距离选通射频生理传感器制造技术

一种用于生理传感的传感器，可配置为生成用于发射距离选通传感的射频脉冲的振荡信号。该传感器402可包括配置为发射脉冲的射频发射器，和配置为接收所述发射的射频脉冲中的被反射的那些射频脉冲的接收器。该接收的脉冲可以被处理，以检测生理特性，如运动、睡眠、呼吸和/或心跳。在一些实施例中，所述传感器可采用包括脉冲发生器的电路，该脉冲发生器配置为生成信号脉冲。该电路还可包括介质谐振振荡器，该介质谐振振荡器配置为生成射频振荡信号。开关振荡电路可连接到脉冲发生器和介质谐振振荡器。该开关电路可配置为生成用于发射射频脉冲的脉冲化的射频振荡信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用        本申请要求2012年7月20日提交的第61/673774号美国临时专利申请的优先权，其公开的内容以引用的方式结合在本文中。
本技术涉及移动用于移动的物体和活体的特性检测的电路和传感器。更具体地，涉及用于产生动作感应的距离选通射频脉冲的传感器，特别注重对人的运动的测定，以便确定呼吸、心率和活动等生理特性。
技术介绍
连续波（Continuous Wave，CW）多普勒雷达运动传感器发出连续波射频（RF）载体，将传输的RF与返回的回波混合以产生不同频率，该频率等于活动目标产生的多普勒频移。这些传感器没有明确的范围限制（即，它们可以同时从近的物体和远的物体接收信号，接收的信号是雷达散射截面的函数）。这可能导致假触发，即，运动伪迹干扰。它们还可能在近距离具有导致错误触发的不合需要的高灵敏度。佛伦等人的美国专利4197537中描述了一种脉冲多普勒运动传感器。短脉冲被传输，并且，它的回波与传输的脉冲自混合。脉冲宽度限定了距离选通区域。当传输脉冲结束，传输脉冲之后到达的混合末端和目标回波不会混合，并因此选通输出。麦克尤恩的第5966090号美国专利 “微分脉冲雷达运动传感器”中公开了一种微分脉冲多普勒运动传感器，其可选地传输两种脉冲宽度。接着，它从每个宽度中减去多普勒响应，从而产生距离选通的多普勒传感区，其具有对距离相当恒定的响应。如麦克尤恩的第5361070号美国专利 “超宽频（Ultra-Wideband，UWB）雷达运动传感器”中所描述的脉冲雷达，产生与传输的脉冲宽度相关的非常狭窄的感应区域。如麦克尤恩的第5682164号美国专利“脉冲零差场干扰传感器”中所描述的双脉冲多普勒雷达运动传感器，传输第一脉冲，接着在延时后生成第二脉冲，该第二脉冲与来自第一脉冲的回波混合。因此，形成限定了最小和最大距离的距离选通传感带宽。UWB雷达运动传感器的缺点是，其不被全球RF监管机构认可为有意辐射体。它们在感测位于中等距离处的物体时存在困难，并且在一些实施例中，可能容易受到RF干扰。麦克尤恩的第6426716号美国专利中描述了一种调制脉冲多普勒传感器。距离选通微波运动传感器包括可调节的最小和最大探测距离。该装置包括：与脉冲生成和延时组件相关联的RF振荡器，用以产生传输和混合脉冲； 单个传输（TX）/接收（RX）天线或一对分开的TX和RX天线；以及RF接收器，包括与过滤、放大和解调组件相关联的检测器/混频器，用于根据混频器和回波脉冲产生距离选通的多普勒信号。在第7952515号美国专利中，麦克尤恩公开了一种特殊的全息雷达。它往全息雷达增加了距离选通从而限制对特定目标线区域的响应。麦克尤恩指出可以得到成像表面的更清晰的无杂波雷达全息图，特别当渗透材料反映内部图像平面，或切片。这种距离选通使得堆叠的全息图技术成为可能，其中，可以在目标线方向中堆叠多个成像表面。在公开号为2010/0214158的美国专利申请中，麦克尤恩公开了一种用于全息雷达的RF幅度采样器。麦克尤恩描述了RF幅度采样器可以很好地解决由窄带全息脉冲雷达产生的干涉图谱。需要改进用于脉冲射频传感的传感器，如在生理特征检测情况下使用的那些。
技术实现思路
本技术的一些实施例的一个方面涉及一种采用射频信号检测生理特性的传感器。本技术的一些实施例的另一方面涉及带有配置为生成如用于距离选通的脉冲射频（RF）信号的这种传感器。本技术的一些实施例的再一方面涉及一种带有改进的振荡器设计的电路的传感器。本技术的一些实施例的还有一个方面涉及为改进RF振荡器频率稳定度而配置的这种传感器，其还保持距离选通所需的快速切换特性。本技术的一些实施例的又一方面提供一种RF传感器，该RF传感器能够符合作为有意辐射体的射频管理需求。本技术的一些实施例可能包括射频运动传感器。该传感器可能包括射频发射器。该发射器可能被配置为发射射频脉冲。该传感器可能还包括接收器，该接收器配置为接收反射的发射的射频脉冲的其中之一。该射频发射器可能包括：脉冲发生器，该脉冲发生器配置为生成信号脉冲；介质谐振振荡器，该介质谐振振荡器配置为生成稳定的射频振荡信号；以及开关电路，该开关电路连接到脉冲发生器和介质振荡器。该开关电路可能配置为生成脉冲化的射频振荡信号，该脉冲化的射频振荡信号的主频率来自介质谐振振荡器。在一些情况下，该介质谐振振荡器可能包括介质谐振器和晶体管。可选地，该开关电路可能是开关宽频带振荡器。开关宽频带振荡器是带有低Q的振荡器电路，该振荡器电路具有允许该振荡器打开或关闭的特定输入。可以使用场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）体现开关宽频带振荡器，其包括漏极、栅极和源极，配置为介质谐振振荡器可以连接到该晶体管的栅极和漏极，并且脉冲可以连接到该栅极，以致该振荡器可以打开或关闭。可选地，该开关宽频带振荡器可以基于双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor，BJT），其中，该开关电路可能包括发射极、基极和集电极，这样，介质谐振器可能连接到该晶体管的基极和发射极。在某些情况下，开关电路可能是可切换的射频放大器。一个可切换的放大器就是其中存在输入和输出信号，连同开关控制信号。当通过开关控制信号打开该放大器，该电路的输出将是输入的放大版。如果关闭该放大器，将没有输出。放大器的一个实施例可能包括具有漏极、栅极和源极的晶体管。该放大器可能被配置为与脉冲信号同步地放大射频振荡信号，从而生成脉冲化的射频振荡信号。该漏极可能连接为接收来自脉冲发生器的信号脉冲。该栅极可能连接为接收来自介质谐振振荡器的射频振荡信号。在一些例子中，开关电路可能包括宽频带振荡器。该宽频带振荡器可能配置为与介质谐振振荡器注入锁定。可选地，该宽频带振荡器可能包括具有漏极、栅极和源极的晶体管。该宽频带振荡器可能还包括连接到漏极的反馈网络电路。在某些情况下，该传感器可能还包括介质谐振振荡器的输出和开关电路的输入之间的衰减器和匹配网络电路。该匹配网络电路可能包括与开关电路的晶体管的栅极连接的微带馈线。该微带馈线可能在直接的反馈配置中，或者它可能在间接的反馈配置中。在某些情况下，该脉冲发生器可能包括逻辑门电路。例如，该逻辑们电路可能包括NAND门。可选地，该逻辑门的输出可能与开关电路的晶体管的栅极连接。在一些例子中，该传感器可能还包括处理器。该处理器可能配置用于处理接收到的反射的发射的射频脉冲的其中之一，从而得到呼吸、睡眠和心率中的任意一个或多个的指示。可选地，该传感器可能还包括呼吸治疗设备。该呼吸治疗设备可能包括带有处理器的流发生器。该呼吸治疗设备的处理器可能配置为处理该指示。本技术的一些实施例可能包含用于生产信号的电路，以便产生用于距离选通生理传感的射频脉冲。该电路可能包括脉冲发生器，该脉冲发生器配置为生成信号脉冲。这些信号脉冲可能用于向图4所示的开关电路提供控制信息。该电路可能还包括介质谐振振荡器，该介质谐振振荡器配置为生成射频振荡信号。该电路可能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频运动传感器，包括：射频发射器，该射频发射器配置为发射射频脉冲；以及接收器，该接收器配置为接收所述发射的射频脉冲中被反射的那些射频脉冲，所述射频发射器包括：脉冲发生器，该脉冲发生器配置为生成信号脉冲；介质谐振振荡器，该介质谐振振荡器配置为生成稳定的射频振荡信号；以及开关电路，该开关电路连接到所述脉冲发生器和介质振荡器，所述开关电路配置为生成脉冲化的射频振荡信号，该脉冲化的射频振荡信号由所述脉冲发生器的信号脉冲所调制，并且该脉冲化的射频振荡信号的主频率来自所述介质谐振振荡器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.20 US 61/673,7741.  一种射频运动传感器，包括：
射频发射器，该射频发射器配置为发射射频脉冲；以及
接收器，该接收器配置为接收所述发射的射频脉冲中被反射的那些射频脉冲，
所述射频发射器包括：
脉冲发生器，该脉冲发生器配置为生成信号脉冲；
介质谐振振荡器，该介质谐振振荡器配置为生成稳定的射频振荡信号；以及
开关电路，该开关电路连接到所述脉冲发生器和介质振荡器，所述开关电路配置为生成脉冲化的射频振荡信号，该脉冲化的射频振荡信号由所述脉冲发生器的信号脉冲所调制，并且该脉冲化的射频振荡信号的主频率来自所述介质谐振振荡器。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述介质谐振振荡器包括介质谐振器和晶体管。
3.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，所述开关电路包括可切换的射频放大器。
4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述放大器包括具有漏极、栅极和源极的晶体管，该放大器配置为与所述脉冲信号同步地放大所述射频振荡信号，以生成所述脉冲化的射频振荡信号。
5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述漏极连接为接收来自所述脉冲发生器的信号脉冲。
6.根据权利要求4或5所述的传感器，其特征在于，连接所述放大器的晶体管的栅极，以接收来自所述介质谐振振荡器的所述射频振荡信号。
7.根据权利要1或2所述的传感器，其特征在于，所述开关电路包括宽频带振荡器，该宽频带振荡器配置为与所述介质谐振振荡器注入锁定。
8.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于，所述宽频带振荡器包括具有漏极、栅极和源极的晶体管，该宽频带振荡器包括连接到所述漏极的反馈网络。
9.根据权利要求1到8中任意一项所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括位于所述介质谐振振荡器的输出和所述开关电路的输入之间的衰减器和匹配网络电路。
10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述匹配网络电路包括微带馈线，该微带馈线与所述开关电路的晶体管的栅极连接。
11.根据权利要求10所述的传感器，所述微带馈线为直接反馈配置。
12.根据权利要求10所述的传感器，所述微带馈线为间接反馈配置。
13.根据权利要求1到12中任意一项所述的传感器，其特征在于，所述脉冲发生器包括逻辑门电路。
14.根据权利要求13所述的传感器，其特征在于，所述逻辑门包括NAND门。
15.根据权利要求13或14所述的传感器，其特征在于，所述逻辑门的输出与所述开关电路的晶体管的栅极连接。
16.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，所述信号脉冲的起始时间随着整体信号脉冲生成时序的变化而变化。
17.根据权利要求1到16中任意一项所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括处理器，该处理器配置为处理所述发射的射频脉冲中被反射的那些射频脉冲，以得到肢体动作、呼吸、睡眠和心率中的任意一个或多个的指示。
18.根据权利要求17所述的传感器，其特征在于，所述传感器包括呼吸治疗设备，该呼吸治疗设备包括带有处理器的流发生器，该呼吸治疗设备的处理器配置为处理所述指示。
19.根据权利要求1到18中任意一项所述的传感器，其特征在于，所述射频发射器还包括颤振电路，该颤振电路与所述脉冲发生器连接，以使所述脉冲发生器生成的信号脉冲发生颤振。
20.根据权利要求19所述的传感器，其特征在于，所述颤振电路包括同步斜坡颤振电路。
21.电路，其用于生成信号，来产生用于距离选通的生理传感的射频脉冲，所述电路包括：
脉冲发生器，该脉冲发生器配置为生成信号脉冲；
介质谐振振荡器，该介质谐振振荡器配置为生成射频振荡信号；
开关放大器电路，该开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·麦克马洪，迈克尔·雷恩，斯潘塞特里·沃德，克瑞恩·康威，康纳·赫尼根，
申请(专利权)人：瑞思迈传感器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE