抗干扰微波探测模块的制作方法

文档序号:32959029发布日期:2023-01-17 16:50阅读:24来源:国知局
抗干扰微波探测模块的制作方法

1.本实用新型涉及微波探测领域,尤其涉及一抗干扰微波探测模块。


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,现有技术的多普勒微波探测模块的天线经一混频器被一本振信号馈电而于相应探测空间发射对应于所述本振信号频率的一探测波束,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,其中所述混频器接收所述回波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波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。
3.由于无线电技术同时作为通信领域中信息传递的枢纽而关乎经济和国防安全,因此基于多普勒效应原理的微波多普勒模块在被使用过程中必须严格遵守相应的国际标准和满足相应的地区法规,如由itu-r(ituradiocommunicationsector,国际通信联盟无线电通信局)定义的供开放给诸如工业、科学和医学等机构使用的无需授权许可的ism(industrialscientificmedical)频段,其中在itu-r开放的这些频段中,被应用于基于多普勒效应原理的微波探测模块的频段主要有2.4ghz、5.8ghz、10.525ghz、24.125ghz等频段,而基于多普勒效应原理的微波探测模块在使用这些频段时还需满足相应的国家和地区认证标准,如欧盟的red认证和美国的fcc认证,其中基于美国的fcc认证标准对相应的微波探测模块的认证包括对相应微波探测模块的谐波辐射的限制标准。
4.可以理解的是,当两个以上的频段越接近时,越容易出现相互干扰的不良现象,特别对于目前较为普遍的使用5.8ghz的多普勒微波探测模块来说,随着5g技术普及导致5.8ghz频段的相邻频段的拥堵,其将面临更为严重的电磁辐射干扰,并在rs测试中,由于采用调幅信号通过逐渐增加测试信号的频率的方式对微波探测模块进行抗干扰测试,则使用5.8ghz频段的微波探测模块,由于其的频率固定处于5.8ghz频段中的某一频点,以致在rs测试中一定会被某一频率的测试信号或由测试信号频率产生的奇次、偶次谐波或倍频信号窜入而被干扰。
5.因此为满足相应的国家和地区认证标准,和克服使用环境中面临的电磁辐射干扰,目前通常采用滤波的方式来提高微波探测模块的抗干扰性能,如通过于微波探测模块的所述天线和所述混频器之间设置高频滤波网络和低频滤波网络的方式滤除干扰信号,然而可以理解的是,在电路设计中,同时设置所述高频滤波网络和所述低频滤波网络并不等
效于所述高频滤波网络滤除高频干扰信号的有益效果,和所述低频滤波网络滤除低频干扰信号的有益效果的简单叠加,而是由于所述高频滤波网络和所述低频滤波网络之间的电性连接关系,使得所述高频滤波网络和所述低频滤波网络的性能参数产生变化,导致所述高频滤波网络和所述低频滤波网络无法独立作用于相应的干扰信号,致使现有的微波探测模块的抗干扰性能难以有效提升。
6.同时,为保障微波探测模块的抗干扰性能,所述天线和所述混频器之间的设计还必须满足相应的阻抗匹配,以保障所述本振信号和所述回波信号的信号质量和传输效率,但基于批量生产的误差,所述天线和所述混频器之间的阻抗匹配难以被满足,而使得现有的微波探测模块无法批量通过欧盟的red认证和美国的 fcc认证。


技术实现要素:

7.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中所述抗干扰微波探测模块包括一天线负载和与所述天线负载电性耦合的相应电路,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,所述辐射源的馈电端被电性耦合于相应电路,其中命名所述辐射源的馈电端和相应电路之间的连接线路中以微带线形态被设置的线路为一微带传输线,则对应在所述微带传输线的数量为一个的状态,该所述微带传输线的两端为相应电路的连接端和所述辐射源的馈电端,和对应在所述微带传输线的数量为多个的状态,相邻两所述微带传输线中相互连接的两端电性连接有一第二电容或一电感,其中所述微带传输线与相应电路相连以接入相应本振信号和/或输出相应回波信号而将所述天线负载作为发射天线和/或接收天线使用,其中所述微带传输线被设置具有1/4波长电长度,以利于实现所述微带传输线两端的所述天线负载和相应电路之间的阻抗匹配。
8.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中在保持所述微带传输线具有1/4波长电长度的基础上,被电性耦合于所述微带传输线两端的所述天线负载和相应电路之间的阻抗匹配设计能够被简化,因而有利于控制所述抗干扰微波探测模块的布线空间,从而有利于所述抗干扰微波探测模块的微型化设计和简化相应的电路布局。
9.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中基于所述微带传输线具有1/4波长电长度的设定而利于实现所述微带传输线两端的所述天线负载和相应电路之间的阻抗匹配,以区别于现有的阻抗匹配设计中接入电容或电感的阻抗匹配方式而能够避免设置电容或电感所产生的额外成本,有利于降低所述抗干扰微波探测模块的生产成本,并有利于提高所述抗干扰微波探测模块在自动化生产中的效率和良率。
10.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中基于所述微带传输线具有1/4波长电长度的设定,放宽了所述天线负载和相应电路之间的阻抗匹配的容差,即基于批量化生产的误差形成的电性耦合于所述微带传输线的相应电路和所述天线负载的参数变化不会影响所述天线负载和相应电路之间的阻抗匹配,因而能够在批量化生产中保障所述抗干扰微波探测模块的工艺一致性,避免因阻抗匹配的检测和调整形成的二次加工流程,有利于提高所述抗干扰微波探测模块的生产效率和良率,同时降低了所述抗干扰微波探测模块的生产成本。
11.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中基于所述微带传输线具有1/4波长电长度的设定,放宽了所述天线负载和所述相应电路之间的阻抗匹配的容
差,从而消除批量化生产存在的工艺离散性问题,保障所述抗干扰微波探测模块在批量化生产中的工艺一致性,使得所述抗干扰微波探测模块能够批量通过欧盟的red认证和美国的fcc认证。
12.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中在所述微带传输线具有1/4波长电长度的基础上,能够形成所述天线负载和相应电路之间的阻抗匹配,因而有利于抑制信号在所述微带传输线中传输时的传输反射,从而实现对信号趋于无损耗地传输,如此以降低所述抗干扰微波探测模块的损耗。
13.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中所述微带传输线上传输的信号的传输反射能够被抑制而实现所述微带传输线对信号趋于无损耗地传输,因而所述微带传输线对信号的传输质量和传输效率能够被保障,从而有利于保障所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能。
14.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中所述微带传输线分别电性耦合于相应电路和所述天线负载,以隔离/缓冲自所述天线负载窜入的干扰信号,从而避免干扰信号窜入相应电路,如此以提高所述抗干扰微波探测模块的抗干扰能力。
15.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中所述抗干扰微波探测模块包括至少一对滤波网络,一对所述滤波网络中包括一第一滤波网络和一第二滤波网络,其中所述第一滤波网络和所述第二滤波网络被分别电性耦合于所述微带传输线的两端,以基于所述微带传输线具有1/4波长电长度的设定形成对所述第一滤波网络和所述第二滤波网络的隔离,避免所述第一滤波网络和所述第二滤波网络的性能参数因相互之间的电性连接关系而产生变化,即所述第一滤波网络和所述第二滤波网络的性能参数彼此不受影响,因而使得所述第一滤波网络和所述第二滤波网络能够分别独立地滤除不同频率的谐波和/或干扰信号,从而提高所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能。
16.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中所述微带传输线的数量允许被设置为多个,其中多个所述微带传输线被串联设置,并在所述微带传输线的长度限定下,多个所述微带传输线能够趋于无损耗地传输信号,以区别于现有技术中因信号的传输路径延长而造成的信号损耗,其中基于在各所述微带传输线的两端设置滤波网络,以于所述抗干扰微波探测模块形成多级滤波网络,从而提高所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能。
17.本实用新型的一个目的在于提供一抗干扰微波探测模块,其中所述微带传输线优选地以与所述参考地面平行的状态被设置,从而增加于所述微带传输线上传输的信号与所述参考地面的耦合能量,以进一步保障所述微带传输线对信号传输效率和传输质量。
18.根据本实用新型的一个方面,本实用新型提供一抗干扰微波探测模块,其中所述抗干扰微波探测模块包括:
19.一电容;以及
20.一天线负载,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,所述辐射源的馈电端被电性耦合于所述电容的一端,其中命名所述辐射源的馈电端和所述电容之间的连接线路中以微带线形态被设置的线路为一微带传输线,则对应在所述微带传输线的数量为一个的状态,该所述微带传输线的两端为所述电容的该端和所述辐射源的馈电端,和对应在所述微带传输线的数量为多个的状态,相邻两所述微带传输线中相互
连接的两端电性连接有一第二电容或一电感,其中所述电容的另一端与相应电路相连以接入相应本振信号和/或输出相应回波信号而将所述天线负载作为发射天线和/或接收天线使用,其中各所述微带传输线被设置具有1/4波长电长度,以放宽所述天线负载和相应电路之间的阻抗匹配的容差,从而利于实现所述微带传输线两端的所述天线负载与相应电路之间的阻抗匹配。
21.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块包括至少一滤波网络,所述滤波网络被电性耦合于所述微带传输线的一端,以滤除不同于所述本振信号的频率的谐波和/或干扰信号。
22.在一实施例中,其中所述滤波网络的数量为至少一对,其中一对所述滤波网络中的两所述滤波网络被设置具有不同的滤波参数,并被分别电性耦合于同一所述微带传输线的两端,从而基于所述微带传输线具有1/4波长电长度的设定形成对两所述滤波网络的隔离,使得两滤波网络能够分别独立地滤除不同频率的谐波和/或干扰信号。
23.在一实施例中,其中所述微带传输线以与所述参考地面平行的状态被设置。
24.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块包括一激励源,其中所述激励源电性连接于所述电容的另一端,所述激励源被设置适于在被供电状态输出所述本振信号。
25.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块包括一混频电路,其中所述混频电路被电性连接于所述电容和所述激励源,以基于多普勒效应原理输出对应于所述本振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。
26.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块包括一激励源和一混频电路,所述激励源被设置适于在被供电状态输出所述本振信号,所述激励源被电性连接于所述混频电路,其中所述混频电路被电性连接于所述电容的另一端,以基于多普勒效应原理输出对应于所述本振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。
27.在一实施例中,其中所述激励源和所述混频电路以集成电路形态被设计而被设置为一微波芯片。
28.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块包括一电路基板,其中所述参考地面以覆铜层形态被承载于所述电路基板,其中所述参考地面与所述微带传输线被相对地承载于所述电路基板的两面。
29.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块进一步包括一第二参考地面,所述第二参考地面以与所述微带传输线相间隔的状态与所述微带传输线被承载于所述电路基板的同一面。
30.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块进一步包括一第二参考地面和一第二电路基板,其中所述第二参考地面以覆铜层形态被承载于所述第二电路基板,所述第二电路基板以所述第二参考地面背向所述电路基板的状态与所述电路基板的非承载有所述参考地面的一面连接,所述微带传输线被设置于所述电路基板和所述第二电路基板之间。
31.在一实施例中,其中所述电路基板为fr4板材,对应在所述抗干扰微波探测模块被设置工作于5.8ghz的ism频段时,所述微带传输线具有7.1mm
±
1.5mm的物理长度并与所述参考地面具有大于等于0.127mm小于等于1.6mm的间隙。
32.依本实用新型的另一个方面,本实用新型提供一抗干扰微波探测模块,其中所述抗干扰微波探测模块包括:
33.一电容;
34.一混频电路;
35.一天线负载,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,其中所述混频电路被电性耦合于所述电容的一端,以经所述电容被电性耦合于所述辐射源的馈电端,从而接收相应回波信号并输出对应于相应本振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,其中命名所述混频电路和所述电容之间的连接线路中以微带线形态被设置的线路为一微带传输线,则对应在所述微带传输线的数量为一个的状态,该所述微带传输线的两端为所述混频电路的回波信号输入端和所述电容的该端,和对应在所述微带传输线的数量为多个的状态,相邻两所述微带传输线中相互连接的两端电性连接有一第二电容或一电感,其中所述微带传输线被设置具有1/4波长电长度,以放宽所述天线负载和所述混频电路之间的阻抗匹配的容差,从而利于实现所述微带传输线两端的所述天线负载与所述混频电路之间的阻抗匹配。
36.在一实施例中,其中所述滤波网络的数量为至少一对,其中一对所述滤波网络中的两所述滤波网络被设置具有不同的滤波参数,并被分别电性耦合于同一所述微带传输线的两端,从而基于所述微带传输线具有1/4波长电长度的设定形成对两所述滤波网络的隔离,使得两滤波网络能够分别独立地滤除不同频率的谐波和/或干扰信号。
37.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块包括一激励源,其中所述激励源被电性连接于所述混频电路并被设置适于在被供电状态输出所述本振信号。
38.在一实施例中,其中所述激励源和所述混频电路以集成电路形态被设计而被设置为一微波芯片。
39.在一实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块包括一电路基板和一第二参考地面,所述第二参考地面以与所述微带传输线相间隔的状态与所述微带传输线被承载于所述电路基板的同一面。
40.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
41.图1a为依本实用新型的一第一实施例的一抗干扰微波探测模块的等效电路原理示意图。
42.图1b为依本实用新型的上述第一实施例的所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理示意图。
43.图1c为依本实用新型的上述第一实施例的所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理示意图。
44.图1d为依本实用新型的上述第一实施例的所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理示意图。
45.图2a为依本实用新型的一第二实施例的一抗干扰微波探测模块的等效电路原理示意图。
46.图2b为依本实用新型的上述第二实施例的所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理示意图。
47.图2c为依本实用新型的上述第二实施例的所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理示意图。
48.图3a和图3b为依本实用新型的上述实施例的所述抗干扰微波探测模块的一对比性实验的s11曲线和s12曲线。
49.图4a和图4b为依本实用新型的上述实施例的所述抗干扰微波探测模块的另一对比性实验的s11曲线和s12曲线。
50.图5a为依本实用新型上述实施例的所述抗干扰微波探测模块的一电路布局示意图。
51.图5b为依本实用新型上述实施例的所述抗干扰微波探测模块的另一电路布局示意图。
52.图5c为依本实用新型上述实施例的所述抗干扰微波探测模块的另一电路布局示意图。
53.图6a为依本实用新型的一对比性实验的等效电路原理示意图。
54.图6b为依本实用新型的上述对比性实验的s11曲线和s12曲线。
55.图6c为依本实用新型的上述对比性实验在被设置有一微带传输线的状态的等效电路原理示意图。
56.图6d为依本实用新型的上述对比性实验在被设置有所述微带传输线的状态的s11曲线和s12曲线。
57.图7为依本实用新型的上述实施例的所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理示意图。
58.图8为依本实用新型的上述实施例的所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理示意图。
具体实施方式
59.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。
60.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。
61.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。
62.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。
63.参考本实用新型的说明书附图之图1a至图1d,依本实用新型的一实施例的一抗干扰微波探测模块及其变形实施例的等效电路原理示意图被分别示意,其中所述抗干扰微波探测模块包括一电容10a和一天线负载30,其中所述天线负载 30包括一辐射源31和与所述辐射源31相间隔的一参考地面32,所述辐射源31 的馈电端被电性耦合于所述电容10a的一端,其中命名所述辐射源31的馈电端和所述电容10a的该端之间的连接线路中以微带线形态被设置的线路为一微带传输线20,则对应在所述微带传输线20的数量为一个的状态,该所述微带传输线20的两端为所述电容10a的该端和所述辐射源11的馈电端,其中所述电容 10a的另一端与相应电路相连以接入相应本振电路和/或输出相应回波信号的状态而将所述天线负载作为发射天线和/或接收天线使用,其中所述天线负载30被设置在所述辐射源31被所述本振信号馈电激励的状态,所述辐射源31能够与所述参考地面32共同作用地发射对应于所述本振信号的频率的一探测波束,和/ 或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,以在基于混频检波的方式输出对应于所述本振信号和所述回波信号之间的频率和相位差异的一多普勒中频信号时,所述多普勒中频信号在幅度上的波动基于多普勒效应原理对应于物体的运动而适用于在人体活动的探测应用中表征人体活动。
64.本领域技术人员应当理解,在高频电路中,“电性耦合”可以理解为直接的电性连接关系,也可以理解为经相应元器件如电容形成的耦合连接关系。
65.特别地,其中所述微带传输线20被设置具有1/4波长电长度,以基于所述微带传输线20具有1/4波长电长度的设定而利于实现所述微带传输线20两端的所述天线负载30和相应电路之间的阻抗匹配,从而保障所述微带传输线20对所述本振信号和/或所述回波信号的传输效率。
66.值得一提的是,在本实用新型的描述中,由于工业误差的存在,基于波长电长度的关系描述和限制在实际测量中允许具有20%的误差范围,如“所述微带传输线20被设置具有1/4波长电长度”应当理解为“所述微带传输线20被设置在20%的误差范围内具有1/4波长电长度”。
67.值得一提的是,基于所述天线负载30的收发互易特性,在所述天线负载30 以收发一体形态发射所述探测波束和回传所述回波信号,或发射形态发射所述探测波束,或接收形态回传所述回波信号时,基于所述微带传输线20具有1/4波长电长度的设定,有利于抑制所述本振信号和/或所述回波信号在所述微带传输线20中传输时的传输反射,从而实现所述微带传输线20对信号趋于无损耗地传输,如此以降低所述抗干扰微波探测模块的损耗,并基于所述微带传输线20对信号趋于无损耗地传输,使得信号的传输质量和传输效率能够被保障,从而有利于保障所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能。
68.具体参考图1a所示,其中所述天线负载30以发射形态被设置,其中所述抗干扰微波探测模块包括一激励源50,所述激励源50被电性连接于所述电容10a 的另一端,其中所述激励源50被设置适于在被供电状态输出所述本振信号,所述本振信号经所述微带传输线20传输至所述辐射源31,以使所述辐射源31被馈电激励而与所述参考地面32共同作用地发射对应于所述本振信号的频率的所述探测波束。
69.进一步参考图1b所示,其中所述天线负载30以接收形态被设置,其中所述抗干扰微波探测模块包括一混频电路40,其中所述混频电路40被电性连接于所述电容10a的另一端和所述激励源50,其中所述辐射源31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,所述回波信号经所述微带传输线20传输并被所述混频电路40接收,所述混频电路40基于多普勒效应原理输出对应于所述本振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。
70.进一步参考图1c所示,其中所述天线负载30以收发一体形态被设置,其中所述激励源50被电性连接于所述电容10a的另一端,所述混频电路40被电性连接于所述电容10a和所述激励源50,其中所述激励源50被设置适于在被供电状态输出所述本振信号,所述本振信号经所述微带传输线20传输至所述辐射源31,以使所述辐射源31被馈电激励而与所述参考地面32共同作用地发射对应于所述本振信号的频率的所述探测波束,所述辐射源31进一步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,所述回波信号经所述微带传输线 20传输至所述混频电路40,所述混频电路40基于多普勒效应原理输出对应于所述本振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。
71.特别地,参考图1d所示,其中所述激励源50和所述混频电路40适于以集成电路形态被设计而被设置为一微波芯片,从而有利于简化所述抗干扰微波探测模块的电路设计,进而有利于提高所述抗干扰微波探测模块的生产效率。
72.值得一提的是,其中所述微带传输线20经所述电容10a被电性耦接相应电路,以形成对所述本振信号和所述回波信号中的直流成分的滤除,从而有利于保障所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能。
73.同样的,进一步参考本实用新型的说明书附图之图2a至图2c,依本实用新型的一第二实施例的一抗干扰微波探测模块的等效电路原理示意图及其变形实施例的等效电路原理示意图被分别示意,其中所述抗干扰微波探测模块包括一电容10b、一天线负载30和一混频电路40,其中所述天线负载包括一辐射源31 和与所述辐射源31相间隔的一参考地面32。
74.具体参考图2a,以接收形态的所述天线负载30为例,其中所述混频电路40 被电性耦合于所述电容10b的一端,以经所述电容10b被电性耦合于所述辐射源32的馈电端,从而接收相应回波信号并输出对应于相应本振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,其中命名所述混频电路40和所述电容10b的该端之间的连接线路中以微带线形态被设置的线路为一微带传输线20,则对应在所述微带传输线20的数量为一个的状态,该所述微带传输线20 的两端为所述混频电路40的回波信号输入端和所述电容10b的该端,同样在这一实施例中通过对所述微带传输线20被设置具有1/4波长电长度的设定,以放宽所述天线负载30和所述混频电路40之间的阻抗匹配的容差,从而利于实现所述微带传输线20两端的所述天线负载30与所述混频电路40之间的阻抗匹配。
75.进一步参考图2b,其中所述抗干扰微波探测模块包括一激励源50,所述激励源50被电性连接于所述混频电路40被设置适于在被供电状态输出所述本振信号。特别地,参考图2c,其中所述混频电路40和所述激励源50被以集成电路形态被设计而被设置为一微波芯片。
76.特别地,其中在所述天线负载30以接收形态或收发一体形态被设置的状态,所述
微带传输线20电性耦合于所述混频电路40和所述天线负载30之间而形成对自所述天线负载30窜入的干扰信号的隔离/缓冲,从而避免干扰信号窜入所述混频电路40,如此以提高所述抗干扰微波探测模块的抗干扰能力。
77.值得一提的是,其中基于所述微带传输线20具有1/4的波长电长度的设定,放宽了被电性耦合于所述微带传输线20两端的所述天线负载30和相应电路之间的阻抗匹配的容差,即基于批量化生产的误差形成的被电性耦合于所述微带传输线20的相应电路元件和所述天线负载30的参数变化不会影响所述天线负载30 和相应电路之间的阻抗匹配,因而能够在批量化生产中保证所述抗干扰微波探测模块的工艺一致性,避免因阻抗匹配的检测和调整形成的二次加工流程,使得所述抗干扰微波探测模块能够实现全自动化生产,有利于提高所述抗干扰微波探测模块的生产效率和降低所述抗干扰微波探测模块的生产成本。
78.具体验证地,其中通过对被电性耦合于所述微带传输线20两端的相应电路和所述天线负载30设定不同的阻抗值,并改变所述微带传输线20的波长电长度进行仿真实验,以验证所述微带传输线20在被设置具有1/4的波长电长度的状态下对其两端的相应电路和所述天线负载30的阻抗匹配的容差放宽效果。其中具体以5.8ghz的ism工作频段进行示例,参考本实用新型的说明书附图之图3a 和图3b,其中在被电性耦合于所述微带传输线20的两端的相应电路的阻抗值和所述天线负载30的阻抗值被分别设定为50欧和40欧的前提下,在所述微带传输线20具有1/4的波长电长度和1/8的波长电长度的状态所对应的s11曲线和 s12曲线分别被示意,具体参考图3a,在所述微带传输线20具有1/4的波长电长度的状态下,即使相应电路的阻抗值和所述天线负载30的阻抗值不一致,相应的s11曲线仍然在5.8ghz附近呈现明显的谐振频点而能够与5.8ghz的ism工作频段相匹配,并在谐振频点的损耗低至-41db以下,并且相应的s12曲线在 5.8ghz的谐振频点的损耗接近0db,即所述微带传输线20对信号的传输损耗较小;而参考图3b,在所述微带传输线20具有1/8的波长电长度的状态下,相应的s11曲线则未产生明显的谐振频点。
79.进一步验证地,参考图4a和图4b,其中将被电性耦合于所述微带传输线20 的两端的相应电路的阻抗值和所述天线负载30的阻抗值被分别设定为50欧和 60欧,在所述微带传输线20具有1/4的波长电长度和1/8的波长电长度的状态所对应的s11曲线和s12曲线分别被示意,其中在所述微带传输线20具有1/4 的波长电长度的状态下,对应于图4a,相应的s11曲线在5.8ghz附近呈现明显的谐振频点而能够与5.8ghz的ism工作频段相匹配,并在谐振频点的损耗低至
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32db以下,同样相应的s12曲线在5.8ghz的谐振频点的损耗接近0db;而对应于图4b所示的在所述微带传输线20具有1/8的波长电长度的状态下的s11曲线则并未产生明显的谐振频点。
80.因此,对比图3a和图3b,以及图4a和图4b可知,其中所述微带传输线20 被设置具有1/4波长电长度,对被电性耦合于其两端的所述天线负载30和相应电路之间的阻抗匹配的容差具有放宽效果,则避免了在批量化生产的过程中,因板材、相应的生产工序等存在的工艺离散性问题导致的被电性耦合于所述微带传输线20的相应电路元件和所述天线负载30的参数变化影响所述天线负载30和相应电路之间的阻抗匹配,即基于所述微带传输线20具有1/4波长电长度的设定,消除了所述抗干扰微波探测模块在批量化生产存在的工艺离散性问题,保证所述抗干扰微波探测模块在批量化生产中的工艺一致性,使得所述抗干扰微波探测模块能够批量通过欧盟的red认证和美国的fcc认证。
81.也就是说,本实用新型基于所述微带传输线20的波长电长度的设定而利于实现所述微带传输线20与所述天线负载30和相应电路之间的阻抗匹配,从而消除了所述抗干扰微波探测模块于批量化生产过程中所产生的误差影响所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能,保障了所述抗干扰微波探测模块的生产效率的同时保障所述抗干扰微波探测模块的性能。
82.进一步地,其中在保持所述微带传输线20具有1/4波长电长度的基础上,被电性耦合于所述微带传输线20两端的所述天线负载30和相应电路之间的阻抗匹配设计能够被简化,因而有利于控制所述抗干扰微波探测模块的布线空间,从而有利于所述抗干扰微波探测模块的微型化设计和简化相应的电路布局。
83.参考图5a,所述抗干扰微波探测模块的一电路布局被简单示意,其中所述抗干扰微波探测模块包括一电路基板70,其中所述参考地面32以覆铜层形态被承载于所述电路基板70,并在这一示意中,所述参考地面32与所述微带传输线20 被相对地承载于所述电路基板的两面,可以理解的是,在本实用新型的一些实施例中,所述参考地面32也允许以与所述微带传输线20相间隔的状态与所述微带传输线20被承载于所述电路基板70的同一面,本实用新型对此不作限制。
84.优选地,其中所述混频电路40、所述电容10a(10b)和所述微带传输线20 被承载于所述电路基板70的同一面,以实现于所述电路基板70的一面实现电路布局的结构形态,而能够大幅减少所述抗干扰微波探测模块的生产耗材和生产工序。
85.可选地,参考本实用新型的说明书附图之图5b,所述抗干扰微波探测模块的另一电路布局被简单示意,具体在图5a所示意的所述抗干扰微波探测模块的电路布局的基础上,所述抗干扰微波探测模块进一步包括一第二参考地面32’,所述第二参考地面32’以与所述微带传输线20相间隔的状态与所述微带传输线32’被承载于所述电路基板70的同一面。
86.可选地,参考本实用新型的说明书附图之图5c,所述抗干扰微波探测模块的另一电路布局被简单示意,具体在图5a所示意的所述抗干扰微波探测模块的电路布局的基础上,其中所述抗干扰微波探测模块进一步包括一第二参考地面32’和一第二电路基板70’,其中所述第二参考地面32’以覆铜层形态被承载于所述第二电路基板70’,所述第二电路基板70’以所述第二参考地面32’背向所述电路基板70的状态与所述电路基板70的非承载有所述参考地面32的一面连接,所述微带传输线20被设置于所述电路基板70和所述第二电路基板70’之间,如此以形成所述微带传输线20位于所述参考地面32和所述第二参考地面32’之间的状态,从而基于所述参考地面32和所述第二参考地面32’形成对所述微带传输线20的包覆,增强所述参考地面32和所述第二参考地面32’对于所述微带传输线20上传输的信号的屏蔽效应,避免外界干扰信号窜入,进一步提高所述抗干扰微波探测模块的抗干扰能力。
87.优选地,其中所述微带传输线20以与所述参考地面32平行的状态被设置,从而增加于所述微带传输线20上传输的信号与所述参考地面32的耦合能量,以进一步保障所述微带传输线20对信号的传输效率和传输质量,降低所述抗干扰微波探测模块的损耗和所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能。
88.进一步地,其中基于保障所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能的目的,其中所
述抗干扰微波探测模块包括至少一滤波网络,所述滤波网络被电性耦合于所述微带传输线的一端,以滤除不同于所述本振信号的频率的谐波和/或干扰信号,具体在本实用新型中所述抗干扰微波探测模块包括一第一滤波网络61,其中所述第一滤波网络61被电性耦合于所述微带传输线20的一端,以滤除非目标频段的谐波和/或干扰信号,即滤除不同于所述本振信号频率的干扰信号,进而提升所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能,可以理解的是,其中所述第一滤波网络 61可以被具体实施为等效电感,等效电容,等效电感和等效电容的串联回路,等效电感和等效电容的并联回路,以及等效电感和等效电容的串并联回路等具体形态,本实用新型对此不作限制。
89.特别地,其中所述抗干扰微波探测模块包括一第二滤波网络62,以与所述第一滤波网络61组成一对滤波网络,所述第二滤波网络62被电性耦合于所述微带传输线20的另一端,并设置具有与所述第一滤波网络61不同的滤波参数,即所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62分别被电性耦合于所述微带传输线 20的两端,并适用于滤除不同频率的谐波和/或干扰信号,以提升对非目标频段的干扰信号的滤除效果。具体在本实用新型的这一实施例中,其中所述第一滤波网络61被设置用以滤除非目标频段的低频信号,如滤除所述回波信号中因微小物体的动作而产生的非目标频段的低频信号,其中所述第二滤波网络62被设置用以滤除非目标频段的高频信号,如高频电磁波干扰、二次谐波和多次谐波等,从而使得所述抗干扰微波探测模块能够通过欧盟的red认证和美国的fcc认证。
90.具体对应在所述天线负载30以发射形态被设置的状态,相应的滤波网络形成对谐波的滤除,对应在所述天线负载30以接收形态被设置的状态,相应的滤波网络形成对所述回波信号中的干扰信号的滤除,则对应在所述天线负载30以收发一体形态被设置的状态,相应的滤波网络形成对谐波和干扰信号的滤除。
91.特别地,其中所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62允许以直接连接于所述微带传输线20的状态被设置,也允许以电容耦合连接于所述微带传输线 20的状态被设置。
92.值得一提的是,其中所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62被分别电性耦合于所述微带传输线20的两端,从而基于所述微带传输线20具有1/4波长电长度的设定形成对所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62的隔离,避免所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62的性能参数因相互之间的电性连接关系而产生变化,即使得所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62的性能参数彼此不受影响,因而使得所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62能够分别独立地滤除不同频率的干扰信号,从而提高所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能。
93.具体参考本实用新型的说明书附图之图6a至图6d,以第一实施例为示例,本实用新型通过对所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62直接连接的状态和经所述微带传输线20连接的状态进行仿真的对比性实验的等效电路原理图和 s11曲线及s12曲线被分别示意,在本实用新型的这一对比性实验中,所述第一滤波网络61具体被实施为由一等效电感和一等效电容并联组成的接地滤波网络,所述第二滤波网络62具体被实施为一等效电容一端接地的滤波网络。
94.对应于图6a,其中所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络被直接连接,则对应于图6b,相应的s11曲线通频带宽较窄,并且仅呈现出一个波谷,代表所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62因彼此直接连接的关系而产生性能参数的变化,可以理解为所述第
一滤波网络61和所述第二滤波网络62因直接连接而合成为一新的滤波网络,也就是说所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62无法独立作用于相应频段的干扰信号。
95.对应于图6c,其中所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62被分别电性耦合于所述微带传输线20的两端,即所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络 62通过所述微带传输线20连接,对比图6b和图6d可知,在所述第一滤波网络 61和所述第二滤波网络62之间设置有所述微带传输线20的状态下,相应的s11 曲线通频带宽增加,有利于保障相应模块在经批量化生产后的性能一致性,并且相应的s11曲线明显呈现出两个波谷,即说明基于所述微带传输线20对所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62的电性耦合形成对所述第一滤波网络61 和所述第二滤波网络62之间的隔离,避免所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62的性能参数因相互之间的电性连接关系而产生变化,因而使得所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62能够分别独立地滤除不同频率的谐波和/或干扰信号,同时对比图6b和图6d可知,虽然在所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62之间设置有所述微带传输线20,但相应的s12曲线在5.8ghz的谐振频点的损耗仍然接近0db,代表所述微带传输线20的设置并未造成损耗的增加。
96.也就是说,本实用新型通过对所述微带传输线20具有1/4的波长电长度的设定,使得被电性耦合于所述微带传输线20两端的所述天线负载30和相应电路之间的阻抗匹配设计能够被简化的同时,形成对不同滤波网络的隔离,因而能够避免使用额外器件对滤波网络进行隔离而增加所述抗干扰微波探测模块的损耗,并有利于简化所述抗干扰微波探测模块的电路设计,从而有利于所述抗干扰微波探测模块的微型化设计和简化相应的电路布局。
97.特别地,其中在所述微带传输线20被设置具有1/4的波长电长度的状态下,于相应电路和所述天线负载30之间设置所述微带传输线20并不会增加额外的损耗,因此基于所述微带传输线20的波长电长度的设定,使得被电性耦合于所述微带传输线20两端的所述天线负载30和相应电路之间的阻抗匹配设计能够被简化,以区别于现有的阻抗匹配设计中以接入电容或电感的阻抗匹配方式而能够避免设置电容或电感所产生的额外成本,有利于降低所述抗干扰微波探测模块的生产成本,并有利于提高所述抗干扰微波探测模块在自动化生产中的效率和良率。
98.值得一提的是,其中在所述微带传输线20具有1/4的波长电长度设定下,则对应在所述微带传输线20的数量为多个的状态,所述微带传输线20的设置并不会增加额外的损耗,因此在本实用新型的一些变形实施例中,其中所述微带传输线20的数量允许被设置为多个,具体参考本实用新型的说明书附图之图7所示,具体以第一实施例为示例,所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理图被示意,其中所述微带传输线20的数量为两个,为方便描述,本实用新型区别命名两所述微带传输线为微带传输线20和第二微带传输线20’,其中所述微带传输线20和所述第二微带传输线20’被串联设置,其中在所述微带传输线20被设置具有1/4的波长电长度的设定下,所述微带传输线20和所述第二微带传输线20’能够趋于无损耗地传输信号,以区别于现有技术中因信号的传输路径延长而造成的信号损耗,其中基于微带传输线的数量增加,而适于在微带传输线的两端设置滤波网络,且基于微带传输线对滤波网络的隔离,从而能够于所述抗干扰微波探测模块形成多级滤波网络,如此以提高所述抗干扰微波探测模块的抗干扰性能。
99.具体在图7所示的这一变形实施例中,其中所述抗干扰微波探测模块进一步另一对滤波网络,为方便描述,本实用新型区别命名该另一对滤波网络的两滤波网络为第三滤波网络63和第四滤波网络64,其中所述第三滤波网络63和所述第四滤波网络64分别被电性耦合于所述二微带传输线20’的两端,并设置具有与所述第一滤波网络61和所述第二滤波网络62不同的滤波参数,从而使所述抗干扰微波探测模块形成多级滤波网络。
100.特别地,对应于所述微带传输线20的数量为多个的状态,为保障各所述微带传输线20的长度参数不受影响,各所述微带传输线20于实际的版图中经焊盘连接,以形成对所述微带传输线20的界定,并且优选地,对应在所述微带传输线20的数量为多个的状态,相邻两所述微带传输线20中相互连接的两端电性连接有一等效电容或一等效电感,具体在图7所示的这一变形实施例中,所述抗干扰微波探测模块包括至少一第二电容80,所述第二电容80被设置于各所述微带传输线20之间,以耦接串联各所述微带传输线20,并形成对各所述微带传输线 20的隔离和界定。
101.值得一提的是,进一步参考本实用新型的说明书附图之图8,同样以第一实施例为示例,所述抗干扰微波探测模块的一变形实施例的等效电路原理图被示意,在图8所示的所述抗干扰微波探测模块的这一变形实施例中,所述第二电容80 的一端被连接于所述微带传输线20和所述第二微带传输线20’之间,所述第二电容80的另一端被接地,以形成对所述微带传输线20和所述第二微带传输线 20’的隔离和界定,其中所述微带传输线20和所述第二微带传输线20’于实际的版图中以被电性连接于同一焊盘的状态而形成串联连接关系。
102.可以理解的是,其中基于所述微带传输线20所处板材和板材厚度不同,所述微带传输线20的波长电长度对所述微带传输线20的物理长度的换算具有不同。其中以所述抗干扰微波探测模块被设置工作于5.8ghz
±
75mhz的ism频段的为例,其中所述电路基板70被实施为fr4板材并具有1mm的板材厚度,其中所述微带传输线具有7.1mm
±
1.5mm的物理长度并与所述参考地面12具有大于等于 0.127mm小于等于1.6mm的间隙。
103.本领域的技艺人员应理解,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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