一种单二极管混频电路及其微波感应模块的制作方法

本实用新型涉及微波雷达技术领域，尤其涉及一种单二极管混频电路及其微波感应模块。

背景技术：

当前市场上应用的c波段和x波段微波感应模块大多采用双二极管平衡混频电路(具体电路结构如图2所示)，该电路的优点是混频效率高、本底噪声小，对于电磁干扰比较小的应用环境，该电路可以获得比较高的信噪比；但是对于电磁干扰比较大的应用环境，比如工频干扰比较严重的照明行业来说，由于应用环境本身的干扰形成的噪声使微波感应器的整体噪声性能下降、信噪比变差，从而导致上述现有技术方案中的微波感应器的感应范围减小，因此有必要进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述技术问题，提出了一种单二极管混频电路及其微波感应模块。

第一方面，本实用新型的技术方案为：一种单二极管混频电路，包括第一微带线、二极管和电阻,所述电阻的输出端接地，电阻的输入端与中频电路的输出端连接，所述二极管的其中一个电极与中频电路的输出端或电阻的输入端连接，二极管的另一个电极一端经第一微波低通滤波器后与微波振荡器连接，另一端经第二微波低通滤波器后与天线连接，所述第一微带线一端接地，另一端与二极管的正极连接。

在上述技术方案中，所述二极管的正极和第一微波低通滤波器的输入端之间还连接有电容。

在上述技术方案中，所述二极管的负极经第二微带线后再与中频电路或电阻连接。

在上述技术方案中，所述二极管的负极与中频电路的输出端或电阻的输入端连接，二极管的正极一端经第一微波低通滤波器后与微波振荡器连接，另一端经第二微波低通滤波器后与天线连接。

在上述技术方案中，所述二极管的正极与中频电路的输出端或电阻的输入端连接，二极管的负极一端经第一微波低通滤波器后与微波振荡器连接，另一端经第二微波低通滤波器后与天线连接。

第二方面，本实用新型的技术方案为：一种微波感应模块，包括微控制单元、中频放大器和中频低通滤波器，以及单二极管混频电路，所述微控制单元的输出端经中频放大器和中频低通滤波器后再与单二极管混频电路中的电阻的输入端连接，所述电阻的输出端接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型电路形式简单、生产成本较低，不仅不需要将本振信号分为两路输出给两个二极管，而且能够获得较大的本振功率，从而使混频产生的单边中频幅度高于平衡混频电路。

2、在恶劣电磁环境的应用中，本实用新型不仅提高了单边中频幅度(对于检测有无运动目标的应用来说，单边中频信号就能满足软件判决的需要)，而且没有增加系统噪声，从而使系统整体信噪比增加，解决了由于电磁干扰大使微波感应器感应范围变小的问题。

3、虽然在大多数应用场合中，现有的技术方案(平衡混频电路)有着比本实用新型(非平衡混频电路)优异的电路性能，但是在一些特殊的应用场合，比如存在较大电磁干扰的应用场合中，本实用新型(非平衡混频电路)却可以凭借自身的特点获得优于现有的技术方案(平衡混频电路)的信噪比。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明，附图中：

图1为本实用新型的单二极管混频电路的结构示意图；

图2为现有的平衡混频电路的结构示意图；

图3为在中频信号幅度上(横轴为时间，纵轴为幅度)，本实用新型的单二极管混频电路与现有的平衡混频电路的比较示意图；

图4为在本底噪声上(横轴为时间，纵轴为幅度)，本实用新型的单二极管混频电路与现有的平衡混频电路的比较示意图；

图5为在恶劣电磁环境下，本实用新型的单二极管混频电路的系统噪声，与现有的平衡混频电路的系统噪声的比较示意图(横轴为时间，纵轴为幅度)。

图6为微波感应模块的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型所要解决的技术问题是：对于当前市场上应用的c波段和x波段微波感应模块，在电磁干扰比较大的应用环境中，现有技术方案(双二极管平衡混频电路)中的微波感应器的感应范围会减小，因此有必要进行改进。针对上述技术问题，本实用新型的技术构思为：在电磁干扰比较大的应用环境中，采用单二极管混频电路并对电路的布置方式进行设计，这样，本实用新型(非平衡混频电路)就可以凭借自身的特点获得优于平衡混频电路的信噪比。同时，本实用新型还对如何将单二极管混频电路应用于微波感应模块进行了适应性设计。

为了使本实用新型的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本实用新型，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例1

本实施例提供一种应用于多普勒微波感应模块的单二极管混频电路，包括第一微带线m1、二极管d1和电阻r1,所述电阻r1的输出端接地，电阻r1的输入端与中频电路if的输出端连接，所述二极管d1的其中一个电极与中频电路if的输出端或电阻r1的输入端连接，二极管d1的另一个电极一端经第一微波低通滤波器1后与微波振荡器osc连接，另一端经第二微波低通滤波器2后与天线ant连接，所述第一微带线m1一端接地，另一端与二极管d1的正极连接。

实际工作时，本实用新型中的二极管d1的正负极可以互换，也即如图1所示，二极管d1的负极与中频电路if的输出端或电阻r1的输入端连接，二极管d1的正极一端经第一微波低通滤波器1后与微波振荡器osc连接，另一端经第二微波低通滤波器2后与天线ant连接。同时，因为交流信号分为正负两个半周，所以二极管d1的正负极反过来连接也可以正常工作，也就是说跟附图1中二极管d1正负极相反的连接也是非平衡混频电路的一种连接方式。具体结构如下(图中未画出)：二极管d1的正极与中频电路if的输出端或电阻r1的输入端连接，二极管d1的负极一端经第一微波低通滤波器1后与微波振荡器osc连接，另一端经第二微波低通滤波器2后与天线ant连接。

实际工作时，如图1和图2所示，现有的平衡混频电路由两个二极管以及用于相位隔离的6段微带线(m1-m6)组成；本实用新型的非平衡混频电路由单个二极管以及提供直流参考电位的微带线m1和电阻r1组成；两种混频电路的公共辅助电路包括微波振荡器osc、微波低通滤波器mwlpf、调节本振功率分配的微带线m7(平衡混频电路)或m2(非平衡混频电路)和天线ant。

实际工作时，相较于双二极管平衡混频电路，本实用新型虽然存在混频效率低、本底噪声大的缺陷，但是由于本实用新型不需要将本振信号分为两路输出给两个二极管，所以能够获得较大的本振功率，从而使混频产生的单边中频幅度高于平衡混频电路；另外一方面，虽然单二极管混频电路的本底噪声高于双二极管混频电路，但是远低于恶劣电磁环境带来的系统噪声。基于前述原因，在恶劣电磁环境的应用中，单二极管混频电路提高了单边中频幅度(对于检测有无运动目标的应用来说，单边中频信号就能满足软件判决的需要)，而且没有增加系统噪声，从而使系统整体信噪比增加，解决了由于电磁干扰大使微波感应器感应范围变小的问题。

为了增加本实用新型中所述单二极管混频电路的稳定性，二极管d1的正极和第一微波低通滤波器1的输入端之间还连接有电容c1。

为了能够更好的调节并分配本振功率，二极管d1的负极经第二微带线m2后再与中频电路if或电阻r1连接。

实施例2

本实施例还提供一种微波感应模块，它包括微控制单元mcu、中频放大器3和中频低通滤波器4，以及单二极管混频电路。在本实施例中，单二极管混频电路的布置方式可以参考上述实施例1，具体区别是仅仅将上述实施例1中的中频电路if换成依次连接的微控制单元mcu、中频放大器3和中频低通滤波器4，而单二极管混频电路中其它电子元器件的布置方式则不改变，本实施例中微波感应模块的具体电路原理图如图6所示，具体结构如下：微波感应模块，包括微控制单元mcu、中频放大器3和中频低通滤波器4，以及单二极管混频电路，所述微控制单元mcu的输出端经中频放大器3和中频低通滤波器4后再与单二极管混频电路中的电阻r1的输入端连接，所述电阻r1的输出端接地，所述二极管d1的其中一个电极与中频电路if的输出端或电阻r1的输入端连接，二极管d1的另一个电极一端经第一微波低通滤波器1后与微波振荡器osc连接，另一端经第二微波低通滤波器2后与天线ant连接，所述第一微带线m1一端接地，另一端与二极管d1的正极连接。

作为优选方案，如图6所示，本实施例中的二极管d1的正负极也可以互换，同时，本实施例所述的微波感应模块中也可以布置电容c1和第二微带线m2，其中，二极管d1、电容c1和第二微带线m2的布置方式及其有益效果可参考实施例1，在此不做赘述。

实际工作时，为了能够更好的说明本实用新型的优点，本申请的发明人还将现有的双二极管平衡混频电路与本实用新型的单二极管混频电路进行了对比，如图3至图5所示。在图3中，靠近坐标轴零点位置(也即图3的左侧)为双二极管平衡混频电路在不同时间下对应的中频信号幅度，远离坐标轴零点位置(也即图3右侧)为单二极管混频电路在不同时间下对应的中频信号幅度。在图4中，靠近坐标轴零点位置(也即图4的左侧)为双二极管平衡混频电路在不同时间下对应的本底噪声幅度，远离坐标轴零点位置(也即图4右侧)为单二极管混频电路在不同时间下对应的本底噪声幅度。在图5中，靠近坐标轴零点位置(也即图5的左侧)为双二极管平衡混频电路在不同时间下对应的恶劣电磁环境下的系统噪声幅度，远离坐标轴零点位置(也即图5右侧)为单二极管混频电路在不同时间下对应的恶劣电磁环境下的系统噪声幅度。

由上述图3至图5的对比可知，虽然在大多数应用场合中，现有的技术方案(平衡混频电路)有着比本实用新型(非平衡混频电路)优异的电路性能，但是在一些特殊的应用场合，比如存在较大电磁干扰的应用场合中，本实用新型(非平衡混频电路)却可以凭借自身的特点获得优于平衡混频电路的信噪比。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。