一种微带混频器和微波多普勒探测模块的制作方法

本发明涉及微波多普勒探测领域，更详而言之涉及适用于采用收发一体结构的微波多普勒探测模块的一种微带混频器及具有所述微带混频器的微波多普勒探测模块。

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的需求越来越多，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。

现有的微波多普勒探测模块基于成本和体积考虑，主要采用收发一体的结构设计，在经一混频器被一本振信号馈电时，发射对应于本振频率的一探测波束，和接收所述探测波束的一回波，其中所述回波被接收而形成有一回馈信号，并藉由所述混频器，接收所述回馈信号和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中频信号，则基于多普勒效应原理，所述中频信号对应于反射所述探测波束而形成所述回波的相应物体的运动。其中，基于收发一体设计的所述微波多普勒模块对混频器的相应要求，和平衡混频器噪声小、灵敏度高的优势，现有的采用收发一体的结构设计的所述微波多普勒主要采用平衡混频器。具体地，参考本发明的说明书附图之图1所示，现有的平衡混频器的等效电路原理被示意，具体地，所述平衡混频器包括一电桥10p，一高频滤波电路20p，两混频管30p以及一中频输出线40p，其中所述电桥10p具有一本振信号输入端口11p，一回馈信号输入端口12p以及两混频输出端口13p和14p，其中两所述混频管30p的一端分别被电性连接于所述电桥10p的两所述混频输出端口13p和14p，其中所述高频滤波电路20p于两所述混频管30p的另一端被连接于两所述混频管30p之间，其中所述中频输出线40p于两所述混频管30p中间自所述高频滤波电路20p引出。对应于图1的等效电路原理，参考本发明的说明书附图之图2所示，采用二分支3db电桥的一微带平衡混频器被示意，其中所述电桥10p被设置为一微带框10p’,其中所述微带框10p’被做成变阻形式而具有不对称的输入和输出，以藉由所述微带框10p’同时完成电桥和阻抗变换两种作用，其中所述高频滤波电路20p被设置为于两所述混频管30p的另一端被连接于两所述混频管30p之间的低阻路线而构成的高频短路，以使得两所述混频管30p的该端高频对地短路，从而使的自所述本振信号输入端口11p和所述回馈信号输入端口12p分别输入的本振信号和回馈信号的功率能够全部被加载于两所述混频管30p而不致于向所述中频输出线40p泄漏。特别地，基于平衡混频器的电路原理，所述微带平衡器的电路形式具有多种变形，其主要差别在于所述电桥10p的实施方式，即所述微带框10p’的结构变形，具体地，参考本发明的说明书附图之图3至图10所示，所述电桥10p的不同实施方式被示意，其中图3至图8分别示意了行业常规的典型二分支电桥、三分支电桥、变阻电桥、环形二分支变阻电桥、环形电桥、宽带环形电桥，其中基于图3至图8示意的所述电桥10p的不同实施方式的变形或组合变形，所述电桥10p的具体实施方式灵活多变，基于图3至图8示意的所述电桥10p的不同实施方式的变形或组合变形，对应于图9和图10，应用于现有的所述微波多普勒探测模块的通用的微带平衡混频器被示意，虽然所述电桥10p的具体实施方式灵活多变，但对应的所述微带框10p’的结构没有脱离四端口的框形设计，其中所述微带框10p’的微带线普遍需要一倍波长(对应于本振信号频率的波长)的长度才能够满足具有不对称的输入和输出，并且相应所述本振信号输入端口11p，所述回馈信号输入端口12p以及两所述混频输出端口13p和14p的位置基于所述微带框10p’的结构被限制，一方面使得所述微带平衡混频器的占用尺寸难以进一步减小，另一方面使得设置有所述微带平衡混频器的电路板的相应线路的设计受限，即所述电路板的尺寸难以减小，且所述电路板上相应线路的设计需要考虑所述电桥10p的各端口位置而具有较高的设计难度。

也就是说，虽然所述微带平衡混频器的所述电桥10p的具体实施方式灵活多变，但基于框形结构设计的所述电桥10p的尺寸难以被减小，且所述电桥10p的各端口的位置受限，所述电桥10p灵活多变的实施方式并不能为简化设置有所述微带平衡混频器的所述电路板的线路设计提供有利条件，反而使得设置有所述微带平衡混频器的所述电路板的线路设计需要配合所述电桥10的结构尺寸和各端口位置，因而现有的设置有所述微带平衡混频器的所述电路板的板面积难以减小而实现小型化和模块化，且电路设计难度高，相应的采用所述微带平衡混频器的所述微波多普勒探测模块的尺寸能以被进一步减小并具有较高的电路设计成本。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器采用三端口的开放式结构设计而使得所述微带混频器的微带结构设计更加灵活多变，并且开放式的结构设计降低了对所述微带混频器的各端口的位置的限制，则所述微带混频器在具有灵活多变的微带结构设计的同时还能够适应于相应线路结构地被设计，提高了所述微带混频器的适用性。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器具有灵活多变的微带结构设计而有利于减小所述微带混频器的尺寸。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器的尺寸能够基于所述微带混频器的灵活多变的微带结构设计被降低，则相应的承载有所述微带混频器的电路基板的尺寸能够被减小，有利于减小采用所述微带混频器的所述微波多普勒探测模块的尺寸。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器具有适用于回馈信号输入和混频输出的一共用端口，和适用于本振信号输入的一本振信号输入端口，其中所述共用端口电性相连于所述本振信号输入端口，其中本振信号经所述共用端口对所述微波多普勒探测模块的馈电输出，同时所述回馈信号经所述共用端口被所述微带混频器接收，则所述微带混频器适用于收发一体结构设计的所述微波多普勒探测模块的混频输出。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器包括一微带混频线和两混频管，其中基于所述微带混频器的三端口的开放式结构设计，所述微带混频线得以于一倍波长的长度范围内实现对所述混频管的变相混频输出，其中该波长为对应本振信号频率的波长，有利于减小所述微带混频线长度地减小所述微带混频器的尺寸。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频线进一步具有一混频输出端口，其中所述混频输出端口与所述共用端口输出的本振信号具有180度相位差，所述混频输出端口与所述共用端口输出的回馈信号也具有180度相位差，即所述混频输出端口与所述共用端口相位相差180度，以允许所述微带混频器以最大幅值输出对应于本振信号和回馈信号之间的频率差异的中频信号，有利于提高所述微波多普勒探测模块的灵敏度。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述本振信号输入端口于所述微带混频线被设置于所述共用端口和所述混频输出端口之间，其中所述混频输出端口和所述共用端口之间具有180度的相位差，则从所述共用端口经所述本振信号输入端口至所述混频输出端口，所述共用端口和所述混频输出端口之间具有趋于180度的电长度，因而所述微带混频线能够被设置在小于一倍波长的长度范围内实现所述混频输出端口和所述共用端口之间180度的相位差，有利于减小所述微带混频线长度地减小所述微带混频器的尺寸。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述本振信号输入端口与所述共用端口相位相差90度，所述本振信号输入端口与所述混频输出端口相位相差90度，如此以藉由两所述混频管分别于所述混频输出端口和所述共用端口的反向设置(即当其中一所述混频管的正极连接于所述混频输出端口时，另一所述混频管的负极连接于所述共用端口)，形成所述混频输出端口和所述共用端口之间180度的相位差。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频线包括形成于所述共用端口和所述本振信号输入端口之间的一第一微带臂，和形成于所述本振信号输入端口和所述混频输出端口之间的一第二微带臂，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂的臂长参数l1和l2被设置满足λ/16≤l1＝l2≤λ/2，其中λ为对应于本振信号频率的波长参数，以利于在所述本振信号输入端口与所述共用端口之间形成90度相位差，和在所述本振信号输入端口与所述混频输出端口之间形成90度相位差。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂的阻抗参数z1和z2被设置满足z2＝k·z1，其中k优选地满足2≤k≤4，以使得所述第一微带臂和所述第二微带臂能够同时满足：λ/16≤l1＝l2≤λ/2和z2＝k·z1，并藉由所述第一微带臂和所述第二微带臂之间满足z2＝k·z1的阻抗关系合理分配振荡电压功率，从而有利于所述微波多普勒探测模块的阻抗匹配。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中两所述混频管的一端分别被电性连接于所述共用端口和所述混频输出端口，另一端分别被接地，以将自所述共用端口和所述混频输出端口向相应所述混频管输出的高频的本振信号和回馈信号对地引流而降低对所述微带混频器输出的中频信号的干扰，提高了所述微带混频器的灵敏度。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述共用端口分别与所述本振信号输入端口和其中一所述混频管的一端电性相连，其中所述本振信号输入端口电性连接于所述混频输出端口并经所述混频输出端口被电性连接于另一所述混频管的一端，其中两所述混频管的另一端分别被接地，如此以形成具有三端口的开放式结构的所述微带混频器。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频器进一步包括一接地焊盘，其中所述接地焊盘被接地而适于通过将两所述混频管分别连接于所述接地焊盘和所述混频输出端口之间以及所述接地焊盘与所述共用端口之间的方式，形成两所述混频管的一端分别被电性连接于所述共用端口和所述混频输出端口，另一端分别被接地的状态，有利于简化所述微带混频器的线路结构。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述接地焊盘经自所述接地焊盘延伸的一金属化孔被接地，有利于简化所述微带混频器的线路结构和提高所述微带混频器的线路结构的一致性。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微带混频线自所述共用端口一体延伸有一回馈信号输入臂，和自所述本振信号输入端口一体延伸有一本振信号输入臂，其中藉由相应所述本振信号输入臂和所述回馈信号输入臂的结构设计，所述微带混频器能够于相应电路基板适应于不同线路结构，进一步提高了所述微带混频器的适用性。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中所述微波多普勒探测模块包括一振荡电路单元，一参考地以及一辐射源，其中所述振荡电路单元被设置允许被供电而输出本振信号，其中所述振荡电路单元经所述本振信号输入臂被电性耦合于所述微带混频器的所述本振信号输入端口，其中所述辐射源经所述回馈信号输入臂被电性耦合于所述微带混频器的所述共用端口，其中所述参考地被接地，如此则所述振荡电路单元经所述本振信号输入臂，所述第一微带臂和所述回馈信号输入臂与所述辐射源电性耦合而对所述辐射源馈电。

本发明的另一目的在于提供一种微带混频器和微波多普勒探测模块，其中以三端口的开放式结构设计的所述微带混频器具有灵活简洁的微带结构而能够适应于相应线路结构地被设计，并允许以最大幅值输出对应于所述本振信号和回馈信号之间的频率差异的中频信号，因而性价比高。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种微带混频器，其中所述微带混频器包括：

两混频管，其中各所述混频管的其中一端被接地；和

一微带混频线，其中所述微带混频线包括一第一微带臂和一体延伸于所述第一微带臂的一第二微带臂，其中所述微带混频线具有一共用端口，一混频输出端口及一本振信号输入端口，其中所述本振信号输入端口被所述第一微带臂电性连接于所述共用端口并经所述共用端口与其中一所述混频管的另一端电性相连，其中所述本振信号输入端口被所述第二微带臂电性连接于所述混频输出端口并经所述混频输出端口与另一所述混频管的另一端电性相连，如此以当于所述本振信号输入端口输入本振信号和于所述共用端口输入回馈信号时，自所述共用端口和所述混频输出端口向相应所述混频管输出的高频的回馈信号和本振信号和能够被对地引流，则对应于本振信号和回馈信号的频率差异的中频信号能够于被引出。

在一实施例中，所述微带混频器进一步包括一接地焊盘，其中所述接地焊盘被接地，其中各所述混频管的被接地的一端被电性连接于所述接地焊盘而被接地。

在一实施例中，所述微带混频线和所述接地焊盘被承载于一电路基板，其中所述接地焊盘经自所述接地焊盘延伸并穿过所述电路基板的一金属化孔被接地。

在一实施例中，所述微带混频器进一步包括一回馈信号输入臂和一本振信号输入臂，其中所述回馈信号输入臂自所述共用端口一体延伸于所述微带混频线，其中所述本振信号输入臂自所述本振信号输入端口一体延伸于所述微带混频线。

在一实施例中，设所述第一微带臂的臂长参数为l1，设所述第二微带臂的臂长参数为l2，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足λ/16≤l1≤λ/2且λ/16≤l2≤λ/2，其中λ为对应于本振信号频率的波长参数。

在一实施例中，所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足0.8·l2≤l1≤1.2·l2或0.8·l1≤l2≤1.2·l1。

在一实施例中，所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足λ/8≤l1≤λ/4且λ/8≤l2≤λ/4。

在一实施例中，所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足l1＝l2。

在一实施例中，设所述第一微带臂的阻抗参数为z1，设所述第二微带臂的阻抗参数为z2，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足z2＝k·z1，其中k＝λ/l1。

在一实施例中，所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足z2＝k·z1，其中k满足2≤k≤4。

在一实施例中，所述第二微带臂的一段被设置为弯折的矩齿形。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种微波多普勒探测模块，其中所述微波多普勒探测模块包括：

一微带混频器，其中所述微带混频器包括两混频管和一微带混频线，其中各所述混频管的其中一端被接地，其中所述微带混频线包括一第一微带臂和一体延伸于所述第一微带臂的一第二微带臂，其中所述微带混频线具有一共用端口，一混频输出端口及一本振信号输入端口，其中所述本振信号输入端口被所述第一微带臂电性连接于所述共用端口并经所述共用端口与其中一所述混频管的另一端电性相连，其中所述本振信号输入端口被所述第二微带臂电性连接于所述混频输出端口并经所述混频输出端口与另一所述混频管的另一端电性相连，如此以当于所述本振信号输入端口输入本振信号和于所述共用端口输入回馈信号时，自所述共用端口和所述混频输出端口向相应所述混频管输出的高频的回馈信号和本振信号和能够被对地引流，则对应于本振信号和回馈信号的频率差异的中频信号能够于被引出；

一振荡电路单元，其中所述振荡电路单元被设置允许被供电而输出本振信号，其中所述振荡电路单元被电性耦合于所述微带混频器的所述本振信号输入端口；

一辐射源，其中所述辐射源被电性耦合于所述微带混频器的所述共用端口；以及

一参考地，其中所述参考地被接地并与所述辐射源被间隔地设置。

在一实施例中，设所述第一微带臂的臂长参数为l1，设所述第二微带臂的臂长参数为l2，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足λ/16≤l1≤λ/2且λ/16≤l2≤λ/2，其中λ为对应于本振信号频率的波长参数。

在一实施例中，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足0.8·l2≤l1≤1.2·l2或0.8·l1≤l2≤1.2·l1。

在一实施例中，所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足λ/8≤l1≤λ/4且λ/8≤l2≤λ/4。

在一实施例中，所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足l1＝l2。

在一实施例中，设所述第一微带臂的阻抗参数为z1，设所述第二微带臂的阻抗参数为z2，其中所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足z2＝k·z1，其中k＝λ/l1。

在一实施例中，所述第一微带臂和所述第二微带臂被设置满足z2＝k·z1，其中k满足2≤k≤4。

在一实施例中，所述微带混频器进一步包括一接地焊盘，其中所述接地焊盘被接地，其中各所述混频管的被接地的一端被电性连接于所述接地焊盘而被接地。

在一实施例中，所述微波多普勒探测模块进一步包括一电路基板，其中所述微带混频线和所述接地焊盘被承载于所述电路基板，其中所述接地焊盘经自所述接地焊盘延伸并穿过所述电路基板的一金属化孔被接地。

在一实施例中，所述微带混频器进一步包括一回馈信号输入臂和一本振信号输入臂，其中所述回馈信号输入臂自所述共用端口一体延伸于所述微带混频线，其中所述本振信号输入臂自所述本振信号输入端口一体延伸于所述微带混频线。

在一实施例中，所述振荡电路单元经所述本振信号输入臂被电性耦合于所述微带混频器的所述本振信号输入端口，其中所述辐射源经所述回馈信号输入臂被电性耦合于所述微带混频器的所述共用端口。

在一实施例中，所述辐射源被接地。

附图说明

图1为现有平衡混频器的等效电路原理示意图。

图2为基于现有平衡混频器的等效电路原理采用二分支3db电桥的现有微带平衡混频器的微带结构示意图。

图3为基于现有平衡混频器的等效电路原理的现有二分支电桥的微带结构示意图。

图4为基于现有平衡混频器的等效电路原理的三分支电桥的微带结构示意图。

图5为基于现有平衡混频器的等效电路原理的变阻电桥的微带结构示意图。

图6为基于现有平衡混频器的等效电路原理的环形二分支变阻电桥的微带结构示意图。

图7为基于现有平衡混频器的等效电路原理的环形电桥的微带结构示意图。

图8为基于现有平衡混频器的等效电路原理的宽带环形电桥的微带结构示意图。

图9为基于现有平衡混频器的等效电路原理的一种通用的微带平衡混频器的微带结构示意图。

图10为基于现有平衡混频器的等效电路原理的另一种通用的微带平衡混频器的微带结构示意图。

图11为依本发明的一实施例的一微带混频器的等效电路原理示意图。

图12为依本发明的基于上述实施例的等效电路原理的所述微带混频器的一种微带结构示意图。

图13为依本发明的基于上述实施例的等效电路原理的所述微带混频器的另一种微带结构示意图。

图14为依本发明的具有上述实施例的所述微带混频器的一微波多普勒探测模块的电路结构框图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。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发明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发明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，在本发明的揭露中，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发明和简化描述，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发明的限制。

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。

参考本发明的说明书附图之图11所示，依本发明的一实施例的一微带混频器10的等效电路原理被示意，其中所述微带混频器10采用三端口的开放式结构设计而使得所述微带混频器10的微带结构设计更加灵活简洁，有利于减小所述微带混频器10的尺寸，并且开放式的结构设计降低了对所述微带混频器10的各端口的位置的限制，则所述微带混频器10在具有灵活多变的微带结构设计的同时还能够适应于相应线路结构地被设计，提高了所述微带混频器10的适用性。

具体地，所述微带混频器10具有一共用端口101，一本振信号输入端口102和一混频输出端口103并包括两混频管11，其中所述共用端口101分别与所述本振信号输入端口102和其中一所述混频管11的一端电性相连，即所述本振信号输入端口102被电性连接于所述共用端口101并经所述共用端口101被电性连接于该所述混频管的一端，其中所述本振信号输入端口102还被电性连接于所述混频输出端口103并经所述混频输出端口103被电性连接于另一所述混频管11的一端，其中两所述混频管11的另一端分别被接地，如此以形成具有三端口的开放式结构的所述微带混频器10。

进一步地，所述共用端口101被设置用于回馈信号输入和混频输出，所述本振信号输入端口102被设置用于本振信号输入，所述混频输出端口103被设置用于混频输出，则当于所述本振信号输入端口102对所述微带混频器10输入本振信号时，所述共用端口101与所述本振信号输入端口102电性相连而能够输出本振信号，即所述共用端口101被设置允许同时输出本振信号和被输入回馈信号，因此所述微带混频器10适用于收发一体结构设计的微波多普勒探测模块的混频输出。

值得一提的是，两所述混频管11的一端分别被电性连接于所述共用端口101和所述混频输出端口103，另一端分别被接地，如此则自所述共用端口101和所述混频输出端口103向相应所述混频管11输出的高频的本振信号和回馈信号能够被对地引流而降低对所述微带混频器10输出的中频信号的干扰，提高了所述微带混频器的灵敏度。

可以理解的是，自所述共用端口101和所述混频输出端口103向相应所述混频管11输出的高频的本振信号和回馈信号能够被对地引流，则对应于本振信号和回馈信号的中频信号能够于所述混频管11和所述微带混频器10的任一端口之间被引出，并优选地于所述微带混频器10的靠近所述混频输出端口103或所述共用端口101的位置被引出，本发明对此不做限制。

特别地，在本发明的这个实施例中，所述微带混频器10满足自所述本振信号输入端口102输入的本振信号于所述混频输出端口103和所述共用端口101之间具有180度的相位差，和自所述共用端口101输入的回馈信号于所述混频输出端口103和所述共用端口101之间具有180度的相位差，即所述混频输出端口103和所述共用端口101之间具有180度的相位差，以允许所述微带混频器10以最大幅值输出对应于本振信号和回馈信号之间的频率差异的中频信号，从而有利于提高所述微波多普勒探测模块的灵敏度。

具体地，所述本振信号输入端口102分别与所述共用端口101和所述混频输出端口103电性相连，其中所述本振信号输入端口102与所述共用端口101相位相差90度，所述本振信号输入端口102与所述混频输出端口103相位相差90度，如此以藉由两所述混频管11分别于所述混频输出端口103和所述共用端口101的反向设置(如当其中一所述混频管11的正极连接于所述混频输出端口103时，另一所述混频管11的负极连接于所述共用端口101)，形成所述混频输出端口103和所述共用端口101之间180度的相位差。

值得一提的是，所述混频输出端口103和所述共用端口101之间具有180度的相位差，则从所述共用端口101经所述本振信号输入端口102至所述混频输出端口103，所述共用端口101和所述混频输出端口103之间具有趋于180度的电长度，即从所述共用端口101经所述本振信号输入端口102至所述混频输出端口103，所述共用端口101和所述混频输出端口103之间的实际电路能够被设置在小于一倍波长的长度范围内实现所述混频输出端口103和所述共用端口101之间180度的相位差，其中该波长为对应本振信号频率的波长，因此具有三端口的开放式结构的所述微带混频器10在具有灵活多变的微带结构设计的同时，相应微带线的长度允许被设置在小于一倍波长的长度范围内而能够实现所述混频输出端口103和所述共用端口101之间180度的相位差，即相对于平衡混频器，所述微带混频器10的相应微带线的长度被减小，有利于结合所述微带混频器10的灵活多变的微带结构设计进一步减小所述微带混频器10的尺寸。

进一步参考本发明的说明书附图之图12和图13所示，基于图11所示的等效电路原理，所述微带混频器10的两种微带结构被示意，其中所述微带混频器10包括被承载于一电路基板20的一微带混频线12和一接地焊盘13，其中所述共用端口101，所述本振信号输入端口102及所述混频输出端口103分别形成于所述微带混频线12，且所述本振信号输入端口102于所述微带混频线12形成于所述共用端口101和所述混频输出端口103之间，其中所述微带混频线12包括形成于所述共用端口101和所述本振信号输入端口102之间的一第一微带臂121，和形成于所述本振信号输入端口102和所述混频输出端口103之间并一体延伸于所述第一微带臂121的一第二微带臂122，其中一所述混频管11被电性连接于所述共用端口101与所述接地焊盘13之间，其中另一所述混频管11被电性连接于所述混频输出端口103和所述接地焊盘13之间，其中所述接地焊盘13被接地，如此以形成所述本振信号输入端口102被所述第一微带臂121电性连接于所述共用端口101并经所述共用端口101与其中一所述混频管11的一端电性相连的电路连接状态，和所述本振信号输入端口102被所述第二微带臂122电性连接于所述混频输出端口103并经所述混频输出端口103与另一所述混频管11的一端电性相连的电路连接状态，及两所述混频管11的另一端于所述接地焊盘13被接地的电路连接状态，从而形成具有三端口的开放式结构的所述微带混频器10。

具体地，为于所述第一微带臂121形成所述共用端口101和所述本振信号输入端口102之间90度的相位差，和于所述第二微带臂122形成所述本振信号输入端口102和所述混频输出端口103之间90度的相位差，所述微带混频线12的所述第一微带臂121和所述第二微带臂122的臂长参数l1和l2被设置满足λ/16≤l1＝l2≤λ/2，其中λ为对应于本振信号频率的波长参数，以利于在所述本振信号输入端口102与所述共用端口101之间形成90度相位差，和在所述本振信号输入端口102与所述混频输出端口103之间形成90度相位差，从而藉由两所述混频管11分别于所述混频输出端口103和所述共用端口101的反向设置(如当其中一所述混频管11的负极连接于所述混频输出端口103时，另一所述混频管11的正极连接于所述共用端口101)形成所述混频输出端口103和所述共用端口101之间180度的相位差，以允许所述微带混频器10以最大幅值输出对应于本振信号和回馈信号之间的频率差异的中频信号，从而有利于提高相应所述微波多普勒探测模块的灵敏度。

值得一提的是，考虑所述第一微带臂121与所述第二微带臂122的加工误差，和所述第一微带臂121与所述第二微带臂122的形状和厚度参数对所述第一微带臂121和所述第二微带臂122的电长度的影响，所述第一微带臂121与所述第二微带臂122等长的关系应当理解为在20％的误差范围内等长，即所述第一微带臂121的臂长参数l1满足λ/16≤l1≤λ/2，所述第二微带臂122的臂长参数l2满足λ/16≤l2≤λ/2，且所述第一微带臂121的臂长参数l1和所述第二微带臂122的臂长参数l2满足0.8·l2≤l1≤1.2·l2或0.8·l1≤l2≤1.2·l1。

特别地，所述微带混频线12的所述第一微带臂121和所述第二微带臂122的臂长参数l1和l2在λ/16≤l1＝l2≤λ/2的关系基础上，优选地被设置满足λ/8≤l1＝l2≤λ/4，同样地，所述第一微带臂121与所述第二微带臂122的臂长参数的等长的关系应当理解为在20％的误差范围内等长，即所述微带混频线12的所述第一微带臂121和所述第二微带臂122的臂长参数l1和l2优选地被设置满足：λ/8≤l1≤λ/4，λ/8≤l2≤λ/4，且所述第一微带臂121的臂长参数l1和所述第二微带臂122的臂长参数l2满足0.8·l2≤l1≤1.2·l2或0.8·l1≤l2≤1.2·l1。

可以理解的是，基于上述的所述微带混频线12和两所述混频管11及所述接地焊盘13的结构和连接关系，所述微带混频器10具有三端口的开放式结构设计，并能够形成所述混频输出端口103和所述共用端口101之间180度的相位差，其中所述微带混频线12的所述第一微带臂121和所述第二微带臂122的形状灵活多变，即所述微带混频器10具有灵活多变的微带结构设计而能够适应于相应线路结构地被设计，提高了所述微带混频器10的适用性，并有利于减小所述微带混频器10的尺寸，如对应于图13，所述第二微带臂122的一段被设计为弯折的矩齿形而有利于减小所述微带混频器10的尺寸。

值得一提的是，基于所述微带混频线12的所述第一微带臂121和所述第二微带臂122的臂长参数l1和l2满足λ/16≤l1＝l2≤λ/2的关系，所述微带混频线12能够被设置在小于λ的长度范围内实现所述混频输出端口103和所述共用端口101之间180度的相位差，因此具有三端口的开放式结构的所述微带混频器10在具有灵活多变的微带结构设计的同时，所述微带混频线10的长度允许被设置在小于λ的长度范围内而能够实现所述混频输出端口103和所述共用端口101之间180度的相位差，即相对于平衡混频器，所述微带混频器10的相应微带线的长度被减小，有利于结合所述微带混频器10的灵活多变的微带结构设计进一步减小所述微带混频器10的尺寸。

进一步地，在本发明的这个实施例中，所述第一微带臂121和所述第二微带臂122的阻抗参数z1和z2被设置满足z2＝k·z1，其中k＝λ/l1并优选地满足2≤k≤4，以利于所述第一微带臂121和所述第二微带臂122在满足λ/16≤l1＝l2≤λ/2的基础上满足z2＝k·z1，并藉由所述第一微带臂121和所述第二微带臂122之间满足z2＝k·z1的阻抗关系合理分配振荡电压功率，从而有利于所述微波多普勒探测模块的阻抗匹配。

特别地，在本发明的这个实施例中，所述接地焊盘13经自所述接地焊盘13延伸并穿过所述电路基板20的一金属化孔被接地，如于以金属化过孔工艺形成的金属化盲孔或金属化通孔，以有利于简化所述微带混频器10的微带结构而进一步减小所述微带混频器10的尺寸，同时有利于提高所述微带混频器10的微带结构的一致性。

进一步地，在本发明的这个实施例中，所述微带混频线12自所述共用端口101一体延伸有一回馈信号输入臂123，和自所述本振信号输入端口102一体延伸有一本振信号输入臂124，其中藉由相应所述本振信号输入臂124和所述回馈信号输入臂123的结构设计，所述微带混频器10能够于所述电路基板20适应于不同线路结构，进一步提高了所述微带混频器10的适用性。

参考本发明的说明书附图之图14所示，具有上述实施例的所述微带混频器10的一微波多普勒探测模块的电路结构框图被示意，其中所述微波多普勒探测模块包括一振荡电路单元30，一参考地40以及一辐射源50，其中所述振荡电路单元30被设置允许被供电而输出本振信号，其中所述振荡电路单元30经所述本振信号输入臂124被电性耦合于所述微带混频器10的所述本振信号输入端口102，其中所述辐射源50经所述回馈信号输入臂123被电性耦合于所述微带混频器10的所述共用端口101，其中所述参考地40被接地并与所述辐射源50被间隔地设置，如此则所述振荡电路单元30被供电而经所述本振信号输入臂124，所述第一微带臂121和所述回馈信号输入臂123与所述辐射源50电性耦合而对所述辐射源50馈电，并经所述本振信号输入臂124于所述本振信号输入端口102输入本振信号至所述微带混频器10，则所述辐射源50被馈电而能够相应于所述参考地40而发射对应于本振信号频率的一探测波束，其中所述探测波束被反射形成的相应回波被所述辐射源50接收而形成有回馈信号，所述回馈信号经所述回馈信号输入臂123于所述共用端口101输入所述微带混频器10，所述微带混频器10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中频信号，则基于多普勒效应原理，所述中频信号对应于反射所述探测波束而形成相应回波的相应物体的运动。

可以理解的是，基于所述微带混频器10的三端口的开放式结构设计，所述微带混频器10的尺寸能够基于所述微带混频器10的灵活多变的微带结构设计被降低，则相应的承载有所述微带混频器10的所述电路基板20的尺寸能够被减小，有利于减小采用所述微带混频器10的所述微波多普勒探测模块的尺寸。

值得一提的是，在本发明的一些实施例中，所述辐射源50被接地而使得所述微波多普勒探测模块的阻抗被降低，相应的所述微波多普勒探测模块的品质因数(即q值)被提高，则所述微波多普勒探测模块的频宽被降低而有利于提高所述微波多普勒探测模块的抗干扰性能，然而在所述微波多普勒探测模块的阻抗被降低的同时，相应的初始中频信号的幅值被降低而不利于所述中频信号的分析处理，如在对具有较低幅值的所述中频信号的放大和滤波过程中，容易造成信号失真。因此，在所述微波多普勒探测模块采用所述微带混频器10时，由于所述微带混频器10满足所述混频输出端口103和所述共用端口101之间具有180度的相位差，因而允许所述微带混频器10以最大幅值输出对应于本振信号和回馈信号之间的频率差异的初始中频信号，从而有利于提高所述微波多普勒探测模块的灵敏度，并在所述辐射源50被接地时，在提高所述微波多普勒探测模块的抗干扰性能的同时能够保障所述微波多普勒探测模块的灵敏度。

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，以得到根据本发明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。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明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，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。