[发明专利]融合雷达射频感应和异质界面耦合技术的装置和方法

说明书

本发明提供一种融合雷达射频感应和异质界面耦合技术的装置和方法，通过在异质界面内表面具有金属特性的电磁超表面图案阵列天线，在电磁超表面图案阵列天线的周围粘接固定模块，所述固定模块与所述电磁超表面图案阵列天线共同形成一个封闭式的电磁波谐振空腔区域，内置有用于辐射传导电磁波的高分子介质材料，和雷达射频感应控制系统；雷达微带天线所发射的电磁波，经所述高分子介质材料，在所述电磁波谐振空腔区域反复反射叠加增强后，通过所述电磁超表面图案阵列天线，辐射到异质界面的外部空间感应区域，对感应区域范围内的活动或微动目标进行检测，并采用双阈值控制逻辑输出控制指令，提高雷达感应系统的感应和控制精度。

技术领域

本发明涉及雷达射频技术领域，尤其是涉及一种融合雷达射频感应和异质界面耦合技术的装置和方法。

背景技术

在自动感应和控制应用领域中，普遍使用感应传感器，如感应雷达、红外光学测距和人体热释红外感应等，其中感应雷达以其体积小、作用距离可调和反应速度快等特点，被越来越多的使用，如智能浴室镜柜的人体感应识别。一般感应雷达多采用矩形微带天线或阵列微带天线，对前瓣和背瓣基本不加控制措施，仅以调节触发阈值的方式进行权宜调节，以满足基本使用要求，但同时带来自激、误触发或控制区域不清晰等问题。所以多数感应依旧使用传统的红外发射/接收传感器，但对安装要求高，作用覆盖有限，易受到环境杂散光的干扰。同时，在浴室镀膜玻璃镜使用上，由于镜面镀银层的屏蔽反射作用，感应雷达几乎无法直接应用，受到家电感应雷达的成本限制，一般感应雷达多采用矩形微带天线或阵列微带天线，对前瓣、背瓣基本不加控制措施，仅以调节触发阈值的方式进行权宜调节，以满足基本使用要求，但同时带来自激、误触发或控制区域不清晰等问题。所以智能卫浴感应场景，依旧使用传统的红外发射/接收传感器，但对安装要求高，作用覆盖有限，易受到环境杂散光的干扰。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种融合雷达射频感应和异质界面耦合技术的装置和方法，利用雷达模块的动目标识别功能，加上在空间设计上实现信号叠加增强，从而克服雷达应用时异质材料的干扰。

具体的，本发明所述的一种融合雷达射频感应和异质界面耦合装置，至少包括：

设置于异质界面内表面具有金属特性的电磁超表面图案阵列天线，所述电磁超表面图案阵列天线包括Tx天线和Rx天线；在所述电磁超表面图案阵列天线的周围粘接有固定模块，所述固定模块包含固定底框和固定架；所述固定模块与所述电磁超表面图案阵列天线共同形成一个半封闭式的电磁波谐振空腔区域；在所述电磁波谐振空腔区域中内置有用于辐射传导电磁波的高分子介质材料，和雷达射频感应控制系统。

其中，所述雷达射频感应控制系统，至少包括：与所述高分子介质材料紧密贴合的PCB板，及设置于所述PCB板上的射频雷达芯片，所述射频雷达芯片的Tx端口和Rx端口，通过耦合微电线分别连接所述PCB板上的Tx微带天线和Rx微带天线，在所述PCB板一边沿位置处设置有外部接口。

进一步的，所述固定模块为半封闭式样的可拆装结构，在所述外部接口所在侧设有开口，用于所述外部接口与外部电路通讯连接。

所述电磁超表面图案阵列天线，为按特定规律呈周期排列的特定文字和图案结构，通过激光加工工艺，在异质界面内表面直接加工而成；所述特定文字和图案，至少为字符，矩形，圆形和V型中的任一种或几种，但不限于此；所有异质界面内表面上的所述特定文字和图案的间隔宽度设置为0.2mm至0.8mm之间。

所述电磁超表面图案阵列天线的长边及宽边，与所述雷达微带天线的长边及宽边对应比例为1:1.2至1.8。

所述高分子介质材料，厚度取值为对应雷达射频波长的1/8至1/32之间，相对介电常数小于或等于3.5。