JP2002353710A - Pulse converter for nonradiative dielectric waveguide and millimeter wave transmitter-receiver using it - Google Patents
Pulse converter for nonradiative dielectric waveguide and millimeter wave transmitter-receiver using itInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、非放射性誘電体線
路型のミリ波集積回路，ミリ波レーダーモジュール等に
組み込まれて、ミリ波信号をＡＳＫ（Amplituted Shif
t Keying）変調等させるパルス変調器、およびそれを
用いた非放射性誘電体線路構造のミリ波送受信器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonradiative dielectric line type millimeter-wave integrated circuit, a millimeter-wave radar module, and the like.
The present invention relates to a pulse modulator for performing modulation or the like and a millimeter-wave transceiver having a nonradiative dielectric line structure using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、マイクロ波やミリ波の高周波信号
を伝送させる非放射性誘電体線路（Nonradiative Diel
ectric Waveguideで、以下、ＮＲＤガイドという）の
基本構成を図３に示す。同図に示すように、所定の間隔
ａでもって平行配置された平行平板導体１１，１２間
に、断面が長方形等の矩形状の誘電体線路１３を配置し
た構成であり、この間隔ａが高周波信号の波長λに対し
てａ≦λ／２であれば、外部から誘電体線路１３へのノ
イズの侵入をなくしかつ外部への高周波信号の放射をな
くして、誘電体線路１３中で高周波信号を伝搬させるこ
とができる。なお、高周波信号の波長λは使用周波数に
おける空気中（自由空間）での波長である。2. Description of the Related Art Conventionally, a nonradiative dielectric line (Nonradiative Diel) for transmitting high-frequency signals such as microwaves and millimeter waves.
FIG. 3 shows a basic configuration of an ectric waveguide (hereinafter, referred to as an NRD guide). As shown in the drawing, a rectangular dielectric line 13 having a rectangular cross section or the like is arranged between parallel plate conductors 11 and 12 arranged in parallel at a predetermined interval a. If a ≦ λ / 2 with respect to the wavelength λ of the signal, the intrusion of noise from the outside into the dielectric line 13 and the emission of the high-frequency signal to the outside are eliminated, and the high-frequency signal is transmitted through the dielectric line 13. Can be propagated. The wavelength λ of the high-frequency signal is the wavelength in the air (free space) at the operating frequency.
【０００３】このようなＮＲＤガイドに組み込まれるパ
ルス変調器の斜視図を図４（ａ）、上方から見たときの
平面図を図４（ｂ）に示す｛IEEE TRANSACTIONS ON
MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.46,NO.6,J
UNE 1998,pp806-810,“High-Speed ASK Transceiver
Based on the NRD-Guide Technology at 60-GH
z Band”（Futoshi Kuroki）参照｝。FIG. 4 (a) is a perspective view of a pulse modulator incorporated in such an NRD guide, and FIG. 4 (b) is a plan view of the pulse modulator when viewed from above.
MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.46, NO.6, J
UNE 1998, pp806-810, “High-Speed ASK Transceiver
Based on the NRD-Guide Technology at 60-GH
z Band ”(Futoshi Kuroki)｝.
【０００４】同図において、２０は高周波信号（電磁
波）を伝搬させるテフロン（登録商標），ポリスチレン
等から成る誘電体線路で、この誘電体線路２０の一端面
には、所定の空隙をあけて、テフロン，ポリスチレン等
から成る他の誘電体線路２１が配置され、さらに誘電体
線路２０，２１とは誘電率の異なるアルミナセラミック
ス等から成る誘電体シート２４が配置されている。そし
て、誘電体シート２４の後方には、Ｃｕ箔等からなるチ
ョーク型バイアス供給線路構造のストリップ線路導体２
５がプリントされ、ストリップ線路導体２５の中途にシ
ョットキーバリアダイオード２６が実装された配線基板
２３が配置される。また、配線基板２３の後方には、テ
フロン，ポリスチレン等から成るさらに他の誘電体線路
２２が配置されている。In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a dielectric line made of Teflon (registered trademark), polystyrene, or the like for transmitting a high-frequency signal (electromagnetic wave). One end surface of the dielectric line 20 is provided with a predetermined gap. Another dielectric line 21 made of Teflon, polystyrene or the like is arranged, and a dielectric sheet 24 made of alumina ceramics or the like having a different dielectric constant from the dielectric lines 20 and 21 is arranged. Behind the dielectric sheet 24, a strip line conductor 2 having a choke type bias supply line structure made of Cu foil or the like is used.
5 is printed, and a wiring board 23 on which a Schottky barrier diode 26 is mounted is arranged in the middle of the strip line conductor 25. Further, another dielectric line 22 made of Teflon, polystyrene, or the like is arranged behind the wiring board 23.
【０００５】そして、誘電体線路２０を伝搬した電磁波
は、その先の配線基板２３上のショットキーバリアダイ
オード２６において、ショットキーバリアダイオード２
６に順方向にバイアス電圧をかけたときは吸収され、無
バイアスまたは逆方向にバイアス電圧をかけたときは反
射する。The electromagnetic wave propagating through the dielectric line 20 is transmitted to the Schottky barrier diode 26 on the
6 is absorbed when a bias voltage is applied in the forward direction, and is reflected when no bias or a bias voltage is applied in the reverse direction.
【０００６】ショットキーバリアダイオード２６で反射
された電磁波は、再び誘電体線路２０中を伝搬し出力さ
れる。このようにして、ショットキーバリアダイオード
２６にバイアス電圧をかけることにより、電磁波にＡＳ
Ｋ変調を施すことができる。[0006] The electromagnetic wave reflected by the Schottky barrier diode 26 propagates through the dielectric line 20 again and is output. By applying a bias voltage to the Schottky barrier diode 26 in this way, the AS
K modulation can be performed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＮＲＤガイド用のパルス変調器では、所望の周波数で動
作させるために、誘電体線路２０と誘電体線路２１との
空隙、誘電体線路２１，２２の長さ、誘電体シート２４
の厚みでインピーダンスの整合をとっており、それらの
位置ずれや加工精度が低いと動作周波数がずれ、所望の
周波数でのＡＳＫ変調の特性が劣化していた。即ち、そ
れらの加工精度および位置決め精度の維持管理が難し
く、また組立ての再現性が低いため、製造の作業性が悪
くなり、信頼性の高いものとならず、量産にも向かない
という問題点があった。However, in the conventional NRD guide pulse modulator, the gap between the dielectric lines 20 and 21 and the dielectric lines 21 and 22 are required to operate at a desired frequency. Length, dielectric sheet 24
The impedance is matched by the thickness, and the operating frequency is shifted if the positional shift or the processing accuracy is low, and the characteristics of ASK modulation at a desired frequency are deteriorated. That is, it is difficult to maintain and maintain the processing accuracy and the positioning accuracy, and the reproducibility of the assembly is low, so that the workability of manufacturing is deteriorated, the reliability is not high, and the method is not suitable for mass production. there were.
【０００８】さらに、従来のＮＲＤガイド用のパルス変
調器では、図４（ｂ）のように、ショットキーバリアダ
イオード２６が実装された配線基板２３を誘電体シート
２４と誘電体線路２２で挟む構成になっており、このた
め組立作業時にショットキーバリアダイオード２６に誘
電体線路２２が接触し、ショットキーバリアダイオード
２６を破損するという問題点があった。Further, in the conventional pulse modulator for NRD guide, as shown in FIG. 4 (b), a wiring board 23 on which a Schottky barrier diode 26 is mounted is sandwiched between a dielectric sheet 24 and a dielectric line 22. Therefore, the dielectric line 22 comes into contact with the Schottky barrier diode 26 during the assembling work, and the Schottky barrier diode 26 is damaged.
【０００９】このような従来のパルス変調器を備えたミ
リ波送受信器では、ＡＳＫ変調が不十分なため、ミリ波
信号のアイソレーション特性が劣化し、ミリ波レーダ等
に適用した際に正確な探知が困難になるという問題点が
あった。In such a conventional millimeter-wave transmitter / receiver equipped with a pulse modulator, the ASK modulation is insufficient, so that the isolation characteristic of the millimeter-wave signal is degraded. There was a problem that detection became difficult.
【００１０】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は、パルス変調器の組立再現
性が向上し、また所望の周波数で動作させるためのイン
ピーダンス整合が容易になるように改善し、パルス変調
器の特性を再現性良く安定して得られるとともに、製造
が容易化されて量産性に優れたものとすることにある。Accordingly, the present invention has been completed in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the reproducibility of assembling a pulse modulator and to facilitate impedance matching for operating at a desired frequency. Therefore, the characteristics of the pulse modulator can be stably obtained with good reproducibility, and the manufacturing can be facilitated to achieve excellent mass productivity.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の非放射性誘電体
線路用のパルス変調器は、高周波信号の波長の２分の１
以下の間隔で配置した平行平板導体間に、前記高周波信
号を伝搬させる誘電体線路と、該誘電体線路の一端側に
空隙および他の誘電体線路を介して、配線基板上のチョ
ーク型バイアス供給線路の中途にショットキーバリアダ
イオードが接続されているとともに該ショットキーバリ
アダイオードのバイアス電圧印加方向がＬＳＭモードの
電磁波の電界方向に合致するように設置されているパル
ス変調用スイッチとを具備したことを特徴とする。A pulse modulator for a non-radiative dielectric line according to the present invention comprises a half of the wavelength of a high-frequency signal.
A choke-type bias supply on a wiring board is provided between parallel plate conductors arranged at the following intervals through a dielectric line for transmitting the high-frequency signal and a gap and another dielectric line on one end side of the dielectric line. A schottky barrier diode connected in the middle of the line, and a pulse modulation switch installed such that the bias voltage application direction of the schottky barrier diode matches the electric field direction of the LSM mode electromagnetic wave. It is characterized by.
【００１２】本発明は、上記の構成により、所望の周波
数で動作させるためのインピーダンスの整合を空隙の間
隔と他の誘電体線路の長さで行っているため、従来のよ
うな誘電体シートや配線基板の裏面側の誘電体線路が不
要となり、部品点数が削減され、組立再現性が向上す
る。また、所望の周波数で動作させるためのインピーダ
ンス整合が容易になり、パルス変調器の良好な特性を再
現性良く安定して得られる。従って、信頼性の高いパル
ス変調器を生産性良く製造できる。According to the present invention, since the impedance matching for operating at a desired frequency is performed by the spacing of the air gap and the length of another dielectric line according to the above configuration, the conventional dielectric sheet or the conventional dielectric sheet can be used. The need for a dielectric line on the back side of the wiring board is eliminated, the number of components is reduced, and the reproducibility of assembly is improved. Further, impedance matching for operating at a desired frequency is facilitated, and good characteristics of the pulse modulator can be stably obtained with good reproducibility. Therefore, a highly reliable pulse modulator can be manufactured with high productivity.
【００１３】本発明において、好ましくは、前記空隙の
間隔が、前記ショットキーバリアダイオードに順方向に
バイアス電圧を印加したときの前記ショットキーバリア
ダイオードから前記他の誘電体線路への高周波信号の反
射量と前記空隙から前記誘電体線路への高周波信号の反
射量とが略同じになるように設定されていることを特徴
とする。In the present invention, preferably, the interval of the air gap is such that reflection of a high-frequency signal from the Schottky barrier diode to the other dielectric line when a bias voltage is applied to the Schottky barrier diode in a forward direction. The amount and the amount of reflection of a high-frequency signal from the gap to the dielectric line are set to be substantially the same.
【００１４】本発明は、上記の構成により、パルス変調
器のＯＮ時とＯＦＦ時の高周波信号の反射量の差が最も
大きくなり、パルス変調器のアイソレーション特性がよ
り良好になるという作用効果がある。According to the present invention, the difference between the amount of reflection of the high-frequency signal when the pulse modulator is ON and the amount of reflection of the high-frequency signal when the pulse modulator is OFF is maximized, and the isolation characteristic of the pulse modulator is improved. is there.
【００１５】本発明のミリ波送受信器は、送信用のミリ
波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板
導体間に、高周波発生素子から出力されたミリ波信号を
伝搬させる第１の誘電体線路と、該第１の誘電体線路に
付設され、前記高周波発生素子から出力された送信用の
ミリ波信号を前記第１の誘電体線路中へ伝搬させるミリ
波信号発振部と、前記第１の誘電体線路に、一端側が電
磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘
電体線路に一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部を
ミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行
平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所
定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力
端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接
続部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ
波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回
りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータ
であって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出
力端に前記第１の接続部が接続される第１のサーキュレ
ータと、前記サーキュレータと同構成であって、前記第
１のサーキュレータの前記第３の接続部に第１の接続部
が接続される第２のサーキュレータと、該第２のサーキ
ュレータの第２の接続部に接続され、前記ミリ波信号を
伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを有する第
３の誘電体線路と、前記送受信アンテナで受信され前記
第３の誘電体線路を伝搬して前記第２のサーキュレータ
の前記第３の接続部より出力した受信波をミキサー側へ
伝搬させる第４の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路
の中途と前記第４の誘電体線路の中途を近接させて電磁
結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部
と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキ
サー部と、を設けたミリ波送受信器において、前記第１
のサーキュレータの第２の接続部に、本発明のパルス変
調器が設けられていることを特徴とする。In the millimeter wave transceiver according to the present invention, the millimeter wave signal output from the high frequency generating element is propagated between the parallel plate conductors arranged at intervals equal to or less than half the wavelength of the millimeter wave signal for transmission. A first dielectric line, and a millimeter-wave signal oscillating unit that is attached to the first dielectric line and propagates a transmission millimeter-wave signal output from the high-frequency generation element into the first dielectric line. And one end is disposed close to the first dielectric line so that one end side is electromagnetically coupled or one end is joined to the first dielectric line to propagate a part of the millimeter wave signal to the mixer side. A second dielectric line to be formed, and a first connection portion disposed at a predetermined interval on a peripheral portion of a ferrite plate disposed in parallel with the parallel plate conductor and serving as an input / output end of the millimeter wave signal, Having a second connection and a third connection, one A circulator for outputting the millimeter wave signal input from the connection portion from another connection portion adjacent to the clockwise or counterclockwise direction in the plane of the ferrite plate, wherein the millimeter wave signal of the first dielectric line is A first circulator in which the first connection portion is connected to an output end of a signal; and a circulator having the same configuration as the circulator, wherein the first connection portion is connected to the third connection portion of the first circulator. A second circulator, a third dielectric line connected to a second connection portion of the second circulator, for transmitting the millimeter wave signal, and having a transmitting / receiving antenna at a tip end; A fourth dielectric line that receives and propagates through the third dielectric line and propagates a reception wave output from the third connection portion of the second circulator to the mixer side; The middle of the second dielectric line and the middle of the fourth dielectric line are brought close to each other and electromagnetically coupled or joined, and a part of the millimeter wave signal and the received wave are mixed to form the intermediate frequency signal. And a mixer unit for generating the signal.
The pulse modulator according to the present invention is provided at a second connection portion of the circulator.
【００１６】本発明のミリ波送受信器は、上記の構成に
より、ミリ波信号のＡＳＫ変調等のパルス変調によるア
イソレーション特性が改善され、その結果ミリ波レーダ
ー等に適用した場合にその探知距離を増大し得るものと
なる。According to the millimeter wave transceiver of the present invention, the above configuration improves the isolation characteristic of the millimeter wave signal by pulse modulation such as ASK modulation. As a result, when applied to a millimeter wave radar or the like, the detection distance can be reduced. It can be increased.
【００１７】また、本発明のミリ波送受信器は、送信用
のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平
行平板導体間に、高周波発生素子から出力されたミリ波
信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、該第１の誘電体
線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された送
信用のミリ波信号を前記第１の誘電体線路中へ伝搬させ
るミリ波信号発振部と、前記第１の誘電体線路に、一端
側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第
１の誘電体線路に一端が接合されて、前記ミリ波信号の
一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前
記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁
部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の
入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第
３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された前
記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反
時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュ
レータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信
号の出力端に前記第１の接続部が接続されるサーキュレ
ータと、該サーキュレータの前記第２の接続部に接続さ
れ、前記ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信
アンテナを有する第３の誘電体線路と、先端部に受信ア
ンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第４の誘電
体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘
電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは
接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合さ
せて中間周波信号を発生させるミキサー部と、を設けた
ミリ波送受信器において、前記サーキュレータの前記第
３の接続部に、請求項１または請求項２記載のパルス変
調器が設けられていることを特徴とする。Further, the millimeter wave transceiver of the present invention transmits a millimeter wave signal output from a high frequency generating element between parallel plate conductors arranged at an interval of one half or less of a wavelength of a millimeter wave signal for transmission. A first dielectric line to be propagated, and a millimeter-wave signal attached to the first dielectric line and transmitting a transmission millimeter-wave signal output from the high-frequency generating element into the first dielectric line. An oscillating unit and one end of the millimeter wave signal are disposed close to the first dielectric line so as to be electromagnetically coupled or one end of the millimeter wave signal is joined to the mixer. And a first connection disposed at a predetermined interval on a periphery of a ferrite plate disposed in parallel with the parallel plate conductor and serving as an input / output end of the millimeter wave signal, respectively. Part, a second connection part and a third connection part A circulator for outputting the millimeter-wave signal input from one of the connection parts from another connection part adjacent to the ferrite plate clockwise or counterclockwise in the plane of the ferrite plate, wherein the circulator of the first dielectric line is A circulator in which the first connection portion is connected to an output end of the millimeter-wave signal, and a third circulator connected to the second connection portion of the circulator for transmitting the millimeter-wave signal and having a transmission antenna at a distal end portion. , A receiving antenna at the end, a fourth dielectric line provided with a mixer at the other end, a halfway of the second dielectric line, and a halfway of the fourth dielectric line. And a mixer unit for generating an intermediate frequency signal by mixing a part of the millimeter wave signal and the received wave, the mixer comprising: The third connecting portion of the Regulator, characterized in that claim 1 or claim 2, wherein the pulse modulator is provided.
【００１８】本発明のミリ波送受信器は、このような構
成により、ミリ波信号のＡＳＫ変調等のパルス変調によ
るアイソレーション特性が改善され、また送信用のミリ
波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入するこ
とがなく、従ってミリ波レーダーモジュールに適用した
場合受信信号のノイズが低減してミリ波信号の伝送特性
に優れ、さらに探知距離が増大するものとなる。In the millimeter wave transceiver according to the present invention, the isolation characteristic by the pulse modulation such as ASK modulation of the millimeter wave signal is improved by such a configuration, and the millimeter wave signal for transmission is transmitted to the mixer via the circulator. Therefore, when applied to a millimeter wave radar module, the noise of the received signal is reduced, the transmission characteristics of the millimeter wave signal are excellent, and the detection distance is further increased.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】本発明のＮＲＤガイド用のパルス
変調器、およびそれを用いたミリ波送受信器としてのミ
リ波レーダーモジュールについて以下に説明する。図１
（ａ）は本発明のパルス変調器の斜視図、図１（ｂ）は
本発明のパルス変調器を上方から見た平面図である。な
お、同図において平行平板導体は省略している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pulse modulator for an NRD guide according to the present invention and a millimeter-wave radar module as a millimeter-wave transceiver using the same will be described below. FIG.
FIG. 1A is a perspective view of the pulse modulator of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of the pulse modulator of the present invention as viewed from above. Note that the parallel plate conductor is omitted in FIG.
【００２０】同図において、１は、テフロン，ポリスチ
レン，コーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５Ｓ
ｉＯ2）セラミックス、ガラスセラミックス等から成る
誘電体線路、２は、誘電体線路１と同じ材料からなる他
の誘電体線路、３は、誘電体線路１と誘電体線路２との
間に設けられた空隙である。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes Teflon, polystyrene, cordierite (2MgO.2Al 2 O 3 .5S)
iO 2 ) A dielectric line made of ceramics, glass ceramics or the like, 2 is another dielectric line made of the same material as the dielectric line 1, 3 is provided between the dielectric line 1 and the dielectric line 2. It is a void.
【００２１】また、誘電体線路１の一端側に空隙３およ
び他の誘電体線路２を介して、配線基板５上のチョーク
型バイアス供給線路６の中途にショットキーバリアダイ
オード４が接続されているとともにショットキーバリア
ダイオード４のバイアス電圧印加方向がＬＳＭモードの
電磁波の電界方向Ｅに合致するように設置されているパ
ルス変調用スイッチＳｐがある。A Schottky barrier diode 4 is connected to the middle of the choke-type bias supply line 6 on the wiring board 5 via a gap 3 and another dielectric line 2 at one end of the dielectric line 1. In addition, there is a pulse modulation switch Sp installed such that the bias voltage application direction of the Schottky barrier diode 4 matches the electric field direction E of the LSM mode electromagnetic wave.
【００２２】また、図２は、パルス変調用スイッチＳｐ
の配線基板５の平面図であり、チョーク型バイアス供給
線路６はλ／４の幅の広い線路部と幅の狭い線路部とが
交互に形成されたチョークパターンが施されている。FIG. 2 shows a pulse modulation switch Sp.
FIG. 3 is a plan view of the wiring board 5 of the first embodiment, and the choke-type bias supply line 6 has a choke pattern in which line portions having a wide width of λ / 4 and line portions having a small width are alternately formed.
【００２３】そして、本発明では、誘電体線路２の長さ
ｄ１と空隙３の間隔ｄ２により、インピーダンス整合が
とれ、ＡＳＫ変調の動作を所望の周波数で行うことが可
能となる。In the present invention, impedance matching can be achieved by the length d1 of the dielectric line 2 and the distance d2 between the air gaps 3, so that ASK modulation can be performed at a desired frequency.
【００２４】本発明のパルス変調器では、誘電体線路１
を伝搬してきた電磁波は、まず空隙３により電磁波の一
部分が反射する。なお、この時の反射量は空隙３の間隔
ｄ２により決定される。そして、残りの電磁波は、誘電
体線路２を伝搬し、その先の配線基板５上のチョーク型
バイアス供給線路６に実装されたショットキーバリアダ
イオード４にて、ショットキーバリアダイオード４に順
方向にバイアス電圧をかけたときと逆方向に電圧をかけ
たときとで、位相が１８０°異なって反射される。反射
された電磁波は、再び誘電体線路２を伝搬し、先に空隙
３で一部反射した電磁波と合流する。この時、所望の周
波数で、ショットキーバリアダイオード４に順方向にバ
イアスをかけたときに打ち消し合い、逆方向にバイアス
をかけたときに強め合うように誘電体線路２の長さを設
定し、かつショットキーバリアダイオード４に順方向に
バイアスをかけたときの反射量と空隙３での反射量が同
じになるように空隙３の大きさを設定するのがよい。In the pulse modulator according to the present invention, the dielectric line 1
First, a part of the electromagnetic wave is reflected by the gap 3. The amount of reflection at this time is determined by the interval d2 of the gap 3. The remaining electromagnetic wave propagates through the dielectric line 2, and is forwardly transmitted to the Schottky barrier diode 4 by the Schottky barrier diode 4 mounted on the choke-type bias supply line 6 on the wiring board 5. When a bias voltage is applied and when a voltage is applied in the opposite direction, the phase is reflected by 180 °. The reflected electromagnetic wave propagates through the dielectric line 2 again and merges with the electromagnetic wave partially reflected by the gap 3. At this time, at a desired frequency, the length of the dielectric line 2 is set so as to cancel each other when the Schottky barrier diode 4 is biased in the forward direction, and to strengthen each other when the bias is applied in the reverse direction. The size of the air gap 3 is preferably set so that the amount of reflection when the Schottky barrier diode 4 is biased in the forward direction is equal to the amount of reflection in the air gap 3.
【００２５】例えば、周波数７６．５ＧＨｚの場合、誘
電体線路２の長さｄ１は、−１５ｄＢ程度のアイソレー
ション特性を得るには３．４〜３．８ｍｍ程度とするの
がよい。また、周波数７６．５ＧＨｚの場合、空隙３の
間隔ｄ２は、ショットキーバリアダイオード４から他の
誘電体線路２への高周波信号の反射量（−１１ｄＢ程
度）と空隙３から誘電体線路１への高周波信号の反射量
（−１０ｄＢ程度）とが略同じになるように設定するに
は、０．３〜０．５ｍｍ程度がよい。この範囲内であれ
ば、周波数７６．５ＧＨｚにおいてアイソレーション−
１５ｄＢ以上の良好な特性のパルス変調が得られる。For example, when the frequency is 76.5 GHz, the length d1 of the dielectric line 2 is preferably about 3.4 to 3.8 mm in order to obtain an isolation characteristic of about -15 dB. In the case of a frequency of 76.5 GHz, the gap d2 of the gap 3 is determined by the amount of reflection (about -11 dB) of the high-frequency signal from the Schottky barrier diode 4 to another dielectric line 2 and the gap d3 from the gap 3 to the dielectric line 1. In order to set the reflection amount of the high-frequency signal to be substantially the same (about -10 dB), it is preferable that the reflection amount is about 0.3 to 0.5 mm. Within this range, the isolation at the frequency of 76.5 GHz-
Pulse modulation with good characteristics of 15 dB or more can be obtained.
【００２６】このように、所望の周波数でショットキー
バリアダイオード４に順方向にバイアスをかけたとき
は、空隙３とショットキーバリアダイオード４の反射波
が打ち消し合い、電磁波は反射されない。一方、ショッ
トキーバリアダイオード４に逆方向にバイアスをかけた
ときは、空隙３とショットキーバリアダイオード４の反
射波が強め合い、電磁波はほぼ全反射され、良好なＡＳ
Ｋ変調が可能となる。As described above, when the Schottky barrier diode 4 is biased in the forward direction at a desired frequency, the air gap 3 and the reflected waves of the Schottky barrier diode 4 cancel each other out, and the electromagnetic wave is not reflected. On the other hand, when the Schottky barrier diode 4 is biased in the reverse direction, the air gap 3 and the reflected waves of the Schottky barrier diode 4 reinforce each other, the electromagnetic waves are almost totally reflected, and a good AS
K modulation becomes possible.
【００２７】本発明でいう高周波帯域は、数１０〜数１
００ＧＨｚ帯域のマイクロ波帯域およびミリ波帯域に相
当し、例えば３０ＧＨｚ以上、特に５０ＧＨｚ以上、更
には７０ＧＨｚ以上の高周波帯域が好適である。The high-frequency band referred to in the present invention is expressed by the following equation.
A high frequency band corresponding to the microwave band and the millimeter wave band of the 00 GHz band, for example, 30 GHz or more, particularly 50 GHz or more, and more preferably 70 GHz or more is suitable.
【００２８】本発明のＮＲＤガイド用の平行平板導体
は、高い電気伝導度および加工性等の点で、Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ（ステンレススチ
ール），真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等の導体板、あるいは
セラミックス，樹脂等から成る絶縁板の表面にこれらの
導体層を形成したものでもよい。The parallel plate conductor for an NRD guide according to the present invention is characterized in that Cu, A
A conductor plate of 1, Fe, Ag, Au, Pt, SUS (stainless steel), brass (Cu-Zn alloy), or the like, or an insulation plate made of ceramics, resin, or the like, on which the conductor layers are formed may be used. .
【００２９】また、本発明のパルス変調器が組み込まれ
るＮＲＤガイドは、高周波発生素子としてガンダイオー
ド等の高周波ダイオードを組み込むことによって、無線
ＬＡＮ，自動車のミリ波レーダ等に使用されるものであ
り、例えば自動車の周囲の障害物および他の自動車に対
しミリ波を照射し、反射波を元のミリ波と合成して中間
周波信号を得、この中間周波信号を分析することにより
障害物および他の自動車までの距離、それらの移動速度
等が測定できる。The NRD guide in which the pulse modulator of the present invention is incorporated is used for a wireless LAN, a millimeter wave radar of an automobile, etc. by incorporating a high frequency diode such as a Gunn diode as a high frequency generating element. For example, an obstacle around the automobile and other automobiles are irradiated with millimeter waves, and the reflected wave is combined with the original millimeter wave to obtain an intermediate frequency signal. The distance to the car, their moving speed, etc. can be measured.
【００３０】かくして、本発明のＮＲＤガイド用のパル
ス変調器は、誘電体線路と配線基板との間に空隙および
他の誘電体線路を設けたことにより、容易にインピーダ
ンス整合がとれ所望の周波数で良好なＡＳＫ変調を行う
ことが可能となる。Thus, in the pulse modulator for NRD guide of the present invention, since the gap and other dielectric lines are provided between the dielectric line and the wiring board, impedance matching can be easily achieved and a desired frequency can be obtained. Good ASK modulation can be performed.
【００３１】次に、本発明のミリ波送受信器としてのミ
リ波レーダーモジュールについて以下に説明する。図６
〜図８は本発明のミリ波レーダーモジュールについて示
すものであり、図６は送信アンテナと受信アンテナが一
体化されたものの平面図、図７は送信アンテナと受信ア
ンテナが独立したものの平面図、図８はミリ波信号発振
部の斜視図である。Next, a millimeter wave radar module as a millimeter wave transceiver according to the present invention will be described below. FIG.
8 show the millimeter wave radar module of the present invention, FIG. 6 is a plan view of an integrated transmitting antenna and receiving antenna, and FIG. 7 is a plan view of an independent transmitting antenna and receiving antenna. 8 is a perspective view of a millimeter wave signal oscillating unit.
【００３２】図６において、５１は本発明の一方の平行
平板導体（他方は省略する）、５２は第１の誘電体線路
５３の一端に設けられたミリ波信号発振部であり、送信
用のミリ波信号を出力する。In FIG. 6, reference numeral 51 denotes one parallel plate conductor of the present invention (the other is omitted), and reference numeral 52 denotes a millimeter-wave signal oscillating unit provided at one end of a first dielectric line 53 for transmitting. Outputs a millimeter wave signal.
【００３３】５３は、高周波発生素子としてのガンダイ
オード等の高周波ダイオードから出力された高周波信号
が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線
路、５４ａは第１の誘電体線路５３に続く第１のモード
サプレッサ、５５ａは、第１，第２，第３のモードサプ
レッサ５４ａ〜５４ｃとフェライト円板とから成る第１
のサーキュレータである。５６は、第１のサーキュレー
タ５５ａの第２のモードサプレッサ５４ｂの一端側に、
所定の空隙を開けて設けられた誘電体線路、５７は、誘
電体線路５６に接続されたショットキーバリアダイオー
ド（図示せず）が実装された配線基板（パルス変調用ス
イッチ）であり、本発明のパルス変調器を構成してい
る。モードサプレッサ５４ｃの他端には、第３，第４，
第５のモードサプレッサ５４ｃ〜５４ｅとフェライト円
板とから成る第２のサーキュレータ５５ｂがあり、第４
のモードサプレッサ５４ｄ（第３の誘電体線路）の他端
には、先端がテーパー状等とされた送受信アンテナ５８
が設けられている。Reference numeral 53 denotes a first dielectric line for transmitting a millimeter-wave signal obtained by modulating a high-frequency signal output from a high-frequency diode such as a Gunn diode as a high-frequency generation element, and reference numeral 54a denotes a first dielectric line 53. The subsequent first mode suppressor 55a is a first mode suppressor composed of first, second, and third mode suppressors 54a to 54c and a ferrite disk.
Circulator. 56 is provided on one end side of the second mode suppressor 54b of the first circulator 55a,
The dielectric line 57 provided with a predetermined gap is a wiring board (pulse modulation switch) on which a Schottky barrier diode (not shown) connected to the dielectric line 56 is mounted. Of the pulse modulator. At the other end of the mode suppressor 54c, the third, fourth, and fourth
There is a second circulator 55b composed of fifth mode suppressors 54c to 54e and a ferrite disk.
The transmitting / receiving antenna 58 having a tapered tip at the other end of the mode suppressor 54d (third dielectric line).
Is provided.
【００３４】なお、送受信アンテナ５８は、平行平板導
体５１に形成された貫通孔を通して高周波信号を入力ま
たは出力させ、平行平板導体５１の外面に貫通孔に接続
された金属導波管を介して設置されたホーンアンテナ等
であってもよい。The transmitting / receiving antenna 58 inputs or outputs a high-frequency signal through a through hole formed in the parallel plate conductor 51, and is installed on the outer surface of the parallel plate conductor 51 via a metal waveguide connected to the through hole. A horn antenna or the like may be used.
【００３５】本発明の第１のサーキュレータ５５ａは、
平行平板導体５１に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれミリ波信号の入
出力端とされた第１の接続部５５ａ１，第２の接続部５
５ａ２および第３の接続部５５ａ３を有し、一つの接続
部から入力されたミリ波信号をフェライト板の面内で時
計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力
させる構成のものである。なお、第２のサーキュレータ
５５ｂの場合、各接続部は、第１の接続部５５ｂ１，第
２の接続部５５ｂ２および第３の接続部５５ｂ３であ
る。The first circulator 55a of the present invention comprises:
A first connecting portion 55a1 and a second connecting portion 5 which are arranged at a predetermined interval on a peripheral portion of a ferrite plate provided in parallel with the parallel plate conductor 51 and serve as input / output terminals of a millimeter wave signal, respectively.
5a2 and a third connection portion 55a3, in which a millimeter wave signal input from one connection portion is output clockwise or counterclockwise from another adjacent connection portion in the plane of the ferrite plate. is there. In the case of the second circulator 55b, the connection portions are a first connection portion 55b1, a second connection portion 55b2, and a third connection portion 55b3.
【００３６】また５９は、送受信アンテナ５８で受信さ
れ第４のモードサプレッサ５４ｄを伝搬して第２のサー
キュレータ５５ｂの第５のモードサプレッサ５４ｅより
出力した受信波をミキサー６１側へ伝搬させる第４の誘
電体線路、６０は、第１の誘電体線路５３に一端側が電
磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体
線路５３に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキ
サー６１側へ伝搬させる第２の誘電体線路、６０ａは、
第２の誘電体線路６０のミキサー６１と反対側の一端部
に設けられた無反射終端部（ターミネータ）である。ま
た、図中Ｍ１は、第２の誘電体線路６０の中途と第４の
誘電体線路５９の中途を近接させて電磁結合させるかま
たは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波を混合
させて中間周波信号を発生させるミキサー部である。Reference numeral 59 denotes a fourth signal for transmitting the reception wave received by the transmission / reception antenna 58, transmitted through the fourth mode suppressor 54d, and output from the fifth mode suppressor 54e of the second circulator 55b to the mixer 61 side. The dielectric line 60 is disposed close to one end of the first dielectric line 53 so as to be electromagnetically coupled to the first dielectric line 53, or one end of the dielectric line 60 is joined to the first dielectric line 53, and a part of the millimeter wave signal is mixed by the mixer. The second dielectric line 60a to be propagated to the 61 side is:
A non-reflection terminal (terminator) provided at one end of the second dielectric line 60 opposite to the mixer 61. M1 in the figure is formed by bringing the middle of the second dielectric line 60 and the middle of the fourth dielectric line 59 close to each other and electromagnetically coupling or joining them. This is a mixer unit that generates an intermediate frequency signal by mixing.
【００３７】そして、これらの各種部品は、ミリ波信号
の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間
に設けられている。These various components are provided between parallel plate conductors arranged at an interval of one half or less of the wavelength of the millimeter wave signal.
【００３８】また、本発明のミリ波レーダーモジュール
の実施の形態の他の例として、送信アンテナと受信アン
テナを独立させた図７のタイプがある。同図において、
７１は本発明の一方の平行平板導体（他方は省略す
る）、７２は第１の誘電体線路７３の一端に設けられた
ミリ波信号発振部であり、送信用のミリ波信号を出力す
る。As another example of the embodiment of the millimeter wave radar module of the present invention, there is a type shown in FIG. 7 in which a transmitting antenna and a receiving antenna are independent. In the figure,
Reference numeral 71 denotes one parallel plate conductor of the present invention (the other is omitted), and reference numeral 72 denotes a millimeter-wave signal oscillating unit provided at one end of the first dielectric line 73, and outputs a millimeter-wave signal for transmission.
【００３９】７３は、高周波ダイオードから出力された
高周波信号が周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる
第１の誘電体線路、７４ａは、第１の誘電体線路７３に
続く第１のモードサプレッサ、７５は、第１，第２，第
３のモードサプレッサ７４ａ〜７４ｃと、フェライト円
板とから成るサーキュレータである。７６は、サーキュ
レータ７５の３のモードサプレッサ７４ｃの一端側に、
所定の空隙を開けて設けられた誘電体線路であり、７７
は誘電体線路７６に接続されたショットキーバリアダイ
オード（図示せず）が実装された配線基板があり、本発
明のパルス変調器を構成している。７８はサーキュレー
タ７５の第２のモードサプレッサ７４ｂに接続され、先
端がテーパー状等とされた送信アンテナである。Reference numeral 73 denotes a first dielectric line for transmitting a millimeter-wave signal obtained by frequency-modulating a high-frequency signal output from a high-frequency diode, 74a a first mode suppressor following the first dielectric line 73, A circulator 75 includes first, second, and third mode suppressors 74a to 74c and a ferrite disk. 76 is at one end of the three mode suppressors 74c of the circulator 75,
A dielectric line provided with a predetermined gap, 77
Is a wiring board on which a Schottky barrier diode (not shown) connected to the dielectric line 76 is mounted, and constitutes a pulse modulator of the present invention. A transmitting antenna 78 is connected to the second mode suppressor 74b of the circulator 75 and has a tapered tip or the like.
【００４０】なお、サーキュレータ７５は図６のものと
同様の構成であり、各接続部は、第１の接続部７５ａ，
第２の接続部７５ｂおよび第３の接続部７５ｃである。The circulator 75 has the same configuration as that shown in FIG. 6, and each connection section includes a first connection section 75a,
The second connection part 75b and the third connection part 75c.
【００４１】また７９は、第１の誘電体線路７３に一端
側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の
誘電体線路７３に一端が接合されて、ミリ波信号の一部
をミキサー８０側へ伝搬させる第２の誘電体線路、７９
ａは、第２の誘電体線路７９のミキサー８０と反対側の
一端部に設けられた無反射終端部である。８２は、受信
アンテナ８１で受信された受信波をミキサー８０側へ伝
搬させる第４の誘電体線路である。また、図中Ｍ２は、
第２の誘電体線路７９の中途と第４の誘電体線路８２の
中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて
成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周
波信号を発生させるミキサー部である。The reference numeral 79 designates one end of the millimeter wave signal which is disposed close to the first dielectric line 73 so as to be electromagnetically coupled to the first dielectric line 73 or one end of which is joined to the first dielectric line 73. A second dielectric line propagating to the 80 side, 79
“a” is a non-reflection termination provided at one end of the second dielectric line 79 on the side opposite to the mixer 80. Reference numeral 82 denotes a fourth dielectric line that propagates a reception wave received by the reception antenna 81 to the mixer 80 side. M2 in the figure is
The middle portion of the second dielectric line 79 and the middle portion of the fourth dielectric line 82 are electromagnetically coupled or joined to each other close to each other. This is a mixer section for generating a signal.
【００４２】なお、送信アンテナ７８および受信アンテ
ナ８１は、平行平板導体７１に形成された貫通孔を通し
て高周波信号を入力または出力させ、平行平板導体７１
の外面に貫通孔に接続された金属導波管を介して設置さ
れたホーンアンテナ等であってもよい。The transmitting antenna 78 and the receiving antenna 81 allow a high-frequency signal to be input or output through a through-hole formed in the parallel plate conductor 71, and
The antenna may be a horn antenna or the like installed on the outer surface of the device via a metal waveguide connected to the through hole.
【００４３】そして、これらの各種部品は、ミリ波信号
の空気中での波長であって使用周波数での波長の２分の
１以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられる。These various components are provided between parallel plate conductors which are arranged at intervals of less than half the wavelength of the millimeter wave signal in the air at the operating frequency.
【００４４】図６，図７のミリ波レーダーモジュール用
のミリ波信号発振部５２，７２を図８に示す。図８で、
９２はガンダイオード９３を設置（マウント）するため
の金属ブロック等の金属部材、９３はミリ波を発振する
高周波ダイオードの１種であるガンダイオード、９４
は、金属部材９２の一側面に設置され、ガンダイオード
９３にバイアス電圧を供給するとともに高周波信号の漏
れを防ぐローパスフィルタとして機能するチョーク型バ
イアス供給線路９４ａを形成した配線基板である。９５
は、チョーク型バイアス供給線路９４ａとガンダイオー
ド９３の上部導体とを接続する金属箔リボン等の帯状導
体、９６は、誘電体の基体に共振用の金属ストリップ線
路９６ａを設けた金属ストリップ共振器、９７は、金属
ストリップ共振器９６により共振した高周波信号をミリ
波信号発振部外へ導く誘電体線路である。この誘電体線
路９７が図６，図７の第１の誘電体線路５３，７３に相
当する。FIG. 8 shows the millimeter wave signal oscillating units 52 and 72 for the millimeter wave radar module shown in FIGS. In FIG.
Reference numeral 92 denotes a metal member such as a metal block for mounting (mounting) a gun diode 93; 93, a gun diode that is one type of high-frequency diode that oscillates millimeter waves;
Is a wiring board provided on one side surface of the metal member 92 and formed with a choke-type bias supply line 94a that functions as a low-pass filter that supplies a bias voltage to the Gunn diode 93 and prevents leakage of a high-frequency signal. 95
Is a band-shaped conductor such as a metal foil ribbon connecting the choke-type bias supply line 94a and the upper conductor of the Gunn diode 93; 96 is a metal strip resonator having a dielectric base provided with a metal strip line 96a for resonance; Reference numeral 97 denotes a dielectric line that guides a high-frequency signal resonated by the metal strip resonator 96 to the outside of the millimeter wave signal oscillation unit. This dielectric line 97 corresponds to the first dielectric lines 53 and 73 in FIGS.
【００４５】また、図６，図７のミリ波レーダーモジュ
ールはパルス方式であり、その動作原理は以下のような
ものである。ミリ波信号発振部より出力されたミリ波信
号は、本発明のパルス変調器において、変調信号入力用
のＭＯＤＩＮ端子に、パルス形状の電圧を入力すること
により、パルス変調がかけられる。そして、送受信アン
テナ５８，送信アンテナ７８より出力信号（送信波）を
放射した場合、送受信アンテナ５８，送信アンテナ７８
の前方にターゲットが存在すると、電波の伝搬速度の往
復分の時間差をともなって、反射波（受信波）が戻り、
ミキサー６１，８０の出力側のＩＦＯＵＴ端子にて出力
される。The millimeter wave radar module shown in FIGS. 6 and 7 is of a pulse system, and its operation principle is as follows. The millimeter-wave signal output from the millimeter-wave signal oscillating unit is pulse-modulated by inputting a pulse-shaped voltage to a MODIN terminal for inputting a modulation signal in the pulse modulator of the present invention. When an output signal (transmission wave) is radiated from the transmission / reception antenna 58 and the transmission antenna 78, the transmission / reception antenna 58 and the transmission antenna 78
If there is a target in front of, the reflected wave (received wave) returns with the time difference of the round trip of the propagation speed of the radio wave,
The signals are output from the IFOUT terminals on the output sides of the mixers 61 and 80.
【００４６】このＩＦＯＵＴ端子の出力の送信パルスの
遅延時間ｔより、Ｒ＝ｃｔ／２（ｃ：光速）という関係
式から距離Ｒを求めることができる。From the delay time t of the transmission pulse output from the IFOUT terminal, the distance R can be obtained from the relational expression of R = ct / 2 (c: speed of light).
【００４７】本発明のミリ波信号発振部において、チョ
ーク型バイアス供給線路９４ａおよび帯状導体９５の材
料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｐｄ，Ｐｔ等から成り、特にＣｕ，Ａｇが、電気伝
導度が良好であり、損失が小さく、発振出力が大きくな
るといった点で好ましい。In the millimeter-wave signal oscillating section of the present invention, the materials of the choke-type bias supply line 94a and the strip conductor 95 are Cu, Al, Au, Ag, W, Ti, Ni, C
Consisting of r, Pd, Pt, etc., Cu and Ag are particularly preferable in that they have good electrical conductivity, low loss, and high oscillation output.
【００４８】また、帯状導体９５は金属部材９２の表面
から所定間隔をあけて金属部材９２と電磁結合してお
り、チョーク型バイアス供給線路９４ａとガンダイオー
ド９３間に架け渡されている。即ち、帯状導体９５の一
端はチョーク型バイアス供給線路９４ａの一端に半田付
け等により接続され、帯状導体９５の他端はガンダイオ
ード９３の上部導体に半田付け等により接続されてお
り、帯状導体９５の接続部を除く中途部分は宙に浮いた
状態となっている。The strip conductor 95 is electromagnetically coupled to the metal member 92 at a predetermined distance from the surface of the metal member 92, and extends between the choke-type bias supply line 94 a and the Gunn diode 93. That is, one end of the strip-shaped conductor 95 is connected to one end of the choke-type bias supply line 94a by soldering or the like, and the other end of the strip-shaped conductor 95 is connected to the upper conductor of the gun diode 93 by soldering or the like. The middle part except for the connection part is floating in the air.
【００４９】そして、金属部材９２は、ガンダイオード
９３の電気的な接地（アース）を兼ねているため金属導
体であれば良く、その材料は金属（合金を含む）導体で
あれば特に限定するものではなく、真鍮（黄銅：Ｃｕ−
Ｚｎ合金），Ａｌ，Ｃｕ，ＳＵＳ（ステンレススチー
ル），Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等から成る。また金属部材９２
は、全体が金属から成る金属ブロック、セラミックスや
プラスチック等の絶縁基体の表面全体または部分的に金
属メッキしたもの、絶縁基体の表面全体または部分的に
導電性樹脂材料等をコートしたものであっても良い。Since the metal member 92 also serves as an electrical ground (earth) for the Gunn diode 93, the metal member 92 may be a metal conductor. Instead of brass (brass: Cu-
(Zn alloy), Al, Cu, SUS (stainless steel), Ag, Au, Pt, etc. The metal member 92
Is a metal block made entirely of metal, an insulated substrate such as ceramics or plastic, which is entirely or partially metal-plated, or an insulated substrate entirely or partially coated with a conductive resin material or the like. Is also good.
【００５０】かくして、本発明のミリ波送受信器として
のミリ波レーダーモジュールは、図６のものにおいて
は、ミリ波信号のパルス変調によるアイソレーション特
性が改善され、従ってミリ波レーダーモジュールに適用
した場合受信信号のノイズが低減してミリ波信号の伝送
特性に優れ、探知距離が増大するものとなる。また、図
７のものにおいては、ミリ波信号のパルス変調によるア
イソレーション特性が改善され、また送信用のミリ波信
号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することが
なく、その結果受信信号のノイズが低減してミリ波信号
の伝送特性に優れ、さらに探知距離が増大するものとな
る。Thus, the millimeter-wave radar module as the millimeter-wave transceiver of the present invention has improved isolation characteristics due to the pulse modulation of the millimeter-wave signal in FIG. The noise of the received signal is reduced, the transmission characteristics of the millimeter wave signal are excellent, and the detection distance is increased. Further, in the configuration shown in FIG. 7, the isolation characteristic by the pulse modulation of the millimeter wave signal is improved, and the millimeter wave signal for transmission is not mixed into the mixer via the circulator. As a result, the noise of the reception signal is reduced. As a result, the transmission characteristics of the millimeter wave signal are improved and the detection distance is further increased.
【００５１】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変更を行うことは何等差し支えない。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
【００５２】[0052]
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００５３】（実施例）図１のＮＲＤガイド用のパルス
変調器を以下のようにして構成した。平行平板導体とし
て厚さ６ｍｍの２枚のＡｌ板を１．８ｍｍの間隔で配置
し、それらの間に、断面形状が１．８ｍｍ（高さ）×
０．８ｍｍ（幅）の矩形状であり、比誘電率４．８のコ
ーディライトセラミックスから成る誘電体線路１を配置
した。さらに、その一端側に０．４ｍｍの空隙３を開け
て、断面形状が１．８ｍｍ（高さ）×０．８ｍｍ（幅）
の矩形状で長さが３．６ｍｍであり、比誘電率４．８の
コーディライトセラミックスから成る誘電体線路２を配
置した。(Embodiment) The pulse modulator for NRD guide of FIG. 1 was constructed as follows. Two Al plates having a thickness of 6 mm are arranged at intervals of 1.8 mm as parallel plate conductors, and the cross-sectional shape is 1.8 mm (height) × between them.
A dielectric line 1 made of cordierite ceramics having a rectangular shape of 0.8 mm (width) and a relative dielectric constant of 4.8 was arranged. Further, a gap 3 of 0.4 mm is opened on one end side, and the sectional shape is 1.8 mm (height) × 0.8 mm (width).
A dielectric line 2 made of cordierite ceramics having a rectangular shape having a length of 3.6 mm and a relative dielectric constant of 4.8 was arranged.
【００５４】そして、誘電体線路２の空隙３と反対側の
端面に、厚さ０．２ｍｍのガラスエポキシ樹脂からなる
配線基板５を配置した。この配線基板５の裏面（誘電体
線路２と反対側の面）にはチョーク型バイアス供給線路
６がプリントされており、チョーク型バイアス供給線路
６の幅の広い線路と幅の狭い線路について、幅の広い線
路部の長さはλ／４＝０．７ｍｍ（誘電体基板上では短
波長化する）、幅の狭い線路部の長さはλ／４＝０．７
ｍｍであり、幅の広い線路部の幅は１．５ｍｍ、幅の狭
い線路部の幅は０．２ｍｍであった。そして、チョーク
型バイアス供給線路６の途中にはビームリードタイプの
ショットキーバリアダイオード４をはんだ付けで実装し
た。Then, a wiring board 5 made of glass epoxy resin and having a thickness of 0.2 mm was arranged on the end face of the dielectric line 2 opposite to the gap 3. A choke-type bias supply line 6 is printed on the back surface of the wiring board 5 (the surface opposite to the dielectric line 2). The length of the wide line portion is λ / 4 = 0.7 mm (the wavelength is shortened on the dielectric substrate), and the length of the narrow line portion is λ / 4 = 0.7 mm.
mm, the width of the wide line portion was 1.5 mm, and the width of the narrow line portion was 0.2 mm. A beam lead type Schottky barrier diode 4 was mounted in the middle of the choke type bias supply line 6 by soldering.
【００５５】また、空隙３の間隔は、ショットキーバリ
アダイオード４から誘電体線路２への高周波信号（７
６．５ＧＨｚ）の反射量（−１１ｄＢ）と空隙３から誘
電体線路１への高周波信号（７６．５ＧＨｚ）の反射量
（−１１ｄＢ）とが略同じになるように、０．４ｍｍに
設定した。The interval between the air gaps 3 depends on the frequency of the high-frequency signal (7) from the Schottky barrier diode 4 to the dielectric line 2.
It was set to 0.4 mm so that the reflection amount (-11 dB) of 6.5 GHz) and the reflection amount (-11 dB) of the high-frequency signal (76.5 GHz) from the gap 3 to the dielectric line 1 were substantially the same. .
【００５６】上記構成のパルス変調器について、ネット
ワークアナライザを用いて７５〜８０ＧＨｚの高周波帯
域で、ショットキーバリアダイオード４に順方向にバイ
アス電圧をかけた場合（高周波信号は反射されず出力さ
れない：ｏｆｆ）と逆方向にバイアスをかけた場合（高
周波信号は反射されて出力される：ｏｎ）の高周波信号
の反射特性を測定した結果を図５に示す。When a bias voltage is applied to the Schottky barrier diode 4 in the forward direction in a high frequency band of 75 to 80 GHz using a network analyzer with respect to the pulse modulator having the above configuration (the high frequency signal is not reflected and output: off). FIG. 5 shows the measurement results of the reflection characteristics of the high-frequency signal when a bias is applied in a direction opposite to that of the high-frequency signal (high-frequency signal is reflected and output: on).
【００５７】本実施例は７６．５ＧＨｚ±０．３ＧＨｚ
を目的の周波数帯域としており、図５よりこの周波数帯
域でのｏｎ時の透過特性は−１〜−２ｄＢ程度と非常に
損失が小さく、また、ｏｎ時とｏｆｆ時のアイソレーシ
ョン特性はこの周波数帯域の全域にわたって−１５ｄＢ
以上であり、最も高い部分では−４５ｄＢ程度と非常に
良好な特性であった。さらに、この最もアイソレーショ
ン特性が高い部分の周波数は、所望の７６．５ＧＨｚで
あり、この周波数において整合が最もとれており、効率
良くＡＳＫ変調が行われていることがわかった。In this embodiment, 76.5 GHz ± 0.3 GHz
As shown in FIG. 5, the transmission characteristic at the time of on in this frequency band is very small, about −1 to −2 dB, and the isolation characteristic at the time of on and off is the frequency band. -15dB over the entire area of
As described above, the highest portion had very good characteristics of about -45 dB. Further, the frequency of the portion having the highest isolation characteristic is the desired 76.5 GHz, and it was found that matching was best at this frequency and ASK modulation was performed efficiently.
【００５８】[0058]
【発明の効果】本発明のパルス変調器は、高周波信号の
波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間
に、高周波信号を伝搬させる誘電体線路と、その誘電体
線路の一端側に空隙および他の誘電体線路を介して、配
線基板上のチョーク型バイアス供給線路の中途にショッ
トキーバリアダイオードが接続されているとともにショ
ットキーバリアダイオードのバイアス電圧印加方向がＬ
ＳＭモードの電磁波の電界方向に合致するように設置さ
れているパルス変調用スイッチとを具備したことによ
り、所望の周波数で動作させるためのインピーダンスの
整合を、空隙と他の誘電体線路の長さで行っているた
め、従来のような誘電体シートや配線基板の裏面の誘電
体線路が不要となり、部品点数が削減され、組立再現性
が向上する。また、所望の周波数で動作させるためのイ
ンピーダンスの整合が容易になり、パルス変調器の良好
な特性が再現性良く安定して得られる。従って、信頼性
の高いパルス変調器を生産性良く製造できる。According to the pulse modulator of the present invention, a dielectric line for transmitting a high-frequency signal between parallel plate conductors arranged at an interval of one half or less of a wavelength of a high-frequency signal, and one end of the dielectric line A Schottky barrier diode is connected to the middle of the choke-type bias supply line on the wiring substrate via a gap and another dielectric line on the side, and the bias voltage application direction of the Schottky barrier diode is L.
By providing a pulse modulation switch installed so as to match the direction of the electric field of the SM mode electromagnetic wave, impedance matching for operating at a desired frequency can be performed by adjusting the gap and the length of other dielectric lines. This eliminates the need for a dielectric sheet or a dielectric line on the back surface of a wiring board as in the conventional case, reducing the number of components and improving the assembly reproducibility. Further, impedance matching for operating at a desired frequency becomes easy, and good characteristics of the pulse modulator can be stably obtained with good reproducibility. Therefore, a highly reliable pulse modulator can be manufactured with high productivity.
【００５９】本発明において、好ましくは空隙の間隔
が、ショットキーバリアダイオードに順方向にバイアス
電圧を印加したときのショットキーバリアダイオードか
ら他の誘電体線路への高周波信号の反射量と空隙から誘
電体線路への高周波信号の反射量とが略同じになるよう
に設定されていることにより、パルス変調器のＯＮ時と
ＯＦＦ時の高周波信号の反射量の差が最も大きくなり、
パルス変調器のアイソレーション特性がより良好になる
という作用効果がある。In the present invention, preferably, the space between the gaps is determined by the amount of reflection of a high-frequency signal from the Schottky barrier diode to another dielectric line when a bias voltage is applied to the Schottky barrier diode in the forward direction and the gap from the gap. By setting the amount of reflection of the high-frequency signal to the body line to be substantially the same, the difference between the amount of reflection of the high-frequency signal when the pulse modulator is ON and the amount of reflection of the high-frequency signal when the pulse modulator is OFF is the largest.
There is an operational effect that the isolation characteristics of the pulse modulator become better.
【００６０】また、本発明の送受信アンテナを有するミ
リ波送受信器は、本発明のパルス変調器を用いることに
より、ミリ波信号のパルス変調によるアイソレーション
特性が改善され、従ってミリ波レーダー等に適用した場
合受信信号のノイズが低減してミリ波信号の伝送特性に
優れ、探知距離が増大するものとなる。また、本発明の
送信アンテナと受信アンテナが独立したミリ波送受信器
は、本発明のパルス変調器を用いることにより、ミリ波
信号のパルス変調によるアイソレーション特性が改善さ
れ、また送信用のミリ波信号がサーキュレータを介して
ミキサーへ混入することがなく、その結果さらに受信信
号のノイズが低減してミリ波信号の伝送特性に優れ、探
知距離がさらに増大するものとなる。Further, in the millimeter wave transceiver having the transmitting / receiving antenna of the present invention, by using the pulse modulator of the present invention, the isolation characteristic by the pulse modulation of the millimeter wave signal is improved, so that it is applicable to a millimeter wave radar or the like. In this case, the noise of the received signal is reduced, the transmission characteristics of the millimeter wave signal are excellent, and the detection distance is increased. Further, the millimeter-wave transceiver in which the transmitting antenna and the receiving antenna of the present invention are independent can use the pulse modulator of the present invention to improve the isolation characteristics due to the pulse modulation of the millimeter wave signal, and to transmit the millimeter wave for transmission. The signal does not mix into the mixer via the circulator. As a result, the noise of the received signal is further reduced, the transmission characteristics of the millimeter wave signal are excellent, and the detection distance is further increased.
【図１】（ａ）は本発明のＮＲＤガイド用のパルス変調
器について実施の形態の例を示す斜視図、（ｂ）は
（ａ）のパルス変調器を上方から見たときの平面図であ
る。FIG. 1A is a perspective view showing an example of an embodiment of a pulse modulator for an NRD guide of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of the pulse modulator of FIG. is there.
【図２】本発明のパルス変調器に用いられるショットキ
ーバリアダイオードを設けた配線基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a wiring board provided with a Schottky barrier diode used in the pulse modulator of the present invention.
【図３】本発明のＮＲＤガイドの基本構成を示し、内部
を一部透視したものの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the basic configuration of the NRD guide of the present invention, with a part of the inside being seen through.
【図４】（ａ）は従来のＮＲＤガイド用のパルス変調器
の斜視図、（ｂ）は（ａ）のパルス変調器を上方から見
たときの平面図である。FIG. 4A is a perspective view of a conventional NRD guide pulse modulator, and FIG. 4B is a plan view of the pulse modulator of FIG.
【図５】本発明のパルス変調器について高周波信号の反
射特性を測定した結果のグラフである。FIG. 5 is a graph showing the result of measuring the reflection characteristics of a high-frequency signal for the pulse modulator of the present invention.
【図６】本発明のミリ波送受信器としてのミリ波レーダ
ーモジュールについて実施の形態の例を示す平面図であ
る。FIG. 6 is a plan view showing an example of an embodiment of a millimeter wave radar module as a millimeter wave transceiver according to the present invention.
【図７】本発明のミリ波送受信器としてのミリ波レーダ
ーモジュールについて実施の形態の他の例を示す平面図
である。FIG. 7 is a plan view showing another example of the embodiment of the millimeter wave radar module as the millimeter wave transceiver of the present invention.
【図８】本発明のミリ波レーダーモジュール用のミリ波
信号発振部の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a millimeter wave signal oscillating unit for a millimeter wave radar module according to the present invention.
１：誘電体線路 ２：他の誘電体線路 ３：空隙 ４：ショットキーバリアダイオード ５：配線基板 ６：チョーク型バイアス供給線路 1: dielectric line 2: other dielectric line 3: air gap 4: Schottky barrier diode 5: wiring board 6: choke-type bias supply line
Claims (4)
で配置した平行平板導体間に、前記高周波信号を伝搬さ
せる誘電体線路と、該誘電体線路の一端側に空隙および
他の誘電体線路を介して、配線基板上のチョーク型バイ
アス供給線路の中途にショットキーバリアダイオードが
接続されているとともに該ショットキーバリアダイオー
ドのバイアス電圧印加方向がＬＳＭモードの電磁波の電
界方向に合致するように設置されているパルス変調用ス
イッチとを具備したことを特徴とする非放射性誘電体線
路用のパルス変調器。1. A dielectric line for transmitting a high-frequency signal between parallel plate conductors arranged at an interval of one-half or less of a wavelength of a high-frequency signal, and a gap and another dielectric at one end of the dielectric line. A Schottky barrier diode is connected to the middle of the choke-type bias supply line on the wiring board via the body line, and the direction of bias voltage application of the Schottky barrier diode matches the direction of the electric field of the electromagnetic wave in the LSM mode. A pulse modulator for a non-radiative dielectric line, comprising: a pulse modulation switch provided in the pulse modulator.
リアダイオードに順方向にバイアス電圧を印加したとき
の前記ショットキーバリアダイオードから前記他の誘電
体線路への高周波信号の反射量と前記空隙から前記誘電
体線路への高周波信号の反射量とが略同じになるように
設定されていることを特徴とする請求項１記載の非放射
性誘電体線路用のパルス変調器。2. A gap between the gap and an amount of reflection of a high-frequency signal from the Schottky barrier diode to the other dielectric line when a bias voltage is applied to the Schottky barrier diode in a forward direction. 2. The pulse modulator for a non-radiative dielectric line according to claim 1, wherein the amount of reflection of the high-frequency signal on the dielectric line is set to be substantially the same.
下の間隔で配置した平行平板導体間に、 高周波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる
第１の誘電体線路と、 該第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子か
ら出力された送信用のミリ波信号を前記第１の誘電体線
路中へ伝搬させるミリ波信号発振部と、 前記第１の誘電体線路に、一端側が電磁結合するように
近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が
接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬
させる第２の誘電体線路と、 前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号
の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および
第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された
前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは
反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキ
ュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波
信号の出力端に前記第１の接続部が接続される第１のサ
ーキュレータと、 前記サーキュレータと同構成であって、前記第１のサー
キュレータの前記第３の接続部に第１の接続部が接続さ
れる第２のサーキュレータと、 該第２のサーキュレータの第２の接続部に接続され、前
記ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アン
テナを有する第３の誘電体線路と、 前記送受信アンテナで受信され前記第３の誘電体線路を
伝搬して前記第２のサーキュレータの前記第３の接続部
より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第４の誘
電体線路と、 前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途を近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成
り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波
信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受信
器において、 前記第１のサーキュレータの第２の接続部に、請求項１
または請求項２記載のパルス変調器が設けられているこ
とを特徴とするミリ波送受信器。3. A first dielectric line for transmitting a millimeter-wave signal output from a high-frequency generating element between parallel plate conductors arranged at an interval equal to or less than half the wavelength of a millimeter-wave signal for transmission. A millimeter-wave signal oscillating unit attached to the first dielectric line, for transmitting a transmission millimeter-wave signal output from the high-frequency generation element into the first dielectric line; A second dielectric line that is disposed close to the body line so that one end side is electromagnetically coupled or one end is joined to the first dielectric line to propagate a part of the millimeter wave signal to the mixer side; A first connection portion, a second connection portion, and a second connection portion which are arranged at predetermined intervals on a peripheral portion of a ferrite plate provided in parallel with the parallel plate conductor and serve as input / output terminals of the millimeter wave signal, respectively. 3 connections, and input from one said connection. A circulator for outputting the millimeter-wave signal from another adjacent connection part clockwise or counterclockwise in the plane of the ferrite plate, wherein the output terminal of the first dielectric line has the millimeter-wave signal. A first circulator to which a first connection portion is connected; and a second circulator having the same configuration as the circulator, wherein a first connection portion is connected to the third connection portion of the first circulator. A third dielectric line connected to a second connection portion of the second circulator for transmitting the millimeter wave signal and having a transmitting / receiving antenna at a tip end; and a third dielectric line received by the transmitting / receiving antenna. A fourth dielectric line that propagates a reception wave output from the third connection portion of the second circulator through the dielectric line and propagates to the mixer side; And a mixer unit that is electromagnetically coupled or joined by bringing the middle of the fourth dielectric line close to the middle of the fourth dielectric line, and that mixes a part of the millimeter wave signal and the received wave to generate an intermediate frequency signal. In the provided millimeter wave transceiver, a second connection part of the first circulator is provided.
A millimeter-wave transceiver comprising the pulse modulator according to claim 2.
下の間隔で配置した平行平板導体間に、 高周波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる
第１の誘電体線路と、 該第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子か
ら出力された送信用のミリ波信号を前記第１の誘電体線
路中へ伝搬させるミリ波信号発振部と、 前記第１の誘電体線路に、一端側が電磁結合するように
近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が
接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬
させる第２の誘電体線路と、 前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号
の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および
第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された
前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは
反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキ
ュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波
信号の出力端に前記第１の接続部が接続されるサーキュ
レータと、 該サーキュレータの前記第２の接続部に接続され、前記
ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナ
を有する第３の誘電体線路と、 先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けら
れた第４の誘電体線路と、 前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて
成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周
波信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受
信器において、 前記サーキュレータの前記第３の接続部に、請求項１ま
たは請求項２記載のパルス変調器が設けられていること
を特徴とするミリ波送受信器。4. A first dielectric line for transmitting a millimeter-wave signal output from a high-frequency generation element between parallel plate conductors arranged at an interval equal to or less than half the wavelength of a millimeter-wave signal for transmission. A millimeter-wave signal oscillating unit attached to the first dielectric line, for transmitting a transmission millimeter-wave signal output from the high-frequency generation element into the first dielectric line; A second dielectric line that is disposed close to the body line so that one end side is electromagnetically coupled or one end is joined to the first dielectric line to propagate a part of the millimeter wave signal to the mixer side; A first connection portion, a second connection portion, and a second connection portion which are arranged at predetermined intervals on a peripheral portion of a ferrite plate provided in parallel with the parallel plate conductor and serve as input / output terminals of the millimeter wave signal, respectively. 3 connections, and input from one said connection. A circulator for outputting the millimeter-wave signal from another adjacent connection part clockwise or counterclockwise in the plane of the ferrite plate, wherein the output terminal of the first dielectric line has the millimeter-wave signal. A circulator to which a first connection portion is connected; a third dielectric line connected to the second connection portion of the circulator, which propagates the millimeter wave signal and has a transmission antenna at a distal end; A receiving antenna, a fourth dielectric line provided with a mixer at the other end, and a middle part of the second dielectric line and a middle part of the fourth dielectric line to be electromagnetically coupled to each other. Or a mixer unit that is formed by joining and mixing a part of the millimeter wave signal and the received wave to generate an intermediate frequency signal, wherein the third connection of the circulator is provided. A millimeter wave transceiver, characterized in that claim 1 or claim 2, wherein the pulse modulator is provided.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001161506A JP3652275B2 (en) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | Pulse modulator for non-radiative dielectric lines and millimeter wave transceiver using the same |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002353710A true JP2002353710A (en) | 2002-12-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP3652275B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005274331A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Kyocera Corp | High frequency transceiver, radar system provided therewith, vehicle mounted with radar system, and small vessel mounted with radar system |
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