CN219957881U - 微波探测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一微波探测装置，所述微波探测装置能够避免采用多次滤波的方式准确消除环境中与所述微波探测装置的本振信号具有同频、邻频以及倍频之任一频率关系的干扰信号于相应多普勒中频信号中形成的干扰信号，因而能够保障所述多普勒中频信号的完整性而保障所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈的准确性，对应有利于实现包括人体移动、微动、呼吸以及心跳等动作特征的组合探测，相应所述微波探测装置的探测功能丰富而适用于多功能需求的智能探测应用。

Description

微波探测装置
技术领域
本实用新型涉及多普勒微波探测领域，尤其涉及微波探测装置。
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，只有获取即时稳定的探测结果，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。
对应图1，所述多普勒微波探测装置的电路结构原理被示意，其中所述多普勒微波探测装置用以发射和/或接收微波的相应天线体10P经一混频器20P被一本振信号馈电而发射对应于所述本振信号频率的一探测波束以形成相应探测空间，和接收所述探测波束被所述探测空间内的物体反射形成的一回波而产生一回馈信号，其中所述混频器20P接收所述回馈信号并以混频检波的方式输出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间的频率差异的一多普勒中频信号，则基于多普勒效应原理，所述多普勒中频信号在幅度上的波动理论上对应于所述探测空间内的物体的运动，其中基于所述多普勒微波探测装置的上述工作原理，一方面，能够被所述天线体10P接收的环境干扰信号会被叠加于所述多普勒中频信号而形成所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号；另一方面，能够被所述天线体10P接收的环境干扰信号中与所述本振信号的频率具有同频、邻频以及倍频之任一频率关系的信号同时还会叠加于所述回馈信号参与混频检波过程而形成与所述多普勒中频信号中的有效信号混为一体的第二类干扰信号。
对于第一类干扰信号，目前主要采用滤波的方式滤除被叠加于所述多普勒中频信号中的相应频率范围的第一类干扰信号，或同时通过缩窄所述天线体10P的频带宽度的方式缩窄所述天线体10P对环境干扰信号的接收频率范围。然而，基于滤波的工作原理，采用滤波的方式一方面会同时滤除所述多普勒中频信号中相应频率的有效信号而破坏滤波输出的所述多普勒中频信号的完整性；另一方面还会形成对所述多普勒中频信号中相应频率的有效信号的积分处理而难以保障滤波输出的所述多普勒中频信号的相应参数与物理意义的对应关系；此外，参考本实用新型说明书附图之图2所示，在所述探测空间不存在物体活动的状态，当以相应滤波电路对所述混频器20P输出的多普勒中频信号进行滤波处理时，在所述滤波电路的输入端和输出端采样获取的所述多普勒中频信号以上下排布的方式被对比示意，其中由于目前对于多普勒中频信号的滤波处理本质上是选择多普勒中频信号中相应频率范围的信号进行积分平滑处理，其并不能实现真正意义上的消除处理，尤其是在该频率范围的信号强度较高时，因而通常需要进行多次滤波处理，如此以基于前述采用滤波的方式对滤波输出的所述多普勒中频信号的两个方面的多次影响，造成滤波输出的所述多普勒中频信号对所述探测空间内的物体的运动的反馈的准确性难以保障，尤其是对所述探测空间内的微动作的反馈的准确性。
对于第二类干扰信号，即便在知道干扰源所产生的环境干扰信号的频率范围的状态，由于干扰源的频率变化速率的不确定性，在所述多普勒中频信号对应于所述本振信号和所述回馈信号(叠加有环境干扰信号)之间的频率差异的状态，当以相应滤波电路对所述混频器20P输出的多普勒中频信号进行滤波处理时，一方面，所述滤波电路的参数设计与第二类干扰信号的频率范围的对应关系的准确性和稳定性难以保障，以致于相应第二类干扰信号难以通过滤波的方式自所述多普勒中频信号中被分离滤除；另一方面，所述滤波电路的参数设计不存在与第一类干扰信号的频率范围的对应关系而易相互影响和形成对所述多普勒中频信号的多次滤波处理；此外，基于前述采用滤波的方式对滤波输出的所述多普勒中频信号的两个方面的影响，同样会造成滤波输出的所述多普勒中频信号对所述探测空间内的物体的运动的反馈的准确性难以保障。因此，对于第二类干扰信号的抑制，目前认为比较合理的是通过跳/变频的方式，降低所述本振信号长时间与环境干扰信号形成同频、邻频以及倍频之任一频率关系的概率。但这种方式仅能够降低所述多普勒中频信号中长时间存在第二类干扰信号的概率，仍旧无法自所述多普勒中频信号中将第二类干扰信号分离滤除。
综上所述，采用滤波的方式同时对所述多普勒中频信号中第一类干扰信号和第二类干扰信号的滤波处理，本质上是选择多普勒中频信号中相应频率范围的信号进行积分平滑处理，其并不能实现真正意义上的消除处理，因而通常需要进行多次滤波处理；此外，对于第二类干扰信号，滤波电路的参数设计与第二类干扰信号的频率范围的对应关系并不稳定和准确，且不存在与第一类干扰信号的频率范围的对应关系而易相互影响和形成对所述多普勒中频信号的多次滤波处理。则基于前述采用滤波的方式对滤波输出的所述多普勒中频信号的两个方面的多次影响，滤波输出的所述多普勒中频信号对所述探测空间内的物体的运动的反馈的准确性难以保障。
实用新型内容
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中所述微波探测装置能够准确消除环境中与微波探测装置的本振信号具有同频、邻频以及倍频之任一频率关系的干扰信号于相应多普勒中频信号中形成的第二类干扰信号，因而有利于提高所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中通过形成差分信号形态的多普勒中频信号的方式，基于第一类干扰信号和第二类干扰信号的形成过程，第一类干扰信号和第二类干扰信号分别对应以共模干扰和差模干扰存在于差分信号形态的所述多普勒中频信号而能够被区分，进而能够互不影响地基于不同信号处理方式分别抑制或消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号和第二类干扰信号，如此以有利于保障所述多普勒中频信号的完整性而保障所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈的准确性，对应有利于实现包括人体移动、微动、呼吸以及心跳等动作特征的组合探测，相应所述微波探测装置的探测功能丰富而适用于多功能需求的智能探测应用。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中在第二类干扰信号以差模干扰被加载于差分信号形态的所述多普勒中频信号的状态，通过对消的方式消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号，因而有利于避免采用多次滤波的方式而能够保障所述多普勒中频信号的完整性和保障所述多普勒中频信号的相应参数与物理意义的对应关系，进而提高所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中由于在实际应用中，与所述微波探测装置的本振信号具有同频、邻频以及倍频之任一频率关系的环境干扰信号主要为无线通信信号，通过对无线通信的原理探索和对不同产品的实际测试发现：基于调频的工作原理而以频率的变化表达通信信息的无线通信信号中，信号的频率变化速率远高于与正常运动的物体相对应回馈信号基于多普勒效应原理产生频率变化的速率，对应第二类干扰信号在差分信号形态的所述多普勒中频信号中以高频尖峰形态的差模干扰存在，因而能够在相应频率范围基于选频对消的方式准确消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号，如此以保障所述微波探测装置抗通信干扰的能力而具有重大的实用价值和商业意义。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中所述微波探测装置对差分信号形态的所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号和第二类干扰信号的抑制或消除处理均能够避免采用多次滤波的方式而能够避免由滤波处理造成的信号延时，则所述多普勒中频信号的即时性得以保障而有利于实现包括人体呼吸以及心跳等动作的实时探测。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中由于在多微波探测装置的应用场景中，与所述微波探测装置的本振信号具有同频的频率关系的环境干扰信号还有可能为同频的其它微波探测装置所发射的信号，对应形成的第一类干扰信号和第二类干扰信号在差分信号形态的所述多普勒中频信号中以毛刺形态存在，其中所述微波探测装置在以选频对消的方式消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号之前，可选地于差分信号形态的所述多普勒中频信号的两极接入相同参数设置的对地电容，以抑制定频形态的同频干扰在差分信号形态的所述多普勒中频信号中以毛刺形态形成的第一类干扰信号和第二类干扰信号，如此以保障所述微波探测装置于多微波探测装置的应用场景下的抗干扰的能力。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中第一类干扰信号以共模干扰存在于差分信号形态的所述多普勒中频信号，因而适于通过对差分信号形态的所述多普勒中频信号的差分放大，抑制差分信号形态的所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号，同时放大差分信号形态的所述多普勒中频信号，从而抑制环境中能够被所述微波探测装置接收的环境干扰信号所形成的第一类干扰信号对所述多普勒中频信号的干扰，进而有利于提高所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中第一类干扰信号以共模干扰存在于差分信号形态的所述多普勒中频信号，因而适于基于差分信号形态的所述多普勒中频信号向单端信号形态的所述多普勒中频信号转换的过程中对共模干扰的抑制和消除作用，通过将差分信号形态的所述多普勒中频信号转换为单端信号形态的所述多普勒中频信号进行数据的识别与运算的方式，抑制和消除能够被所述微波探测装置接收的环境干扰信号所形成的第一类干扰信号对所述多普勒中频信号的干扰，相应所述多普勒中频信号对物体的运动的反馈精度得以保障。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中通过形成差分信号形态的多普勒中频信号的方式，差分信号形态的所述多普勒中频信号的对外辐射能够相互抵消，则所述多普勒中频信号对环境和相应线路的干扰能够被抑制，对应有利于提高所述微波探测装置的抗干扰能力。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中通过形成差分信号形态的多普勒中频信号的方式，第一类干扰信号对应以共模干扰存在于差分信号形态的所述多普勒中频信号，则对差分信号形态的所述多普勒中频信号的差分放大处理和/或向单端信号形态的所述多普勒中频信号的转换能够在保障所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈的完整性的状态实现对所述多普勒中频信号的放大和抗干扰处理，因而有利于基于所述多普勒中频信号获取对包括人体移动、微动、呼吸以及心跳等人体活动的准确稳定的探测结果。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中对差分信号形态的所述多普勒中频信号的差分放大处理和/或向单端信号形态的所述多普勒中频信号的转换相对于滤波方式能够大幅减少甚至避免电容元件在所述多普勒中频信号的传输路径中的使用，则所述多普勒中频信号的即时性得以保障而有利于实现包括人体呼吸以及心跳等动作的实时探测。
本实用新型的一目的在于提供一微波探测装置，其中在初始的所述多普勒中频信号为单端信号形态的状态，通过对单端信号形态的所述多普勒中频信号的转换形成差分信号形态的所述多普勒中频信号，对应有利于保障差分信号形态的所述多普勒中频信号的初始强度而保障所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一微波探测装置，所述微波探测装置包括：
一振荡单元，其中所述振荡单元被设置用于产生一本振信号；
一天线单元，所述天线单元被馈电连接于所述振荡单元以发射对应于所述本振信号频率的一探测波束而形成相应探测空间，和接收所述探测波束被所述探测空间内的物体反射形成的一回波而产生一回馈信号；
一多普勒差分输出电路，其中所述多普勒差分输出电路被电性连接于所述天线单元和所述振荡单元，以输出差分信号形态的一多普勒中频信号，其中所述多普勒中频信号为对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号；以及
多个选频对消电路，其中各所述选频对消电路包括一第一等效电阻，一第二等效电阻以及一等效电容，其中所述第一等效电阻的一端被电性连接于所述等效电容的一端，所述第二等效电阻的一端被电性连接于所述等效电容的另一端，对应所述选频对消电路以所述第一等效电阻的另一端和所述第二等效电阻的另一端为两输入端，和以所述等效电容的两端为两输出端，所述多个选频对消电路以其中一所述选频对消电路的两所述输入端电性连接于所述多普勒差分输出电路的状态相互串联，对应相互串联的任意两所述选频对消电路以其中一所述选频对消电路的两所述输出端被电性连接于另一所述选频对消电路的两所述输入端的电性连接关系形成该两所述选频对消电路之间的串联结构，以在接入所述多普勒差分输出电路输出的差分信号形态的所述多普勒中频信号的状态，输出被多级选频对消处理的所述多普勒中频信号，从而通过多级选频对消的方式消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中不同频率范围的差分信号，对应使得叠加于所述回馈信号的环境干扰信号中，与所述本振信号的频率具有同频、邻频以及倍频之任一频率关系的无线通信信号于所述多普勒中频信号中产生的差模干扰能够被消除。
在一实施例中，其中至少一所述选频对消电路的两所述输入端分别电性连接有一对地电容。
在一实施例中，其中各所述选频对消电路的两所述输入端分别电性连接有所述对地电容。
在一实施例中，其中至少一所述选频对消电路的两所述输入端电性连接于一差分放大电路，以接入被差分放大处理的差分信号形态的所述多普勒中频信号。
在一实施例中，其中相互串联的两所述选频对消电路之间设置有所述差分放大电路，以基于所述差分放大电路的设置对差分信号形态的所述多普勒中频信号进行差分放大处理，同时形成对相互串联的两所述选频对消电路之间的隔离而保障相互串联的两所述选频对消电路的独立性。
在一实施例中，其中所述多普勒差分输出电路和与之相连的所述选频对消电路之间进一步设置有所述差分放大电路，以对差分信号形态的所述多普勒中频信号进行差分放大处理。
在一实施例中，其中所述等效电容以相互串联的两电容被等效设置，其中两所述电容被设置采用相同型号的电容。
在一实施例中，其中所述选频对消电路于相互串联的两所述电容之间被接地。
在一实施例中，其中所述微波探测装置还包括一差分信号转单端信号电路，以接入选频对消处理后的差分信号形态的所述多普勒中频信号，并转换差分信号形态的所述多普勒中频信号为单端信号形态的所述多普勒中频信号进行输出。
在一实施例中，其中多普勒差分输出电路被设置基于混频处理的方式直接输出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的差分信号形态的所述多普勒中频信号。
在一实施例中，其中所述多普勒差分输出电路和所述振荡单元以集成电路形态被设置和被一体集成于一微波芯片。
在一实施例中，其中多普勒差分输出电路包括一混频电路和一单端信号转差分信号电路，其中所述混频电路被电性连接于所述天线单元和所述振荡单元，以接入所述回馈信号和所述本振信号并以混频检波的方式输出对应于所述回馈信号和所述本振信号之间的频率/相位差异的单端信号形态的所述多普勒中频信号，其中所述单端转差分电路被电性连接于所述混频电路，以接入单端信号形态的所述多普勒中频信号并通过将单端信号形态的所述多普勒中频信号反相的方式转换单端信号形态的所述多普勒中频信号为差分信号形态的所述多普勒中频信号。
在一实施例中，其中所述振荡单元与所述多普勒差分输出电路的所述混频电路以集成电路形态被设置并一体集成于一微波芯片，所述多普勒差分输出电路的所述单端信号转差分信号电路被外置于所述微波芯片。
在一实施例中，其中所述振荡单元与所述多普勒差分输出电路的所述混频电路以集成电路形态被设置并一体集成于一微波芯片，所述多普勒差分输出电路的所述单端信号转差分信号电路以分立元器件形态与集成电路形态的组合形态被部分集成于所述微波芯片。
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。
本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1为现有的多普勒微波探测装置的电路结构原理示意图。
图2为现有的多普勒微波探测装置输出的多普勒中频信号在被滤波处理前后的对比示意图。
图3为依本实用新型的一实施例的一微波探测装置的结构原理示意图。
图4A为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测装置输出的多普勒中频信号在被选频相消处理前后的对比示意图。
图4B为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测装置输出的多普勒中频信号在被选频相消处理前后的对比示意图。
图5A为依本实用新型的上述实施例的一变形实施例的所述微波探测装置的结构原理示意图。
图5B为依本实用新型的上述变形实施例的所述微波探测装置的进一步变形结构原理示意图。
图6A为依本实用新型的上述实施例的另一变形实施例的所述微波探测装置的结构原理示意图。
图6B为依本实用新型的上述变形实施例的所述微波探测装置于不同位置输出的多普勒中频信号的对比示意图。
图7A为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测装置的选频对消电路的串联结构示意图。
图7B为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测装置的选频对消电路的并联结构示意图。
图8A至图8D为依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的多普勒差分输出电路的不同电路结构原理示意图。
图9为依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的多普勒差分输出电路的一种电路结构原理示意图。
图10A为依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的多普勒差分输出电路的上述电路结构原理的一种电路结构示意图。
图10B为依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的多普勒差分输出电路的上述电路结构原理的另一种电路结构示意图。
图11A至11D为依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的多普勒差分输出电路的上述电路结构原理的不同电路结构示意图。
图12A至12C为依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的多普勒差分输出电路的上述电路结构原理的不同电路结构示意图。
图13A为依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的多普勒差分输出电路的上述电路结构原理的另一种电路结构示意图。
图13B为依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的多普勒差分输出电路的上述电路结构原理的另一种电路结构示意图。
图14A为依本实用新型的另一实施例的所述微波探测装置的部分电路结构示意图。
图14B为依本实用新型的另一实施例的所述微波探测装置的部分电路结构示意图。
图15A为依本实用新型上述这些实施例的所述微波探测装置进一步设置有差分放大电路的一种电路结构原理示意图。
图15B为依本实用新型上述这些实施例的所述微波探测装置进一步设置有差分放大电路的另一种电路结构原理示意图。
图16为依本实用新型上述这些实施例的所述微波探测装置的差分放大电路的一种电路结构示意图。
图17A为依本实用新型上述这些实施例的所述微波探测装置进一步设置有差分信号转单端信号电路的一种电路结构原理示意图。
图17B为依本实用新型上述这些实施例的所述微波探测装置进一步设置有差分信号转单端信号电路的另一种电路结构原理示意图。
图18为依本实用新型上述这些实施例的所述微波探测装置的差分信号转单端信号电路的一种电路结构示意图。
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、变形方案、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“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。
本实用新型提供一微波探测装置，参考本实用新型的说明书附图之图3所示，依本实用新型的一实施例的所述微波探测装置的结构原理被示意，其中所述微波探测装置包括一天线单元10，一振荡单元20，一多普勒差分输出电路30以及至少一选频对消电路40，其中所述振荡单元20被设置用于产生一本振信号，其中所述天线单元10被馈电连接于所述振荡单元20以发射对应于所述本振信号频率的一探测波束而形成相应探测空间，和接收所述探测波束被所述探测空间内的物体反射形成的一回波而产生一回馈信号，其中所述多普勒差分输出电路30被电性连接于所述天线单元10和所述振荡单元20，以输出差分信号形态的一多普勒中频信号，其中所述多普勒中频信号为对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号，其中所述选频对消电路40被电性连接于所述多普勒差分输出电路30，以通过选频对消的方式消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的差分信号。
值得一提的是，在本实用新型的一些实施例中，所述天线单元10被设置以同一天线体作为发射天线和接收天线同时与所述振荡单元20馈电连接和与所述多普勒差分输出电路30电性相连，而在本实用新型的另一些实施例中，所述天线单元10被设置以不同天线体分别作为被馈电连接于所述振荡单元20发射天线和被电性连接于所述多普勒差分输出电路30的接收天线，本实用新型对此并不限制，相应天线体的数量和形态也并不构成对本实用新型的限制。
还值得一提的是，在所述振荡单元20被馈电连接于所述天线单元10和被电性连接于所述多普勒差分输出电路30的状态，所述天线单元10与所述振荡单元20之间的连接线路和所述多普勒差分输出电路30与振荡单元20之间的连接线路并不限制相同，即所述振荡单元20提供给所述天线单元10的本振信号和提供给所述多普勒差分输出电路30的本振信号同源(均由所述振荡单元20提供)但不限制同路，在本实用新型的一些实施例中，所述振荡单元20基于相应电路设置放大输出所述本振信号至所述天线单元10，本实用新型对此并不限制。
可以理解的是，基于所述多普勒微波探测装置的上述工作原理，一方面，能够被所述天线单元10接收的环境干扰信号会被叠加于差分信号形态的所述多普勒中频信号而形成所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号；另一方面，能够被所述天线单元10接收的环境干扰信号中与所述本振信号的频率具有同频、邻频以及倍频之任一频率关系的信号同时还会叠加于所述回馈信号参与混频检波过程而形成与所述多普勒中频信号中的有效信号混为一体的第二类干扰信号。
则基于第一类干扰信号和第二类干扰信号的上述形成过程，第一类干扰信号和第二类干扰信号分别对应以共模干扰和差模干扰存在于差分信号形态的所述多普勒中频信号而能够被区分，进而能够互不影响地基于不同信号处理方式分别抑制或消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号和第二类干扰信号，如此以有利于保障所述多普勒中频信号的完整性而保障所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈的准确性，对应有利于实现包括人体移动、微动、呼吸以及心跳等动作特征的组合探测，相应所述微波探测装置的探测功能丰富而适用于多功能需求的智能探测应用。
具体地，在本实用新型的这个实施例中，采用所述选频对消电路40通过选频对消的方式消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号，其中所述选频对消电路40包括一第一等效电阻401，一第二等效电阻402以及一等效电容403，其中所述第一等效电阻401的一端被电性连接于所述等效电容403的一端，所述第二等效电阻402的一端被电性连接于所述等效电容403的另一端，对应所述选频对消电路40以所述第一等效电阻401的另一端和所述第二等效电阻402的另一端为两输入端41，和以所述等效电容403的两端为两输出端42，其中所述选频对消电路40于两所述输入端41被电性连接于所述多普勒差分输出电路30，以自两所述输入端41接入差分信号形态的所述多普勒中频信号的两极，和于两所述输出端42输出被选频对消处理的所述多普勒中频信号。
可以理解的是，所述等效电阻为单个或多个阻性元件基于串联、并联以及串并联组合之任一连接方式等效形成的满足相应阻值要求的电阻而不构成对相应阻性元件的形态、数量以及连接方式的限制；同样地，所述等效电容403为单个或多个容性元件基于串联、并联以及串并联组合之任一连接方式等效形成的满足相应电容量要求的电容而不构成对相应容性元件的形态、数量以及连接方式的限制。
值得一提的是，在实际应用中，与所述微波探测装置的本振信号具有同频、邻频以及倍频之任一频率关系的环境干扰信号主要为无线通信信号，通过对无线通信的原理探索和对不同产品的实际测试发现：基于调频的工作原理而以频率的变化表达通信信息的无线通信信号中，信号的频率变化速率远高于与正常运动的物体相对应回馈信号基于多普勒效应原理产生频率变化的速率，对应第二类干扰信号在差分信号形态的所述多普勒中频信号中以高频尖峰形态的差模干扰存在，因而能够在相应频率范围基于选频对消的方式准确消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号，如此以保障所述微波探测装置抗通信干扰的能力而具有重大的实用价值和商业意义。
具体地，参考本实用新型的说明书附图之图4A，对应于图3所示例的所述微波探测装置，在所述探测空间不存在物体活动的状态，对所述选频对消电路40的其中一所述输入端41和其中一所述输出端42分别采样获取的所述多普勒中频信号(差分信号的单极对地形态)的以上下排布的方式被对比示意，相对于图2所示意的采用滤波的方式，选频对消的方式能够准确消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号，明显区别于滤波方式的积分平滑过程，因而能够避免采用多次滤波的方式而有利于保障所述多普勒中频信号的完整性和保障所述多普勒中频信号的相应参数与物理意义的对应关系，进而提高所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
进一步地，参考本实用新型的说明书附图之图4B，对应于图3所示例的所述微波探测装置，在所述探测空间存在人体活动的状态，对所述选频对消电路40的两所述输入端41和两所述输出端42分别采样获取的所述多普勒中频信号(差分信号的完整形态)的以上下排布的方式被对比示意，同样明显可见的，选频对消的方式能够准确消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号，因而能够避免采用多次滤波的方式而有利于保障所述多普勒中频信号的完整性和保障所述多普勒中频信号的相应参数与物理意义的对应关系，进而提高所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
此外，由于采用选频对消的方式能够在准确消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号，避免了采用多次滤波的方式而能够避免由滤波处理造成的信号延时，则所述多普勒中频信号的即时性得以保障而有利于实现包括人体呼吸以及心跳等动作的实时探测。
特别地，为维持所述选频对消电路40的两所述输出端42输出的所述多普勒中频信号呈差分信号形态，在本实用新型的这个实施例中，所述第一等效电阻401和所述第二等效电阻402的阻值被设置在25％的误差范围内趋于相同。示例地，在所述微波探测装置被设置工作于5.8GHz的ISM频段时，所述第一等效电阻401和所述第二等效电阻402优选地被设置分别在25％的误差范围内趋于39kΩ的阻值，对应所述等效电容403被设置在25％的误差范围内趋于47nF的电容量，如型号为473的电容，如此以使得所述选频对消电路40的选频范围能够与现有无线通信信号于差分信号形态的所述多普勒中频信号中产生的第二类干扰信号的频率相对应，从而准确消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号，并以趋于无损的状态输出被选频对消处理的所述多普勒中频信号，进而保障所述多普勒中频信号的完整性和保障所述多普勒中频信号的相应参数与物理意义的对应关系，因而相对于采用多次滤波的方式能够明显提高所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
进一步参考本实用新型的说明书附图之图5A所示，在图3所示例的所述微波探测装置的结构基础上，基于等效形成所述等效电容403的相应容性元件的数量和连接方式的变形，依本实用新型的上述实施例的一变形实施例的所述微波探测装置的结构框图被示意。在本实用新型的这个变形实施例中，所述等效电容403以相互串联的两电容4031被等效设置，其中为维持所述选频对消电路40的两所述输出端42输出的所述多普勒中频信号呈差分信号形态，两所述电容4031优选地被设置采用相同型号的电容，以使得两所述电容4031的电容量趋于相同。示例地，在所述微波探测装置被设置工作于5.8GHz的ISM频段时，所述第一等效电阻401和所述第二等效电阻402优选地被设置分别在25％的误差范围内趋于39kΩ的阻值，所述等效电容403被设置在25％的误差范围内趋于47nF的电容量，对应采用相同型号的两所述电容4031均被设置在25％的误差范围内趋于100nF的电容量，如采用型号为104的电容。
进一步参考本实用新型的说明书附图之图5B所示，在图5A所示例的所述微波探测装置的结构基础上，所述选频对消电路40可选地进一步于相互串联的两所述电容4031之间被接地，以形成对差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的信号的平衡对地消耗，进而保障所述选频对消电路40的两所述输出端42输出的所述多普勒中频信号呈差分信号形态。
进一步参考本实用新型的说明书附图之图6A所示，依本实用新型的上述这些实施例的所述微波探测装置的进一步改进结构被示意。由于在微波探测装置的应用场景中，与所述微波探测装置的本振信号具有同频的频率关系的环境干扰信号还有可能为同频的其它微波探测装置所发射的信号，或为所述微波探测装置发射的所述探测波束在小空间和/或强反射环境基于多次反射形成的同频干扰信号，对应形成的第一类干扰信号和第二类干扰信号在差分信号形态的所述多普勒中频信号中以毛刺形态存在，其中所述微波探测装置在以选频对消的方式消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号之前可选地对应于图6A于至少一所述选频对消电路40的两所述输入端41分别电性连接有一对地电容43，以基于两所述对地电容43的设置，抑制定频形态的同频干扰在差分信号形态的所述多普勒中频信号中以毛刺形态形成的第一类干扰信号和第二类干扰信号，从而保障所述微波探测装置于多微波探测装置的应用场景下的抗干扰的能力，和在小空间和/或强反射环境的抗自激干扰能力。其中为维持所述选频对消电路40的两所述输出端42输出的所述多普勒中频信号呈差分信号形态，两所述对地电容43被设置采用相同型号的电容，以使得两所述对地电容43的电容量趋于相同。
基于相应有益效果的展示，参考本实用新型的说明书附图之图6B所述，在所述探测空间不存在物体活动的状态，以工作于同一频率的另一所述微波探测装置作为所述微波探测装置的干扰源，在图6A所示意的所述微波探测装置中，对所述选频对消电路40的其中一所述输入端41的连接有所述对地电容43的前端和其中一所述输出端42分别采样获取的所述多普勒中频信号(差分信号的单极对地形态)的以上下排布的方式被对比示意。明显可见的，定频形态的同频干扰在差分信号形态的所述多普勒中频信号中以毛刺形态形成的第一类干扰信号和第二类干扰信号能够基于所述对地电容43的设置被抑制，如此以避免所述选频对消电路40输出的所述多普勒中频信号的底噪过高，因而有利于进一步保障所述微波探测装置于不同应用场景下的抗干扰的能力。
进一步参考本实用新型的说明书附图之图7A和图7B所示，基于多级和/或多路选频对消处理的需求而将所述选频对消电路40的数量设置为多个的形态，多个所述选频对消电路40之间不限制于串联或并联的电性连接关系，还可以是基于串联和并联的组合形成的电性连接关系。
对应于图7A，两个所述选频对消电路40之间的串联结构被示意，具体地，其中一所述选频对消电路40的两所述输出端42分别被电性连接于另一所述选频对消电路40的两所述输入端41，从而形成两个所述选频对消电路40之间的串联结构，以于前级的所述选频对消电路40的两所述输入端41接入差分信号形态的所述多普勒中频信号，和于后级的所述选频对消电路40的两所述输出端42输出被多级选频对消处理后的所述多普勒中频信号。
对应于图7B，两个所述选频对消电路40之间的并联结构被示意，具体地，其中一所述选频对消电路40的两所述输入端41分别被电性连接于另一所述选频对消电路40的两所述输入端41，从而形成两个所述选频对消电路40之间的并联结构，以分别于各所述选频对消电路40的两所述输出端42输出被选频对消处理后的所述多普勒中频信号实现多路选频对消处理。
对应于上述这些实施例的所述微波探测装置的结构，为进一步理解本实用新型的所述微波探测装置，所述微波探测装置的工作方法被进一步揭露，其包括以下步骤：
A、发射对应于所述本振信号频率的所述探测波束以形成相应探测空间；
B、接收所述探测波束被所述探测空间内的物体反射形成的所述回波而产生所述回馈信号；
C、输出差分信号形态的一多普勒中频信号，其中所述多普勒中频信号为对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号；以及
D、以选频对消的方式输出被选频对消处理后的所述多普勒中频信号；
其中以所述振荡单元20提供所述本振信号，以所述天线单元10发射所述探测波束和接收所述回波，以所述多普勒差分输出电路30在接入所述本振信号和所述回馈信号的状态，反相输出对应所述本振信号和所述回馈信号之间的频率/相位差异的信号而形成对差分信号形态的所述多普勒中频信号的输出，和以所述选频对消电路40对接入的差分信号形态的所述多普勒中频信号进行选频对消处理而输出被选频对消处理后的所述多普勒中频信号，其中所述选频对消电路40包括所述第一等效电阻401，所述第二等效电阻402以及所述等效电容403，其中所述第一等效电阻401的一端被电性连接于所述等效电容403的一端，所述第二等效电阻402的一端被电性连接于所述等效电容403的另一端，对应所述选频对消电路40以所述第一等效电阻401的另一端和所述第二等效电阻402的另一端为两输入端41，和以所述等效电容403的两端为两输出端42，其中所述选频对消电路40于两所述输入端41被电性连接于所述多普勒差分输出电路30，以自两所述输入端41接入差分信号形态的所述多普勒中频信号的两极，和于两所述输出端42输出被选频对消处理的所述多普勒中频信号。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，其中在所述步骤(C)中，基于混频处理的方式，直接输出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的差分信号形态的所述多普勒中频信号。对应所述多普勒差分输出电路30以能够基于混频处理的方式直接输出差分信号形态的所述多普勒中频信号的相应混频电路被设置。
示例地，参考本实用新型的说明书附图之图8A至图8D所示，相应所述多普勒差分输出电路30的不同电路结构原理分别被示意。
对应于图8A，所述多普勒差分输出电路30包括以等效电阻或等效电感形态形成的一第一负载301和一第二负载302，一第一MOS管303，以及一第二MOS管304，其中所述第一负载301的一端被电性连接于所述第二负载302的一端，所述第一负载301的另一端被电性连接于所述第一MOS管303的漏极，所述第二负载302的另一端被电性连接于所述第二MOS管304的漏极，其中所述第一MOS管303的源极被电性连接与所述第二MOS管304的源极，如此以在于相互连接的所述第一负载301和所述第二负载302的两端接入电源，和于相互连接的所述第一MOS管303和所述第二MOS管304的两源极接入所述回馈信号，以及于所述第一MOS管303的栅极和所述第二MOS管304的栅极分别接入反相的所述本振信号的状态，能够于所述第一MOS管303的漏极和所述第二MOS管304的漏极输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图8B，所述多普勒差分输出电路30包括一第一MOS管301，一第二MOS管302，一第三MOS管303以及一第四MOS管304，其中所述第一MOS管301的漏极被电性连接于所述第二MOS管302的漏极，所述第三MOS管303的漏极被电性连接于所述第四MOS管304的漏极，所述第一MOS管301的源极被电性连接于所述第三MOS管303的源极，所述第二MOS管302的源极被电性连接于所述第四MOS管304的源极，如此以在于相互连接的所述第一MOS管301和所述第二MOS管302的两漏极之间，和相互连接的所述第三MOS管303和所述第四MOS管304的两漏极之间，分别接入反相的所述回馈信号，和于所述第一MOS管301，所述第二MOS管302，所述第三MOS管303以及所述第四MOS管304的四个栅极接入顺序反相的所述本振信号的状态，能够于所述第一MOS管301和所述第三MOS管303的两所述源极之间，和所述第二MOS管302和所述第四MOS管304的两所述源极之间，输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图8C，所述多普勒差分输出电路30包括以等效电阻或等效电感形态形成的一第一负载301和一第二负载302，一第一MOS管303，一第二MOS管304，以及一第三MOS管305，其中所述第一负载301的一端被电性连接于所述第二负载302的一端，所述第一负载301的另一端被电性连接于所述第一MOS管303的漏极，所述第二负载302的另一端被电性连接于所述第二MOS管304的漏极，其中所述第一MOS管303的源极与所述第二MOS管304的源极分别被电性连接于所述第三MOS管305的漏极，其中所述第三MOS管305的源极被接地，如此以在于相互连接的所述第一负载301和所述第二负载302的两端接入电源，和于所述第三MOS管305的栅极接入所述回馈信号，以及于所述第一MOS管303的栅极和所述第二MOS管304的栅极分别接入反相的所述本振信号的状态，能够于所述第一MOS管303的漏极和所述第二MOS管304的漏极输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图8D，所述多普勒差分输出电路30包括以等效电阻或等效电感形态形成的一第一负载301和一第二负载302，一第一MOS管303，一第二MOS管304，一第三MOS管305，一第四MOS管306，一第五MOS管307，一第六MOS管308，以及一电流源309，其中所述第一负载301的一端被电性连接于所述第二负载302的一端，所述第一负载301的另一端被分别电性连接于所述第一MOS管303的漏极和所述第三MOS管305的漏极，所述第二负载302的另一端被分别电性连接于所述第二MOS管304的漏极和所述第四MOS管306的漏极，其中所述第一MOS管303的源极和所述第二MOS管304的源极分别被电性连接于所述第五MOS管307的漏极，所述第三MOS管305的源极和所述第四MOS管306的源极分别被电性连接于所述第六MOS管308的漏极，其中所述第五MOS管307的源极和所述第六MOS管308的源极分别被电性连接于所述电流源309，如此以在于所述第五MOS管307的栅极和所述第六MOS管308的栅极分别接入反相的所述回馈信号，于所述第一MOS管303的栅极和所述第二MOS管304的栅极分别接入反相的所述本振信号，于所述第三MOS管305的栅极和所述第四MOS管306的栅极分别接入反相的所述本振信号，其中所述第二MOS管304的栅极接入的所述本振信号与所述第三MOS管305的栅极接入的所述本振信号同相，以及于所述相互连接的所述第一负载301和所述第二负载302的两端接入电源的状态，能够于所述第一负载301的另一端和所述第二负载302的另一端输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
可以理解的是，上述不同所述多普勒差分输出电路30的结构原理仅为举例，并适用于前述不同实施例的所述微波探测装置，所述多普勒差分输出电路30的电路结构多样而无法一一列出，其不限制于分立元器件形态或集成电路形态的独立形态，并可以被实施为分立元器件形态与集成电路形态的组合形态，本实用新型对此并不限制。
例如，在本实用新型的一些实施例中，所述多普勒差分输出电路30与所述振荡单元20以集成电路形态被设置并一体集成于一微波芯片，在本实用新型的另一些实施例中，所述选频对消电路40的所述第一等效电阻401和所述第二等效电阻402被一体集成于该所述微波芯片。
特别地，在本实用新型的一些实施例中，所述微波探测装置的工作方法的所述步骤(C)包括以下步骤：
C1、混频处理所述本振信号和所述回馈信号，以使得对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号能够被引出；
C2、以所述天线单元10的参考地为地引出一路对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号而输出单端信号形态的所述多普勒中频信号；以及
C3、通过将单端信号形态的所述多普勒中频信号反相的方式反相输出对应所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号，以转换单端信号形态的所述多普勒中频信号为差分信号形态的所述多普勒中频信号。
值得一提的是，在所述步骤(C2)中，由于仅引出一路对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号，所述步骤(C2)中输出的单端信号形态的所述多普勒中频信号的初始强度能够被保障而有利于保障基于所述步骤(C3)输出的差分信号形态的所述多普勒中频信号的初始强度，对应有利于保障基于所述步骤(D)中以选频对消的方式输出的差分信号形态的所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度。
对应地，参考本实用新型的说明书附图之图9所示，所述多普勒差分输出电路30的一种电路结构原理被示意，其中所述多普勒差分输出电路30包括一混频电路31和一单端信号转差分信号电路32，其中所述混频电路31被电性连接于所述天线单元10和所述振荡单元20，以接入所述回馈信号和所述本振信号并以混频检波的方式输出对应于所述回馈信号和所述本振信号之间的频率/相位差异的单端信号形态的所述多普勒中频信号，其中所述单端转差分电路32被电性连接于所述混频电路31，以接入单端信号形态的所述多普勒中频信号并通过将单端信号形态的所述多普勒中频信号反相的方式转换单端信号形态的所述多普勒中频信号为差分信号形态的所述多普勒中频信号。
示例地，参考本实用新型的说明书附图之图10A和图10B所示，所述单端信号转差分信号电路32的一种结构原理的所述单端信号转差分信号电路32的不同基础电路结构分别被示意。
对应于图10A，所述单端信号转差分信号电路32包括一三级管321，一第一电阻322，一第二电阻323，一第三电阻324，一第四电阻325以及一电容326，其中所述三极管321的发射极经所述第一电阻322被接地，所述三极管321的集电极经所述第二电阻323接入电源，所述三极管321的基极经所述第三电阻324接入电源，和经所述第四电阻325接地，以及经所述电容326接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，以于所述三极管321的集电极和发射极之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图10B，所述单端信号转差分信号电路32包括一运算放大器321，一第一电阻322以及一第二电阻323，其中所述运算放大器321于同相输入端接基准电压，和于反相输入端经所述第一电阻322电性连接于所述运算放大器321的输出端，和经所述第二电阻323接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，如此以于所述第二电阻323的接入单端信号形态的所述多普勒中频信号的一端和所述运算放大器321的所述输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
示例地，参考本实用新型的说明书附图之图11A至图11D所示，所述单端信号转差分信号电路32的一种结构原理和对应该结构原理的不同基础电路结构分别被示意，其中所述单端信号转差分信号电路32包括一第一运算放大电路321和一第二运算放大电路322，其中所述第一运算放大电路321于输入端接入单端信号形态的多普勒中频信号，和于输出端电性连接于所述第二运算放大电路322的输入端，并于所述第一运算放大电路321的输出端和所述第二运算放大电路322的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图11B，所述第一运算放大电路321包括一第一运算放大器3211，并以所述第一运算放大器3211的同相输入端为输入端接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，和以所述第一运算放大器3211的输出端为输出端，所述第二运算放大电路322包括一第二运算放大器3221，一第一电阻3222以及一第二电阻3223，并以所述第二运算放大器3221的反相输入端为输入端和以所述第二运算放大器3221的输出端为输出端，其中所述第二运算放大器3221于同相输入端接入基准电压，和于反相输入端经所述第二电阻3223电性连接于所述第二运算放大器3221的输出端，其中所述第一运算放大器3211的输出端经所述第一电阻3222电性连接于所述第二运算放大器3221的反相输入端，所述第一运算放大器3211反相输入端与输出端电性相连，如此以于所述第一运算放大器3211的输出端和所述第二运算放大器3221的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图11C，所述第一运算放大电路321包括一第一运算放大器3211，一第一电阻3212，以及一第二电阻3213，并以所述第一运算放大器3211的反相输入端为输入端接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，和以所述第一运算放大器3211的输出端为输出端，其中所述第一运算放大器3211于反相输入端经所述第一电阻3212接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，和于正相输入端接入基准电压，其中所述第一运算放大器3211的反相输入端和输出端经所述第二电阻3213电性相连，其中所述第二运算放大电路322包括一第二运算放大器3221，一第三电阻3222以及一第四电阻3223，并以所述第二运算放大器3221的反相输入端为输入端和以所述第二运算放大器3221的输出端为输出端，其中所述第一运算放大器3211于输出端经所述第三电阻3222电性连接于所述第二运算放大器3221的反相输入端，所述第二运算放大器3221的反相输入端和输出端经所述第四电阻3223电性相连，如此以于所述第一运算放大器3211的输出端和所述第二运算放大器3221的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图11D，其中所述第一运算放大电路321包括一第一运算放大器3211，一第一电阻3212，一第二电阻3213，一第一电容3214，一第二电容3215以及一第三电容3216，并以所述第一运算放大器3211的反相输入端为输入端接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，和以所述第一运算放大器3211的输出端为输出端，其中所述第一运算放大器3211自其反相输入端经所述第三电容3216电性连接于其输出端，和顺序经所述第一电阻3212和所述第二电阻3213电性连接于其输出端，和顺序经所述第一电阻3212和所述第一电容3214接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，以及顺序经所述第一电阻3212和所述第二电容3215接地，其中所述第二运算放大电路322包括一第二运算放大器3221，一第三电阻3222以及一第四电阻3223，并以所述第二运算放大器3221的反相输入端为输入端和以所述第二运算放大器3221的输出端为输出端，其中所述第一运算放大器3211于输出端经所述第三电阻3222电性连接于所述第二运算放大器3221的反相输入端，所述第二运算放大器3221的反相输入端和输出端经所述第四电阻3223电性相连，如此以于所述第一运算放大器3211的输出端和所述第二运算放大器3221的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
进一步示例地，参考本实用新型的说明书附图之图12A至图12C所示，所述单端信号转差分信号电路32的另一种结构原理和对应该结构原理的不同基础电路结构分别被示意，其中所述单端信号转差分信号电路32包括一第一运算放大电路321和一第二运算放大电路322，其中所述第一运算放大电路321于输入端和所述第二运算放大电路322的输入端电性相连并接入单端信号形态的多普勒中频信号，并于所述第一运算放大电路321的输出端和所述第二运算放大电路322的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图12B，所述第一运算放大电路321包括一第一运算放大器3211，一第一电阻3212，一第二电阻3213以及一第一电容3214，并以所述第一运算放大器3211的同相输入端为输入端接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，和以所述第一运算放大器3211的输出端为输出端，其中所述第一运算放大器3211自其反相输入端经所述第一电阻3212电性连接于其输出端，并顺序经所述第二电阻3213和所述第一电容3214接地，其中所述第二运算放大电路322包括一第二运算放大器3221，一第三电阻3222以及一第四电阻3223，并以所述第二运算放大器3221的反相输入端为输入端和以所述第二运算放大器3221的输出端为输出端，其中所述第一运算放大器3211于同相输入端经所述第三电阻3222电性连接于所述第二运算放大器3221的反相输入端，所述第二运算放大器3221的反相输入端和输出端经所述第四电阻3223电性相连，其中所述第二运算放大器3221于同相输入端接入基准电压，如此以于所述第一运算放大器3211的输出端和所述第二运算放大器3221的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图12C，所述第一运算放大电路321包括一第一运算放大器3211，一第一电阻3212，一第二电阻3213，一第三电阻3214以及一第四电阻3215，并以所述第一运算放大器3211的同相输入端为输入端接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，和以所述第一运算放大器3211的输出端为输出端，其中所述第一运算放大器3211自其反相输入端经所述第四电阻3215电性连接于其输出端，并经所述第三电阻3214接地，其中所述第一运算放大器3211自其同相输入端经所述第一电阻3212接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，和经所述第二电阻3213接地，其中所述第二运算放大电路322包括一第二运算放大器3221，一第五电阻3222以及一第六电阻3223，并以所述第二运算放大器3221的反相输入端为输入端和以所述第二运算放大器3221的输出端为输出端，其中所述第一运算放大器3211自同相输入端顺序经所述第一电阻3222和第五电阻3222电性连接于所述第二运算放大器3221的反相输入端，所述第二运算放大器3221的反相输入端和输出端经所述第六电阻3223电性相连，其中所述第二运算放大器3221于同相输入端接入基准电压，如此以于所述第一运算放大器3211的输出端和所述第二运算放大器3221的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
进一步示例地，参考本实用新型的说明书附图之图13A和图13B所示，基于另一结构原理的所述单端信号转差分信号电路32的不同基础电路结构分别被示意。
对应于图13A，所述单端信号转差分信号电路32包括一第一运算放大器321，一第二运算放大器322，一第一电阻323，一第二电阻324，一第三电阻325以及一第四电阻326，其中所述第一运算放大器321于其同相输入端接入基准电压，和自其反相输入端经所述第一电阻323接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，以及自其输出端顺序经所述第三电阻325和所述第四电阻326与所述第二运算放大器322的输出端电性相连，其中所述第一运算放大器321的反相输入端和输出端经所述第二电阻324电性相连，所述第二运算放大器322的反相输入端和输出端经所述第四电阻326电性相连，所述第二运算放大器322的同相输入端被电性连接于所述第一运算放大器321的反相输入端，如此以于所述第一运算放大器321的输出端和所述第二运算放大器322的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
对应于图13B，所述单端信号转差分信号电路32包括一第一运算放大器321，一第二运算放大器322，一第一电阻323，一第二电阻324，一第三电阻325以及一第四电阻326，其中所述第一运算放大器321于其同相输入端接入基准电压，和于其反相输入端与所述第二运算放大器322的反相输入端电性相连，以及自其输出端经所述第四电阻326与所述第二运算放大器322的同相输入端电性相连，其中所述第一运算放大器321的反相输入端和输出端经所述第三电阻325电性相连，其中所述第二运算放大器322自其同相输入端经所述第一电阻323接入单端信号形态的所述多普勒中频信号，其中所述第二运算放大器322的反相输入端和输出端经所述第二电阻324电性相连，如此以于所述第一运算放大器321的输出端和所述第二运算放大器322的输出端之间输出差分信号形态的所述多普勒中频信号。
同样可以理解的是，上述不同所述单端信号转差分信号电路32的结构仅为举例，相应所述多普勒差分输出电路30适用于前述不同实施例的所述微波探测装置。示例地，对应于图14A，图11D所示意的所述单端信号转差分信号电路32被应用于图6A时的部分电路结构被示意。对应于图14B，图13A所示意的所述单端信号转差分信号电路32被应用于图6A时的部分电路结构被示意。
值得一提的是，所述单端信号转差分信号电路32的电路结构多样而无法一一列出，其主要结构特征在于采用单端输入和双端输出的结构，通过将单端输入的单端信号形态的所述多普勒中频信号反相而将输入的一路单端信号形态的所述多普勒中频信号转换为反相的信号，从而形成单端信号形态的所述多普勒中频信号向差分信号形态的所述多普勒中频信号的转换，其不限制于分立元器件形态或集成电路形态的独立形态，并可以被实施为分立元器件形态与集成电路形态的组合形态，本实用新型对此并不限制。
例如，在本实用新型的一些实施例中，所述振荡单元20与所述多普勒差分输出电路30以集成电路形态被设置并一体集成于一微波芯片，在本实用新型的另一些实施例中，所述选频对消电路40的所述第一等效电阻401和所述第二等效电阻402被一体集成于该所述微波芯片。
又例如，在本实用新型的一些实施例中，所述振荡单元20与所述多普勒差分输出电路30的所述混频电路31以集成电路形态被设置并一体集成于一微波芯片，而所述多普勒差分输出电路30的所述单端信号转差分信号电路32被外置于所述微波芯片。
又例如，在本实用新型的一些实施例中，所述振荡单元20与所述单端信号转差分信号电路32的对应于图11A至图12C的所述第一运算放大电路或对应于图13A和图13B的所述第一运算放大器以集成电路形态被设置并一体集成于一微波芯片，而所述单端信号转差分信号电路32的对应于图11A至图12C的所述第二运算放大电路或对应于图13A和图13B的所述第二运算放大器被外置于所述微波芯片，其中所述多普勒差分输出电路30的所述混频电路31被外置于所述微波芯片，或被内置于所述微波芯片以形成现有以单端信号形态输出多普勒中频信号的微波芯片。
特别地，在本实用新型的一些实施例中，所述微波探测装置的工作方法进一步包括步骤：
E、对差分信号形态的所述多普勒中频信号进行差分放大处理。
可以理解的，所述步骤(E)在所述步骤(C)和所述步骤(D)之间被执行，和/或在所述步骤(D)之后被执行，本实用新型对此并不限制。
对应地，参考本实用新型的说明书附图之图15A和图15B所示，所述微波探测装置还包括至少一差分放大电路50，其中所述差分放大电路50被设置于所述多普勒差分输出电路30和所述选频对消电路40之间，和/或被设置于所述选频对消电路40的两所述输出端42，以对所述多普勒差分输出电路30输出的差分信号形态的所述多普勒中频信号进行差分放大处理，和/或对所述选频对消电路40输出的差分信号形态的所述多普勒中频信号进行差分放大处理，从而基于对差分信号形态的所述多普勒中频信号的差分放大处理过程的共模抑制特性，在抑制差分信号形态的所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号被放大的状态，放大差分信号形态的所述多普勒中频信号。
值得一提的是，在所述差分放大电路50被设置于所述多普勒差分输出电路30和所述选频对消电路40之间的状态，当所述选频对消电路40的两所述输入端41分别电性连接有所述对地电容43时，相应所述对地电容43能够以被设置于所述差分放大电路50和所述多普勒差分输出电路30之间的状态与所述选频对消电路40的相应所述输入端41电性相连，或被设置于所述差分放大电路50和所述选频对消电路40之间的状态与相应所述输入端41电性相连。
此外，还值得一提的是，基于多级选频对消处理的需求，当所述选频对消电路40的数量为多个并对应于图7A采用串联结构时，在本发明的一些实施例中，相互串联的两所述选频对消电路40之间进一步设置有所述差分放大电路50，以在采用多级选频对消处理的方式实现对不同频段的差分信号的对消处理时，基于所述差分放大电路50于相互串联的两所述选频对消电路40之间的设置，形成对相互串联的两所述选频对消电路40之间的隔离而保障相互串联的两所述选频对消电路40的独立性，对应使得相互串联的两所述选频对消电路40对相应频段的差分信号的对消消除处理能够互不影响而保障多级选频对消效果。
为进一步描述本实用新型，参考本实用新型的说明书附图之图16所示，所述差分放大电路50的结构原理被示意，可以理解的是，基于对所述差分放大电路50的供电方式(双电源供电或单电源供电)的选择和相应的参数及优化设计，所述差分放大电路50的电路结构多样而无法一一列出，并不限制于分立元器件形态或集成电路形态的独立形态，其也可以被实施为分立元器件形态与集成电路形态的组合形态，其中所述差分放大电路50主要结构特征在于采用双端输入和双端输出的方式，于两个晶体管的基极与地之间接入差分信号形态的所述多普勒中频信号，和于两所述晶体管的集电极之间输出差分放大后的差分信号形态的所述多普勒中频信号。
进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述微波探测装置的工作方法在所述步骤(D)之后还包括步骤：
F、转换差分信号形态的所述多普勒中频信号为单端信号形态的所述多普勒中频信号。
可以理解的是，当所述微波探测装置的工作方法在所述步骤(D)之后包括所述步骤(E)时，所述步骤(F)在所述步骤(E)之后被执行。
对应地，参考本实用新型的说明书附图之图17A和图17B所示，所述微波探测装置还包括一差分信号转单端信号电路60，其中所述差分信号转单端信号电路60被设置用于接入选频对消处理后的差分信号形态的所述多普勒中频信号，并对应所述步骤(F)转换差分信号形态的所述多普勒中频信号为以所述天线单元10的参考地为地的单端信号形态的所述多普勒中频信号进行输出，以基于差分信号形态的所述多普勒中频信号向单端信号形态的所述多普勒中频信号转换的过程中对共模干扰的抑制和消除作用，抑制和消除以单端信号形态输出的所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号。
为进一步描述本实用新型，参考本实用新型的说明书附图之图18所示，所述差分信号转单端信号电路60的结构原理被示意，其中基于相应的运算运算放大器对输入的差分信号形态的所述多普勒中频信号的反相叠加而形成差分信号形态的所述多普勒中频信号向单端信号形态的所述多普勒中频信号的转换，并在转换过程中，由于共模干扰在差分信号形态的所述多普勒中频信号的反相叠加过程中被相互抵消而形成对共模干扰的抑制和消除作用，对应抑制和消除以单端信号形态输出的所述多普勒中频信号中的第一类干扰信号。
同样可以理解的是，在上述结构原理的基础上，基于对所述差分信号转单端信号电路60的供电方式(双电源供电或单电源供电)的选择和相应的参数及优化设计，所述差分信号转单端信号电路60的电路结构多样而无法一一列出，并不限制于分立元器件形态或集成电路形态的独立形态，其还可以被实施为分立元器件形态与集成电路形态的组合形态，本实用新型对此并不限制。
可选地，在本实用新型的一些实施例中，通过对差分信号形态的所述多普勒中频信号的两极的分别进行A/D转换的方式，同样能够在后继基于数据的量化识别与运算实现对共模干扰的抑制和消除而等效于实现转换差分信号形态的所述多普勒中频信号为单端信号形态的抗共模干扰目的。
值得一提的是，通过形成差分信号形态的多普勒中频信号的方式，差分信号形态的所述多普勒中频信号的对外辐射能够相互抵消，则所述多普勒中频信号对环境和相应线路的干扰能够被抑制，对应有利于提高所述微波探测装置的抗干扰能力。此外，对差分信号形态的所述多普勒中频信号的差分放大处理和/或向单端信号形态的所述多普勒中频信号的转换相对于滤波方式能够大幅减少甚至避免电容元件在所述多普勒中频信号的传输路径中的使用，则所述多普勒中频信号的即时性得以保障而有利于实现包括人体呼吸以及心跳等动作的实时探测。
可以理解的是，设置有所述差分信号转单端信号电路60的所述微波探测装置的结构原理仅为举例，在所述微波探测装置基于所述选频对消电路40的设置以选频对消的方式准确消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中相应频率范围的第二类干扰信号后，选频对消电路40输出的差分信号形态的所述多普勒中频信号对相应探测空间内的物体的运动的反馈精度即可得到保障，因而能够不经差分信号转单端步骤地取选频对消输出的差分信号形态的所述多普勒中频信号中任一极信号与参考地之间形成的单端信号进行数据的识别与运算，仍能够获取对包括人体移动、微动、呼吸以及心跳等人体活动的准确稳定的探测结果。
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，以得到根据本实用新型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，本实用新型对此并不限制。
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 (14)

1.微波探测装置，其特征在于，包括：
一振荡单元，其中所述振荡单元被设置用于产生一本振信号；
一天线单元，所述天线单元被馈电连接于所述振荡单元以发射对应于所述本振信号频率的一探测波束而形成相应探测空间，和接收所述探测波束被所述探测空间内的物体反射形成的一回波而产生一回馈信号；
一多普勒差分输出电路，其中所述多普勒差分输出电路被电性连接于所述天线单元和所述振荡单元，以输出差分信号形态的一多普勒中频信号，其中所述多普勒中频信号为对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的信号；以及
多个选频对消电路，其中各所述选频对消电路包括一第一等效电阻，一第二等效电阻以及一等效电容，其中所述第一等效电阻的一端被电性连接于所述等效电容的一端，所述第二等效电阻的一端被电性连接于所述等效电容的另一端，对应所述选频对消电路以所述第一等效电阻的另一端和所述第二等效电阻的另一端为两输入端，和以所述等效电容的两端为两输出端，所述多个选频对消电路以其中一所述选频对消电路的两所述输入端电性连接于所述多普勒差分输出电路的状态相互串联，对应相互串联的任意两所述选频对消电路以其中一所述选频对消电路的两所述输出端被电性连接于另一所述选频对消电路的两所述输入端的电性连接关系形成该两所述选频对消电路之间的串联结构，以在接入所述多普勒差分输出电路输出的差分信号形态的所述多普勒中频信号的状态，输出被多级选频对消处理的所述多普勒中频信号，从而通过多级选频对消的方式消除差分信号形态的所述多普勒中频信号中不同频率范围的差分信号，对应使得叠加于所述回馈信号的环境干扰信号中，与所述本振信号的频率具有同频、邻频以及倍频之任一频率关系的无线通信信号于所述多普勒中频信号中产生的差模干扰能够被消除。
2.根据权利要求1所述的微波探测装置，其中至少一所述选频对消电路的两所述输入端分别电性连接有一对地电容。
3.根据权利要求2所述的微波探测装置，其中各所述选频对消电路的两所述输入端分别电性连接有所述对地电容。
4.根据权利要求2所述的微波探测装置，其中至少一所述选频对消电路的两所述输入端电性连接于一差分放大电路，以接入被差分放大处理的差分信号形态的所述多普勒中频信号。
5.根据权利要求4所述的微波探测装置，其中相互串联的两所述选频对消电路之间设置有所述差分放大电路，以基于所述差分放大电路的设置对差分信号形态的所述多普勒中频信号进行差分放大处理，同时形成对相互串联的两所述选频对消电路之间的隔离而保障相互串联的两所述选频对消电路的独立性。
6.根据权利要求5所述的微波探测装置，其中所述多普勒差分输出电路和与之相连的所述选频对消电路之间进一步设置有所述差分放大电路，以对差分信号形态的所述多普勒中频信号进行差分放大处理。
7.根据权利要求1至6中任一所述的微波探测装置，其中所述等效电容以相互串联的两电容被等效设置，其中两所述电容被设置采用相同型号的电容。
8.根据权利要求7所述的微波探测装置，其中所述选频对消电路于相互串联的两所述电容之间被接地。
9.根据权利要求1至6中任一所述的微波探测装置，其中所述微波探测装置还包括一差分信号转单端信号电路，以接入选频对消处理后的差分信号形态的所述多普勒中频信号，并转换差分信号形态的所述多普勒中频信号为单端信号形态的所述多普勒中频信号进行输出。
10.根据权利要求1至6中任一所述的微波探测装置，其中多普勒差分输出电路被设置基于混频处理的方式直接输出对应于所述本振信号和所述回馈信号之间频率/相位差异的差分信号形态的所述多普勒中频信号。
11.根据权利要求10所述的微波探测装置，其中所述多普勒差分输出电路和所述振荡单元以集成电路形态被设置和被一体集成于一微波芯片。
12.根据权利要求1至6中任一所述的微波探测装置，其中多普勒差分输出电路包括一混频电路和一单端信号转差分信号电路，其中所述混频电路被电性连接于所述天线单元和所述振荡单元，以接入所述回馈信号和所述本振信号并以混频检波的方式输出对应于所述回馈信号和所述本振信号之间的频率/相位差异的单端信号形态的所述多普勒中频信号，其中所述单端转差分电路被电性连接于所述混频电路，以接入单端信号形态的所述多普勒中频信号并通过将单端信号形态的所述多普勒中频信号反相的方式转换单端信号形态的所述多普勒中频信号为差分信号形态的所述多普勒中频信号。
13.根据权利要求12所述的微波探测装置，其中所述振荡单元与所述多普勒差分输出电路的所述混频电路以集成电路形态被设置并一体集成于一微波芯片，所述多普勒差分输出电路的所述单端信号转差分信号电路被外置于所述微波芯片。
14.根据权利要求12所述的微波探测装置，其中所述振荡单元与所述多普勒差分输出电路的所述混频电路以集成电路形态被设置并一体集成于一微波芯片，所述多普勒差分输出电路的所述单端信号转差分信号电路以分立元器件形态与集成电路形态的组合形态被部分集成于所述微波芯片。
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