JPS6015576A - ストリツプライン式ドツプラ−レ−ダ - Google Patents

ストリツプライン式ドツプラ−レ−ダ

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JPS6015576A
JPS6015576A JP59127242A JP12724284A JPS6015576A JP S6015576 A JPS6015576 A JP S6015576A JP 59127242 A JP59127242 A JP 59127242A JP 12724284 A JP12724284 A JP 12724284A JP S6015576 A JPS6015576 A JP S6015576A
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JP
Japan
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dielectric resonator
doppler radar
high frequency
antenna
strip conductor
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JP59127242A
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イエルク・ミユラ−
アンドレアス・レペクス
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1864—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a dielectric resonator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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    • H03B2201/01—Varying the frequency of the oscillations by manual means
    • H03B2201/014—Varying the frequency of the oscillations by manual means the means being associated with an element comprising distributed inductances and capacitances
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 ライン 本発明はストリップ妥送孫一式ドップラーレーダに関す
る。
〔従来の技術〕
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０１９８８７号明細
書によれば、９．３　ＧＨｚ−１０，７ＧＨＺ　（７）
周波数範囲用のドツプラーレーダが公知であるが、この
ものは比較的大きな幾何学的形状を有している。
導波管の大きさによシ決まる波長との関係のためにかか
るドツプラーレーダの幾何学的形状は任意に小さくする
ことができない。１０　ＧＨｚの代わ匂にそれよりもも
つと高い周波数たとえば２４　ＧＨｚにＶ７トさせると
、一方においてはその高周波数のために必要な幾何学的
形状はな゛るほど確かに小さくなるが、しかしながら、
他方においては製作公差への要求が高くなる。同時に、
幾何学的形状が小さい場合には、調整ねじによって調整
を行なう際のパワー損失が太きくなる。さらに、導波管
構成のトンプラーレーダにおける周波数変更は比較的狭
い範囲内でしか可能ではなく、そのためにこの種のドツ
プラーレーダの使用は種々異なった周波数を持つ国々で
は著しい制限を余儀なくされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとする問題点は、送信側構成要素と
受信側構成要素との相互マツチングがある帯域幅内で簡
単に得られ、かつ幾何学的寸法が小さく、信頼性が高く
、発生周波数の変更が簡単であり、そして感度の調整が
容易であるようなトンプラーレーダを得ることにある。
〔問題点を解決するだめの手段および作用〕本発明によ
れば上述の問題点は、ストリップライン式ドツプラーレ
ーダが少なくとも高周波発振器と、第１のストリップ導
体と、第２のストリップ導体と、誘電体共振子と、受信
ダイオードと・アンテナと、帯域消去フィルタまたはロ
ーパスフィルタとを構成要素として有し、前記帯域消去
フイふ夕またはローパスフィルタは低周波数を導くｒ外
部電気的接続端子を介して高周波パワーが流出するのを
阻止するように設けられ、前記構成要素は前記高周波発
振器から放出されるパワーが前記両ストリップ導体およ
び誘電体共振子を介して前記受信ダイオードおよびアン
テナに達するようにまとめられ、そして前記第１のスト
リップ導体は前記誘電体共振子の設置および位置調整を
前記両ストリップ導体上および両ストリップ導体間の両
方まブｔはいずれか一方で部分的に行なうことができる
ような間隔で前記第２のストリップ導体から離して設け
られ、そして前記誘電体共振子の位置を調整することに
よって、前記アンテナによって放射されるパワー、前記
アンテナによって受信されるパワー、および前記高周波
発振器から前記誘電体共振子を介して直接的に前記受信
ダイオードに伝送されるパワーいわゆるボンピングパワ
ーが同時に調整されるようにすることによって解決され
る。
使用される周波数の変更は誘電体共振子の寸法（大きさ
）を変えることにより行なうことができる。感度の調整
は蓬信側ストリップ導体および受信側ストリップ導体の
それぞれに対して相対的に誘電体共振子の位置を調整す
ることによって可能である。それによって、同時に送信
側構成要素と受信側構成要素とのマツチングをある一定
の帯域幅内で達成することができる。
両ストリップ導体、誘電体共振子、高周波発振器、受信
ダイオード、および、帯域消去フィルタまたはローパス
フィルタを１つの共通の絶縁性基板上に設けると、製作
が著しく簡単化され有利である。このような製作は自動
的に行なうこともできる。
第１のストリップ導体はその一端が高周波発振器の高周
波出力端に接続され、その他端が終端抵抗を有し、そし
てその終端抵抗が抵抗膜の形で基板上に形成されるよう
にすることは有利である。
この終端抵抗は高周波発振器から発生されたパワーの大
部分が第１のストリップ導体の端部にて反射されるのを
回避する。それによって、送信側のストリップ導体共振
子は振動周波数が誘電体共振子だけによって決定される
。さらに、本発明によるドツプラーレーダは、発振器と
受信部との間に膜の形で終端抵抗を基板上に設けること
により、その終端抵抗の製作が技術的に簡単になる。
さらに、高周波発振器としてインパッドダイオードある
いはバリッドダイオードあるいは電界効果トランジスタ
を使用することは有利である。
同様に、高周波発振器としてガン素子を使用し、かつ受
信ダイオードとしてショットキーダイオードを使用し、
そして誘電体共振子′の結合個所とガン素子およびショ
ットキーダイオードのそれぞれようにすることは有利で
ある。なお、λはドツプラーレーダにおいて発生された
周波数の重心周波数のライン波長を表わす。
ストリップライン式ドツプラーレーダが心電性材料製の
容器を有し、電気的接続端子が電気的に絶縁された引込
線として形成され、そして誘電体共振子の上方には容器
内部に差込まれた同調ねじが突出し、この同調ねじが共
振子の同調のだめに使用されるようにすることは有利で
ある。導電性容器は容器内部を電気的かつ機械的に遮蔽
する。
同調ねじによって、誘電体共振子の幾何学的形状により
予め設定された周波数を、ある一定の帯域幅内で変更す
ることができる。このことは種々異なった周波数帯の使
用が許可されている国々においてこの種の装置を使用す
る場合に特に重要である。
誘電体共振子の周波数同調のだめに、その幾何学的寸法
を材料切除によって小さくすることは有利である。なお
、このことは例えば機械的な研削またはレーザ光線ある
いは他の方法による切除によって行なうことができる。
まだ、誘電体共振子の周波数同調のプこめに、誘電率の
異なった種々の膜と膜厚の異なった種々の膜との両方ま
たはいずれか一方を共振子上に設け、その際にその膜が
選択的に誘電体填料の添加されている樹脂またはラック
から成るようにすることはを利である。樹脂寸たはラッ
クとしては、この場合、比誘電率が出来る限シ太きい、
つまり約４０の大きさであるエポキシ樹脂、ポリエステ
ルおよびアクリル樹脂を使用することができる。なお、
填料としてはたとえば二酸化チタンを使用することがで
きる。
さらに、誘電体共振子が円柱形状に形成され、そしてそ
の誘電体共振子がＡｌ２Ｏ３セラミック、テトラチタン
酸バリウム、あるいは、化学式（Ｚ　ｒ　ｘＴｉｙＳｎ
２）０４で表わされてｘ　＋−ｙ　＋　ｚ　＝　２であ
７＋Ｚｒ−Ｔｉ−８ｎ　（ｇ化物から成るようにするこ
とは有利である。その場合に、種々のＺｒ−Ｔｉ−８ｎ
酸化物特に（Ｚ　ｒ　ｏ、ｓ　Ｔ　＋　Ｓ　ｎ　Ｑ、５
　）　０４が適することが証明されている。というのは
、適用温度範囲において温度に依存して共振子の大幅な
周波数変動が生じることがなかったシ、あるいは、温度
によシ制限された周波数変動が高周波発振器の温度変化
を補償するからである。
〔実施例〕
次に、本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説
明する。
第１図には本発明によるストリップライン式トップレー
ダ１の主要構成が示されている。たとえばＡｌ１２０３
　セラミック、水晶、テフロンあるいはガラスファイバ
ー強化形テフロンから成る絶縁性基板１１上にはストリ
ップ導体５とストリップ導体６とから成るストリップ回
路が設けられており、そして両ストリップ導体５，６間
には誘電体よ構成るたとえば円柱形状の共振子２が設け
られている。この共振子２はたとえばテトラチタン酸バ
リウム（Ｂａｒｉｕｍ、ｔｅｔｒａｔｉｔａｎａｔ）、
Ａ４０３セラミツク、あるいは、Ｘ＋　’Ｉ　＋ｚ　＝
　２を持つ化学式（ＺｒＸＴ　Ｉｙ　Ｓ　ｎ　２）　０
４テ表わされるＺｒ−Ｔｉ−８ｎ酸化物（Ｚｉｒｋｏｎ
ｔｉｔａｎｚｉｎｎｏｘｉｄ　）がら形成することがで
きる。共振子２は、共振子表面の一部がストリップ導体
５の表面とストリップ導体６の表面との双方の一部また
はいずれが一方の一部を覆うが、あるいは共振子２が両
ストリップ導体５，６に接するか、あるいは、共振子２
が両ストリップ導体５．６の表面の一方を覆わないがま
たは接しないようにして、設けることができる。
ストリップ導体５の一方の端部には高周波発振器３が設
けられている。この高周波発振器３はたとえばガン素子
、インバットダイオード、ノリットダイオードあるいは
電界効果トランジスタ（二よって構成することができる
。スＩＪツブ導体５の他方の端部には終端抵抗８が備え
られている。この終端抵抗８はたとえば抵抗膜として基
板１１上に設けられ、チタン、あるいはグラファイトあ
るいはパラジウムによって形成することができる。
ストリップ導体６の一端には少なくとも１個の受信ダイ
オード７、たとえばショットキーダイオードから成る受
信ダイオード７が設けられている。
一方、ストリップ導体６の他端ではこのストリップ導体
６が電気的接続端子１５を介してアンテナ４に接続され
ている。受信ダイオード７としてショットキーダイオー
ドを使用しかつ高周波発振器としてガン素子を使用する
場合には、誘電体共振子２は誘電体共振子２の結合個所
とガン素子およびショットキーダイオードのそれぞれと
の間の最λ　λ 適の線路長が約−〜−の大きさになるように調整２ される。なお、λはドツプラーレーダにおいて発生され
た周波数帯の重心周波数の線路波長である。
高周波発振器３の、ストリップ導体５とは接続されてい
ない方の接続端子はスルーホール接触１７を介して容器
２０と結合され、従って接地されている。このことは図
面においては接地シンボルにて示されでいる。同様に、
受信ダイオード７の、ストリップ導体６とは接続されて
いない方の第２の接続端子はスルーホール接触１８によ
って接地されている。
なお、図示された１個の受信ダイオード７の代わりに複
数の受信ダイオードを使用することもできる。
ストリップ導体５，６に対して相対的に共振子２を移動
させることにより、同時に放射周波数、放射パワーおよ
び発振器から受信ダイオードに直接的に与えられるパワ
ーいわゆるボンピングパワーが制御され、それ故に受信
パワーに関する受信ダイオードの感度も制御される。
発信器側のストリップ導体５から受信側のストリップ導
体６へのパワー伝送は約１０ｄＢの結合減衰にて行なわ
れる。それゆえ、搬送周波数に非常に接近して位置する
ドツプラー信号の減衰は受信側ではそれに応じて僅かで
あり、従ってショットキダイオードは実用と最適の感゛
ＩＷを有する。ことにとのショットキーダイオードは送
信部に最適の感度を得るたｄ）に結合されるのであるか
らなおさらのことである。バンドパスフィルタ捷たはロ
ーパスフィルタ９，１０を介して高周波発信器３および
受信ダイオード７には直流電圧捷だはドツプラー電圧が
供給または導出される。結合器としての共振子２、膜抵
抗８、および、ストリップ導体とケースとの間にガルバ
ニック結合を生じないように適切に構成されたアンテナ
４を使用することによって、結合コンデンサが不要とな
る。というのは、直流電圧は至る所において自動的にブ
ロックされるからである。ローパスフィルタまたは帯域
消去フィルタ９，１０は、たとえば、基板１１上にキャ
パシタンスまたは低抵抗の一線路である金属化面２２　
、２３．２’４　、２５を設けることによシ、および、
基板１１土にインダクタンスまた２６．２７．２８．２
９を設けることにより実現することができる。ストリッ
プ導体用の金属化層はたとえばチタン、白金、金から形
成することができ、一方基板１１北のローパスフィルタ
はたとえばクロム、銅、金から形成することができる。
ローパスフィルタ９からは同軸部品の形に構成されたが
ラス封止の電気的接続端子１３が周囲の容器２０を貫通
して外部に導出され、同様にしてローパスフィルタ制御
ま別の電気的接続端子１４が設けられている。同様にし
て構成されプこ他の電気的接続端子１５がストリップ導
体６とアンテナ４との間に設けられている。ストリップ
導体式ドツプラーレーダ全体は導電材料製容器によって
取囲まれている。
基板１１はアンテナ４に導かれている電気的接続端子１
５が設けられているのと同じ容器壁につながるように容
器２０内にはめ込まれている。基板１１の残りの３辺は
容器２０に対しである一定の間隔を有するようになされ
ている。９．３５　ＧＨｚの送信周波数およびアルミナ
基板のために、たとえば、約１３ｍｍの辺長さおよび０
゛６朋の厚さを有するほぼ正方形の基板が使用される。
容器は長さ約２０１１１１１．、幅約ＩＢｍｍ、高さ約
１４朋の寸法を存する例えば直方体形状に構成すること
ができる。
電気的接続端子１５が設けられているのと同じ容器外面
には大面積にて高周波に適するアンテナ４が設けられて
いる。このアンテナ４は例えばストリップ導体形アンテ
ナとして構成され、そしてガラスファイバ強化されかつ
両側が金属化されたテフロンによって形成されるか又は
導波管内に突出するビンとして実施することができる。
＠２図には第１図の一点鎖線■−Ｈに沿って紙面に垂直
に切断した本発明によるストリップライン式ドツプラー
レーダの横断面図が示されている。
この第２図においては、第１図と同一部分には同一符号
が付されておシ、従ってその説明は省略する。誘電体共
振子２の上方には同調ねじ１６が取付けられており、こ
の同調ねじ１６１：よって円形状金属板３０を誘電体共
振子２に対して所定の間隔にもたらすことができる。金
属板３ｏを有する同調ねじ１Ｇによって、誘電体共振子
の周波数は約９．２ＧＨｚと１．０．２　ＧＨｚとの間
で変えることができる。それに対して、周波数は、共振
子２の寸法を幾何学的に変更したりあるいは共振子２に
誘電体コーティングを施したりすることによっても同調
させることができる。
電気的接続端子１３から取出されたトンフリー信号は低
ノイズ形増幅器によって増幅され、その後評価される。
本発明によるストリップライン式ドツプラーレーダはた
とえば移動報知器、速度計、自動ドア開閉器あるいは交
通信号灯制御のために使用することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来の空洞共振子に代えて誘電体共振
子を使用することにより幾何学的寸法を小さくすること
ができ、かつ高い信頼性が得られるものである。その理
由は、空洞共振子を用いた場合には調整ねじ等において
ゆるみ接触のような典型的な誤差発生源が存在するのに
対して誘電体共振子の場合にはそのような誤差発生源が
存在しないからである。
本発明によるドツプラーレーダの構成によれば、一般的
に発振器要素および受信ダイオードから直流電圧を分離
するだめに設けられる結合コンデンサの使用は不必要と
なシ、しだがって高周波損失が僅かとなり、かつストリ
ップ導体において電波の反対が生じる連結個所が少なく
なり、そして接触個所が少なくなる。それ故信頼性のあ
る安価なドツプラーレーダが得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
一点鎖線■−Ｈに沿う断面図である。 １°・″ストリップライン式ドツプラーレーダ、２・・
誘電体共振子、　３・・・高周波発振器、　４・・アン
テナ、　５，６・・・ストリップ導体、　７・・・受信
ダイオード、　８川終端抵抗、　９，１ｏ・・帯域消去
フィルタまたはローパスフィルタ、１１・・基板、　１
３，１４．１５・・電気的接続端子、１６・・同調ねじ
、　２ｏ・・・容器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも高周波発振器と、第１のストリップ導体
    と、第２のストリップ導体と、誘電体共振子と、受信ダ
    イオードと、アンテナと、帯域消去フィルタまたはロー
    パスフィルタとを構成要素として有し、前記帯域消去フ
    ィルタまたはローパスフィルタは低周波数を導く外部眠
    気的接続端子を介して高周波パワーが流出するのを阻止
    するように設けられ、前記構成要素は前記高周波発振器
    から放出されるパワーが前記両ストリップ導体および誘
    電体共振子を介して前記受信ダイオードおよびアンテナ
    に達するようにまとめられ、前記第１のストリップ導体
    は、前記誘電体共振子の設置および位置調整を前記両ス
    トリップ導体上および両ストリップ導体間の両方または
    いずれか一方で部分的に行なうことができるような間隔
    で前記第２のストリップ導体から離して設けられ、前記
    誘電体共振子の位置を調整することによって、前記アン
    テナによって放射サレるパワー、前記アンテナによって
    受信される４パワー、および前記高周波発振器から前記
    誘電体共振子を介して直接的に前記受信ダイオードに伝
    送されるパワー、いわゆるボンピングパワーが同時に調
    整されることを特徴とするストリップライン式ドツプラ
    ーレーダ。 ２）両ストップブ導体、誘電体共振子、高周波発振器、
    受信ダイオード、および帯域消去フィルタまだはローパ
    スフィルタは、１つの共通の絶縁性基板上に設けられて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドツ
    プラーレーダ。 ３）第１のストリップ導体はその一端が高周波発振器の
    高周波出力端に接続され、その他端が終端抵抗を有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項捷たは第２項記
    載のドツプラーレーダ。 ４）終端抵抗は抵抗膜の形で基板上に形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のドツプラー
    レーダ。 ５）第２のストリップ導体は一端がアンテナと電気的に
    接続され、他端が受信ダイオードと電気的に接続されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４
    項のいずれかに記載のドツプラーレーダ。 ６）高周波発振器としてインバットダイオード捷たはバ
    リッドダイオードまたは電界効果トランジスタが使用さ
    れることを特徴とする特πＦ請求の範囲第１項ないし第
    ５項のいずれかに記載のドツプラーレーダ。 ７）高周波発振器としてガン素子が使用されることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
    に記載のトップラーン−８）受信ダイオードとしてショ
    ットキーダイオードが使用されることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載のトン
    プラーレーダ。 ９）誘電体共振子の結合個所とガン素子およびショット
    キーダイオードのそれぞれとの間のの場合にλはドツプ
    ラーレーダにおいて発生された周波数帯の重心周波数の
    線路波長を表わすことを特徴とする特許請求の範囲第７
    項まだは第８項記載のドツプラーレーダ。 １０）導電性材料製の容器を有し、その電気的接続端子
    は電気的に絶縁された引込線として形成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のいず
    れかに記載のに′　−゛　４　下ソブラーレーダ。 １１）　誘電体共振子の周波数同調のだめに、この誘電
    体共振子のと方には同調ねじが設けられていることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれ
    かに記載のトンプラーレーダ。 １２）誘電体共振子の周波数同調のプこめに、その幾何
    学的寸法が林料切除によって小さくされることを特徴と
    する特許請求め範囲第１項ないし第１１項のいずれかに
    記載のドツプラーレーダ。 １３）誘電体共振子の周波数同調のために、誘電率の異
    なった種々の膜と膜厚の異なった種々の膜との両方寸だ
    はいずれか一方が前記共振子上に設けられることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれか
    に記載のドツプラーレーダ。 １４）誘電体共振子の膜は選択的に誘電体填料が添加さ
    れている樹脂またはラックから成ることを特徴とする特
    許請求の範囲第１３項記載のドツプラーレーダ。 １５）誘電体共振子は円柱形状に形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１４項のいず
    れかに記載のドツプラーレーダ。 １６）前記填料および（寸たは）前記誘電体共振子はＡ
    ｌ２Ｏ３セラミック、テトラチタン酸バリクム、あるい
    は、化学式（ＺｒｘＴｉ、　５ｎ２）０４で表わされて
    ｘ　＋ｙ　＋　ｚ　＝　２であるＺｒ−Ｔｉ−８ｎ酸化
    物から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
    し第１５項のいずれかに記載のトンプラーレーダ。
JP59127242A 1983-06-21 1984-06-20 ストリツプライン式ドツプラ−レ−ダ Pending JPS6015576A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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