CN110308440A - 一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，包括一介质基板以及位于在介质基板一表面的接地面金属层，收发双天线位于在介质基板另一表面，其上设置有接收天线和发射天线；一电路板贴设在接地面金属层另一表面，其设置有两个金属化导电过孔，过孔与天线的馈电通孔相连接，在电路板的另一表面蚀刻有电路面金属层；传感器电路设置在电路板上，该传感器电路上的振荡器输出信号通过一功率分配器使一半的信号进入到发射天线向空间辐射，其另一半信号进入到变形的电桥混频器做本振信号，变形的电桥混频器的另一个输入口连接接收天线，电桥混频器和功率分配器弯折成蛇形线电路。本发明传感器更适合安装在多条LED灯带中间狭长的细缝空间。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体的说是涉及一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器。
背景技术
目前的5.8GHz分立器件移动物体检测的传感器主要采用收发共用天线的方式构成，主要是分立器件电路成本低廉，电路尺寸比较大，采用普通微带双天线的收发分离结构电路使其体积比较大，不适合安装在一些狭小空间内安装的场合。收发共用天线的传感器虽然体积上有优势，但其性能远不如收发分离的电路结构。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器。
为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，包括一介质基板以及设置在所述介质基板一表面的接地面金属层，还包括：
设置在所述介质基板另一表面的收发双天线，该收发双天线设置有接收天线和发射天线，所述接收天线和发射天线上均设置有馈电端口，两个馈电端口分别通过设置在所述介质基板上的两个馈电通孔穿过所述介质基板至所述介质基板的背面，分别与所述接地面金属层上的接收端口和发射端口连接，所述接收端口和发射端口与所述述接地面金属层之间设置有隔离区以形成绝缘结构；
贴设所述接地面金属层另一表面的电路板，设置有两个金属化过孔，两个金属化过孔与所述馈电通孔相连接，在所述电路板的另一表面蚀刻有电路面金属层；
一传感器电路，设置在所述电路板上，该传感器电路上的振荡器输出信号通过一功率分配器使一半的信号进入到发射天线向空间辐射，其另一半信号进入到变形的电桥混频器做本振信号，所述变形的电桥混频器的另一个输入口连接接收天线，所述电桥混频器和所述功率分配器弯折成蛇形线电路。
进一步的，所述传感器电路包括由晶体管Q1、电阻Rc、电阻Rg以及一交指电容构成的所述振荡器，以及电容C1隔直输出；
所述电阻Rc一端连接到晶体管的集电极，另一端电连接有直流电源VDC，所述的电阻Rg一端连接到晶体管的集电极，另一端连接到晶体管的基极，所述的交指电容电阻Rg并联，一端连接到晶体管Q1的集电极，另一端连接到晶体管Q1基极，所述晶体管Q1的发射极接地；
所述电容C1一端连接到晶体管Q1基极，另一端电连接所述功率分配器的第一接口端，所述功率分配器的第二接口端电连接所述发射天线，其第三接口端电连接所述电桥混频器的第三端口以及一电阻Rif，所述电阻Rif的另一端接有中频输出端；
所述电桥混频器的第二端口电连接所述接收天线，其第一端口电连接有二极管D1的负极，所述二极管D1的正极端接地，所述电桥混频器的第四端口连接有二极管D2的正极，所述二极管D2的负极端接地。
更进一步的，所述晶体管Q1为NPN型三极管。
更进一步的，所述晶体管Rc以及晶体管Rg构成振荡器的并联电压负反馈直流偏置网络。
更进一步的，所述电桥混频器为Rat-RACE电桥混频器。
更进一步的，所述功率分配器的第二接口和第三接口之间连接一隔离电阻。
更进一步的，所述功率分配器为变形威尔金森WILKN2功率分配器，该功率分配器用于分配功率，其一将功率分配后，一路输送到所述发射天线，另一路输出到所述电桥混频器。
更进一步的，所述交指电容为MICAP1交指电容，其用于提供微波信号正反馈。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明的双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，通过设计狭长的微带天线，单个天线的尺寸只有普通微带天线的一半，并通过线路弯折的方法减缩电桥混频器的尺寸，达到采用双天线的收发分离结构分立器件的5.8GHz移动物体检测传感器，其体积与传统的单天线收发共用传感器的尺寸相近，并更适合安装在多条LED灯带中间狭长的细缝空间。本发明的结构包含电路部分和收发双天线。其中电路部分包含功率分配器、变形的Rat-RACE电桥混频器、5.8GHz振荡器。天线是有收发两个小型化微带天线，电路和天线的介质基片采用FR4介质基片，或采用其它低损耗的电路基片材料。当采用FR4基片构成的天线时，小型化设计后典型的贴片尺寸为12*6mm。振荡器的输出信号通过功率分配器一半进入到发射天线向空间辐射，一半进入到变形的Rat-RACE电桥混频器做本振信号，变形的Rat-RACE电桥混频器的另一个输入口连接接收天线。Rat-RACE电桥混频器和变形威尔金森WILKN2功率分配器弯折成蛇形线。
附图说明
图1为本发明双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器的电路原理图。
图2为本发明双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器的天线结构示意图。
图3为本发明双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器的电路板和天线板连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1，本发明的具体结构如下：
请参照附图1-3，本发明的一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，包括一介质基板4以及设置在所述介质基板4一表面的接地面金属层5，还包括：
设置在所述介质基板4另一表面的收发双天线，该收发双天线设置有接收天线1和发射天线2，所述接收天线1和发射天线2上均设置有馈电端口11，两个馈电端口11分别通过设置在所述介质基板4上的两个馈电通孔6穿过所述介质基板4至所述介质基板4的背面，分别与所述接地面金属层5上的接收端口51和发射端口52连接，所述接收端口51和发射端口52与所述述接地面金属层5之间设置有隔离区以形成绝缘结构；
贴设所述接地面金属层另一表面的电路板，设置有两个金属化过孔，两个金属化过孔与所述馈电通孔相连接，在所述电路板的另一表面蚀刻有电路面金属层；
一传感器电路，设置在所述电路板上，该传感器电路上的振荡器输出信号通过一功率分配器使一半的信号进入到发射天线向空间辐射，其另一半信号进入到变形的电桥混频器做本振信号，所述变形的电桥混频器的另一个输入口连接接收天线，所述电桥混频器和所述功率分配器弯折成蛇形线电路。
进一步的，所述传感器电路包括由晶体管Q1、电阻Rc、电阻Rg以及一交指电容构成的所述振荡器，以及电容C1隔直输出；
所述电阻Rc一端连接到晶体管的集电极，另一端电连接有直流电源VDC，所述的电阻Rg一端连接到晶体管的集电极，另一端连接到晶体管的基极，所述的交指电容电阻Rg并联，一端连接到晶体管Q1的集电极，另一端连接到晶体管Q1基极，所述晶体管Q1的发射极接地；
所述电容C1一端连接到晶体管Q1基极，另一端电连接所述功率分配器的第一接口端，所述功率分配器的第二接口端电连接所述发射天线，其第三接口端电连接所述电桥混频器的第三端口以及一电阻Rif，所述电阻Rif的另一端接有中频输出端；
所述电桥混频器的第二端口电连接所述接收天线1，其第一端口电连接有二极管D1的负极，所述二极管D1的正极端接地，所述电桥混频器的第四端口连接有二极管D2的正极，所述二极管D2的负极端接地。
本实施例的一种优选技术方案：所述晶体管Q1为NPN型三极管。
本实施例的一种优选技术方案：所述晶体管Rc以及晶体管Rg构成振荡器的并联电压负反馈直流偏置网络。
本实施例的一种优选技术方案：所述电桥混频器为Rat-RACE电桥混频器。
本实施例的一种优选技术方案：所述功率分配器的第二接口和第三接口之间连接一隔离电阻。
本实施例的一种优选技术方案：所述功率分配器为变形威尔金森WILKN2功率分配器，该功率分配器用于分配功率，其一将功率分配后，一路输送到所述发射天线2，另一路输出到所述电桥混频器。
本实施例的一种优选技术方案：所述交指电容为MICAP1交指电容，其用于提供微波信号正反馈。
实施例2：
本发明的双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器技术方案的结构包含电路部分和收发双天线。其中电路部分包含功率分配器、变形的Rat-RACE电桥混频器、5.8GHz振荡器。天线设有收发两个小型化微带天线，分别是发射天线2和接收天线1，电路板和天线板的介质基片采用FR4介质基片，或采用其它低损耗的电路基片材料。当采用FR4基片构成的天线，小型化设计后典型的贴片尺寸为12*6mm。振荡器的输出信号通过功率分配器一半进入到发射天线向空间辐射，一半进入到变形的Rat-RACE电桥混频器做本振信号，变形的rat电桥混频器的另一个输入口连接接收天线。Rat-RACE电桥混频器和变形威尔金森WILKN2功率分配器弯折成蛇形线。
本发明的振荡器由晶体管Q1、晶体管Rc、晶体管Rg以及一交指电容构成，晶体管Rc、晶体管Rg构成振荡器的并联电压负反馈直流偏置网络，有利于稳定工作点。
MICAP1交指电容提供合适相位的微波信号正反馈，使振荡器能够稳定振荡。振荡器的5.8GHz信号通过C1隔直输出到变形威尔金森WILKN2功率分配器，为了简化，变形威尔金森WILKN2功率分配器的隔离电阻可以省略。功率分配后，一路输出到发射天线2，一路输出到Rat-RACE电桥混频器的第三端口，接收天线1连接到Rat-RACE电桥混频器的第二端口，第一端口和第四端口各自连接二极管到地，两个二极管方向是反向的，反向结构的二极管可以减少不需要的组合频率，只留下差频部分通过中频端口输出，由于中频信号频率低，Rat-RACE电桥混频器任意位置通过电阻或者电感或者高阻微带线输出均可。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，包括一介质基板(4)以及设置在所述介质基板(4)一表面的接地面金属层(5)，其特征在于，还包括：
设置在所述介质基板(4)另一表面的收发双天线，该收发双天线设置有接收天线(1)和发射天线(2)，所述接收天线(1)和发射天线(2)上均设置有馈电端口(11)，两个馈电端口(11)分别通过设置在所述介质基板(4)上的两个馈电通孔(6)穿过所述介质基板(4)至所述介质基板(4)的背面，分别与所述接地面金属层(5)上的接收端口(51)和发射端口(52)连接，所述接收端口(51)和发射端口(52)与所述述接地面金属层(5)之间设置有隔离区以形成绝缘结构；
贴设所述接地面金属层(5)另一表面的电路板，设置有两个过孔，两个过孔与所述馈电通孔(6)为同轴孔，在所述电路板的另一表面蚀刻有电路面金属层(8)；
一传感器电路，设置在所述电路板上，该传感器电路上的振荡器输出信号通过一功率分配器使一半的信号进入到发射天线(2)向空间辐射，其另一半信号进入到变形的电桥混频器做本振信号，所述变形的电桥混频器的另一个输入口连接接收天线(1)，所述电桥混频器和所述功率分配器弯折成蛇形线电路。
2.根据权利要求1所述的一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，其特征在于：所述传感器电路包括由晶体管Q1、电阻Rc、电阻Rg以及一交指电容构成的所述振荡器，以及电容C1隔直输出；
所述电阻Rc一端连接到晶体管的集电极，另一端电连接有直流电源VDC，所述的电阻Rg一端连接到晶体管的集电极，另一端连接到晶体管的基极，所述的交指电容电阻Rg并联，一端连接到晶体管Q1的集电极，另一端连接到晶体管Q1基极，所述晶体管Q1的发射极接地；
所述电容C1一端连接到晶体管Q1基极，另一端电连接所述功率分配器的第一接口端，所述功率分配器的第二接口端电连接所述发射天线(2)，其第三接口端电连接所述电桥混频器的第三端口以及一Rif电阻，所述Rif电阻的另一端接有中频输出端；
所述电桥混频器的第二端口电连接所述接收天线(1)，其第一端口电连接有二极管D1的负极，所述二极管D1的正极端接地，所述电桥混频器的第四端口连接有二极管D2的正极，所述二极管D2的负极端接地。
3.根据权利要求2所述的一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，其特征在于：所述晶体管Q1为NPN型三极管。
4.根据权利要求2所述的一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，其特征在于：所述晶体管Rc以及晶体管Rg构成振荡器的并联电压负反馈直流偏置网络。
5.根据权利要求2所述的一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，其特征在于：所述电桥混频器为Rat-RACE电桥混频器。
6.根据权利要求2所述的一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，其特征在于：所述功率分配器的第二接口和第三接口之间连接一隔离电阻。
7.根据权利要求2所述的一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，其特征在于：所述功率分配器为变形威尔金森WILKN2功率分配器，该功率分配器用于分配功率，其一将功率分配后，一路输送到所述发射天线(2)，另一路输出到所述电桥混频器。
8.根据权利要求2所述的一种双天线收发分离5.8GHz移动物体检测传感器，其特征在于：所述交指电容为MICAP1交指电容，其用于提供微波信号正反馈。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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