通讯领域，特别是涉及微波感应模组和微波感应开关。
背景技术
随着无线电通讯技术的进步，超短波、微波等通讯手段的发展，感应开关等相关领域得到了广泛的应用。目前，感应开关广泛应用安防报警，自动感应开关等方面，感应开关主要采用人体红外热释被动感应模式和微波感应模式。红外热释被动感应，主要是靠被动式红外探头探测人体发射的10微米左右的红外线而进行工作，由此就可见，感应距离范围偏小，容易受到环境气候温度的影响，感应误差较大。
微波感应开关，采用主动式探测方式，主动发射微波，如果探测到有物体移动，反射回来的微波发生根据多普勒效应会发生多普勒频移。而传统的微波感应开关主要是对中频信号进行模拟处理或者简单的模拟鉴频检波，主要就存在着探测结果误差大、抗干扰能力差的问题。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种可以降低探测误差、提高抗干扰能力的微波感应模组。
此外，还提供一种微波感应开关。
一种微波感应模组，包括微波发射模块、微波接收模块以及与所述微波发射模块和微波接收模块共同连接的数字处理器；
所述微波发射模块用于向探测区域发射微波信号；
所述微波接收模块用于接收因遇到探测物而从探测区域反射回来的微波信号；
所述数字处理器用于根据所述反射回来的微波信号的频率、振幅、相位进行计算以获取所述探测物的运动状态。
在其中一个实施例中，所述微波发射模块包括相互连接的本振单元和放大发射单元；所述本振单元用于产生微波信号，所述放大发射单元用于将所述微波信号进行放大并发射至探测区域。
在其中一个实施例中，所述数字处理器包括混频单元、采样单元和数字处理单元；
所述混频单元分别与所述微波接收模块和所述微波发射模块连接，用于对接收的微波信号的频率进行混频处理以降低微波信号的频率；
所述采样单元与所述混频单元连接，用于对混频后的微波信号进行采样并转换为数字信号；
所述数字处理单元与所述采样单元连接，用于对所述数字信号进行处理以获取探测物的运动状态。
在其中一个实施例中，所述数字处理单元用于对所述数字信号进行快速傅氏变换，得到频域数字信号，并对所述频域数字信号进行分析处理以获取探测物的运动状态。
在其中一个实施例中，所述微波发射模块发射微波信号的功率在10～40分贝毫瓦之间可调。
在其中一个实施例中，以所述微波发射模块为参照物，所述探测区域的距离范围为1～50米，所述探测区域的角度范围为±45～±60度；所述微波信号能探测到探测物的移动速度范围为0.1～200米每秒；所述微波信号能探测到探测物的高度为20～500厘米。
一种微波感应开关，包括开关模块和电源模块，还包括上述的微波感应模组，所述电源模块用于给所述微波感应模组和开关模块供电，所述开关模块用于控制所述微波感应模块的工作状态。
上述微波感应模组和微波感应开关，采用微波发射模块向探测区域发射微波信号，微波接收模块接收因遇到探测物而从探测区域反射回来的微波信号，然后利用数字处理器对微波接收模块接收到的微波信号的频率、振幅、相位进行计算，从而可以准确判断出探测物的移动速度、方向，甚至物体的大小，其探测结果精准无误；另外，发射的微波信号不受环境的影响，抗干扰能力强。
附图说明
图1为微波感应模组的结构框图；
图2为图1所示实施例中微波感应模组的具体模块图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示的为微波感应模组的结构框图，图中包括微波发射模块100、微波接收模块200和数字处理器300。
微波发射模块100用于主动地向探测区域发射一定频率的微波信号。在一个实施例中，微波发射模块100发射微波信号的频率是可调的，通过调节微波发射模块100发射微波信号的功率以控制微波发射模块100所能够探测的范围。
微波接收模块200用于接收因遇到探测物而从探测区域反射回来的微波信号。具体地，发射出去的微波信号遇到探测物(人或其他移动物体)就会被反射回来，被微波接收模块200所接收。
若探测区域范围内没有探测物的话，反射回来的也会是一个固定频率的微波信号。但是在探测区域范围内，出现了移动的探测物，就会反射回一个频率发生变化的微波信号。由多普勒频移定理(Dopplereffect)可知，当移动物体以恒定的速率沿某一方向移动时，由于传播路程差的原因，会造成相位和频率的变化，这种变化被称为多普勒频移。
数字处理器300用于根据所述反射回来的微波信号的频率、振幅、相位进行计算以获取所述探测物的运动状态。所述探测物的运动状态包括移动速度、移动方向和探测物的大小。
在一个实施例中，微波发射模块100发射微波信号的功率范围为10分贝毫瓦～40分贝毫瓦；微波信号所能探测到的区域(探测区域)的距离范围为1～50米，角度范围为±45～±60度。所述微波信号能探测到探测物的移动速度范围为0.1～200米每秒；所述微波信号能探测到探测物的高度为20～500厘米。
上述微波感应模组，采用微波发射模块向探测区域发射微波信号，微波接收模块接收因遇到探测物而从探测区域反射回来的微波信号，然后利用数字处理器对微波接收模块接收到的微波信号的频率、振幅、相位进行计算，从而可以准确判断出探测物的移动速度、方向，甚至物体的大小，其探测结果精准无误；另外，发射的微波信号不受环境的影响，抗干扰能力强。
请结合图2，为图1所示实施例中微波感应模组的具体模块图。
微波发射模块100包括相互连接的本振单元110和放大发射单元120。其中，本振单元110用于产生微波信号，放大发射单元120用于将所述微波信号进行放大并发射至探测区域。
数字处理器300包括混频单元310、采样单元320和数字处理单元330。其中，混频单元310分别与微波接收模块200和微波发射模块100中的本振单元110连接，用于对接收的微波信号的频率进行混频处理，从而降低微波信号的频率；采样单元320与混频单元310连接，用于对混频后的微波信号进行采样并转换为数字信号；数字处理单元330与采样单元320连接，用于对所述数字信号进行分析处理以获取探测物的运动状态。
在一个实施例中，数字处理单元330用于对所述数字信号进行快速傅氏变换，得到频域数字信号，并对所述频域数字信号进行处理以获取探测物的运动状态。
下面以图2为例对上述微波感应模组的工作原理进行说明。
本振单元110产生的微波信号经放大发射单元120放大后发射至探测区域。发射出去的微波信号在遇到探测物后会反射回来并被微波接收模块200接收，然后微波接收模块200将反射回来的微波信号传送给数字处理器进行数字分析处理。具体地，混频单元310会将反射回来的微波信号与本振单元110产生的高频电磁波进行超外差混频，混频之后可以得到放大的中频信号。
采样单元320对所述中频信号进行高速采样并转换为数字信号，采样单元320对得到的数字信号进行快速傅氏变换(FastFourierTransformation，FFT)变换。快速傅氏变换，是离散傅氏变换(DFT)的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。通过快速傅氏变换将时域的数字信号变换到频域的数字信号。
将变换得到的频域数字信号传输给数字处理单元330，根据多普勒频移定理(Dopplereffect)，移动的探测物会影响到反射微波的波形，例如微波信号的频率、振幅、相位进而就会影响到最后接收到的频域的数字信号。根据对信号的频率、振幅、相位等特征进行分析处理比较就可以计算出运动物体的位置、运动方向、和速度，甚至是运动物体的大小。
微波发射模块100发射的微波信号稳定持续，不会受到天气温度以及环境的影响；而且数字处理器300采用超外差混频后的中频信号，并对进行采样后的数字信号进行分析和处理，得到的结果误差更小，更加准确可靠。
还提供一种感应开关，包括开关模块、电源模块和上述的微波感应模组，电源模块用于给所述微波感应模组和开关模块供电，所述开关模块用于控制所述微波感应模块的工作状态。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种微波感应模组，包括微波发射模块、微波接收模块以及与所述微波发射模块和微波接收模块共同连接的数字处理器；
所述微波发射模块用于向探测区域发射微波信号；
所述微波接收模块用于接收因遇到探测物而从探测区域反射回来的微波信号；
所述数字处理器用于根据所述反射回来的微波信号的频率、振幅、相位进行计算以获取所述探测物的运动状态。
2.根据权利要求1所述的微波感应模组，其特征在于，所述微波发射模块包括相互连接的本振单元和放大发射单元；所述本振单元用于产生微波信号，所述放大发射单元用于将所述微波信号进行放大并发射至探测区域。
3.根据权利要求1所述的微波感应模组，其特征在于，所述数字处理器包括混频单元、采样单元和数字处理单元；
所述混频单元分别与所述微波接收模块和所述微波发射模块连接，用于对接收的微波信号的频率进行混频处理以降低微波信号的频率；
所述采样单元与所述混频单元连接，用于对混频后的微波信号进行采样并转换为数字信号；
所述数字处理单元与所述采样单元连接，用于对所述数字信号进行处理以获取探测物的运动状态。
4.根据权利要求3所述的微波感应模组，其特征在于，所述数字处理单元用于对所述数字信号进行快速傅氏变换，得到频域数字信号，并对所述频域数字信号进行分析处理以获取探测物的运动状态。
5.根据权利要求1所述的微波感应模组，其特征在于，所述微波发射模块发射微波信号的功率在10～40分贝毫瓦之间可调。
6.根据权利要求1所述的微波感应模组，其特征在于，以所述微波发射模块为参照物，所述探测区域的距离范围为1～50米，所述探测区域的角度范围为±45～±60度；所述微波信号能探测到探测物的移动速度范围为0.1～200米每秒；所述微波信号能探测到探测物的高度为20～500厘米。
7.一种微波感应开关，包括开关模块和电源模块，其特征在于，还包括权利要求1～6任一项所述的微波感应模组，所述电源模块用于给所述微波感应模组和开关模块供电，所述开关模块用于控制所述微波感应模块的工作状态。
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| CN201520856730.1U CN205195684U (zh) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | 微波感应模组和微波感应开关 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020042722A1 (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 深圳迈睿智能科技有限公司 | 微波探测器和微波探测方法及智能设备 |
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2015
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