CN219891402U - 微波探测模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一微波探测模块，其中所述微波探测模块包括一天线负载和一微波芯片，其中所述微波芯片以集成电路形态被设置并具有一振荡电路、一功率输出单元以及至少一射频输出端口，其中所述射频输出端口以输出引脚的形态自所述微波芯片被电性引出，所述输出引脚被电性连接于所述天线负载，以用于对所述天线负载进行馈电，其中所述功率输出单元被电性连接于所述振荡电路和所述射频输出端口之间并对所述振荡电路输出的一激励信号进行功率输出和形成所述射频输出端口的阻抗设定，如此以无需于所述微波芯片设置额外的电感式阻抗变换器。

Description

微波探测模块

技术领域

本实用新型涉及微波探测领域，尤其涉及一种微波探测模块。

背景技术

随着物联网技术的发展，人工智能、智能家居、以及智能安防技术对于环境探测，特别是对于人的存在、移动以及微动的动作特征的探测准确性的需求越来越高，只有获取足够稳定的探测结果，才能够为智能终端设备提供准确的判断依据。其中无线电技术，包括基于多普勒效应原理的微波探测技术作为人与物，物与物之间相联的重要枢纽在行为探测和存在探测技术中具有独特的优势，其能够在不侵犯人隐私的情况下，探测出活动物体，比如人的动作特征、移动特征、以及微动特征，甚至是人的心跳和呼吸特征信息，因而具有广泛的应用前景。具体地，相应的微波探测器的天线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相应探测空间，和接收所述探测波束在所述探测空间被至少一物体反射形成的一回波而产生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。

因此可以理解的是，所述微波探测器的工作离不开输出所述激励信号的微波芯片，现有的微波探测器为了标准化设计需求，目前行业内固定地将微波探测器的所述天线的阻抗设计为50欧，标准化地设计阻抗为50欧的原因在于，早在1929年贝尔实验室经过多次实验，最终发现符合大功率传输且损耗小的同轴电缆的特征阻抗分别是30欧和77欧，其中阻抗为30欧的同轴电缆的传输功率最大，阻抗为77欧的同轴电缆的传输损耗最小，其中30欧和77欧的算术平均值和几何平均值分别为53.5欧和48欧，目前通用的50欧系统阻抗即是53.5欧和48欧在工程上的折中考量，以尽可能同时满足最大的传输功率和最小的传输损耗。因此，为了产品的通用性考虑，也为了各类产品之间的通讯匹配，目前行业内均默认和约定俗成地将阻抗设计为50欧。也就是说，在50欧的系统阻抗的设计下，所述天线的阻抗被标准化设计为50欧，所述微波芯片的输出端的阻抗也要被设计为50欧，然而现有的微波芯片基于自身的半导体器件并无法把阻抗降低至50欧，因此能够将微波芯片的输出阻抗降低为50欧的可行解决方案只能通过设置额外的电阻式阻抗变换器或电感式阻抗变换器实现，然而其中由于电阻式阻抗变换器的工作原理是通过牺牲功率的方式对阻抗进行调节，将导致功率损耗大幅加大，也就是说利用电阻式阻抗变换器的实施方式理论上虽然可行，但在应用却以牺牲功率为代价而难以被实际采用，因此目前为满足所述天线和所述微波芯片的阻抗匹配需求，普遍的解决方案是于所述微波芯片中设置额外的电感式阻抗变换器将所述微波芯片的输出端阻抗调整为50欧。

然而，电感式阻抗变换器的设置势必会大幅占用所述微波芯片的晶圆面积，具体参考本实用新型的说明书附图之图1A和图1B，现有技术的一微波芯片20P两类实施方式的结构框图被示意，对应于图1A，其中所述微波芯片20P包括一振荡电路22P、一放大器23P和一阻抗变换器24P，其中所述放大器23P被电性连接于所述振荡电路22P，其中所述振荡电路22P适于在被供电状态下输出一激励信号，所述激励信号经所述放大器23P处理后传输至所述阻抗变换器24P，其中所述阻抗变换器24P为能够形成电流闭合回路的线圈构成，具体在图1所示的这一实施方式中，所述阻抗变换器24P以隔离形态被设置而具有与所述放大器23P电性连接的初级线圈241P，和与所述微波芯片20P的输出引脚21P电性连接的次级线圈242P，其中当所述初级线圈241P接入所述激励信号时，基于电磁耦合原理，所述次级线圈242P产生感应电动势，其中所述初级线圈241P的圈数与所述次级线圈242P的圈数不同，致使所述初级线圈241P的感抗不同于所述次级线圈242P的感抗，如此以实现阻抗变换；对应于图1B，在图1B所示的这一实施方式中，所述阻抗变换器24P以非隔离形态被设置而具有一个线圈，其中基于在所述线圈上引出不同圈数的端口分别连接于所述放大器23P和所述输出引脚21P，以在所述阻抗变换器24P接入所述激励信号而对所述输出引脚21P输出所述激励信号时，实现输入和输出之间的阻抗变换。无论是哪种类型的电感式阻抗变换器，在实际的微波芯片的版图布局中多圈数的线圈都将极大地占用晶圆面积，具体地参考图2A和图2B，现有的两种电感式阻抗变换器的模拟3D结构被分别示意，当所述微波芯片内采用电感式阻抗变换器将其输出端阻抗调整为50欧时，电感式阻抗变换器实现方式包括平面型和叠层型，平面型电感式阻抗变换器通过主绕组和次绕组在同一金属层中实现，叠层型电感式阻抗变换器在不同的金属层上实现每个绕组。现有技术的两款微波芯片实物的局部内部结构透视图被分别示意，由图中可以看出电感式阻抗变换器的存在极大地占用晶圆面积，消耗了所述微波芯片内部大量的布图空间，也增加所述微波芯片的布线复杂程度。

也就是说，在目前的微波芯片的设计中，在实际的微波芯片的版图布局上，设置多圈数的线圈将极大地占用晶圆面积，即电感式阻抗变换器的布局极大地占用了晶圆面积，同时也增加所述微波芯片的布线复杂程度，导致所述微波芯片的设计成本和生产成本增加。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波探测模块突破目前为满足各单元之间的阻抗匹配需求而设置专门额外的电感式阻抗变换器调整阻抗至行业通用设计值的思想和方式，基于所述微波探测模块的相应天线无需与外置单元进行匹配的思想，将所述微波探测模块的天线与相应电路的阻抗在不使用额外的电感式阻抗变换器的前提下进行统一匹配，有利于基于不同的思想简化所述微波探测模块的电路设计，以有利于所述微波探测模块的制造成本的控制和工作损耗的降低。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波探测模块突破行业内需要将各模块的阻抗调整为行业通用设计值的惯性思维，于所述微波探测模块的内部对天线和相应电路的阻抗进行统一匹配，以避免通过设置额外的电感式阻抗变换器将阻抗调整至行业通行设计值，从而有利于控制所述微波探测模块的设计成本和生产成本。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波探测模块突破行业内需要将各模块的阻抗调整为行业通用设计值的惯性思维，于所述微波探测模块的内部对天线和相应电路的阻抗进行统一匹配，以避免通过设置额外的电感式阻抗变换器将阻抗调整至行业通行设计值，从而有利于简化所述微波探测模块的电路设计。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波探测模块突破行业内需要将各模块的阻抗调整为行业通用设计值的惯性思维，于所述微波探测模块的内部对天线和相应电路的阻抗进行统一匹配，以避免通过设置额外的电感式阻抗变换器将阻抗调整至行业通行设计值，从而能够避免所述微波探测模块因设置电感式阻抗变换器而产生的额外功率损耗。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波探测模块包括一天线负载和一微波芯片，其中基于对所述天线负载的阻抗设置，以方便所述天线负载的阻抗被所述微波芯片的阻抗所匹配，突破行业内于微波芯片的输出端口专门设置额外的电感式阻抗变换器用于调整微波芯片的输出阻抗的惯性做法，反其道而行之地通过设置所述天线负载的阻抗匹配所述微波芯片的阻抗，实现所述天线负载和所述微波芯片的阻抗匹配需求，从而基于不同的思想而无需于所述微波芯片设置额外的电感式阻抗变换器，以有利于简化所述微波芯片的电路设计而有利于降低所述微波芯片的设计成本和生产成本。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波探测模块基于对所述天线负载的阻抗设置，以方便所述天线负载的阻抗被所述微波芯片的阻抗所匹配，从而突破行业内于微波芯片专门设置额外的电感式阻抗变换器用于调整微波芯片的输出阻抗的惯性做法，反其道而行之地实现所述天线负载和所述微波芯片的阻抗匹配需求，如此以无需于所述微波芯片设置额外的电感式阻抗变换器，从而避免所述微波芯片的功率损耗额外增加。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述天线负载包括一辐射源和与所述辐射源相间隔的一参考地面，其中所述微波芯片以集成电路形态被设置并具有一振荡电路、一功率输出单元以及至少一射频输出端口，其中所述射频输出端口以输出引脚的形态自所述微波芯片被电性引出，所述输出引脚被电性连接于所述辐射源的馈电端，以用于对所述天线负载进行馈电，其中所述功率输出单元被电性连接于所述振荡电路和所述射频输出端口之间并对所述振荡电路输出的一激励信号进行功率输出和形成所述射频输出端口的阻抗设定，如此以避免于所述微波芯片设置额外的电感式阻抗变换器，从而使得所述功率输出单元和所述射频输出端口能够在两者间的连接线路不设置电感式阻抗变换器的状态被电性连接。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述天线负载的阻抗被设置大于50欧，以利于在不使用电感式阻抗变换器的状态实现所述微波芯片与所述天线负载的阻抗匹配，如此以避免于所述微波芯片设置额外的电感式阻抗变换器。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中于所述微波探测模块内部，所述天线负载和所述微波芯片之间不涉及长距离的信号传输，因此在所述天线负载的阻抗被设置大于50欧而相应所述微波芯片的所述输出引脚的阻抗被设置大于50欧的状态下，相比目前行业内基于同时满足最大的传输功率和最小的传输损耗的50欧阻抗设计，所造成的额外损耗可以忽略不计，从而在突破行业惯性做法将所述天线负载的阻抗和所述微波芯片的所述输出引脚的阻抗设置为大于50欧的情况下，所述微波探测模块的性能得以保障。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波芯片的所述输出引脚仅需与所述辐射源的馈电点固定连接，所述微波芯片的所述输出引脚无需与外置单元进行匹配，则所述微波芯片的所述射频输出端口的阻抗值无需为满足与外置单元进行匹配的设计需求而被调整为行业通用设计值，因而能够避免为将阻抗降低至行业通用设计值而于所述微波芯片设置额外的电感式阻抗变换器，如此以通过所述天线负载的阻抗值设置，满足所述天线负载与所述微波芯片的阻抗匹配需求，从而突破了目前为满足阻抗匹配需要而于微波芯片设置专门设置额外的电感式阻抗变换器的惯性做法，有利于简化所述微波探测模块的电路设计，并有利于控制所述微波探测模块的制造成本和工作损耗。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中基于所述天线负载的阻抗被设置大于50欧，所述微波芯片基于自身半导体器件就可以满足相应的阻抗匹配需要而无需额外设置电感式阻抗变换器，因而有利于简化所述微波芯片的电路，降低所述微波芯片的制造成本。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中基于所述天线负载的阻抗被设置大于50欧，所述微波芯片基于自身半导体器件就可以满足相应的阻抗匹配需要而无需额外设置电感式阻抗变换器，则所述激励信号无需经过额外的电感式阻抗变换器的处理，因而能够避免所述激励信号经过电感式阻抗变换器时造成的传输损耗，保障所述微波芯片输出所述激励信号的传输效率和传输质量。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波芯片优选被设置具有两所述输出引脚，并能够于两所述输出引脚输出相位相差趋于180°的平衡差分信号形态的所述激励信号，以实现对所述辐射源趋于180°的相差馈电，在保障微波波束的稳定发射的状态降低所述辐射源的最小发射功率极值，从而有利于在降低所述辐射源的发射功率至小于等于0dBm或更低的状态保障微波波束的稳定发射，以利于所述微波探测模块通过降低所述辐射源的发射功率的方式，降低相应的微波波束和反射回波的信号强度，即降低相应的微波波束和反射回波的电磁能量密度，进而能够利用通信装置自带的底噪抑制机制，避免对相应通信装置造成干扰而能够降低甚至解除安装环境内的通信装置的安装位置对相应的微波探测装置于相应安装环境的安装位置的限制。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述微波探测模块包括至少一信号传输线，其中所述天线负载和所述微波芯片经所述信号传输线连接，即所述信号传输线的一端被电性连接于所述辐射源的馈电端，所述信号传输线的另一端被电性连接于所述微波芯片的所述输出引脚，以在所述微波芯片于所述输出引脚输出所述激励信号的状态，传输所述激励信号至所述辐射源的馈电端，以于所述辐射源的馈电端对所述辐射源馈电。

本实用新型的一个目的在于提供一微波探测模块，其中所述信号传输线优选以带状导线形态被设计并被设置具有1/4波长电长度，以基于所述信号传输线具有1/4波长电长度的设置，放宽所述天线负载和所述微波芯片之间的阻抗匹配的容差，即基于批量化生产的误差形成的所述天线负载和所述微波芯片的参数变化不会影响所述天线负载和所述微波芯片之间的阻抗匹配，以利于满足所述辐射源与所述微波芯片的阻抗匹配需求。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型通过一微波探测模块，其中所述微波探测模块包括：

一天线负载；和

一微波芯片，其中所述微波芯片以集成电路形态被设置并具有一振荡电路、一功率输出单元以及至少一射频输出端口，其中所述射频输出端口以输出引脚的形态自所述微波芯片被电性引出，所述输出引脚被电性连接于所述天线负载，以用于对所述天线负载进行馈电，其中所述功率输出单元被电性连接于所述振荡电路和所述射频输出端口之间并对所述振荡电路输出的一激励信号进行功率输出和形成所述射频输出端口的阻抗设定，其中所述功率输出单元和所述射频输出端口在两者间的连接线路不设置电感式阻抗变换器的状态被电性连接。

在一实施例中，其中所述天线负载的阻抗被设置大于50欧。

在一实施例中，其中所述微波芯片包括一振荡电路，所述振荡电路具有两N沟道MOS管，两P沟道MOS管，一等效振荡电感以及一等效振荡电容，其中两所述N沟道MOS管的源极电性相连并适于被电性连接于内部电源，且任一所述N沟道MOS管的栅极被电性连接于另一所述N沟道MOS管的漏极，其中两所述P沟道MOS的源极电性相连并被电性连接于内部地，且任一所述P沟道MOS管的栅极被电性连接于另一所述P沟道MOS管的漏极，其中两所述N沟道MOS管的两漏极分别被电性连接于不同所述P沟道MOS的漏极，其中所述等效振荡电感的两端分别被电性连接于不同所述P沟道MOS管的漏极，其中所述等效振荡电容的两端分别被电性连接于不同所述P沟道MOS管的漏极而与所述等效振荡电感并联，其中所述输出引脚被电性连接于所述等效振荡电感，以在所述振荡电路被内部电源供电的状态输出所述振荡电路输出的所述激励信号。

在一实施例中，其中所述输出引脚的数量为两个，两所述输出引脚分别被电性连接于所述等效振荡电感的两端，其中在所述振荡电路被内部电源供电的状态，所述振荡电路基于所述振荡电感和所述振荡电容组成的并联谐振回路形成振荡与选频而于所述振荡电感和所述振荡电容的两端形成大小相等，方向相反的电信号，以使得其中一所述N沟道MOS管和与该所述N沟道MOS管的栅极电性相连的所述P沟道MOS管能够在同一时刻导通，另一所述N沟道MOS管和该所述N沟道MOS管的栅极电性相连的所述P沟道MOS管能够在另一时刻同时导通，从而于两所述输出引脚以相差180°的平衡差分信号形态输出激励信号。

在一实施例中，其中所述输出引脚的数量为两个，所述微波芯片包括一相位变换器，其中一所述输出引脚被电性连接于所述等效振荡电感的一端，以输出所述振荡电路输出的激励信号，所述相位变换器被电性连接于另一所述输出引脚和所述等效振荡电感的该端之间，以对所述振荡电路输出的所述激励信号移相180°或反相，从而使两所述输出引脚输出相差趋于180°的所述激励信号。

在一实施例中，其中所述微波探测模块包括至少一信号传输线，所述信号传输线的一端被电性连接于所述辐射源的馈电端，所述信号传输线的另一端被电性连接于所述微波芯片的所述输出引脚，以在所述微波芯片于所述输出引脚输出所述激励信号的状态，传输所述激励信号至所述辐射源的馈电端，以于所述辐射源的馈电端对所述辐射源馈电。

在一实施例中，其中所述信号传输线以带状导线形态被设计并被设置具有1/4波长电长度。

在一实施例中，其中所述天线负载的阻抗被设置为75欧、100欧或150欧。

在一实施例中，其中所述微波探测模块进一步包括一混频单元和一信号处理单元，其中所述混频单元被电性连接于所述天线负载和所述微波芯片，以基于多普勒效应原理输出对应于所述激励信号与相应回波信号之间的频率和相位差异的多普勒中频信号，其中所述信号处理单元被电性连接于所述混频单元，并被设置基于所述多普勒中频信号的满足一定数值范围的频率和/或幅度提取所述多普勒中频信号的有效特征，以允许基于目标频段的所述多普勒中频信号的有效特征生成对相应电气设备的控制指令。

通过对随后的描述和附图的理解，本实用新型进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1A为现有技术的微波芯片的一种实施方式的结构框图示意图。

图1B为现有技术的微波芯片的另一种实施方式的结构框图示意图。

图2A和图2B为现有技术的两种电感式阻抗变换器的模拟3D结构示意图。

图3为依本实用新型的一实施例的一微波探测模块的结构框图示意图。

图4为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测模块的一可选实施结构示意图。

图5为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测模块的一优选实施结构示意图。

图6为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测模块的一可选实施结构示意图

图7为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测模块的一微波芯片的一种可实施结构的部分电路等效示意图。

图8为依本实用新型的上述实施例的所述微波芯片的一种可实施结构的部分电路等效示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。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实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型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，在本实用新型的揭露中，术语“竖向”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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实用新型中的具体含义。

本实用新型鉴于微波探测模块的一体化设计的特点，将微波探测模块的功能单元进行统一的阻抗设置，以在无需采用额外的电感式阻抗变换器的条件下实现相应的阻抗匹配需求，从而突破了目前基于设置额外的电感式阻抗变换器将相应单元的阻抗调整至行业通用设计值以满足相应单元的阻抗匹配需求的思想和方式。

具体参考本实用新型的说明书附图之图3，依本实用新型的一实施例的一微波探测模块的结构框图被示意，所述微波探测模块包括一天线负载10和一微波芯片20，其中鉴于所述微波探测模块一体化设计的特点，所述天线负载10和所述微波芯片20无需与外置单元进行匹配，因而所述天线负载10和所述微波芯片20的阻抗无需为满足与外置单元进行匹配的设计需求而被调整为行业通用设计值，从而基于此思想对所述天线负载10和所述微波芯片20进行统一的阻抗设置，以使所述天线负载10和所述微波芯片20能够在不使用电感式阻抗变换器的条件下满足相应的阻抗匹配需求。

也就是说，所述天线负载10和所述微波芯片20为统一生产和匹配的一体化设计，因而所述天线负载10和所述微波芯片20的设计无需为了方便接入其它外置单元而采用特定的行业通用标准，从而基于此思想，简化所述微波探测模块的电路设计，以有利于控制所述微波探测模块的制造成本和工作损耗。

特别地，其中所述微波探测模块突破行业内需要将各模块的阻抗调整为行业通用设计值的惯性思维，于所述微波探测模块的内部对所述天线负载10和所述微波芯片20的阻抗进行统一匹配，以避免通过设置额外的电感式阻抗变换器将阻抗调整至行业通行设计值，从而有利于简化所述微波探测模块的电路设计。

具体地，本实用新型通过将所述天线负载10的阻抗设置为大于50欧，从而有利于所述微波芯片20的电路设计满足与所述天线负载10的阻抗匹配需求，突破行业内于微波芯片的输出端口专门设置额外的电感式阻抗变换器用于调整微波芯片的输出阻抗的惯性做法，反其道而行之地通过设置所述天线负载10的阻抗匹配所述微波芯片20的阻抗，无需于所述微波芯片20设置专用于阻抗变换以用于与所述天线负载10进行阻抗匹配的电感式阻抗变换器，如此以简化所述微波芯片20的电路设计。

换句话说，本实用新型通过对所述天线负载10的阻抗设置，方便所述天线负载10的阻抗被所述微波芯片20在不设置额外的电感式阻抗变换器的状态下的输出阻抗所匹配，从而实现所述天线负载10和所述微波芯片20的阻抗匹配需求，突破了目前基于在相应微波芯片中专门设置额外的电感式阻抗变换器以满足相应天线和相应微波芯片的阻抗匹配的思想和方式，从而基于不同的思想而无需于所述微波芯片20设置额外的电感式阻抗变换器，以有利于简化所述微波芯片20的电路设计。

值得一提的是，其中所述微波芯片20无需设置额外的电感式阻抗变换器，因而避免感式阻抗变换器占用所述微波芯片20的晶圆面积，并简化了所述微波芯片20的电路布线复杂程度，如此以有利于减少所述微波芯片20的设计成本和生产成本。

特别地，其中所述微波芯片20无需设置额外的电感式阻抗变换器，从而避免因设置额外的电路而导致所述微波芯片20的功耗增加，如此以有利于控制所述微波芯片20的功耗。

具体地，其中所述天线负载10包括一辐射源11和与所述辐射源11相间隔的一参考地面12，所述微波芯片20以集成电路形态被设置并具有一振荡电路22、一功率输出单元23以及至少一射频输出端口，其中所述射频输出端口以输出引脚21的形态自所述微波芯片20被电性引出，所述输出引脚20被电性连接于所述天线负载10的所述辐射源11，以用于对所述天线负载10进行馈电，其中所述天线负载10被设置在所述辐射源11被所述激励信号激励的状态，所述辐射源11能够与所述参考地面12共同作用地发射对应于所述激励信号的频率的一探测波束，并允许接收所述探测波束被至少一物体反射形成的回波而回传一回波信号，其中所述功率输出单元23被电性连接于所述振荡电路22和所述射频输出端口之间并对所述振荡电路22输出的一激励信号进行功率输出和形成所述射频输出端口的阻抗设定，如此以避免于所述微波芯片20设置电感式阻抗变换器，使得所述功率输出单元23和所述射频输出端口能够在两者间的连接线路不设置电感式阻抗变换器的状态被电性连接并满足相应的阻抗匹配需求。

具体地，其中所述天线负载10的阻抗被设置大于50欧，以利于在不使用阻抗变换器的状态实现所述微波芯片20与所述天线负载10的阻抗匹配，如此以避免于所述微波芯片20设置电感式阻抗变换器。

值得一提的是，其中所述天线负载10的阻抗被设置大于50欧，从而使得在常规电路设计下的所述微波芯片20的阻抗能够与所述天线负载10的阻抗相对应，也就是说，所述微波芯片20基于自身半导体器件就可以满足相应的阻抗匹配需要而无需额外设置电感式阻抗变换器，因而有利于简化所述微波芯片20的电路，降低所述微波芯片20的制造成本。

特别地，具体在本实用新型的这一实施例中，所述天线负载10的阻抗被设置为75欧，所述微波芯片20在不具有电感式阻抗变换器的条件下就能够对应具有75欧的阻抗，因此使得所述微波芯片20能够在不使用电感式阻抗变换器的条件下实现与所述天线负载10的阻抗匹配。

值得一提的是，在本实用新型的一些实施例中，基于所述微波芯片20的晶圆设计对所述微波芯片20的阻抗可能产生的影响，所述天线负载10的阻抗被设置为100欧或者150欧，以方便所述微波芯片20在不使用电感式阻抗变换器的条件下与所述天线负载10满足相应的阻抗匹配。

并且还值得一提的是，其中受益于所述天线负载10和所述微波芯片20的阻抗的统一匹配而将所述天线负载10的阻抗设置大于50欧，则连接所述天线负载10和所述微波芯片20的馈电线路的尺寸允许被缩小，有利于所述微波探测模块的小型化设计。

也就是说，鉴于所述微波探测模块的一体化设计的特点，所述微波芯片20的所述输出引脚21仅需与所述辐射源11馈电连接，即所述微波芯片20的所述输出引脚21无需与外置单元进行匹配，则所述微波芯片20的所述射频输出端口的阻抗值无需为满足与外置单元进行匹配的设计需求而被调整为行业通用设计值，因而能够避免为将阻抗降低至行业通用设计值而于所述微波芯片20设置额外的电感式阻抗变换器，如此以通过所述天线负载10的阻抗值设置，满足所述天线负载10与所述微波芯片20的阻抗匹配需求，从而突破了目前为满足阻抗匹配需要而于微波芯片设置专门设置额外的电感式阻抗变换器的惯性做法，有利于简化所述微波探测模块的电路设计，并有利于控制所述微波探测模块的制造成本和工作损耗。

进一步地，其中于所述微波探测模块内部，所述天线负载10和所述微波芯片20之间不涉及长距离的信号传输，因此在所述天线负载10的阻抗被设置大于50欧而相应所述微波芯片20的所述输出引脚21的阻抗被设置大于50欧的状态下，相比目前行业内基于同时满足最大的传输功率和最小的传输损耗的50欧阻抗设计，所造成的额外损耗可以忽略不计，从而在突破行业惯性做法将所述天线负载的阻抗和所述微波芯片的所述输出引脚的阻抗设置为大于50欧的情况下，所述微波探测模块的性能得以保障。

特别地，其中基于所述天线负载10的阻抗被设置大于50欧，所述微波芯片20基于自身半导体器件就可以满足相应的阻抗匹配需要而无需额外设置电感式阻抗变换器，因而有利于简化所述微波芯片20的电路，降低所述微波芯片20的制造成本。

值得一提的是，其中基于所述天线负载10的阻抗被设置大于50欧，所述微波芯片20基于自身半导体器件就可以满足相应的阻抗匹配需要而无需额外设置电感式阻抗变换器，则所述激励信号无需经过额外的电感式阻抗变换器的处理，因而能够避免所述激励信号经过电感式阻抗变换器时造成的传输损耗，保障所述微波芯片20输出所述激励信号的传输效率和传输质量。

特别地，其中基于所述天线负载10的阻抗被设置大于50欧，所述微波芯片20无需额外设置的电感式阻抗变换器即可满足与所述天线负载10的阻抗匹配需求，进而基于所述微波芯片20和所述天线负载10的阻抗匹配，形成对所述激励信号的传输反射的抑制，从而保障所述激励信号的传输质量。

进一步地，参考本实用新型的说明书附图之图4，所述微波探测模块的一可选实施结构被示意，其主要展示了所述微波芯片20的等效电路结构，其中所述振荡电路具有两N沟道MOS管(对应图中Q1和Q2)，两P沟道MOS管(对应图中Q3和Q4)，一等效振荡电感(对应于图中L)以及一等效振荡电容(对应于图中C)，其中两所述N沟道MOS管的源极电性相连并适于被电性连接于内部电源，两所述P沟道MOS的源极电性相连并被电性连接于内部地，两所述N沟道MOS管的两漏极分别被电性连接于不同所述P沟道MOS的漏极，如此以形成其中一所述N沟道MOS管的漏极电性连接于其中一所述P沟道MOS管的漏极，该所述P沟道MOS管的源极电性连接于另一所述P沟道MOS管的源极，该另一所述P沟道MOS管的漏极电性连接于另一所述N沟道MOS管的漏极，以及该另一所述N沟道MOS管的源极电性连接于前一所述N沟道MOS管的源极的顺序连接关系，其中两所述N沟道MOS管中，任一所述N沟道MOS管的栅极被电性连接于另一所述N沟道MOS管的漏极，其中两所述P沟道MOS管中，任一所述P沟道MOS管的栅极被电性连接于另一所述P沟道MOS管的漏极，其中所述等效振荡电感的两端分别被电性连接于不同所述P沟道MOS管的漏极，所述等效振荡电容的两端分别被电性连接于不同所述P沟道MOS管的漏极而与所述等效振荡电感并联，其中所述输出引脚21被电性连接于所述等效振荡电感，以在所述振荡电路22被内部电源供电的状态输出所述振荡电路22输出的所述激励信号。

可以理解的是，其中所述等效振荡电容为具有电容特性的元器件，其可以实施为单个电容元器件，也可以是多个电容元器件串联和/或并联等效形成，所述等效振荡电感为具有电感特性的元器件，其可以实施为单个电感元器件，也可以多个电感元器件串联和/或并联形成。

优选地，其中所述微波芯片20被设置能够实现对所述辐射源11趋于180°的相差馈电，在保障微波波束的稳定发射的状态降低所述辐射源11的最小发射功率极值，从而有利于在降低所述辐射源11的发射功率至小于等于0dBm或更低的状态保障微波波束的稳定发射，以利于所述微波探测模块通过降低所述辐射源11的发射功率的方式，降低相应的微波波束和反射回波的信号强度，即降低相应的微波波束和反射回波的电磁能量密度，进而能够利用通信装置自带的底噪抑制机制，避免对相应通信装置造成干扰而能够降低甚至解除安装环境内的通信装置的安装位置对相应的微波探测装置于相应安装环境的安装位置的限制。

具体地，参考本实用新型的说明书附图之图5，所述微波探测模块的一优选实施结构被示意，其中所述微波芯片20包括两所述输出引脚21并能够于两所述输出引脚输出相位相差趋于180°的平衡差分信号形态的所述激励信号，以实现对所述辐射源11趋于180°的相差馈电，其中两所述输出引脚21分别被电性连接于所述等效振荡电感的两端，其中在所述振荡电路22被内部电源供电的状态，所述振荡电路22基于所述振荡电感和所述振荡电容组成的并联谐振回路形成振荡与选频而于所述振荡电感和所述振荡电容的两端形成大小相等，方向相反的电信号，以使得其中一所述N沟道MOS管和与该所述N沟道MOS管的栅极电性相连的所述P沟道MOS管能够在同一时刻导通，另一所述N沟道MOS管和该所述N沟道MOS管的栅极电性相连的所述P沟道MOS管能够在另一时刻同时导通，从而于两所述输出引脚21以相差180°的平衡差分信号形态输出激励信号。

可选地，参考本实用新型的说明书附图之图6，所述微波探测模块的一可选实施结构被示意，其主要展示所述微波芯片20实现对所述辐射源11趋于180°的相差馈电的可选等效电路结构，其中所述微波芯片20包括一相位变换器，所述输出引脚21的数量为两个，其中一所述输出引脚21被电性连接于所述等效振荡电感的一端，以输出所述振荡电路22输出的激励信号，所述相位变换器被电性连接于另一所述输出引脚21和所述等效振荡电感的该端之间，以对所述振荡电路22输出的所述激励信号移相180°或反相，从而使两所述输出引脚21输出相差趋于180°的所述激励信号，以实现对所述辐射源11趋于180°的相差馈电。

优选地，其中被电性连接于所述振荡电路22和所述射频输出端口之间的所述功率输出单元23能够缓冲/隔离干扰信号窜入所述振荡电路22，和/或放大所述激励信号。

特别地，其中在所述功率输出单元23形成对所述激励信号的放大的状态下，基于所述功率输出单元23放大所述振荡电路22输出的所述激励信号，使得所述输出引脚21的输出功率被相应提高，从而提高信号的输出效率。

进一步地，其中所述天线负载10的阻抗被设置大于50欧，所述微波芯片20基于自身半导体器件就可以满足相应的阻抗匹配需要而无需额外设置电感式阻抗变换器，详细参考图7和图8，所述微波芯片20的两种可实施结构的部分等效电路被分别示意，其中自所述振荡电路22输出的所述激励信号经所述功率输出单元23的处理输出，以使所述微波芯片20的输出阻抗满足与所述天线负载10的匹配需求而无需额外设置电感式阻抗变换器。同时，对应于图7和图8所示意的电路，基于对所述功率输出单元23中的相应MOS管的导通和关断控制，实现对所述振荡电路22输出的所述激励信号的有效幅值进行调节，从而有利于基于对所述激励信号的幅值调节保障所述微波探测模块在实际探测应用中的稳定性和准确性。

进一步地，其中所述微波探测模块包括至少一信号传输线30，其中所述天线负载10和所述微波芯片20经所述信号传输线30连接，即所述信号传输线30的一端被电性连接于所述辐射源11的馈电端，所述信号传输线30的另一端被电性连接于所述微波芯片20的所述输出引脚21，以在所述微波芯片20于所述输出引脚21输出所述激励信号的状态，传输所述激励信号至所述辐射源11的馈电端，以于所述辐射源11的馈电端对所述辐射源11馈电。

优选地，其中所述信号传输线30以带状导线形态被设计并被设置具有1/4波长电长度，以基于所述信号传输线30具有1/4波长电长度的设置，放宽所述天线负载10和所述微波芯片20之间的阻抗匹配的容差，即基于批量化生产的误差形成的所述天线负载10和所述微波芯片20的参数变化不会影响所述天线负载10和所述微波芯片20之间的阻抗匹配，以利于满足所述辐射源10与所述微波芯片20的阻抗匹配需求。

进一步地，其中所述微波探测模块进一步包括一混频单元40和一信号处理单元50，其中所述混频单元40被电性连接于所述天线负载10和所述微波芯片20，以基于多普勒效应原理输出对应于所述激励信号与所述回波信号之间的频率和相位差异的多普勒中频信号，其中所述信号处理单元50被电性连接于所述混频单元40，并被设置基于所述多普勒中频信号的满足一定数值范围的频率和/或幅度提取所述多普勒中频信号的有效特征，以允许基于目标频段的所述多普勒中频信号的有效特征生成对相应电气设备的控制指令，从而实现对电气设备的智能化控制，例如实现对空调、灯具、风扇、音响、窗帘、电视等的开关控制。

值得一提的是，在本实用新型的一些实施例中，其中所述混频单元40和所述信号处理单元50允许以集成电路形态被集成于所述微波芯片20，如此以有利于提高所述微波探测模块的电路集成化程度，本实用新型对此不作限制。

特别地，其中在所述混频电路40以集成电路形态被设计而被一体集成于所述微波芯片20的状态，所述混频电路40允许与所述振荡电路22共用所述输出引脚21的状态被设置，则对应在所述天线负载10以收发一体形态被设置的状态，所述天线负载10被电性耦合于所述输出引脚21，以在所述微波芯片20输出所述激励信号的状态被激励而发射对应于所述激励信号的频率的一探测波束，并接收所述探测波束被至少一物体反射形成的回波而回传所述回波信号至所述微波芯片20。

值得一提的是，其中在所述混频电路40以集成电路形态被设计而被一体集成于所述微波芯片20的状态，所述混频电路40也允许被电性连接于相应的输入引脚，则对应在所述天线负载10以收发一体形态被设置的状态，所述天线负载10分别被电性耦合于所述输出引脚21和输入引脚，以在所述微波芯片20于所述输出引脚21输出所述激励信号的状态被激励而发射对应于所述激励信号的频率的一探测波束，并接收所述探测波束被至少一物体反射形成的回波而回传所述回波信号至所述输入引脚，以于所述混频电路40输出所述多普勒中频信号。其中对应在所述天线负载10以收发分离形态被设置的状态，所述天线负载10的发射单元被电性耦合于所述输出引脚21，所述天线负载20的接收单元被电性耦合于所述微波芯片20的输入引脚。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型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，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (9)

1.微波探测模块，其特征在于，包括：

一天线负载；和

一微波芯片，其中所述微波芯片以集成电路形态被设置并具有一振荡电路、一功率输出单元以及至少一射频输出端口，其中所述射频输出端口以输出引脚的形态自所述微波芯片被电性引出，所述输出引脚被电性连接于所述天线负载，以用于对所述天线负载进行馈电，其中所述功率输出单元被电性连接于所述振荡电路和所述射频输出端口之间并对所述振荡电路输出的一激励信号进行功率输出和形成所述射频输出端口的阻抗设定，其中所述功率输出单元和所述射频输出端口在两者间的连接线路不设置电感式阻抗变换器的状态被电性连接。

2.根据权利要求1所述的微波探测模块，其中所述天线负载的阻抗被设置大于50欧。

3.根据权利要求2所述的微波探测模块，其中所述振荡电路具有两N沟道MOS管，两P沟道MOS管，一等效振荡电感以及一等效振荡电容，其中两所述N沟道MOS管的源极电性相连并适于被电性连接于内部电源，且任一所述N沟道MOS管的栅极被电性连接于另一所述N沟道MOS管的漏极，其中两所述P沟道MOS的源极电性相连并被电性连接于内部地，且任一所述P沟道MOS管的栅极被电性连接于另一所述P沟道MOS管的漏极，其中两所述N沟道MOS管的两漏极分别被电性连接于不同所述P沟道MOS的漏极，其中所述等效振荡电感的两端分别被电性连接于不同所述P沟道MOS管的漏极，其中所述等效振荡电容的两端分别被电性连接于不同所述P沟道MOS管的漏极而与所述等效振荡电感并联，其中所述输出引脚被电性连接于所述等效振荡电感，以在所述振荡电路被内部电源供电的状态输出所述振荡电路输出的所述激励信号。

4.根据权利要求3所述的微波探测模块，其中所述输出引脚的数量为两个，两所述输出引脚分别被电性连接于所述等效振荡电感的两端，其中在所述振荡电路被内部电源供电的状态，所述振荡电路基于所述振荡电感和所述振荡电容组成的并联谐振回路形成振荡与选频而于所述振荡电感和所述振荡电容的两端形成大小相等，方向相反的电信号，以使得其中一所述N沟道MOS管和与该所述N沟道MOS管的栅极电性相连的所述P沟道MOS管能够在同一时刻导通，另一所述N沟道MOS管和该所述N沟道MOS管的栅极电性相连的所述P沟道MOS管能够在另一时刻同时导通，从而于两所述输出引脚以相差180°的平衡差分信号形态输出激励信号。

5.根据权利要求3所述的微波探测模块，其中所述输出引脚的数量为两个，所述微波芯片包括一相位变换器，其中一所述输出引脚被电性连接于所述等效振荡电感的一端，以输出所述振荡电路输出的激励信号，所述相位变换器被电性连接于另一所述输出引脚和所述等效振荡电感的该端之间，以对所述振荡电路输出的所述激励信号移相180°或反相，从而使两所述输出引脚输出相差趋于180°的所述激励信号。

6.根据权利要求3至5中任一所述的微波探测模块，其中所述天线负载包括一辐射源，其中所述微波探测模块包括至少一信号传输线，所述信号传输线的一端被电性连接于所述辐射源的馈电端，所述信号传输线的另一端被电性连接于所述微波芯片的所述输出引脚，以在所述微波芯片于所述输出引脚输出所述激励信号的状态，传输所述激励信号至所述辐射源的馈电端，以于所述辐射源的馈电端对所述辐射源馈电。

7.根据权利要求6所述的微波探测模块，其中所述信号传输线以带状导线形态被设计并被设置具有1/4波长电长度。

8.根据权利要求2所述的微波探测模块，其中所述天线负载的阻抗被设置为75欧、100欧或150欧。

9.根据权利要求5所述的微波探测模块，其中所述微波探测模块进一步包括一混频单元和一信号处理单元，其中所述混频单元被电性连接于所述天线负载和所述微波芯片，以基于多普勒效应原理输出对应于所述激励信号与相应回波信号之间的频率和相位差异的多普勒中频信号，其中所述信号处理单元被电性连接于所述混频单元，并被设置基于所述多普勒中频信号的满足一定数值范围的频率和/或幅度提取所述多普勒中频信号的有效特征，以允许基于目标频段的所述多普勒中频信号的有效特征生成对相应电气设备的控制指令。