CN208999559U - 一种新型微波传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型微波传感器，包括多层电路板，所述多层电路板上设有供电电路、射频前端电路及低频数字电路；所述射频前端电路包括振荡器、功分器、天线及混频器，所述低频数字电路包括陷波器电路、两极放大电路及单片机信号处理电路，所述功分器的一个输出端连接天线，另一个输出端连接混频器，所述混频器的输出端与低频数字电路连接，所述陷波器电路与两极放大电路连接。本实用新型的低频数字电路设有两极放大电路及陷波器电路，能够提高滤波效果，使信号检测更加精准，集成了微波信号和光敏信号的采集功能，采用单片机进行信号处理，响应速度快，适应了复杂环境的信号检测。

Description

一种新型微波传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种新型微波传感器。

背景技术

微波移动传感器是由多普勒效应收发机模块利用介质谐振振荡器和微带接插天线技术实现了低电流消耗、高温稳定性、高灵敏度和扁平外形，是理想的低成本移动检测器。广泛红外+微波双鉴探测器、微波红外移动检测器、自动门感应器、灯光控制开关,防盗报警等，通常用于防盗系统中，本模块与红外传感器组成比检测，可以有效地减少误报。微波是波长为1～1000mm的电磁波，它既具有电磁波的性质，又不同于普通无线电波和光波。微波相对于波长较长的电磁波具有下列特点：1.定向辐射装置容易制造；2.遇到工作障碍物易于反射；3.绕射能力较差；4.传输性能良好，传输过程中受烟、火馅、灰尘、强光等的影响很小；5.介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸收能力最强。正是这些特点构成了微波检测的基础。

但是，目前市场大多数的微波移动传感器存在模块尺寸较大，检测精度较差等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种模块尺寸小，检测精度高的移动微波传感器。

本实用新型通过下述技术方案来解决：

一种新型微波传感器，包括多层电路板，所述多层电路板上设有供电电路、射频前端电路及低频数字电路；所述射频前端电路包括振荡器、功分器、天线及混频器，所述低频数字电路包括陷波器电路、两极放大电路及单片机信号处理电路，所述功分器的一个输出端连接天线，另一个输出端连接混频器，所述混频器的输出端与低频数字电路连接，所述陷波器电路与两极放大电路连接。

进一步的，所述两极放大电路包括第一放大电路及第二放大电路，所述第一放大电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电阻R3、电容C4、电阻R4、电容C5、电阻R5、放大器U1；所述第二放大电路包括电容C9、电阻R9、电容C10、电阻R10、电容C11、电阻R11、放大器U2；所述电容C1的一端连接信号输入端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端同时连接电容C2的一端、电阻R2的一端及放大器U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端同时连接放大器U1的反相输入端、电容C3的一端、电容C4的一端及电阻R4的一端，电容C3的另一端串联电阻R3后接地，电容C4的另一端同时连接放大器U1的输出端及电阻R5的一端，电阻R4及电阻R5的另一端同时连接电容C5的一端，电容C5的另一端接地，放大器U1的输出端连接陷波器电路的输入端，陷波器电路的输出端连接放大器U2的同相输入端，放大器U2的反相输入端同时连接电容C9、电容C10及电阻R10的一端，电容C9的另一端串联电阻R9后接地，电容C10同时连接放大器U2的输出端及电阻R11的一端，电阻R10及电阻R11的另一端同时连接电容C11的一端，电阻C11的另一端接地。

进一步的，所述陷波器电路包括电容C6、电阻R6、电容C7、电阻R7、电容C8及电阻R8，所述第一放大电路的信号输出端同时连接电容C6及电阻R7的一端，电容C6的另一端同时连接电阻R6及电容C8的一端，电阻R6的另一端接地，电容C8的另一端连接第二放大电路的信号输入端，电阻R7的另一端同时连接电容C7及电阻R8的一端，电容c7的另一端接地，电阻R8的另一端连接第二放大电路的信号输入端。

进一步的，所述单片机信号处理电路包括单片机U3及与所述单片机U3连接的外设分压电路及光敏信号采集电路。

进一步的，所述多层电路板为3层敷铜结构的电路板，其中第一层为低频数字电路层，中间层为电源地层、第三层为射频前端电路及供电电路层。

进一步的，所述天线为单极子天线，所述天线与电路板的连接端设有屏蔽壳。

进一步的，所述单极子天线的形状为“L”字形。

进一步的，所述“L”字形的单极子天线包括依次连接的天线主干、折弯部及顶端部。

进一步的，所述单极子天线的形状还可以是直线形。

本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果：

1.本实用新型的供电电路、射频前端电路及低频数字电路，分别设置在多层电路板对应的层，其中第一层为低频数字电路层，中间层为电源地层、第三层为射频前端电路及供电电路层，在提高微波传感器检测性能的同时减小了传感器模块体积，电路板布局紧凑合理，利于微波传感器的微型化设计。

2.本实用新型的低频数字电路设有两极放大电路及陷波器电路，能够提高滤波效果，使信号检测更加精准，集成了微波信号和光敏信号的采集功能，采用单片机进行信号处理，响应速度快，适应了复杂环境的信号检测。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为一种新型微波传感器的原理框图。

图2为一种新型微波传感器的低频数字电路图。

图3为一种新型微波传感器的单片机信号处理电路图。

图4为一种新型微波传感器的射频前端电路布局图。

图5为一种新型微波传感器的多层电路板结构图。

图6为一种新型微波传感器的“L”形天线结构示意图。

图7为一种新型微波传感器的直线形天线结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型的具体实施过程如下：

如图1和图4所示，一种新型微波传感器，包括多层电路板，所述多层电路板上设有供电电路、射频前端电路及低频数字电路7；所述射频前端电路包括振荡器1、功分器4、天线6及混频器5，所述低频数字电路包括陷波器电路、两极放大电路及单片机信号处理电路，所述功分器4的一个输出端连接天线6，另一个输出端连接混频器5，所述混频5器的输出端与低频数字电路连接，所述陷波器电路与两极放大电路连接，供电电路包含一个限流电阻，一个低压差稳压器，输入滤波电容器和输出滤波电容器，供电电路将宽范围的直流电压转换为射频电路需要的稳定电压。

如图2所示，所述两极放大电路包括第一放大电路及第二放大电路，所述第一放大电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电阻R3、电容C4、电阻R4、电容C5、电阻R5、放大器U1；所述第二放大电路包括电容C9、电阻R9、电容C10、电阻R10、电容C11、电阻R11、放大器U2；所述电容C1的一端连接信号输入端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端同时连接电容C2的一端、电阻R2的一端及放大器U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端同时连接放大器U1的反相输入端、电容C3的一端、电容C4的一端及电阻R4的一端，电容C3的另一端串联电阻R3后接地，电容C4的另一端同时连接放大器U1的输出端及电阻R5的一端，电阻R4及电阻R5的另一端同时连接电容C5的一端，电容C5的另一端接地，放大器U1的输出端连接陷波器电路的输入端，陷波器电路的输出端连接放大器U2的同相输入端，放大器U2的反相输入端同时连接电容C9、电容C10及电阻R10的一端，电容C9的另一端串联电阻R9后接地，电容C10同时连接放大器U2的输出端及电阻R11的一端，电阻R10及电阻R11的另一端同时连接电容C11的一端，电阻C11的另一端接地。

所述陷波器电路包括电容C6、电阻R6、电容C7、电阻R7、电容C8及电阻R8，所述第一放大电路的信号输出端同时连接电容C6及电阻R7的一端，电容C6的另一端同时连接电阻R6及电容C8的一端，电阻R6的另一端接地，电容C8的另一端连接第二放大电路的信号输入端，电阻R7的另一端同时连接电容C7及电阻R8的一端，电容c7的另一端接地，电阻R8的另一端连接第二放大电路的信号输入端。

如图3所示，所述单片机信号处理电路包括单片机U3及与所述单片机U3连接的外设分压电路及光敏信号采集电路。

如图5所示，所述多层电路板为3层敷铜结构的电路板，其中第一层为低频数字电路层，中间层为电源地层、第三层为射频前端电路及供电电路层。

如图6所示，所述天线为单极子天线，所述天线与电路板的连接端设有屏蔽壳。所述单极子天线的形状为“L”字形。所述“L”字形单极子天线包括依次连接的天线主干、折弯部及顶端部。

如图7所示，本实用新型的天线还可以采用直线形，需要说明的是，本实施例中上述天线的形状除“L”字形和直线形外还可以采用螺旋形。

本实用新型是一款新型的C波段微波传感器，采用了多层FR4电路板，有效利用了电路板空间，减小了传感器模块体积，优化了天线结构设计，提高了检测性能。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型微波传感器，其特征在于:包括多层电路板，所述多层电路板上设有供电电路、射频前端电路及低频数字电路；所述射频前端电路包括振荡器、功分器、天线及混频器，所述低频数字电路包括陷波器电路、两极放大电路及单片机信号处理电路，所述功分器的一个输出端连接天线，另一个输出端连接混频器，所述混频器的输出端与低频数字电路连接，所述陷波器电路与两极放大电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型微波传感器，其特征在于：所述两极放大电路包括第一放大电路及第二放大电路，所述第一放大电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电阻R3、电容C4、电阻R4、电容C5、电阻R5、放大器U1；所述第二放大电路包括电容C9、电阻R9、电容C10、电阻R10、电容C11、电阻R11、放大器U2；所述电容C1的一端连接信号输入端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端同时连接电容C2的一端、电阻R2的一端及放大器U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端同时连接放大器U1的反相输入端、电容C3的一端、电容C4的一端及电阻R4的一端，电容C3的另一端串联电阻R3后接地，电容C4的另一端同时连接放大器U1的输出端及电阻R5的一端，电阻R4及电阻R5的另一端同时连接电容C5的一端，电容C5的另一端接地，放大器U1的输出端连接陷波器电路的输入端，陷波器电路的输出端连接放大器U2的同相输入端，放大器U2的反相输入端同时连接电容C9、电容C10及电阻R10的一端，电容C9的另一端串联电阻R9后接地，电容C10同时连接放大器U2的输出端及电阻R11的一端，电阻R10及电阻R11的另一端同时连接电容C11的一端，电阻C11的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种新型微波传感器，其特征在于：所述陷波器电路包括电容C6、电阻R6、电容C7、电阻R7、电容C8及电阻R8，所述第一放大电路的信号输出端同时连接电容C6及电阻R7的一端，电容C6的另一端同时连接电阻R6及电容C8的一端，电阻R6的另一端接地，电容C8的另一端连接第二放大电路的信号输入端，电阻R7的另一端同时连接电容C7及电阻R8的一端，电容c7的另一端接地，电阻R8的另一端连接第二放大电路的信号输入端。

4.根据权利要求1所述的一种新型微波传感器，其特征在于：所述单片机信号处理电路包括单片机U3及与所述单片机U3连接的外设分压电路及光敏信号采集电路。

5.根据权利要求1、2、3、4任一项所述的一种新型微波传感器，其特征在于：所述多层电路板为三层敷铜结构的电路板，其中第一层为低频数字电路层，中间层为电源地层、第三层为射频前端电路及供电电路层。

6.根据权利要求5所述的一种新型微波传感器，其特征在于：所述天线为单极子天线，所述天线与电路板的连接端设有屏蔽壳。

7.根据权利要求6所述的一种新型微波传感器，其特征在于：所述单极子天线的形状为“L”字形。

8.根据权利要求6或7所述的一种新型微波传感器，其特征在于：所述单极子天线包括依次连接的天线主干、折弯部及顶端部。

9.根据权利要求6所述的一种新型微波传感器，其特征在于：所述单极子天线的形状为直线形。