包括谐波反射器电路的紧急救援设备的制作方法

本发明涉及具有雷达反射器的紧急救援设备，并且具体地涉及具有用于谐波雷达的雷达反射器的紧急救援设备。

背景技术：

具有谐波雷达的紧急救援设备已在全世界的搜索和救援行动中使用了很长时间。在典型的雪崩场景中，滑雪者在雪崩中迷路，救援队随后很快到达，滑雪者配备有具有反射器的紧急救援设备。救援队配备有检测器，该检测器以发射频率发射信号。当滑雪者身上的反射器接收到该信号时，该反射器会将该信号的频率转换成其倍数并将转换后的信号发射回至检测器。这意指检测器在第一频率上发射并在第一频率的倍数上接收，然后使用该信息来确定滑雪者的位置。

然而，紧急救援设备中的反射器的调谐涉及调谐天线，以在第一频率上接收并在第一频率的倍数上发射。此外，常规反射器使用非线性元件诸如二极管进行谐振，并且天线需要与该元件匹配以便为频率转换和转换后的信号的重传提供足够的功率。在us6456228b1中提供了谐波反射器的示例。本专利提供了用于借助于传输线部分匹配谐波反射器部件的指南。

在以下文献中公开了另一示例：k.rasilainen、j.ilvonen和v.viikari的“antennamatchingatharmonicfrequenciestocomplexloadimpedance(谐波频率与复杂负载阻抗的天线匹配)”，ieeeantennasandwirelesspropagationletters，第14卷，号，第535至538页，2015年，doi:10.1109/lawp.2014.2370760。

根据现有技术，诸如以上所公开的内容，技术人员主要集中于在单个频率下的反射功率方面提供良好的效率。

如果将常规反射器放置在具有不同属性的紧急救援设备中，则必须做出折衷以使物体对反射器的影响最小化。常规反射器被设计成用于物体的典型电磁环境。因此，常规反射器被设计成安装在具有类似属性的物体上，诸如滑雪靴或滑雪头盔上。

根据现有技术，诸如ep1035418b1，将天线封装在电介质中，这解决了反射器是安装在滑雪靴内部还是附接至滑雪靴外部的问题。

然而，由于物体与反射器的电磁相互作用，已知的解决方案表现出与在尺寸和属性上有大差异的物体的检测有关的问题。

本发明旨在解决该问题。

技术实现要素：

以上提到的问题借助于具有谐波雷达反射器的紧急救援设备来解决，该谐波雷达反射器以发射频率反射以接收频率传入的信号，该发射频率为该接收频率的倍数，其中该谐波雷达反射器被设计成用于宽带响应。

现有技术的谐波反射器提供窄带响应，这是由于以下事实：现有技术的谐波反射器主要被调谐以使特定接收频率下的回波损耗最小化，这意指到达谐波雷达的大量传入能量被传递至非线性元件。谐波反射器可以针对窄带响应进行调谐；这还暗指现有技术的谐波反射器对于与其附接的物体的电磁相互作用是敏感的。

现有技术的谐波反射器被设计成使单个恒定环境的性能最大化。当将反射器放置在具有不同属性的环境中时，性能将会降低。这主要是由于电磁属性的变化导致不同的天线阻抗，从而导致反射器天线与非线性元件之间的不良阻抗匹配。

本发明提供了一种紧急救援设备，该紧急救援设备具有：包括经由匹配电路连接至非线性电路的天线的谐波反射器电路；以及完全地或部分地包围谐波反射器电路的壳体，其中，该谐波反射器电路被配置成以接收频率(frx)接收信号，并且被配置成以发射频率(ftx)重新发射所接收的信号，其中发射频率是接收频率的倍数，其中接收频率(frx)处于从第一频率到第二频率的区间中，其中：第一频率至少为800mhz；并且第二频率比第一频率高至少34mhz；所接收的信号以发射频率(ftx)发射，其中输出功率(pout)至少为针对在从第一频率的倍数到第二频率的相同倍数的发射频率范围内的某个频率的最大可用输出功率(pmax)的70％。由于谐波反射器电路的宽带行为，这允许检测材料和尺寸上有大差异的物体。在具有变化的电磁属性的环境中使用紧急救援设备可能降低性能。这种降低是由于以下情况：电磁属性的变化导致不同的天线阻抗，从而导致反射器天线与非线性元件之间的不良阻抗匹配。例如，这样的变化的电磁属性可以例如通过将谐波反射器电路包围在不同材料的壳体中，通过在谐波反射器电路与由救援队发射的信号之间具有不同的材料，或者通过不同的湿度。通过利用具有宽带行为的谐波反射器电路，可以在针对特定接收频率进行调谐的现有技术设备将是易损坏的大范围环境中检测到紧急救援设备。例如，通过利用具有宽带行为的谐波反射器电路，紧急救援设备将更鲁棒并且在更多类型的壳体和情况下是功能性的。从而可以提高用户的安全性。

根据一方面，第一频率为860.5mhz，并且第二频率可以为909.5mhz。

根据一方面，最大可用输出功率(pmax)可以至少为天线处的传入辐射功率的0.1％。

根据一方面，最大可用输出功率(pmax)可以至少为天线处的传入辐射功率的0.01％。

根据一方面，最大可用输出功率(pmax)可以至少为天线处的传入辐射功率的0.001％。

根据一方面，最大可用输出功率(pmax)可以至少为天线处的传入辐射功率的0.0001％。

根据一方面，发射频率ftx可以是接收频率frx的两倍。

根据一方面，谐波反射器可以包括具有金属膜的基板。

根据一方面，谐波反射器可以包括具有金属膜的柔性基板。

根据一方面，匹配电路的部分和天线可以形成在金属膜中。

根据一方面，谐波反射器可以包括二极管作为非线性元件。

根据一方面，壳体可以包括介电常数在1.6至15范围内的材料。

根据一方面，壳体可以包括介电常数在1.6至4范围内的材料。这可以例如是不同的塑料材料，例如聚氨酯泡沫、pvc、酚醛塑料、聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙和/或橡胶。

根据一方面，壳体可以包括介电常数在3.8至14.5范围内的材料。这可以例如是不同的玻璃材料，例如硅酸盐玻璃、熔融石英、钠钙硅玻璃、硼硅酸钠玻璃、铅氧化物玻璃、硅铝酸盐玻璃和/或锗氧化物玻璃。

根据一方面，壳体可以包括介电常数在80至81范围内的材料。这可以例如是处于不同状态且具有不同添加剂的水。

根据一方面，壳体可以包括介电常数在1至1.0006范围内的材料。这可以例如是真空或者处于不同状态或压力且具有不同添加剂的空气。

根据一方面，壳体可以包括使谐波反射器电路的操作频率范围改变的材料。

根据一方面，谐波反射器的操作频率范围可以在第一频率与第二频率之间。

根据一方面，谐波反射器的操作频率范围可以是第一频率与第二频率之间的频率的跨度。

根据一方面，可以通过将紧急救援设备至少部分地掩没在液体中来改变操作频率范围。

根据一方面，壳体可以具有第一状态和第二状态，其中，与第一状态相比，操作频率范围在第二状态下改变。

根据一方面，壳体可以包括在第一状态下具有第一介电常数且在第二状态下具有第二介电常数的材料，其中，与第一状态相比，操作频率范围在第二状态下改变；其中，第一状态为干的，并且第二状态为湿的。

根据一方面，壳体可以由皮革制成。例如，壳体可以是可穿戴物品、衣服或标签或者是可穿戴物品、衣服或标签的一部分。例如，壳体可以是皮带、靴子、鞋、手镯、其他可穿戴物品、挂件或类似物。

根据一方面，壳体可以由织物制成。例如，壳体可以是可穿戴物品、衣服或标签或者是可穿戴物品、衣服或标签的一部分。例如，外套、滑雪外套、防风外套、裤子、背包或类似物。

根据一方面，壳体可以由塑料制成。例如，壳体可以是可穿戴物品、衣服或标签或者是可穿戴物品、衣服或标签的一部分。

根据一方面，壳体可以是鞋。谐波反射器电路可以例如被安装在鞋的外部上或内部隔间中。谐波反射器电路还可以被实心铸造为鞋的一部分。鞋可以例如是靴子、远足鞋、滑雪靴和/或普通鞋。

根据一方面，壳体可以是救生衣。谐波反射器电路可以例如被安装在救生衣的外部上或内部隔间中。谐波反射器电路还可以被实心铸造为救生衣的一部分。救生衣可以是可充气的或实心的。

根据一方面，壳体可以是手镯。谐波反射器电路可以例如被安装在手镯的外部上或内部隔间中。

本发明的其他特征和优点将在以下参照附图对本发明的示例性实施方案的详细描述中呈现。

附图说明

如附图所示，上述内容将在以下示例实施方式的更具体描述中变得显明显，在附图中，相似的附图标记在不同的视图中指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明示例实施方式上。

图1是检测器和谐波反射器电路的示意图。

图2是示出来自现有技术的谐波反射器的反射功率的曲线图。

图3是现有技术的谐波反射器电路与它所附接到的物体相互作用的示意图。

图4是根据本发明的实施方式的谐波反射器电路连同检测器的示意图。

图5是示出由根据本发明的实施方式的谐波反射器提供的响应的曲线图，以及

图6是根据本发明的实施方式的谐波反射器电路的实施方式。

图7是根据本发明的实施方式的具有谐波反射器电路的紧急救援设备的实施方式。

图8是根据本发明的实施方式的具有谐波反射器电路的紧急救援设备的实施方式。

具体实施方式

图1示出了总体标记为101的谐波反射器电路以及总体标记为102的检测器。

检测器102以频率frx发射信号s1，该信号s1由谐波反射器电路101接收，并由谐波反射器电路101转换为第二信号s2并以频率ftx发射。谐波反射器电路101借助于天线103接收传入信号s1。天线103连接至匹配电路104，该匹配电路104针对频率frx和频率ftx二者在天线103与非线性电路105之间提供阻抗匹配。阻抗匹配对于从第一信号s1到第二信号s2分别在其频率frx和ftx下以低损耗进行转换至关重要。

在图2中公开了来自谐波反射器102的典型响应。第一曲线201示出了来自以频率fc发射的信号的反射功率p，曲线201的带宽取决于非线性电路105与天线103之间的阻抗匹配，当然也取决于天线103和非线性电路105自身的带宽。

在图3中，谐波反射器电路101与接地平面301一起示出。接地平面301可以为物理对象，诸如头盔或人。接地平面301引起与谐波反射器电路101的介电耦合，这改变了匹配电路104的属性。这意指频率fc处的反射功率从p减小到对应曲线202上的p'。在现有技术的谐波反射器电路101中，匹配电路被配置成对在预定距离处的预定接地平面和预定介电环境提供匹配。例如，谐波反射器电路101的尺寸被设计成用于安装在滑雪靴或头盔上，即相同数量级和相似介电属性的接地平面上。这意指安装在一副眼镜上或安装在容器上的常规谐波反射器电路101将在反射功率p方面提供非常不同的响应，部分原因是接地平面和周围环境的介电属性差异很大。

本发明人已经认识到，接地平面和介电属性的变化属性的问题是与从各种属性的物体检测谐波雷达反射的问题有关的主要因素。

本发明人已经认识到，通过增加谐波反射器电路101的带宽来提供与来自各种属性的物体的谐波雷达反射有关的上述问题的解决方案。这可以通过研究图4理解，在图4中，反射谐波功率p被示为频率f的函数。第一曲线401示出了在中心频率fc周围的反射谐波功率，与现有技术曲线201相比，该第一曲线提供了较大的带宽。假设接地平面301被放置成使得从接地平面到谐波反射器电路101的耦合引起第一曲线401向中心频率为fc'的第二曲线402的移动。图4的y轴公开了在频率frx的倍数即频率ftx下的反射功率。x轴示出了接收频率frx。反射功率p减小至p'，其远小于图2所示的减小。这意指反射功率p不会受到接地平面301的显著影响。

在图5中，在发射频率ftx下的反射功率p被示为来自根据本发明的谐波反射器电路101的接收频率frx的函数。接收频率(frx)处于从第一频率f1到第二频率f2的区间中，其中第一频率f1至少为800mhz。第二频率f2比第一频率大至少34mhz。接收到的信号以发射频率(ftx)发射，其中输出功率(pout)至少为限定电磁环境的最大可用输出功率(pmax)的70％。

在一个实施方式中，第一频率为860.5mhz，并且第二频率为909.5mhz。

在图6中，在顶视图中按比例绘制了总体标记为601的谐波反射器电路的实施方式。该谐波反射器电路601包括非线性电路，在该实施方式中该非线性电路是焊接至基板的金属膜603的表面安装的二极管602。在基板的金属膜603中一体地形成天线和匹配电路。谐波反射器电路601按比例绘制，这意指通过测量和按比例绘制附图，实现宽带谐波反射器电路601。

在图7中，示出了具有谐波反射器电路的紧急救援设备的实施方式。在所示的实施方式中，紧急救助设备700具有两个谐波反射器电路701和702，所述谐波反射器电路701和702被呈远足靴形状的壳体703包围。紧急救援设备700可以可替选地具有单个谐波反射器电路或多个谐波反射器单元。谐波反射器单元可以例如作为谐波反射器单元701位于远足靴的鞋舌中以及/或者作为谐波反射器单元702位于远足靴的四分之一中。谐波反射器单元还可以位于远足靴或鞋的其他部分中，例如内里、后撑、鞋跟、鞋底、鞋面、鞋头、后套和/或类似物。

在图8中，示出了具有谐波反射器电路的紧急救援设备的实施方式。在所示的实施方式中，紧急救援设备800具有谐波反射器电路801，该谐波反射器电路801被呈救生衣形状的壳体803包围。