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专利号: 2021106874610
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向多检测场景的微波传感器检测电路的设计方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1、根据微波传感器结构和应用场景确定最佳射频点,将该最佳射频点作为锁相环射频源的锁定频率,锁相环的最佳射频点的选取方法为:根据应用场景和微波传感器的结构特点综合考量,选取的射频频率需要达到尽可能高的插入损耗分辨率,且要求射频点下的微波传感器输出的线性度大于0.95;

S2、将微波传感器与锁相环射频源进行阻抗匹配,微波传感器与锁相环射频源的阻抗匹配方法为:在微波传感器与锁相环射频源之间插入无源网络,使微波传感器阻抗与锁相环射频源的输出阻抗共轭匹配;

S3、采用锁相环射频源进行单频点射频驱动微波传感器,所述锁相环射频源进行单频点射频驱动微波传感器方法为:锁相环射频源采用窄带环路滤波器和窄带压控振荡器,且其分频器保持固定分频比,实现稳定的定频射频输出;

S4、在传感器输出端进行射频功率检波,根据射频信号在微波传感器上的功率损耗变化来实时反映待测参量的变化,所述射频功率检波的设计方法为:在微波传感器的输出端设置射频功率检波器,所述功率检波器包括整流二极管和两级精密运放,所述两级精密运放包括一级低噪声运放和一级增益可调运放,其中第一级精密运放对高频信号进行半波整流,第二级运放对其进行全波整流,同时将其幅值放大两倍,将高频信号转换为直流信号,并由低通滤波器对该直流信号进行纹波滤波;

S5、通过模数转换将微波传感器检测到模拟参量变化输入到控制芯片中,实现对微波传感器的变化参量的实时采集;在功率检波电路输出端设有模数转换器以及控制芯片,所述模数转换器和控制芯片对微波传感器的输出信号进行进一步数据处理,包括模数变换以及对微波传感器的输出数据进行线性补偿。

2.根据权利要求1所述的面向多检测场景的微波传感器检测电路的设计方法,其特征在于:在锁相环射频源与微波传感器之间设置有功率放大器,实现射频功率的稳定输出,并抑制非线性射频输出。

3.根据权利要求1所述的面向多检测场景的微波传感器检测电路的设计方法,其特征在于:对微波传感器与检测电路之间进行电磁隔离,所述微波传感器包括微带线结构、介电材料和屏蔽层。

4.根据权利要求1所述的面向多检测场景的微波传感器检测电路的设计方法,其特征在于:所述微波传感器直接集成设置在检测电路中。

5.一种面向多检测场景的微波传感器检测电路,其特征在于:采用上述权利要求1‑4任意一项所述的设计方法得到该检测电路,包括:集成设置在电路上的微波传感器、采用锁相环电路构成的微波射频源、设置在锁相环射频源与微波传感器之间的功率放大器、在微波传感器的输出端设置的功率检波器以及在功率检波电路输出端设置的模数转换器和控制芯片。