环境自适应的微波探测器和自适应方法

文档序号:1672126 发布日期:2019-12-31 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 环境自适应的微波探测器和自适应方法 (Environment self-adaptive microwave detector and self-adaptive method ) 是由 邹高迪 邹新 于 2019-10-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中通过调频的方式,允许所述微波探测器能够发射不同频率/相位参数的检测波束并基于所述检测波束和对应的回波之间的特征参数的差异所输出的差异信号的波动来识别探测区域内的微波干扰源,从而以主动规避的方式来设定所述微波探测器的工作频率/相位参数,以能够降低所述微波探测器与所述微波干扰源的频率或形成的倍率差频同频的概率,进而减小所述微波探测器与所述微波干扰源之间相互干扰的概率,有利于提高所述微波探测器对不同环境的自适应能力。(The invention provides an environment self-adaptive microwave detector and a self-adaptive method, wherein the microwave detector is allowed to emit detection beams with different frequency/phase parameters in a frequency modulation mode, and a microwave interference source in a detection area is identified based on fluctuation of a difference signal output by difference of characteristic parameters between the detection beams and corresponding echoes, so that the working frequency/phase parameters of the microwave detector are set in an active evasive mode, the frequency of the microwave detector and the microwave interference source or the probability of the same frequency of the formed multiplying power difference frequency can be reduced, the probability of mutual interference between the microwave detector and the microwave interference source is further reduced, and the self-adaptive capacity of the microwave detector to different environments is improved.)

环境自适应的微波探测器和自适应方法

技术领域

本发明涉及微波探测领域,尤其涉及一环境自适应的微波探测器和自适应方法。

背景技术

在现代社会中,无线电技术中的微波探测技术,尤其是基于多普勒效应原理的微波探测技术,被广泛地应用于各个领域,已经成为了人们生活中非常重要的组成部分。由于微波探测器的应用场景非常之广泛,微波探测器面临着不同应用场景中的不同干扰源的干扰。例如,其他无线电设备的干扰。目前国际上在微波探测领域中开放有2.4Ghz、5.8Ghz、10.525Ghz、24.125Gh等无需授权许可的频段,相应的微波探测器在使用这些频段时可以通过遵守一定的发射功率(一般发射功率低于1W)来减小对其他无线电设备的干扰,虽然不同频段的定义和许可能够规范无线电的使用频段而减小不同频段的无线电设备之间相互干扰的概率,然而在有限的频段资源许可下,随着相邻频段或相同频段的无线电使用覆盖率的提升,相邻或相同频段的无线电之间相互干扰的问题却日益严重,也就是说,当微波探测器被应用于存在其他相邻或相同频段的无线电设备的环境时,微波探测器不可避免地会受到相邻频段或同频段的无线电设备的干扰。

基于微波多普勒效应原理的微波探测器基于信号源相对于观测点做运动时所观测到的信号频率的变化来判断检测区域中是否存在运动或动作,因此基于微波多普勒效应原理的微波探测器仅能够判断是否存在运动或者动作而无法识别这些运动或者动作的动作源。由此当所述微波探测器接收到由干扰动作源或者微波干扰源所反馈的信号频率的变化时,所述微波探测器也会误认为是触发信号而进行正常的工作,例如,当所述微波探测器的检测区域内没有人体存在时,所述微波探测器被检测区域内的微波干扰源触发而进行工作,这无疑会对所述微波探测器的正常工作产生干扰并且会造成资源的浪费。

另外,当微波探测器被应用于不同的环境时,由于环境中存在的干扰源不同,微波探测器可能呈现的工作效果也不同,举例来讲,在工厂中应用的微波探测器和家用的微波探测器所受到的干扰源不同,就有可能导致在家用场景中使用的微波探测器被安装于工厂后发生被误触发的情况,这都是由于目前的微波探测器对环境不具有适用性所导致的,也可以理解为,这是由于现有的微波探测器抗干扰能力较差所导致的。然而,根据不同的应用场景来配置不同的微波探测器是不现实的,一方面会导致生产成本的增大,另一方面还会导致微波探测器使用范围被局限化。

如图1和图2所示,传统的使用5.8Ghz频段的所述微波探测器的结构框图被图示说明,其中所述微波探测器包括一天线回路10P,一振荡器20P,一混频检波单元30P,其中所述微波探测器的振荡器20P由于采用自激振荡的方式,其振荡频率难以在制造过程中被精确控制并固定处于5.8Ghz频段(5.725-5.875Ghz)中的某一频点,同时具有一定的频宽,所述天线回路10P被所述振荡器20P激发而发射所述振荡器20P的频点的电磁波信号并接收相应的回波信号,所述混频检波单元30P同时连接于所述振荡器20P与所述天线回路10P以检测发射的电磁波信号与接收的回波信号之间的频率差,其中基于微波多普勒效应原理,在所述微波探测器的探测区域存在运动的物体时,所述微波探测器发射的电磁波信号与接收的回波信号之间存在频率差而使得所述混频检波单元30P能够输出多普勒信号。可以理解的是,当所述探测区域内存在与所述微波探测器的具有一定频宽的频点相对应的频率的其他电磁波信号时,所述天线回路10P同样能够接收该电磁波信号而被干扰,也就是说,当5.8Ghz频段及相邻频段的电磁波覆盖率越来越高时,所述微波探测器被干扰的概率也将越来越大。

因此,目前基于微波多普勒效应原理的所述微波探测器,特别是使用5.8Ghz频段的所述微波探测器,其所面临的相互干扰问题将会愈加严重,不同的环境条件对所述微波探测器的要求将会更加苛刻。

发明内容

本发明的一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中通过调频的方式,允许所述微波探测器以至少调节一次工作频率/相位参数的方式来识别环境中的微波干扰源,从而主动规避所述微波干扰源地设定所述微波探测器的工作频率,以能够减小所述微波探测器与环境中的所述微波干扰源之间的相互干扰,进而提高所述微波探测器对环境的自适应能力。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中所述微波探测器基于多普勒效应原理对一探测区域发射检测波束并接收对应的回波而在所述检测波束与对应的所述回波之间的特征参数存在差异时生成一差异信号,则所述差异信号为对所述探测区域的物体的运动的响应。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中通过调频的方式,允许所述微波探测器以调节至少一次频率/相位参数的方式发射所述检测波束,并检测所述差异信号是否产生波动,从而基于所述差异信号的波动识别所述探测区域内的微波干扰源,进而在后续主动规避所述微波干扰源地设定所述微波探测器的工作频率/相位参数,以能够减小所述微波探测器与各种环境中不同的所述微波干扰源之间的干扰,进而提高所述微波探测器对环境的自适应能力。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中通过调频的方式,允许所述微波探测器能够发射不同频率的所述检测波束,以能够基于所述检测波束与相对应的所述回波之间输出的所述差异信号的波动识别所述探测区域内的所述微波干扰源,并发射不同于所述微波干扰源的频率的所述检测波束至所述探测区域,以避免所述微波探测器所发射的所述检测波束与所述微波干扰源的频率或形成的倍率差频同频,即避免了所述微波探测器与所述微波干扰源之间的相互干扰。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中通过调频的方式,允许所述微波探测器以调节至少一次频率/相位参数的方式来降低与所述探测区域内的所述微波干扰源的频率相同的概率,从而减小所述微波探测器与环境中的所述微波干扰源相互干扰的概率。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中当调频后所述检测波束与对应的所述回波之间生成的所述差异信号不产生波动时判断所述差异信号为干扰信号,从而基于所述差异信号识别所述微波干扰源,有利于提高所述差异信号对所述探测区域内物体运动的反馈的准确性。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中通过所述差异信号以及所述差异信号的波动来反馈所述探测区域内同频段的电磁辐射频率点,对所述微波探测器的频率参数调节能够采用主动规避的调频方式,以进一步提高所述微波探测器的抗干扰性能,从而提高所述微波探测器对环境的自适应能力。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中当检测所述差异信号产生波动时,维持所述微波探测器以调频后的频率工作,从而主动地规避所述探测区域内的所述微波干扰源与所述微波探测器之间的相互干扰。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中基于所述差异信号的波动的方式来识别所述微波干扰源的特征参数,以能够提高所述微波探测器识别所述微波干扰源的特征参数的准确性,从而有利于提高所述微波探测器调节频率参数的准确性。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中所述差异信号为依发射的所述检测波束与对应的回波之间的频率差异生成的一频差信号,以依所述频差信号的特征参数判断所述探测区域内的物体的运动状态,如所述探测区域内物体的移动或微动状态。

本发明的另一目的是,提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中所述差异信号为依发射的所述检测波束与对应的回波之间的相位差异生成的一相差信号,以依所述相差信号的特征参数判断所述探测区域内的物体的运动状态,如所述探测区域内物体的移动或微动状态。

本发明的另一目的在于提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中所述微波探测器不需要改变传统微波探测器的结构,也不需要昂贵复杂设备,从而本发明为所述微波探测器的抗辐射干扰提供一种经济、有效的解决方案。

本发明的另一目的在于提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中所述微波探测器的天线回路为低阻抗天线,通过降低阻抗的方式使得所述微波探测器的频宽变窄,有利于避免所述微波探测器接收或产生的微波信号被相邻频段的电磁辐射干扰。

本发明的另一目的在于提供一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中所述微波探测器的频宽变窄,则在固定的频段内,如5.8Ghz频段内,所述微波探测器的可调频点增多,进而有利于降低被调频调节的所述微波探测器被同频段的电磁辐射干扰的概率,即有利于通过调频调节所述微波探测器的频率参数的方式提高所述微波探测器的抗辐射干扰性能。

为实现以上至少一目的,本发明提供一环境自适应的微波探测器的自适应方法,包括以下步骤:

(a)发射具有一预设频率/相位参数的一检测波束于一探测区域;

(b)接收所述检测波束在所述探测区域内被反射而形成的一回波和输出对应于所述检测波束和所述回波之间的特征参数的差异的一差异信号;以及

(c)于所述探测区域内为无活动物体环境的状态下开始一自适应时间段的计时,所述微波探测器于所述自适应时间段基于所述差异信号调节所述检测波束的频率/相位参数。

在本发明的一实施例中,其中在所述步骤(c)进一步包括一步骤:(c1)当所述差异信号不存在波动时,则设定所述预设频率/相位参数为所述微波探测器的工作频率/相位参数。

在本发明的一实施例中,其中所述环境自适应的微波探测器的自适应方法进一步包括一步骤:(d)在所述微波探测器的一工作时间段内,维持所述微波探测器的工作频率/相位参数。

在本发明的一实施例中,其中所述步骤(c)进一步包括一步骤:(c2)当所述差异信号存在波动时,输出一调控信号,所述微波探测器依所述调控信号调节所述检测波束的频率/相位参数。

在本发明的一实施例中,其中所述步骤(c)进一步包括一步骤:(c3)当所述步骤(c2)中所述差异信号不产生波动时,设置调节后的频率/相位参数为所述微波探测器的工作频率/相位参数。

在本发明的一实施例中,其中所述环境自适应的微波探测器的自适应方法进一步包括一步骤:(d)在所述微波探测器的一工作时间段内,维持所述微波探测器的工作频率/相位参数。

在本发明的一实施例中,其中在所述步骤(c)中,藉由一控制单元接收并检测所述差异信号,并在所述差异信号产生波动时输出所述调控信号。

在本发明的一实施例中,其中在所述步骤(c)中,藉由一振荡器提供振荡频率,并以所述控制单元输出所述调控信号至所述振荡器的方式控制所述微波探测器调节所述检测波束的频率/相位参数。

在本发明的一实施例中,其中所述调控信号为一阶梯电压,以便于所述微波探测器以调节频率/相位参数的方式发射所述检测波束。

在本发明的一实施例中,其中所述阶梯电压基于高电平、低电平和高阻状态之间的切换形成。

在本发明的一实施例中,其中所述阶梯电压为基于高电平到低电平之间的分段电压变化。

在本发明的一实施例中,其中所述调控信号为一模拟电压,以便于所述微波探测器以调节频率/相位参数的方式发射所述检测波束。

在本发明的一实施例中,其中所述调控信号为一脉冲积分电压,其中所述脉冲积分电压为脉冲宽度调节并积分处理后的直流电压。

在本发明的一实施例中,其中所述调控信号为一电流信号,以便于所述微波探测器以调节频率/相位参数的方式发射所述检测波束。

在本发明的一实施例中,其中在所述步骤(b)中,藉由一混频检波单元分析所述检测波束与所述回波之间的特征参数的差异以输出所述差异信号。

在本发明的一实施例中,其中在所述步骤(b)中,所述特征参数被设置为频率参数,所述差异信号为依所述检测波束和所述回波之间的频率差异生成的频差信号。

在本发明的一实施例中,其中在所述步骤(b)中,所述特征参数被设置为相位参数,所述差异信号为依所述检测波束和所述回波之间的相位差异生成的相差信号。

本发明在另一方面还提供了一环境自适应的微波探测器,包括:

一振荡器,其中所述振荡器被设置为能够于一频段内输出一激励信号;

一天线回路,其中所述天线回路电性连接于所述振荡器,以能够被所述激励信号激励而发射与所述激励信号频率相同的至少一检测波束,以此于所述检测波束的探测范围内形成一探测区域,所述天线回路能够接收所述检测波束于所述探测区域内被反射而形成一回波;

一混频检波单元,其中所述混频检波单元分别电性连接所述振荡器和所述天线回路,其中所述混频检波单元能够接收所述激励信号和所述天线回路依所述接收的所述回波所生成的回波信号,并能够依所述激励信号和所述回波信号之间的特征参数差异输出一差异信号;

一放大模块,其中所述放大模块电性连接所述混频检波单元以放大所述差异信号;以及

一控制单元,其中所述控制单元分别电性连接于所述放大模块和所述振荡器以能够接收和检测所述差异信号,其中所述控制单元被设置允许开始一自适应时间段的计时,和于所述自适应时间段基于所述差异信号存在波动而输出一调控信号至所述振荡器,以控制所述振荡器至少调节一次所述激励信号的频率,并在后续开始一工作时间段,其中所述振荡器在所述工作时间段以当前频率输出所述激励信号。

在本发明的一实施例中,其中所述混频检波单元被设置为能够依所述激励信号和所述回波信号之间的相位参数差异输出所述差异信号。

在本发明的一实施例中,其中所述混频检波单元被设置为能够依所述激励信号和所述回波信号之间的频率参数差异输出所述差异信号。

在本发明的一实施例中,其中所述控制单元包括与所述振荡器电性相连的一调频模块和可通信地连接于所述调频模块的一干扰识别模块,其中所述干扰识别模块被设置为能够检测所述差异信号并依所述差异信号的波动识别所述探测区域内的微波干扰源,其中所述调频模块被设置为能够在所述干扰识别模块检测所述差异信号产生波动时以输出所述调控信号至所述振荡器的方式控制所述振荡器调频输出所述激励信号。

在本发明的一实施例中,其中所述调频模块和所述干扰识别模块一体集成。

在本发明的一实施例中,其中所述调频模块输出的所述调控信号为一阶梯电压。

在本发明的一实施例中,其中所述阶梯电压为基于高电平、低电平和高阻状态之间的切换。

在本发明的一实施例中,其中所述阶梯电压为基于高电平到低电平之间的分段电压变化。

在本发明的一实施例中,其中所述调频模块输出的所述调控信号为一模拟电压。

在本发明的一实施例中,其中所述调频模块输出的所述调控信号为脉冲积分电压,其中所述脉冲积分电压为脉冲宽度调节并积分处理后的直流电压。

在本发明的一实施例中,其中所述调频模块输出的所述调控信号为电流信号。

通过对随后的描述和附图的理解,本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1为现有的使用5.8Ghz频段的一微波探测器的结构示意框图。

图2为现有的使用5.8Ghz频段的所述微波探测器的频点分布示意图。

图3为根据本发明的一优选实施例的所述环境自适应的微波探测器的自适应方法逻辑框图。

图4为根据本发明的上述优选实施例的所述环境自适应的微波探测器的自适应方法示意框图。

图5为根据本发明的使用5.8Ghz频段的一微波探测器的频点分布示意图。

图6为根据本发明的上述优选实施例的所述环境自适应的微波探测器的结构示意框图。

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、形变方案、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“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。

在本发明的描述中,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发明中的具体含义。

本发明提供了一环境自适应的微波探测器和自适应方法,其中通过调频的方式,允许所述微波探测器能够发射不同频率的检测波束并基于所述检测波束和对应的回波之间的特征参数的差异所输出的差异信号的波动来识别探测区域内的微波干扰源,从而以主动规避的方式来设定所述微波探测器的工作频率,以能够降低所述微波探测器与所述微波干扰源的频率或形成的倍率差频同频的概率,进而减小所述微波探测器与所述微波干扰源之间相互干扰的概率,有利于提高所述微波探测器对不同环境的自适应能力。另外,本发明通过多状态组合判断的方式来控制调节所述微波探测器的振荡频率,有利于提高所述微波探测器的抗干扰能力,以进一步提高所述微波探测器在不同环境下的自适应能力。

具体地,如图3和图4所示,本发明的所述环境自适应的微波探测器的自适应方法包括以下步骤:

(a)发射具有一预设频率/相位参数的一检测波束于一探测区域;

(b)接收所述检测波束在所述探测区域内被反射而形成的一回波和输出对应于所述检测波束和所述回波之间的特征参数的差异的一差异信号;以及

(c)于所述探测区域内为无活动物体环境的状态下开始一自适应时间段的计时,所述微波探测器于所述自适应时间段基于所述差异信号调节所所述检测波束的频率/相位参数。

如图3所示,由于本发明的所述微波探测器基于微波多普勒效应原理来探测所述探测区域内是否有物体的运动,因此在所述步骤(c)中,当所述检测波束与所述回波之间的特征参数相同时,即所述差异信号不存在波动时,对应所述探测区域内无物体的运动,而且也不存在其他无线电设备发射相同特征参数的电磁波干扰。也就是说,当所述检测波束与所述回波之间的特征参数相同时,对应所述探测区域内不存在所述微波干扰源。由此在所述步骤(c)中,当所述检测波束和所述回波之间的特征参数相同时,设定所述预设频率/相位参数为所述微波探测器的工作频率/相位参数,进而在所述探测区域内有物体运动时,所述微波探测器能够通过发射具有所述预设频率的所述检测波束来接收到准确的移动触发信号,则所述微波探测器能够正常地且不受干扰地进行工作。

也就是说,其中所述步骤(c)进一步包括一步骤:(c1)当所述差异信号不存在波动时,设定所述预设频率/限位参数为所述微波探测器的工作频率/相位参数。

可以理解为,所述微波干扰源可以包括无线电设备的干扰和机械干扰,由于本发明基于多普勒效应原理来对所述探测区域中的物体运动进行探测,当所述检测波束和所述回波之间特征参数相同时,可以认为所述探测区域内既不存在其他无线电设备干扰也不存在其他机械干扰。

此外,还值得一提的是,其中所述步骤(c)的所述特征参数可以被设置为一频率参数,则所述差异信号为依所述检测波束和所述回波之间的频率差异生成的频差信号,因此可以理解为,其中当所述步骤(c)中所述检测波束与所述回波之间的频率参数相同时,可以设定所述预设频率/相位参数为所述微波探测器的工作频率/相位参数而发射具有所述预设频率/相位参数的所述检测波束。

还可以理解为,在本发明的一些实施例中,其中所述步骤(c)中的所述特征参数也可以被设置为一相位参数,所述差异信号为依所述检测波束和所述回波之间的相位差异所生成的相差信号,因此可以理解为,其中当所述步骤(c)中所述检测波束与所述回波之间的相位参数相同时,可以设定所述预设频率/相位参数为所述微波探测器的工作频率/相位参数而发射具有所述预设频率/相位参数的所述检测波束,本发明对此不作限制。

总的来说,本发明通过所发射的所述检测波束和所述回波之间频率参数或相位参数的差异来输出所述差异信号,并通过分析所述差异信号来反馈所述微波干扰源存在与否,以便于所述微波探测器主动规避所述微波干扰源地发射所述检测波束。

应该理解为,所述检测波束的频率参数的变化同时对应于相位参数的变化,因此本发明对所述检测波束的调频,对应于对所述检测波束的频率/相位参数的调节。

值得一提的是,其中在所述步骤(c)中,当所述检测波束与所述回波之间的特征参数存在差异时,即所述差异信号存在波动时,输出一调控信号,所述微波探测器依所述调控信号调节所述检测波束的频率/相位参数,以通过输出至少一次所述调控信号的方式设置所述微波探测器的工作频率/相位参数,从而基于所述检测波束与对应的所述回波所输出的所述差异信号的波动识别和规避所述探测区域内的所述微波干扰源。

也就是说,其中所述步骤(c)进一步包括一步骤:(c2)当所述差异信号存在波动时,输出至少一所述调控信号,所述微波探测器依所述调控信号调节所述检测波束的频率/相位参数。

值得一提的是,其中所述调控信号可以但不限制为一阶梯电压,其中所述阶梯电压基于高电平、低电平和高阻状态之间的切换形成。在本发明的一些实施例中,其中所述阶梯电压也可以为基于高电平到低电压之间的分段电压变化。

在本发明的一实施例中,其中所述调控信号也可以为一模拟电压,以便于所述微波探测器在所述频段内以动态频率的方式发射所述检测波束。

在本发明的一实施例中,其中所述调控信号为一脉冲积分电压,其中所述脉冲积分电压为脉冲宽度调节并积分处理后的直流电压。

在本发明的一实施例中,其中所述调控信号为一电流信号,以便于所述微波探测器以调节频率/相位参数的方式发射所述检测波束。

可以理解为,本发明可通过所述阶梯电压、所述模拟电压、所述脉冲积分电压等、所述电流信号等状态组合判断的方式来控制调节所述微波探测器的振荡频率,有利于提高所述微波探测器的抗干扰能力,以进一步提高所述微波探测器对不同环境的自适应能力。

可以理解为,其中在所述步骤(c)中,当所述检测波束与所述回波之间的特征参数存在差异时,即所述差异信号存在波动时,对应所述探测区域内存在物体运动或者存在其他无线电设备所发射的电磁波,也就是说,对应所述探测区域内存在物体运动或者所述微波干扰源。然而,为了进一步判断和识别所述差异信号是否为真正的触发信号,即对应探测目标物体运动所产生的触发信号,在所述步骤(c)中,所述微波探测器基于所述差异信号存在波动以输出至少一次所述调控信号的方式设置所述微波探测器的工作频率/相位参数,以获取调频之后所述检测波束与对应的所述回波所输出的所述差异信号的波动,并进一步基于所述差异信号的波动来判断所述微波探测区域是否存在所述微波干扰源,进而判断所述差异信号是否为真正的触发信号。

具体地,当依调频后所发射的所述检测波束与对应的所述回波之间的特征参数的差异所输出的所述差异信号存在波动时,对应所述探测区域内存在所述微波干扰源,可以判断所述探测区域内存在其他同频段的无线电设备,则所述差异信号为干扰信号,则重复所述步骤(c)中以输出至少一次所述调控信号的方式设置所述微波探测器的工作频率/相位参数的步骤,以避免所述微波探测器与所述微波干扰源同频;当依调频后所发射的所述检测波束与对应的所述回波之间的特征参数的差异所输出的所述差异信号不存在波动时,对应所述探测区域内不存在所述微波干扰源,则所述差异信号为真正的触发信号,因此可以设置调节后的频率/相位参数为所述微波探测器的工作频率,以避免所述微波探测器与所述微波干扰源同频,从而提高所述微波探测器的抗干扰能力以提高所述微波探测器对环境的自适应能力。

也就是说,其中所述步骤(c)进一步包括一步骤:(c3)当所述步骤(c2)中所述差异信号不产生波动时,设置调节后的频率/相位参数为所述微波探测器的工作频率/相位参数。

特别地,本发明的所述环境自适应的微波探测器的自适应方法进一步包括一步骤:(d)在所述微波探测器的一工作时间段内,维持所述微波探测器的工作频率/相位参数。

可以理解为,当在所述步骤(c1)和所述步骤(c3)中,所述差异信号不存在波动时,即所述探测区域内不存在所述微波干扰源时,可以分别维持所述微波探测器的工作频率/相位参数,以使得所述微波探测器能够于其工作时间段内无干扰地进行工作。

应该理解为,所述微波探测器的所述工作时间段在所述微波探测器的所述自适应时间段后进行计时。

值得一提的是,其中在所述步骤(b)中,所述微波探测器藉由一混频检波单元分析所述检测波束与所述回波之间的特征参数的差异以输出所述差异信号;而其中在所述步骤(c)中,藉由一控制单元接收并检测所述差异信号,从而依所述差异信号的波动输出所述调控信号,进而所述微波探测器依所述调控信号调节所述检测波束的频率/相位参数。

可以理解的是,所述混频检波单元可以通过分析所述检测波束与所述回波之间的频率参数的差异以输出所述差异信号,也可以通过分析所述检测波束与所述回波之间的相位参数的差异以输出所述差异信号,本发明对此不作限制。

进一步地,其中在所述步骤(c)中,藉由一振荡器提供振荡频率,并以所述控制单元输出所述调控信号至所述振荡器的方式控制所述微波探测器调节所述检测波束的频率/相位参数。

值得一提的是,在本发明的所述环境自适应的微波探测器的自适应方法中,其中所述步骤(c)中可以通过基于现有的自动频率控制电路(AFC)、锁相环(PLL)、直接数字式频率合成器(DDS)之任一电路模块及组合生成不同的工作频点来调节所述检测波束的频率,也可以通过对所述振荡器输入一频变控制电压/电流的反馈调整方式改变所述振荡器的输出频率来实现调节所述检测波束的频率/相位参数,本发明对此不作限制。

可以理解为,其中在所述步骤(b)中,当所述检测波束和所述回波之间的特征参数存在差异时,所述混频检波单元输出所述差异信号,并在所述步骤(c)中藉由所述控制单元接收所述差异信号而输出所述调控信号,从而所述微波探测器以所述控制单元输出所述调控信号至所述振荡器的方式调节所述检测波束的频率/相位参数,即调节所述微波探测器的工作频率/相位参数。

可以理解的是,所述检测波束的传输速度基于光速,所述步骤(a)中的所述检测波束的发射动作,所述步骤(b)中的相应的所述回波的接收动作以及对所述检测波束和所述回波之间特征参数的分析步骤,以及所述步骤(c)中依所述差异信号设置所述微波探测器的工作频率/相位参数的步骤可以在一定的时间内被认为同时进行,也就是说,所述步骤(b)和所述步骤(c)在所述步骤(a)被执行的同时被执行,在本发明的一些实施例中,所述步骤(b)也可以在所述步骤(c)中调节所述检测波束的频率的期间不被执行,故应该理解为,本发明对所述环境自适应的微波探测器的自适应方法的描述并不构成对所述步骤(a)、所述步骤(b)以及所述步骤(c)的顺序的限制,包括所述步骤(a)、所述步骤(b)以及所述步骤(c)的步骤即可视为本发明的所述环境自适应的微波探测器的自适应方法。

还可以理解的是,由于所述探测区域内物体的运动速度远小于基于光速的电磁波传输速率,在本发明所述环境自适应的微波探测器的自适应方法中,所述步骤(a)中发射的所述检测波束从发射到被反射形成相应的所述回波并被接收的瞬间耗时远远小于所述步骤(c)中的调节所述检测波动的频率/相位参数的期间耗时,则在所述步骤(a)中发射的所述检测波束从发射到被反射形成相应的所述回波并被接收的瞬间,所述步骤(a)中发射的所述检测波束的频率允许被认为没有发生变化,即在所述步骤(c)中以调频的方式调节所述检测波束的频率/相位参数难以对所述步骤(b)中输出的所述差异信号造成干扰,从而能够维持所述差异信号对所述探测区域内物体的运动的反馈的准确性。

在本发明的上述实施方式中,通过所述差异信号的波动来识别所述探测区域内的所述微波干扰源,并通过调频的方式来调节所述微波探测器的工作频率,以能够主动地规避所述微波干扰源对所述微波探测器的干扰,从而提高所述微波探测器对所述探测区域的自适应能力。

可以理解为,如图5所示,根据本发明的使用5.8Ghz频段的一微波探测器的频点分布被阐明。可以从图5看出,所述微波探测器的所述检测波束的可调频点增多,也就是说,通过调频的方式来调节所述微波探测器的所述检测波束的频率,能够增多所述微波探测器的所述检测波束的可调频点并且能够缩窄所述微波探测器的频宽,有利于通过调频调节所述微波探测器的频率参数的方式提高所述微波探测器的抗辐射干扰性能。

在本发明的另一种实施方式中,也可以在所述步骤(c)中,当所述检测波束与所述回波之间的特征参数存在差异时,输出所述差异信号并控制所述微波探测器以动态调节所述预设频率/相位参数的方式发射所述检测波束。也就是说,当探测到所述探测区域内可能存在物体运动或所述微波干扰源时,也可以控制所述微波探测器以动态调频的方式发射所述检测波束,本发明对此不作限制。

本发明在另一方面还提供了一环境自适应的微波探测器,如图6所示,所述环境自适应的微波探测器包括一振荡器20、一天线回路10、一混频检波单元30、一放大模块40以及一控制单元50,其中所述振荡器20被设置为能够于一频段内输出一激励信号,其中所述天线回路10电性连接于所述振荡器20,以能够被所述激励信号激励而发射与所述激励信号频率相同的至少一检测波束,以此于所述检测波束的探测范围内形成一探测区域,所述天线回路10能够接收所述检测波束于所述探测区域内被反射而形成一回波,其中所述混频检波单元30分别电性连接所述振荡器20和所述天线回路10,其中所述混频检波单元30能够接收所述激励信号和所述天线回路10依所述接收的所述回波所生成的回波信号,并能够依所述激励信号和所述回波信号之间的特征参数差异输出一差异信号,其中所述放大模块40电性连接所述混频检波单元30以放大所述差异信号,其中所述控制单元50分别电性连接于所述放大模块40和所述振荡器20以能够接收和检测所述差异信号,其中所述控制单元50被设置允许开始一自适应时间段的计时,和于所述自适应时间段基于所述差异信号存在波动而输出一调控信号至所述振荡器20,以控制所述振荡器20至少调节一次所述激励信号的频率,并在后续开始一工作时间段,其中所述振荡器在所述工作时间段以当前频率输出所述激励信号。

值得一提的是,其中所述混频检波单元30被设置为能够依所述激励信号和所述回波信号之间的相位参数差异输出所述差异信号,所述混频检波单元30也可以被设置为能够依所述激励信号和所述回波信号之间的频率参数差异输出所述差异信号,也就是说,所述差异信号可以为一相差信号也可以为一频差信号,本发明对此不作限制。

进一步地,其中当所述控制单元50接收所述差异信号时,所述控制单元50分析所述差异信号并依所述差异信号的波动输出一调控信号至所述振荡器20,从而控制所述振荡器20以调节至少一次频率的方式输出所述激励信号。

更进一步地,在本发明的这一优选实施例中,其中所述控制单元50包括与所述振荡器20电性相连的一调频模块51,其中所述调频模块51被设置为能够以输出所述调控信号至所述振荡器20的方式控制所述振荡器20调频输出所述激励信号。

具体地,其中所述控制单元50进一步包括可通信地连接于所述调频模块51的一干扰识别模块52,其中所述干扰识别模块52被设置为能够检测所述差异信号并依所述差异信号的波动识别所述探测区域内的所述微波干扰源,其中当所述干扰识别模块52检测所述差异信号产生波动时,即所述探测区域内存在微波干扰源时,所述调频模块51输出所述调控信号至所述振荡器20以控制所述振荡器20调节所述激励信号的频率,从而调节所述天线回路10所发射的所述检测波束的频率。

值得一提的是,其中所述调频模块51所输出的所述调控信号可以但不限于电压信号、电流信号等电信号,本发明对此不作限制。

可以理解为,所述干扰识别模块52基于所述差异信号是否存在波动识别所述探测区域是否存在所述微波干扰源,具体地,当所述干扰识别模块52检测所述差异信号不存在波动时,识别所述探测区域不存在所述微波干扰源,则判断所述差异信号为真正的触发信号,则维持所述振荡器20以固定的特征参数输出所述激励信号,从而维持所述天线回路10以固定的频率发射所述检测波束;当所述干扰识别模块52检测所述差异信号存在波动时,识别所述探测区域存在所述微波干扰源,则判断所述差异信号为干扰信号,由此所述调频模块51输出所述调控信号至所述振荡器20以控制所述振荡器20调节所述激励信号的频率,从而调节所述天线回路10所发射所述检测波束的频率,以此所述微波探测器以主动规避所述微波干扰源的方式发射所述检测波束,以能够避免所述微波探测器与所述微波干扰源之间的相互干扰。

特别地,所述控制单元50的所述调频模块51和所述干扰识别模块52被一体地集成,比如所述控制单元50可以但不限于一MCU、DSP、FPGA、以及外部高精度ADC集成芯片。

此外,还值得一提的是,其中所述调频模块51输出的所述调控信号为一阶梯电压,也就是说,所述调频模块51以输出阶梯电压的方式输出所述调控信号至所述振荡器20,从而控制所述激励信号以阶跃的方式调频,其中当所述调频模块51以输出阶梯电压对的方式控制所述天线回路10所发射的所述检测波束的频率以阶跃的方式调频时,所述控制单元50、所述天线回路10以及所述振荡器20可形成一闭环控制的回路。

优选地,其中所述阶梯电压可以为基于高电平、低电平和高阻状态之间的切换,也可以为基于高电平到低电平之间的分段电压变化,本发明对此不作限制。

在本发明的一些实施例中,其中所述调频模块51输出的所述调控信号为一模拟电压,也就是说,所述调频模块51以输出模拟电压至所述振荡器20的方式控制所述振荡器20所输出的所述激励信号的特征参数发生变化,其中所述振荡器20激励所述天线回路10发射的所述检测波束也呈同样的变化方式。因此可以进一步理解为,所述调频模块51可通过输出模拟电压的方式允许所述天线回路10输出不同频率的所述检测波束。

在本发明的一些实施例中,其中所述调频模块51输出的所述调控信号为一脉冲积分电压,也就是说,所述调频模块51以输出脉冲积分电压至所述振荡器20的方式控制所述振荡器20所输出的所述激励信号的特征参数发生变化,其中所述振荡器20激励所述天线回路10发射的所述检测波束也呈同样的变化方式。优选地,其中所述脉冲积分电压为脉冲宽度调节并积分处理后的直流电压。

在本发明的一些实施例中,其中所述调频模块51输出的所述调控信号为一电流信号,其中当所述干扰识别模块52检测所述差异信号产生波动时,所述调频模块51以输出所述电流信号至所述振荡器20的方式控制所述振荡器20调频输出所述激励信号。

值得一提的是,其中所述放大模块40可以独立于所述控制单元50被设置,也可以被一体集成于所述控制单元50,本发明对此不作限制。

此外,还值得一提的是,其中所述天线回路10包括一天线发射回路11和一天线接收回路12,其中所述天线发射回路11用于发射所述检测波束,其中所述接收回路用于接收由所述检测波束于所述探测区域内被发射而形成的所述回波。所述天线发射回路11和所述天线接收回路12可以被设置为两个不同的模块也可以被设置为一体集成,本发明对此不作限制。

可选地,在本发明的一些实施例中,其中所述振荡器20可以被设置为一调频振荡器20,其中当所述控制单元50接收所述差异信号时,所述控制单元50输出一调频控制信号至所述振荡器20以控制所述跳频振荡器20于所述频段内调节所述激励信号的频率。

特别地,所述振荡器20被设置以一晶振或一标准频率源提供基础的窄频振荡频率,以允许所述振荡器20以所述窄频振荡频率的不同倍频级数的频率调频输出所述激励信号。

可选地,其中所述振荡器20包括自动频率控制电路(AFC)、锁相环(PLL)、直接数字式频率合成器(DDS)、压控振荡器(VCO)、分频器、倍频器之任一电路模块及组合,以基于所述晶振或所述标准频率源提供的所述窄频振荡频率生成的不同倍频级数的频率而调频输出所述激励信号。

本领域技术人员应当理解,对所述激励信号的调频输出的实现方式多样,即所述振荡器20的结构多样,本发明对此并不限制,例如但不限于上述示例中,采用自动频率控制电路(AFC)、锁相环(PLL)、直接数字式频率合成器(DDS)之任一电路模块及组合,以基于所述晶振或所述标准频率源提供基础的窄频振荡频率生成的不同倍频级数的频率而调频输出所述激励信号。

本领域的技艺人员应理解,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。

20页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:自激自适应式微波探测器及其自适应方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!