JPH0856117A - 統合式のマイクロ波同調検出器 - Google Patents
統合式のマイクロ波同調検出器Info
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- JPH0856117A JPH0856117A JP7110695A JP11069595A JPH0856117A JP H0856117 A JPH0856117 A JP H0856117A JP 7110695 A JP7110695 A JP 7110695A JP 11069595 A JP11069595 A JP 11069595A JP H0856117 A JPH0856117 A JP H0856117A
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- JP
- Japan
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- diode
- detector
- circular
- antennas
- integrated microwave
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
- H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0442—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構成が非常に単純でしかも高感度の狭いバン
ドのマイクロ波統合検出器を提供する。 【構成】 １つの検出ダイオードによって少くとも２つ
の円形のパッチアンテナを統合し、ゼロまたは小さいＤ
Ｃバイアスのダイオードの垂線周波数インピーダンスに
適合するために、円形のパッチアンテナの縁における高
インピーダンスは、直径方向に対向する２点において１
８０度位相をずらして結合されている。
ドのマイクロ波統合検出器を提供する。 【構成】 １つの検出ダイオードによって少くとも２つ
の円形のパッチアンテナを統合し、ゼロまたは小さいＤ
Ｃバイアスのダイオードの垂線周波数インピーダンスに
適合するために、円形のパッチアンテナの縁における高
インピーダンスは、直径方向に対向する２点において１
８０度位相をずらして結合されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には統合式のマイ
クロ波同調検出受信器に関し、そしてより特殊的には１
つの検出ダイオードで少なくとも２つの円形のパッチア
ンテナを統合する安価で高感度のマイクロ波同調受信機
に関するものである。
クロ波同調検出受信器に関し、そしてより特殊的には１
つの検出ダイオードで少なくとも２つの円形のパッチア
ンテナを統合する安価で高感度のマイクロ波同調受信機
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波検出器の設計は、無線
周波数源に適合させるために抵抗性端子を使用してい
る。しかし、このような設計に用いられている検出ダイ
オードは、バイアスなしか、または小さなＤＣバイアス
で操作されるとき、比較的に高い無線周波数抵抗を有
し、そして抵抗性端子（たとえば、５０オームの抵抗
器）に並列に接続されているとき、利用可能な信号出力
の小部分しか受信しない。
周波数源に適合させるために抵抗性端子を使用してい
る。しかし、このような設計に用いられている検出ダイ
オードは、バイアスなしか、または小さなＤＣバイアス
で操作されるとき、比較的に高い無線周波数抵抗を有
し、そして抵抗性端子（たとえば、５０オームの抵抗
器）に並列に接続されているとき、利用可能な信号出力
の小部分しか受信しない。
【０００３】狭周波数帯域での適用には、高感度の同調
検出器が好まれている。このような従来技術の設計にお
いて用いられる抵抗端子の感度と出力電圧を増大させる
ために、検出ダイオードのインピーダンス変換と逆位相
合わせとが利用されていた。しかし、両技術とも欠点が
ある。
検出器が好まれている。このような従来技術の設計にお
いて用いられる抵抗端子の感度と出力電圧を増大させる
ために、検出ダイオードのインピーダンス変換と逆位相
合わせとが利用されていた。しかし、両技術とも欠点が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】第１の技術は、４分の
１波長高インピーダンス伝送路線のような回路素子を利
用しているが、これは従来の路線では実現するのが難し
い。第２の技術は１８０°のパワーディバイダを必要と
する。これら２つの従来技術を実現するには、追加素子
を必要とするので、検出器集合体の複雑性と寸法を増大
させることになり、そして余計なロスを生じさせる。
１波長高インピーダンス伝送路線のような回路素子を利
用しているが、これは従来の路線では実現するのが難し
い。第２の技術は１８０°のパワーディバイダを必要と
する。これら２つの従来技術を実現するには、追加素子
を必要とするので、検出器集合体の複雑性と寸法を増大
させることになり、そして余計なロスを生じさせる。
【０００５】本発明は、非常に単純な構成で、しかも高
感度の狭いバンドのマイクロ波統合検出器を提供するこ
とを目的とする。
感度の狭いバンドのマイクロ波統合検出器を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の統合式マイクロ波同調検出器は、 ａ）ＤＣ出力点と、 ｂ）基板と、 ｃ）前記基板の片側に取り付けられている接地板と、 ｄ）前記基板の前記接地板の反対側に取り付けられてい
るパッチアンテナであって、所定の前記周波数域におけ
る主モードＴＭ11を励起させるため、所定の半径を有し
ている少なくとも２つの円形のパッチアンテナと ｅ）少なくとも２つの円形の前記パッチアンテナのうち
の一方に接続されている１つの端子を有し、かつ少なく
とも２つの円形の前記パッチアンテナの他方に接続され
ているもう１つの対向端子を有する検出ダイオードと ｆ）前記検出ダイオードのためにＤＣ戻り経路を提供す
る前記接地板に接続されている少なくとも２つの円形の
前記パッチアンテナの前記一方の中心点と、そして ｇ）前記ＤＣ出力点に接続されている少なくとも２つの
円形の前記パッチアンテナの前記他方の中心点 とを含むものである。
に本発明の統合式マイクロ波同調検出器は、 ａ）ＤＣ出力点と、 ｂ）基板と、 ｃ）前記基板の片側に取り付けられている接地板と、 ｄ）前記基板の前記接地板の反対側に取り付けられてい
るパッチアンテナであって、所定の前記周波数域におけ
る主モードＴＭ11を励起させるため、所定の半径を有し
ている少なくとも２つの円形のパッチアンテナと ｅ）少なくとも２つの円形の前記パッチアンテナのうち
の一方に接続されている１つの端子を有し、かつ少なく
とも２つの円形の前記パッチアンテナの他方に接続され
ているもう１つの対向端子を有する検出ダイオードと ｆ）前記検出ダイオードのためにＤＣ戻り経路を提供す
る前記接地板に接続されている少なくとも２つの円形の
前記パッチアンテナの前記一方の中心点と、そして ｇ）前記ＤＣ出力点に接続されている少なくとも２つの
円形の前記パッチアンテナの前記他方の中心点 とを含むものである。
【０００７】また、前記検出ダイオードはショットキー
ダイオードであることが好ましい。
ダイオードであることが好ましい。
【０００８】また、前記ショットキーダイオードはバイ
アスをかけられていないものでよい。
アスをかけられていないものでよい。
【０００９】また、前記ショットキーダイオードは少な
いＤＣ電流でバイアスをかけられているものでもよい。
いＤＣ電流でバイアスをかけられているものでもよい。
【００１０】更に、前記検出ダイオードは、少なくとも
２つの円形の前記パッチアンテナのそれぞれの縁に接続
されることができる。
２つの円形の前記パッチアンテナのそれぞれの縁に接続
されることができる。
【００１１】
【実施例】図４は高感度で統合式のマイクロ波検出器の
等価機能線図を示している。アンテナ１はマイクロ波信
号を受信する。パワースプリッタ２は入力を均等に分割
して、１８０°の位相差角を有するインピーダンス変換
器３と５に供給する。インピーダンス変換器３は、イン
ピーダンスを実際の高さの値まで上げ、そしてショット
キー障壁検出ダイオード６の陽極を提供する。インピー
ダンス変換器５は、インピーダンス変換器３と同様な機
能を果たし、そしてダイオード６の陰極を提供する。検
出された信号の高周波成分は、低周波数域フィルタ７に
より取り除かれる。誘導子４はダイオード６にＤＣ経路
を与える。
等価機能線図を示している。アンテナ１はマイクロ波信
号を受信する。パワースプリッタ２は入力を均等に分割
して、１８０°の位相差角を有するインピーダンス変換
器３と５に供給する。インピーダンス変換器３は、イン
ピーダンスを実際の高さの値まで上げ、そしてショット
キー障壁検出ダイオード６の陽極を提供する。インピー
ダンス変換器５は、インピーダンス変換器３と同様な機
能を果たし、そしてダイオード６の陰極を提供する。検
出された信号の高周波成分は、低周波数域フィルタ７に
より取り除かれる。誘導子４はダイオード６にＤＣ経路
を与える。
【００１２】これらの機能は、公知のパッチアンテナ技
術を活用すれば、非常に単純に実現されることも可能で
ある。
術を活用すれば、非常に単純に実現されることも可能で
ある。
【００１３】図１と２は、これらの機能ブロックを本発
明にしたがってマイクロストリップ上で具体化したもの
を示している。
明にしたがってマイクロストリップ上で具体化したもの
を示している。
【００１４】本発明にしたがって、近接してはいるが分
離されている２つの円形のパッチアンテナが、マイクロ
波を受信するために供されている。１つの検出ダイオー
ドが２つのアンテナの間に設置されており、そしてこの
ダイオードはこれらのアンテナのそれぞれの隣接する縁
に接続されている。１方のアンテナの中央は、ダイオー
ドのＤＣ戻り経路を供するために、接地されている。第
２のアンテナは検出器のＤＣ出力を提供する。
離されている２つの円形のパッチアンテナが、マイクロ
波を受信するために供されている。１つの検出ダイオー
ドが２つのアンテナの間に設置されており、そしてこの
ダイオードはこれらのアンテナのそれぞれの隣接する縁
に接続されている。１方のアンテナの中央は、ダイオー
ドのＤＣ戻り経路を供するために、接地されている。第
２のアンテナは検出器のＤＣ出力を提供する。
【００１５】詳述すると、１組の円形のパッチアンテナ
９と１０は、これらのアンテナのパッチ９と１０の反対
側に接地平面１６を有する基板１５上に配置されてい
る。円形の両パッチアンテナ９と１０の半径は、どのよ
うな関連周波数でも主モードＴＭ11を励起させるように
計算されている。このモードのために、電界はこのパッ
チの中央においてゼロである。しかし、このパッチの周
縁において直径方向に向かい合った２点において、これ
らの電界は１８０°位相がずれている。更に、各パッチ
の縁におけるインピーダンスは非常に高い（すなわち、
数１００ｏｈｍｓである）。こうした知識を利用すれ
ば、点１１と１２における信号は１８０°位相がずれて
いること（図４における機能ブロック２）は、明らかで
ある。そのうえ、点１１と１２における高インピーダン
スのために、インピーダンスの変換（図４における機能
ブロック３と５）は、アンテナ自身によってなされる。
９と１０は、これらのアンテナのパッチ９と１０の反対
側に接地平面１６を有する基板１５上に配置されてい
る。円形の両パッチアンテナ９と１０の半径は、どのよ
うな関連周波数でも主モードＴＭ11を励起させるように
計算されている。このモードのために、電界はこのパッ
チの中央においてゼロである。しかし、このパッチの周
縁において直径方向に向かい合った２点において、これ
らの電界は１８０°位相がずれている。更に、各パッチ
の縁におけるインピーダンスは非常に高い（すなわち、
数１００ｏｈｍｓである）。こうした知識を利用すれ
ば、点１１と１２における信号は１８０°位相がずれて
いること（図４における機能ブロック２）は、明らかで
ある。そのうえ、点１１と１２における高インピーダン
スのために、インピーダンスの変換（図４における機能
ブロック３と５）は、アンテナ自身によってなされる。
【００１６】電界はアンテナ９の中心点１３においてゼ
ロであり、したがってダイオード６のためのＤＣ戻り経
路を提供する（図４における誘導子４の機能）よう、ア
ンテナ９は接地されるようになっている。
ロであり、したがってダイオード６のためのＤＣ戻り経
路を提供する（図４における誘導子４の機能）よう、ア
ンテナ９は接地されるようになっている。
【００１７】ＤＣ出力信号は点１４に存在する。
【００１８】同様にこの点でも電界はゼロであるため、
低周波数域の濾過（図４のブロック７）は、アンテナ１
０によりなされる。ＤＣ戻り点１３とＤＣ出力点１４と
は互いに交換することができ、そうすることによって、
逆の極性でＤＣ出力を生成する。
低周波数域の濾過（図４のブロック７）は、アンテナ１
０によりなされる。ＤＣ戻り点１３とＤＣ出力点１４と
は互いに交換することができ、そうすることによって、
逆の極性でＤＣ出力を生成する。
【００１９】したがって、本発明の構造は、３つの構成
要素のみを用いて高感度で統合式のマイクロ波同調検出
器を構成する。
要素のみを用いて高感度で統合式のマイクロ波同調検出
器を構成する。
【００２０】また代替の変形も可能である。図３には、
統合式のマイクロ波同調検出器の１例が偏波ダイバーシ
ティと共に示されている。その構造は本質的には、本発
明に基づいて（すなわち、接地されている中心１９を備
え、かつ追加ダイオード１７を介してアンテナ１０に接
続されている円形の追加パッチアンテナ１８を含むこと
によって）２つの直交する統合式のマイクロ波同調検出
器の組合せである。図３の２つの検出器はアンテナ１０
を共有しており、またこのアンテナ１０もダイバーシテ
ィのコンバイナーとして作動する。
統合式のマイクロ波同調検出器の１例が偏波ダイバーシ
ティと共に示されている。その構造は本質的には、本発
明に基づいて（すなわち、接地されている中心１９を備
え、かつ追加ダイオード１７を介してアンテナ１０に接
続されている円形の追加パッチアンテナ１８を含むこと
によって）２つの直交する統合式のマイクロ波同調検出
器の組合せである。図３の２つの検出器はアンテナ１０
を共有しており、またこのアンテナ１０もダイバーシテ
ィのコンバイナーとして作動する。
【００２１】このような代替の変形は全て、本明細書に
添付の特許請求の範囲によって定義されている本発明の
範囲内に含まれると考えられる。
添付の特許請求の範囲によって定義されている本発明の
範囲内に含まれると考えられる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、追加素子を使用することのない非常に単純
なしかも高感度である効果を奏するものである。すなわ
ち本発明の検出器は、従来の同調検出器に比し以下に述
べるような利点を有する。 （１）２つのアンテナよりの入力を結合し、出力電圧で
６ｄＢの増大を達成している。 （２）ある程度（アンテナの分離度に応じて）の空間ダ
イバーシティを提供している。 （３）検出器の出力時に高周波成分を濾過して取り除く
のに、回路素子を必要としない。 （４）ダイオードにＤＣ経路を与えるために、回路素子
を必要としない。
ているので、追加素子を使用することのない非常に単純
なしかも高感度である効果を奏するものである。すなわ
ち本発明の検出器は、従来の同調検出器に比し以下に述
べるような利点を有する。 （１）２つのアンテナよりの入力を結合し、出力電圧で
６ｄＢの増大を達成している。 （２）ある程度（アンテナの分離度に応じて）の空間ダ
イバーシティを提供している。 （３）検出器の出力時に高周波成分を濾過して取り除く
のに、回路素子を必要としない。 （４）ダイオードにＤＣ経路を与えるために、回路素子
を必要としない。
【図１】本発明にしたがった統合式のマイクロ波同調検
出器のマイクロストリップ上での具体例を示す。
出器のマイクロストリップ上での具体例を示す。
【図２】図１における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断さ
れた断面図である。
れた断面図である。
【図３】偏波ダイバーシティを実現するための回路が付
け加えられているもう一つ別の実施例を示す。
け加えられているもう一つ別の実施例を示す。
【図４】周知の設計による高感度で統合式のマイクロ波
同調検出器の等価機能線図である。
同調検出器の等価機能線図である。
１ アンテナ ２ パワースプリッタ ３，５ インピーダンス変換器 ４ 誘導子 ６ ダイオード ７ 低周波域フィルタ ９，１０ 円形のパッチアンテナ １１，１２ 点 １３ ＤＣ戻り点 １４ ＤＣ出力点 １５ 基板 １６ 接地平面
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の周波数域でマイクロ波信号を受信
するための統合式のマイクロ波同調検出器であって、 ａ）ＤＣ出力点と、 ｂ）基板と、 ｃ）前記基板の片側に取り付けられている接地板と、 ｄ）前記基板の前記接地板の反対側に取り付けられてい
るパッチアンテナであって、所定の前記周波数域におけ
る主モードＴＭ11を励起させるため、所定の半径を有し
ている少なくとも２つの円形のパッチアンテナと ｅ）少なくとも２つの円形の前記パッチアンテナのうち
の一方に接続されている１つの端子を有し、かつ少なく
とも２つの円形の前記パッチアンテナの他方に接続され
ているもう１つの対向端子を有する検出ダイオードと ｆ）前記検出ダイオードのためにＤＣ戻り経路を提供す
る前記接地板に接続されている少なくとも２つの円形の
前記パッチアンテナの前記一方の中心点と、そして ｇ）前記ＤＣ出力点に接続されている少なくとも２つの
円形の前記パッチアンテナの前記他方の中心点とを含む
統合式のマイクロ波同調検出器。 - 【請求項２】 前記検出ダイオードはショットキーダイ
オードである請求項１記載の統合式のマイクロ波同調検
出器。 - 【請求項３】 前記ショットキーダイオードはバイアス
をかけられていないものである請求項２記載の統合式の
マイクロ波同調検出器。 - 【請求項４】 前記ショットキーダイオードは少ないＤ
Ｃ電流でバイアスをかけられている請求項２記載の統合
式のマイクロ波同調検出器。 - 【請求項５】 前記検出ダイオードは、少なくとも２つ
の円形の前記パッチアンテナのそれぞれの縁に接続され
ている請求項１記載の統合式のマイクロ波同調検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/239,454 US5512911A (en) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Microwave integrated tuned detector |
| US239454 | 1999-01-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0856117A true JPH0856117A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=22902198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7110695A Pending JPH0856117A (ja) | 1994-05-09 | 1995-05-09 | 統合式のマイクロ波同調検出器 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5512911A (ja) |
| EP (1) | EP0682382A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0856117A (ja) |
| KR (1) | KR950035074A (ja) |
| AU (1) | AU1773795A (ja) |
| CA (1) | CA2147196C (ja) |
| FI (1) | FI952191A (ja) |
| NO (1) | NO951801L (ja) |
| TW (1) | TW265416B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010151611A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Toto Ltd | 電波センサ |
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| US6836468B1 (en) | 1996-05-13 | 2004-12-28 | Micron Technology, Inc. | Radio frequency data communications device |
| US6130602A (en) | 1996-05-13 | 2000-10-10 | Micron Technology, Inc. | Radio frequency data communications device |
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| US6642889B1 (en) | 2002-05-03 | 2003-11-04 | Raytheon Company | Asymmetric-element reflect array antenna |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-05-09 US US08/239,454 patent/US5512911A/en not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-04-18 CA CA002147196A patent/CA2147196C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-25 EP EP95302766A patent/EP0682382A3/en not_active Withdrawn
- 1995-04-27 AU AU17737/95A patent/AU1773795A/en not_active Abandoned
- 1995-05-08 FI FI952191A patent/FI952191A/fi not_active Application Discontinuation
- 1995-05-08 NO NO951801A patent/NO951801L/no unknown
- 1995-05-09 JP JP7110695A patent/JPH0856117A/ja active Pending
- 1995-05-09 KR KR1019950011221A patent/KR950035074A/ko not_active Application Discontinuation
- 1995-05-12 TW TW084104713A patent/TW265416B/zh active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010151611A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Toto Ltd | 電波センサ |
Also Published As
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| CA2147196A1 (en) | 1995-11-10 |
| TW265416B (ja) | 1995-12-11 |
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| FI952191A (fi) | 1995-11-10 |
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