(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の材料から成るケースを有するマイクロ波ストリップ線技術によるドップラーレーダにおいて、誘電性共振器により安定化された局部発振器（２）が直列に接続されているミクサ（３、４）を介してマイクロ波アンテナ（５）に給電し、これを介して送信信号が放射され、また対象物から復帰反射されかつ受信された信号がマイクロ波アンテナ（５）を介してミクサ（３、４）に供給され、また混合過程に用いられる発振器信号の成分とドップラー信号として混合され、ミクサ（３、４）が一方のダイオード（３）で直列に接続され、また局部発振器（２）に対する不整合回路（Ｓ1 ）ならびにマイクロ波アンテナ（５）に対する整合回路（Ｓ２）を有し、接地へのマイクロストリップ線の回路を有する他方のダイオード（４）がノイズ抑制の役割をすることを特徴とするマイクロ波ストリップ線技術によるドップラーレーダ。
【請求項２】
ケース（２１）を２つの室に分割する多層板（６）が設けられており、またトランジスタ（２２）を有する局部発振器（２）が多層板（６）の一方の側に、またアンテナ供給を有するミクサ（３、４）が他方の側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のドップラーレーダ。
【請求項３】
アンテナ側に接地に通ずるλ／４ストリップ線（７）が、また出力側にミクサ（３、４）に対する保護抵抗（８）が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のドップラーレーダ。
【請求項４】
多層板（６）が２つの両側で銅張りされ予め画定されてフリーエッチングされた２つの板から成っており、それらの背面が結合されていることを特徴とする請求項１または２記載のドップラーレーダ。
【請求項５】
両板の背面が接着剤により結合されていることを特徴とする請求項４記載のドップラーレーダ。
【請求項６】
局部発振器（２）の能動的要素が電界効果トランジスタ（２２）または高周波バイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載のドップラーレーダ。
【請求項７】
多層板（６）の一方の側に局部発振器（２）のストリップ線、誘電性共振器（１）、局部発振器（２）の能動的要素としての電界効果トランジスタ（２２）、ゲートＤＣ抵抗（９）およびＨＦ直列抵抗（１３）が配置されており、また多層板（６）の他方の側に高調波フィルタ抵抗（１１）、電圧供給抵抗（１２）、ミクサ（３、４）およびアンテナ整合回路（２６）が配置されており、また局部発振器（２）から発生される発振器信号がスルーホール（１９）により多層板（６）の一方の側から他方の側へ導かれ得ることを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載のドップラーレーダ。
【請求項８】
マイクロ波アンテナ（５）としてパッチアンテナが設けられていることを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載のドップラーレーダ。
【請求項９】
多層板（６）の周縁が両Ｃｕ中間層とケース（２１）との結合のために、両室の密閉のために、またＨＦ放射の防止のために周縁に多数のスルーホール（１６、１７）を設けられていることを特徴とする請求項１ないし８の１つに記載のドップラーレーダ。
【請求項１０】
多層板（６）がその周縁に、打ち抜き後に周縁歯の形態でセグメントを形成するスルーホール（１６）を設けられていることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載のドップラーレーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、導電性の材料から成るケースを有するマイクロ波ストリップ線技術によるドップラーレーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヨーロッパ特許出願公開第  Ａ−０１２９２５１号明細書から、高周波発振器が第１のストリップ導体および誘電性共振器を介して第２のストリップ導体と高周波的に結合されているストリップ線ドップラーレーダが公知である。第２のストリップ導体はアンテナと結合されている。共振器は両導体の間に、アンテナおよび受信ダイオードに予め定められた電力が供給されるように配置されている。約１００ＧＨｚの周波数に対するドップラーレーダはガン要素、ショットキ‐ビームリードダイオードおよびセラミック‐マイクロ波板により構成されている。しかしながらこの装置の欠点は、高価な組立、高いＤＣ電力消費、局部発振器（ＬＯ）の高い擾乱放射、高調波放射および量産には低すぎる集積度である。さらに特にＥＳＤ（静電放電）に対する保護処置に注意しなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、同時に相対的にわずかな高調波放射において高い感度を有するドップラーレーダのモジュールを、システムが静電放電に対する高い耐性を有し、また経済的な量産がコンバクトな構成で実現可能であるようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、導電性共振器により安定化された局部発振器が直列に接続されているミクサを介してマイクロ波アンテナに給電し、これを介して送信信号が放射され、また対象物から復帰反射されかつ受信された信号がマイクロ波アンテナを介してミクサに供給され、また混合過程に用いられる発振器信号の成分とドップラー信号として混合され、ミクサが一方のダイオードで直列に接続され、また局部発振器に対する不整合回路ならびにマイクロ波アンテナに対する整合回路を有し、接地へのマイクロストリップ線の回路を有する他方のダイオード）がノイズ抑制の役割をすることにより解決される。
【０００５】
本発明の有利な実施態様は請求項２以下に記載されている。
【０００６】
本発明によるドップラーレーダでは、誘電性共振器により安定化された局部発振器（ＬＯ）、たとえばＦＥＴ発振器が、直列に接続されているミクサ要素を介して、送信電力Ｐｓ  を有する発振器または送信信号を放射するマイクロ波（ＭＷ）アンテナ、特にパッチアンテナに給電する。動かされる対象物から復帰反射されかつ受信された電力Ｐｅ  を有する信号は同一のアンテナを介してミクサに供給され、また混合過程に用いられる発振器（ＬＯ）信号の成分とドップラー信号として混合される。
【０００７】
局部発振器、ミクサ要素およびアンテナの直列配置により高い混合効率および高い感度が、放射される送信電力の最小化と同時に達成される。
【０００８】
局部発振器が一方の側に、またアンテナ供給を有するミクサが他方の側に配置されている多層板を有するドップラーレーダの構成により、ドップラーレーダのケースが２つの室に分割される。この有利な措置はコンパクトな構成および高調波放射の最小化を可能にする。
【０００９】
高いＥＳＤ耐性はアンテナ側では接地に通ずるλ／４導線により、また出力側ではミクサに対する保護抵抗により達成される。
【００１０】
【実施例】
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳細に説明する。
【００１１】
図１に示されており運動センサとして使用されるドップラーレーダは主として３つの機能ユニット、すなわち本来のドップラーレーダモジュールＤＭ、ＮＦ前置増幅器ＶＡおよび電圧安定化回路ＶＳから成っている。誘電性共振器により安定化された局部発振器２、この例ではＦＥＴ発振器は直列に接続されているミクサダイオード３、４を有するミクサを介してマイクロ波アンテナ５、好ましくはパッチアンテナに給電し、それを介して送信信号が放射される。アンテナ側には接地に通ずるλ／４ストリップ線７が、また出力側には保護抵抗８およびミクサダイオード３、４に対するダイオードバイアス抵抗１０が設けられている。アンテナを介して放射されたマイクロ波電力はセンサの感度範囲内での運動過程の際に反射され、またミクサダイオード３、４に供給され、またそれによってドップラー信号を発生する。後続の低雑音ＮＦ前置増幅器ＶＡがドップラー信号を処理し、また電圧安定化回路ＶＳと共に、たとえば片側に装着されるプリント板の上に集積されている無線装置の別の２つの構成要素を形成する。
【００１２】
図２には、直列に接続されているミクサダイオード、たとえばショットキダイオード３、４を有するドップラーレーダのミクサの原理が示されている。Ｕ（ｆｏ）は周波数ｆｏにおけるＬＯ信号、Ｕ（ｆｏ±ｆｄ）は可能な周波数ｆｏ±ｆｄにおける受信信号、またＵ（ｆｄ）はドップラー周波数ｆｄにおける発生ドップラー信号である。センサの感度範囲内に位置しており、ＭＷ放射を反射する対象物が運動すると、周波数シフトされて反射された波がＭＷアンテナにより受信され、また再びミクサに供給される。ＬＯ信号および周波数シフトされた波からの混合過程により、速度に比例するドップラー信号が供給される。
【００１３】
図３に示されているミクサはこの例では２つの低バリアシリコンダイオード３、４から成っている。アンテナへの直列分岐中に位置しているダイオード３は混合過程で役立つ。接地へのマイクロストリップ線の回路を有するダイオード４はノイズ抑制の役割をする。ＬＯ側の不整合回路Ｓ１  はダイオード３に低抵抗の終端を与え、また２つの機能を満足する。局部発振器２への不整合により一方では発せられる電力Ｐｓ  が、アンテナ５における送信電力がたとえば０ｄＢｍの小さい値ＥＩＲＰに下げられるまで減ぜられるが、混合機能は完全に保たれている。他方において、それによって受信信号Ｐｅ  に対する最適のＬＯ側のミクサ終端が達成される。回路Ｓ２  は受信整合の役割をする。
【００１４】
スペースを節減するアンテナ５として好ましくはテフロン（商品名）材料から成るパッチアンテナが使用される。多層板６（図４）へのミクサダイオード３、４およびアンテナ整合回路の結合は銀線から成る接続線により実現される。それによってＨＦ通過案内構成要素が省略され得る。さらに、使用されるマイクロ波アンテナ５は終端に短絡を設けられているλ／４ストリップ線７により多層板６の上でケースと結合されている。それによりパッチアンテナの接触によるＥＳＤ危険が防止されている。外方に導かれているトップラー信号Ｄの取り出しは保護抵抗８、この場合には１６０Ω抵抗によりミクサ構造から保護されている。外方に導かれている電圧調節器ＶＳへの取り出しには５１ｋΩ抵抗がダイオードバイアス抵抗１０として接続されている。
【００１５】
図４および図５にはそれぞれ回路部分を有する多層板６の両側の平面図が示されている。マイクロ波多層板６は好ましくは、２つの両側で銅張りされた、予め画定されてフリーエッチングされた、互いに接着されている２つのテフロン（商品名）板から成っている。この接着のためにＨＦ適格な接着剤を使用するだけで良いことは有利である。なぜならば、ここでは接着剤の誘電定数が決定的な役割を演じないからである。さらに、両側でのマイクロ波案内が可能であることは有利である。
【００１６】
多層板６の一方の側には図４のようにマイクロ波発振器２（図１）のストリップ線、誘電性共振器１、この例では局部発振器２（図１）の能動的要素としての電界効果トランジスタ２２、ゲートＤＣ抵抗９およびＨＦ直列抵抗１３が配置されている。最適にディメンジョニングされた直列抵抗１３は負荷インピーダンスへの発振器２の整合を保証し、また同時に発振器の出力電力を減ずる。
【００１７】
多層板６の他方の側には図５のように抵抗１１、トランジスタ抵抗１２、ミクサダイオード３、４およびアンテナ整合回路２６の形態の高調波構造が配置されている。符号Ｃを付されているのは、発振器２とミクサダイオード３、４との間の脱結合コンデンサである。マイクロ波は２つの抵抗１１から成る高調波フィルタおよびマイクロ波スタブ１５によりミクサダイオード３、４に供給される。
【００１８】
発振器２（図１）から発生されたＬＯ信号はスルーホール１９を通じて板の一方の側から他方の側へ導かれる。従って両Ｃｕ中間層は相応のフリーエッチングを有していなければならない。トランジスタ２２への電圧供給は抵抗１２を介して一方の側から他方の側へ等しい原理（スルーホール１４）に基づいて行われる。多層板６の周縁におけるスルーホール１６、１７（外径３．４ｍｍまたは内径０．５ｍｍ）は両Ｃｕ中間層のＨＦ接地の形成および多層板６の周縁におけるＨＦ放射の防止の役割をする。スルーホール１８はトランジスタ２２またはミクサの並列ダイオード４を両Ｃｕ中間層と結合する。ケース内への多層板６のろう付けによりこうして両Ｃｕ中間層とケースとの結合が保証されている。
【００１９】
個々の板の周縁におけるスルーホール１６の位置および配置により多数の板の製造が著しく容易になることは特別な利点である。スルーホール１６の位置決めおよび打ち抜き過程により郵便切手の場合に類似した孔明けまたは歯付けが形成される。
【００２０】
多層板６は両側に表面取付可能なデバイスを装着され、またこうして自動装着装置により量産工程で製造され得る。
【００２１】
ストリップ線ドップラーレーダは主として下記の構成要素、
−発振器およびミクサを有する多層板、
−マイクロ波アンテナ、
−カバーおよび調節ねじを有する導電性材料から成るケース、
−電圧調節器およびドップラー信号増幅器を有するＮＦ板、
を含んでいる。
【００２２】
図６および図７にはＮＦ板２０を有するドップラーレーダモジュールが示されている。ＮＦ板２０は安定化された＋５Ｖ電圧およびドップラー信号の前処理を含んでいる。ドップラー信号前置増幅器ＶＡ（図１）は１０００利得の電圧増幅を行う。
【００２３】
マイクロ波アンテナ５およびＮＦ板２０がケース２１の上にろう付けされた後に、再び多層板６がそのために設けられているケース肩部の上にろう付けされる。
【００２４】
続いて、多層板６をマイクロ波アンテナ５、ＤＣ供給部およびドップラー信号供給線と結合するため、３つの銅線片２４が挿入され、またケースカバー２３（図７）がろう付けされる。すべての構成要素のろう付けは高い品質標準を保証する。最後に調節ねじ２５により放射電力の周波数が設定される。
【００２５】
本発明によるストリップ線ドップラーレーダはたとえば運動報知器、ドア開閉器などとして多くの用途に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるドップラーレーダの原理回路図。
【図２】ミクサの原理結線図。
【図３】ミクサの一実施例を示す結線図。
【図４】回路部分を有する誘電体多層板の一方の側の平面図。
【図５】誘電体多層板の他方の側の平面図。
【図６】カバーなしのドップラーレーダの平面図。
【図７】図６によるモジュールの断面図。
【符号の説明】
ＤＭ    ドップラーレーダモジュール
Ｓ１    不整合回路網
Ｓ２    受信整合回路網
ＶＡ    ＮＦ前置増幅器
ＶＳ    電圧安定化回路
１    誘電性共振器
２    局部発振器
３、４    ミクサダイオード
５    マイクロ波アンテナ
６    多層板
７    λ／４ストリップ線
８    保護抵抗
９    ゲートＤＣ抵抗
１１    高調波フィルタ抵抗
１２    電圧供給直列抵抗
１３    ＨＦ直列抵抗
１５    マイクロ波スタブ
１６〜１９    スルーホール
２０    ＮＦ板
２１    ケース
２２    電界効果トランジスタ
２３    ケースカバー
２５    調整ねじ
２６    アンテナ整合回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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