[发明专利]在顶篷安装的具有360度辐射方向图的微波收发两用机

说明书

本发明涉及物体移动的探测器，特别是一种能在空间范围内探测物体移动的微波收发两用机，该空间范围相对于收发两用机基本上沿径向向外延伸并有360°的方位。

用于区域保护的传感装置和/或者侵入探测系统，例如用于防盗警报器上的这类装置和系统，一般包括物体出现和/或者移动的探测器。所使用的两种通用型探测器是无源和有源探测器。无源探测器的一个实例是无源红外探测器，它是在被保护的所限定的区域内探测红外辐射的物体出现和/或者移动。

有源探测器的一个实例是无线电收发两用机。该收发两用机发射和接收某些形式的辐射能，可在被保护的所限定的区域内探测物体的出现和/或者移动。例如，声波收发两用机，它发射和接收声波辐射能（如：超声波，声纳）以完成其探测功能。其他例子，如微波收发两用机，它发射和接收微波辐射能（通常，频率大于1千兆赫）以完成其探测功能。

在微波收发两用机中，微波辐射能一般被耦合到自由空间并通过波导喇叭天线发射出去。（见图1）这种天线有效地辐射和收集微波辐射能，但是，它的辐射能的散射和收集特性曲线不是全向的。实际上，这种天线呈现出高度的方向性，也就是说，它的辐射能发/收特性曲线的边缘以锐角向外延伸。因此，这种波导天线限于用在方位角小于180°的覆盖范围。

虽然其它型式的天线可用来获得全向辐射能散射/收集方向图，但是这类天线一般地要求更多的附加的外部零件，这就使天线的体积变大、费用增高，而且也难于调整/调谐。例如，可采用反射器型天线。但是，这类天线通常较大，而且在所辐射的电波内不具有均匀的场强。另一个例子是可采用多元，或者阵列天线，但这类天线相当大，制造公差较严，而且要求复杂的信号馈线。

本发明包括用来探测物体侵入到所限定的空间范围内的微波收发两用机和天线。本发明的微波收发两用机包括微波辐射发生器、微波辐射接收器及其外壳部件。

微波收发两用机的外壳构成矩形波导，对（所发射的辐射能的）二次谐波提供旁路到参考地，并对天线和同轴-波导接头提供地参考面，该接头用来在矩形波导和天线之间耦合所发射的和所接收的微波辐射能。

天线辐射所发射的微波辐射能和收集所接收的微波辐射能。该天线是单极式天线，用来在相对于天线主轴沿径向基本上向外延伸，并在有360°方位的空间范围内提供微波辐射能的发射和接收，该空间区域具有一个基本上为刮勺形的径向截面。

图1是现有技术的微波收发两用机和天线的透视图。

图2是本发明的微波收发两用机和天线的优选实施例的剖面透视图。

图3A是本发明天线的能量辐射/接收方向图的平面剖面侧视图。

图3B是本发明天线的能量辐射/接收方向图的平面剖面俯视图。

图3C是本发明天线的能量辐射/接收方向图的剖面透视图。

图2用图解说明本发明的一个优选的实施例10。该剖面透视图表示了在本发明中所采用的常用的主要元件。这些元件包括一个封闭的矩形波导零件12，一个微波调谐螺钉14，一个耿氏二极管16，一个肖特基势垒二极管18和一个天线组件20。波导12、调谐螺钉14和二极管16、18在微波技术领域中是很普通的元件，而且是公知技术。下面对天线组件20进行较详细地说明。

耿氏二极管16的一根引线22在电气上端接在波导12的下壁24（例如，经导电支架）上。另一根引线26经外导线28接至外部直流电源上（未绘出）。该引线26经介电馈入装置32穿过波导12的顶壁30连接到导线28。当直流电源接通时，耿氏二极管16就成为一个形成微波信号源的、公知技术的微波振荡器。

由耿氏二极管16发出的微波辐射能的振荡频率取决于位于耿氏二极管16和波导12的最靠近的内壁之间的空腔34的尺寸和空间。此空腔34的尺寸与空间可以按照公知技术中的方法预先选定，以便使耿氏二极管16提供正确的信号频率。考虑到制造公差的影响，设有调谐螺钉14，以便精细的调谐空腔34的空间，由此就能精细的调整由耿氏二极管16发出的微波辐射能的振荡频率。在信号发送期间，此微波辐射能在波导12内朝天线组件20方向传输。

天线组件20包括一个传导拾波器36，一个绝缘支柱38，一个匹配件40和一个电磁辐射器42。拾波器36和绝缘支柱38，与波导12一起组成同轴-波导接头。此接头在两种微波辐射传输介质之间，即在波导12和由拾波器36与绝缘支柱38所构成的同轴传输线之间形成接口。如下所述，此接头用来将微波辐射能耦合进波导12以及将辐射能耦合出波导12。