[发明专利]检测器系统

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2009年11月2日提交的、申请人为Grant E.Moulton，Christopher E.Stewart和Steven H.Goody、题为“噪声消除下变频检测器（Noise Canceling Down-Converting Detector）”的美国专利申请第12/590,145号（代理案号：IP0901美国）；提交的Christopher E.Stewart，Grant E.Moulton，和Steven H.Goody共同拥有的实用美国专利申请第12/590,117号、题为“下变频高频信号的方法（Method of Down Converting High-frequency Signals）”（代理案号：IP0902美国）；Christopher E.Stewart，Grant E.Moulton和Steven H.Goody共同拥有的实用美国专利申请第12/590,116号、题为“连续波场干扰感测系统（Continuous-Wave Field Disturbance Sensing System）”（代理案号：IP0903美国）；以及Steven H.Goody，Joie L.Puckett,Jr.，Grant E.Moulton和Christopher E.Stewart共同拥有的实用美国专利申请第29/316,807号、题为“手持雷达装置（Hand-Held Radar Device）”（代理案号：IP0904 US）的优先权。

关于共同资助研究的声明

无

共同研究合约的各方名称

无

参考的序列表

无

技术领域

本发明总体上涉及电磁场干扰感测技术，例如雷达系统。

背景技术

连续波（CW）相干雷达利用频率转换来比较发射信号和该信号从移动目标反射回的信号的相位。从目标反射回的波的相位根据距该目标的变化距离而改变。如果目标速度保持不变，那么反射信号的相位以恒定速率改变。相位改变的恒定速率对应于恒定频率。因此，返回的反射信号出现在发射信号的与发射器和目标之间的相对速度成比例的频移处。

通过频率下变频器比较发射信号和接收信号在变频器输出端所呈现出的发射信号和接收信号之间的差频。雷达的实际实施试图使对发射信号和接收信号的相位（或频率）进行比较所需要的设备的成本和尺寸最优化，同时得到对于该成本和尺寸到目标尽可能最大的检测范围。

很多传统便携雷达枪使用耿氏（Gunn）二极管来驱动具有积分二极管峰值检测器的腔式振荡器，其中该积分二极管峰值检测器具有频率下变频器或混频器的功能，使用一个或多个检测器二极管。腔式振荡器/混频器耦接至用于发射入射信号和接收反射信号的喇叭天线。腔体利用来自发射器的本地振荡器（“LO”）信号驱动二极管检测器并且将接收到的RF信号耦接至相同的二极管。二极管检测器混合RF信号和LO信号，以产生它们差频处的IF信号。二极管检测器一般匹配相对高的阻抗，通常几百或甚至几千欧姆，并且变频损耗可接近0dB。通过在腔内移动二极管位置来实现对LO信号和RF信号的匹配，以最佳化最优系统性能的耦合。

检测器二极管还整流腔内的LO电流，并且由相干调幅（“AM”）或AM噪声导致的任何振幅变化在IF输出显示出。由于该问题，设计者一般使用被调节到二极管偏置电源电压输入至振幅变化的最小转换点的耿氏二极管振荡器。这最小化了LO上的AM噪声并且因此还将IF输出上检测到的LO AM噪声最小化，以允许足够灵敏度的RF检测。

对于工作在10GHz或24GHz ISM频带（例如，X和K频带），腔式雷达装置一般需要高达几英寸长的喇叭天线和尺寸为至少一或几立方英寸的腔式振荡器。这些因素都导致系统具有大的重量和尺寸，而这对于小型手持应用是不想要的。此外，最佳耿氏二极管偏置点通常需要大电流汲取，限制了对于便携式电池供电应用的可用工作时间。可替换地，雷达尺寸必须增大以容纳更大的电池。