【技術實現步驟摘要】
本技術涉及基于多普勒效應原理的定向微波探測領域，特別涉及適用于定向微波探測的一種單極子天線的前向集束和后向空間拒止的改進型天線。
技術介紹
1、隨著物聯網技術的發展，人工智能、智能家居、以及智能安防技術對于環境探測，特別是對于人的存在、移動以及微動的動作特征的探測準確性的需求越來越高，只有獲取足夠穩定的探測結果，才能夠為智能終端設備提供準確的判斷依據。其中基于多普勒效應原理的微波探測技術作為人與物，物與物之間相聯的重要樞紐在行為探測和存在探測技術中具有獨特的優勢，其能夠在不侵犯人隱私的情況下，探測出活動物體，比如人的動作特征、移動特征、以及微動特征，甚至是人的心跳和呼吸特征信息，因而具有廣泛的應用前景。具體地，相應微波探測器被一激勵信號饋電而通過相應的天線發射對應所述激勵信號的頻率一微波波束至所述目標空間，進而于所述目標空間形成一探測區域，和接收所述微波波束被所述探測區域內的相應物體反射形成的一反射回波而傳輸對應所述反射回波頻率的一回波信號至一混頻檢波單元，其中所述混頻檢波單元混頻所述激勵信號和所述回波信號而輸出對應于所述激勵信號和所述回波信號之間的頻率/相位差異的一多普勒中頻信號，其中基于多普勒效應原理，在反射所述微波波束的所述物體處于運動的狀態時，所述回波信號與所述激勵信號之間具有一定的頻率/相位差異而于所述多普勒中頻信號呈現相應的幅度波動以反饋人體活動。其中天線作為所述微波探測器的核心元件，其結構特征和關聯于結構特征的性能特征直接影響著所述微波探測器的結構設計和性能參數，尤其是在所述微波探測器多作為相應產品的功能模塊而被要
2、單極子天線基于其工作原理對參考地面的完整性和尺寸要求較低而成為對天線具有隱蔽性要求、微型化要求以及低成本要求中的至少一要求的微波探測器常用的天線之一，具體以現有的單極子天線中的柱狀天線為例，參考本技術的說明書附圖之圖1a至圖1c所示，現有的柱狀天線10p的結構和對應該結構的輻射方向圖以及s11曲線分別被示意，其中所述柱狀天線10p包括一柱狀輻射源11p和一參考地面12p，其中所述參考地面12p被設置有一輻射孔121p，其中所述柱狀輻射源11p自其一端徑直延伸以經所述輻射孔121p在與所述參考地面12p相互間隔的狀態垂直穿透所述參考地面12p，對應命名該端為所述柱狀輻射源11p的饋電端111p，其中所述柱狀輻射源11p的遠離所述饋電端111p的一端與所述參考地面12p之間具有大于等于四分之一波長電長度的距離，即所述柱狀輻射源11p具有等于四分之一波長電長度的物理長度，對應在所述柱狀輻射源11p于所述饋電端111p被相應的激勵信號饋電時，所述柱狀輻射源11p能夠與所述參考地面12p耦合而發射對應所述激勵信號的頻率的所述微波波束，從而形成以所述柱狀輻射源11p的軸線為中心軸的一輻射空間，其中所述輻射空間為所述柱狀天線10p發射的所述微波波束的覆蓋范圍，其中在相應激勵信號的激勵下，所述柱狀輻射源11p的遠離所述饋電端111p的一端的電流密度最大，所述柱狀天線10p以所述參考地面12p為界的前后電磁輻射范圍趨于一致而不具備定向輻射能力，并在所述柱狀輻射源11p的兩端的延伸方向形成有探測死區，對應所述輻射空間呈現以所述參考地面12p為界具有較大的后向波瓣，和以所述柱狀輻射源11p的軸線為中心軸在所述柱狀輻射源11p的兩端的延伸方向具有內凹的探測死區，因而在實際應用中易造成所述柱狀天線10p的所述探測區域無法與所述目標空間相匹配的狀況，例如所述探測區域與所述目標空間部分交叉重合的狀況，如此以在所述探測區域之外的所述目標空間無法被有效探測的狀態，和/或在所述目標空間之外的所述探測區域存在環境干擾的狀態，包括動作干擾、電磁干擾以及因大量金屬反射物的存在造成的自激干擾，造成所述柱狀天線10p探測精準度差和/或抗干擾性能差的問題，即所述柱狀天線10p在實際應用中具有較差的探測穩定性而在實際應用中于不同應用場景的適應能力有限。
3、也就是說，單極子天線雖然適用于對天線具有隱蔽性要求、微型化要求以及低成本要求中的至少一要求的微波探測器，但由于其不具備定向輻射能力，并同柱狀天線10p在所述柱狀輻射源11p的兩端的延伸方向形成有探測死區，因而在實際應用中易造成所述單極子天線的探測區域無法與所述目標空間相匹配的狀況。因此，對于“如何賦予單極子天線定向輻射特性和在單極子天線具備定向輻射特性的狀態抑制其對非該定向輻射方向的信號的接收”的技術問題而言，該技術問題的解決無疑能夠在相應微波探測器采用單極子天線的狀態提高該微波探測器的穩定性和適用性而具有重要的意義和價值，但在本領域技術人員對單極子天線基于其本身的工作原理具有全向輻射特性的普遍認知下，該技術問題從未被提出，更不用說被解決。
技術實現思路
1、本技術的一個目的在于提供一種單極子天線的前向集束和后向空間拒止的改進型天線，其中相對于傳統具有全向輻射特性的單極子天線，所述改進型天線具有定向輻射特性，并以定向輻射方向為前向方向同時具有對后向空間的電磁輻射的接收拒止特性，對應所述改進型天線在微波探測領域具有良好的適用性和抗干擾性能。
2、本技術的另一個目的在于提供一種單極子天線的前向集束和后向空間拒止的改進型天線，其中所述改進型天線在單極子天線的結構基礎上進一步包括一電場隔離體，其中基于所述電場隔離體的結構和與所述單極子天線之間的位置關系，所述單極子天線的電抗場能夠被定向強化，對應使得所述改進型天線呈現出定向輻射特性，并在前向的定向輻射方向具有被集束強化的輻射波束。
3、本技術的另一個目的在于提供一種單極子天線的前向集束和后向空間拒止的改進型天線，其中所述改進型天線在前向的定向輻射方向具有被集束強化的輻射波束，對應所述改進型天線具有較大前向增益而呈現出高前后比特性，因而有利于保障所述改進型天線在前向定向輻射方向的探測靈敏度。
4、本技術的另一個目的在于提供一種單極子天線的前向集束和后向空間拒止的改進型天線，其中基于所述電場隔離體的結構和與所述單極子天線之間的位置關系，所述單極子天線的電抗場在后向空間的電磁感應能夠被阻隔，對應使得所述改進型天線在后向空間基于電磁感應產生的電磁輻射能夠被阻斷而在輻射方向圖上呈現出低后瓣甚至無正后瓣的輻射特性，因而有利于基于天線的收發互易特性實現所述改進型天線對后向空間的電磁輻射的接收拒止。
5、本技術的另一個目的在于提供一種單極子天線的前向集束和后向空間拒止的改進型天線，其中基于所述電場隔離體的結構和與所述單極子天線之間的位置關系，所述單極子天線的電抗場在后向空間的電磁感應能夠被阻隔，并且被阻隔的電抗場能量能夠經所述電場隔離體以低本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種單極子天線的前向集束和后向空間拒止的改進型天線，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的改進型天線，其中所述改進型天線還包括一電路基板和承載于所述電路基板的一參考地面，其中所述單極子天線以自所述開放端延伸的柱狀導線被設置和被插接固定于所述電路基板，對應所述單極子天線的插接固定于所述電路基板的一端為所述饋電端，并且所述開放端和所述饋電端之間的距離對應于所述單極子天線的長度在20％的誤差內趨于λ/4。
3.根據權利要求2所述的改進型天線，其中所述單極子天線的數量為兩個，兩所述單極子天線以兩所述開放端位于所述電路基板的兩相對側的狀態被插接固定于所述電路基板。
4.根據權利要求1所述的改進型天線，其中所述單極子天線以自所述開放端延伸柱狀導線被設置和被饋電連接于一同軸饋電線，對應所述單極子天線的饋電端為該柱狀導線的與該同軸饋電線相連的一端。
5.根據權利要求4所述的改進型天線，其中以柱狀導線被設置的所述單極子天線相對于該同軸饋電線被彎折設置。
6.根據權利要求1所述的改進型天線，其中所述單極子天線被實施為承載于電路基板
7.根據權利要求6所述的改進型天線，其中所述單極子天線的數量為多個，各所述單極子天線以帶狀導線形態被承載于同一電路基板。
8.根據權利要求1至7中任一所述的改進型天線，其中R1＝λ/4，R2＝λ/2且θ1＝120°。
9.根據權利要求8所述的改進型天線，其中以該三維坐標系的原點O為頂點和以負向X軸為軸界定一第四圓錐，其中所述第四圓錐在XOZ面的截面的頂角θ4滿足θ4≥120°，定義由所述第一球面，所述第二球面以及所述第四圓錐的外側面共同界定的空間為第四空間，其中所述電場隔離體位于所述第四空間內。
10.根據權利要求9所述的改進型天線，其中所述前向集束面形成于半球形態的金屬層的內表面。
...【技術特征摘要】
1.一種單極子天線的前向集束和后向空間拒止的改進型天線，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的改進型天線，其中所述改進型天線還包括一電路基板和承載于所述電路基板的一參考地面，其中所述單極子天線以自所述開放端延伸的柱狀導線被設置和被插接固定于所述電路基板，對應所述單極子天線的插接固定于所述電路基板的一端為所述饋電端，并且所述開放端和所述饋電端之間的距離對應于所述單極子天線的長度在20％的誤差內趨于λ/4。
3.根據權利要求2所述的改進型天線，其中所述單極子天線的數量為兩個，兩所述單極子天線以兩所述開放端位于所述電路基板的兩相對側的狀態被插接固定于所述電路基板。
4.根據權利要求1所述的改進型天線，其中所述單極子天線以自所述開放端延伸柱狀導線被設置和被饋電連接于一同軸饋電線，對應所述單極子天線的饋電端為該柱狀導線的與該同軸饋電線相連的一端。
5.根據權利要求4所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒高迪，孫毅，鄒新，
申請(專利權)人：深圳邁睿智能科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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