[发明专利]具有确定探测边界的多普勒微波探测方法

说明书

本发明提供一具有确定探测边界的多普勒微波探测方法，其基于对激励信号的分段线性调频，发射线性调频形态的微波波束，和接收该微波波束被至少一物体反射形成的反射回波所对应的回波信号，并通过混频检波的方式生成对应于所述激励信号和所述回波信号之间频率和相位差异的一多普勒中频信号，则时所述多普勒中频信号在频域上的不同频率成分对应于所述微波波束的覆盖空间内的物体与相应微波探测模块之间的不同距离，并在该空间内存在物体的运动时，所述多普勒中频信号的频率和初始相位具有时域上的波动，如此以能够基于对所述多普勒中频信号在频率和初始相位上的多重限值设定，探测具有确定探测边界的有效探测空间内的物体活动。

技术领域

本发明涉及多普勒微波探测领域，尤其涉及具有确定探测边界的多普勒微波探测方法。

背景技术

随着物联网技术的发展，人工智能、智能家居、以及智能安防技术对于环境探测，特别是对于人的存在、移动以及微动的动作特征的探测准确性的需求越来越高，只有获取足够稳定的探测结果，才能够为智能终端设备提供准确的判断依据。其中无线电技术，包括现有的基于多普勒效应原理的微波探测技术作为人与物，物与物之间相联的重要枢纽在行为探测和存在探测技术中具有独特的优势，其能够在不侵犯人隐私的情况下，通过以固定频率发射一微波波束，和接收该微波波束被相应物体反射形成的一反射回波，并在后续通过混频检波的方式生成对应于该微波波束和该反射回波之间的频率差异的一多普勒中频信号，则该多普勒中频信号的幅值波动对应于相应物体的运动产生的多普勒效应，如此以基于所述多普勒中频信号存在满足相应的阈值设定的有效幅值表征相应物体的运动，并在应用于对人体活动的探测时，能够实现人与物之间的智能互联而具有广泛的应用前景，然而一方面由于相应微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界而具有非确定性，另一方面由于缺乏对电磁辐射的有效控制手段，即对相应微波波束的梯度边界的整形手段，主要体现在对微波波束的波束角的调整手段的匮乏，相应微波探测模块的实际探测空间固定并难以控制，对应造成实际探测空间与相应目标探测空间不匹配的状况，如此以在实际探测空间之外的目标探测空间无法被有效探测的状态，和/或在目标探测空间之外的实际探测空间存在环境干扰的状态，包括动作干扰、电磁干扰以及因电磁屏蔽环境造成的自激干扰，造成现有的基于多普勒效应原理的微波探测技术精准度差和/或抗干扰性能差的问题，即由于微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界，同时缺乏对微波波束的梯度边界的整形手段，现有的微波探测模块的实际探测空间难以在实际应用中匹配相应的目标探测空间，造成现有的微波探测模块在实际应用中于不同应用场景的适应能力有限并具有较差的探测稳定性的缺陷。

为解决现有的微波探测模块的上述缺陷，目前主要通过调节所述微波探测模块的灵敏度的方式于所述微波探测模块的实际探测空间内界定一有效探测空间，具体以所述多普勒中频信号在幅值上的相应阈值设定实现对所述微波探测模块的相应灵敏度调节，以在所述微波探测模块的实际探测空间大于相应目标探测空间的场景，基于所述有效探测空间的界定使得所述有效探测空间能够与所述目标探测空间相匹配而排除所述目标探测空间之外的实际探测空间的环境干扰。然而，由于所述多普勒中频信号的幅值关联于被运动物体反射形成的所述反射回波的能量大小而同时关联于运动物体的反射面大小和运动速度以及与所述微波探测模块之间的距离，因此，基于所述微波探测模块的灵敏度调节对所述有效探测空间的界定并不稳定和准确，例如，与所述微波探测模块距离相同的不同运动物体由于具有不同的反射面大小和/或运动速度而于所述多普勒中频信号中具有不同的幅值反馈，又如距离所述微波探测模块更远的运动物体由于具有更大的反射面和/或运动速度而于所述多普勒中频信号中可能具有更高的幅值反馈，即对所述微波探测模块的灵敏度调节无法形成具有确定边界的所述有效探测空间，以致所述微波探测模块在实际应用中的探测边界并不准确和稳定。

也就是说，由于微波波束的边界为辐射能量衰减到一定程度的梯度边界，和对微波波束的梯度边界的整形手段的缺乏，以及基于所述多普勒中频信号在幅值上的相应阈值设定对所述微波探测模块的灵敏度调节并不能形成具有确定边界的所述有效探测空间，目前的基于多普勒效应原理的微波探测技术而在实际应用中于不同应用场景的适应能力有限并具有较差的探测稳定性和准确性的缺陷。

发明内容