[发明专利]一种在中频输出端添加移相器的双边带多普勒雷达结构

说明书

一种在中频输出端添加移相器的双边带多普勒雷达结构，目的是当雷达与被测物之间的距离发生变化时，无需再调节压控振荡器的频率，从而降低双边带多普勒雷达的复杂度及实现成本更低，该发明简化了双边带多普勒雷达的操作方法，只需要改变移相器的移相值即可，这要比调节压控振荡器的频率操作更加简单。

技术领域

本发明涉及微波多普勒雷达领域，尤其涉及一种在中频输出端添加移相器的双边带多普勒雷达结构。

背景技术

微波多普勒雷达作为无线传感器从1970年开始就应用于生命体征探测[1]。早期的雷达使用笨重且昂贵的元器件实现，随着集成电路技术的进步，微波多普勒雷达的体积越来越小以至于可以集成到单片芯片上[2]。利用体积更小、成本更低的电路，多普勒雷达可以应用于非常多的生命体征检测领域，如家庭监护、儿童睡眠呼吸暂停、灾后救援等等。

为了尽量减小多普勒雷达的体积与成本，最初在接收机部分采用单信道混频器结构，但是通过实验验证发现该结构存在零点问题，这会使雷达的测量精度严重降低[3]。为了解决零点问题，人们提出了正交混频的接收机结构[4]和基于发射双边带的频率调节技术[5]。前者需要产生正交的本振信号，而在实际的电路结构中产生的正交信号都是存在一定误差的，这会导致测量结果不准确。针对正交混频的缺点，有人提出了基于双边带的频率调节技术，该技术无需产生正交的本振信号，也无需镜像抑制滤波器和中频滤波器[6]。但是该双边带多普勒雷达结构依然存在缺点，当雷达与被测物之间的距离发生改变时，需要调节中频压控振荡器的频率，而调节该压控振荡器的频率在硬件实现上比较复杂，成本较高。

基于现有技术中的不足，有必要提出一种改进型的双边带多普勒雷达结构，以解决现有双边带雷达结构的缺点。

【参考文献】

[1] Johnson C C, Guy A W. Nonionizing electromagnetic wave effects inbiological materials and systems[J]. Proceedings of the IEEE, 1972, 60(6):692-718.

[2] Droitcour A D, Boric-Lubecke O, Lubecke V M, et al. 0.25 μm CMOS andBiC-MOS single-chip direct-conversion Doppler radars for remote sensing ofvital signs[C]. Solid-State Circuits Conference, 2002. Digest of TechnicalPapers. ISSCC. 2002 IEEE International. IEEE, 2002:348-349 vol.1.

[3] Droitcour A D, Boric-Lubecke O, Lubecke V M, et al. Range correlationeffect on ISM band I/Q CMOS radar for non-contact vital signs sensing[C].Microwave Sym-posium Digest, 2003 IEEE MTT-S International. IEEE, 2003:1945-1948 vol.3.

[4] Droitcour A D, Boric-Lubecke O, Lubecke V M, et al. Range correlationand I/Q per-formance benefits in single-chip silicon Doppler radars fornoncontact cardiopul-mo-nary monitoring[J]. Microwave Theory & TechniquesIEEE Transactions on, 2004, 52(3):838-848.