[发明专利]微波感知声音信号的方法与装置

权利要求书

1.用微波感知声音信号的方法，其特征是特性阻抗为Z₀的微波传输线以电容C为负载，微波连续波入射到传输线上，传输终端接负载即电容，电容由金属膜片和内导体构成，当声波将金属膜片推动，使微波传输线终端电容发生变化，继而使微波反射系数的相位产生相应变化，膜片随声波振动,等幅的载波被膜片的振动调制，产生低调制度的调相波；反射波经过有线或无线方式被送回，经环行器送往接收端；再应用解调技术，解调后还原为声音；解调时从反射系数的微弱变化中高保真地解调出声音信号，即用微波来感知声音引起的金属膜振动。

2.根据权利要求1所述的用微波感知声音信号的方法，其特征是所述解调技术采用零差混频及正交解调技术；通过调节混频器本振信号的相位，使混频输入最大，适用于输入信号相位无变化的情形；应用正交解调技术消除哑点，将信号和本振分为两路，两路本振信号相差90度，混频后的音频信号再行合成。

3.根据权利要求1所述的用微波感知声音信号的方法，其特征是所述解调技术采用载波对消技术，使鉴相器灵敏度最大化：送往接收机的信号包括了大的载波和小的边带，有用信号藏于边带内；为加大边带贡献，必须减小载波分量；压缩载波信号的方法是抽取一部分纯净载波信号，经幅度、相位调整与进入接收机的混合信号相减；载波压缩比达30dB以上。

4.根据权利要求1所述的用微波感知声音信号的方法，其特征是采用载波对消技术、尽管相位调制度得到提升，对于微弱的振膜振动，调相度仍然很低；对正弦调制，载波正比于零阶贝塞尔函数，含振动信息的边带正比于各高阶贝塞尔函数。

5.根据权利要求4所述的用微波感知声音信号的方法，其特征是对于小宗量为x的贝塞尔函数，J₀(x)≈1,J₁(x)≈x/2,J₂(x)≈x²/8......；.以10GHz下1微米的振动，J₀(x)≈0.997,J₁(x)≈0.05,J₂(x)≈0.00125，一阶分量为-26dB,二阶分量为-58dB,零中频混频的过程是非线性过程，需要有效压缩上述各种无有效信息的载波分量，以提高灵敏度。

6.根据权利要求1所述的用微波感知声音信号的方法，其特征是反射波幅度保持恒定,而相位会发生变化,成为等幅调相波；反射波辐角φ随电极间距t的变化率为：dφdt=dφdCdCdt=2ωZ0C1+(ωZ0C)21t.]]>

7.根据权利要求6所述的用微波感知声音信号的方法，其特征是调相波的相位调制度最大化，最高调相灵敏度，t应尽量小，而ωCZ₀＝1。

8.根据权利要求1-6之一所述的用微波感知声音信号的装置，其特征是微波信号源(1)产生的微波连续波经(10dB)定向耦合器(2)分为两路，主路通过隔离器(4)、环行器(10)、螺钉调配器(11)、送入魔T(12)，魔T均等地分配到微波麦克风(13)和可调短路器，调节可调短路器，使得两者的反射波的和(Σ口)进入隔离器(5)、第二移相器(7)；其差(Δ口)返回螺钉匹配器(11)和环行器(10)，进入功率合成器(3)。调节移相器(6)和可调衰减器(17)在功率合成器(3)内将载波分量抵消，再进入高频放大器(8)送入双平衡混频器(14)射频端,混频器输出的音频信号经低频带通滤波器(15)、放大器(9)由耳机(16)接收。