一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组的制作方法

1.本实用新型涉及微波探测领域，特别涉及一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组。


背景技术：

2.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，相应微波探测器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所述目标空间，进而于所述目标空间形成一探测区域，和接收所述微波波束被所述探测区域内的相应物体反射形成的一反射回波而传输对应所述反射回波频率的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。
3.为保障所述多普勒中频信号的精度以提高其对人体活动反馈的准确性，相应所述微波探测器的天线系统的隔离度必须得到保障，其中隔离度是指一个天线系统中，发射馈电端的信号泄漏到接收馈电端的功率与输入功率之比。也就是说，一个天线接收到的该天线或另一个天线发射的信号越少，那么该天线的发射馈电端和接收馈电端之间的隔离度或这两个天线之间的隔离度就越好，相互干扰的程度就越低。通常采用收发分离的方式能够获得较好的隔离度，如以不同的天线的馈电端分别作为天线系统的发射馈电端和接收馈电端，或以同一天线上呈正交关系的两馈电端分别作为天线系统的发射馈电端和接收馈电端，从而实现收发分离。
4.具体地，对应于图1a至图2所示，以目前微波探测领域普遍采用的平面贴片天线10p为例，其中，所述平面贴片天线10p包括一参考地11p和与所述参考地11p相间隔的一辐射源12p，其中所述平面贴片天线10p的馈电端121p位于所述辐射源12p的偏离于其物理中心点的位置。
5.当以两所述平面贴片天线10p的馈电端121p分别作为天线系统的发射馈电端和接收馈电端而实现收发分离时，两所述平面贴片天线10p以共用所述参考地 11p的形态被设置，其中两所述辐射源12p依两所述平面贴片天线10p的极化方向的平行和正交关系具有分别对应于图1a和图1b所示意的排布方式，其中所述平面贴片天线10p的极化方向对应于所述辐射源12p的所述馈电端121p至物理中心点方向。详细地，当两所述平面贴片天线10p的
极化方向对应于图1a呈平行关系时，为保障两所述平面贴片天线10p之间的隔离度，两所述辐射源12p的排布还需要满足较长的间隔距离。如此，一方面对两所述辐射源12p之间的间隔距离要求不利于天线系统的小型化；另一方面，对两所述辐射源12p之间的间隔距离要求还会增加天线系统的发射馈电端和接收馈电端之间的距离，对应在电路布局上造成高频微带馈电线路的延长而降低天线系统的抗干扰能力。而当两所述平面贴片天线10p的极化方向对应于图1b呈正交关系时，虽然两所述辐射源12p 之间的间隔距离要求能够基于两所述平面贴片天线10p的极化方向的正交关系被降低，但由于两所述辐射源12p的排布方式需满足两所述平面贴片天线10p的极化方向呈正交关系，一方面仍然不利于天线系统的小型化；另一方面，两所述辐射源12p的两所述馈电端121p之间的距离受两所述辐射源12p的排布方式的限制无法缩短，即，天线系统的发射馈电端和接收馈电端之间仍具有较长的距离，对应在电路布局上同样无法缩短高频微带馈电线路而难以保障天线系统的抗干扰能力。也就是说，在以两所述平面贴片天线10p的馈电端121p分别作为天线系统的发射馈电端和接收馈电端实现收发分离时，无论两所述辐射源12p的排布方式是满足两所述平面贴片天线10p的极化方向呈平行关系还是满足两所述平面贴片天线10p的极化方向呈正交关系，相应天线系统受限于所述辐射源12p的数量和排布方式具有较大的尺寸，并在所述辐射源12p的尺寸反比例关联于天线系统的工作频率的状态，尤其不利于工作于5.8ghz的ism频段的天线系统的小型化；此外，天线系统的发射馈电端和接收馈电端之间具有较长的距离，对应在电路布局上同样无法缩短高频微带馈电线路而难以保障天线系统的抗干扰能力。
6.对应于图2，当以同一所述平面贴片天线10p上呈正交关系的两所述馈电端 121p分别作为天线系统的发射馈电端和接收馈电端而实现收发分离时，所述平面贴片天线10p上呈正交关系的两所述馈电端121p至所述辐射源12p的物理中心点的连线相互垂直，如此则所述平面贴片天线10p的两所述馈电端121p绕所述辐射源12p仍具有较长的距离，对应在电路布局上仍然无法缩短高频微带馈电线路而难以保障天线系统的抗干扰能力。此外，在以同一所述平面贴片天线10p 上呈正交关系的两所述馈电端121p分别作为天线系统的发射馈电端和接收馈电端而实现收发分离时，虽然天线系统的发射馈电端和接收馈电端之间的隔离度基于两所述馈电端121p之间的正交关系能够被保障，但天线系统的接收馈电端所输出的所述回波信号的强度也会受限于两所述馈电端121p之间的正交关系被降低，因而不利于相应所述多普勒中频信号对人体微弱活动动作的反馈的准确性。
7.鉴于此，在小型化趋势下，目前更倾向于采用对应于图3的收发合一的天线系统，以同一天线上的同一馈电端同时作为天线系统的发射馈电端和接收馈电端。在此基础上，为保障天线系统的隔离度，相应所述混频检波单元14p通常设置有微带线电桥141p，如3db电桥或环形电桥，以于这类微带线电桥141p的具有隔离特性的两端口之间基于混频二极管142p的非线性特性而产生混频输出，其中受限于所述微带线电桥141p的结构特性，所述微带线电桥141p无法以集成电路形态被设计。因此，在集成化趋势下，目前的微波芯片13p对应于图1a至图2 均以收发端口分离的双射频端口形态被设置，以用于提供所述激励信号和接收所述回波信号，或对应于图3以单发射端口(tx)的形态被设置，以基于设置有所述微带线电桥的所述混频检波单元的外置，于外置的所述混频检波单元输出所述多普勒中频信号。然而，一方面，受限于外置的所述混频检波单元14p的所述微带线电桥141p的结构特性，所述混频检波单元14p的体积较大，不利于天线系统的小型化；另一方面，所述微带线电桥
141p同时作为传输高频的所述激励信号和所述回波信号的微带线载体，其易产生电磁辐射干扰和接收外界电磁辐射干扰而难以保障天线系统的抗干扰能力，相应所述混频检波单元14p通常需要与所述辐射源被设置于所述参考地的不同侧，以形成所述微带线电桥141p和所述辐射源被所述参考地间隔屏蔽的状态而降低所述微带线电桥对所述辐射源的干扰，但这类布局方式无疑会增加布线难度，并需要额外的屏蔽措施保障所述微带线电桥与其他电路及外界电磁辐射之间的电磁屏蔽效果，因而结构复杂，同时所述辐射源与所述微带线电桥之间的连接也会破坏所述参考地的完整性而不利于天线系统的稳定性和抗干扰能力；此外，外置的所述混频检波单元的所述混频二极管通常采用肖特基二极管而具有较高的成本。
8.综上所述，在小型化和集成化趋势下，开发出收发合一的微波探测芯片对相应微波探测模组的小型化具有重要的意义，并能够避免所述微带线电桥的使用而简化所述微波探测模组的线路布局和保障所述微波探测模组的抗干扰能力，同时在微波芯片采用收发合一端口设计的状态，所述收发合一的微波探测芯片能够与相应所述辐射源在所述参考地的同一侧以共用所述参考地的形态馈电连接而形成收发合一的天线系统，相应所述辐射源与所述收发合一的微波探测芯片之间高频微带馈电线路能够被最大程度地缩短以保障天线系统的抗干扰能力。


技术实现要素：

9.本实用新型的一目的在于提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其中所述收发合一的微波探测芯片具有用于提供激励信号和接收回波信号的一射频端口，以在基于多普勒效应原理的微波探测应用中，通过所述射频端口与相应天线的馈电连接同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电而形成收发合一的天线系统。
10.本实用新型的一目的在于提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其中所述收发合一的微波探测芯片用于在基于多普勒效应原理的微波探测应用中，通过所述射频端口与相应天线的馈电连接同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电而形成收发合一的天线系统，避免了外置微带线电桥和肖特基二极管的使用而能够简化所述微波探测模组的线路布局而适应于小型化趋势，同时有利于保障所述微波探测模组的抗干扰能力和降低所述微波探测模组的成本。
11.本实用新型的一目的在于提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其中所述收发合一的微波探测芯片能够与相应天线的辐射源在参考地的同一侧以共用所述参考地的形态馈电连接而同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电，因而能够简化所述微波探测模组的线路布局，和缩短所述收发合一的微波探测芯片与所述辐射源之间的高频微带馈电线路而保障所述微波探测模组的抗干扰能力。
12.本实用新型的一目的在于提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其中所述收发合一的微波探测芯片能够与相应天线的辐射源在参考地的同一侧以共用所述参考地的形态馈电连接而同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电，则所述微波探测模组能够以单层双面电路板承载所述天线和所述收发合一的微波探测芯片以及相应电路而有利于降低所述微波探测模组的成本。
13.本实用新型的一目的在于提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其
中所述收发合一的微波探测芯片能够与相应天线的辐射源在参考地的同一侧以共用所述参考地的形态馈电连接而同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电，则所述天线的所述辐射源在垂直于所述参考地方向的投影所对应的所述参考地区域的完整性能够被保障而有利于保障所述微波探测模组的抗干扰能力和稳定性。
14.本实用新型的一目的在于提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其中在所述收发合一的微波探测芯片与相应天线的辐射源在参考地的同一侧以共用所述参考地的形态馈电连接的状态，所述收发合一的微波探测芯片与所述辐射源之间的高频微带馈电线路能够被缩短以降低所述高频微带馈电线路与其他电路之间的干扰，如此以使得所述微波探测模组的其他电路能够与所述辐射源和所述收发合一的微波探测芯片被设置于所述参考地的同一侧，因而在简化所述微波探测模组的线路布局的同时，能够保障所述参考地的整体完整性而保障所述微波探测模组的抗干扰能力和稳定性。
15.本实用新型的一目的在于提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其中在所述微波探测模组的其他电路与所述辐射源和所述收发合一的微波探测芯片被设置于所述参考地的同一侧的状态，所述微波探测模组适于以贴装的方式被安装以降低所述微波探测模组的安装高度而进一步适应于小型化趋势，同时有利于简化所述微波探测模组的安装。
16.本实用新型的一目的在于提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其中所述收发合一的微波探测芯片以一个所述射频端口同时提供激励信号和接收回波信号，因而有利于减少所述收发合一的微波探测芯片的端口引脚数，在简化所述收发合一的微波探测芯片的结构设计的同时能够提高所述收发合一的微波探测芯片的集成度。
17.为实现以上至少一目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一收发合一的微波探测芯片，所述收发合一的微波探测芯片具有一电源端口，一输出端口以及用于提供激励信号和接收回波信号的一射频端口，以在基于多普勒效应原理的微波探测应用中，在于所述电源端口被供电的状态，通过所述射频端口与相应天线之间的馈电连接以收发合一方式同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电，并于所述输出端口输出相应多普勒中频信号或基于所述多普勒中频信号形成的控制信号，其中所述收发合一的微波探测芯片包括：
18.一振荡器，其中所述振荡器具有一激励信号输出端，一本振信号输出端以及与所述电源端口电性相连的一供电端，并被设置在所述供电端经所述电源端口被供电的状态分别于所述激励信号输出端和所述本振信号输出端输出同频的激励信号和本振信号；
19.一混频器，其中所述混频器具有一回波信号输入端，一本振信号输入端以及与所述输出端口电性相连的一多普勒中频信号输出端，并被设置在于所述回波信号输入端接入相应回波信号和于所述本振信号输入端接入所述本振信号的状态，于所述多普勒中频信号输出端输出对应于所述回波信号和所述本振信号之间的频率/相位差异的所述多普勒中频信号，其中所述本振信号输入端与所述振荡器的所述本振信号输出端电性相连，以于所述本振信号输出端与所述本振信号输入端之间形成能够传输电信号的传输通道而于所述本振信号输入端接入自所述本振信号输出端输出的所述本振信号；
20.一移相器，其中所述射频端口分别与所述振荡器的所述激励信号输出端和所述混频器的所述回波信号输入端电性相连，以于所述射频端口与所述激励信号输出端和所述回
波信号输入端之间分别形成能够传输电信号的传输通道，其中所述射频端口与所述激励信号输出端和所述回波信号输入端之间的两所述传输通道，以及所述本振信号输出端与所述本振信号输入端之间的所述传输通道中，至少一所述传输通道被设置有所述移相器，以在所述射频端口被馈电连接于所述天线而接入所述回波信号的状态，形成所述回波信号输入端接入的回波信号与所述本振信号输入端接入所述本振信号之间的固有相差，以及所述回波信号输入端接入的所述回波信号与所述激励信号输出端输出的所述激励信号之间的固有相差；以及
21.一对地电感，其中所述对地电感被电性连接于所述射频端口，对应所述射频端口经所述对地电感被接地。
22.在一实施例中，其中所述收发合一的微波探测芯片进一步包括被设置于所述多普勒中频信号输出端与所述输出端口之间的一中频信号放大器，对应所述多普勒中频信号输出端经所述中频信号放大器被电性连接于所述输出端口，以基于所述中频信号放大器对自所述多普勒中频信号输出端输出的所述多普勒中频信号的放大处理，于所述输出端口输出被放大的多普勒中频信号。
23.在一实施例中，其中所述收发合一的微波探测芯片进一步包括被设置于所述中频信号放大器与所述输出端口之间的一处理器，以基于所述处理器依相应逻辑对所述多普勒中频信号的分析处理，于所述输出端口输出基于所述多普勒中频信号形成的控制信号。
24.根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一微波探测模组，其中所述微波探测模组包括一天线，一外部对地电感以及与所述天线的辐射源馈电相连的一收发合一的微波探测芯片，其中所述收发合一的微波探测芯片具有一电源端口，一输出端口以及用于提供激励信号和接收回波信号的一射频端口，以在基于多普勒效应原理的微波探测应用中，在于所述电源端口被供电的状态，通过所述射频端口与所述辐射源之间的馈电连接以收发合一方式同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电，并于所述输出端口输出相应多普勒中频信号或基于所述多普勒中频信号形成的控制信号，其中所述外部对地电感被设置于所述收发合一微波探测芯片之外与所述射频端口电性相连，其中所述收发合一的微波探测芯片包括：
25.一振荡器，其中所述振荡器具有一激励信号输出端、一本振信号输出端以及与所述电源端口电性相连的一供电端，并被设置在所述供电端经所述电源端口被供电的状态分别于所述激励信号输出端和所述本振信号输出端输出同频的激励信号和本振信号；
26.一混频器，其中所述混频器具有一回波信号输入端、一本振信号输入端以及与所述输出端口电性相连的一多普勒中频信号输出端，并被设置在于所述回波信号输入端接入相应回波信号和于所述本振信号输入端接入所述本振信号的状态，于所述多普勒中频信号输出端输出对应于所述回波信号和所述本振信号之间的频率/相位差异的所述多普勒中频信号，其中所述本振信号输入端与所述振荡器的所述本振信号输出端电性相连，以于所述本振信号输出端与所述本振信号输入端之间形成能够传输电信号的传输通道而于所述本振信号输入端接入自所述本振信号输出端输出的所述本振信号；以及
27.一移相器，其中所述射频端口分别与所述振荡器的所述激励信号输出端和所述混频器的所述回波信号输入端电性相连，以于所述射频端口与所述激励信号输出端和所述回波信号输入端之间分别形成能够传输电信号的传输通道，其中所述射频端口与所述激励信
号输出端和所述回波信号输入端之间的两所述传输通道，以及所述本振信号输出端与所述本振信号输入端之间的所述传输通道中，至少一所述传输通道被设置有所述移相器，以在所述射频端口自所述天线接入所述回波信号的状态，形成所述回波信号输入端接入的回波信号与所述本振信号输入端接入所述本振信号之间的固有相差，以及所述回波信号输入端接入的所述回波信号与所述激励信号输出端输出的所述激励信号之间的固有相差。
28.在一实施例中，其中所述外部对地电感被设置于所述收发合一微波探测芯片之外与所述射频端口直接相连。
29.在一实施例中，其中所述外部对地电感被设置与馈电连接于所述射频端口和所述辐射源之间的高频微带馈电线路电性相连而与所述射频端口电性相连。
30.在一实施例中，其中所述外部对地电感被设置与所述辐射源电性相连而基于所述辐射源与所述射频端口之间的馈电连接关系与所述射频端口电性相连。
31.在一实施例中，其中所述收发合一的微波探测芯片进一步包括一对地电感，其中所述对地电感被电性连接于所述射频端口，对应所述射频端口经所述对地电感被接地。
32.在一实施例中，其中所述天线以平面贴片天线被设置而包括一参考地和与所述参考地相间隔的所述辐射源，其中所述辐射源以与所述参考地电性相连的状态被接地，以于所述辐射源等效形成所述外部对地电感的同时，基于所述辐射源的物理中心点在正常谐振状态下的零电位特性，降低所述平面贴片天线在非谐振频率的对地阻抗而窄化所述平面贴片天线的频带宽度。
33.在一实施例中，其中所述辐射源于其物理中心点以与所述参考地电性相连的状态被接地。
34.在一实施例中，其中所述平面贴片天线以单层双面电路板形态被设置，对应所述平面贴片天线的所述参考地和所述辐射源被承载于所述单层双面电路板两相对面，其中所述收发合一的微波探测芯片与所述辐射源在所述单层双面电路板的同一面馈电相连。
附图说明
35.图1a为现有的采用微波探测芯片以双天线实现收发分离方式的微波探测器的一种结构示意图。
36.图1b为现有的采用微波探测芯片以双天线实现收发分离方式的微波探测器的另一种结构示意图。
37.图2为现有的采用微波探测芯片以单天线实现收发分离方式的微波探测器的结构示意图。
38.图3为现有的采用微波探测芯片以单天线实现收发合一方式的微波探测器的结构示意图。
39.图4a为依本实用新型的一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
40.图4b为依本实用新型的另一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
41.图4c为依本实用新型的另一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
42.图4d为依本实用新型的另一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
43.图5a为依本实用新型的另一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
44.图5b为依本实用新型的上述实施例的所述收发合一的微波探测芯片的移相器的一种结构示意图。
45.图5c为依本发明的上述实施例的所述收发合一的微波探测芯片的移相器的另一种结构示意图。
46.图5d为依本发明的上述实施例的所述收发合一的微波探测芯片的移相器的另一种结构示意图。
47.图6为依本实用新型的另一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
48.图7为依本实用新型的另一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
49.图8为依本实用新型的另一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
50.图9为依本实用新型的另一实施例的一收发合一的微波探测芯片的结构框图示意图。
51.图10为依本实用新型的采用上述任一实施例的所述收发合一的微波探测芯片以单天线实现收发合一方式的微波探测模块的结构框图示意图。
52.图11a为依本实用新型的采用上述任一实施例的所述收发合一的微波探测芯片以单天线实现收发合一方式的微波探测模块的结构示意图。
53.图11b为依本实用新型的采用上述任一实施例的所述收发合一的微波探测芯片以单天线实现收发合一方式的微波探测模块的另一结构示意图。
54.图11c为依本实用新型的采用上述任一实施例的所述收发合一的微波探测芯片以单天线实现收发合一方式的微波探测模块的另一结构示意图。
55.图12为依本发明的采用上述任一实施例的所述收发合一的微波探测芯片以单天线实现收发合一方式的微波探测模块的应用示意图。
具体实施方式
56.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。
57.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。
58.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。
59.本实用新型提供一种收发合一的微波探测芯片及微波探测模组，其中所述收发合一的微波探测芯片具有一电源端口，一输出端口以及用于提供激励信号和接收回波信号的一射频端口，以在基于多普勒效应原理的微波探测应用中，在于所述电源端口被供电的状态，通过所述射频端口与相应天线之间的馈电连接同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电，并于所述输出端口输出相应多普勒中频信号或基于所述多普勒中频信号形成的控制信号而形成收发合一的天线系统，其中所述收发合一的微波探测芯片以一个所述射频端口同时提供激励信号和接收回波信号，因而有利于减少所述收发合一的微波探测芯片的端口引脚数，在简化所述收发合一的微波探测芯片的结构设计的同时能够提高所述收发合一的微波探测芯片的集成度。
60.具体地，参考本实用新型的说明书附图之图4a至图4d所示，依本实用新型的不同实施例的收发合一的微波探测芯片的结构框图被示意，其中在本实用新型的这些实施例中，所述收发合一的微波探测芯片具有所述电源端口(vcc)10，所述射频端口(rx/tx)20以及所述输出端口30，并包括一振荡器40，一混频器(mixer)50以及至少一移相器60，其中所述振荡器40具有一激励信号输出端41、一本振信号输出端42以及与所述电源端口10电性相连的一供电端43，并被设置在所述供电端43经所述电源端口10被供电的状态分别于所述激励信号输出端41和所述本振信号输出端42输出同频的激励信号与本振信号，其中所述混频器50具有一回波信号输入端51、一本振信号输入端52以及与所述输出端口30电性相连的一多普勒中频信号输出端53，并被设置在于所述回波信号输入端51接入相应回波信号和于所述本振信号输入端52接入所述本振信号的状态，于所述多普勒中频信号输出端53输出对应于所述回波信号和所述本振信号之间的频率/相位差异的多普勒中频信号，以于所述输出端口30输出所述多普勒中频信号或基于所述多普勒中频信号形成的控制信号，其中所述混频器50的所述本振信号输入端52与所述振荡器40的所述本振信号输出端42电性相连，以于所述本振信号输出端42与所述本振信号输入端52之间形成能够传输电信号的传输通道而于所述本振信号输入端52接入自所述振荡器40的所述本振信号输出端 42输出的所述本振信号，其中所述收发合一的微波探测芯片的所述射频端口20 分别与所述振荡器40的所述激励信号输出端41和所述混频器50的所述回波信号输入端51电性相连，以于所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间分别形成能够传输电信号的传输通道，对应所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间的电性连接关系包括但不限于在物理连通的电性连接形态形成所述传输通道，和基于电容、变压器以及耦合线等元器件的电磁耦合特性在物理断开的电性连接形态形成所述传输通道，其中所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端 51之间的两所述传输通道，以及所述本振信号输出端42与所述本振信号输入端 52之间的所述传输通道中的至少一所述传输通道被设置有所述移相器60，以在所述收发合一的微波探测芯片的所述射频端口20被馈电连接于所述天线而接入所述回波信号的状态，形成所述回波信号输入端51接入的回波信号与所述本振信号输入端52接入所述本振信号之间的固有相差，对应在相应探测区域无活动物体的状态，基于所述回波信号输入端51接入的回波信号与所述本振信号
输入端52接入所述本振信号之间的固有相差，在所述多普勒中频信号输出端53输出具有固有强度而呈直流信号形态的所述多普勒中频信号；和在所述探测区域存在活动物体的状态，在所述多普勒中频信号的固有强度基础上，保障所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性，如此以保障所述多普勒中频信号对物体活动的反馈的准确性。
61.特别地，在本实用新型的这些实施例中，以独立的压控振荡器(vco)为所述振荡器40仅作为示例而不构成对本实用新型的限制。也就是说，所述振荡器 40的类型并不构成对本实用新型的限制，在本实用新型的一些实施例中，所述振荡器40可被实施为分频器，自激振荡电路，函数发生器，锁相环(pll)，频率合成器以及时钟发生器等用于提供一种频率会在合理的范围内随输入信号的电压幅值变化而变化的输出信号的元器件。
62.此外，在本发明的这些实施例中，所述混频器50的类型不作限制，例如所述混频器50可以采用有源混频器，也可以采用无源混频器；所述移相器60的电路形态也不作限制，所述移相器60可以采用积分电路，微分电路以及晶体管构成的逻辑门电路之任一电路形态。
63.值得一提的是，所述移相器60于相应所述传输通道的设置优选地满足所述回波信号输入端51接入的所述回波信号与所述本振信号输入端52接入所述本振信号之间的固有相差处于大于等于45
°
且小于等于135
°
的相差范围，以保障所述多普勒中频信号的固有强度，和使得所述回波信号输入端51接入的所述回波信号与所述激励信号输出端41输出的所述激励信号之间具有大于等于45
°
且小于等于135
°
的固有相差，如此以保障所述振荡器40的所述激励信号输出端41 与所述混频器50的所述回波信号输入端51之间的隔离度而进一步保障所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性。
64.可以理解的是，对应于上述描述中对所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间的电性连接关系的界定，在本实用新型的描述中，电性连接/电性相连的描述所界定的连接关系是指形成能够传输电信号的传输通道，如在物理连通的电性连接形态形成所述传输通道，或基于电容、变压器以及耦合线等元器件的电磁耦合特性在物理断开的电性连接形态形成所述传输通道，本实用新型对此不作限制。
65.对应地，在本实用新型的这些实施例中，所述射频端口20与所述激励信号输出端41之间的所述传输通道可选地对应于图4a至图4c被设置有至少一隔直电容70，也就是说，所述射频端口20可选地基于所述隔直电容70的电磁耦合特性经所述隔直电容70与所述激励信号输出端41电性相连，如此以基于所述隔直电容70于所述射频端口20与所述激励信号输出端41之间的所述传输通道的设置，隔离自所述振荡器40的所述激励信号输出端41输出的所述激励信号中的直流分量对所述射频端口20的输出，从而保障馈电连接于所述射频端口20的所述天线的工作稳定性。
66.值得一提的是，在对应于图4a至图4c的任一实施例中，所述隔直电容70 可选地对应于图4d以微带变压器70’被等效替代，对应所述射频端口20经所述微带变压器70’与所述激励信号输出端41电性相连，以基于所述微带变压器 70’的隔离耦合特性，隔离自所述振荡器40的所述激励信号输出端41输出的所述激励信号中的直流分量对所述射频端口20的输出，从而保障馈电连接于所述射频端口20的所述天线的工作稳定性。
67.进一步地，在本实用新型的这些实施例中，所述射频端口20与所述激励信号输出
端41和所述回波信号输入端51之间的两所述传输通道具有一共用通道。也就是说，所述射频端口20经同一途径点/段分别与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51电性相连，以于所述射频端口20与该所述途径点/段之间形成所述共用通道。对应在所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间的至少一所述传输通道被设置有所述移相器60的状态，至少一所述移相器60可选地对应于图4a被设置于两所述传输通道的所述共用通道，或对应于图4b至图4d被设置于其中一所述传输通道的非共用通道部分。
68.具体地，对应于图4a，在所述移相器60被设置于所述共用通道的状态，当所述收发合一的微波探测芯片的所述射频端口20被馈电连接于所述天线时，自所述振荡器40的所述激励信号输出端41输出的所述激励信号经所述移相器60 移相后对所述天线馈电，自所述射频端口20接入并与移相后的所述激励信号的相位相对应的所述回波信号经所述移相器60移相传输至所述混频器50的所述回波信号输入端51，如此以形成所述回波信号输入端51接入的所述回波信号与所述激励信号输出端41输出的所述激励信号之间的固有相差而保障所述振荡器40 的所述激励信号输出端41与所述混频器50的所述回波信号输入端51之间的隔离度，进而保障所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性，并形成所述回波信号输入端51接入的回波信号与所述本振信号输入端52接入所述本振信号之间的固有相差而有利于进一步保障所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性。
69.对应于图4b，在所述移相器60被设置于所述射频端口20与所述激励信号输出端41之间的所述传输通道的非共用通道部分的状态，当所述收发合一的微波探测芯片的所述射频端口20被馈电连接于所述天线时，自所述振荡器40的所述激励信号输出端41输出的所述激励信号经所述移相器60移相对所述天线馈电，自所述射频端口20接入并与移相后的所述激励信号的相位相对应的所述回波信号经所述射频端口20与所述回波信号输入端51之间的传输通道传输至所述回波信号输入端51，如此以形成所述回波信号输入端51接入的所述回波信号与所述激励信号输出端41输出的所述激励信号之间的固有相差而保障所述振荡器40的所述激励信号输出端41与所述混频器50的所述回波信号输入端51之间的隔离度，进而保障所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性，并形成所述回波信号输入端51接入的回波信号与所述本振信号输入端52接入所述本振信号之间的固有相差而有利于进一步保障所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性。
70.对应于图4c和图4d，在所述移相器60被设置于所述射频端口20与所述回波信号输入端51之间的所述传输通道的非共用通道部分的状态，当所述收发合一的微波探测芯片的所述射频端口20被馈电连接于所述天线时，自所述振荡器40的所述激励信号输出端41输出的所述激励信号经所述射频端口20与所述激励信号输出端41之间的所述传输通道对所述天线馈电，自所述射频端口20接入并与所述激励信号的相位相对应的所述回波信号经所述移相器60移相传输至所述回波信号输入端51，如此以形成所述回波信号输入端51接入的所述回波信号与所述激励信号输出端41输出的所述激励信号之间的固有相差而保障所述振荡器40的所述激励信号输出端41与所述混频器50的所述回波信号输入端51之间的隔离度，进而保障所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频
率/相位变化的反馈的准确性，并形成所述回波信号输入端51 接入的回波信号与所述本振信号输入端52接入所述本振信号之间的固有相差而有利于进一步保障所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性。
71.特别地，在本实用新型的这些实施例中，所述射频端口20与所述激励信号输出端41之间的所述传输通道的非共用通道部分进一步设置有一放大器80，以缓冲/隔离干扰信号窜入所述振荡器40，并能够基于所述放大器80对自所述振荡器40的所述激励信号输出端41输出的所述激励信号的放大处理，保障所述收发合一的微波探测芯片的所述射频端口20输出的激励信号的强度而保障所述射频端口20对与之馈电相连的所述天线的馈电稳定性。
72.可以理解的是，在本实用新型的这些实施例中，所述移相器60以被设置于所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间的两所述传输通道中的一个所述传输通道被示例，而在本实用新型的另一些实施例中，所述移相器60被设置于所述本振信号输出端42与所述本振信号输入端52之间的所述传输通道。也就是说，所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间的两所述传输通道，以及所述本振信号输出端42与所述本振信号输入端52之间的所述传输通道中，至少一所述传输通道被设置有至少一所述移相器60，本实用新型对此并不限制。例如，所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间的两所述传输通道可均设置有所述移相器60，或其中一所述传输通道的所述共用通道和所述非共用通道部分均被设置有所述移相器60。
73.进一步地，在本实用新型的这些实施例中，所述移相器60可被实施为集成于所述收发合一的微波探测芯片的片内微带线，如微带电阻、微带电感等具有移相功能的片内微带线结构，又如微带变压器、微带耦合线等基于电磁耦合特性具有移相功能的片内微带线结构，并能够基于该类片内微带线结构的电磁耦合特性实现所述振荡器40的所述激励信号输出端41与所述混频器50的所述回波信号输入端51之间电气隔离而进一步保障所述激励信号输出端41与所述回波信号输入端51之间的隔离度，本实用新型对此不作限制。
74.示例地，参考本实用新型的说明书附图之图5a至图5d所示，在图4b所示意的所述收发合一的微波探测芯片的结构基础上，所述移相器60被实施为片内微带线的结构被示意。具体地，在本实用新型的这个实施例中，所述移相器60 以片内微带电感形态被设置而可以被实施为对应于图5b和图5d所示意的任一交错环绕的微带线圈，或被实施为图5c所示意的螺旋环绕的微带线圈，以在所述移相器60的参数限制对片内微带电感形态的所述片内微带线的长度要求下，减小以片内微带电感形态被设置的所述移相器60的体积。
75.可以理解的是，在所述移相器60被实施为片内微带电感而对应于图5b呈现为交错环绕的微带线圈的状态，所述移相器60既可以对应于图4b至图4d被设置于其中一所述传输通道的非共用通道部分，也可以对应于图4a被设置于两所述传输通道的所述共用通道，本实用新型对此不作限制。
76.示例地，参考本实用新型的说明书附图之图6所示，在图4c所示意的所述收发合一的微波探测芯片的结构基础上，所述移相器60被实施为片内微带线的结构被示意。具体地，在本实用新型的这个实施例中，所述移相器60被实施为微带耦合线而对应于图6具有一第一微带线圈61、一第二微带线圈62以及一三端口阻抗匹配电路63，其中所述第一微带线圈
61被设置于所述射频端口20与所述激励信号输出端41之间的所述传输通道，所述第二微带线圈62以与所述第一微带线圈61电性耦合的状态被设置于所述三端口阻抗匹配电路63的输入端和接地端之间，所述三端口阻抗匹配电路63的输出端被电性连接于所述混频器50 的所述回波信号输入端51，其中所述三端口阻抗匹配电路63包括一电阻631和一端与所述电阻631电性相连的一电容632，其中所述三端口阻抗匹配电路63 以所述电阻631的两端为输入端和输出端，和以所述电容632的另一端为接地端，以基于所述电阻631和所述电容632的相应参数设置，匹配所述第二耦合线圈 62与所述混频器50的特征阻抗，进而保障所述回波信号在所述射频端口20与所述回波信号输入端51之间的传输通道的传输效率。
77.同样可以理解的是，在所述移相器60被实施为微带耦合线的状态，所述移相器60既可以对应于图6被设置于所述射频端口20与所述回波信号输入端51 之间的所述传输通道，也可以被设置于所述本振信号输出端42与所述本振信号输入端52之间的所述传输通道，又或者是被设置于所述射频端口20与所述激励信号输出端41之间的所述传输通道，对应所述第一微带线圈61被设置于所述射频端口20与所述回波信号输入端51之间的所述传输通道，所述第二微带线圈 62以与所述第一微带线圈61电性耦合的状态被设置于所述三端口阻抗匹配电路 63的输出端和接地端之间，所述三端口阻抗匹配电路63的输入端被电性连接于所述振荡器40的所述激励信号输出端41，本实用新型对此不作限制。
78.值得一提的是，在本实用新型的这些实施例中，所述收发合一的微波探测芯片对应于图4a至图6进一步包括被设置于所述多普勒中频信号输出端53与所述输出端口30之间的一中频信号放大器，以基于所述中频信号放大器对自所述多普勒中频信号输出端53输出的所述多普勒中频信号的放大处理，于收发合一的微波探测芯片的所述输出端口30输出被放大的多普勒中频信号。
79.进一步地，在图4a至图6所示意的任一所述收发合一的微波探测芯片的结构基础上，所述收发合一的微波探测芯片可选地对应于图7进一步包括被设置于所述中频信号放大器与所述输出端口30之间的一处理器(mcu)，以基于所述处理器依相应逻辑对所述多普勒中频信号的分析处理，于所述输出端口30输出基于所述多普勒中频信号形成的控制信号，以基于所述控制信号对相应电气设备的控制，实现被控制的所述电气设备对所述多普勒中频信号的智能响应而响应相应探测区域内的人体活动。
80.特别地，在图4a至图7所示意的任一所述收发合一的微波探测芯片的结构基础上，所述收发合一的微波探测芯片可选地对应于图8进一步包括被设置于所述振荡器40的所述激励信号输出端41和所述供电端43之间的一等效电感，以基于所述等效电感的设置降低所述回波信号在所述射频端口20与所述回波信号输入端51之间的传输通道的衰减，进而提高所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性。
81.进一步地，在图4a至图8所示意的任一所述收发合一的微波探测芯片的结构基础上，所述收发合一的微波探测芯片可选地对应于图9进一步包括被电性连接于所述射频端口20的一对地电感，以基于所述对地电感的设置于所述射频端口20处形成相应滤波网络而抑制干扰信号窜入所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间的两所述传输通道，进而提高所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性。
82.值得一提的是，在本实用新型的这些实施例中，所述收发合一的微波探测芯片能够基于所述射频端口20与所述天线的馈电连接同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电而形成收发合一的所述微波探测模组，避免了外置微带线电桥和肖特基二极管的使用而能够简化所述微波探测模组的线路布局和适应于小型化趋势，同时有利于保障所述微波探测模组的抗干扰能力和降低所述微波探测模组的成本。
83.另外值得一提的是，在图4a至图9所示意的任一所述收发合一微波探测芯片的结构基础上，基于所述射频端口20与所述天线的辐射源的馈电连接同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电而形成的所述微波探测模组中，所述微波探测模组可选地对应于图10进一步包括在所述收发合一微波探测芯片之外与所述射频端口20电性相连的一外部对地电感，以基于所述外部对地电感的设置形成相应滤波网络而抑制干扰信号窜入所述射频端口20与所述激励信号输出端41和所述回波信号输入端51之间的两所述传输通道，对应提高所述微波探测模组的抗干扰能力而提高所述多普勒中频信号的强度变化对所述回波信号基于多普勒效应原理形成的频率/相位变化的反馈的准确性。
84.相应地，所述外部对地电感在所述微波探测模块的实际电路结构中与所述射频端口20之间的连接方式并不构成对本发明的限制，如所述外部对地电感可以被设置于所述收发合一微波探测芯片之外与所述射频端口20直接相连，也可以被设置与馈电连接于所述射频端口20和所述天线之间的高频微带馈电线路电性相连而与所述射频端口20电性相连，还可以被设置与所述天线的辐射源电性相连而基于所述天线的辐射源与所述射频端口20之间的馈电连接关系与所述射频端口20电性相连，本发明对此不作限制。
85.可以理解的是，所述对地电感和所述外部对地电感为在电学特性上具有电感特性的元器件而不限制其结构形态，如所述对地电感和所述外部对地电感既可以被实施为电感元件，也可以被实施为在高频电信号作用下具有电感特性的电阻元件，本发明对此并不限制。
86.进一步示例地，参考本实用新型的说明书附图之图11a和图11b所示，以目前微波探测领域普遍采用的平面贴片天线100为例，其中所述平面贴片天线100 包括一参考地101和与所述参考地101相间隔的一辐射源102，则所述收发合一的微波探测芯片能够与所述辐射源102在参考地101的同一侧以共用所述参考地 101的形态馈电连接而同时实现对所述平面贴片天线100的发射馈电和接收馈电，因而能够简化所述微波探测模组的线路布局，和缩短所述收发合一的微波探测芯片与所述辐射源102之间的高频微带馈电线路而保障所述微波探测模组的抗干扰能力。
87.也就是说，在所述收发合一的微波探测芯片的所述射频端口20能够同时提供激励信号和接收回波信号的状态，所述收发合一的微波探测芯片能够与所述辐射源102在参考地101的同一侧对应于图11a以连接于所述射频端口20和所述辐射源102之间高频微带馈电线路直接馈电相连，或对应于图11b在所述辐射源 102被设置有边馈线的状态以连接于所述射频端口20和所述边馈线之间高频微带馈电线路馈电相连，一方面使得所述微波探测模组能够对应于图11a和图11b 以单层双面电路板103承载所述辐射源102、所述参考地101、所述收发合一的微波探测芯片以及相应电路而有利于降低所述微波探测模组的成本；另一方面，由于所述射频端口20和所述辐射源102之间馈电连接能够避免金属化过孔的使用，所述平面贴片天线100的所述辐射源102在垂直于所述参考地方向101的投影所对应的所述参
考地101区域的完整性能够被保障而有利于保障所述微波探测模组的抗干扰能力和稳定性。
88.此外，在所述收发合一的微波探测芯片与所述平面贴片天线100的所述辐射源102在所述参考地101的同一侧以共用所述参考地101的形态馈电连接的状态，所述收发合一的微波探测芯片与所述辐射源102之间的高频微带馈电线路能够被缩短以降低所述高频微带馈电线路与其他电路之间的干扰，如此以使得所述微波探测模组的其他电路能够与所述辐射源102和所述收发合一的微波探测芯片被设置于所述参考地101的同一侧，因而在简化所述微波探测模组的线路布局的同时，能够保障所述参考地的整体完整性而保障所述微波探测模组的抗干扰能力和稳定性。
89.值得一提的是，当所述微波探测模组的其他电路与所述辐射源102和所述收发合一的微波探测芯片被设置于所述参考地101的同一侧的状态，所述微波探测模组适于以贴装的方式被安装以降低所述微波探测模组的安装高度而进一步适应于小型化趋势。
90.特别地，对应于图11a和图11b，在所述天线被设置为所述平面贴片天线100 的状态，所述平面贴片天线100的所述辐射源102可选地被接地以在高频的激励信号作用下基于所述辐射源102与所述射频端口20之间的馈电连接关系于所述辐射源102等效形成所述外部对地电感而提高所述微波探测模组的抗干扰能力，其中所述辐射源102进一步可选地与所述参考地101电性相连而被接地，以简化所述辐射源102的接地结构，并优选地于所述辐射源102的物理中心点以与所述参考地101电性相连的状态被接地，以于所述辐射源102等效形成所述外部对地电感的同时，基于所述辐射源102的物理中心点在正常谐振状态下的零电位特性，在不影响所述平面贴片天线100的谐振状态的前提下，降低所述平面贴片天线 100在非谐振频率的对地阻抗而窄化所述平面贴片天线100的频带宽度，如此以提高所述平面贴片天线100对非谐振频点的电磁辐射干扰和电路串扰，从而进一步提高所述平面贴片天线100的抗干扰能力。
91.值得一提的是，对应于图11c，其中所述辐射源102连接于所述射频端口20 和所述辐射源102之间高频微带馈电线路经一对地微带线与所述参考地101电性相连的状态被接地，其中所述对地微带线为具有一定宽度的弯折线，对应提高所述平面贴片天线100的抗干扰能力。
92.示例地，参考图12，所述微波探测模组被应用于一灯具200上，其中所述灯具200包括一灯板210，所述灯板210的正面承载有灯珠211，其中所述微波探测模组以贴装的方式被安装于所述灯板210的正面而能够降低所述微波探测模组在所述灯板210正面的高度，从而避免以架设的方式或以于所述灯板210开设穿孔的方式被安装，如此以避免遮挡所述灯珠211，和避免于所述灯板210开设穿孔而避免破坏所述灯板210的完整性，进而保障所述灯具200的照明效果。
93.可以理解的是，在本实用新型的这个实施例中，所述微波探测模组的所述天线的类型只作为示例而不构成对本实用新型的限制，在本实用新型的一些实施例中，只要所述天线以收发合一形态被设置而具有单一的馈电端，所述收发合一的微波探测芯片就能够基于所述射频端口20与所述天线的馈电端的馈电连接同时实现对所述天线的发射馈电和接收馈电而形成收发合一的所述微波探测模组，相应所述微波探测模组同样具有所述天线被设置为所述平面贴片天线100时的上述优势。
94.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。
95.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。