多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法

技术领域

本发明涉及多普勒微波探测领域，特别涉及多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法。

背景技术

随着物联网技术的发展，人工智能、智能家居、以及智能安防技术对于环境探测，特别是对于人的存在、移动以及微动的动作特征的探测准确性的需求越来越高，只有获取足够稳定的探测结果，才能够为智能终端设备提供准确的判断依据。其中基于多普勒效应原理的微波探测技术作为人与物，物与物之间相联的重要枢纽在行为探测和存在探测技术中具有独特的优势，其能够在不侵犯人隐私的情况下，通过以固定频率发射一微波波束，和接收该微波波束被相应物体反射形成的一反射回波，并在后续通过混频检波的方式生成对应于该微波波束和该反射回波之间的频率差异的一多普勒中频信号，则该多普勒中频信号的幅值波动对应于相应物体的运动产生的多普勒效应，如此以基于所述多普勒中频信号表征相应物体的运动，并在应用于对人体活动的探测时，能够以相应电气设备对人体活动的响应实现人与物之间的智能互联，因而具有广泛的应用前景，然而一方面由于相应微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界而具有非确定性，另一方面由于缺乏对电磁辐射的有效控制手段，即对相应微波波束的梯度边界的整形手段，主要体现在对微波波束的波束角的调整手段的匮乏，相应微波探测模块的实际探测空间固定并难以控制，对应造成实际探测空间与相应目标探测空间不匹配的状况，如此以在实际探测空间之外的目标探测空间无法被有效探测的状态，和/或在目标探测空间之外的实际探测空间存在环境干扰的状态，包括动作干扰、电磁干扰以及因电磁屏蔽环境造成的自激干扰，造成现有的基于多普勒效应原理的微波探测技术精准度差和/或抗干扰性能差的问题，即由于微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界，同时缺乏对微波波束的梯度边界的整形手段，现有的微波探测模块的实际探测空间难以在实际应用中匹配相应的目标探测空间，造成现有的微波探测模块在实际应用中于不同应用场景的适应能力有限并具有较差的探测稳定性的缺陷。

为解决现有的微波探测模块的上述缺陷，目前主要通过选择实际探测空间大于相应目标探测空间的所述微波探测模块，并以所述多普勒中频信号在幅值上的相应阈值设定降低所述微波探测模块的灵敏度，以基于灵敏度的降低排除所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰和动作干扰。然而，由于所述多普勒中频信号的幅值关联于所述反射回波的能量大小而同时关联于环境中的反射面面积大小，运动物体的反射面大小和运动速度以及与所述微波探测模块之间的距离，因此，基于所述微波探测模块的灵敏度的降低无法准确排除所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰和动作干扰以致对所述目标探测空间的探测并不稳定和准确，例如，与所述微波探测模块距离相同的不同运动物体由于具有不同的反射面大小和/或运动速度而于所述多普勒中频信号中具有不同的幅值反馈，又如距离所述微波探测模块更远的运动物体会因为具有更大的反射面和/或运动速度而于所述多普勒中频信号中可能具有更高的幅值反馈，即对所述微波探测模块的灵敏度的降低无法准确排除所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰和动作干扰，以致所述微波探测模块在实际应用中对所述目标探测空间的探测并不稳定和准确。

此外，对所述微波探测模块的灵敏度的降低并不影响所述微波探测模块的实际探测空间，因而当所述微波探测模块的实际探测空间大于相应目标探测空间时，对所述微波探测模块的灵敏度的降低一方面不会对应降低所述微波探测模块的功耗，对应造成所述目标探测空间之外的辐射损耗，另一方面易形成所述目标探测空间的自激干扰，尤其是在所述目标探测空间存在高反射物体的状态和在所述目标探测空间为非开阔的小空间的状态，如所述目标探测空间为具有大量金属结构的厂房或仓库的状态。

也就是说，现有的通过选择实际探测空间大于相应目标探测空间的所述微波探测模块，并以降低所述微波探测模块的灵敏度的方式排除所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰和动作干扰所产生的多普勒中频信号，一方面无法准确排除所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰和动作干扰以致对所述目标探测空间的探测并不稳定和准确；另一方面易形成所述目标探测空间的自激干扰而造成所述微波探测模块的工作的不稳定，尤其是在所述目标探测空间存在高反射物体的状态和在所述目标探测空间为存在墙面和地面的非开阔小空间的状态；且并不会对应降低所述微波探测模块的功耗而造成所述目标探测空间之外的辐射损耗。

发明内容

本发明的一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中在所述多普勒微波探测装置的灵敏度依相应多普勒中频信号在频率谱、能量谱、功率谱或幅度的幅值上的阈值设定被固定设置的状态，所述多普勒微波探测装置的激励信号的幅值能够被调节设置，以基于所述激励信号的幅值与所述多普勒微波探测装置所发射的微波波束的能量密度分布的关联性，调整所述微波波束的梯度边界而调整所述多普勒微波探测装置的以所述梯度边界为界的实际探测空间，对应在调节所述多普勒微波探测装置的探测范围的目的上等效形成对所述多普勒微波探测装置的灵敏度调节。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中所述多普勒微波探测装置的激励信号的幅值能够被调节设置而调整所述多普勒微波探测装置的以所述梯度边界为界的所述实际探测空间，以利用所述微波波束在同样的介质层的衰减度，反射率，穿透率趋于不变的特性，基于对所述实际探测空间的调整，在所述实际探测空间基于所述激励信号的幅值的调节与以墙壁、玻璃或金属板层为界界定的目标探测空间相适配的状态，降低所述微波波束在所述目标探测空间之外的场强，对应有利于基于对所述激励信号的幅值的调节排除所述目标探测空间之外的环境干扰和动作干扰。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中所述多普勒微波探测装置的激励信号的幅值能够被调节设置而调整所述多普勒微波探测装置的以所述梯度边界为界的所述实际探测空间，以利用所述微波波束在同样的介质层的衰减度，反射率，穿透率趋于不变的特性，基于对所述实际探测空间的调整，在所述实际探测空间基于所述激励信号的幅值的调节与以墙壁、玻璃或金属板层为界界定的目标探测空间相适配的状态，降低所述微波波束在所述目标探测空间之外的场强，对应有利于基于对所述激励信号的幅值的调节降低所述多普勒微波探测装置对所述目标探测空间之外的电磁干扰。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中基于对所述实际探测空间的调整，在所述实际探测空间基于所述激励信号的幅值的调节与所述目标探测空间相适配的状态，界定所述目标探测空间的墙壁、玻璃或金属板层对所述微波波束的反射形成的回波信号的强度能够被降低，如此以有利于基于对所述激励信号的幅值的调节，在所述目标探测空间存在高反射物体的状态和在所述目标探测空间为非开阔的小空间的状态，降低所述多普勒微波探测装置基于多径反射产生自激干扰的概率。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中基于对所述激励信号的幅值的调节，相对于独立采用灵敏度调节的方式，由于能够调节所述实际探测空间而有利于降低所述目标探测空间之外的辐射损耗，对应有利于降低所述微波探测装置的辐射功耗。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中基于对所述激励信号的幅值的调节，相对于独立采用灵敏度调节的方式，由于能够调节所述实际探测空间而具有相对明确的探测边界，对应有利于保障所述多普勒微波探测装置在实际探测应用中的稳定性和准确性。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中所述多普勒微波探测装置包括一馈电电路和一调节控制电路，其中所述调节控制电路被连接于所述馈电电路并被预设有对应所述调节控制电路的相应电路参数的多个分级，以基于对所述调节控制电路的相应分级选择在一预设幅值段设定所述馈电电路输出的所述激励信号的有效幅值。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中对所述调节控制电路的相应分级选择既不会改变所述馈电电路输出的所述激励信号的频率，也不会影响所述馈电电路与相应天线单元之间的阻抗匹配，即所述调节控制电路与所述馈电电路之间的连接关系能够维持所述馈电电路的工作频率和阻抗的独立性，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中所述调节控制电路与所述馈电电路之间的连接关系能够维持所述馈电电路的工作频率和阻抗的独立性，则对所述调节控制电路的相应分级选择不会改变所述馈电电路输出所述激励信号的输出效率，如此以能够基于对所述调节控制电路的相应分级选择以同样的输出效率调节所述微波探测装置的辐射功耗，从而在所述实际探测空间基于所述激励信号的幅值的调节与所述目标探测空间相适配的状态，降低所述微波探测装置的整体功耗。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中相对于独立采用灵敏度调节的方式，通过调节所述激励信号的幅值的方式，以所述梯度边界为界的所述实际探测空间能够基于所述梯度边界的变化被调整，则所述调节控制电路的不同分级与相应场景或尺寸下的所述目标探测空间的适配关系能够基于所述实际探测空间的尺寸与相应所述目标探测空间的适配性被直观示意，如此以有利于使用者在不同场景或尺寸下的所述目标探测空间依所述调节控制电路的不同分级与相应场景或尺寸下的所述目标探测空间的适配关系轻易选择合适的所述调节控制电路的分级，因而有利于在微波不可视的状态普及所述多普勒微波探测装置。

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中以对所述天线单元馈电的激励信号的有效幅值V

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中所述多普勒微波探测装置预设有一预设底噪值，其中基于所述微波波束的能量密度分布在所述多普勒微波探测装置的探测方向与所述激励信号的幅值之间相对较高的关联性，在目标探测区域无人的状态，于所述激励信号的幅值段V

本发明的另一目的在于提供一多普勒微波探测装置及其探测边界自适应调节方法，其中在目标探测区域无人的状态，于所述激励信号的幅值段V

根据本发明的一个方面，本发明提供一多普勒微波探测装置，所述多普勒微波探测装置包括：

一调节输入单元；

一调节控制电路，其中所述调节控制电路包括一输入识别单元，一逻辑处理单元以及一通讯接口单元，其中所述输入识别单元被电性连接于所述调节输入单元和所述逻辑处理单元，以识别所述调节输入单元的输入信息和传输对应该输入信息的数字信息至所述逻辑处理单元；

一馈电电路，其中所述馈电电路以集成电路形态被设置并包括一通讯接口模块，一数字逻辑处理单元，一压控振荡单元以及一激励信号幅值调节单元，其中所述逻辑处理单元预设有能够被所述数字逻辑处理单元识别的相应分级控制指令并被电性连接于所述通讯接口单元，以根据自所述输入识别单元接收到的数字信息调取相应分级控制指令传输至所述通讯接口单元，其中所述通讯接口模块被电性连接于所述通讯接口单元以自所述通讯接口单元接收相应所述分级控制指令，其中所述压控振荡单元被同时电性连接于所述数字逻辑处理单元和所述激励信号幅值调节单元，以受所述数字逻辑处理单元控制地输出相应频率的一激励信号至所述激励信号幅值调节单元，其中所述数字逻辑处理单元被电性连接于所述通讯接口模块和所述激励信号幅值调节单元，以自所述通讯接口模块接收相应所述分级控制指令和依接收到的所述分级控制指令控制所述激励信号幅值调节单元对所述激励信号的有效幅值进行调节；

一混频单元；以及

一天线单元，其中所述天线单元被电性连接于所述混频单元和被馈电连接于所述激励信号幅值调节单元，以在被所述激励信号幅值调节单元输出的所述激励信号馈电的状态发射对应于所述激励信号的频率的一微波波束而形成一实际探测空间，和接收所述微波波束被所述实际探测空间内相应物体反射形成的一反射回波，以传输对应于所述反射回波的一回波信号至所述混频单元，其中所述混频单元进一步被电性连接于所述压控振荡单元以接入自所述压控振荡单元输出的所述激励信号，并被设置以混频检波的方式输出对应于所述激励信号和所述回波信号之间的频率/相位差异的一多普勒中频信号。

在一实施例中，其中所述激励信号幅值调节单元包括至少两分支调节电路，其中各所述分支调节电路包括一第一MOS管和一第二MOS管，其中同一所述分支调节电路的所述第一MOS管的源极被电性连接于所述第二MOS管的漏极，其中各所述分支调节电路的所述第二MOS管的栅极被电性连接于所述压控振荡单元，各所述分支调节电路的所述第二MOS管的源极被接地，其中各所述分支调节电路的所述第一MOS管的漏极分别被电性连接于所述天线单元并经一电阻/电感接入电源正极，各所述分支调节电路的所述第一MOS管的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元，以基于所述调节输入单元的输入信息变换实现对相应所述分支调节电路的所述第一MOS管的导通和关断控制而实现对所述激励信号幅值调节单元输出的所述激励信号的有效幅值调节。

在一实施例中，其中所述激励信号幅值调节单元包括至少两分支调节电路，其中各所述分支调节电路包括一第一MOS管和一第二MOS管，其中同一所述分支调节电路的所述第一MOS管的源极被电性连接于所述第二MOS管的漏极，其中各所述分支调节电路的所述第二MOS管的栅极被电性连接于所述压控振荡单元，各所述分支调节电路的所述第二MOS管的源极被接地，其中各所述分支调节电路的所述第一MOS管的漏极分别被电性连接于所述天线单元并分别经一电阻/电感接入电源正极，各所述分支调节电路的所述第一MOS管的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元，其中各所述分支调节电路的所述第二MOS管以相互并联的至少两个MOS管被等效设置，以基于所述调节输入单元的相应输入信息变换实现对相应所述分支调节电路的所述第一MOS管的导通和关断控制而实现对所述激励信号幅值调节单元输出的所述激励信号的有效幅值调节。

在一实施例中，其中所述激励信号幅值调节单元包括至少两分支调节电路，其中各所述分支调节电路包括一第一MOS管和一第二MOS管，其中同一所述分支调节电路的所述第一MOS管的源极被电性连接于所述第二MOS管的漏极，其中各所述分支调节电路的所述第二MOS管的栅极被电性连接于所述压控振荡单元，各所述分支调节电路的所述第二MOS管的源极被接地，其中各所述分支调节电路的所述第一MOS管的漏极分别经一第一电感接入电源正极，其中各所述第一电感被耦合于一第二电感，其中所述第二电感并联连接于相互耦合的两第三电感中的一个，其中两所述第三电感中与所述第二电感并联的所述第三电感被接地，另一所述第三电感的一端被电性连接于所述天线单元，另一端被接地，以形成各所述分支调节电路的所述第一MOS管的漏极与所述天线单元之间的相互耦合的电性连接关系，其中各所述分支调节电路的所述第一MOS管的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元，以基于所述调节输入单元的相应输入信息变换实现对相应所述分支调节电路的所述第一MOS管的导通和关断控制而实现对所述激励信号幅值调节单元输出的所述激励信号的有效幅值调节。

在一实施例中，其中所述激励信号幅值调节单元包括至少两分支调节电路，其中各所述分支调节电路包括一分支MOS管和一分支电感/电阻，其中同一所述分支调节电路的所述分支电感/电阻的一端被电性连接于所述分支MOS管的漏极，其中各所述分支调节电路的所述分支电感/电阻的另一端被电性连接于所述压控振荡单元和所述天线单元，并经一电阻/电感接入电源正极，各所述分支调节电路的所述分支MOS管的源极被接地，各所述分支调节电路的所述分支MOS管的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元，以基于所述调节输入单元的输入信息变换实现对相应所述分支调节电路的所述分支MOS管的导通和关断控制而实现对所述激励信号幅值调节单元输出的所述激励信号的有效幅值调节。

在一实施例中，其中所述激励信号幅值调节单元包括至少两分支调节电路，其中各所述分支调节电路包括一分支电阻/电感，一第一MOS管以及一第二MOS管，其中同一所述分支调节电路的所述第一MOS管的源极被电性连接于所述第二MOS管的漏极，同一所述分支调节电路的所述第一MOS管的漏极经所述分支电阻/电感接入电源正极，其中各所述分支调节电路的所述第二MOS管的栅极被电性连接于所述压控振荡单元，各所述分支调节电路的所述第二MOS管的源极被电性连接于所述天线单元并经一电阻/电感被接地，各所述分支调节电路的所述第一MOS管的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元，以基于所述调节输入单元的输入信息变换实现对相应所述分支调节电路的所述第一MOS管的导通和关断控制而实现对所述激励信号幅值调节单元输出的所述激励信号的有效幅值调节。

在一实施例中，其中基于MOS管的栅极，漏极以及源极与三极管的基极，集电极以及发射极的对应关系，所述激励信号幅值调节单元中的至少一所述MOS管被替换为三极管。

在一实施例中，其中所述多普勒微波探测装置进一步包括一中频放大单元和一信号处理单元，其中所述中频放大单元被电性连接于所述混频单元，以自所述混频单元接收所述多普勒中频信号和对接收到的所述多普勒中频信号进行放大处理，其中所述信号处理单元被电性连接于所述中频放大单元，以基于相应阈值设置提取所述多普勒中频信号的有效特征，其中所述逻辑处理单元被电性连接于所述信号处理单元，以依所述信号处理单元提取的所述多普勒中频信号的有效特征输出相应控制信息。

在一实施例中，其中所述多普勒微波探测装置进一步包括一控制单元，其中所述控制单元被电性连接于所述逻辑处理单元以接入所述逻辑处理单元输出的控制信息，和在接入相应控制信息的状态输出相应控制信号至对应电气设备或执行相应控制动作而控制相应电气设备的工作状态。

在一实施例中，其中所述信号处理单元和所述调节控制电路分别以集成电路形态被设置并一体集成为一MCU，所述混频单元和所述中频放大单元分别以集成电路形态被设置并与所述馈电电路一体集成为一微波芯片。

在一实施例中，其中所述信号处理单元和所述调节控制电路分别以集成电路形态被设置并一体集成为一MCU，所述中频放大单元以集成电路形态被设置并与所述馈电电路一体集成为一微波芯片，其中所述混频单元外置于所述微波芯片。

在一实施例中，其中所述调节输入单元是选自是选自由拨码开关，编码开关，多档开关以及拨档开关组成的机械式的开关输入装置组合中的一种。

在一实施例中，其中所述调节输入单元被设置为可调电位器。

在一实施例中，其中所述调节输入单元被设置为数字式的信号接入装置。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一多普勒微波探测装置的探测边界自适应调节方法，所述多普勒微波探测装置的探测边界自适应调节方法包括以下步骤：

S1、在目标探测区域无人的状态，于一激励信号的一预设幅值段V

S2、读取相应的所述激励信号的有效幅值V

S3、在所述目标探测区域存在活动物体的状态，于幅值段V

S4、读取相应的所述激励信号的有效幅值V

S5、在所述激励信号的幅值段V

在一实施例中，其中所述多普勒微波探测装置包括一馈电电路，一混频单元以及一天线单元，其中所述馈电电路以集成电路形态被设置并包括一数字逻辑处理单元，一压控振荡单元以及一激励信号幅值调节单元，其中所述压控振荡单元被同时电性连接于所述数字逻辑处理单元和所述激励信号幅值调节单元，以受所述数字逻辑处理单元控制地输出相应频率的所述激励信号至所述激励信号幅值调节单元，其中所述激励信号幅值调节单元被电性连接于所述天线单元和受所述数字逻辑处理单元控制地被电性连接于所述数字逻辑处理单元，以受所述数字逻辑处理单元控制地对自所述压控振荡单元接入的所述激励信号的有效幅值进行调节而馈电输出至所述天线单元，其中所述天线单元被电性连接于所述混频单元，以在被所述激励信号幅值调节单元输出的所述激励信号馈电的状态发射对应于所述激励信号的频率的一微波波束而形成一实际探测空间，和接收所述微波波束被所述实际探测空间内相应物体反射形成的一反射回波而传输对应于所述反射回波的一回波信号至所述混频单元，其中所述混频单元进一步被电性连接于所述压控振荡单元以接入自所述压控振荡单元输出的所述激励信号而以混频检波的方式输出对应于所述激励信号和所述回波信号之间的频率/相位差异的一多普勒中频信号。

在一实施例中，其中所述多普勒微波探测装置进一步包括一调节输入单元和一调节控制电路，其中所述调节控制电路包括一输入识别单元，一逻辑处理单元以及一通讯接口单元，其中所述输入识别单元被电性连接于所述调节输入单元和所述逻辑处理单元，以识别所述调节输入单元的输入信息和传输对应该输入信息的数字信息至所述逻辑处理单元，其中所述逻辑处理单元预设有能够被所述数字逻辑处理单元识别的相应分级控制指令并被电性连接于所述通讯接口单元，以根据自所述输入识别单元接收到的数字信息调取相应分级控制指令传输至所述通讯接口单元，其中所述馈电电路进一步包括一通讯接口模块，其中所述通讯接口模块被电性连接于所述通讯接口单元以自所述通讯接口单元接收相应所述分级控制指令，其中所述数字逻辑处理单元被电性连接于所述通讯接口模块，以自所述通讯接口模块接收相应所述分级控制指令和依接收到的所述分级控制指令控制所述激励信号幅值调节单元对自所述压控振荡单元接入的所述激励信号的有效幅值进行调节。

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。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1A为依本发明的一实施例的一多普勒微波探测装置在采用收发合一的天线单元时的结构框图示意图。

图1B为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置在采用收发分离的天线单元时的结构框图示意图。

图2A为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置的一种集成形态的结构框图示意图。

图2B为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置的另一种集成形态的结构框图示意图。

图3A为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置实现激励信号的幅值调节的部分电路结构示意图。

图3B为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置实现激励信号的幅值调节的部分电路结构示意图。

图3C为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置实现激励信号的幅值调节的部分电路结构示意图。

图3D为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置实现激励信号的幅值调节的部分电路结构示意图。

图3E为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置实现激励信号的幅值调节的部分电路结构示意图。

图4为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置所发射的微波波束的能量密度分布对所述激励信号的有效幅值V

图5为依本发明的上述实施例的所述多普勒微波探测装置的实际探测空间随所述激励信号的有效幅值Vn的变化的示意图。

图6为本发明的一实施例的一多普勒微波探测装置的探测边界自适应调节方法的逻辑框图示意图。

图7为不同探测高度和探测面积组合形成的相应尺寸下的目标探测空间与实际探测空间之间的适配关系示意图。

图8A为本发明的所述多普勒微波探测装置在相应目标探测空间为狭小空间的应用场景示意图。

图8B为本发明的所述多普勒微波探测装置在相应目标探测空间存在高反射系数的物体的状态下的应用场景示意图。

图8C为本发明的所述多普勒微波探测装置在相应目标探测空间存在干扰动作的状态下的应用场景示意图。

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、变形方案、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“纵向”、“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。

在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，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。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。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，属于“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者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

参考本发明的说明书附图之图1A和图1B所示，依本发明的一实施例的一多普勒微波探测装置的结构框图被示意，其中所述多普勒微波探测装置包括一调节输入单元10，一调节控制电路20，一馈电电路30，一混频单元40以及一天线单元100，其中所述馈电电路30以集成电路形态被设置并被电性连接于所述混频单元40和被馈电连接于所述天线单元100，以在被供电状态传输一激励信号至所述混频单元40和以所述激励信号对所述天线单元100馈电，其中所述天线单元100在被馈电状态发射对应于所述激励信号的频率的一微波波束而形成一实际探测空间，和接收所述微波波束被所述实际探测空间内相应物体反射形成的一反射回波，以传输对应于所述反射回波的一回波信号至所述混频单元40，所述混频单元40以混频检波的方式输出对应于所述激励信号和所述回波信号之间的频率/相位差异的一多普勒中频信号，其中所述调节控制电路20被连接于所述馈电电路30并被预设有对应所述调节控制电路20的相应电路参数的多个分级，以基于对所述调节控制电路20的相应分级选择在一预设幅值段V

具体地，对应于图1A，所述天线单元100以收发合一形态被示例，对应所述天线单元100在被馈电连接于所述馈电电路30的状态同时被电性连接于所述混频单元40，以在作为发射天线被所述馈电电路30馈电而发射所述微波波束的状态，同时作为接收天线接收所述微波波束被所述实际探测空间内相应物体反射形成的所述反射回波而传输对应于所述反射回波的所述回波信号至所述混频单元40。对应于图1B，所述天线单元100以收发分离形态被设置，对应所述天线单元100同样在被馈电连接于所述馈电电路30的状态同时被电性连接于所述混频单元40。具体地，区别于具有单一馈电点并于该馈电点被馈电连接于所述馈电电路30和被电性连接于所述混频单元40的收发合一形态的所述天线单元100，在所述天线单元100以收发分离形态被设置的状态，所述天线单元100具有被馈电连接于所述馈电电路30的一发射馈电点和被电性连接于所述混频单元40的一接收馈电点，以于所述发射馈电点被所述馈电电路30馈电，和于所述接收馈电点传输对应于所述反射回波的所述回波信号至所述混频单元40。

值得一提的是，在本发明的这些实施例中，所述天线单元100既可以对应于图1A采用收发合一形态的天线，也可以对应于图1B采用收发分离形态的天线，本发明对此并不限制。

进一步地，所述调节控制电路20包括一输入识别单元21，一逻辑处理单元22以及一通讯接口单元23，其中所述馈电电路30包括一通讯接口模块31，一数字逻辑处理单元32，一压控振荡单元33以及一激励信号幅值调节单元34，其中所述调节输入单元10被电性连接于所述调节控制电路20的所述输入识别单元21，其中所述输入识别单元21被电性连接于所述逻辑处理单元22以识别所述调节输入单元10的输入信息和传输对应该输入信息的数字信息至所述逻辑处理单元22，其中所述逻辑处理单元22预设有能够被所述馈电电路30的所述数字逻辑处理单元32识别的相应分级控制指令并被电性连接于所述通讯接口单元23，以根据自所述输入识别单元21接收到的数字信息调取相应分级控制指令传输至所述通讯接口单元23，其中所述馈电电路30的所述通讯接口模块31被电性连接于所述调节控制电路20的所述通讯接口单元23以自所述通讯接口单元23接收相应所述分级控制指令，其中所述压控振荡单元33被同时电性连接于所述数字逻辑处理单元32和所述激励信号幅值调节单元34，以受所述数字逻辑处理单元32控制地输出相应频率的所述激励信号至所述激励信号幅值调节单元34，其中所述数字逻辑处理单元32被电性连接于所述通讯接口模块31和所述激励信号幅值调节单元34，以自所述通讯接口模块31接收相应所述分级控制指令和依接收到的所述分级控制指令控制所述激励信号幅值调节单元34对所述激励信号的有效幅值V

值得一提的是，基于所述多普勒微波探测装置的上述结构形态，以所述调节输入单元10的相应输入信息变换实现对高频集成电路形态的所述馈电电路30输出的所述激励信号的有效幅值的分级选择既不会改变所述馈电电路30输出的所述激励信号的频率，也不会影响所述馈电电路30与所述天线单元100之间的阻抗匹配，即所述调节输入单元10，所述调节控制电路20以及所述馈电电路30之间的上述连接关系能够维持所述馈电电路30的工作频率和阻抗的独立性，因而适用于基于多普勒效应原理的微波探测。

进一步地，所述调节输入单元10，所述调节控制电路20以及所述馈电电路30之间的上述连接关系能够维持所述馈电电路30的工作频率和阻抗的独立性，则对所述调节控制电路20的相应分级选择不会改变所述馈电电路30输出所述激励信号的输出效率，如此以能够基于对所述调节控制电路20的相应分级选择以同样的输出效率调节所述微波探测装置的辐射功耗，从而在所述实际探测空间基于所述激励信号的幅值的调节与所述目标探测空间相适配的状态，降低所述微波探测装置的整体功耗。

特别地，在本发明的这个实施例中，所述调节输入单元10可以被设置为机械式的开关输入装置，数字式的信号接入装置，或模拟式的开关输入装置，以作为所述多普勒微波探测装置的人机交互窗口，通过切换所述调节输入单元10的输入信息的方式对高频器件形态的所述馈电电路30输出的所述激励信号的有效幅值进行调节，其中所述调节输入单元10的具体形态并不构成对本发明的限制，机械式的开关输入装置包括拨码开关，编码开关(例如BCD编码开关)，多档开关，拨档开关等，数字式的信号接入装置包括无线RF模块，如红外遥控模块，433MHz，868MHz，2.4GHz的wifi，蓝牙，zigbee，NFC，载波通讯等，同时还包括有线数字模块，如DALI，KNX，CAN BUS，RS485，RS232模块等，模拟式的开关输入装置包括可调电位器。

进一步地，在本发明的这个实施例中，所述多普勒微波探测装置还包括一中频放大单元50和一信号处理单元60，其中所述中频放大单元50被电性连接于所述混频单元40，以自所述混频单元40接收所述多普勒中频信号和对接收到的所述多普勒中频信号进行放大处理，其中所述信号处理单元60被电性连接于所述中频放大单元50，以基于相应阈值设置提取所述多普勒中频信号的有效特征，如基于所述多普勒中频信号在频率、频率变化率、相位、相位变化率、幅度或幅度变化率上的相应阈值设定和/或所述多普勒中频信号在频率谱、能量谱或功率谱的幅值上的相应阈值设定提取所述多普勒中频信号的有效特征，其中所述调节控制电路20的所述逻辑处理单元22被进一步电性连接于所述信号处理单元60，以基于相应逻辑规则依所述信号处理单元60提取的所述多普勒中频信号的有效特征输出相应控制信息。

特别地，在本发明的这个实施例中，所述多普勒微波探测装置还包括一控制单元70，其中所述控制单元70被电性连接于所述逻辑处理单元22以接入所述逻辑处理单元22输出的控制信息，和在接入相应控制信息的状态输出相应控制信号至对应电气设备或执行相应控制动作而控制相应电气设备的工作状态，如在所述控制单元70被设置用于输出相应电气设备的控制信号时输出相应控制信号以控制对应的电气设备，和在所述控制单元70被设置为电子开关或可控式变压/变流设备时执行开关操作或变压/变流操作而控制相应电气设备的工作状态，进而依所述多普勒中频信号的有效特征对人(物)体相应动作的表征实现对应的电气设备对相应动作的智能响应。

值得一提的是，在本发明的一些实施例中，所述混频单元40与所述中频放大单元50之间和/或所述中频放大单元50与所述信号处理单元60之间进一步被设置有至少一滤波单元，其中所述滤波单元以模拟电路形态或数字电路形态被设置，对应所述滤波单元以模拟电路形态被设置的状态，相应所述滤波单元被配置为包括电容、电阻、电感以及集成滤波电路组合的模拟滤波器，其中所述模拟滤波器的类型不受限制，所述模拟滤波器可以选自由LC和RC中的一种或组合所组成的低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、介质滤波器、有源滤波器、无源滤波器或是其他本领域技术人员已知的模拟滤波器中的一种或多种的组合；对应所述滤波单元以数字电路形态被设置的状态，相应滤波单元被配置为包括一ADC转换模块、一中央处理器以及一DAC转换模块的一数字滤波器，其中所述ADC转换模块、所述中央处理器以及所述DAC转换模块被相互可通信地连接，所述中央处理器提供运行数字滤波器算法的硬件环境；或者，所述ADC转换模块和所述DAC转换模块被内置于所述中央处理器。本领域技术人员应该理解的是，所述数字滤波器的具体硬件配置及算法不受限制，例如但不限于，所述数字滤波器被设置为支持相应算法软件运行的MCU，DSP，FPGA，外部高精度ADC集成芯片，带运算放大器组成的数字逻辑单元芯片或是本领域技术人员已知的芯片中的一种或是多种的组合，其中相应的算法包括但不限于巴特沃斯(Butterworthfilter)算法，傅立叶(FFT/DFT)算法、卡尔曼滤(Kalman Filter)算法、有限脉冲响应滤波器、非递归型滤波器(FIR)算法、用希尔伯特黄变换(HHT)，线性系统变换、小波变换、无限脉冲响应滤波器、递归型滤波器(IIR)算法或是本领域技术人员已知的算法中的一种或是多种。

可以理解的是，所述多普勒微波探测装置的相应电路在被设置为集成电路形态的状态能够以不同的组合集成，本发明对此并不限制。例如，在本发明的一些实施例中，对应于本发明的说明书附图之图2A所示，所述信号处理单元60以集成电路形态被设置并与所述调节控制电路20一体集成为一MCU，所述混频单元40和所述中频放大单元50分别以集成电路形态被设置并与所述馈电电路30一体集成为一微波芯片。而在本发明的另一些实施例中，对应于本发明的说明书附图之图2B所示，所述信号处理单元60以集成电路形态被设置并与所述调节控制电路20一体集成为一MCU，所述中频放大单元50以集成电路形态被设置并与所述馈电电路30一体集成为一微波芯片，其中所述混频单元40外置于所述微波芯片。

特别地，在本发明的一些实施例中，在所述混频单元40和所述中频放大单元50分别以集成电路形态被设置并与所述馈电电路30一体集成为所述微波芯片的状态，或所述中频放大单元50以集成电路形态被设置并与所述馈电电路30一体集成为所述微波芯片的状态，所述天线单元100被集成封装于所述微波芯片。

此外，还可以理解的是，其中所述调节控制电路20中预设的对应所述调节控制电路20的相应电路参数的多个分级，既可以是有限数量的分级，也可以是趋于连续的分级，以基于对所述调节输入单元10的相应状态调节选择所述调节控制电路20的相应分级而在所述预设幅值段V

为进一步理解本发明，参考本发明的说明书附图之图3A至图3C所示，所述馈电电路30的所述激励信号幅值调节单元34的不同电路结构被分别示意。其中对应于图3A，在本发明的这个实施例中，所述激励信号幅值调节单元34包括至少两分支调节电路341，其中各所述分支调节电路341包括一第一MOS管3411和一第二MOS管3412，其中同一所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的源极被电性连接于所述第二MOS管3412的漏极，其中各所述分支调节电路341的所述第二MOS管3412的栅极被电性连接于所述压控振荡单元33，各所述分支调节电路341的所述第二MOS管3412的源极被接地，其中各所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的漏极分别被电性连接于所述天线单元100并经一电阻/电感344接入电源正极，各所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元32，如此以在所述多普勒微波探测装置的前述结构形态，基于所述激励信号幅值调节单元34的上述电路结构，在维持所述馈电电路30的工作频率和阻抗的独立性的状态，以所述调节输入单元10的相应输入信息变换实现对相应所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的导通和关断控制，从而实现对高频集成电路形态的所述馈电电路30输出的所述激励信号的有效幅值的分级选择。

对应于图3B，在本发明的这个实施例中，所述激励信号幅值调节单元34包括至少两分支调节电路341，其中各所述分支调节电路341包括一分支电感/电阻3411和一分支MOS管3412，其中同一所述分支调节电路341的所述分支电感/电阻3411的一端被电性连接于所述分支MOS管3412的漏极，其中各所述分支调节电路341的所述分支电感/电阻3411的另一端被电性连接于所述压控振荡单元33和所述天线单元100，并经一电阻/电感344接入电源正极，各所述分支调节电路341的所述分支MOS管3412的源极被接地，各所述分支调节电路341的所述分支MOS管3412的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元32，如此以在所述多普勒微波探测装置的前述结构形态，基于所述激励信号幅值调节单元34的上述电路结构，在维持所述馈电电路30的工作频率和阻抗的独立性的状态，以所述调节输入单元10的相应输入信息变换实现对相应所述分支调节电路341的所述分支MOS管3412的导通和关断控制，从而实现对高频集成电路形态的所述馈电电路30输出的所述激励信号的有效幅值的分级选择。

对应于图3C，在本发明的这个实施例中，所述激励信号幅值调节单元34包括至少两分支调节电路341，其中各所述分支调节电路341包括一分支电阻/电感3411，一第一MOS管3412以及一第二MOS管3413，其中同一所述分支调节电路341的所述第一MOS管3412的源极被电性连接于所述第二MOS管3413的漏极，同一所述分支调节电路341的所述第一MOS管3412的漏极经所述分支电阻/电感3411接入电源正极，其中各所述分支调节电路341的所述第二MOS管3413的栅极被电性连接于所述压控振荡单元33，各所述分支调节电路341的所述第二MOS管3413的源极被电性连接于所述天线单元100并经一电阻/电感344被接地，各所述分支调节电路341的所述第一MOS管3412的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元32，如此以在所述多普勒微波探测装置的前述结构形态，基于所述激励信号幅值调节单元34的上述电路结构，在维持所述馈电电路30的工作频率和阻抗的独立性的状态，以所述调节输入单元10的相应输入信息变换实现对相应所述分支调节电路341的所述第一MOS管3412的导通和关断控制，从而实现对高频集成电路形态的所述馈电电路30输出的所述激励信号的有效幅值的分级选择。

对应于图3D，图3A所示意的所述激励信号幅值调节单元34的电路结构的一种变形结构被示意，其中所述激励信号幅值调节单元34包括至少两分支调节电路341，其中各所述分支调节电路341包括一第一MOS管3411和一第二MOS管3412，其中同一所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的源极被电性连接于所述第二MOS管3412的漏极，其中各所述分支调节电路341的所述第二MOS管3412的栅极被电性连接于所述压控振荡单元33，各所述分支调节电路341的所述第二MOS管3412的源极被接地，其中各所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的漏极分别被电性连接于所述天线单元100并分别经一电阻/电感344接入电源正极，各所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元32，如此以在所述多普勒微波探测装置的前述结构形态，基于所述激励信号幅值调节单元34的上述电路结构，在维持所述馈电电路30的工作频率和阻抗的独立性的状态，以所述调节输入单元10的相应输入信息变换实现对相应所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的导通和关断控制，从而实现对高频集成电路形态的所述馈电电路30输出的所述激励信号的有效幅值的分级选择。

对应于图3E，图3A所示意的所述激励信号幅值调节单元34的电路结构的另一种变形结构被示意，其中所述激励信号幅值调节单元34包括至少两分支调节电路341，其中各所述分支调节电路341包括一第一MOS管3411和一第二MOS管3412，其中同一所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的源极被电性连接于所述第二MOS管3412的漏极，其中各所述分支调节电路341的所述第二MOS管3412的栅极被电性连接于所述压控振荡单元33，各所述分支调节电路341的所述第二MOS管3412的源极被接地，其中各所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的漏极分别经一第一电感344接入电源正极，其中各所述第一电感344被耦合于一第二电感345，其中所述第二电感345并联连接于相互耦合的两第三电感346中的一个，其中两所述第三电感346中与所述第二电感345并联的所述第三电感346被接地，另一所述第三电感346的一端被电性连接于所述天线单元100，另一端被接地，以形成各所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的漏极与所述天线单元100之间的相互耦合的电性连接关系，其中各所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的栅极分别被电性连接于所述数字逻辑处理单元32，如此以在所述多普勒微波探测装置的前述结构形态，基于所述激励信号幅值调节单元34的上述电路结构，在维持所述馈电电路30的工作频率和阻抗的独立性的状态，以所述调节输入单元10的相应输入信息变换实现对相应所述分支调节电路341的所述第一MOS管3411的导通和关断控制，从而实现对高频集成电路形态的所述馈电电路30输出的所述激励信号的有效幅值的分级选择。

可选地，在本发明的这个实施例中，相互耦合的两所述第三电感346被实施为带中间抽头的变压器。

值得一提的是，基于MOS管的栅极，漏极以及源极与三极管的基极，集电极以及发射极的对应关系，在图3A至图3E所示意的所述馈电电路30的所述激励信号幅值调节单元34的电路结构中，任一所述MOS管能够等效替换为三极管，本发明对此并不限制。

为进一步揭露本发明，参考本发明的说明书附图之图4和图5所示，在所述多普勒微波探测装置的垂直探测应用场景，以对所述天线单元100馈电的激励信号的有效幅值V

具体地，基于所述多普勒中频信号的底噪值与所述激励信号的有效幅值V

也就是说，所述天线单元100发射的所述微波波束基于其能量密度分布所形成的所述实际探测空间是以梯度边界为界的空间，其中所述梯度边界为相应微波波束的能量密度分布衰减到一定程度的空间而具有非确定性，对应于图4，所述激励信号的有效幅值V

可以理解的是，由于所述激励信号为高频的微波信号，其有效幅值V

值得一提的是，在所述多普勒微波探测装置的激励信号的有效幅值V

此外，相对于独立采用灵敏度调节的方式，对所述激励信号的幅值调节由于能够调节所述实际探测空间而具有相对明确的探测边界，对应有利于保障所述多普勒微波探测装置在实际探测应用中的稳定性和准确性。

进一步参考本发明的说明书附图之图6所示，依本发明的一实施例的一多普勒微波探测装置的探测边界自适应调节方法的逻辑框图被示意，其中所述调节控制电路20被设置有一自适应分级，其中所述信号处理单元60预设有一预设底噪值A

值得一提的是，基于所述底噪值A

进一步地，所述调节控制电路20继续于所述激励信号的所述预设幅值段V

对应地，所述多普勒微波探测装置的探测边界自适应调节方法包括步骤：

S1、在目标探测区域无人的状态，于所述激励信号的一预设幅值段V

S2、读取相应的所述激励信号的有效幅值V

S3、在所述目标探测区域存在活动物体的状态，于所述幅值段V

S4、读取相应的所述激励信号的有效幅值V

S5、在所述激励信号的幅值段V

优选地，其中在所述步骤S4中，以读取到的所述多普勒中频信号幅值A为幅值阈值，建立所述激励信号的幅值段V

可以理解的是，所述步骤S1中目标探测区域无人的状态的表述和所述步骤S3中所述目标探测区域存在活动物体的状态的表述是对所述步骤S1和所述步骤S2的执行时机的合理性表述，即所述步骤S1适合在目标探测区域无人的状态执行，所述步骤S3适合在目标探测区域存在活动物体的状态执行，其仅用于解释所述多普勒微波探测装置的探测边界自适应调节方法的合理性而不构成对所述多普勒微波探测装置的使用环境是否存在人体/活动物体的限制，也不构成所述多普勒微波探测装置的探测边界自适应调节方法包括对目标探测区域是否存在人体/活动物体的判断步骤的限制。实际上，所述步骤S1中目标探测区域无人的状态和所述步骤S3中所述目标探测区域存在活动物体的状态对应于所述多普勒微波探测装置对相应指令的接收，如所述多普勒微波探测装置基于接收到使用者发送的一第一指令执行所述步骤S1，和基于接收到使用者发送的一第二指令执行所述步骤S3，其中所述步骤S1中目标探测区域无人的状态的表述和所述步骤S3中所述目标探测区域存在活动物体的状态的表述是对使用者发送所述第一指令和所述第二指令的时机的合理性表述。

值得一提的是，相对于独立采用灵敏度调节的方式，通过调节所述激励信号的有效幅值V

示例地，参考本发明的说明书附图之图7所示，图中示意了在所述激励信号被调节至幅值段V

示例地，参考本发明的说明书附图之图8A至图8C所示，本发明的所述多普勒微波探测装置在不同场景或尺寸下的所述目标探测空间的应用场景被示意。对应于图8A和图8B所示意的目标探测空间为小空间(狭长空间)或高反射系数空间的微波探测场景，由于独立采用灵敏度调节的方式由于并不会改变所述多普勒微波探测装置的实际探测空间，在实际探测空间远大于所述目标探测空间的状态，灵敏度的调节无法解决目标探测空间之外的干扰问题和多径反射造成的自激干扰问题。然而通过降低所述激励信号的有效幅值V

对应于图8C所示意的探测空间为存在干扰动作的微波探测场景，具体以窗帘飘动类干扰动作为例，由于相应多普勒中频信号中，对应于窗帘飘动动作的信号与对应于人体活动动作的信号在频率上相近，而在幅度上，由于窗帘的反射面积大于人体反射面积，相应多普勒中频信号中对应于窗帘飘动动作的信号幅度大于对应于同样距离的人体活动动作的信号幅度，因而无法通过独立的降低灵敏度的调节方式排除探测空间内的窗帘飘动动作干扰，而通过降低所述激励信号的有效幅值V

本领域的技术人员应理解，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。