微波探测模块的制作方法

文档序号:23640022发布日期:2021-01-15 11:44阅读:96来源:国知局
微波探测模块的制作方法

本实用新型涉及微波探测领域,特别涉及基于多普勒效应原理的一微波探测模块。



背景技术:

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,基于多普勒效应原理获取对应于人体活动(包括人体的呼吸和心跳动作的微动动作)的一多普勒中频信号而探测人体活动,因而具有广泛的应用前景,然而由于微波的穿透性、绕射性以及所述多普勒中频信号的分辨率直接关联于微波的频率,即在微波探测技术中,所采用的微波频率直接限定了相应微波探测器的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度,但在微波探测技术的实际应用中,如对人体活动的探测应用中,尤其是对人体不同姿态下的微动动作的探测应用中,对相应所述微波探测器的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度的要求并不能与相应微波频率所限定的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度相匹配。

具体地,现有开放给诸如工业、科学和医学等机构使用的无需授权许可的ism频段中,被应用于微波探测的频段有2.4ghz、5.8ghz、10.525ghz、24.125ghz等频段,其中频率越高,微波的穿透性和绕射性越差,而相应所述微波探测器的探测灵敏度却越高。对应在对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的探测应用中,当采用较高频段的微波时,相应所述微波探测器能够获取较高分辨率的所述多普勒中频信号而具有较高的探测灵敏度,对应所述多普勒中频信号具有较高的精准度而有利于所述多普勒中频信号中对应于人体微动动作的信号的识别和提取,然而由于高频段的微波的穿透性和绕射性较差,对应人体在遮盖被子的睡眠状态或衣着厚实的状态,微波在穿透被子或衣物的往返过程中具有较大的损耗而难以探测到人体,和人体在背对所述微波探测器的姿态,微波无法绕射至人体胸腔和腹部地探测人体呼吸和心跳动作,即在对人体微动动作的探测应用中,当采用较高频段的微波时,由于微波的穿透性和绕射性限制,相应所述微波探测器对被探测人体的状态和姿态具有严格的限制要求而具有较低的适用性;而当采用较低频段的微波时,具有过强穿透性的微波可能穿透墙体,同时相应所述多普勒中频信号的分辨率过低而具有相对较低的精准度,以至于所述多普勒中频信号中对应于人体呼吸和心跳动作的微弱信号无法被识别和提取,即在对人体微动动作的探测应用中,当采用较低频段的微波时,相应所述微波探测器的实际探测空间难以控制而易受到目标探测空间之外的干扰,同时所述微波探测器的探测灵敏度较低。也就是说,在对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的探测应用中,对相应所述微波探测器具有适宜程度的穿透能力和绕射能力要求,以及较高程度的探测灵敏度要求,因而无法与任一ism频段的微波频率所限定的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度相匹配。

进一步地,由于相应元器件固有的电压区间和灵敏度限制以及现有的微波探测器的基础响应灵敏度限制,基于多普勒效应原理对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的探测仅停留在实验室水平而具有较低的适用性。具体地,在上述ism频段的微波频率对相应所述多普勒中频信号的分辨率的关联限制下,进一步由于现有的微波探测器的基础响应灵敏度限制,对应所述多普勒中频信号的初始输出幅度限制,在所述多普勒中频信号中同时存在环境干扰的信号时,包括人体移动干扰、电磁干扰以及因电磁屏蔽环境造成的自激干扰,所述多普勒中频信号中对应于人体微动动作的信号幅度过低并与上述环境干扰的信号之间具有较大的电压倍数差而难以被具有固定电压区间和灵敏度限制的相应元器件直接或通过大倍率放大的方式准确识别和提取,因此目前的基于多普勒效应原理对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的探测需要保持相应所述微波探测器与被探测人体之间在1m左右的近距离范围和人体面向所述微波探测器的状态,以在相应所述微波探测器的基础响应灵敏度限制下保障相应所述多普勒中频信号的初始输出幅度,并需要避免上述环境干扰,包括人体移动动作干扰而要求被探测人体处于静态,以使得该多普勒中频信号能够被大倍率放大而独立大倍率放大对应于人体微动动作的信号至能够被识别和提取的幅度,故而目前的基于多普勒效应原理对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的探测仅停留在实验室水平而具有较低的适用性。

也就是说,在对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的探测应用中,即便相应ism频段的选择满足所述微波探测器具有适宜程度的穿透能力和绕射能力要求,但在相应ism频段的微波频率对所述多普勒中频信号的分辨率的关联限制下,进一步由于现有的微波探测器的基础响应灵敏度限制,所述多普勒中频信号具有较低的精准度和初始输出幅度,对应所述微波探测器对人体微动动作的响应度较低而具有较低的探测灵敏度,以致于相应所述微波探测器对被探测人体的状态和姿态仍具有严格的限制要求而具有较低的适用性。即目前的基于多普勒效应原理在任一ism频段对人体呼吸和心跳动作的探测均对被探测人体的状态和姿态具有严格的限制要求而具有较低的适用性。



技术实现要素:

本实用新型的一目的在于提供一微波探测模块,其中通过选择c波段(4ghz-8ghz)和x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的频段保障所述微波探测模块具有适宜的穿透能力和绕射能力,和在相应微波频率对所述微波探测模块产生的一多普勒中频信号的分辨率的关联限制下,通过提高所述多普勒中频信号的初始输出幅度的方式,提高所述微波探测模块对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的基础响应灵敏度,对应保障所述微波探测模块的探测灵敏度,如此以在所述微波探测模块被应用于人体微动动作的探测时,所述微波探测模块的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度满足在不限制人体状态和姿态的条件被应用于人体呼吸和心跳动作的探测而具有良好的适用性。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述微波探测模块被一馈电信号馈电而发射对应于所述馈电信号频率的一微波波束,和接收所述微波波束被相应物体反射形成的一反射回波,并基于多普勒效应原理输出对应于所述微波波束和所述反射回波之间频率/相位差异的所述多普勒中频信号,则所述多普勒中频信号为对相应物体的活动的反馈,对应所述微波探测模块能够基于所述多普勒中频信号反馈人体活动而被应用于人体活动的探测。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中通过选择c波段(4ghz-8ghz)和x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段,对应体现为设置所述馈电信号的频率处于c波段(4ghz-8ghz)和x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段,如5.8ghz频段内的频率或10.525ghz的频率,对应所述微波波束具有25mm至75mm的波长而具有适宜的穿透能力和绕射能力,即适于穿透被子或衣物的穿透能力和适于绕人体发射的绕射能力而使得所述微波探测模块具有对人体不同状态和姿态的适应性。

本实用新型的另一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辐射源和一参考地,其中所述辐射源和所述参考地被间隔地设置以于所述辐射源和所述参考地之间形成一辐射缝隙,其中在设置所述馈电信号的频率处于c波段(4ghz-8ghz)的频率范围内的ism频段时通过提高所述辐射缝隙的缝隙高度至大于等于1.0mm的方式,和在设置所述馈电信号的频率处于x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段时通过提高所述辐射缝隙的缝隙高度至大于等于0.8mm的方式,所述微波探测模块对电磁波信号的的接收能力被增强,对应提高了所述多普勒中频信号的初始输出幅度而以提高所述微波探测模块的基础响应灵敏度的方式提高了所述微波探测模块的探测灵敏度,如此以使得所述微波探测模块的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度满足在不限制人体状态和姿态的条件被应用于包括人体呼吸和心跳动作的微动动作探测而具有良好的适用性。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述微波探测模块对电磁波信号的的接收能力被增强,即所述微波探测模块对能够被有效接收的所述反射回波的幅度要求被降低,如此则所述微波探测模块的探测灵敏度的提高同时表征所述微波探测模块的探测距离的增加,进而提高了所述微波探测模块的适用性。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中在所述辐射源被所述馈电信号馈电的状态,通过于所述辐射源形成对所述馈电信号的闭环回路的方式,所述微波探测模块在偏离谐振工作点的频率的阻抗被降低,对应所述微波探测模块的频带宽度被缩窄,即所述微波探测模块的品质因数被提高而限制了所述微波探测模块对谐振频率之外的信号的接收,则所述微波探测模块因所述辐射缝隙的缝隙高度的增加而于所述多普勒中频信号增加的背景干扰信号能够被限制,从而有利于在提高所述微波探测模块的灵敏度的同时保障所述微波探测模块的抗干扰性能。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述辐射源具有偏离其物理中心点的一个馈电点,其中以所述辐射源上穿过所述辐射源的物理中心点且垂直于所述馈电点与所述辐射源的物理中心点的连线的直线为所述辐射源的零电位线,其中在所述辐射源被所述馈电信号馈电的状态,所述辐射源于所述馈电点和所述零电位线分别被电性连接于所述馈电信号的两极而形成对所述馈电信号的闭环回路,以避免由所述辐射源的设计和加工误差引起的极化平衡性失配因所述辐射缝隙的缝隙高度的增加而加剧,即避免了因所述辐射缝隙的缝隙高度的增加造成的所述微波探测模块的稳定性的降低,进而有利于保障所述微波探测模块的工作稳定性。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述辐射源具有偏离其物理中心点的两个馈电点,其中所述辐射源于至少一所述馈电点被所述馈电信号馈电,其中各所述馈电点与所述辐射源的物理中心点的连线相垂直,其中在所述辐射源于相应所述馈电点被所述馈电信号馈电的状态,所述辐射源于所述馈电点和所述辐射源的物理中心点分别被电性连接于所述馈电信号的两极而形成对所述馈电信号的闭环回路,以避免由所述辐射源的设计和加工误差引起的极化平衡性失配因所述辐射缝隙的缝隙高度的增加而加剧,即避免了因所述辐射缝隙的缝隙高度的增加造成的所述微波探测模块的稳定性的降低,进而有利于保障所述微波探测模块的工作稳定性。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述馈电信号为具有线性或指数变化的尖脉冲信号而相对于传统方波信号减少了电流瞬变,对应形成与所述反射回波相对应的回波信号为尖脉冲信号的状态,如此以在依多普勒效应原理以非线性元件或电路混频所述馈电信号和所述回波信号而输出所述多普勒中频信号时,对所述馈电信号和所述回波信号的非线性转换过程能够因所述馈电信号和所述回波信号的电流瞬变的减少而降低所述多普勒中频信号的相位噪声,即提高了所述多普勒中频信号中微弱信号的精准度,从而提高了所述微波探测模块对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的基础响应灵敏度。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述馈电信号为具有线性或指数变化的尖脉冲信号,并进一步具有相对于传统方波信号被提高的电压幅值,以维持所述微波探测模块的辐射功率,并同时提高了所述回波信号的电压幅值,其中由于对所述馈电信号和所述回波信号的混频为对所述馈电信号和所述回波信号以非线性转换的方式输出差值而形成所述多普勒中频信号的过程,则所述回波信号的电压幅值的提高对应于在同样的探测距离下提高了所述多普勒中频信号的初始输出幅度,和在所述多普勒中频信号的同一初始输出幅度下增加了所述微波探测模块的探测距离,即提高了所述微波探测模块对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的基础响应灵敏度。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述馈电信号为具有线性或指数变化的尖脉冲信号,并进一步具有相对于传统方波信号被提高的电压幅值,对应形成所述回波信号的电压幅值被提高的状态和所述多普勒中频信号中微弱信号的精准度被提高的状态,即所述多普勒中频信号中对应于微弱动作的微弱信号的幅度和精准度被同时提升,则所述微波探测模块对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的基础响应灵敏度被提高。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中通过在所述馈电信号的馈电线路中串入至少一等效电感(如电阻)和在所述等效电感的近地端与地之间接入至少一等效电容的方式,形成所述馈电信号为具有线性或指数变化的尖脉冲信号的状态。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中通过提高对所述微波探测模块的供电电压,或在所述等效电感与所述等效电容之间接入至少一电流抑制元件的方式,形成所述馈电信号具有相对于传统方波信号被提高的电压幅值的状态。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述微波探测模块具有一辐射空间,其中所述辐射空间对应于所述微波波束的范围,其中所述辐射空间具有大于70度的平面波束角,以使得所述辐射空间在相应探测距离范围内具有趋于柱体的形态而在所述微波探测模块被应用于人体活动的探测时,所述微波探测模块的对应于所述辐射空间的实际探测空间能够与相应的目标探测空间相匹配,进而提高了所述微波探测模块的适用性和探测稳定性。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中所述辐射空间在相应探测距离范围内具有趋于柱体的形态而在所述微波探测模块被应用于人体活动的探测时,允许通过调整所述微波探测模块的安装位置的方式形成相应所述目标探测空间与上述探测距离范围相对应的状态,对应提高了所述实际探测空间对所述目标探测空间的覆盖率而有利于提高所述微波探测模块的探测精准度,同时还提高了所述目标探测空间于所述实际探测空间的空间占比而有利于提高所述微波探测模块的抗干扰性能。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中在维持所述微波探测模块的所述辐射空间具有大于70度的平面波束角的同时,所述微波探测模块的增益被提高,对应提高了所述辐射空间的电磁辐射的能量密度和/或所述微波探测模块的探测距离,从而有利于进一步提高所述微波探测模块的探测灵敏度和/或被应用于包括人体呼吸和心跳动作的微动动作探测时的探测距离,进而提高了所述微波探测模块的适用性。

本实用新型的另一目的在于提供一微波探测模块,其中通过提高所述辐射缝隙的缝隙高度和优化所述辐射源和所述参考地之间尺寸关系的方式,所述微波探测模块的所述辐射空间具有大于70度的平面波束角,同时所述微波探测模块的增益被提高。

根据本实用新型的一个方面,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:

一天线体,其中所述天线体包括一辐射源和一参考地,其中所述辐射源与所述参考地相间隔而于所述辐射源与所述参考地之间形成有一辐射缝隙,其中所述辐射源具有至少一馈电点和至少一参考电平点,其中所述馈电点偏离于所述辐射源的物理中心点;和

一处理单元,其中所述处理单元以集成电路形态被设计而具有一发射端,其中所述处理单元被设置适于在所述发射端被一供电单元以相应的发射供电电压供电,并在被供电状态下于所述发射端与所述供电单元的正极或地极之间以c波段和x波段的频率范围内的ism频段的频率产生一馈电信号,其中所述辐射源于所述馈电点被电性连接于所述发射端,并在所述处理单元被供电的状态以分别于所述馈电点和所述参考电平点被电性连接于所述馈电信号的两极的状态于所述参考电平点与所述供电单元的正极或地极电性相连,其中所述辐射缝隙在所述馈电信号的频率处于c波段的频率范围内的ism频段时被设置满足具有大于等于1.0mm的缝隙高度,和在所述馈电信号的频率处于x波段的频率范围内的ism频段时被设置满足具有大于等于0.8mm的缝隙高度。

在一实施例中,其中所述馈电信号的馈电线路中串入有至少一等效电感和在所述等效电感的近地端与地之间接入有至少一等效电容,对应在所述处理单元于所述发射端被所述供电单元以相应的发射供电电压供电时,形成所述等效电感被串接于所述发射端与所述供电单元的正极之间,和在所述等效电感的电性连接于所述发射端的一端与所述供电单元的地极之间接入有所述等效电容的电路连接状态,其中所述等效电感和所述等效电容为在对应所述馈电信号的频率的电信号作用下分别具有电感特性和电容特性的元器件或线路。

在一实施例中,其中所述处理单元被设置于所述发射端适于以3.3v~15v之间的发射供电电压被供电,对应在所述处理单元于所述发射端被所述供电单元以相应的发射供电电压供电时,所述供电单元被设置具有3.3v~15v之间的供电电压。

在一实施例中,其中在所述处理单元于所述发射端被所述供电单元以相应的发射供电电压供电的状态,所述馈电信号形成于所述发射端与所述供电单元的正极之间,所述辐射源于所述馈电点被电性连接于所述发射端和于所述参考电平点被电性连接于所述供电单元的正极,以于所述辐射源形成对所述馈电信号的闭环回路。

在一实施例中,其中在所述处理单元于所述发射端被所述供电单元以相应的发射供电电压供电的状态,所述参考地电性连接于所述供电单元的正极,所述辐射源于所述参考电平点以与所述参考地电性相连的状态被电性连接于所述供电单元的正极。

在一实施例中,其中在所述处理单元于所述发射端被所述供电单元以相应的发射供电电压供电的状态,所述馈电信号形成于所述发射端与所述供电单元的地极之间,所述辐射源于所述馈电点被电性连接于所述发射端和于所述参考电平点被电性连接于所述供电单元的地极,以于所述辐射源形成对所述馈电信号的闭环回路。

在一实施例中,其中在所述处理单元于所述发射端被所述供电单元以相应的发射供电电压供电的状态,所述参考地电性连接于所述供电单元的地极,所述辐射源于所述参考电平点以与所述参考地电性相连的状态被电性连接于所述供电单元的地极。

在一实施例中,其中所述馈电点数量为一个,其中以所述辐射源上穿过所述辐射源的物理中心点且垂直于所述馈电点与所述辐射源的物理中心点连线的直线为所述辐射源的零电位线,其中所述参考电平点位于所述辐射源的所述零电位线。

在一实施例中,其中所述参考电平点的数量为两个,其中两所述参考电平点以所述辐射源的物理中心点对称分布于所述辐射源的所述零电位线。

在一实施例中,其中至少一所述等效电感被实施为一电阻。

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为依本实用新型的一实施例的一微波探测模块的原理框图示意图。

图1b为依本实用新型的上述实施例的所述微波探测模块的结构示意图。

图2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模块的原理框图示意图。

图3a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模块的结构示意图。

图3b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模块的结构示意图。

图3c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模块的结构示意图。

图4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模块的结构示意图。

图5a为依本实用新型的一实施例的一微波探测模块在具有1.0mm厚度规格设计的一辐射源基板时的辐射方向图。

图5b为依本实用新型的一实施例的一微波探测模块在具有1.6mm厚度规格设计的一辐射源基板时的辐射方向图。

图5c为依本实用新型的一实施例的一微波探测模块在具有3.2mm厚度规格设计的一辐射源基板时的辐射方向图。

图6a至6d为基于不同供电电压设计,和对相应微波探测模块的辐射源基板的不同厚度规格设计以及对辐射源和参考地之间不同尺寸关系设计,不同实施例的微波探测模块输出的多普勒中频信号的对比图。

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模块,其中通过选择c波段(4ghz-8ghz)和x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段保障所述微波探测模块具有适宜的穿透能力和绕射能力,如5.8ghz频段内的频率或10.525ghz的频率,和在相应ism频段的微波频率对所述微波探测模块产生的一多普勒中频信号的分辨率的关联限制下,通过提高所述多普勒中频信号的初始输出幅度的方式,保障所述微波探测模块的探测灵敏度,如此以在所述微波探测模块被应用于人体呼吸和心跳动作的探测时,所述微波探测模块的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度满足在不限制人体状态和姿态的条件被应用于人体呼吸和心跳动作的探测而具有良好的适用性。

换而言之,在对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的探测应用中,为解除对被探测人体的状态和姿态的限制要求而使得所述微波探测模块具有良好的适用性,对所述微波探测模块具有适宜程度的穿透能力和绕射能力要求而选择ism频段中5.8ghz频段或10.525ghz的频率,然而在5.8ghz频段或10.525ghz频率的微波频率对所述微波探测模块产生的所述多普勒中频信号的分辨率的关联限制下,所述微波探测模块的探测灵敏度较低,具体表现为所述多普勒中频信号的分辨率较低而使得所述多普勒中频信号中对应于人体呼吸和心跳动作的微弱信号的精准度较低而难以被识别和提取,基于此技术矛盾,本实用新型的所述微波探测模块在选择选择ism频段中5.8ghz频段或10.525ghz频率的技术手段基础上,组合以提高所述微波探测模块的基础响应灵敏度的技术手段,具体表现为提高所述多普勒中频信号的精准度和/或初始输出幅度的技术手段,保障了所述微波探测模块的探测灵敏度,从而打破了ism频段的选择对所述微波探测模块的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度的固定限制,对应使得所述微波探测模块在具有适宜的穿透能力和绕射能力的同时,还具有较高的探测灵敏度,如此以使得所述微波探测模块能够在不限制人体状态和姿态的条件被应用于人体呼吸和心跳动作的探测而具有良好的适用性。

具体地,参考本实用新型的说明书附图之图1a至图1b所示,依本实用新型的一实施例的一微波探测模块的原理框图和结构示意图分别被示意,其中所述微波探测模块包括一天线体10,一处理单元20以及一供电单元30,其中所述处理单元20被电性耦合于所述天线体10,其中所述供电单元30被供电连接于所述处理单元20以对所述处理单元20供电,其中所述处理单元20被供电而以一馈电信号对所述天线体10馈电,其中所述天线体10被馈电而发射对应于所述馈电信号频率的一微波波束,和接收所述微波波束被相应物体反射形成的一反射回波而传输对应于所述反射回波频率的一回波信号至所述处理单元20,其中所述处理单元20混频所述馈电信号和所述回波信号而输出对应于所述馈电信号和所述回波信号之间频率/相位差异的一多普勒中频信号,则所述多普勒中频信号为所述微波探测模块对相应物体的运动的反馈而允许被应用于人体活动的探测。

特别地,所述微波探测模块被设置于c波段(4ghz-8ghz)和x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段,具体体现为所述处理单元20被设置以处于c波段(4ghz-8ghz)和x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段的频率输出所述馈电信号,如5.8ghz频段内的频率或10.525ghz的频率,和所述天线体10被设置与所述处理单于20满足相应的阻抗匹配而在被所述馈电信号馈电时发射相应频率的所述微波波束,如此以基于对所述微波探测模块的频段设置满足所述微波探测模块具有适宜的穿透能力和绕射能力。

进一步地,所述天线体10包括一辐射源11和一参考地12,其中所述辐射源11和所述参考地12被间隔地设置以于所述辐射源11和所述参考地12之间形成一辐射缝隙110,其中所述辐射缝隙110在所述馈电信号的频率处于c波段(4ghz-8ghz)的频率范围内的ism频段时被设置满足具有大于等于1.0mm的缝隙高度,和在所述馈电信号的频率处于x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段时被设置满足具有大于等于0.8mm的缝隙高度,如此以使得所述微波探测模块对微弱电磁波信号的的接收能力被增强,对应提高了所述多普勒中频信号的初始输出幅度而以提高所述微波探测模块的基础响应灵敏度的方式提高了所述微波探测模块的探测灵敏度,如此以使得所述微波探测模块的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度满足在不限制人体状态和姿态的条件被应用于包括人体呼吸和心跳动作的微动动作探测而具有良好的适用性。

可以理解的是,所述微波探测模块对电磁波信号的的接收能力被增强,即所述微波探测模块对能够被有效接收的所述反射回波的幅度要求被降低,如此则所述微波探测模块的探测灵敏度的提高同时表征所述微波探测模块的探测距离的增加,进而提高了所述微波探测模块的适用性。

详细地,所述辐射缝隙110被承载所述辐射源11的电路板形成的一辐射源基板13填充,以基于所述辐射源基板13对所述辐射源11的承载形成所述辐射源11与所述参考地12相间隔的结构关系,也就是说,所述辐射源基板13被固定设置于所述辐射源11和所述参考地12之间,所述辐射缝隙110在所述天线体10被制造后形成并在一定误差范围内具有等于所述辐射源基板13的厚度规格的缝隙高度,其中在相应工业误差和结构基础上,如压合板结构基础和多层板结构基础,所述辐射缝隙110的缝隙高度无法在所述天线体10的制造过程中依具体数值被提前设定,并难以在所述天线体10被制造后进行测量。因此,在本实用新型的描述中,在相应的工业误差和结构基础上,对所述辐射缝隙110的缝隙高度的限定允许解释为对具有明确规格的所述辐射源基板13的厚度尺寸的限定,即所述辐射源基板13在所述馈电信号的频率处于c波段(4ghz-8ghz)的频率范围内的ism频段时被设置满足具有大于等于1.0mm的厚度规格,和在所述馈电信号的频率处于x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段时被设置满足具有大于等于0.8mm的厚度规格,如通过选择相应厚度规格的电路板或通过两层以上电路板的叠加的方式满足所述辐射源基板13的厚度规格设计。

值得一提的是,所述辐射源基板13在一定厚度规格范围内的增大,对应所述天线体10对相应电磁波的的接收灵敏度被提高,即所述微波探测模块对微弱电磁波信号的的接收能力被增强,同时意味着所述微波探测模块对干扰信号的接收能力被增强,即所述多普勒中频信号的初始输出幅度被提高的同时,所述多普勒中频信号中的背景干扰信号也被增加。此外,由于所述辐射源11的设计和加工误差会引起一定的极化平衡性失配而降低所述微波探测模块的工作稳定性,并且所述辐射源11的设计和加工误差引起的极化平衡性失配会随所述辐射缝隙110的缝隙高度的增加而加剧,因此在轻薄化以及提高抗干扰能力和工作稳定性的现有技术导向下,本领域技术人员对所述辐射源基板13的厚度规格的选择具有在所述馈电信号的频率处于c波段(4ghz-8ghz)的频率范围内的ism频段时小于1.0mm,和在所述馈电信号的频率处于x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段时小于0.8mm的固有技术思维限定。

也就是说,设置所述辐射源基板13在所述馈电信号的频率处于c波段(4ghz-8ghz)的频率范围内的ism频段时具有大于等于1.0mm的厚度规格,和在所述馈电信号的频率处于x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段时具有大于等于0.8mm的厚度规格的技术手段由于具有降低所述微波探测模块的抗干扰性能和工作稳定性的技术缺陷而突破了本领域技术人员的固有技术思维限定。

进一步地,在本实用新型的这个实施例中,由于设置所述辐射源基板13在所述馈电信号的频率处于c波段(4ghz-8ghz)的频率范围内的ism频段时具有大于等于1.0mm的厚度规格,和在所述馈电信号的频率处于x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段时具有大于等于0.8mm的厚度规格的技术手段在增强所述微波探测模块对微弱电磁波信号的的接收能力的同时还增强了所述微波探测模块对干扰信号的接收能力,所述微波探测模块进一步组合以在所述辐射源11被所述馈电信号馈电的状态,于所述辐射源11形成对所述馈电信号的闭环回路的技术手段,降低所述微波探测模块在偏离谐振工作点的频率的阻抗,对应缩窄所述微波探测模块的频带宽度,即以提高所述微波探测模块的品质因数的方式限制了所述微波探测模块对谐振频率之外的信号的接收,则所述微波探测模块因所述辐射源基板13的厚度规格的增加而于所述多普勒中频信号增加的背景干扰信号能够被限制,如此以在提高所述微波探测模块的灵敏度的同时保障所述微波探测模块的抗干扰性能。

也就是说,本实用新型的所述微波探测模块在选择处于c波段(4ghz-8ghz)和x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段的技术手段基础上,组合以设置所述辐射源基板13在所述馈电信号的频率处于c波段(4ghz-8ghz)的频率范围内的ism频段时具有大于等于1.0mm的厚度规格,和在所述馈电信号的频率处于x波段(8ghz-12ghz)的频率范围内的ism频段时具有大于等于0.8mm的厚度规格的技术手段以及于所述辐射源11形成对所述馈电信号的闭环回路的技术手段而形成一个整体技术方案,打破了ism频段的选择对所述微波探测模块的穿透能力、绕射能力以及探测灵敏度的固定限制,和本领域技术人员对所述辐射源基板13的厚度规格的选择的固有技术思维限定,以基于此整体技术方案,使得所述微波探测模块具有适宜的穿透能力和绕射能力的同时,还具有较高的灵敏度和抗干扰性能,如此以使得所述微波探测模块能够在不限制人体状态和姿态的条件被应用于人体呼吸和心跳动作的探测而具有良好的适用性。

具体地,在本实用新型的这个实施例中,所述处理单元20被设置为分立元器件形式而包括一振荡电路单元21和一混频检波单元22,其中所述供电单元30供电连接于所述振荡电路单元21,其中所述振荡电路单元21分别被电性耦合于所述天线体10和所述混频检波单元21,其中所述混频检波单元21进一步被电性耦合于所述天线体10,其中所述振荡电路单元21被所述供电单元30供电而产生所述馈电信号,其中所述混频检波单元22混频所述馈电信号和所述回波信号而输出所述多普勒中频信号。

继续参考本实用新型的说明书附图之图1a和图1b,进一步地,所述辐射源11具有至少一馈电点111和至少一参考电平点112,其中所述辐射源11于所述馈电点111经所述振荡电路单元21被电性耦合于所述供电单元30的一极和于所述参考电平点112被电性耦合于所述供电单元30的另一极,以于所述馈电点111被所述处理单元20的所述振荡电路单元21馈电和传输相应回波信号至所述处理单元20的所述混频检波单元22,并在所述辐射源11于所述馈电点111被所述馈电信号馈电的状态下,对应所述处理单元20被所述供电单元30供电的状态下,形成所述辐射源11于所述馈电点111和所述参考电平点112分别被电性连接于所述馈电信号的两极而形成对所述馈电信号的闭环回路。

也就是说,所述振荡电路单元21为三端口的功能电路单元而具有一正极连接端211、一地极连接端212以及一信号端213,其中在所述振荡电路单元21于所述正极连接端211和所述地极连接端212被所述供电单元30供电的状态下,当所述振荡电路单元21被设置于所述正极连接端211和所述信号端213之间产生所述馈电信号时,所述馈电信号的正极对应于所述振荡电路单元21的所述正极连接端211而与所述供电单元30的正极电性相连,所述馈电信号的地极对应于所述振荡电路单元21的所述信号端213;当所述振荡电路单元21被设置于所述地极连接端212和所述信号端213之间产生所述馈电信号时,所述馈电信号的正极对应于所述振荡电路单元21的所述信号端213,所述馈电信号的地极对应于所述振荡电路单元21的所述地极连接端212而与所述供电单元30的地极电性相连,本实用新型对此并不限制。

具体地,在本实用新型的这个实施例中,所述辐射源11于所述馈电点111被电性连接于所述振荡电路单元21的所述信号端213,和于所述参考电平点112被电性连接于所述振荡电路单元21的所述地极连接端212,即所述振荡电路单元21被设置于所述地极连接端212和所述信号端213之间产生所述馈电信号,如此以在所述辐射源11被所述馈电信号馈电的状态,对应所述处理单元20被所述供电单元30供电的状态,所述辐射源11于所述参考电平点112被电性连接于所述供电单元30的地极,对应所述辐射源11分别于所述馈电点111和所述参考电平点112被电性连接于所述馈电信号的正极和地极而形成对所述馈电信号的闭环回路。

进一步地,在本实用新型的这个实施例中,所述参考地12被设置在所述处理单元20被所述供电单元30供电的状态被电性连接于所述供电单元30的地极,其中所述辐射源11于所述参考电平点112以直接或间接电性连接于所述参考地12的方式被电性连接于所述供电单元30的地极。

值得一提的是,在本实用新型的一些实施例中,所述参考地12被设置在所述处理单元20被所述供电单元30供电的状态被电性连接于所述供电单元30的正极,本实用新型对此并不限制,并在所述辐射源11于所述馈电点111被电性连接于所述振荡电路单元21的所述信号端213,和于所述参考电平点112被电性连接于所述振荡电路单元21的所述正极连接端211时,即所述振荡电路单元21被设置于所述正极连接端211和所述信号端213之间产生所述馈电信号时,所述辐射源11优选地被设置于所述参考电平点112以直接或间接电性连接于所述参考地12的方式被电性连接于所述供电单元30的正极。

特别地,在本实用新型的这个实施例中,所述馈电点111的数量为一个,其中以所述辐射源11上穿过所述辐射源11的物理中心点且垂直于所述馈电点111与所述辐射源11的物理中心点的连线的直线为所述辐射源11的零电位线,其中所述辐射源11于所述零电位线被电性连接于所述振荡电路单元21的所述地极连接端212,即所述参考电平点112位于所述辐射源11的所述零电位线,以避免由所述辐射源11的设计和加工误差引起的极化平衡性失配因所述辐射缝隙110的缝隙高度的增加而加剧,即避免了因所述辐射缝隙110的缝隙高度的增加造成的所述微波探测模块的稳定性的降低,进而有利于保障所述微波探测模块的工作稳定性。

进一步地,所述辐射源11于所述参考电平点112以金属化过孔的结构穿透所述辐射源基板13和与所述参考地12直接或间接电性相连,如此以有利于提高所述辐射源11的接地结构的稳定性和一致性,对应有利于提高所述微波探测模块的一致性和稳定性。

特别地,在本实用新型的这个实施例中,所述参考电平点112的数量为一个,并优选地被设置于所述辐射源11的物理中心点,以在降低所述天线体10的频带宽度的同时,降低所述辐射源11因被电性连接于所述振荡电路单元21的所述地极连接端212而产生的损耗,从而有利于维持所述天线体10的增益。

可以理解的是,在本实用新型的一些实施例中,对应于本实用新型的说明书附图之图2a和图2b示意的原理框图所对应的上述实施例的两变形实施例,所述处理单元20以集成电路形态被设计而具有一发射端,一接收端以及一输出端,其中所述处理单元20的所述发射端和所述接收端分别被电性耦合于所述天线体10的所述馈电点111,其中所述处理单元20于所述发射端输出所述馈电信号,于所述接收端接收所述回波信号和对所述馈电信号和所述回波信号混频处理而于所述输出端输出所述多普勒中频信号。值得一提的是,在所述处理单元20以集成电路形态被设计时,所述处理单元20的具体电路具有多种集成设计方案,其中所述处理单元20的具体集成设计方案并不构成对本实用新型的限制,本实用新型对所述处理单元20的鉴定应当满足具有所述发射端,所述接收端以及所述输出端,且所述处理单元20的所述发射端和所述接收端分别被电性耦合于所述天线体10的所述馈电点111,所述处理单元20于所述发射端输出所述馈电信号,于所述接收端接收所述回波信号和于所述输出端输出所述多普勒中频信号。

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3a至图3c所示,依本实用新型的上述实施例的不同变形实施例的所述微波探测模块的结构被示意,区别于本实用新型的上述实施例,在本实用新型的这些变形实施例中,所述参考电平点112的数量为两个,其中两所述参考电平点112于所述辐射源11的所述零电位线以所述辐射源11的物理中心点对称分布,即两个所述参考电平点112以所述辐射源11的物理中心点对称分布于所述辐射源11的零电位线。

特别地,参考本实用新型的说明书附图之图3a和图3c所示,在本实用新型的这两个变形实施例中,以所述辐射源11的物理中心点对称分布于所述辐射源11的零电位线的两所述参考电平点112形成于所述辐射源11的沿所述零电位线方向的两侧缘,即在所述辐射源11于各所述参考电平点112以金属化过孔的结构穿透所述辐射源基板13和与所述参考地12电性相连时,形成于所述辐射源11的沿所述零电位线方向的两侧缘的两所述参考电平点112以缺口形态形成于所述辐射源11的沿所述零电位线方向的两侧缘。

值得一提的是,所述辐射源11具有至少一所述参考电平点112,其中所述参考电平点112位于所述辐射源11的所述零电位线,其中所述辐射源11于所述参考电平点112以与所述参考地12直接或间接电性相连的方式被接地,其中所述参考电平点112在所述辐射源11的所述零电位线上的具体位置分布具有多种方式,并在所述辐射源11于所述参考电平点112以金属化过孔的结构穿透所述辐射源基板13和与所述参考地12电性相连时,相应所述参考电平点112基于在所述辐射源11的所述零电位线的位置分布允许以缺口形态形成于所述辐射源11的沿所述零电位线方向的侧缘,或以孔状形态形成于所述辐射源11的所述零电位线,本实用新型对此不做限制。

特别地,参考本实用新型的说明书附图之图3b和图3c所示,在本实用新型的这两个变形实施例中,所述辐射源11的在所述零电位线上的两边被内凹地设置,对应呈现所述辐射源11沿所述零电位线向所述辐射源11的物理中心点内凹的状态,如此以在所述辐射源11的固定周长范围限制下,有利于以减小所述辐射源11的尺寸的方式减小所述微波探测模块的尺寸,并基于所述所述辐射源11沿所述零电位线向所述辐射源11的物理中心点内凹的状态,加强所述辐射源11在所述零电位线方向的自身耦合极化而调整所述微波探测模块的辐射空间。

进一步参考本实用新型的说明书附图之图4所示,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模块的结构被示意,区别于本实用新型的上述实施例,在本实用新型的这一变形实施例中,所述馈电点111的数量为两个,其中所述辐射源11于至少一所述馈电点111被所述馈电信号馈电,其中各所述馈电点111与所述辐射源11的物理中心点的连线相垂直,其中所述辐射源11的所述参考电平点112位于所述辐射源11的物理中心点,即所述辐射源11于所述辐射源11的物理中心点被接地,以避免由所述辐射源11的设计和加工误差引起的极化平衡性失配因所述辐射缝隙11的缝隙高度的增加而加剧,即避免了因所述辐射缝隙的缝隙高度的增加造成的所述微波探测模块的稳定性的降低,进而有利于保障所述微波探测模块的工作稳定性。

优选地,在本实用新型的这些实施例中,所述辐射源基板13被设置在25%的误差范围内具有1.6mm的厚度规格,即所述辐射源基板13的厚度规格优选地被设置处于大于等于1.2mm和小于等于2.0mm的范围内。

值得一提的是,在本实用新型的这些实施例中,基于不同的结构基础和所述辐射源11的形状设计,如压合板结构基础和多层板结构基础,矩形、圆形以及具有内凹设计的所述辐射源11的形状设计,所述辐射源基板13的形状和长宽尺寸设计多样,本实用新型对比并不限制。

继续参考本实用新型的说明书附图之图1b和图3a,进一步地,在所述辐射源基板13满足上述厚度规格设计基础上,为提高所述微波探测模块的增益,以提高所述所述微波探测模块的电磁辐射的能量密度和/或所述微波探测模块的探测距离,对应进一步提高所述微波探测模块的探测灵敏度和/或被应用于包括人体呼吸和心跳动作的微动动作探测时的探测距离,在本实用新型的这两个实施例中,所述辐射源11和参考地12之间的尺寸关系被优化设计。

具体地,在本实用新型的这两个实施例中,以所述辐射源11的所述馈电点111至所述辐射源11的物理中心点为一极化方向,以所述辐射源11上垂直于所述极化方向的方向为一非极化方向,其中所述辐射源11具有位于所述极化方向的两相对的极化边113,和位于所述非极化方向的两相对的非极化边114,其中各所述极化边113的边长参数l1被设置满足λ/4≤l1≤λ/2,各所述非极化边114的边长参数l2被设置满足3λ/16≤l2≤5λ/16,其中所述参考地12的对应于相应所述极化边113的边与相应所述极化边113之间的距离参数d1满足d1≥λ/16,所述参考地12的对应于相应所述非极化边114的边与相应所述非极化边114之间的距离参数d2满足d2≥λ/16,其中λ为与所述馈电信号的频率相对应的波长参数。

进一步地,在本实用新型的这两个实施例中,所述微波探测模块被设置于ism频段中5.8ghz的频段,其中优选地,所述参数l1对应被设置为18.7mm,所述参数l2对应被设置为13.4mm,所述参数d1对应被设置为7.8mm,所述参数d2对应被设置为4.5mm。

为进一步理解本实用新型,参考本实用新型的说明书附图之图5a至图5c所示,在上述所述辐射源11和所述参考地12的尺寸关系基础上,以所述微波探测模块被设置于ism频段中5.8ghz的频段为例,不同实施例的所述微波探测模块的辐射方向图被示意,其中不同实施例的所述微波探测模块具有不同厚度规格设计的所述辐射源基板13,具体地,所述微波探测模块具有一辐射空间100,其中所述辐射空间100对应于所述微波探测模块的所述微波波束的辐射范围而与所述微波探测模块的实际探测空间相对应,其中图5a对应于具有1.0mm厚度的所述辐射源基板13设计的所述微波探测模块的辐射方向图,图5b对应于具有1.6mm厚度的所述辐射源基板13设计的所述微波探测模块的辐射方向图,图5c对应于具有3.2mm厚度的所述辐射源基板13设计的所述微波探测模块的辐射方向图。

具体地,各所述辐射空间100的平面波束角(对应于图5a至图5c中θ标识)能够被维持具有大于70度的角度大小,且所述微波探测模块的增益被维持具有大于7db大小的较大数值。

值得一提的是,在所述微波探测模块的实际应用中,合理的目标探测空间可选目标人体在相应所述辐射空间100的目标投射面范围内的活动空间而呈柱体形态,则与该目标探测空间相匹配的所述辐射空间100应当在相应探测距离范围具有趋于柱体的形态,以在所述微波探测模块被应用于人体活动的探测时,所述微波探测模块的对应于所述辐射空间100的实际探测空间能够与相应的目标探测空间相匹配,进而提高所述微波探测模块的适用性,对应被相应所述辐射空间100的平面波束角大小所表征,其中所述辐射空间100的平面波束角为所述辐射空间100在3db增益处的辐射角度,且所述辐射空间100的平面波束角越大,所述辐射空间100在相应探测距离范围的形态越趋于柱体。

因此,大的平面波束角有利于进一步保障所述微波探测模块的适用性。在此基础上,在同频段条件下,提高增益是提高本实用新型的所述微波探测模块的探测灵敏度和/或被应用于包括人体呼吸和心跳动作的微动动作探测时的探测距离的进一步手段,也是现有技术中提高现有微波探测模块的探测灵敏度的唯一手段,其中增益的提高并不完全表征所述微波探测模块的探测灵敏度被提高。具体地,增益的提高,在对应提高相应所述辐射空间100的电磁辐射的能量密度时表征相应所述微波探测模块的探测灵敏度被提高,和在所述辐射空间100的电磁辐射的能量密度不变时表征所述辐射空间100的电磁辐射覆盖范围被增加。而在现有的天线体结构下,7db的增益大小处于较高增益水平,且现有的提高增益的手段主要是通过波束合成的原理以集中电磁辐射能量的方式提高增益,但在增益被提高的同时,相应所述微波探测模块的所述辐射空间100的平面波束角被减小至30度左右。

也就是说,相对于现有微波探测模块无法在具有大的平面波束角的同时被维持于较高的增益水平,本实用新型的所述微波探测模块基于所述辐射源11和参考地12之间的上述尺寸优化关系,以及对所述辐射源基板13满足大于等于1.0mm的厚度规格设计,所述微波探测模块的增益在被维持具有大于7db大小的较高增益水平的同时,所述辐射空间100的平面波束角能够被维持具有大于70度的角度大小,如此以在维持所述微波探测模块的适用性的同时,提高了所述辐射空间100的电磁辐射的能量密度和/或所述微波探测模块的探测距离,从而有利于提高所述微波探测模块的探测灵敏度和/或被应用于包括人体呼吸和心跳动作的微动动作探测时的探测距离。

特别地,在本实用新型的这些实施例中进一步通过调整所述馈电信号为具有线性或指数变化的尖脉冲信号而相对于传统方波信号减少了电流瞬变,对应形成与所述反射回波相对应的回波信号为尖脉冲信号的状态,如此以在依多普勒效应原理以非线性元件或电路设计的所述混频检波单元22混频所述馈电信号和所述回波信号而输出所述多普勒中频信号时,对所述馈电信号和所述回波信号的非线性转换过程能够因所述馈电信号和所述回波信号的电流瞬变的减少而降低所述多普勒中频信号的相位噪声,对应以降低所述多普勒中频信号中的相位噪声的方式提高了所述多普勒中频信号中微弱信号的精准度,从而提高了所述微波探测模块对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的基础响应灵敏度。

特别地,在本实用新型的这些实施例中,进一步通过调整所述馈电信号至具有相对于传统方波信号被提高的电压幅值,以维持所述微波探测模块的辐射功率,并同时提高了所述回波信号的电压幅值,其中由于对所述馈电信号和所述回波信号的混频为对所述馈电信号和所述回波信号以非线性转换的方式输出差值而形成所述多普勒中频信号的过程,则所述回波信号的电压幅值的提高对应于在同样的探测距离下提高了所述多普勒中频信号的初始输出幅度,和在所述多普勒中频信号的同一初始输出幅度下增加了所述微波探测模块的探测距离,即提高了所述微波探测模块对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的基础响应灵敏度。

也就是说,在本实用新型的这些实施例中,所述馈电信号为具有线性或指数变化的尖脉冲信号,并进一步具有相对于传统方波信号被提高的电压幅值,对应形成所述回波信号的电压幅值被提高的状态和所述多普勒中频信号中微弱信号的精准度被提高的状态,即所述多普勒中频信号中对应于微弱动作的微弱信号的幅度和精准度被同时提升,则所述微波探测模块对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的基础响应灵敏度被提高。

具体地,在本实用新型的这些实施例中,通过在所述馈电信号的馈电线路中串入至少一等效电感(如电阻)和在所述等效电感的近地端与地之间接入至少一等效电容的方式,形成所述馈电信号为具有线性或指数变化的尖脉冲信号的状态,其中所述等效电感和所述等效电容为在对应所述馈电信号的频率的电信号作用下分别具有电感特性和电容特性的元器件或线路,并进一步通过在一定电压范围内提高对所述处理单元20的供电电压,或在所述等效电感与所述等效电容之间接入至少一电流抑制元件的方式,形成所述馈电信号具有相对于传统方波信号被提高的电压幅值的状态,其中所述电流抑制元件为对与所述馈电信号的频率相对应的电流具有抑制作用的元器件或线路,例如但不限于电感、电阻以及电容。

详细地,在本实用新型的这些实施例中,所述供电单元30在所述处理单元20以分立元器件形式被设计时(参考图1a)被设置以大于5v的电压对所述供电单元20供电,具体以5v~15v之间的电压对所述处理单元20供电,并优选地以7v的电压对所述处理单元20供电,和在所述处理单元20以集成电路形态被设计时(参考图2a和图2b)被设置以大于等于3.3v的电压于所述发射端对所述处理单元20供电,具体以3.3v~15v的电压于所述发射端对所述处理单元20供电,并在在所述馈电信号的馈电线路中串入有至少一所述等效电感和在所述等效电感的近地端与地之间接入至少一所述等效电容,如在所述处理单元20以分立元器件形式被设计时,在所述振荡电路单元21的所述正极连接端211的供电线路中串入所述等效电感,和在所述等效电感的电性连接于所述正极连接端211一端与地之间接入所述等效电容,即所述等效电感被串接于所述振荡电路单元21的所述正极连接端211与所述供电单元30的正极之间,所述等效电容的一端被电性连接于所述等效电感和所述正极连接端211之间,所述等效电容的另一端被电性连接于所述供电单元30的地极,和在所述处理单元20以集成电路形态被设计时,在所述供电单元30的正极与所述处理单元20的所述发射端之间串入或所述等效电感和在所述等效电感的近地端与地之间接入所述等效电容,其中所述等效电感为在高频信号作用下具有电感特性的元器件或线路,如电阻或微带电感,如此以调整所述馈电信号至具有线性或指数变化的尖脉冲信号,并具有相对于传统方波信号被提高的电压幅值,以在维持对所述处理单元20的标准功率输出的同时提升所述多普勒中频信号中对应于微弱动作的微弱信号的幅度和精准度,对应以提高所述微波探测模块对包括人体呼吸和心跳动作的微动动作的基础响应灵敏度的方式提高了所述微波探测模块的探测灵敏度。

可以理解的是,所述微波探测模块可于未设置所述供电单元30的状态预留对应于所述供电单元30的正极和地极的相应端口而被制造和销售,在本实用新型的这些实施例中,所述供电单元30的引入仅用于辅助理解本实用新型而不构成对本实用新型的限制。

值得一提的是,参考本实用新型的说明书附图之图2a和图2b所示意,基于低功耗和低供电电压的集成电路技术趋势,现有的所述处理单元20普遍要求具有小于等于3v的集成电路供电电压,因此在本实用新型的这些实施例中,当所述处理单元20以集成电路形态被设计时,以3.3v~15v的电压于所述发射端对所述处理单元20的供电优选地以独立的发射供电电压进行,即所述处理单元20允许被设置具有不同的发射供电电压和集成电路供电电压,如通过所述供电单元30以3.3v~15v的集成电路供电电压于所述发射端对所述处理单元20的供电,和通过变压的方式或额外的供电单元以相应的集成电路供电电压对所述处理单元20供电。

为进一步理解本实用新型,参考本实用新型的说明书附图之图6a至图6d所示,基于对所述处理单元20的不同供电电压设计,和对所述辐射源基板13的不同厚度规格设计以及对所述辐射源11和所述参考地12之间不同尺寸关系设计,不同实施例的所述微波探测模块输出的所述多普勒中频信号被示意,以适于依不同所述微波探测模块的所述多普勒中频信号的初始强度比较对应反馈不同所述微波探测模块的灵敏度。

具体地,所述多普勒中频信号201为现有的5.8ghz频段的微波探测模块在5v的供电电压下输出的所述多普勒中频信号,其中现有的5.8ghz频段的微波探测模块为相应所述辐射源基板13采用常规0.8mm的厚度规格,且相应所述辐射源11和所述参考地12之间的尺寸关系不在本实用新型的上述优化范围之内的微波探测模块。

所述多普勒中频信号202为在上述现有的微波探测模块的结构设计基础上,改变所述辐射源基板13的厚度规格至1.0mm后的微波探测模块在5v的供电电压下输出的所述多普勒中频信号。

所述多普勒中频信号203为在上述现有的微波探测模块的结构设计基础上,改变所述辐射源基板13的厚度规格至1.6mm后的微波探测模块在5v的供电电压下输出的所述多普勒中频信号。

所述多普勒中频信号204为在上述现有的微波探测模块的结构设计基础上,改变所述辐射源基板13的厚度规格至1.0mm,和改变所述辐射源11与所述参考地12之间的尺寸关系至满足本实用新型的上述尺寸优化关系后的微波探测模块在5v的供电电压下输出的所述多普勒中频信号。

所述多普勒中频信号205为在上述现有的微波探测模块的结构设计基础上,改变所述辐射源11与所述参考地12之间的尺寸关系至满足本实用新型的上述尺寸优化关系后的微波探测模块在5v的供电电压下输出的所述多普勒中频信号。

所述多普勒中频信号206、207、208、209、210、211以及212为在上述现有的微波探测模块的结构设计基础上,改变所述辐射源基板13的厚度规格至1.6mm,和改变所述辐射源11与所述参考地12之间的尺寸关系至满足本实用新型的上述尺寸优化关系后的微波探测模块分别在3.3v、4v、5v、6v、7v、8v以及9v的供电电压下输出的所述多普勒中频信号。

参考图6a,所述多普勒中频信号201、202以及203被比较示意,其中基于所述多普勒中频信号201、202以及203的幅值比较可知:设置所述辐射源基板13具有大于等于1.0mm的厚度规格的技术手段能够显著提高所述多普勒中频信号的初始强度,并且设置所述辐射源基板13具有1.6mm的厚度规格相对于设置所述辐射源基板13具有1.0mm的厚度规格对所述多普勒中频信号的初始强度的提升更优。

参考图6b,所述多普勒中频信号201、202以及204被比较示意,其中基于所述多普勒中频信号201、202以及204的幅值比较可知:设置所述辐射源基板13具有大于等于1.0mm的厚度规格的技术手段能够显著提高所述多普勒中频信号的初始强度,并在此基础上通过设置所述辐射源11与所述参考地12之间的尺寸关系满足本实用新型的上述尺寸优化关系能够进一步提高所述多普勒中频信号的初始强度。

参考图6c,所述所述多普勒中频信号201、203、205以及208被比较示意,其中基于所述多普勒中频信号201、203以及205以及208的幅值比较可知:设置所述辐射源基板13具有大于等于1.0mm的厚度规格的技术手段,以及对所述辐射源11和参考地12之间的尺寸关系的优化设计的技术手段均能够独立提高所述多普勒中频信号的初始强度,并能够以组合的方式进一步提高所述多普勒中频信号的初始强度。

参考图6d,所述多普勒中频信号206、207、208、209、210、211以及212被比较示意,其中基于所述多普勒中频信号206、207、208、209、210、211以及212的幅值比较可知:在设置所述辐射源基板13具有大于等于1.0mm的厚度规格的技术手段,以及所述辐射源11与所述参考地12之间满足本实用新型的上述尺寸关系的优化设计的组合下,所述微波探测模块在一定范围内的供电电压的增加能够形成所述多普勒中频信号的初始强度被提高的状态,对应表现为所述多普勒中频信号的初始强度随所述微波探测模块的供电电压的增加被提高的状态,即通过提高所述微波探测模块的供电电压的方式,所述微波探测模块的灵敏度被提高。

值得一提的是,基于本实用新型的说明书附图之图6a至图6d的相应描述以及对提高对所述处理单元20的供电电压的方式以对应提高所述多普勒中频信号的初始强度的原理性描述可知,设置所述辐射源基板13具有大于等于1.0mm的厚度规格的技术手段,对所述辐射源11和参考地12之间的尺寸关系的优化设计的技术手段以及提高对所述处理单元20的供电电压的技术手段均能够独立提高所述多普勒中频信号的初始强度,并能够以相互结合的方式进一步提高所述多普勒中频信号的初始强度。

进一步地,基于本实用新型的说明书附图之图5a至图5c的相应描述可知,基于所述辐射源11和参考地12之间的上述尺寸优化关系,以及对所述辐射源基板13上述厚度规格设计,所述微波探测模块的增益在被被维持具有大于7db大小的较高增益水平的同时,所述辐射空间100的平面波束角能够被维持具有大于70度的角度大小。

因此,在本实用新型的一些实施例中,基于对所述微波探测模块的不同适应性需求和/或不同探测灵敏度要求,在选择ism频段中5.8ghz频段的频率或10.525ghz频率的基础上,设置所述辐射源基板13具有上述厚度规格的技术手段,对所述辐射源11和参考地12之间的尺寸关系的优化设计的技术手段以及设计所述馈电信号为具有线性或指数变化的尖脉冲信号,并进一步具有相对于传统方波信号被提高的电压幅值的技术手段可以在不同实施例中以择一或两者以上的组合的方式被采用,本实用新型对此不做限制。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述无须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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。

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