[发明专利]多段距离选择与超低功率的全模拟式微波检测器

说明书

技术领域

本发明为一种微波检测器，尤指一种可多段距离选择与超低功率的全模拟式微波检测器。

背景技术

请参阅图1，图1为现有技术中微波检测器的结构示意图。微波检测器1包括一射频模块10、一调制电路11、一中频模块20、一数字信号处理器30、一发射天线15和一接收天线16、射频模块10包含有一压控振荡器12、一功率分配器13、一驱动放大器14、一低噪声放大器17以及一混波器18。调制电路11是用以产生所需的调制信号，然后将所述调制信号输出至压控振荡器12。压控振荡器12是一种电子振荡电路设计，可经由输入电压的不同来控制振荡频率，最后输出调频连续波，并由发射天线15发射出发射波。但是在经过发射天线15之前，功率分配器13会将压控振荡器12输出功率的一部分输入到混波器18，以利于之后获得中频信号。同时，调频连续波在被发射天线15接收之前，会经由驱动放大器14做放大处理。

接收天线16在接收到反射后的调频连续波之后，会将所接收到的信号输入至混波器18，但是信号在传递到混波器18之前，会先经过低噪声放大器17，将信号做放大处理的同时，又尽可能抑制噪声，以便于后续的电子组件做处理。然后混波器18会计算出发射波与接收波之间的频率差，从而降频并输出中频信号。接着，再通过后端的中频模块20来控制检测距离范围，以取得检测目标的信息。最后会经过模拟数字转换，将信号送至数字信号处理器30中，再以数字信号处理器30进行傅立叶转换计算目标距离。若需进行相对速度的量测，则多以目标通过的时间来推导速度，或以发射与接收差频信号的频率差来计算速度。

然而微波检测器1是将天线15、16与射频模块10做分开独立的设计，然后做进一步的整合。但是微波检测器1是以标准雷达原理作为检测方式，换句话说，即主要是以功率大小作为检测距离远近的参考。同时天线的尺寸与工作频率直接相关，当工作频率越低时，尺寸越大，但是3dB波束宽度较大，检测的范围也较广。反之，当工作频率越高时，尺寸越小，但是3dB波束宽度变小，检测的范围也相对变小。当采用双天线架构时，因为使用双天线必定使体积变大，非常不适用于一般的小型检测器。但是若提高载波频率，又会导致天线的3dB波束宽度变小，并不利于宽角度环境下的移动物体检测。另外数字信号处理器30必须使用大量傅立叶转换以计算目标距离，再进行速度计算，因此数字信号处理器30的设计复杂度较高，因此不符合低单价、小体积(直径在2cm以内)、低耗能(耗能在1.5W以内)的产品，并且需考虑距离闸条件下进行量测速度(三段距离闸)。

因此，如何设计出新的微波检测器，不仅将天线与射频模块得以整合在一起，同时减少数字信号处理器设计复杂度，以因应微型化实体的需求，便成为十分重要的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可多段距离选择与超低功率的全模拟式微波检测器，不仅将天线与射频模块整合在一起，同时整个微波检测器使用多个模拟电路设计，可以降低整体微波检测器的功率消耗。

本发明提供一种微波检测器，其包含：一主动式天线模块，用来以一扫频周期朝一目标发射一第一调频连续波信号，并接收由所述目标反射回来的一第二调频连续波信号；一调制模块，电性连接于所述主动式天线模块，用来根据从多个距离闸中选取的一距离闸产生一调制信号给所述主动式天线模块，所述第一调频连续波信号的频宽根据所述调制信号的振幅调整，其中所述多个距离闸是一对一对应多个第一调频连续波信号的频宽；一第一解调器，电性连接所述主动式天线模块，用来根据一距离闸解调出差频信号，所述差频信号具有所述第一调频连续波信号和所述第二调频连续波信号的频率差；一第二解调器，电性连接所述第一解调器，用来解调所述差频信号以产生所述多普勒信号，所述多普勒信号的频率等于一上扫差频和一下扫差频的频率差；一鉴别电路，电性连接所述第二解调器，用来比较所述距离闸内的所述目标所对应的所述多普勒信号以及杂波积分后的电压差，以输出一触发信号。

根据本发明的实施例，所述主动式天线模块包括一回路天线及一射频晶体管。所述回路天线包含一发射端以及一接收端，所述发射端用来传递所述第一调频连续波信号，所述接收端用来传递所述第二调频连续波信号。所述射频晶体管具有一控制端、一第一端以及一第二端，所述第二端耦接所述发射端，所述控制端耦接所述接收端，且所述控制端与所述第二端为反相。

根据本发明的实施例，所述微波检测器还包含一第一低通滤波器，电性连接所述射频晶体管的第一端，其中所述第一低通滤波器与所述射频晶体管形成所述第一解调器。