[发明专利]微波/毫米波传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及向被测定物发射微波/毫米波带的信号，并接收来自 被测定物的反射波而检测(例如动作检测、速度检测、存在检测、以 及位置检测等)与被测定物相关的信息的微波/毫米波传感器装置。

背景技术

以往的微波/毫米波传感器装置构成为，通过微带线等传送线路， 来连接晶体管振荡器电路或GUNN二极管振荡电路、二极管混频器 电路、天线、耦合器、分配器、以及发送接收分离用循环器等各个独 立的功能电路。这样的以往的微波/毫米波传感器装置是一般通过将振 荡电路的振荡信号用作发送RF信号，并且利用分配电路来取出该振 荡信号的一部分并也用作混频器电路用本地信号，使该混频器作为零 拍型降频变换器而发挥功能，而将接收RF信号变换成IF信号的零拍 型传感器方式的微波/毫米波传感器装置。

在这样的通过连接独立的功能电路来构成的微波/毫米波传感器 装置中，电路的高密度集成化中存在界限，并且，特别在毫米波带中 由于这些功能电路间的连接部、传送线路引起的损失成为电路性能劣 化的主要原因，所以提出了将振荡器电路、混频器电路、以及天线等 集成化的结构的零拍型传感器或零拍型降频变换器。

例如在非专利文献1“C.M.Montiel，’A Self-mixing active antenna for communication and vehicle identification applications’，MTT-S Digest，1996”中，公开了如下内容：将用作振荡元件兼混频元件的 GUNN二极管直接安装在圆形导体贴片内，从与圆形导体贴片连接的 带有DC阻塞电容器的偏置Tee电路中取出IF信号。

另外，在非专利文献2“Robert A.Flynt，’Low Cost and Compact Active Intergrated Antenna Transceiver for System Application’， MTT-10 Vol.44 Oct.，1996”中，公开了如下内容：在通过片式电容器 电容地耦合的两个半圆形导体贴片的中央配置用作振荡元件的FET， 在漏极侧导体贴片内直接安装用作混频元件的肖特基势垒二极管。

另外，在非专利文献3“M.J.Kelly，’HBT active antenna as a self-oscillating Doppler sensor’，IEE Proc.Microw.Antennas Properg.， vol.147，No.1，Feb.，2000”中，公开了如下内容：对供电阻抗是50欧姆 的一般的方形导体贴片天线的供电点，在同一平面上连接独立于该贴 片天线所设计的50欧姆负载用的通常的微带线型晶体管振荡电路， 将该晶体管用作振荡元件兼混频元件，从通常的方形导体贴片天线中 输入接收RF信号，在晶体管的漏极侧RF扼流圈与直流电源之间配 置20欧姆的电阻，并从该电阻的扼流圈侧的端子作为电压而取出施 加到集电极与发射极之间的IF信号。

但是，如非专利文献1记载的发明那样，在圆形导体贴片内直接 安装了GUNN二极管的结构中，虽然没有由于传送线路而引起的电 力损失，但GUNN二极管自身的DC/RF变换效率与晶体管相比非常 不佳，因此功耗变大，如果不采用高的放热结构，则无法期待稳定动 作。另外，GUNN二极管与晶体管相比，无法期待高的RF/IF变换增 益，所以在检测灵敏度的这一点中是不利的。进而，在非专利文献1 记载的发明中，虽然采用了平面导体贴片型放射结构，但无法实现期 待单纯结构、低成本、以及高电力效率的传感器装置。

另外，如非专利文献1记载的发明那样，在通过片式电容器电容 耦合的两个半圆形导体贴片的中央配置振荡用FET，并在漏极侧导体 贴片内直接安装了混频用的肖特基势垒二极管的结构中，由于将多个 RF带部件配置在导体贴片内，不得不成为复杂的结构。另外，在通 过片式电容器实现的电容耦合中，难以在毫米波带中实现，且在混频 用中使用肖特基势垒二极管，所以无法期待比晶体管高的RF/IF变换 增益，在检测灵敏度的这一点中是不利的。