CN104347960B

CN104347960B - 主动式天线裝置

Info

Publication number: CN104347960B
Application number: CN201310313737.4A
Authority: CN
Inventors: 张继禾; 陈仁和; 曹昺昌; 黄仁志; 陆国忠; 宋云钧
Original assignee: Jun Li Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Jun Li Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: CN104347960A

Abstract

本发明公开一种主动式天线模块包含回路天线、射频晶体管、电感‑电阻串行电路与第一、第二旁路电容。射频晶体管具有控制埠与第一、第二端口，回路天线的两端点分别电性连接至互为反相的控制埠、第二埠之一，第二埠经由第一旁路电容电性连接至第一埠。第一埠经由电感‑电阻串行电路接地，第二旁路电容与电感‑电阻串行电路的电阻并联。

Description

主动式天线裝置

技术领域

本发明涉及一种主动式天线裝置，尤指一种具有自身混波解调架构的主动式天线裝置。

背景技术

从古至今，交通工具的持续发展，是人类文明发展的原动力之一。各种交通工具的演进历程，已说明了交通工具在人类文明发展史中，扮演着不可或缺的推动力量。随着科技的不断进步，现今车辆的性能愈来愈好，人类的移动性愈来愈强，动态的道路状况也愈来愈多。于是各种各样具有不同道路交通监控功能的汽车电子产品，应运而生。

习知的微波射频侦测器，均是将天线与射频电路模块做分开独立的设计。请参考图1，图1为现有技术中微波射频侦测器的结构示意图。如图1所示，习知的微波射频侦测器10包含有一调变电路11、一压控振荡器12、一功率分配器13、一驱动放大器14、一发射天线15、一接收天线16、一低噪声放大器17以及一混波器18。调变电路11是用以产生所需的调变信号，然后将调变信号输出至压控振荡器12。压控振荡器12是一种电子振荡电路设计，可经由输入电压的不同来控制振荡频率，最后输出调频连续波，并由发射天线15对道路发射出发射波。但是在经过发射天线15之前，功率分配器13会将压控振荡器12输出功率的一部分输入到混波器18，以利于之后获得中频信号。同时，调频连续波在被发射天线15接收之前，会经由驱动放大器14做放大处理。

接收天线16于接收到回波信号之后，会将所接收到的信号输入至混波器18，但是信号在传递到混波器18之前，会先经过低噪声放大器17，将信号做放大处理的同时，又尽可能抑制噪声，以便于后续的电子组件做处理。然后混波器18会计算出发射波与接收波之间的频率差，进而降频并输出中频信号。接着，再透过后端的中频电路(未显示)来律定侦测距离范围，以取得侦测目标的信息。最后会经过模拟数字转换，将信号送至数字信号处理器(未显示)中，处理后进行目标辨识，以达到交通监控功能。

如前所述，现有技术中，是先将天线与射频电路模块分开独立设计，然后做进一步的整合。一般而言，在系统的设计上多采用双天线的架构，而采用双天线架构的目的，是为了增加发射端与接收端的隔离度。但是若考虑到体积大小时，可以采用单一天线配合回旋器(circulator)的架构，以将发射端与接收端进行隔离。虽然如此，现有技术仍然有其应用上的限制。即当现有技术应用于低成本、小体积(直径在2cm以内)、低耗能(耗能在1.5W以内)的产品，用以对短距离(距离在20m以内)的移动物体侦测，并且涵盖角度要大(约360度)时，会遇到以下问题。

上述的双天线架构以及单天线架构，均是以标准雷达原理作为侦测方式。换句话说，即主要是以功率大小作为侦测距离远近的参考。同时天线的尺寸与工作频率直接相关，当工作频率愈低时，尺寸愈大，但是3dB波束宽度较大，侦测的范围也较广。相反地，当工作频率愈高时，尺寸愈小，但是3dB波束宽度变小，侦测的范围也相对变小。当采用双天线架构时，因为使用双天线必定使体积变大，非常不适用于一般的小型侦测器。但是若提高载波频率，又会导致天线的3dB波束宽度变小，并不利于宽角度环境下的移动物体侦测。而当采用单天线架构时，虽然体积必定小于双天线架构，但是因为必需采用回旋器，会造成成本较双天线架构来得高。同时反向路径的隔离度，最高也只有35dB，明显较双天线架构低，并且在发射端也无法再加入功率放大器或是其他单方向组件。

因此，如何设计出新的主动式射频侦测器结构，使天线与射频电路得以整合在一起，以因应微型化实体的需求，便成为十分重要的课题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种主动式天线裝置，以整合天线与射频电路，解决现有技术的问题。

本发明提供一种主动式天线裝置，所述主动式天线裝置包含有一回路天线、一射频晶体管、一第一旁路电容、一电感-电阻串行电路以及一第二旁路电容。所述射频晶体管具有一控制埠、一第一埠、以及一第二端口，所述回路天线的两端点分别电性连接至所述控制埠以及所述第二埠之一，且所述控制埠与所述第二埠为反相，所述第二埠经由所述第一旁路电容电性连接至所述第一埠。所述第一埠经由所述电感-电阻串行电路电性连接至一接地端。所述第二旁路电容与所述电感-电阻串行电路的一电阻并联。

依据本发明的实施例，所述射频晶体管为一双极性接面晶体管。

依据本发明的实施例，所述控制埠为基极，所述第一埠为发射极，且所述第二埠为集电极。

依据本发明的实施例，所述射频晶体管为场效应晶体管，且所述场效应晶体管(FET)包含一假型高速电子迁移率晶体管(P-Hemt)。

依据本发明的实施例，所述控制埠为栅极，所述第一埠为源极，且所述第二埠为漏极。

依据本发明的实施例，所述第一埠为降频埠，用以输出解调信号。

依据本发明的实施例，所述所述第一旁路电容的一端电性连接至所述第二埠，所述第一旁路电容的另一端电性连接至所述第一埠。

依据本发明的实施例，所述第二旁路电容的一端电性连接至所述电感-电阻串行电路的所述电阻，所述第二旁路电容的另一端电性连接至所述接地端。

本发明另提供一种主动式天线裝置，所述主动式天线裝置包含有一第一微带天线金属、一第二微带天线金属、一第三微带天线金属、一基板、一第一耦合金属片、一第二耦合金属片、一第三耦合金属片以及一射频晶体管。所述第一微带天线金属、所述第二微带天线金属以及所述第三微带天线金属设置于所述基板的第一表面。所述第一耦合金属片，设置于所述基板的第二表面上，且所述第二表面相对于所述第一表面。所述第二耦合金属片，设置于所述第二表面之上。所述第三耦合金属片，设置于所述第二表面之上。所述射频晶体管设置于所述第一表面，所述射频晶体管具有一控制埠、一第一埠以及一第二埠，所述控制埠连接至所述第三微带金属，且所述第一埠以及所述第二埠分别连接至所述第一耦合金属片以及所述第一微带金属。所述第一微带天线金属的一第一部分以及所述第一耦合金属片构成一等效旁路电容，所述第一微带天线金属的一第二部分、与所述第一微带天线金属的所述第一部分相邻的所述第二微带天线金属的一第一部分以及所述第二耦合金属片构成一第一等效耦合电容，所述第二微带天线金属的一第二部分、与所述第二微带天线金属的所述第二部分相邻的部分的所述第三微带天线金属以及所述第三耦合金属片构成一第二等效耦合电容。

依据本发明的实施例，所述第一微带天线金属、所述第二微带天线金属、所述第三微带天线金属、所述基板、所述第一耦合金属片、所述第二耦合金属片以及所述第三耦合金属片构成一回路天线。

依据本发明的实施例，所述控制埠为基极，所述第一埠为发射极，且所述第二埠为集电极。依据本发明的实施例，所述射频晶体管为场效应晶体管，且所述场效应晶体管包含一假型高速电子迁移率晶体管(P-Hemt)。

依据本发明的实施例，所述控制埠为一栅极，所述第一埠为一源极，且所述第二埠为一漏极。

本发明再提供一种主动式天线裝置，所述主动式天线裝置包含有第一电感、第二电感、第三电感、第一旁路电容、第一耦合电容、第二耦合电容、变容二极管、射频晶体管、电感-电阻串行电路以及第二旁路电容。所述第一电感、所述第一旁路电容、所述第三电感、所述第一耦合电容、所述第二电感、以及第二耦合电容依序串联形成一回路。所述变容二极管并联于第二耦合电容。所述射频晶体管具有控制埠、第一埠以及第二埠，所述第一旁路电容的一端电性连接至所述第二埠，所述第一旁路电容的另一端电性连接至所述第一埠，且所述控制埠与所述第二埠为反相。所述第一埠经由所述电感-电阻串行电路电性连接至一接地端，所述第二旁路电容，与所述电感-电阻串行电路的一电阻并联。

依据本发明的实施例，所述射频晶体管为双极性接面晶体管。

依据本发明的实施例，所述双极性接面晶体管的偏压电压经由所述第三电感输入。

依据本发明的实施例，所述射频晶体管为场效应晶体管，且所述场效应晶体管包含一假型高速电子迁移率晶体管(P-Hemt)。

依据本发明的实施例，所述场效应晶体管的固定电压经由所述第三电感输入。

依据本发明的实施例，所述第二旁路电容的两端电性连接至所述电感-电阻串行电路的所述电阻和所述接地端。

依据本发明的实施例，天线电源信号经由所述第一电感输入。

依据本发明的实施例，调变信号经由所述第二电感输入，且所述调变信号包含有一三角波或是一弦波。

相较于现有技术，本发明的主动式天线裝置，充分的解决了现有技术的问题，非常适用于小型侦测器，应用于短距离但是涵盖角度大时的移动物体侦测。由于其将射频模块与天线整合为一体，亦即天线同时具有振荡器及回授电路的功能，使得射频收发机得以简化。同时将压控振荡器与混波器以一颗双极性接面晶体管或是场效应晶体管(例如：P-Hemt)取代，无论在体积或是功耗率上，都有明显的改善。另外，本发明是以高灵敏度取代传统雷达天线系统的高增益与高功率的设计方式，使得电磁辐射功率下降，可小于-10dB，对其他的通信及雷达系统的干扰甚小。此外，由于天线与包含振荡电路与混波解调电路的射频电路整合在一起，因此，必需在天线上面加装射频晶体管等主动组件。如此一来，不仅可以调整射频晶体管的相位以补偿射频振荡回路的长度，可将天线的尺寸缩小且频率不变，又可同时维持在低频的工作频带，使得天线的3dB波束宽度不至于缩小，仍适于使用在涵盖角度大的移动物体侦测。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1为现有技术中微波射频侦测器的结构示意图。

图2为本发明的主动式天线裝置的等效电路图。

图3为本发明的主动式天线裝置的细部电路图。

图4为本发明的主动式天线裝置的结构的横向剖面图。

图5为图4主动式天线裝置的正面以及反面结构的对照图。

图6为图4主动式天线裝置结构的正视图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

发明的主要概念，是将发射天线、接收天线与射频电路整合在一起，而射频电路又包含了振荡电路与混波解调电路。因此，必需在天线上面加装射频晶体管等主动组件，使得天线的实体也同时具有振荡器及回授电路的功能，即是所谓的主动天线。

请参考图2，图2为本发明的主动式天线裝置的等效电路图。本发明的主动式天线裝置100具有自身混波解调架构，包含有一回路天线101以及一射频晶体管102。在实际设计时，因为是应用于微型化的产品，产品的空间有限，故必需先决定最大可用的天线圆周直径。然后再经由选择射频晶体管102，以及调整金属片的等效电容值及电感值，来获得最佳的感测能力。射频晶体管102依照实际需要，可以为双极性接面晶体管(bipolar junctiontransistor，BJT)或是场效应晶体管(field effect transistor，FET)，例如假型高速电子迁移率晶体管(P-Hemt)。

请参考图3，图3为本发明的主动式天线裝置100的细部电路图。主动式天线裝置100具有自身混波解调架构，包含有第一电感L11、第二电感L12、第三电感L13、旁路电容C2、第一耦合电容C11、第二耦合电容C12、射频晶体管102以及变容二极管103。射频晶体管102具有控制埠1023、第一埠1021及第二埠1022，第一埠1021及第二埠1022分别连接旁路电容C2的两端。第一埠1021为降频埠，用以作为中频(基频)解调信号的输出端。变容二极管103并联于第二耦合电容C12。连接射频晶体管102的两端点分别为P1端与P2端。射频晶体管102的控制埠1023电性连接至P1端，射频晶体管102的第二埠1022电性连接至P2端，且第一埠1021经由旁路电容C2电性连接至第二埠1022。

第一埠1021经由一电感-电阻(LR)串行电路104电性连接至一接地端，旁路电容C1与LR串行电路104的一电阻R1并联。旁路电容C2的一端点电性连接至第一埠1021，旁路电容C2的另一端点电性连接至第二埠1022。旁路电容C1的端点连接至LR串行电路104的电感L1与电阻R1，旁路电容C1的另一端点连接至接地端。值得注意的是，在图3中，P1端与P2端必需要相位差180°以形成正回授电路，才能使回路天线101获得良好的振荡。射频晶体管102以双极性接面晶体管(bipolar junction transistor，BJT)表示，但事实上，射频晶体管102亦可以为场效应晶体管(field effect transistor，FET)，若为场效应晶体管(fieldeffect transistor，FET)时，可以为假型高速电子迁移率晶体管(P-Hemt)。当射频晶体管102为BJT时，控制埠1023为基极，第一埠1021也就是降频埠为发射极，而第二埠1022为集电极。而当射频晶体管102为FET时，控制埠1023为栅极，第一埠1021也就是降频埠为源极，而第二埠1022为漏极。

请参考图4和图5，图4为本发明的主动式天线裝置的结构的横向剖面图，图5为图4主动式天线裝置的正面以及反面结构的对照图。主动式天线裝置100包含有第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012、第三微带天线金属1013、基板106、射频晶体管102、第一耦合金属片1051、第二耦合金属片1052及第三耦合金属片1053。第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012以及第三微带天线金属1013设置于基板106的第一表面107(即正面)上。而第一耦合金属片1051、第二耦合金属片1052及第三耦合金属片1053设置于基板106的第二表面108(即反面)上，第一表面107和第二表面108指基板106的相对两面。第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012、第三微带天线金属1013、基板106、第一耦合金属片1051、第二耦合金属片1052及第三耦合金属片1053构成如图2所示的回路天线101。第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012、第三微带天线金属1013、第一耦合金属片1051、第二耦合金属片1052以及第三耦合金属片1053的材质可以为铜箔。射频晶体管102的第一埠1021、第二埠1022以及控制埠1023分别连接至第一耦合金属片1051、第一微带天线金属1011以及第三微带天线金属1013，且第一埠1021为降频埠，用以作为中频(基频)解调信号的输出端。贯孔A、贯孔B、贯孔D、贯孔E均贯通基板106且有铜箔贴附以形成导电通道。贯孔A连接第一微带天线金属1011，也是做为天线电源信号输入端，即一天线电源信号经由第一微带天线金属1011(等效于图3的第一电感L11)输入。贯孔B连接第二微带天线金属1012，也是做为调变信号输入端，即调变信号经由第二微带天线金属1012(等效于图3的第二电感L12)输入，且调变信号可为三角波或是弦波。贯孔D连接第三微带天线金属1013，也是做为射频晶体管102的偏压输入端，当射频晶体管102为FET时，贯孔D所连接可以是固定电压(可为接地端)。贯孔E连接第一耦合金属片1051。

主动式天线裝置100另可包含一变容二极管103，设置于第一表面107上。变容二极管107两端分别连接第一微带天线金属1011和第二微带天线金属1012。变容二极管107的电容会随施加于其两端的电压变化而改变。当主动式天线裝置100应用于FM调谐器和FM调变电路时，用来调谐FM信号。

请参阅图6，图6为图4主动式天线裝置结构的正视图。第一微带天线金属1011的第一部分10111以及第一耦合金属片1051重叠之处构成一旁路电容C2。第一微带天线金属1011的第二部分10112、与第一微带天线金属1011的第二部分10112相邻的第二微带天线金属1012的第一部分10121以及第二耦合金属片1052重叠之处构成一第一耦合电容C11。第一微带天线金属1011大致呈一弧型结构，其第一部分10111和第二部份10112分别位于该弧型结构的两端。第二微带天线金属1012的第二部分10122、与第二微带天线金属1012的第二部分10122相邻的第三微带天线金属1013的第一部分10131以及第三耦合金属片1053重叠之处构成一第二耦合电容C12。第二微带天线金属1012大致呈一弧型结构，其第一部分10121和第二部份10122分别位于该弧型结构的两端。射频晶体管102则设置于第一表面107上，射频晶体管102的控制埠1023连接至第三微带天线金属1013，以与回路天线101电性连接(请一并参考图2)。

在设计本发明的回路天线101时，必需透过实验的方式进行分析验证，即是将本发明的主动式天线裝置100转换成如图2所示的双端口电路。请一并参考图6，平面的回路天线101其圆周长约为射频波长的二分之一(λ/2＝2πr)，其正面的第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012以及第三微带天线金属1013的外缘直径为17.1mm，则其频率应大于2.79GHz，但以图6的结构可知，反面的铜箔实为等效的金属耦合电容，使得LC共振器(LCTank)的等效长度大于17.1π(mm)的圆周长，故使得天线频率降至2.79GHz以下。另外在射频晶体管102的相位控制，由于射频晶体管102本身的漏极-栅极或是集电极-基极存在不同电性相位长度(Phase Delay)，其与天线在工作频率的相位长度结合后，形成正回授(180°)的长度时，即形成最佳的震荡条件。因此，经过实验测试，使用AT41486晶体管作为震荡器时，其震荡频率为2.3-2.4GHz，若采用BFR92晶体管作为震荡器时，则其震荡频率为2.0-2.1GHz，因此配合金属耦合电容及不同晶体管，可以使在原尺寸在2.79GHz震荡条件的天线，降至为2.0-2.1GHz的震荡，此一贡献即使天线尺寸进行缩装与微型化。

但是，必需注意的是，做调整时金属耦合电容会影响回路天线101的稳定性。以BJT作为射频晶体管102为例，由BJT的简易小信号模型方程式可知，若金属等效耦合电容作为旁路电容C2的电容值愈小，则射频晶体管102内部阻抗愈小，使得基极电流I_B值增大，而基极电流I_B值增大就会使集电极电流I_C值增大，因此回路天线101的射频震荡辐射稳定性随之增加。另外，在图2的设计中，振荡检知器的设计必需要考虑到电流的大小，才能运作良好。意即，若射频晶体管102为BJT时，必需要考虑到基极电流I_B、发射极电流I_E以及集电极电流I_C，而若射频晶体管102为FET时，则必需考虑到栅极电流I_G、源极电流I_S以及漏极电流I_D。例如，发射极电流I_E决定了辐射信号的强弱，将直接影响感应距离，因此在设计时就必需特别注意。可以理解的是，振荡器的工作点可以经由偏压来决定，理论值很容易求出，但是最适宜点则必需由实验验证，从信号噪声比(S/N)大于要求的情形中找出最佳的工作点。

在此结构中，第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012以及第三微带天线金属1013与第一耦合金属片1051、第二耦合金属片1052以及第三耦合金属片1053可以形成所欲选择的等效电感值与等效电容值。如前所述，配合金属耦合电容的长度设计，可以将回路天线101的工作频率向低频做调整，换句话说，即是将半波长(λg/2)等效的尺寸加长，并且以射频晶体管102的工作点做调整，来补偿其相位的不同。最终将可设计出第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012以及第三微带天线金属1013与第一耦合金属片1051、第二耦合金属片1052以及第三耦合金属片1053作为与射频晶体管102谐振时的共振器。

请再参考图2与图3，本发明的回路天线101的工作频率由回路天线101的电感值L(与第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012及第三微带天线金属1013的长度相关)以及旁路电容C2与第一、第二耦合电容C11、C12的电容值C(与旁路电容C2与与第一、第二耦合电容C11、C12的长度相关)所决定，当LC值愈大时，射频振荡频率就愈低；相反地，当LC值愈小时，则射频振荡频率就愈高。但是值得注意的是，射频稳定度与耦合电容、旁路电容的选择有密切的关联。当射频晶体管102为BJT时，由简易小信号模型方程式I_C＝βI_B可知，若旁路电容C1的电容值愈小，则射频晶体管102内部阻抗愈小，使得β值增大，亦即集电极电流I_C值增大，因此回路天线101的射频稳定度随之增加。而当当射频晶体管102为FET时，其简易小信号模型方程式如下：

其中V_P为夹止电压，V_GS为栅极电压，I_DSS为漏-源极饱和电流。若旁路电容C1的电容值愈小，则射频晶体管102内部阻抗r_DS愈小，由于V_DS＝r_DS×I_D，所以在定电压输入时(漏极-源极电压V_DS为定值)，I_D值相对增大。

总结来说，在此电路设计上，若旁路电容C1、C2的电容值愈小，其射频振荡将越趋稳定，反映在频谱分布图上时，谐波的能量减小，而主波的能量增大。若旁路电容C1、C2的电容值愈大，其射频振荡越不稳定，反映在频谱分布图上时，各谐波能量增大，而主波能量减小。至于耦合电容C11、C12的效应，则恰好与旁路电容C1相反，耦合电容C11、C12的电容值愈大，则系统愈稳定，反映在频谱分布图上时，各谐波能量减小而主波能量增大。若耦合电容C11、C12的电容值愈小，则系统愈不稳定，反映在频谱分布图上时，各谐波能量增大而主波能量减小。

在实际调整回路天线101时，可分为粗调与细调。所谓粗调即为切割基板106第二表面108的第一、第二耦合电容C11、C12以及旁路电容C2。但无论是切割第一、第二耦合电容C11、C12或旁路电容C2皆会使射频中心频率增高，且增加幅度很大，约为50M～500MHz。当射频晶体管102为FET时，切割并减小旁路电容C2，会使射频晶体管102的漏极对源极的增益提高，因此射频稳定度增加，但相对使振荡的灵敏度降低。而切割并减小第一、第二耦合电容C11、C12时，会降低射频晶体管102漏极端的阻抗值，使漏极对源极的增益降低，将破坏射频电路的稳定度，但使振荡的灵敏度相对提高。

而细调即为改变射频晶体管102漏极端的电源电阻R_D与源极端的偏压电阻R_S。当改变电源电阻R_D或偏压电阻R_S时，其射频中心频率仅会有小幅变化，约为±50MHz。通常电阻值增加时，射频中心频率会略微升高；而当电阻值减少时，射频中心频率会微幅降低。减少电源电阻R_D值可提高射频发射功率(亦即提高射频晶体管102的I_D值)，进而使得信号振幅变大。

若将图2的等效模型架构与标准的雷达架构作对照，等效于标准雷达的天线时，表面的金属(或是铜箔)和背面的金属(或是铜箔)相当于环型天线架构，另外作为压控振荡器(VCO)时，环形天线和背面的金属条纹是分别相当于等效电感(L)和等效电容(C)，且共同构成晶体管的共振腔。本发明的主动式天线裝置100中，射频晶体管102亦具有压控振荡器以及混波器的功能。可藉由设计，得出第一微带天线金属1011、第二微带天线金属1012以及第三微带天线金属1013与第一耦合金属片1051、第二耦合金属片1052以及第三耦合金属片1053作为与射频晶体管102谐振时的共振器。在作为混波器时，其运用基极的偏压驱动射频晶体管102工作在接近饱和区，即可在发射极端检测出中频信号。

综合以上，本发明的主动式天线装置充分的解决了现有技术的问题，非常适用于小型侦测器，应用于短距离但是涵盖角度大时的移动物体侦测。由于其将射频模块与天线整合为一体，亦即天线同时具有振荡器及回授电路的功能，使得射频收发机得以简化。同时将压控振荡器与混波器以一颗BJT或是FET(例如：P-Hemt)取代，无论在体积或是功耗率上，都有明显的改善。另外，本发明是以高灵敏度取代传统雷达天线系统的高增益与高功率的设计方式，使得电磁辐射功率下降，可小于-10dB，对其他的通信及雷达系统的干扰甚小。此外，由于天线与包含振荡电路与混波解调电路的射电路整合在一起，因此，必需在天线上面加装射频晶体管等主动组件。如此一来，不仅可以调整射频晶体管的相位以补偿射频振荡回路的长度，可将天线的尺寸缩小且频率不变，又可同时维持在低频的工作频带，使得天线的3dB波束宽度不至于缩小，仍适于使用在涵盖角度大的移动物体侦测。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本发明，该领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims

1.一种主动式天线装置，其特征在于，其包含：

回路天线，由第一微带天线金属、第二微带天线金属、第三微带天线金属、基板、第一耦合金属片、第二耦合金属片及第三耦合金属片构成；

射频晶体管，具有一控制埠、一第一埠及一第二埠，所述回路天线的两端点分别电性连接至所述控制埠以及所述第二埠之一，且所述控制埠与所述第二埠为反相；

第一旁路电容，所述第二埠经由所述第一旁路电容电性连接至所述第一埠；

电感-电阻串行电路，所述第一埠经由所述电感-电阻串行电路电性连接至一接地端，以及

第二旁路电容，与所述电感-电阻串行电路的一电阻并联。

2.如权利要求1所述的主动式天线装置，其特征在于：所述射频晶体管为一双极性接面晶体管。

3.如权利要求2所述的主动式天线装置，其特征在于：所述控制埠为基极，所述第一埠为发射极，且所述第二埠为集电极。

4.如权利要求1所述的主动式天线装置，其特征在于：所述射频晶体管为一场效应晶体管，且所述场效应晶体管包含一假型高速电子迁移率晶体管(P-Hemt)。

5.如权利要求4所述的主动式天线装置，其特征在于：所述控制埠为栅极，所述第一埠为源极，且所述第二埠为漏极。

6.如权利要求1所述的主动式天线装置，其特征在于：所述第一埠为降频埠，用以输出解调信号。

7.如权利要求1所述的主动式天线装置，其特征在于：所述第一旁路电容的两端分别电性连接所述第二埠以及所述第一埠。

8.如权利要求1所述的主动式天线装置，其特征在于：所述第二旁路电容的两端分别电性连接至所述电感-电阻串行电路的所述电阻和所述接地端。

9.一种主动式天线装置，其特征在于，其包含：

基板，包含彼此相对的一第一表面以及一第二表面；

第一微带天线金属，设置于所述基板的第一表面之上；

第二微带天线金属，设置于所述基板的第一表面之上；

第三微带天线金属，设置于所述基板的第一表面之上；

第一耦合金属片，设置于所述基板的第二表面之上；

第二耦合金属片，设置于所述第二表面之上；

第三耦合金属片，设置于所述第二表面之上；以及

射频晶体管，设置于所述第一表面，具有控制埠、第一埠以及第二埠，所述控制埠连接至所述第三微带金属，且所述第一埠以及所述第二埠分别连接至所述第一耦合金属片以及所述第一微带金属；

其中，所述第一微带天线金属的第一部分以及所述第一耦合金属片构成一等效旁路电容，所述第一微带天线金属的第二部分、与所述第一微带天线金属的所述第一部分相邻的所述第二微带天线金属的第一部分以及所述第二耦合金属片构成一第一等效耦合电容，所述第二微带天线金属的第二部分、与所述第二微带天线金属的所述第二部分相邻的部分的所述第三微带天线金属以及所述第三耦合金属片构成一第二等效耦合电容。

10.如权利要求9所述的主动式天线装置，其特征在于：所述第一微带天线金属、所述第二微带天线金属、所述第三微带天线金属、所述第一耦合金属片、所述第二耦合金属片以及所述第三耦合金属片构成一回路天线。

11.如权利要求9所述的主动式天线装置，其特征在于：所述射频晶体管为一双极性接面晶体管。

12.如权利要求11所述的主动式天线装置，其特征在于：所述控制埠为基极，所述第一埠为发射极，且所述第二埠为集电极。

13.如权利要求8所述的主动式天线装置，其特征在于：所述射频晶体管为场效应晶体管，且所述场效应晶体管包含一假型高速电子迁移率晶体管(P-Hemt)。

14.如权利要求13所述的主动式天线装置，其特征在于：所述控制埠为栅极，所述第一埠为源极，且所述第二埠为漏极。

15.如权利要求9所述的主动式天线装置，其特征在于：所述主动式天线模块另包含一变容二极管，设置于所述第一表面上，所述变容二极管两端分别连接所述第一微带天线金属和所述第二微带天线金属。

16.一种主动式天线装置，其特征在于，包含：

第一电感；

第二电感；

第三电感；

第一旁路电容；

第一耦合电容；

第二耦合电容，所述第一电感、所述第一旁路电容、所述第三电感、所述第一耦合电容、所述第二电感、以及第二耦合电容依序串联形成一回路天线；

射频晶体管，具有控制埠、第一埠、以及第二埠，所述第一旁路电容的两端分别电性连接至所述第二埠和所述第一埠，且所述控制埠与所述第二埠为反相；

第二旁路电容，与所述电感-电阻串行电路的一电阻并联。

17.如权利要求16所述的主动式天线装置，其特征在于：所述射频晶体管为一双极性接面晶体管。

18.如权利要求17所述的主动式天线装置，其特征在于：所述控制埠为基极，所述第一埠为发射极，且所述第二埠为集电极。

19.如权利要求16所述的主动式天线装置，其特征在于：所述主动式天线模块另包含一变容二极管，并联于所述第二耦合电容。

20.如权利要求16所述的主动式天线装置，其特征在于：所述射频晶体管为场效应晶体管，且所述场效晶体管包含一假型高速电子迁移率晶体管(P-Hemt)。

21.如权利要求20所述的主动式天线装置，其特征在于：所述控制埠为栅极，所述第一埠为源极，且所述第二埠为漏极。

22.如权利要求20所述的主动式天线装置，其特征在于：所述场效应晶体管的固定电压经由所述第三电感输入。

23.如权利要求16所述的主动式天线装置，其特征在于：所述第一埠为降频埠，用以输出解调信号。

24.如权利要求16所述的主动式天线装置，其特征在于：所述第二旁路电容的两端分别电性连接至所述电感-电阻串行电路的所述电阻和所述接地端。

25.如权利要求16所述的主动式天线装置，其特征在于：一天线电源信号经由所述第一电感输入。

26.如权利要求16所述的主动式天线装置，其特征在于：一调变信号经由所述第二电感输入，且所述调变信号包含有三角波或是弦波。