專利名稱：電波傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電波傳感器，尤其涉及一種使用傳感技術(shù)的電波傳感器，該傳感技術(shù)利用了電波束。
背景技術(shù)：
以往，利用電波束(日本國內(nèi)所允許使用的使用頻帶10. 50 10. 55GHz或 24. 05 24. 25GHz)，對(duì)存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體(移動(dòng)體)的有無、移動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行感應(yīng)的電波傳感器(移動(dòng)體感應(yīng)傳感器)使用于汽車、安保、住宅設(shè)備機(jī)器、自動(dòng)門等領(lǐng)域。
專利文獻(xiàn)1 日本國特開2004-361355號(hào)公報(bào)(段落0020 0021，第1圖) 專利文獻(xiàn)2 日本國特開2005-81032號(hào)公報(bào)(段落0045 0046，第4圖) 作為利用電波束，對(duì)存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體的有無、移動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行感應(yīng)的電波傳感器，圖14所示的專利文獻(xiàn)1所述的電波傳感器具備生成高頻信號(hào)的振蕩電路1 ； 作為電波束收發(fā)高頻信號(hào)的收發(fā)天線6 ；及抽出由收發(fā)天線6發(fā)送的高頻信號(hào)(發(fā)送波)和接收的高頻信號(hào)(接收波)的頻率的差分的檢波元件7 ( 二極管)。
振蕩電路1和收發(fā)天線6經(jīng)由傳輸線路11連接，在傳輸線路11的路徑中途直接連接有二極管7的正極端子。振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)經(jīng)由傳輸線路11被傳播至收發(fā)天線6，作為電波束而被發(fā)送。而且，電波傳感器用收發(fā)天線6接收與存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體碰撞而反射回來的高頻信號(hào)，通過二極管7抽出發(fā)送波和接收波的頻率的差分， 作為感應(yīng)信號(hào)從連接在二極管7的負(fù)極端子上的輸出線路8向外部輸出。
電波傳感器的感應(yīng)性能的指標(biāo)即S/N比由從電波傳感器向空間(感應(yīng)區(qū)域)發(fā)送的高頻信號(hào)與存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體碰撞而反射并返回至電波傳感器的高頻信號(hào)的電能(接收電力 和當(dāng)感應(yīng)區(qū)域內(nèi)不存在被感應(yīng)體時(shí)從電波傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓振幅值(暗噪聲N)的大小來決定。從電波傳感器向空間作為電波束而收發(fā)的高頻信號(hào)的電能根據(jù)距離而衰減，頻率越高則衰減量越為增加。因此，從電波傳感器向空間發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率變高時(shí)，與存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體碰撞而反射并返回至電波傳感器的高頻信號(hào)的接收電力降低，從而S/N比降低。
由于圖14所示的電波傳感器在傳輸線路11的路徑中途直接連接有二極管7的正極端子，因此振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)的電力的一部分被輸入至二極管7。因而，從收發(fā)天線6向空間發(fā)送的高頻信號(hào)的電能必然減少。而且，由于振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)作為行波而經(jīng)由傳輸線路11被傳播至收發(fā)天線6，因此無法調(diào)節(jié)輸入至二極管7的高頻信號(hào)的電能。而且，電波傳感器所使用的高頻信號(hào)的頻率越高，則越要求檢波用短截線31、 輸出線路8及與輸出線路8的后段連接的高頻遮斷用短截線32的形狀、長度及設(shè)置位置的精度。而且，考慮到二極管7的容量不均、焊錫連接狀態(tài)，在二極管7的正極端子和傳輸線路11的連接點(diǎn)容易產(chǎn)生阻抗不匹配。于是，振蕩電路中生成的高頻信號(hào)在二極管7的正極端子和傳輸線路11的連接點(diǎn)被反射，振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率發(fā)生變化，被傳播至收發(fā)天線的高頻信號(hào)的電能有可能會(huì)進(jìn)一步減少。
另一方面，可以容易地想到通過使用使振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)的電能增加的天線增益較高的喇叭形天線、在傳輸線路上使多個(gè)天線元件相互連接的陣列天線來收發(fā)高頻信號(hào)的單元，來補(bǔ)償從天線向空間發(fā)送的高頻信號(hào)的電能降低從而抑制S/N比的降低。
但是，使用上述單元時(shí)，從住宅設(shè)備機(jī)器、民用機(jī)器等商品的角度無法應(yīng)對(duì)近年來基于環(huán)境問題等的電波傳感器的低耗電化、小型化(薄型化)這樣的要求。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的是提供一種可精度良好地檢測出存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體的有無、移動(dòng)狀態(tài)的S/N比優(yōu)異、低耗電、且小型的電波傳感器。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的電波傳感器的特征在于，具備生成高頻信號(hào)的振蕩電路；由電介質(zhì)構(gòu)成的基板；形成在基板的一個(gè)表面或內(nèi)部的大致整個(gè)面上的作為高頻信號(hào)的地線進(jìn)行作用的接地電極；形成在基板的另一個(gè)表面上的作為電波束放射高頻信號(hào)并收發(fā)與被感應(yīng)體碰撞而反射回來的電波束的天線電極；及對(duì)由天線電極接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波元件，檢波元件的任意一個(gè)端子經(jīng)由調(diào)節(jié)天線電極的頻率的頻率調(diào)節(jié)線路與天線電極連接，另一個(gè)端子與接地電極連接，頻率調(diào)節(jié)線路連接在與為了向天線電極供給振蕩電路中生成的高頻信號(hào)而設(shè)置于天線電極的供電點(diǎn)不同的天線電極的位置上。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選頻率調(diào)節(jié)線路連接在與頻率調(diào)節(jié)線路所具有的阻抗不同的天線電極的位置上。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選頻率調(diào)節(jié)線路連接在天線電極激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的電場為大致最大的天線電極的位置上。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選天線電極是具有垂直或水平偏振波成分的矩形天線電極，頻率調(diào)節(jié)線路連接在與天線電極的激勵(lì)方向正交的天線電極的邊端上。
而且，為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的電波傳感器的特征在于，具備生成高頻信號(hào)的振蕩電路；由電介質(zhì)構(gòu)成的基板；形成在基板的一個(gè)表面或內(nèi)部的大致整個(gè)面上的作為高頻信號(hào)的地線進(jìn)行作用的接地電極；形成在基板的另一個(gè)表面上的作為電波束放射高頻信號(hào)并收發(fā)與被感應(yīng)體碰撞而反射回來的電波束的天線電極；及對(duì)由天線電極接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波元件，檢波元件的任意一個(gè)端子與接地電極連接，檢波元件的另一個(gè)端子連接在與為了向天線電極供給振蕩電路中生成的高頻信號(hào)而設(shè)置于天線電極的供電點(diǎn)不同的天線電極的位置上。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選檢波元件的另一個(gè)端子連接在與檢波元件的另一個(gè)端子所具有的阻抗不同的天線電極的位置上。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選檢波元件的另一個(gè)端子連接在天線電極激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的電場為大致最大的天線電極的位置上。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選天線電極是具有垂直或水平偏振波成分的矩形天線電極，檢波元件的另一個(gè)端子連接在與天線電極的激勵(lì)方向正交的天線電極的邊端附近。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選還具備向外部輸出由檢波元件檢波后的感應(yīng)信號(hào)的輸出線路，以振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率與天線電極的共振頻率變?yōu)榇笾孪嗤姆绞?，?guī)定天線電極至接地電極的電長度以及輸出線路安裝在天線電極上的位置。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，使振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率與天線電極的共振頻率大致相同時(shí)，高頻信號(hào)可效率良好地在天線電極中進(jìn)行激勵(lì)。其結(jié)果，能夠使從天線電極放射的電波束的發(fā)送電能最大，在接收時(shí)也能夠使接收電能最大。而且，由于能夠經(jīng)由天線電極使檢波元件中檢波的電力增大，因此感應(yīng)精度提高。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選天線電極至接地電極的電長度被規(guī)定為經(jīng)由天線電極經(jīng)過檢波元件后的高頻信號(hào)在接地電極全反射的長度，輸出線路的安裝位置被規(guī)定于天線電極激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的電場為大致最小的天線電極的位置。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，能夠用更簡易的結(jié)構(gòu)使振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率與天線電極的共振頻率大致相同，即使存在制造不均，也能夠在高頻化時(shí)得到穩(wěn)定的感應(yīng)精度。
而且，本發(fā)明中優(yōu)選天線電極至接地電極的電長度為，以根據(jù)沿基板傳播的高頻信號(hào)的頻率決定的波長為基準(zhǔn)，是4分之1波長的奇數(shù)倍。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，由于能夠使由檢波元件檢波后的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲(這里所說的暗噪聲是指在傳感器的感應(yīng)范圍內(nèi)不存在被感應(yīng)體時(shí)經(jīng)由輸出線路向外部輸出的感應(yīng)信號(hào)的振幅電壓值)的電壓值電平為大致最小，因此S/N比提高，可進(jìn)一步使感應(yīng)精度提高。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可精度良好地檢測出存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體的有無、移動(dòng)狀態(tài)的S/N比優(yōu)異、低耗電、且小型的電波傳感器。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電波傳感器的電路構(gòu)成圖。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電波傳感器的(a)正視圖、(b)從正面?zhèn)扔^察的內(nèi)部透視圖、(c)從正面?zhèn)扔^察的背面部的透視圖。
圖3是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電波傳感器的(a)A-A’截面的主要部分放大圖、(b) 表示換算為波長的電長度的長度與暗噪聲的關(guān)系的曲線圖。
圖4是本發(fā)明第1實(shí)施方式的(a)表示電波傳感器所搭載的二極管的檢波特性的一個(gè)例子的曲線圖、(b)表示從電波傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓波形的一個(gè)例子的曲線圖。
圖5是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電波傳感器的(a)表示變形例1的主要部分正視圖、 (b)表示變形例2的主要部分正視圖。
圖6是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電波傳感器的(a)表示變形例3的主要部分正視圖、 (b)表示變形例4的主要部分正視圖。
圖7是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電波傳感器的(a)表示變形例5的主要部分正視圖、 (b)表示變形例6的主要部分正視圖。
圖8是本發(fā)明第2實(shí)施方式的電波傳感器的(a)電路構(gòu)成圖、(b)正視圖。
圖9是本發(fā)明第2實(shí)施方式的電波傳感器的(a)表示變形例7的主要部分正視圖、 (b)表示變形例8的主要部分正視圖。
圖10是本發(fā)明第3實(shí)施方式的電波傳感器的(a)電路構(gòu)成圖、(b)正視圖。
圖11是本發(fā)明第3實(shí)施方式的(a)說明電波傳感器的感應(yīng)原理的曲線圖、(b)表示通過從電波傳感器輸出的多個(gè)感應(yīng)信號(hào)得到的相位差與距離的關(guān)系的曲線圖。
圖12是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的電波傳感器的變形例9的正視圖。
圖13是表示從本發(fā)明第3實(shí)施方式的電波傳感器輸出的多個(gè)感應(yīng)信號(hào)的波形的曲線圖。
圖14是表示現(xiàn)有技術(shù)所涉及的電波傳感器的電路構(gòu)成圖。
符號(hào)說明 1-振蕩電路；2-基板；3-接地電極；43a、4b_發(fā)送天線(發(fā)送電極)；5、fe、5b_接收天線(接收電極)；6-收發(fā)天線(收發(fā)電極)；7、7a、7b-檢波元件(肖特基二極管)；8、 8a、8b-輸出線路；9、9a、9b-電壓調(diào)節(jié)單元；11_信號(hào)傳遞單元；12、12a、12b_頻率調(diào)節(jié)線路；13、13a 13h-導(dǎo)通孔；14-連接線路；15U5aU5b-電阻器；16-定向控制天線(定向控制電極)；21-恒壓輸出電路；22-放大電路(運(yùn)算放大器)；23、23a、23b-電力分配電路； 31-檢波用短截線；32-高頻遮斷用短截線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的電波傳感器具備生成高頻信號(hào)的振蕩電路；由電介質(zhì)構(gòu)成的基板；形成在基板的一個(gè)表面或內(nèi)部的大致整個(gè)面上的作為高頻信號(hào)的地線進(jìn)行作用的接地電極； 作為電波束發(fā)送振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的發(fā)送天線；接收與存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體碰撞而反射回來的高頻信號(hào)的接收天線；與接收天線連接并對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波元件；向外部輸出從檢波元件輸出的感應(yīng)信號(hào)的輸出線路；及調(diào)節(jié)從檢波元件輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值的電壓調(diào)節(jié)單元。檢波元件具有對(duì)高頻信號(hào)(高頻電力)進(jìn)行檢波并轉(zhuǎn)換為直流電壓的功能，例如肖特基二極管。檢波元件只要具備成為二極管的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)即可， FET(場效應(yīng)管)的漏極端子和柵極端子之間，或者柵極端子和源極端子之間也可以作為檢波元件而加以利用。電壓調(diào)節(jié)單元具有調(diào)節(jié)從檢波元件輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值的功能， 例如任意一個(gè)端子接地的在陶瓷基材表面上形成有膜狀電阻的電阻器。
發(fā)送天線及接收天線的形式可以考慮偶極天線或喇叭形天線、微帶天線等各種各樣的形式，只要發(fā)送天線和接收天線的偏振波方向大致相同，則不必一定是相同的天線結(jié)構(gòu)、形狀。而且，發(fā)送天線和接收天線也可以用1個(gè)天線收發(fā)高頻信號(hào)?？紤]電波傳感器的低耗電化、小型化(薄型化)時(shí)，優(yōu)選微帶天線，其在由電介質(zhì)構(gòu)成的基板的一個(gè)表面或內(nèi)部的大致整個(gè)面上具備作為高頻信號(hào)的地線進(jìn)行作用的接地電極，在另一個(gè)表面上形成有作為電波束收發(fā)高頻信號(hào)的薄膜狀天線電極。此時(shí)，如果在同一基板上形成作為發(fā)送天線及接收天線的多個(gè)天線電極，并聯(lián)配置發(fā)送天線的電極面和接收天線的電極面，則能夠感應(yīng)存在于發(fā)送天線及接收天線前方的感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體的有無、移動(dòng)狀態(tài)。而且，如果在不同的基板上形成作為發(fā)送天線的天線電極及作為接收天線的天線電極，使發(fā)送天線的電極面和接收天線的電極面相對(duì)地進(jìn)行配置，則能夠感應(yīng)存在于被夾在發(fā)送天線和接收天線之間的空間內(nèi)的被感應(yīng)體的有無、移動(dòng)狀態(tài)。
而且，優(yōu)選以與矩形天線電極相對(duì)的方式形成在基板內(nèi)部或表面上的接地電極的形狀與天線電極一樣為矩形。而且，優(yōu)選至少與矩形天線電極的激勵(lì)方向平行的接地電極的1個(gè)邊的長度為，以由沿基板傳播的高頻信號(hào)(在振蕩電路中生成)的頻率決定的波長為基準(zhǔn)，是大致2分之1波長的奇數(shù)倍。由此，即使高頻信號(hào)的頻率變高，相對(duì)于沿基板傳播的波長，接地電極的形狀(1個(gè)邊的長度)變大時(shí)，也能夠使傳播至接地電極的極微小的高頻電流集中在接地電極的邊端，使接地電極的中央部附近作為高頻信號(hào)的地線穩(wěn)定地進(jìn)
7行作用。因而，如果使與接地電極相對(duì)地配置在基板上的天線電極形成于接地電極的大致中央部(距接地電極邊端比約4分之1波長更加內(nèi)側(cè)的接地電極的位置)，則能夠?qū)奶炀€電極作為電波束收發(fā)的高頻信號(hào)的放射形式控制為大致與基于電磁場模擬的設(shè)計(jì)一致。而且，由于在與天線電極的同一基板上形成振蕩電路時(shí)，能夠抑制在振蕩電路內(nèi)部及振蕩電路至天線電極的高頻信號(hào)的傳輸線路中產(chǎn)生阻抗不匹配，構(gòu)成大致均一的微帶線，因此能夠高效地將具有規(guī)定頻率、電能的高頻信號(hào)傳播至天線電極。
振蕩電路和發(fā)送天線既可以裝備在同一基板上，也可以分別裝備。如果作為連接振蕩電路和發(fā)送天線的信號(hào)傳遞單元使用形成在基板上的傳輸線路或?qū)?、同軸電纜或同軸連接器，來連接振蕩電路和發(fā)送天線，則振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的電能幾乎不會(huì)損失地被傳播至發(fā)送天線，可作為電波束從發(fā)送天線發(fā)送。振蕩電路是利用耿氏效應(yīng)二極管、晶體管生成具有規(guī)定頻率及電能的高頻信號(hào)的高頻電路。考慮電波傳感器的低耗電化時(shí)，優(yōu)選并用FET(場效應(yīng)管)和電介質(zhì)共振器來生成所希望的高頻信號(hào)。而且，通過經(jīng)由恒壓輸出電路(例如DC/DC轉(zhuǎn)換器、齊納二極管)向振蕩電路輸入規(guī)定的直流電源電壓，能夠?qū)⑷缦虑闆r防患于未然，振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率、電能因施加在電波傳感器上的直流電源電壓的變化而變動(dòng)的情況，即產(chǎn)生振蕩停止的情況。恒壓輸出電路和振蕩電路既可以裝備在同一基板上，也可以分別裝備。而且，也可以根據(jù)需要作為信號(hào)傳遞單元具備濾波器電路(例如電子器件的高頻用電容器、可通過銅箔蝕刻法直接形成在基板上的濾波器線路)，其在使振蕩電路中生成的高頻信號(hào)高效地通過的同時(shí)，對(duì)振蕩電路側(cè)和天線電極側(cè)直流地進(jìn)行分離(絕緣)，使高頻信號(hào)從振蕩電路傳播至天線電極。
在本發(fā)明的電波傳感器中，至少連接有檢波元件(以下二極管)的接收天線是形成在基板另一個(gè)表面上的薄膜狀天線電極(以下接收電極)，這是接地電極作為反射板進(jìn)行作用的微帶天線。在接收電極上直接或者經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路連接有二極管的負(fù)極端子或正極端子的任意一個(gè)端子，二極管的另一個(gè)端子連接在接地電極上。
為了增加從電波傳感器發(fā)送的電波束的定向增益，而使發(fā)送天線和接收天線鄰近配置時(shí)，從發(fā)送天線發(fā)送的高頻信號(hào)的一部分蔓延至接收天線，變?yōu)橐矎慕邮仗炀€發(fā)送高頻信號(hào)，接收天線還實(shí)現(xiàn)發(fā)送天線的作用。因而，由于發(fā)送天線和接收天線的相位差，從發(fā)送天線發(fā)送的高頻信號(hào)和從接收天線發(fā)送的高頻信號(hào)合并后的電波束的定向形式(最大放射強(qiáng)度方向、半功率角)變?yōu)榘l(fā)生變化。因此，如果不在預(yù)先控制(調(diào)節(jié))連接有二極管的接收天線的共振頻率(相位)的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)發(fā)送天線和接收天線的元件間空間，則很難控制從傳感器發(fā)送的電波束的定向增益、定向形式(最大放射強(qiáng)度方向、半功率角)。
本發(fā)明的電波傳感器在接收電極上直接或者經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路連接有二極管的負(fù)極端子或正極端子的任意一個(gè)端子，而二極管的另一個(gè)端子連接在接地電極上的狀態(tài)下，以接收電極的共振頻率(相位)與振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率大致相同(相同相位)或者較高(正相位)的方式，調(diào)節(jié)接收電極的形狀或者頻率調(diào)節(jié)線路的長度。如果在該接收電極的周圍以設(shè)置規(guī)定的元件間空間的方式配置共振頻率與振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率大致相同的發(fā)送天線(發(fā)送電極)，則由從發(fā)送電極發(fā)送的高頻信號(hào)和從接收電極發(fā)送的高頻信號(hào)合并后的電波束的定向增益提高，能夠使與存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體碰撞而反射回來的高頻信號(hào)的電能增加。
但是，將向外部輸出由二極管檢波后的感應(yīng)信號(hào)的輸出線路連接在接收電極、頻率調(diào)節(jié)線路的特定位置，即在接收電極及頻率調(diào)節(jié)線路中傳播的高頻信號(hào)的電流值較大的接收電極、頻率調(diào)節(jié)線路的位置上時(shí)，較大地受到輸出線路所保有的電感成分、電容成分、 連接于輸出線路后段的放大電路等的影響，接收電極的共振頻率發(fā)生變化。其結(jié)果，變得很難控制電波束的定向形式，且接收效率降低。
因而，最為優(yōu)選輸出線路連接于在接收電極及頻率調(diào)節(jié)線路中傳播的高頻信號(hào)的電流值大致最大，即接收電極及頻率調(diào)節(jié)線路激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的電場大致最小的接收電極及頻率調(diào)節(jié)線路的位置上。例如，在偏振波方向?yàn)榇怪逼癫ǖ恼叫谓邮针姌O的情況下，使接收電極的與激勵(lì)方向平行的邊端的長度為L時(shí)，在距接收電極的與激勵(lì)方向正交的邊端為0.5XL(與接收電極的激勵(lì)方向正交的接收電極的中心線上)的接收電極的內(nèi)側(cè)或邊端的位置上連接輸出線路即可。而且，在偏振波方向?yàn)閳A偏振波的接收電極的情況下，最為優(yōu)選在接收電極的大致中心部的位置上連接輸出線路。由此，由于不受輸出線路及連接于輸出線路后段的電路的電感成分、電容成分的影響，接收電極的共振頻率幾乎不發(fā)生變化，因此能夠以規(guī)定的定向增益及定向形式放射電波束，同時(shí)能夠防止接收效率降低。
將連接于接收電極或頻率調(diào)節(jié)線路的輸出線路連接在沿接收電極及頻率調(diào)節(jié)線路傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的接收電極或頻率調(diào)節(jié)線路的位置上時(shí)，高頻信號(hào)的頻率越高，則越對(duì)輸出線路的連接位置要求精度。因而，雖然輸出線路的線路寬度越窄越好，但是考慮到基于銅箔蝕刻法的通常的基板制造方法，0. 1 0. 3毫米左右的線路寬度較為妥當(dāng)。而且，優(yōu)選輸出線路的線路長度為直線且電長度在發(fā)送信號(hào)的頻率下長于半波長。輸出線路既可以配置在配置有接收電極的基板的同一表面上，也可以經(jīng)由貫穿基板正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔，配置在與配置有接收電極的表面不同的基板表面上或者內(nèi)部。而且，可以根據(jù)需要在輸出線路上連接高頻遮斷短截線，防止向外部輸出二次寄生頻率(相對(duì)于振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率2倍的頻率成分)。
直接或者經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路連接于接收電極的二極管分別使正極端子連接于接地電極，使負(fù)極端子連接于頻率調(diào)節(jié)線路時(shí)，從輸出線路輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值電平向正電壓側(cè)偏離，另一方面，分別使正極端子連接于頻率調(diào)節(jié)線路，使負(fù)極端子連接于接地電極時(shí)，從輸出線路輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值電平向負(fù)電壓側(cè)偏離。因而，如果根據(jù)需要將正電源或負(fù)電源的放大電路(由運(yùn)算放大器等構(gòu)成，具備電壓跟隨器或等倍(與輸入1相對(duì)輸出1的比率)以上的信號(hào)放大功能的電路)連接于輸出線路的后段，則在信號(hào)處理變得容易的同時(shí)，能夠提高電波傳感器的抗噪性，抑制從輸出線路向外部輸出的感應(yīng)信號(hào)(暗噪聲)的電壓值變動(dòng)。而且，也可以根據(jù)需要在放大電路的前段或后段安裝僅抽出所需的頻率成分的濾波器電路。
而且，以從接收電極和頻率調(diào)節(jié)線路的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管直至接地電極的傳播高頻信號(hào)的傳播路徑的電長度在所發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率下為4分之1波長(λ g/4 λ g是沿基板傳播的高頻信號(hào)的波長。而且，在使真空中的高頻信號(hào)的電波的波長為λ，使基板的介電常數(shù)為er時(shí)，λ = ε r1/2 · λ g)的奇數(shù)倍的方式調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)線路的長度時(shí)，經(jīng)由接收電極經(jīng)過檢波元件后的高頻信號(hào)在接地電極處進(jìn)行全反射。而且，從接收電極和頻率調(diào)節(jié)線路的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管直至接地電極的傳播高頻信號(hào)的傳播路徑成為在所發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率下進(jìn)行共振的高頻電路。因而，能夠在二極管中高效地對(duì)由接收電極接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波，同時(shí)能夠使從二極管輸出的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲最小化，因此，可得到高S/N比。尤其是如果以從接收電極和頻率調(diào)節(jié)線路的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管直至接地電極的電長度在所發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率下為λ g/4即最短的方式設(shè)定頻率調(diào)節(jié)線路的長度，則能夠使頻率調(diào)節(jié)線路所引起的高頻信號(hào)的傳播損失最小化，因此，檢波效率變?yōu)樽畲?，可得到最高的S/N比。
電波傳感器具備作為電波束收發(fā)高頻信號(hào)的收發(fā)電極時(shí)，將上述的連接于接收電極的同樣的電路構(gòu)成(二極管、輸出線路等)應(yīng)用于接收電極時(shí)，例如，如果檢波元件(二極管)經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路與收發(fā)電極連接，輸出線路連接在沿收發(fā)電極傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的收發(fā)電極的位置上，則能夠從收發(fā)電極作為電波束高效地收發(fā)高頻信號(hào)，可得到上述的作用效果。
作為電波束從電波傳感器收發(fā)高頻信號(hào)時(shí)，需要在基板上設(shè)置發(fā)送電波束的天線電極(發(fā)送電極)和接收電波束的天線電極(接收電極)。這里所說的“發(fā)送電極”是指經(jīng)由傳輸線路等信號(hào)傳遞單元被直接供給振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的天線電極，“接收電極”是指未被直接供給高頻信號(hào)的天線電極。收發(fā)電波束時(shí)，不必一定在基板上分別設(shè)置發(fā)送電極和接收電極。這里所說的“收發(fā)電極”是指在從振蕩電路經(jīng)由信號(hào)傳遞單元而連接的天線電極中，在傳播高頻信號(hào)的傳播路徑中途連接檢波元件，在天線電極中兼用電波束的發(fā)送和接收的天線電極。
雖然連接二極管的任意一個(gè)端子或者頻率調(diào)節(jié)線路的接收電極的位置因接收電極的形狀即偏振波方向而不同，但是只要是流入接收電極的高頻信號(hào)的電流值為大致最大 (電場大致最小)的位置以外，則可以在接收電極的任意位置上連接二極管的任意一個(gè)端子或者頻率調(diào)節(jié)線路。尤其優(yōu)選它們連接在接收電極激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的電場為大致最大的接收電極的位置上。例如，在偏振波方向?yàn)榇怪逼癫ǖ恼叫谓邮针姌O的情況下，使接收電極的與激勵(lì)方向正交的邊端的長度為W時(shí)，優(yōu)選在除距接收電極的與激勵(lì)方向平行的邊端為0. 5Xff(與接收電極的激勵(lì)方向平行的接收電極的中心線上)的位置，且流入接收電極的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場為大致最小)的接收電極的大致中心部以外的位置上連接二極管的任意一個(gè)端子或者頻率調(diào)節(jié)線路，由此，能夠抑制感應(yīng)區(qū)域的偏差(與激勵(lì)方向平行的一側(cè))。二極管及頻率調(diào)節(jié)線路既可以配置在配置有接收電極的基板的同一表面上，也可以配置在與配置有接收電極的基板表面不同的基板表面上或內(nèi)部，經(jīng)由貫穿基板正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔連接于接收電極。
而且，如果在振蕩電路連接于天線，用1個(gè)天線收發(fā)高頻信號(hào)的收發(fā)電極(天線電極)上應(yīng)用上述的連接于接收電極的同樣的電路構(gòu)成(二極管、輸出線路、電壓調(diào)節(jié)單元等)，則可得到同樣的作用效果。當(dāng)考慮盡可能多地確保從收發(fā)電極放射的高頻信號(hào)的電能時(shí)，二極管的任意一個(gè)端子或者頻率調(diào)節(jié)線路需要連接在收發(fā)電極的適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀＠纾?當(dāng)具有阻抗為50Ω的線路寬度的頻率調(diào)節(jié)線路連接于收發(fā)電極的匹配點(diǎn)(在高頻信號(hào)的頻率下阻抗為50Ω的地方)時(shí)，收發(fā)電極實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的作用，輸入至二極管的高頻信號(hào)的電能增加，從收發(fā)電極發(fā)送的高頻信號(hào)的電能減少。因而，優(yōu)選二極管的任意一個(gè)端子或者頻率調(diào)節(jié)線路連接在如下位置上，即與二極管的任意一個(gè)端子所具有的阻抗、連接在收發(fā)電極上的頻率調(diào)節(jié)線路的一端所具有的阻抗不同的收發(fā)電極的位置上。通過敢于在收發(fā)電極和二極管(檢波元件)的連接點(diǎn)，或者收發(fā)電極和頻率調(diào)節(jié)線路的連接點(diǎn)上形成阻抗不匹配的狀態(tài)，能夠盡可能多地確保從收發(fā)電極放射的高頻信號(hào)的電能。而且，由于收發(fā)電極作為帶通濾波器進(jìn)行作用，因此不對(duì)振蕩電路產(chǎn)生影響。在同一基板上分別配置發(fā)送電極和接收電極，使二極管的任意一個(gè)端子直接或經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路與接收電極連接時(shí)， 通過成為同樣的電路結(jié)構(gòu)，也能夠得到同樣的作用效果。
另一方面，由于本發(fā)明的電波傳感器在接收高頻信號(hào)的天線電極(接收電極)上直接或經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路連接有二極管的任意一個(gè)端子，而另一個(gè)端子連接在接地電極上，因此能夠幾乎沒有損失地在二極管中對(duì)由接收電極接收的高頻信號(hào)(高頻電力)進(jìn)行檢波。在電波傳感器的感應(yīng)區(qū)域內(nèi)，以從發(fā)送天線(發(fā)送電極)發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率的 2分之1波長(λ/2)間隔生成電力分布從最小向最大、從最大向最小連續(xù)地發(fā)生變化的區(qū)域。通過被感應(yīng)體在該感應(yīng)區(qū)域內(nèi)存在或移動(dòng)，由接收電極接收的高頻信號(hào)的電能連續(xù)地發(fā)生變化，因此，由二極管檢波并輸出的感應(yīng)信號(hào)中出現(xiàn)頻率成分(波)。如此，二極管元件自身的檢波特性(與輸入至二極管的高頻電力相對(duì)，從二極管輸出直流電壓值)較大地影響電波傳感器的感應(yīng)性能。而且，輸入至二極管的高頻信號(hào)的電能變大時(shí)，由二極管檢波并輸出的感應(yīng)信號(hào)的直流電壓值變高。
用1個(gè)天線作為電波束收發(fā)高頻信號(hào)時(shí)，或使發(fā)送高頻信號(hào)的發(fā)送天線和接收高頻信號(hào)的接收天線鄰近配置時(shí)，即使感應(yīng)區(qū)域內(nèi)不存在被感應(yīng)體，振蕩電路中生成的高頻信號(hào)也直接或間接地輸入至二極管。因此，當(dāng)輸入至二極管的高頻信號(hào)的電能過多，施加在電波傳感器(放大電路)上的直流電源電壓以上的直流電壓從二極管輸出時(shí)，即使被感應(yīng)體在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)存在或移動(dòng)時(shí)由電波傳感器接收的高頻信號(hào)的電能發(fā)生變化，從電波傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值電平也變?yōu)榕c直流電源電壓相同，不再出現(xiàn)頻率成分。
本發(fā)明的電波傳感器作為調(diào)節(jié)從二極管輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值的電壓調(diào)節(jié)單元，具備任意一個(gè)端子與接地電極連接的電阻器，電阻器的另一個(gè)端子連接于接收電極或頻率調(diào)節(jié)線路。
通過在電波傳感器的感應(yīng)區(qū)域內(nèi)不存在被感應(yīng)體的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)電阻器的電阻值使從二極管輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值最佳化，即使為了低耗電化，使施加在電波傳感器上的直流電源電壓降低，也能夠在被感應(yīng)體在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)存在或移動(dòng)時(shí)，在從電波傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)中出現(xiàn)頻率成分(波)。由此，能夠根據(jù)感應(yīng)信號(hào)的頻率(周期4時(shí)間)和從發(fā)送電極發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率(波長4距離)容易地識(shí)別被感應(yīng)體的移動(dòng)狀態(tài)(移動(dòng)速度、相對(duì)的移動(dòng)距離)。
最為優(yōu)選電阻器的另一個(gè)端子與前述的輸出線路一樣，連接在接收電極或頻率調(diào)節(jié)線路的特定位置，即沿接收電極及頻率調(diào)節(jié)線路傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大 (電場大致最小)的接收電極或頻率調(diào)節(jié)線路的位置上。因此，優(yōu)選高頻信號(hào)的頻率高時(shí)， 不是將電阻器的另一個(gè)端子直接連接于接收電極或頻率調(diào)節(jié)線路，而是經(jīng)由具有0. 1 0. 3毫米左右的線路寬度的連接線路，連接于接收電極或頻率調(diào)節(jié)線路。因而，輸出線路能夠與連接線路兼用。電阻器、連接線路既可以配置在配置有接收電極的基板的同一表面上， 也可以配置在與配置有接收電極的基板表面不同的基板表面上或內(nèi)部，經(jīng)由貫穿基板正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔連接于接收電極。
以上，對(duì)于本發(fā)明的電波傳感器，以分別具備發(fā)送高頻信號(hào)的發(fā)送天線(發(fā)送電極)和接收高頻信號(hào)的接收天線(接收電極)的電波傳感器為中心記載了作用效果，但是如果在用1個(gè)天線收發(fā)高頻信號(hào)的收發(fā)天線(收發(fā)電極)上應(yīng)用連接于接收電極的同樣的電路構(gòu)成(二極管、輸出線路、電壓調(diào)節(jié)單元等)，則能夠得到同樣的作用效果。
只要是至少具備接收高頻信號(hào)的接收天線，在該接收天線上直接或經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路連接有對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波元件的電波傳感器，就能夠得到前述的作用效果。
而且，通過經(jīng)由天線電極連接振蕩電路和二極管，即使因二極管容量、連接位置不均而在二極管的通過特性、二極管輸入端的反射特性上產(chǎn)生變化，也由于天線成為緩沖器， 而能夠抑制振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率、電能變化。
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的電波傳感器進(jìn)行說明。
另外，實(shí)施方式的附圖中的基板厚度、布線圖案的尺寸為了便于說明而與實(shí)際形狀不同。
圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電波傳感器的電路構(gòu)成圖。圖2是電波傳感器的 (a)正視圖、(b)從正面?zhèn)扔^察的內(nèi)部透視圖、(C)從正面?zhèn)扔^察的背面部的透視圖。
圖2所示的電波傳感器為，在內(nèi)部的大致整個(gè)面上形成有作為高頻信號(hào)的地線進(jìn)行作用的接地電極3的基板2的一個(gè)表面上具備恒壓輸出電路21、振蕩電路1及放大電路 22，在另一個(gè)表面上具備發(fā)送高頻信號(hào)的薄膜矩形發(fā)送電極4、接收高頻信號(hào)的薄膜矩形接收電極5、對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行檢波的二極管7、向外部輸出由二極管7檢波后的結(jié)果的輸出線路8、調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值的電壓調(diào)節(jié)單元9。
振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)經(jīng)由位于形成在基板2的另一個(gè)表面上的發(fā)送電極 4內(nèi)部且形成于匹配點(diǎn)(在高頻信號(hào)的頻率下阻抗為50 Ω的地方)的貫穿基板2的正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔13a(并未與接地電極3導(dǎo)通)傳播至發(fā)送電極4。而且，作為電波束從發(fā)送電極4向前方(相對(duì)于接地電極3面配置有發(fā)送電極4的一側(cè))發(fā)送高頻信號(hào)。此時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)電波傳感器的定向增益及小型化，在基板2的同一表面上鄰近地形成有發(fā)送電極4和接收電極5，因此，從發(fā)送電極4發(fā)送的高頻信號(hào)的一部分蔓延至接收電極5，接收電極5被激勵(lì)。其結(jié)果，也從接收電極5發(fā)送高頻信號(hào)。
發(fā)送電極4和接收電極5是至少一個(gè)邊具有基板2上的高頻信號(hào)的約2分之1波長(XgA)的長度L的大致正方形的薄膜電極，發(fā)送電極4和接收電極5都具有垂直偏振波的激勵(lì)結(jié)構(gòu)，是接地電極3作為反射板進(jìn)行作用的微帶天線。使發(fā)送電極4的與激勵(lì)方向平行的邊端的長度為L時(shí)，與發(fā)送電極4的激勵(lì)方向平行的接地電極3的1個(gè)邊的長度為LX3，以根據(jù)沿基板2傳播的高頻信號(hào)(在振蕩電路1中生成)的頻率決定的波長為基準(zhǔn)，具有相當(dāng)于約2分之1波長的奇數(shù)倍的長度。
發(fā)送電極4和接收電極5的形狀(L尺寸及W尺寸)相同，被調(diào)節(jié)為在振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率下進(jìn)行共振(激勵(lì))的形狀。這里所說的共振是指在發(fā)送電極4、接收電極5的反射特性中，各自的共振點(diǎn)在-IOdB以下的頻帶內(nèi)存在高頻信號(hào)的頻率的狀態(tài)。 在接收電極5上經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12連接有二極管7的正極端子或負(fù)極端子的任意一個(gè)端子，而二極管7的另一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔1 連接在接地電極3上。當(dāng)然，由于高頻信號(hào)的頻率越高，導(dǎo)通孔13b自身的長度(基板2的厚度)越對(duì)接收電極5的共振頻率產(chǎn)生影響，因此也可以將導(dǎo)通孔1 看作頻率調(diào)節(jié)線路。
如圖3所示，在二極管7經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12連接于接收電極5的狀態(tài)下，以從接收電極5和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管7直至接地電極3的傳播高頻信號(hào)的傳播路徑的電長度在所發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率下為4分之1波長(λ g/4)的奇數(shù)倍的方式，設(shè)定頻率調(diào)節(jié)線路12的長度。通過如此設(shè)定，從接收電極5和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管7直至接地電極3的傳播高頻信號(hào)的傳播路徑成為在所發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率下進(jìn)行共振的高頻電路。因而，能夠在二極管7中高效地對(duì)由接收電極5接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波，同時(shí)能夠使從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲最小化，因此，可得到高S/N比。 尤其是如果以從接收電極5和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管7直至接地電極3的電長度在所發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率下為最短的λ g/4的方式設(shè)定頻率調(diào)節(jié)線路12的長度，則能夠使頻率調(diào)節(jié)線路12所引起的高頻信號(hào)的傳播損失最小化，因此，檢波效率變?yōu)樽畲螅?可得到更高的S/N比。
但是，將向外部輸出由二極管7檢波后的感應(yīng)信號(hào)的輸出線路8連接于在接收電極5及頻率調(diào)節(jié)線路12中傳播的高頻信號(hào)的電流值較大的接收電極5上，或者連接在頻率調(diào)節(jié)線路12的位置上時(shí)，變?yōu)檩^大地受到輸出線路8所保有的電感成分、電容成分、連接于輸出線路8后段的放大電路22等的影響，接收電極5的共振頻率發(fā)生變化。其結(jié)果，變得很難控制電波束的定向形式，且接收效率降低。
圖2所示的電波傳感器為，在接收電極5激勵(lì)時(shí)沿接收電極5傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部 (即距接收電極5的與激勵(lì)方向正交的邊端為0. 5XL(L 與激勵(lì)方向平行的邊端的長度) 的位置)上連接有向外部輸出由二極管7檢波后的結(jié)果的輸出線路8，接收電極5經(jīng)由輸出線路8及形成于其后段的貫穿基板2的正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔13d連接在放大電路22上。因此，在本實(shí)施方式的電波傳感器中，幾乎不會(huì)改變沿接收電極5傳播的高頻信號(hào)的狀態(tài)，因此，幾乎不會(huì)對(duì)接收電極5的共振頻率產(chǎn)生影響。因而，能夠以規(guī)定的定向增益及定向形式放射電波束，同時(shí)能夠防止接收效率降低。
雖然接收電極5的形狀為矩形(垂直偏振波)時(shí)，在接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端的中央部上連接輸出線路8最為合適，但是即使在接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端的任意位置(除與接收電極5的與激勵(lì)方向正交的邊端的交叉部附近以外)上連接輸出線路8，也由于沿接收電極5傳播的高頻信號(hào)的狀態(tài)不會(huì)極端地變化，因此接收電極5 的共振頻率的變化極少。因而，如果能夠以所希望的定向增益及定向形式放射電波束，得到所希望的接收效率，則輸出線路8也可以連接在接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端的任意位置上。如果接收電極5是矩形，則能夠通過銅箔蝕刻法在基板2的同一表面上同時(shí)形成接收電極5和輸出線路8，能夠在接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端的規(guī)定位置上精度良好地連接輸出線路8。
如此，圖2所示的電波傳感器為，在二極管7的負(fù)極端子或正極端子的任意一個(gè)端子直接或者經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12連接在接收電極5上，而另一個(gè)端子連接在接地電極上的狀態(tài)下，構(gòu)成共振電路。因此，在本實(shí)施方式的電波傳感器中，能夠幾乎沒有損失地將由接收電極5接收的高頻信號(hào)(高頻電力)輸入至二極管7，可高效地進(jìn)行檢波。因而，本實(shí)施方式的電波傳感器的感應(yīng)性能如圖4(a)所示，二極管元件自身的檢波特性(與輸入至二極管的高頻電力相對(duì)，從二極管輸出的直流電壓值)較大地產(chǎn)生影響，因此，輸入至二極管的高頻信號(hào)的電能變大時(shí)，由二極管檢波并輸出的感應(yīng)信號(hào)的直流電壓值變高。
另一方面，使發(fā)送天線4(發(fā)送電極)和接收天線5(接收電極)相對(duì)或鄰近配置時(shí)，在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)不存在被感應(yīng)體的狀況下，從發(fā)送天線4發(fā)送的高頻信號(hào)經(jīng)由空間輸入至接收天線5，從而輸入至連接于接收天線5的二極管7。因此，有可能存在如下情況，輸入至二極管7的高頻信號(hào)的電能過多，從二極管7輸出施加在電波傳感器(放大電路)上的直流電源電壓以上的直流電壓值。這種情況下，被感應(yīng)體在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)存在或移動(dòng)時(shí)，即使由接收天線5接收的高頻信號(hào)的電能發(fā)生變化，如圖4(b)所示的波形1，從電波傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值電平也與直流電源電壓相同，不再出現(xiàn)頻率成分。
圖2所示的電波傳感器為了調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值，在連接在接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端上的輸出線路8的路徑中連接有電阻器15。電阻器15 的一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13c連接于接地電極3，而另一個(gè)端子連接在輸出線路8上。因此， 幾乎不會(huì)改變沿接收電極5傳播的高頻信號(hào)的狀態(tài)，因此，在本實(shí)施方式的電波傳感器中， 幾乎不會(huì)對(duì)接收電極5的共振頻率產(chǎn)生影響，能夠調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值。因而，通過在電波傳感器的感應(yīng)區(qū)域內(nèi)不存在被感應(yīng)體的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)電阻器15的電阻值使從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值最佳化，即使為了低耗電化而使施加在電波傳感器上的直流電源電壓降低，也能夠在被感應(yīng)體在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)存在或移動(dòng)時(shí)，如圖4(b)所示的波形2，在從電波傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)中出現(xiàn)頻率成分(波)。由此，在本實(shí)施方式的電波傳感器中，能夠根據(jù)感應(yīng)信號(hào)的頻率(周期時(shí)間)和從發(fā)送電極發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率(波長4距離)容易地識(shí)別被感應(yīng)體的移動(dòng)狀態(tài)(移動(dòng)速度、相對(duì)的移動(dòng)距離)。
另外，在基板2的同一表面上配置有接收電極5和電阻器15時(shí)，為了防止相互干涉，優(yōu)選在離接收電極5的邊端為λ g/2以上的位置上配置電阻器15。
由于圖2所示的電波傳感器使發(fā)送電極4和接收電極5鄰近配置，因此由于元件間的相互干涉，發(fā)送電極4和接收電極5的共振頻率一起向較高側(cè)偏移。其結(jié)果，雖然從電波傳感器放射的高頻信號(hào)的電能稍稍降低，但是定向增益增加。因此，在本實(shí)施方式的電波傳感器中，在以半功率角設(shè)定的感應(yīng)區(qū)域內(nèi)被感應(yīng)體存在或移動(dòng)時(shí)，能夠較高地得到與被感應(yīng)體碰撞而反射回來的高頻信號(hào)的電能，能夠通過連接于接收電極5的二極管7高效地進(jìn)行檢波。本實(shí)施方式的電波傳感器考慮到安裝于住宅設(shè)備機(jī)器的應(yīng)用時(shí)，適合于在較窄的空間內(nèi)感應(yīng)特定方向的被感應(yīng)體的移動(dòng)，適合于感應(yīng)接近小便器或大便器的人體或所排泄的尿，或者感應(yīng)接近水栓機(jī)器的手或接近溫水洗凈便座的人體。
在本實(shí)施方式中，在內(nèi)部的大致整個(gè)面上形成有接地電極3的所謂積層基板2的一個(gè)表面上具備振蕩電路1，在另一個(gè)表面上具備發(fā)送電極4和接收電極5，但是也可以在單層基板2的一個(gè)表面的大致整個(gè)面上形成接地電極3，在另一個(gè)表面上具備振蕩電路1、 發(fā)送電極4及接收電極5。
而且，在本實(shí)施方式中，在發(fā)送電極4周圍設(shè)置規(guī)定的元件間空間配置有以在接收電極5上連接有二極管7、輸出線路8等的狀態(tài)下接收電極5單體的共振頻率變?yōu)榕c振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)的頻率大致相同的方式調(diào)節(jié)了頻率調(diào)節(jié)線路12的長度的接收電極5。但是，并不局限于這種構(gòu)成，也可以設(shè)置合并后的電波束的定向增益為大致最大的元件間空間，在發(fā)送電極4周圍配置以在接收電極5上連接有二極管7、輸出線路8等的狀態(tài)下接收電極5單體的共振頻率變?yōu)楸日袷庪娐?中生成的高頻信號(hào)的頻率高(正相位)的方式調(diào)節(jié)了頻率調(diào)節(jié)線路12的長度的接收電極5。此時(shí)，由于從接收電極5和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管7直至接地電極3的電長度偏離λ g/4，因此經(jīng)由輸出線路8向外部輸出的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲稍微變高。但是，通過如此改變，能夠使從電波傳感器放射的高頻信號(hào)的電能及定向增益增加，因此，可實(shí)現(xiàn)電波傳感器的節(jié)電化、小型化。
而且，發(fā)送電極4和接收電極5不必一定以與激勵(lì)方向平行的發(fā)送電極4的邊端和與激勵(lì)方向平行的接收電極5的邊端相對(duì)的方式將發(fā)送電極4和接收電極5配置為同一平面狀。也可以以與激勵(lì)方向正交的發(fā)送電極4的邊端和與激勵(lì)方向正交的接收電極5的邊端相對(duì)的方式進(jìn)行配置，還可以以發(fā)送電極4的邊端的一部分和接收電極5的邊端的一部分相對(duì)的方式進(jìn)行配置。由此，能夠抑制高頻信號(hào)從發(fā)送電極4向接收電極5蔓延，可降低從連接于接收電極5的輸出線路8輸出的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲，提高S/N比。
而且，發(fā)送電極4和接收電極5不必一定鄰近配置。只要根據(jù)所希望的感應(yīng)性能在同一基板的表面上以使從發(fā)送電極4的中心點(diǎn)至接收電極5的中心點(diǎn)的距離離開1個(gè)波長(IXg)以上的方式配置發(fā)送電極4和接收電極5即可。如果如此配置，則相互干涉的程度變小，因此，雖然合并后的電波束的定向增益較低，但是從電波傳感器放射的高頻信號(hào)的電能與使發(fā)送電極4和接收電極5鄰近配置時(shí)相比能夠變大。
而且，發(fā)送電極4和接收電極5不必一定處于同一平面狀?？梢愿鶕?jù)所希望的感應(yīng)性能，將發(fā)送電極4和接收電極5配置在不同的基板或同一基板上，可以自由地決定發(fā)送電極4和接收電極5的位置關(guān)系。例如，如果相對(duì)于發(fā)送電極4的激勵(lì)面在后方側(cè)(與電波束的放射方向相反的方向)平行地配置接收電極5的激勵(lì)面，則能夠抑制高頻信號(hào)從發(fā)送電極4向接收電極5蔓延，能夠進(jìn)一步降低從連接于接收電極5的輸出線路8輸出的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲。
而且，二極管7不必一定經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12連接于接收電極5。例如，如圖5 (a) 的變形例1所示，也可以將二極管7的負(fù)極端子或正極端子的任意一個(gè)端子直接連接在接收電極5上，將另一個(gè)端子連接在未圖示的接地電極3上。而且，在二極管的任意一個(gè)端子直接連接在接收電極5上，另一個(gè)端子經(jīng)由貫穿基板2正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔1 連接在未圖示的接地電極3上的狀態(tài)下，以接收電極5的共振頻率成為所希望的頻率的方式，調(diào)節(jié)了接收電極5的尺寸L(與激勵(lì)方向平行的邊端的長度)及尺寸W(與激勵(lì)方向正交的邊端的長度)，因此，可得到前述的作用效果。
以下，雖然變形例所示的電波傳感器僅記載了本發(fā)明的主要部分即接收電極5側(cè)的正視圖，但是與圖2所示的電波傳感器的電路構(gòu)成相同。
而且，連接于接收電極5的輸出線路8的連接位置根據(jù)接收電極5的形狀而不同。 圖2所示的電波傳感器具備矩形接收電極5，該接收電極5是可高效地接收垂直偏振波的電波束的天線，與此相對(duì)，圖5(b)的變形例2所示的電波傳感器具備圖中左上和圖中右下角部被切除后的矩形接收電極5，該接收電極5是可高效地接收?qǐng)A偏振波的電波束的天線。 未圖示的發(fā)送電極4與接收電極5為相同的形狀。
垂直偏振波方式的接收電極5 (圖2、為，高頻信號(hào)的電流集中于任意一對(duì)相對(duì)的電極的邊端，與此相對(duì)，圓偏振波的接收電極5 (圖5 (b))為，高頻電流集中于電極5的外周邊。因此，在圓偏振波方式的接收電極5的外周連接輸出線路8、電阻器15時(shí)，接收電極5 的共振頻率受到較大的影響，接收效率降低。變形例2所示的電波傳感器為，在接收電極5 中傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的接收電極5的大致中央部形成有貫穿基板2正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔13h。接收電極5經(jīng)由導(dǎo)通孔1 連接于形成在與接收電極5不同的表面上的未圖示的輸出線路8。而且，在未圖示的輸出線路8上連接有未圖示的電阻器15。電阻器15的一個(gè)端子連接在未圖示的接地電極3上，而另一個(gè)端子連接在輸出線路8上。因而，在變形例2的電波傳感器中，由于未對(duì)接收電極5中傳播的高頻信號(hào)的狀態(tài)產(chǎn)生影響，因此可得到前述的作用效果。也就是說，如果輸出線路8以直流電的方式與接收電極5導(dǎo)通，并且輸出線路8連接于在接收電極5中傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的接收電極5的位置上，則由于未對(duì)接收電極5中傳播的高頻信號(hào)的狀態(tài)產(chǎn)生影響，因此可得到前述的作用效果。
而且，在圖2的電波傳感器中，為了調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值，在連接在接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端上的輸出線路8的路徑中連接有電阻器15，雖然電阻器15的一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13c連接在接地電極3上，而另一個(gè)端子連接在輸出線路8上，但是電阻器15不必一定連接在輸出線路8上。例如，也可以在與連接有輸出線路8 的接收電極5的邊端相對(duì)的邊端的大致中央部上連接具有0. 1 0. 3mm線寬的連接線路， 將電阻器15的另一個(gè)端子連接在連接線路上。也就是說，如果輸出線路8以直流電的方式與接收電極5導(dǎo)通，并且輸出線路8連接于在接收電極5中傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的接收電極5的位置上，則也可以直接或經(jīng)由連接線路將電阻器 15連接在接收電極5上。此時(shí)，電阻器15的一個(gè)端子連接在接地電極3上，而另一個(gè)端子直接或經(jīng)由連接線路連接在接收電極5上。如果如此構(gòu)成，則能夠調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值，可得到前述的作用效果。
圖6(a)的變形例3所示的電波傳感器為，具有阻抗為50 Ω的線路寬度的頻率調(diào)節(jié)線路12連接在與接收電極5的匹配點(diǎn)(在高頻信號(hào)的頻率下阻抗為約50 Ω的地方)不同的位置上。從接收電極5和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管7、導(dǎo)通孔1 直至未圖示的接地電極3的電長度為4分之3波長(λ g/2+ λ g/4)。而且，輸出線路8連接在距接收電極5和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)的電長度為2分之1波長(λ g/2)，即頻率調(diào)節(jié)線路 12中傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的位置上。
因而，由于能夠?qū)⒔邮针姌O5的共振頻率設(shè)定為與高頻信號(hào)的頻率相同，將由接收電極5接收的高頻信號(hào)經(jīng)由較短的頻率調(diào)節(jié)線路12輸入至二極管7的任意一個(gè)端子，因此能夠高效地對(duì)由接收電極5接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波。而且，從接收電極5和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管7、導(dǎo)通孔1 直至未圖示的接地電極3的傳播高頻信號(hào)的傳播路徑為共振電路。但是，在本實(shí)施方式中，由于連接于頻率調(diào)節(jié)線路12的輸出線路8未對(duì)其共振狀態(tài)產(chǎn)生影響，因此能夠使暗噪聲最小化。而且，由于能夠通過電阻器15的電阻值調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值，因此檢波效率提高。
變形例3所示的電波傳感器為了調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值，在連接于頻率調(diào)節(jié)線路12的輸出線路8的路徑中連接有電阻器15，電阻器15的一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13c連接于接地電極3，而另一個(gè)端子連接在輸出線路8上。但是，電阻器15不必一定連接在輸出線路8上。如圖6(b)變形例4所示的電波傳感器，即使輸出線路8連接在接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部上，電阻器15經(jīng)由連接線路14連接在頻率調(diào)節(jié)線路12上，也能得到前述的作用效果。
從接收電極5和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管7直至接地電極3的傳播高頻信號(hào)的傳播路徑也作為天線進(jìn)行作用。因此，與接收電極5在同一平面上形成頻率調(diào)節(jié)線路12，且在頻率調(diào)節(jié)線路12上連接二極管7時(shí)，接收高頻信號(hào)的定向方向(感應(yīng)區(qū)域)
16多少受到一點(diǎn)影響。因而，如果在發(fā)送電極4、接收電極5的周圍配置緩和該影響的定向控制天線(定向控制電極)，則能夠容易地控制定向方向?？梢宰杂傻卦O(shè)定定向控制電極的形狀。例如，如果將與接收電極5具有相同共振頻率的定向控制電極配置在以發(fā)送電極4為中心而與接收電極5對(duì)稱的位置上，則能夠抑制定向方向的偏差。
通過銅箔蝕刻法與矩形接收電極5在同一平面上形成頻率調(diào)節(jié)線路12時(shí)，即使為了避免因接收電極5的激勵(lì)狀態(tài)受到影響而導(dǎo)致接收效率降低，也優(yōu)選與接收電極5連接的頻率調(diào)節(jié)線路12以引出的方式形成在與接收電極5的激勵(lì)方向平行的方向上。而且，與矩形接收電極5在同一平面上形成輸出線路8時(shí)，即使為了避免因接收電極5的激勵(lì)狀態(tài)受到影響而導(dǎo)致接收效率降低，也優(yōu)選與接收電極5連接的輸出線路8以引出的方式形成在與接收電極5的激勵(lì)方向正交的方向上。
在基板2內(nèi)部的大致整個(gè)面上形成接地電極3，在基板2的一個(gè)表面上形成矩形接收電極5，在基板2的另一個(gè)表面上分別形成頻率調(diào)節(jié)線路12、輸出線路8時(shí)，頻率調(diào)節(jié)線路12及輸出線路8以引出的方式形成為，與接收電極5的激勵(lì)方向無關(guān)，根據(jù)電路布線圖案、器件布局而朝向任意的方向。
圖7(a)的變形例5所示的電波傳感器為，在由電介質(zhì)構(gòu)成的基板2的內(nèi)部或另一個(gè)表面的大致整個(gè)面上形成有未圖示的接地電極3，在基板2的一個(gè)表面上形成有多個(gè)發(fā)送電極^、4b和多個(gè)接收電極fe、5b。多個(gè)發(fā)送電極^、4b和多個(gè)接收電極5a、恥都是至少一個(gè)邊具有相當(dāng)于在基板2上高頻信號(hào)的頻率的約2分之1波長(λ g/2)的長度L的薄膜矩形天線電極，是未圖示的接地電極3作為反射板進(jìn)行作用的微帶天線。
多個(gè)發(fā)送電極^、4b通過作為電力分配電路的傳輸線路23a而相互連接，未圖示的振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)經(jīng)由導(dǎo)通孔13a及傳輸線路23a被傳播至多個(gè)發(fā)送電極 4a,4b0多個(gè)接收電極fe、5b也通過作為電力分配電路的傳輸線路2 而相互連接。在接收電極恥的與激勵(lì)方向正交的邊端的大致中央部上經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12連接有二極管7 的正極端子或負(fù)極端子的任意一個(gè)端子，而另一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔1 連接在未圖示的接地電極3上。而且，在接收電極fe的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部上連接有向外部輸出由二極管7檢波后的結(jié)果的輸出線路8。在輸出線路8的后段經(jīng)由導(dǎo)通孔13d連接有未圖示的放大電路。而且，在輸出線路8上作為調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值的電壓調(diào)節(jié)單元9連接有電阻器15。電阻器15的一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13c連接于未圖示的接地電極3，而另一個(gè)端子連接在輸出線路8上。通過傳輸線路2 相互連接的多個(gè)接收電極fejb的共振頻率可以通過調(diào)節(jié)連接于接收電極恥的頻率調(diào)節(jié)線路12的長度而設(shè)定為所希望的頻率。
如圖7(a)所示，在為使電波傳感器的天線增益提高，而設(shè)置規(guī)定的元件間空間來配置多個(gè)發(fā)送電極4a、4b和多個(gè)接收電極fe、5b時(shí)，也能夠高效地對(duì)與被感應(yīng)體碰撞而反射回來的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波，能夠降低經(jīng)由輸出線路8輸出的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲，因此，可得到高S/N比。
變形例5所示的電波傳感器在接收電極恥上經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12連接有二極管 7，在接收電極fe上連接有輸出線路8。但是，并不局限于此，輸出線路8也可以連接在接收電極恥的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部上，還可以連接在沿傳輸線路2 傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的傳輸線路23b的位置上。
使多個(gè)接收電極5ajb相互連接的傳輸線路23b并不僅僅傳播高頻信號(hào)，還作為天線進(jìn)行作用。因而，如圖7(b)的變形例6所示的電波傳感器，在傳輸線路23b的大致中央部上經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12連接有二極管7的正極端子或負(fù)極端子的任意一個(gè)端子，而另一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔1 連接在未圖示的接地電極3上時(shí)，也能得到前述的作用效果。變形例5及變形例6為，由于從二極管7的端子中的未與未圖示的接地電極3連接的一個(gè)端子經(jīng)由輸出線路8直至電阻器15以直流電的方式進(jìn)行導(dǎo)通，因此通過調(diào)節(jié)連接于輸出線路 8的電阻器15的電阻值，能夠調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值。
在前述的實(shí)施方式中，雖然在基板2的表面上僅形成有相同數(shù)量的發(fā)送電極4和接收電極5，但是并不局限于此，也可以在基板2的表面上配置通過電力分配電路即傳輸線路23而相互連接的多個(gè)發(fā)送電極^、4b，在與多個(gè)發(fā)送電極^、4b中任意一個(gè)發(fā)送電極的邊端至少一部分相對(duì)的位置上形成至少1個(gè)接收電極5。此時(shí)，由于將振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)的電力分配并傳播至多個(gè)發(fā)送電極4a、4b，因此能夠減少從與接收電極5鄰接的發(fā)送電極4向接收電極5蔓延的高頻信號(hào)的電能。因而，能夠減少輸入至連接于接收電極5的二極管7的高頻信號(hào)的電能，能夠降低感應(yīng)區(qū)域內(nèi)不存在被感應(yīng)體時(shí)從連接于接收電極5的輸出線路8輸出的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲。
以下，對(duì)于與前述的實(shí)施方式重復(fù)的部分的記載省略說明。
圖8是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的電波傳感器的(a)電路構(gòu)成圖、(b)正視圖。
圖2所示的電波傳感器在基板2的表面上形成有發(fā)送高頻信號(hào)的發(fā)送電極4和接收高頻信號(hào)的接收電極5。與此相對(duì)，圖8所示的電波傳感器在基板2的表面上形成有用1 個(gè)天線收發(fā)未圖示的振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)的收發(fā)電極6。未圖示的振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)經(jīng)由信號(hào)傳遞單元11傳播至設(shè)置于收發(fā)電極6的供電點(diǎn)。這里所說的供電點(diǎn)是指例如經(jīng)由作為信號(hào)傳遞單元11的傳輸線路連接振蕩電路1和收發(fā)電極6時(shí)，傳輸線路所具有的阻抗為50Ω時(shí)，存在于收發(fā)電極6內(nèi)部的阻抗為50Ω的位置為供電點(diǎn)。因而，供電點(diǎn)是指信號(hào)傳遞單元11連接在收發(fā)電極6上時(shí)在連接點(diǎn)幾乎不發(fā)生反射的取得了匹配的位置。信號(hào)傳遞單元11由取得了阻抗匹配的傳輸線路、對(duì)未圖示的振蕩電路1和收發(fā)電極6進(jìn)行電分離(絕緣)的濾波器電路、貫穿基板2正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔13a構(gòu)成，高效地傳播高頻信號(hào)。如果通過振蕩電路1的電路構(gòu)成自身對(duì)從振蕩電路1輸出高頻信號(hào)的端部和收發(fā)電極6直流地進(jìn)行分離，則不需要在信號(hào)傳遞單元11中具備濾波器電路。
收發(fā)電極6是至少一個(gè)邊具有相當(dāng)于在基板2上高頻信號(hào)的頻率的約2分之1波長(Xg/2)的長度L的薄膜矩形天線電極，是未圖示的接地電極3作為反射板進(jìn)行作用的微帶天線。為了提高檢波效率，不是在連接振蕩電路1和收發(fā)電極6的傳輸線路的路徑中途連接二極管7，而是在收發(fā)電極6的與激勵(lì)方向正交的邊端的大致中央部上經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12連接二極管7。二極管7的正極端子或負(fù)極端子的任意一個(gè)端子連接在頻率調(diào)節(jié)線路12上，而另一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔1 連接于未圖示的接地電極3。
圖14所示的專利文獻(xiàn)1記載的電波傳感器在作為信號(hào)傳遞單元的傳輸線路11的路徑中途直接連接有二極管7的正極端子。因此，在圖14所示的電波傳感器中，振蕩電路 1中生成的高頻信號(hào)的電力的一部分輸入至二極管7。因而，從收發(fā)天線6向空間發(fā)送的高頻信號(hào)的電能必然減少。在圖8所示的電波傳感器中，在連接未圖示的振蕩電路1和收發(fā)電極6的信號(hào)傳遞單元11的路徑中途未連接二極管7。因此，振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)的電能能夠幾乎不會(huì)降低地被傳播至收發(fā)電極6，并作為電波束而被發(fā)送。而且，能夠高效地對(duì)與存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體碰撞而返回的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波。尤其是如果以從收發(fā)電極6和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)經(jīng)由二極管7直至未圖示的接地電極3的電長度為λ g/4的方式調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)線路12的長度，則能夠使二極管7中檢波并輸出的感應(yīng)信號(hào)的暗噪聲最小化，可得到高S/N比。
此時(shí)，向外部輸出由二極管7檢波后的結(jié)果的輸出線路8連接在收發(fā)電極6的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部上，在輸出線路8的后段上連接有放大電路22。矩形收發(fā)電極6的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部是沿收發(fā)電極6傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的位置。因此，由于不會(huì)改變收發(fā)電極6中傳播的高頻信號(hào)的狀態(tài)，因此收發(fā)電極6的共振頻率(相位)不會(huì)受到影響。因而，能夠在保持從收發(fā)電極放射的電波束的定向增益、定向形式(最大放射強(qiáng)度方向、半功率角)的基礎(chǔ)上，將由二極管7檢波后的結(jié)果傳遞至放大電路。
專利文獻(xiàn)1中僅記載有在圖14所示的電波傳感器中，在連接振蕩電路1和收發(fā)天線6的傳輸線路11的路徑中途直接連接二極管7的正極端子。但是，通常在二極管7的后段(負(fù)極端子)連接檢波用短截線31和向外部輸出由二極管7檢波后的結(jié)果(感應(yīng)信號(hào))的輸出線路8。而且，二極管7并不一定能夠連接在沿傳輸線路11傳播的高頻信號(hào)的電流值為最小(波節(jié))的傳輸線路11的位置上。因此，在輸出線路8上連接高頻遮斷短截線32，用于避免向外部輸出高頻信號(hào)。
與此相對(duì)，圖8所示的電波傳感器為，從收發(fā)電極6和頻率調(diào)節(jié)線路12的連接點(diǎn)至未圖示的接地電極3的傳播高頻信號(hào)的傳播路徑為共振電路，而且在收發(fā)電極6的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部上連接有輸出線路8。因此，即使輸出線路8上不連接高頻遮斷短截線，也幾乎不會(huì)向外部輸出高頻信號(hào)。因而，圖8所示的電波傳感器與現(xiàn)有的電波傳感器相比，電路構(gòu)成簡單，可實(shí)現(xiàn)小型化、低制造成本化。
圖8所示的電波傳感器在基板2的其中一個(gè)表面上配置有放大電路22。通過該構(gòu)成，如果經(jīng)由放大電路22向外部輸出由二極管7檢波后的結(jié)果，則在信號(hào)處理變得容易的同時(shí)，電波傳感器的抗噪性提高，可抑制從輸出線路8向外部輸出的感應(yīng)信號(hào)(暗噪聲)的電壓值變動(dòng)。
而且，圖8所示的電波傳感器作為調(diào)節(jié)從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值的電壓調(diào)節(jié)單元9而具備電阻器15。電阻器15的任意一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13c連接于未圖示的接地電極3，而另一個(gè)端子經(jīng)由輸出線路8連接于收發(fā)電極6。因而，通過在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)不存在被感應(yīng)體的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)電阻器15的電阻值使從二極管7輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值最佳化，即使為了低耗電化而使施加在電波傳感器上的直流電源電壓降低，也能夠在被感應(yīng)體在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)存在或移動(dòng)時(shí)，在從電波傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)中出現(xiàn)頻率成分(波)。 由此，在本實(shí)施方式的電波傳感器中，能夠根據(jù)感應(yīng)信號(hào)的頻率(周期4時(shí)間)和從收發(fā)電極6發(fā)送的高頻信號(hào)的頻率(波長々距離)容易地識(shí)別被感應(yīng)體的移動(dòng)狀態(tài)(移動(dòng)速度、 相對(duì)的移動(dòng)距離)。
圖9(a)的變形例7所示的電波傳感器在基板2的表面上以設(shè)置規(guī)定間隔的方式形成有多個(gè)矩形收發(fā)電極6a、6b。多個(gè)收發(fā)電極6a、6b通過作為電力分配電路的傳輸線路 23而相互連接。而且，在傳輸線路23的中央部上形成有貫穿基板2正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔13a，未圖示的振蕩電路中生成的高頻信號(hào)經(jīng)由導(dǎo)通孔13a及傳輸線路23被傳播至多個(gè)收發(fā)電極6a、6b。在收發(fā)電極6b的與激勵(lì)方向正交的邊端的大致中央部上經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12 連接有二極管7的正極端子或負(fù)極端子的任意一個(gè)端子，而另一個(gè)端子連接在未圖示的接地電極3上。而且，在收發(fā)電極6b的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部上連接有輸出線路8，在輸出線路8上連接有電阻器15。電阻器15的任意一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13c連接于未圖示的接地電極3，而另一個(gè)端子連接在輸出線路8上。
由于多個(gè)收發(fā)電極6a、6b通過傳輸線路23相互導(dǎo)通連接，因此能夠提高天線增益，能夠在較窄的感應(yīng)范圍內(nèi)，通過二極管7高效地對(duì)由多個(gè)收發(fā)電極6a、6b接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波，可得到高S/N比。而且，在圖9(a)的電波傳感器中，通過調(diào)節(jié)作為電力分配電路的傳輸線路23的長度(使分支點(diǎn)至收發(fā)電極6a的電長度與分支點(diǎn)至收發(fā)電極6b的電長度不同)，使傳播至收發(fā)電極6a和收發(fā)電極6b的高頻信號(hào)的相位錯(cuò)開，而能夠控制電波束的定向性，向所希望的方向放射電波束。
圖9(b)的變形例8所示的電波傳感器相對(duì)于圖8所示的電波傳感器還設(shè)置有定向控制電極16。定向控制電極16與收發(fā)電極6配置在同一平面上，通過調(diào)節(jié)定向控制電極16的形狀及與收發(fā)電極6的元件間空間，而能夠任意地控制電波束的定向增益的增加、 定向形式(最大放射強(qiáng)度方向、半功率角)。雖然圖2所示的電波傳感器的高頻信號(hào)的發(fā)送區(qū)域和接收區(qū)域不同，但是變形例8所示的電波傳感器的高頻信號(hào)的發(fā)送區(qū)域和接收區(qū)域一致。
圖8及圖9所示的電波傳感器都為如下結(jié)構(gòu)，收發(fā)電極6的形狀為矩形，在收發(fā)電極6的與激勵(lì)方向正交的邊端的大致中央部上連接有頻率調(diào)節(jié)線路，在收發(fā)電極6的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部上連接有輸出線路8。在該構(gòu)成中，收發(fā)電極6可以與前述的分別具備發(fā)送電極4和接收電極5的電波傳感器的接收電極5 —樣使用。因而，能夠?qū)⑦B接于接收電極5的同樣的電路構(gòu)成(二極管、輸出線路、電壓調(diào)節(jié)單元等)也應(yīng)用于收發(fā)電極6，可得到同樣的作用效果。而且，如果輸出線路8、作為電壓調(diào)節(jié)單元9的電阻器15 與收發(fā)電極6以直流電的方式導(dǎo)通，并且連接在沿作為信號(hào)傳遞單元11的傳輸線路傳播的高頻信號(hào)的電流值為大致最大(電場大致最小)的傳輸線路的路徑中途，則能夠使振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)的電能幾乎不會(huì)降低地傳播至收發(fā)電極6。
圖8及圖9所示的電波傳感器具備在內(nèi)部的大致整個(gè)面上形成有接地電極3的所謂的積層基板2，在該積層基板2的一個(gè)表面上具備未圖示的振蕩電路，在另一個(gè)表面上具備收發(fā)電極6。但是，也可以使用單層基板2來代替積層基板2，在單層基板2的一個(gè)表面的大致整個(gè)面上形成未圖示的接地電極3，在另一個(gè)表面上具備未圖示的振蕩電路1和收發(fā)電極6。
圖10所示的電波傳感器在圖8所示的電波傳感器中還應(yīng)用了圖2所示的電波傳感器的接收電極5側(cè)的電路構(gòu)成。而且，在與形成有收發(fā)電極6及接收電極5的基板2的表面不同的表面上配置有未圖示的放大電路。
圖10所示的電波傳感器在基板2內(nèi)部的大致整個(gè)面上形成有接地電極3，在基板 2的表面上以設(shè)置規(guī)定間隔的方式形成有矩形收發(fā)電極6 (第1天線電極)和接收電極5 (第 2天線電極)。在收發(fā)電極6和接收電極5的與激勵(lì)方向正交的邊端的大致中央部上經(jīng)由頻率調(diào)節(jié)線路12a、12b分別連接有二極管7a、7b的正極端子或負(fù)極端子的任意一個(gè)端子，而二極管7a、7b的另一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13b、1 分別連接于未圖示的接地電極3。而且， 在收發(fā)電極6和接收電極5的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部上分別連接有輸出線路 8a、8b。而且，在輸出線路8a(第1輸出線路)上連接有貫穿基板2正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔13d 和調(diào)節(jié)從二極管7a(第1檢波元件)輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值的電阻器15a(第1電壓調(diào)節(jié)單元)。電阻器15a的一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13c連接于未圖示的接地電極3，而另一個(gè)端子連接在輸出線路8a上。另一方面，在輸出線路8b (第2輸出線路)上連接有貫穿基板2 正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔13g和調(diào)節(jié)從二極管7b (第2檢波元件)輸出的感應(yīng)信號(hào)的電壓值的電阻器15b (第2電壓調(diào)節(jié)單元)。電阻器1 的一個(gè)端子經(jīng)由導(dǎo)通孔13f連接于未圖示的接地電極3，而另一個(gè)端子連接在輸出線路8b上。由二極管7a檢波并輸出的感應(yīng)信號(hào)1經(jīng)由導(dǎo)通孔13d被傳遞至未圖示的放大電路，由二極管7b檢波并輸出的感應(yīng)信號(hào)2經(jīng)由導(dǎo)通孔 13g被傳遞至未圖示的放大電路，并分別向外部輸出。
未圖示的振蕩電路1中生成的高頻信號(hào)經(jīng)由導(dǎo)通孔13a被傳播至收發(fā)電極6，并作為電波束而被發(fā)送。此時(shí)，如前所述，所發(fā)送的高頻信號(hào)的一部分蔓延至接收電極5，變?yōu)橐矎慕邮针姌O發(fā)送高頻信號(hào)。由從收發(fā)電極6發(fā)送的高頻信號(hào)和從接收電極5發(fā)送的高頻信號(hào)合并后的電波束的定向增益、定向形式(最大放射強(qiáng)度方向、半功率角)是根據(jù)收發(fā)電極6和接收電極5的相位差來決定的。該相位差由以收發(fā)電極6的相位為基準(zhǔn)的接收電極5的相位及收發(fā)電極6與接收電極5的位置關(guān)系來決定。因而，通過調(diào)節(jié)分別連接在收發(fā)電極6及接收電極5上的頻率調(diào)節(jié)線路12a、12b的長度，能夠預(yù)先以成為規(guī)定的共振頻率(相位)的方式進(jìn)行設(shè)定，并排配置如此設(shè)定的收發(fā)電極6和接收電極5時(shí)，只要調(diào)節(jié)其元件間空間，就能夠得到所希望的相位差。例如，對(duì)于使收發(fā)電極6和接收電極5比較鄰近地配置，如圖11(a)所示，與沿收發(fā)電極6傳播的高頻信號(hào)的電流值的相位(波形1)相對(duì)， 沿接收電極5傳播的高頻信號(hào)的電流值的相位(波形幻滯后135degree的電波傳感器，可以認(rèn)為是被感應(yīng)體從正面方向接近的情況。此時(shí)，與經(jīng)由連接于收發(fā)電極6的輸出線路8a 傳遞至未圖示的放大電路的感應(yīng)信號(hào)1的電壓值的相位(波形幻相對(duì)，經(jīng)由連接于接收電極5的輸出線路8b傳遞至未圖示的放大電路的感應(yīng)信號(hào)2的電壓值的相位(波形4)滯后 270degreeo 專利文獻(xiàn)2所述的電波傳感器具備2個(gè)檢波元件(二極管)，在連接振蕩電路1和收發(fā)天線6的傳輸線路11的路徑中途，在相互錯(cuò)開規(guī)定的電長度例如4分之1波長(λ g/4) 的位置上分別連接二極管，檢測出相位差。因而，如果是被感應(yīng)體向電波傳感器接近(或遠(yuǎn)離)的動(dòng)作，則根據(jù)由各二極管檢波并輸出的2個(gè)感應(yīng)信號(hào)而得到的相位差與被感應(yīng)體接近(或遠(yuǎn)離)的位置無關(guān)始終相同。
在圖10所示的電波傳感器中，根據(jù)由二極管7a檢波并輸出的感應(yīng)信號(hào)1和由二極管7b檢波并輸出的感應(yīng)信號(hào)2而得到的相位差除收發(fā)電極6與接收電極5的相位差以外還與元件間空間有關(guān)。因此，即使是被感應(yīng)體向電波傳感器接近(或遠(yuǎn)離)的動(dòng)作，相位差也根據(jù)被感應(yīng)體接近(或遠(yuǎn)離)的位置而發(fā)生變化。在圖10(b)中，使連結(jié)收發(fā)電極6的中心點(diǎn)和接收電極5的中心點(diǎn)的直線的中心位置為0cm，使形成有收發(fā)電極6的方向側(cè)為正區(qū)域，使形成有接收電極5的方向側(cè)為負(fù)區(qū)域。此時(shí)，如圖11(b)所示，被感應(yīng)體在正區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)，根據(jù)感應(yīng)信號(hào)1和感應(yīng)信號(hào)2而得到的相位差在比270degree高的范圍內(nèi)變化， 被感應(yīng)體在負(fù)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)，根據(jù)感應(yīng)信號(hào)1和感應(yīng)信號(hào)2而得到的相位差在比270degree低的范圍內(nèi)變化。正區(qū)域、負(fù)區(qū)域都是在被感應(yīng)體移動(dòng)的位置離中心位置越遠(yuǎn)(a m< βπι) 時(shí)，相位差的變化率越為增加。
考慮到相對(duì)于距傳感器的距離的相位差的變化率，優(yōu)選收發(fā)電極6和接收電極5 的元件間空間較窄。因而，只要在以能制造的較窄的元件間空間來配置收發(fā)電極6和接收電極5的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)分別連接在收發(fā)電極6及接收電極5上的頻率調(diào)節(jié)線路12a、12b的長度，得到所希望的相位差即可。
圖10所示的電波傳感器相對(duì)于圖8所示的電波傳感器還應(yīng)用了圖2所示的電波傳感器的接收電極5側(cè)的電路構(gòu)成。因此，根據(jù)由感應(yīng)信號(hào)1和感應(yīng)信號(hào)2得到的相位差的變化而檢測出在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的被感應(yīng)體的位置時(shí)，通過前述的作用效果可得到高S/ N比。而且，可實(shí)現(xiàn)低耗電化、小型化。在圖10所示的電波傳感器中，雖然以與激勵(lì)方向平行的收發(fā)電極6的邊端和與激勵(lì)方向平行的接收電極5的邊端相對(duì)的方式配置收發(fā)電極6 和接收電極5，但是也可以以與激勵(lì)方向正交的收發(fā)電極6的邊端和與激勵(lì)方向正交的接收電極5的邊端相對(duì)的方式配置收發(fā)電極6和接收電極5。
即使在圖14所示的專利文獻(xiàn)1記載的電波傳感器中應(yīng)用本發(fā)明的接收電極5(第 2天線電極)及接收電極5的電路構(gòu)成(二極管7b、輸出線路8b、電壓調(diào)節(jié)單元9b)，也能夠得到前述的作用效果。此時(shí)，專利文獻(xiàn)1記載的電波傳感器的收發(fā)電極6(第1天線電極) 是與接收電極5相同的微帶天線，具有成為相同的偏振波方向的電極形狀。
而且，在圖12所示的變形例9的電波傳感器中，連接在圖10所示的收發(fā)電極6上的輸出線路8a及其后段的電路配置在與形成有收發(fā)電極6的基板2的表面不同的表面上。 而且，貫穿基板2正反兩側(cè)的導(dǎo)通孔1 形成于作為收發(fā)電極6的與激勵(lì)方向平行的邊端的大致中央部附近的收發(fā)電極6的內(nèi)部，收發(fā)電極6和輸出線路8經(jīng)由導(dǎo)通孔1 而連接。 而且，共振頻率(相位)與接收電極5大致相同，控制電波束的定向形式的定向控制電極16 以收發(fā)電極6為中心配置在與接收電極5對(duì)稱的位置上。因而，通過這種構(gòu)成，能夠調(diào)節(jié)從傳感器放射的電波束的偏差，相對(duì)于基板2的表面向鉛垂方向放射電波束。定向控制電極 16的共振頻率可通過調(diào)節(jié)與激勵(lì)方向平行的邊端的長度L和與激勵(lì)方向正交的邊端的長度W而得到所希望的共振頻率，其形狀既可以是正方形也可以是長方形。
而且，可以在定向控制電極16中應(yīng)用與接收電極5 —樣的電路構(gòu)成(二極管、輸出線路等)，增加從傳感器輸出的感應(yīng)信號(hào)的數(shù)量。使經(jīng)由連接于收發(fā)電極6的輸出線路 8a輸出的檢波結(jié)果為感應(yīng)信號(hào)1，使經(jīng)由連接于接收電極5的輸出線路8b輸出的檢波結(jié)果為感應(yīng)信號(hào)2，使經(jīng)由連接于定向控制電極16的未圖示的輸出線路輸出的檢波結(jié)果為感應(yīng)信號(hào)3。此時(shí)，以被感應(yīng)體從同一方向接近(或遠(yuǎn)離)傳感器時(shí)，根據(jù)感應(yīng)信號(hào)1和感應(yīng)信號(hào)2而得到的相位差1與根據(jù)感應(yīng)信號(hào)1和感應(yīng)信號(hào)3而得到的相位差2不同的方式，預(yù)先設(shè)定分別連接在接收電極5及定向控制電極16上的頻率調(diào)節(jié)線路的長度(接收電極5 與定向控制電極的共振頻率不同)。如果如此構(gòu)成，則能夠更加精度良好地檢測出在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的被感應(yīng)體的位置、移動(dòng)狀態(tài)。
上述的本發(fā)明的電波傳感器作為第1天線電極及第2天線電極分別具備1張貼片天線，能夠檢測出被感應(yīng)體的相位差。因此，即使傳感器的設(shè)置環(huán)境為較窄的場所，也能夠容易地進(jìn)行設(shè)置從而較為適合。但是，由第1天線電極及第2天線電極分別接收并在檢波后向外部輸出的第1感應(yīng)信號(hào)和第2感應(yīng)信號(hào)如圖13所示的曲線圖，傳感器至被感應(yīng)體的距離越遠(yuǎn)，則因駐波的影響而越產(chǎn)生失真。因此，根據(jù)第1感應(yīng)信號(hào)和第2感應(yīng)信號(hào)連續(xù)地檢測出相位差時(shí)，相位差的不均變大，被感應(yīng)體的位置檢測精度降低。
于是，優(yōu)選在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時(shí)間內(nèi)第1感應(yīng)信號(hào)和第2感應(yīng)信號(hào)的至少一方的輸出電壓高于且低于規(guī)定閾值時(shí)根據(jù)多個(gè)感應(yīng)信號(hào)的輸出電壓檢測出相位差并識(shí)別被感應(yīng)體的移動(dòng)狀態(tài)的控制電路中具備運(yùn)算部，在連續(xù)變化的多個(gè)感應(yīng)信號(hào)中根據(jù)至少一方的感應(yīng)信號(hào)的峰值和谷值計(jì)算出振幅電壓值；及存儲(chǔ)部，連續(xù)地儲(chǔ)存運(yùn)算部的結(jié)果以及第 1感應(yīng)信號(hào)和第2感應(yīng)信號(hào)與基準(zhǔn)電壓值分別進(jìn)行交叉(零交)的時(shí)間，控制電路根據(jù)積存在存儲(chǔ)部中的振幅電壓值的變化而根據(jù)多個(gè)感應(yīng)信號(hào)的輸出電壓檢測出相位差從而識(shí)別被感應(yīng)體的移動(dòng)狀態(tài)。例如，用運(yùn)算部根據(jù)第1感應(yīng)信號(hào)的峰值和谷值(Vpl、VB1、Vp2-) 連續(xù)地計(jì)算出振幅電壓值，將它們儲(chǔ)存在存儲(chǔ)部中。而且，根據(jù)相對(duì)于振幅電壓值變?yōu)樽畲?(圖中Vp3-Vb4)時(shí)的第1感應(yīng)信號(hào)與基準(zhǔn)電壓值交叉(圖中下降)的時(shí)間而滯后的第2感應(yīng)信號(hào)與基準(zhǔn)電壓值交叉(圖中下降)的時(shí)間來檢測出相位差。由此，即使傳感器至被感應(yīng)體的距離較遠(yuǎn)，也能夠精度良好地檢測出被感應(yīng)體的位置。
而且，如果配置多個(gè)作為第1天線電極或第2天線電極的至少一方的天線電極進(jìn)行作用的貼片天線并陣列化，則能夠使定向增益增加并使電波束集中，因此，能夠緩和駐波所產(chǎn)生的影響，控制變得容易。
在存儲(chǔ)部中，每次檢測出相位差，便消去所儲(chǔ)存的振幅電壓值以及第1感應(yīng)信號(hào)和第2感應(yīng)信號(hào)分別與基準(zhǔn)電壓值交叉(零交)的時(shí)間。而且，如果第η次計(jì)算出的振幅電壓值比第(η+1)次計(jì)算出的振幅電壓值小，則在其后消去相當(dāng)于第η次的振幅電壓值以及第1感應(yīng)信號(hào)和第2感應(yīng)信號(hào)分別與基準(zhǔn)電壓值交叉(零交)的時(shí)間，能夠以較少的存儲(chǔ)容量進(jìn)行控制。
以上，雖然說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是該實(shí)施方式只不過是用于說明的例示， 并未將本發(fā)明的范圍僅限定于該實(shí)施方式。本發(fā)明在不脫離其主旨的情況下，可以實(shí)施其它各種各樣的方式。
本發(fā)明的電波傳感器除重視設(shè)計(jì)性以外，作為傳感器的設(shè)置空間狹小且所需的感應(yīng)范圍為較近距離的民用、工業(yè)機(jī)器的傳感單元極為出色，尤其最為適合于自動(dòng)洗凈小便器或大便器、自動(dòng)水栓或溫水洗凈便座等水路周邊機(jī)器或自動(dòng)門。
權(quán)利要求
1.一種電波傳感器，其特征在于，具備 生成高頻信號(hào)的振蕩電路；由電介質(zhì)構(gòu)成的基板；形成在所述基板的一個(gè)表面或內(nèi)部的大致整個(gè)面上的作為高頻信號(hào)的地線進(jìn)行作用的接地電極；形成在所述基板的另一個(gè)表面上的作為電波束放射高頻信號(hào)并收發(fā)與被感應(yīng)體碰撞而反射回來的電波束的天線電極；及對(duì)由所述天線電極接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波元件，所述檢波元件的任意一個(gè)端子與調(diào)節(jié)所述天線電極的頻率的頻率調(diào)節(jié)線路連接，所述檢波元件的另一個(gè)端子與所述接地電極連接，所述頻率調(diào)節(jié)線路在與為了向所述天線電極供給所述振蕩電路中生成的高頻信號(hào)而設(shè)置于所述天線電極的供電點(diǎn)不同的位置上與所述天線電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電波傳感器，其特征在于，所述頻率調(diào)節(jié)線路在所述頻率調(diào)節(jié)線路所具有的阻抗與所述天線電極所具有的阻抗不同的位置上與所述天線電極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電波傳感器，其特征在于，所述頻率調(diào)節(jié)線路在所述天線電極激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的電場為大致最大的位置上與所述天線電極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的電波傳感器，其特征在于， 所述天線電極是矩形天線電極，所述頻率調(diào)節(jié)線路連接在與所述天線電極的激勵(lì)方向正交的所述天線電極的邊端上。
5.一種電波傳感器，其特征在于，具備 生成高頻信號(hào)的振蕩電路；由電介質(zhì)構(gòu)成的基板；形成在所述基板的一個(gè)表面或內(nèi)部的大致整個(gè)面上的作為高頻信號(hào)的地線進(jìn)行作用的接地電極；形成在所述基板的另一個(gè)表面上的作為電波束放射高頻信號(hào)并收發(fā)與被感應(yīng)體碰撞而反射回來的電波束的天線電極；及對(duì)由所述天線電極接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波元件， 所述檢波元件的任意一個(gè)端子與所述接地電極連接，所述檢波元件的另一個(gè)端子在與為了向所述天線電極供給所述振蕩電路中生成的高頻信號(hào)而設(shè)置于所述天線電極的供電點(diǎn)不同的位置上與所述天線電極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電波傳感器，其特征在于，所述檢波元件的另一個(gè)端子在所述檢波元件的另一個(gè)端子所具有的阻抗與所述天線電極所具有的阻抗不同的位置上與所述天線電極連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電波傳感器，其特征在于，所述檢波元件的另一個(gè)端子在所述天線電極激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的電場為大致最大的位置上與所述天線電極連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)所述的電波傳感器，其特征在于，所述天線電極是矩形天線電極，所述檢波元件的另一個(gè)端子連接在與所述天線電極的激勵(lì)方向正交的所述天線電極的邊端附近。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的電波傳感器，其特征在于，還具備向外部輸出由所述檢波元件檢波后的感應(yīng)信號(hào)的輸出線路，以所述振蕩電路中生成的高頻信號(hào)的頻率與所述天線電極的共振頻率變?yōu)榇笾孪嗤姆绞剑?guī)定所述天線電極至所述接地電極的電長度以及所述輸出線路安裝在所述天線電極上的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電波傳感器，其特征在于，所述天線電極至所述接地電極的電長度被規(guī)定為經(jīng)由所述天線電極經(jīng)過所述檢波元件后的高頻信號(hào)在所述接地電極全反射的長度，所述輸出線路的安裝位置被規(guī)定于所述天線電極激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的電場為大致最小的所述天線電極的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電波傳感器，其特征在于，所述天線電極至所述接地電極的電長度為，以根據(jù)沿所述基板傳播的高頻信號(hào)的頻率決定的波長為基準(zhǔn)，是4分之1波長的奇數(shù)倍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可精度良好地檢測出存在于感應(yīng)區(qū)域內(nèi)的被感應(yīng)體的有無、移動(dòng)狀態(tài)的S/N比優(yōu)異、低耗電、且小型的電波傳感器。具體為，具備生成高頻信號(hào)的振蕩電路(1)；形成在由電介質(zhì)構(gòu)成的基板(2)的一個(gè)表面或內(nèi)部的大致整個(gè)面上的作為高頻信號(hào)的地線進(jìn)行作用的接地電極(3)；形成在另一個(gè)表面上的作為電波束放射高頻信號(hào)并收發(fā)與被感應(yīng)體碰撞而反射回來的電波束的天線電極(6)；及對(duì)由天線電極(6)接收的高頻信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波元件(7)，檢波元件(7)的任意一個(gè)端子經(jīng)由調(diào)節(jié)天線電極(6)的頻率的頻率調(diào)節(jié)線路(12)與天線電極(6)連接，另一個(gè)端子與接地電極(3)連接，頻率調(diào)節(jié)線路(12)連接在與為了向天線電極(6)供給振蕩電路(1)中生成的高頻信號(hào)而設(shè)置于天線電極(6)的供電點(diǎn)(圖中配置有導(dǎo)通孔13a的位置)不同的天線電極(6)的位置上。
文檔編號(hào)G01V3/12GK102187249SQ20098014124
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者巖田賢吾, 阿部智之 申請(qǐng)人:Toto株式會(huì)社