DE10040957A1 - Hochfrequenzdiodenoszillator und Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen - Google Patents

Hochfrequenzdiodenoszillator und Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen

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    • H03B9/00—Generation of oscillations using transit-time effects
    • H03B9/12—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices
    • H03B9/14—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance

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Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anordnung eines Metallbauteils zum Befestigen einer Hochfrequenzdiode und eines dielektrischen Streifens zu erleichtern und dadurch die Steuerung der Schwingungsmerkmale und die Bearbeitbarkeit bei der Herstellung außergewöhnlich zu verbessern. Die Erfindung schafft einen Gunn-Dioden-Oszillator, der zwischen parallelen Plattenleitern (1, 1), die unter einem Abstand gleich der halben Wellenlänge l der Hochfrequenzsignale oder weniger angebracht sind, ein Metallbauteil (2), das mit einer Gunn-Dioden-Vorrichtung (3) versehen ist, die oszillierend Hochfrequenzsignale erzeugt, einen drosselartigen Vorspannungszuführerstreifen (4a), der durch das abwechselnde Bilden von breiten Streifen und engen Streifen hergestellt ist und der eine Vorspannung an die Gunn-Dioden-Vorrichtung (3) liefert, und einen Streifenleiter (5), der den drosselartigen Vorspannungszuführstreifen (4a) mit der Gunn-Dioden-Vorrichtung (3) linear verbindet, enthält, wobei er ferner einen dielektrischen Streifen (7), der sich in der Nähe der Gunn-Dioden-Vorrichtung (3) befindet und der die Hochfrequenzsignale empfängt und weiterleitet, in der Nähe der Gunn-Dioden-Vorrichtung (3) enthält, wobei die Perioden der breiten Streifen und der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens (4a) jeweils auf etwa l/4 gesetzt sind, wobei die Länge des Streifenleiters (5) auf etwa {(3/4) + n}l gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzdiodenoszilla­ tor, der ein Hochfrequenzoszillator wie etwa ein Gunn-Dioden-Oszillator ist, der z. B. in eine Hochfrequenzschaltung wie etwa eine integrierte Millimeter­ wellenschaltung eingebaut ist und in dem ein nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter verwendet wird, außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen, die mit diesem Hochfrequenzdiodenoszillator ausgerüstet ist.
2. Beschreibung der verwandten Technik
In Fig. 31 ist ein herkömmlicher Gunn-Dioden-Oszillator gezeigt. In Fig. 31 bezeichnet das Bezugszeichen 201 ein Paar paralleler Plattenleiter. Durch das Setzen eines Abstandes z zwischen den Leitern auf z ≦ λ/2 wird ein sogenann­ ter nichtstrahlender dielektrischer Wellenleiter (der im folgenden als ein NRD- Leiter bezeichnet wird) konfiguriert, der verhindert, daß Rauschen von außerhalb in einen dielektrischen Streifen 207 eintritt, und der verhindert, daß Hochfrequenzsignale nach außen abgestrahlt werden und dadurch Signale übertragen. Hierin stellt λ die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle (des Hochfrequenzsignals) dar, die sich in der Luft bei einer verwendeten Frequenz ausbreitet.
Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 202 ein beinahe rechteckiges Parallel­ epiped-Metallbauteil, wie z. B. einen Metallblock, zum Befestigen einer Gunn- Dioden-Vorrichtung, das Bezugszeichen 203 bezeichnet eine Gunn-Dioden- Vorrichtung, die ein Typ einer Mikrowellendiode zum oszillierenden Erzeugen von Mikrowellen ist, das Bezugszeichen 204 bezeichnet eine Verdrahtungs­ platte, die an einer Seitenfläche des Metallbauteils 202 befestigt ist und die mit einem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 204a zum Zuführen einer Vorspannung zu der Gunn-Dioden-Vorrichtung 203 versehen ist und der als ein Tiefpaßfilter zum Verhindern der Ableitung von Hochfrequenzsignalen arbeitet, das Bezugszeichen 205 bezeichnet einen Streifenleiter, wie z. B. ein Metallfolienband, der den drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 204a und den oberen Leiter der Gunn-Dioden-Vorrichtung 203 verbindet, das Bezugszeichen 206 bezeichnet einen Metallstreifenresonator, der durch das Anordnen einer in Resonanz tretenden Metallstreifenleitung 206a auf einer dielektrischen Basis hergestellt ist, und das Bezugszeichen 207 bezeichnet einen dielektrischen Streifen, der die durch den Metallstreifenresonator 206 durch Resonanz erzeugten Hochfrequenzsignale nach außen überträgt. In Fig. 31 ist der obere der parallelen Plattenleiter 201 teilweise abgeschnitten, um dessen Inneres zu zeigen.
In dem NRD-Leitertyp des Gunn-Dioden-Oszillators nach Fig. 31 ist das mit der Gunn-Dioden-Vorrichtung 203 verbundene Metallbauteil 202 zwischen dem Paar paralleler Plattenleiter 201 angeordnet. Die Hochfrequenzsignale (die elektromagnetischen Wellen), wie z. B. die von der Gunn-Dioden- Vorrichtung 202 oszillierend erzeugten Mikrowellen, werden über den Metallstreifenresonator 206 mit der Metallstreifenleitung 206a zu dem dielektrischen Streifen 207 herausgeleitet.
Dann ist, wie in Fig. 32 gezeigt ist, in dem drosselartigen Vorspannungszu­ führstreifen 204a eine Drossel gebildet, in der die räumliche Periode (die Länge von einem) der breiten Streifen bzw. die räumliche Periode (die Länge von einem) der schmalen Streifen mit einer Periode von ungefähr λ/4 wieder­ holt sind. Ferner ist außerdem die Länge des Streifenleiters 205 auf ungefähr λ/4 gesetzt, wobei der Streifenleiter 205 als ein Teil eines Tiefpaßfilters arbeitet.
Der herkömmliche Gunn-Dioden-Oszillator ist jedoch so konfiguriert, daß der Metallstreifenresonator 206, das Metallbauteil 202 zum Befestigen der Gunn- Dioden-Vorrichtung 203 und der dielektrische Streifen 207 einzeln registriert sind, wobei sie zwischen die parallelen Plattenleiter 201, 201 eingefügt sind. Aus diesem Grund ändert sich die Position des Metallstreifenresonators 206, verursacht durch die Schwingung und sein Gewicht, in dem Fall, in dem die Verarbeitungsgenauigkeit des Metallstreifenresonators 206 niedrig ist, wobei die Ausbreitungscharakteristiken für den dielektrischen Streifen 207 in dem Fall verschlechtert sind, in dem der Resonator nicht genau registriert ist. Das heißt, der herkömmliche Gunn-Dioden-Oszillator besitzt das Problem, daß die Verarbeitungsgenauigkeit und die Positionierungsgenauigkeit des Metallstrei­ fenresonators 206 gesteuert werden müssen, daß die Bearbeitbarkeit bei der Herstellung schlecht ist und daß deshalb der Oszillator für die Massenproduk­ tion nicht geeignet ist.
In Fig. 31 und 32 ist der Streifen 204a der Verdrahtungsplatte 204 diagonal schraffiert, so daß die Konfiguration deutlich gezeigt ist. Dies trifft auf die andern, der Beschreibung dieser Anmeldung beigefügten Figuren zu.
Fig. 33 ist eine perspektivische teilweise Schnittansicht des weiteren Standes der Technik. Dieser Stand der Technik nach Fig. 33 ist dem Stand der Technik ähnlich, der in Fig. 31 und 32 gezeigt ist, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Ein dielektrischer Streifen 207, der in der Nähe einer Gunn-Diode 203 angeordnet ist, hat die Aufgabe, die Hochfrequenzsignale zu empfangen und nach außen weiterzuleiten. Ein Streifenleiter 205 ist zwischen einem drosselartigen Vorspannungszuführstrei­ fen 204a und der Gunn-Diode 203 gespannt, wobei er in einem vorgegebenen Abstand von der Oberfläche eines Metallbauteils 202 entfernt angeordnet ist. Ein quadratischer stabförmiger dielektrischer Chip 308 ist dicht an einem Streifenleiter 205 angeordnet, damit er mit diesem elektromagnetisch verbun­ den ist, wodurch es möglich gemacht wird, die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzsignale zu steuern.
Der Stand der Technik, wie er in Fig. 33 gezeigt ist, besitzt außerdem das gleiche Problem wie der Stand der Technik, der in Fig. 31 und 32 gezeigt ist.
Fig. 34 ist eine perspektivische teilweise Schnittansicht eines noch weiteren Standes der Technik, während Fig. 35 eine perspektivische Ansicht ist, die die Konfiguration des Teils des Standes der Technik zeigt, wie er in Fig. 34 gezeigt ist. Dieser Stand der Technik, wie er in Fig. 34 und 35 gezeigt ist, ist dem Stand der Technik ähnlich, der in Fig. 31-33 gezeigt ist, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Im besonderen ist im Stand der Technik nach Fig. 34 und 35 eine Verdrahtungsplatte 208 mit einer Varaktordiode 210 versehen, die die Frequenzmodulierungsdiode ist, wobei ein Typ einer Diode mit variabler Kapazität auf einem Mittenbereich eines dielektrischen Streifens 207 angebracht ist. Eine Vorspannungsanleg­ richtung B der Varaktordiode 210 ist auf eine Richtung gesetzt, die zu einer Ausbreitungsrichtung D der Hochfrequenzsignale im dielektrischen Streifen 207 senkrecht und zu den Hauptflächen der parallelen Plattenleiter 201 parallel ist. Die Vorspannungsanlegrichtung B stimmt mit einer Richtung E des elektrischen Feldes der LSM01-Mode der Hochfrequenzsignale überein, die sich im dielektrischen Streifen 207 ausbreitet. Durch die elektromagnetische Kopplung der Hochfrequenzsignale und der Varaktordiode 210 und das Steuern der Vorspannung, um die Kapazität der Varaktordiode 210 zu ändern, ist es mit diesem möglich, die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzsignale zu steuern. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 209 eine dielektrische Platte mit einer hohen relativen Dielektrizitätskonstanten zum Anpassen der Impe­ danz der Varaktordiode 210 und derjenigen des dielektrischen Streifens 207. In Fig. 34 ist der obere der parallelen Plattenleiter 201 teilweise abgeschnitten, um dessen Inneres zu zeigen.
Ferner ist, wie in Fig. 35 gezeigt ist, ein zweiter drosselartiger Vorspannungs­ zuführstreifen 212 auf einer Hauptfläche der Verdrahtungsplatte 208 gebildet, wobei eine Beam-Lead-Varaktordiode 210 in einem Mittenbereich des zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifens 212 angeordnet ist. An einem Verbindungsbereich des zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 212 zu der Varaktordiode 210 ist eine Elektrode 211 gebildet.
Dann werden die von einer Gunn-Diode 203 oszillierend erzeugten Hochfre­ quenzsignale durch einen Metallstreifenresonator 206 zu dem dielektrischen Streifen 207 herausgeleitet. Anschließend werden die Hochfrequenzsignale teilweise an der Varaktordiode 210 reflektiert, wobei sie zu der Gunn-Diode 203 zurückgeführt werden. Da sich die Reflexionssignale zusammen mit der Kapazität der Varaktordiode 210 ändern, ändert sich die Schwingungsfre­ quenz.
In dem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 204a sind abwechselnd breite Streifen und schmale Streifen gebildet, um eine Drossel zu konstruieren, bei der die Länge eines breiten Streifens bzw. die Länge eines schmalen Streifens ungefähr λ/4 betragen. Ferner ist außerdem die Länge eines Strei­ fenleiters 205 auf ungefähr λ/4 gesetzt, wobei der Streifenleiter 205 als Teil eines Tiefpaßfilters arbeitet.
Dieser herkömmliche Gunn-Dioden-Oszillator ist jedoch so konfiguriert, daß die Hochfrequenzsignale durch die Verdrahtungsplatte 208 gehen, die mit der Varaktordiode 210 verbunden ist, wobei er deshalb ein derartiges Problem besitzt, daß die Ausgabe der Hochfrequenzsignale abnimmt. Obwohl es notwendig ist, die Einfügeposition der Varaktordiode 210 zu ändern, um die Frequenzmodulationsbreite der Hochfrequenzsignale einzustellen, ist es ferner schwierig, die Frequenzmodulationsbreite durch das Einstellen der Position zu steuern. Deshalb kann die Frequenzmodulationsbreite nicht mühelos gesteuert werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Deshalb wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, einen Hochfrequenzdiodenoszillator zu schaffen, bei dem die Schwierigkeit bei der Verarbeitung und Positionierung von Teilen vermindert werden kann, die Verarbeitungsgenauigkeit und die Positionierungsgenauigkeit können nämlich leicht gesteuert werden, wobei eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit bei der Herstellung und dem Zusammenbau erreicht werden kann.
Die Erfindung wurde mit Rücksicht auf die obigen Umstände abgeschlossen, wobei es eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, einen verkleinerten Hochfre­ quenzdiodenoszillator zu schaffen, in dem durch das Anordnen eines aus einem Dielektrikum oder einem Metall hergestellten Frequenzeinstellungs­ bauteils, so daß die Feineinstellung der Position mühelos und mit einer hohen Reproduzierbarkeit ausgeführt wird, die Feineinstellung der Schwingungsfre­ quenz mit hoher Reproduzierbarkeit erreicht werden kann, wobei die Feinein­ stellung der Position durch die Verkleinerung des Frequenzeinstellungsbauteils erreicht werden kann.
Die Erfindung wurde mit Rücksicht auf die obigen Umstände abgeschlossen, wobei es eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist, einen Hochfrequenz­ diodenoszillator zu schaffen, in dem Hochleistungs-Hochfrequenzsignale erhalten werden können und bei dem die Steuerung der Frequenzmodulations­ breite mühelos ausgeführt werden kann.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Sen­ den/Empfangen von Millimeterwellen zu schaffen, die mit einem Hochfre­ quenzdiodenoszillator ausgerüstet ist, bei dem die oben erwähnten Aufgaben gelöst sind.
Diese Erfindung schafft einen Hochfrequenzdiodenoszillator mit:
einem Metallbauteil, der sich zwischen zwei parallelen Plattenlei­ tern befindet, die unter einem Abstand gleich der halben Wellenlänge λ des Hochfrequenzsignals oder weniger angebracht sind,
wobei das Metallbauteil mit einer Hochfrequenzdiode versehen ist, die oszillierend ein Hochfrequenzsignal erzeugt,
einem drosselartigen Vorspannungszuführerstreifen mit breiten Streifen und engen Streifen, die abwechselnd angeordnet sind, und
einem Streifenleiter zum linearen Verbinden des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens mit der Hochfrequenzdiode; und
einem dielektrischen Streifen zum Empfangen und Weiterleiten des Hochfrequenzsignals, der sich in der Nähe der Hochfrequenzdiode zwischen den parallelen Plattenleitern befindet,
wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt), und
wobei die Länge der breiten Streifen und der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens auf etwa λ/4 gesetzt ist.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung ist es vorzuziehen, daß ein elektrischer Chip mit einer Hauptfläche gegenüber einer Hauptfläche des Streifenleiters nahe am Streifenleiter so angeordnet ist, daß der damit elektro­ magnetisch gekoppelt ist.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung liegt vorzugsweise die Länge eines Streifenleiters im Bereich zwischen etwa 3λ/4 und etwa {(3/4) + 3}λ.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung liegt vorzugsweise die Länge eines Streifenleiters im Bereich von {(3/4) + n}λ ± 20%.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung bestehen vorzugsweise der drosselartige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter aus Cu, Al, Au, Ag, W, Ti, Ni, Cr, Pd oder Pt.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung bestehen vorzugsweise der dielektrische Streifen und der dielektrische Chip aus Cordierit-Keramik oder Aluminiumoxid-Keramik.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung liegt vorzugsweise der Abstand zwischen der Hauptfläche des dielektrischen Chips und der Haupt­ fläche des Streifenleiters im Bereich zwischen 0,1 und 1,0 mm.
Gemäß der Erfindung arbeiten bei derartigen Konfigurationen der drosselar­ tige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt, so daß kein zusätzlicher Resonator, wie z. B. ein Metallstreifenresonator, notwendig ist. Deshalb werden das Metallbauteil zum Befestigen der Hochfrequenzdiode und der dielektrische Streifen leicht positioniert, wobei die Bearbeitbarkeit bei der Herstellung umfassend verbessert wird. Ferner hat die Erfindung eine derartige Wirkung, daß der durch einen separaten Resonator, wie z. B. einen Metallstrei­ fenresonator, verursachte Verlust vermieden wird, wobei hervorragende Ausbreitungscharakteristiken der Hochfrequenzsignale erhalten werden können.
Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise ein dielektrischer Streifen mit einer Hauptfläche gegenüber einer Hauptfläche des Streifenleiters nahe am Streifen­ leiter so angeordnet, daß er damit elektromagnetisch gekoppelt ist. Mit diesem wird die Einstellung der Schwingungsfrequenz des Hochfrequenzdioden­ oszillators weiter erleichtert, wobei die Herstellbarkeit in der Massenproduk­ tion weiter vergrößert wird.
Gemäß der Erfindung ist die Periode der breiten Streifen und der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens auf etwa λ/4 gesetzt, wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt). Mit diesem arbeiten der drosselar­ tige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt, so daß kein zusätzlicher Resonator, wie z. B. ein Metallstreifenresonator, notwendig ist. Deshalb wird das Positionieren des Metallbauteils zum Befestigen der Hoch­ frequenzdiode und des dielektrischen Streifens außergewöhnlich erleichtert, wodurch die Schwingungscharakteristiken mühelos gesteuert und vergrößert werden, wobei die Bearbeitbarkeit bei der Herstellung umfassend vergrößert wird. Ferner hat die Erfindung eine derartige Wirkung, daß der durch einen separaten Resonator, wie z. B. einen Metallstreifenresonator, verursachte Verlust vermieden wird, wobei verbesserte Ausbreitungscharakteristiken der Hochfrequenzsignale erhalten werden.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung hat vorzugsweise das Metallbauteil ein Loch, das an einer Position entsprechend mit dem Streifenleiter gebildet ist, und ein säulenförmiges Frequenzeinstellungsbauteil, das in das Loch eingesetzt ist und in der Nähe des Streifenleiters so angebracht ist, daß ein Ende aus der Oberfläche des Metallbauteils hervorsteht.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung besteht vorzugsweise das Hochfrequenzeinstellungsbauteil aus Cordierit-Keramik, Aluminiumoxid- Keramik, Cu, Al, Fe oder rostfreiem Stahl.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung liegt vorzugsweise der Abstand zwischen dem Frequenzeinstellungsbauteil und dem Streifenleiter im Bereich zwischen 0,05 und 0,10 mm.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung liegt vorzugsweise die Fläche der Endoberfläche des Frequenzeinstellungsbauteils gegenüber dem Streifenleiter im Bereich zwischen 0,10 und 2,0 mm2.
Gemäß der Erfindung arbeiten bei derartigen Konfigurationen der drosselför­ mige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt. Wenn das Frequenzeinstellungsbauteil in der Nähe des Streifenleiters des Resonators angeordnet ist, daß es damit elektromagnetisch gekoppelt ist, kann die Position des Frequenzeinstellungsbauteils mühelos und reproduzierbar feineingestellt werden. Deshalb hat die Erfindung eine derartige Wirkung, daß die wirkliche Resonatorlänge des Resonators feineingestellt werden kann, wobei im Ergeb­ nis die Schwingungsfrequenz reproduzierbar feineingestellt werden kann. Ferner wird durch die Verkleinerung des Frequenzeinstellungsbauteils und die Ermöglichung der Feineinstellung der Position der Hochfrequenzdiodenoszil­ lator als Ganzes verkleinert.
Gemäß der Erfindung sind die Perioden der breiten Streifen bzw. der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens auf etwa λ/4 gesetzt, wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt), wobei das Metallbauteil ein Loch hat, das an einer Position entsprechend mit dem Streifenleiter gebildet ist, und ein säulenförmiges Frequenzeinstellungsbauteil, das in das Loch eingesetzt ist und in der Nähe des Streifenleiters so angebracht ist, daß ein Ende aus der Oberfläche des Metallbauteils hervorsteht. Mit diesem arbeiten der drosselartige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt. Wenn das Frequenzeinstellungsbauteil in der Nähe des Streifenleiters des Resonators angeordnet ist, so daß es damit elektromagnetisch gekoppelt ist, kann die Position des Frequenzeinstellungsbauteils mühelos und reproduzierbar feineingestellt werden. Deshalb kann die wirkliche Resonatorlänge des Resonators feineingestellt werden, wobei im Ergebnis die Schwingungsfre­ quenz reproduzierbar feineingestellt werden kann. Ferner wird durch die Verkleinerung des Frequenzeinstellungsbauteils und die Ermöglichung der Feineinstellung der Position der Hochfrequenzdiodenoszillator als Ganzes verkleinert.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung ist vorzugsweise eine Frequenzmodulierungsdiode, deren Vorspannungsanlegrichtung parallel zu dem am Streifenleiter erzeugten elektrischen Feld gerichtet ist, in der Nähe des Streifenleiters so angeordnet, daß sie damit elektromagnetisch gekoppelt ist.
Gemäß der Erfindung arbeiten mit einer derartigen Konfiguration der drossel­ artige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt. Durch das Anordnen einer Modulierungsleiterplatte, die mit einer Frequenzmodulie­ rungsdiode versehen ist, in der Nähe des Streifenleiters des Resonators, damit sie mit dem Streifenleiter elektromagnetisch gekoppelt ist, und durch das Ändern der an die Frequenzmodulierungsdiode angelegten Vorspannung ist es möglich, die Schwingungsfrequenz zu steuern. Weil es keine Notwendigkeit gibt, eine Frequenzmodulierungsdiode in dem dielektrischen Streifen anzuord­ nen, ist es ferner möglich, eine hohe Ausgabe mit niedrigem Verlust zu erhalten und den Oszillator als Ganzes zu verkleinern. Außerdem ist es durch das Einstellen der Position der Frequenzmodulierungsdiode möglich, die Stärke der elektromagnetischen Kopplung zwischen dem Streifenleiter, der außerdem als ein Resonator arbeitet, und der Frequenzmodulierungsdiode zu ändern und dadurch die Frequenzmodulationsbreite einzustellen.
Gemäß der Erfindung sind die Längen der breiten Streifen bzw. der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens auf etwa λ/4 gesetzt, wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt), wobei eine Frequenzmodulierungs­ diode, deren Vorspannungsanlegrichtung parallel zu dem am Streifenleiter erzeugten elektrischen Feld gerichtet ist, in der Nähe des Streifenleiters so angeordnet ist, daß sie damit elektromagnetisch gekoppelt ist. Mit diesem arbeiten der drosselartige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt. Durch das Anordnen einer Modulierungsleiterplatte, die mit der Frequenzmodulierungsdiode versehen ist, in der Nähe des Streifenleiters des Resonators, so daß sie damit elektromagnetisch gekoppelt ist, und durch das Ändern einer an die Frequenzmodulierungsdiode angelegten Vorspannung ist es möglich, die Schwingungsfrequenz zu steuern. Weil es keine Notwendigkeit gibt, wie im Fall eines herkömmlichen Oszillators eine Frequenzmodulie­ rungsdiode in dem dielektrischen Streifen anzuordnen, ist es ferner möglich, eine hohe Ausgabe mit niedrigem Verlust zu erhalten und den Oszillator als Ganzes zu verkleinern. Außerdem ist es durch das Einstellen der Position der Frequenzmodulierungsdiode möglich, die Stärke der elektromagnetischen Kopplung zwischen dem Streifenleiter und der Frequenzmodulierungsdiode zu ändern und dadurch die Frequenzmodulationsbreite einzustellen.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung ist vorzugsweise die Hochfrequenzmodulierungsdiode auf einer Modulierungsleiterplatte ange­ bracht, die aus einer Verdrahtungsplatte besteht, die eine Hauptfläche hat, die rechtwinklig zu den parallelen Plattenleitern steht und auf der ein zweiter drosselartiger Vorspannungszuführstreifen ausgebildet ist, und eine Hilfs­ platte, die auf einem mittigen Bereich des zweiten drosselartigen Vor­ spannungszuführstreifens steht und die eine Hauptfläche hat, auf der ein Verbindungsleiter ausgebildet ist, der mit dem zweiten drosselartigen Vor­ spannungszuführstreifen verbunden ist, wobei die Frequenzmodulierungsdiode mit dem Mittenbereich des Verbindungsleiters auf der Hilfsplatte verbunden ist.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung ist vorzugsweise der Abstand zwischen der Frequenzmodulierungsdiode und dem Streifenleiter gleich der Wellenlänge λ oder weniger.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung befindet sich vorzugs­ weise eine Position der Frequenzmodulierungsdiode bezüglich des Streifen­ leiters in einem Bereich von einem Viertel der Länge des Streifenleiters auf die Hochfrequenzdiode zu oder den drosselartigen Vorspannungszuführ­ streifen aus ausgehend von der Mitte des Streifenleiters.
Gemäß der Erfindung ist die Frequenzmodulierungsdiode vorzugsweise auf einer Modulierungsleiterplatte angebracht, die aus einer Verdrahtungsplatte besteht, die eine Hauptfläche hat, die rechtwinklig zu den parallelen Platten­ leitern steht und auf der ein zweiter drosselartiger Vorspannungszuführstreifen ausgebildet ist, und eine Hilfsplatte, die auf einem mittigen Bereich des zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifens steht und die eine Hauptfläche hat, auf der ein Verbindungsleiter ausgebildet ist, der mit dem zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifen verbunden ist, wobei die Frequenzmodulierungsdiode mit dem Mittenbereich des Verbindungsleiters auf der Hilfsplatte verbunden ist. Mit diesem wird die Form der Modulie­ rungsleiterplatte von oben gesehen konvex, so daß Verschiebung, Verwindung oder ähnliches vermindert sind, wobei die Stabilität der Befestigung außerge­ wöhnlich verbessert ist. Weil es möglich ist, die Frequenzmodulierungsdiode in der Nähe des Streifenleiters anzuordnen und deren Position in einen Zustand einzustellen, in dem die Vorspannungsanlegrichtung der Frequenzmodulie­ rungsdiode mit einer Richtung des elektrischen Feldes der Hochfrequenzsi­ gnale übereinstimmt, ist es ferner möglich, die Frequenzmodulationsbreite mühelos einzustellen.
Mit der obigen Konfiguration wird die Form der Modulierungsleiterplatte von oben gesehen konvex, so daß Verschiebung, Verwindung oder ähnliches vermindert sind, wobei die Stabilität der Befestigung außerordentlich vergrö­ ßert ist. Weil es möglich ist, die Frequenzmodulierungsdiode in der Nähe des Streifenleiters anzuordnen und deren Position in einen Zustand einzustellen, in dem die Vorspannungsanlegrichtung der Frequenzmodulierungsdiode mit einer Richtung des elektrischen Feldes der Hochfrequenzsignale überein­ stimmt, ist es ferner möglich, die Frequenzmodulationsbreite mühelos einzu­ stellen.
Ferner ist vorzugsweise der Abstand zwischen der Frequenzmodulierungsdiode und dem Streifenleiter gleich der Wellenlänge λ oder weniger. Durch das Einstellen des Abstandes innerhalb des obigen Bereiches ist es möglich, die Ausgabe der Hochfrequenzsignale zu vergrößern und die Frequenz­ modulationsbreite zu verbreitern.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung ist ferner vorzugsweise in der Nähe des Streifenleiters an zumindest einem der parallelen Plattenleiter ein Durchloch ausgebildet, in dem sich ein säulenartiges Frequenzeinstellungs­ bauteil befindet, das aus einer Fläche einer der parallelen Plattenleiter her­ vorsteht, wobei diese Fläche einer Fläche der anderen der parallelen Platten­ leiter so gegenübersteht, daß sie damit elektromagnetisch gekoppelt ist.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung ist vorzugsweise der Abstand zwischen dem Frequenzeinstellungsbauteil und dem Streifenleiter die halbe Wellenlänge λ oder weniger.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung ist vorzugsweise die Form des Vorsprungs des Frequenzeinstellungsbauteils kegelförmig.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung besteht vorzugsweise das Frequenzeinstellungsbauteil aus Cordierit-Keramik, Aluminiumoxid-Keramik, Cu, Al, Fe oder rostfreiem Stahl.
In dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung liegt vorzugsweise die Fläche der Oberfläche des Frequenzeinstellungsbauteils gegenüber dem Strei­ fenleiter im Bereich zwischen 0,5 und 3,0 mm2.
Gemäß der Erfindung arbeiten bei derartigen Konfigurationen der drosselar­ tige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt. Wenn das Frequenzeinstellungsbauteil in der Nähe des Streifenleiters des Resonators angeordnet ist, damit es mit dem Leiter elektromagnetisch gekoppelt ist, kann die Position des Frequenzeinstellungsbauteils mühelos und reproduzierbar feineingestellt werden. Deshalb hat die Erfindung eine derartige Wirkung, daß die wirkliche Resonatorlänge des Resonators feineingestellt werden kann, wobei im Ergebnis die Schwingungsfrequenz reproduzierbar feineingestellt werden kann. Ferner wird durch die Verkleinerung des Frequenzeinstellungs­ bauteils und die Ermöglichung der Feineinstellung der Position der Hochfre­ quenzdiodenoszillator als Ganzes verkleinert.
Gemäß der Erfindung sind in dem NRD-Leitertyp des Hochfrequenzdiodenos­ zillators die Längen der breiten Streifen bzw. der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens auf etwa λ/4 gesetzt, wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt), wobei in der Nähe des Streifenleiters an zumindest einem der parallelen Plattenleiter ein Durchloch ausgebildet ist, in dem sich ein säulenartiges Frequenzeinstellungsbauteil befindet, das aus einer Fläche einer der parallelen Plattenleiter hervorsteht, wobei diese Fläche einer Fläche der anderen der parallelen Plattenleiter so gegenübersteht, daß sie damit elektromagnetisch gekoppelt ist. Mit diesem arbeiten der drosselartige Vor­ spannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt. Wenn das Frequenz­ einstellungsbauteil in der Nähe des Streifenleiters des Resonators angeordnet ist, daß es damit elektromagnetisch gekoppelt ist, kann die Position des Frequenzeinstellungsbauteils mühelos und reproduzierbar feineingestellt werden. Deshalb kann die wirkliche Resonatorlänge des Resonators feineinge­ stellt werden, wobei im Ergebnis die Schwingungsfrequenz reproduzierbar feineingestellt werden kann. Ferner wird durch die Verkleinerung des Fre­ quenzeinstellungsbauteils und die Ermöglichung der Feineinstellung der Position der Hochfrequenzdiodenoszillator als Ganzes verkleinert.
Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise der Abstand zwischen dem Frequenzeinstellungsbauteil und dem Streifenleiter λ/2 oder weniger. Mit diesem sind das Frequenzeinstellungsbauteil und der Streifenleiter in einer bevorzugten Weise elektromagnetisch miteinander gekoppelt. Durch die Feineinstellung des Grades der elektromagnetischen Kopplung in einem derartigen Zustand ist es möglich, die wirkliche Resonatorlänge des Resona­ tors feineinzustellen.
Wie in Fig. 14-18 gezeigt ist, schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen mit den folgenden Teilen, die zwischen den parallelen Plattenleitern angeordnet sind, die einen Abstand zueinander haben, der gleich oder kleiner als die halbe Wellenlänge der übertragenen Millimeterwellensignale ist.
  • a) Ein Hochfrequenzdiodenoszillator zum Ausgeben von Millimeter­ wellensignalen, mit:
    einem Metallbauteil, an dem eine Hochfrequenzdiode angebracht ist zum oszillierenden Erzeugen eines Hochfrequenzsignals, einem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen zum Zuführen einer Vorspannung zur Hochfre­ quenzdiode, wobei der drosselartige Vorspannungszuführstreifen breite Streifen und schmale Streifen aufweist, die abwechselnd vorgesehen sind, und
    einem Streifenleiter zum linearen Verbinden des drosselartigen Vorspan­ nungszuführstreifens mit der Hochfrequenzdiode, und
    einem dielektrischen Streifen, der in der Nähe der Hochfrequenz­ diode so angebracht ist, daß er die Millimeterwellensignale empfängt und weiterleitet,
    wobei die Abschnitte der breiten Streifen und der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens jeweils auf etwa λ/4 (wobei λ die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals darstellt) dimensioniert sind, und
    wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ (wobei n eine ganze Zahl von 0 oder größer darstellt) gesetzt ist.
  • b) Ein erster dielektrischer Streifen mit einem Ende, an dem die Hochfrequenzdiode angeordnet ist, zum Weiterleiten eines vom Hochfre­ quenzdiodenoszillator ausgegebenen Millimeterwellensignals.
  • c) Eine Diode mit variabler Kapazität, die so angeordnet ist, daß eine Vorspannungsanlegerichtung mit der Richtung des elektrischen Felds des Millimeterwellensignals übereinstimmt, zum periodischen Steuern einer Vorspannung und so Ausgeben des Millimeterwellensignals als frequenzmo­ delliertes Übertragungs-/Millimeterwellensignal.
  • d) Ein zweiter dielektrischer Streifen mit einem Ende, das sich in der Nähe eines Bereichs des ersten dielektrischen Streifens im Signalfluß abwärts von der Diode mit variabler Kapazität befindet oder damit verbunden ist, und zwar so, daß er mit dem Bereich dielektrisch gekoppelt ist.
  • e) Ein Zirkulator mit einem Eingangsende, einem Eingangs- und Ausgangsende und einem Ausgangsende,
    wobei das andere Ende des ersten dielektrischen Streifens mit dem Eingangsende verbunden ist,
    wobei ein übertragenes Millimeterwellensignal, das am Eingangsende eingegeben wird, an das Eingangs- und Ausgangsende ausgegeben wird,
    wobei ein Empfangssignal, das in das Eingangs- und Ausgangsende eingegeben wird, an das Ausgangsende ausgegeben wird.
  • f) Ein dritter dielektrischer Streifen, dessen eines Ende mit dem Eingangs-/Ausgangsende des Zirkulators gekoppelt ist und an dessen anderem Ende eine Sende- und Empfangsantenne angeordnet ist.
  • g) Ein vierter dielektrischer Streifen, dessen eines Ende mit dem Ausgangsende des Zirkulators gekoppelt ist.
  • h) Ein Mischer zum Mischen der dem zweiten und vierten dielektri­ schen Streifen zugeführten elektrischen Signale und Erzeugen von Zwischen­ frequenzsignalen, in dem der Mittenbereich des zweiten dielektrischen Streifens und ein Mittenbereich des vierten dielektrischen Streifens nahe beieinander oder miteinander verbunden so angebracht sind, daß sie miteinan­ der elektromagnetisch gekoppelt sind.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Milli­ meterwellen, mit den folgenden Teilen, die zwischen den parallelen Platten­ leitern angeordnet sind, die unter einem Abstand, der gleich oder weniger als die halbe Wellenlänge der übertragenen Millimeterwellensignale ist, angeord­ net sind.
  • a) Ein Hochfrequenzdiodenoszillator zum Ausgeben des Milli­ meterwellensignals, mit:
    einem Metallbauteil, auf dem eine Hochfrequenzdiode zum oszillierenden Erzeugen eines Hochfrequenzsignals angeordnet ist, ein drosselartiger Vorspannungszuführstreifen zum Zuführen einer Vorspannung zur Hochfrequenzdiode, wobei der drosselartige Vorspannungszuführstreifen breite Streifen und schmale Streifen aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und einen Streifenleiter zum linearen Verbinden des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens mit der Hochfrequenzdiode; und
    einem dielektrischen Streifen, der in der Nähe der Hochfrequenz­ diode zum Empfangen und Weiterleiten des Millimeterwellensignals angeord­ net ist,
    wobei die Längen der breiten Streifen und der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens auf etwa λ/4 (wobei λ die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals darstellt) jeweils gesetzt sind, wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt) gesetzt ist.
  • b) Ein erster dielektrischer Streifen mit einem Ende, an dem sich die Hochfrequenzdiode befindet, zum Weiterleiten eines vom Hochfrequenzdio­ denoszillator ausgegebenen Millimeterwellensignals.
  • c) Eine Pulsmodulationsdiode, die so angeordnet ist, daß sie in den ersten dielektrischen Streifen eingefügt oder an ihm angebracht ist, so daß die Vorspannungsanlegrichtung mit der Richtung des elektrischen Felds des Millimeterwellensignals übereinstimmt, zum Ausgeben eines übertragenen Millimeterwellensignals, das durch Pulsmodulation der Millimeterwelle erhalten wird, in dem eine Vorspannung an- und ausgeschaltet wird.
  • d) Ein zweiter dielektrischer Streifen mit einem Ende, das sich in der Nähe eines Bereichs des ersten dielektrischen Streifens in Signalflußrichtung auf einer stromaufwärtigen Seite der Pulsmodulationsdiode befindet, oder damit verbunden ist, so daß er mit dem Bereich elektromagnetisch gekoppelt ist.
  • e) Ein Zirkulator mit einem Eingangsende, einem Eingangs- und Ausgangsende und einem Ausgangsende,
    wobei das andere Ende des ersten dielektrischen Streifens mit dem Eingangsende gekoppelt ist,
    wobei ein übertragenes Millimeterwellensignal, das an das Ein­ gangsende eingegeben wird, am Eingangs- und Ausgangsende ausgegeben wird,
    wobei ein empfangenes Signal, das in das Eingangs- und Aus­ gangsende eingegeben wird, am Ausgangsende ausgegeben wird.
  • f) Ein dritter dielektrischer Streifen mit einem Ende, das mit dem Eingangs- und Ausgangsende des Zirkulators gekoppelt ist, und einem anderen Ende, an dem eine Sende- und Empfangsantenne (56) angeordnet ist.
  • g) Ein vierter dielektrischer Streifen mit einem Ende, das mit dem Ausgangsende des Zirkulators gekoppelt ist.
  • h) Ein Mischer zum Mischen der dem zweiten und dem vierten dielektrischen Streifen zugeführten elektrischen Signale und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals, in dem der Mittenbereich des zweiten dielek­ trischen Streifens und der Mittenbereich des vierten dielektrischen Streifens so in der Nähe zueinander oder verbunden miteinander angebracht sind, daß sie elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Milli­ meterwellen, mit den folgenden Teilen, die zwischen den parallelen Platten­ leitern angeordnet sind, die mit einem Abstand zueinander, der gleich oder kleiner als die halbe Wellenlänge der übertragenen Millimeterwellensignale ist, angebracht sind.
  • a) Ein Hochfrequenzdiodenoszillator zum Ausgeben von Millimeter­ wellensignalen, mit:
    einem Metallbauteil, an dem eine Hochfrequenzdiode angebracht ist zum oszillierenden Erzeugen eines Hochfrequenzsignals, ein drosselartiger Vorspannungszuführstreifen zum Zuführen einer Vorspannung zur Hochfre­ quenzdiode, wobei der drosselartige Vorspannungszuführstreifen breite Streifen und schmale Streifen aufweist, die abwechselnd vorgesehen sind, und einen Streifenleiter zum linearen Verbinden des drosselartigen Vorspannungs­ zuführstreifens mit der Hochfrequenzdiode, und
    einem dielektrischen Streifen, der in der Nähe der Hochfrequenz­ diode angebracht ist, zum Empfangen und Weiterleiten des Millimeterwellen­ signals,
    wobei die Länge der breiten Streifen und der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens auf etwa λ/4 (λ stellt die Wellen­ länge des Hochfrequenzsignals dar) jeweils gesetzt sind, wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt).
  • b) Ein erster dielektrischer Streifen mit einem Ende, an dem die Hochfrequenzdiode angebracht ist, zum Weiterleiten des vom Hochfrequenz­ diodenoszillators ausgegebenen Millimeterwellensignals.
  • c) Eine Diode variabler Kapazität, die so angeordnet ist, daß die Vorspannungsanlegrichtung mit der Richtung des elektrischen Felds des Millimeterwellensignals zusammenfällt, zum periodischen Steuern einer Vorspannung und dadurch Ausgeben des Millimeterwellensignals als fre­ quenzmoduliertes Übertragungs-/Millimeterwellensignal.
  • d) Ein zweiter dielektrischer Streifen mit einem Ende, der in der Nähe eines Bereichs des ersten dielektrischen Streifens auf der stromabwärtigen Seite in Senderichtung des Millimeterwellensignals von der Diode mit variab­ ler Kapazität angebracht oder damit verbunden ist, so daß er mit dem Bereich elektromagnetisch gekoppelt ist.
  • e) Ein Zirkulator mit einem Eingangsende, einem Eingangs- und Ausgangsende und einem Ausgangsende,
    wobei das andere Ende des ersten dielektrischen Streifens mit dem Eingangsende gekoppelt ist,
    wobei ein übertragenes Millimeterwellensignal, das in das Eingang­ sende eingegeben wird, am Eingangs- und Ausgangsende ausgegeben wird,
    wobei ein empfangenes Signal, das in das Eingangs- und Ausgangs­ sende eingegeben wurde, am Ausgangsende ausgegeben wird.
  • f) Ein dritter dielektrischer Streifen mit einem Ende, der mit dem Eingangs- und Ausgangsende des Zirkulators verbunden ist, und einem anderen Ende, an dem eine Übertragungsantenne angeordnet ist.
  • g) Ein mit dem Ausgangsende des Zirkulators verbundener Abschluß;
  • h) Ein vierter dielektrischer Streifen mit einem Ende, an dem eine Empfangsantenne angeordnet ist, zum Führen eines empfangenen Millimeter­ wellensignals.
  • i) Ein Mischer zum Mischen von Signalen, die dem zweiten und dem vierten dielektrischen Streifen zugeführt wurden, und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals, in dem ein Mittenbereich des zweiten dielektrischen Streifens und ein Mittenbereich des vierten dielektrischen Streifens so nahe beieinander oder miteinander verbunden angeordnet werden, daß sie elektro­ magnetisch miteinander gekoppelt sind.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Milli­ meterwellen, mit den folgenden Teilen, die zwischen den parallelen Platten­ leitern angeordnet sind, die mit einem Abstand zueinander von der halben Wellenlänge der übertragenen Millimeterwellensignale oder weniger angeord­ net sind.
  • a) ein Hochfrequenzdiodenoszillator zum Ausgeben von Milli­ meterwellensignalen, mit:
    einem Metallbauteil, auf dem eine Hochfrequenzdiode zum oszillierenden Erzeugen eines Hochfrequenzsignals angeordnet ist, ein drosselartiger Vorspannungszuführstreifen zum Zuführen einer Vorspannung zur Hochfrequenzdiode, wobei der drosselartige Vorspannungszuführstreifen breite Streifen und schmale Streifen aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und einem Streifenleiter zum linearen Verbinden des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens mit der Hochfrequenzdiode, und
    einem dielektrischen Streifen, der in der Nähe der Nähe der Hochfrequenzdiode angeordnet ist, um die Millimeterwellensignale zu empfangen und weiterzuleiten,
    wobei die Längen der breiten Streifen und der schmalen Streifen des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens auf etwa λ/4 gesetzt sind (wobei λ die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals darstellt), wobei die Länge des Streifenleiters auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt).
  • b) Ein erster dielektrischer Streifen mit einem Ende, an dem die Hochfrequenzdiode angebracht ist, zum Weiterleiten eines Millimeterwellen­ signals, das vom Hochfrequenzdiodenoszillator ausgegeben wird.
  • c) Eine Pulsmodulationsdiode, die in den ersten dielektrischen Streifen so eingefügt oder an ihm angebracht ist, daß die Vorspannungsanlegrichtung mit der Richtung des elektrischen Felds des Millimeterwellensignals zusam­ menfällt, zum Ausgeben eines übertragenen Millimeterwellensignals, das durch Pulsmodulation der Millimeterwelle erhalten wird, in dem eine Vor­ spannung an- und ausgeschaltet wird.
  • d) Ein zweiter dielektrischer Streifen mit einem Ende, das in der Nähe eines Bereichs des ersten dielektrischen Streifens auf der stromaufwärtigen Seite der Pulsmodulationsdiode in Signalflußrichtung angebracht oder damit verbunden ist, so daß er mit diesem Bereich elektromagnetisch gekoppelt ist.
  • e) Ein Zirkulator mit einem Eingangsende, einem Eingangs- und Ausgangsende und einem Ausgangsende,
    wobei das andere Ende des ersten dielektrischen Streifens mit dem Eingangsende gekoppelt ist,
    wobei ein übertragenes Millimeterwellensignal, das in das Ein­ gangsende eingegeben wird, an das Eingangs- und Ausgangsende ausgegeben wird,
    wobei ein empfangenes Signal, das in das Eingangs- und Aus­ gangsende eingegeben wird, zum Ausgangsende ausgegeben wird.
  • f) Ein dritter dielektrischer Streifen mit einem Ende, das mit dem Eingangs- und Ausgangsende des Zirkulators gekoppelt ist, und mit einem anderen Ende, an dem sich eine Sendeantenne befindet.
  • g) Ein Abschluß, der mit dem Ausgangsende des Zirkulators (64) verbunden ist.
  • h) Ein vierter dielektrischer Streifen mit einem Ende, an dem sich eine Empfangsantenne befindet, um ein empfangenes Millimeterwellensignal zu führen.
  • i) Ein Mischer zum Mischen von Signalen, die den zweiten und vierten dielektrischen Steifen zugeführt werden, und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals, in dem ein Mittenbereich des zweiten dielektrischen Streifens und ein Mittenbereich des vierten dielektrischen Streifens so in der Nähe voneinander oder miteinander verbunden angebracht werden, daß sie miteinander elektromagnetisch gekoppelt sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher werden, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung gegeben wird, worin:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Inneren eines NRD-Leitertyps des Hochfrequenzdiodenoszillators der Erfindung ist;
Fig. 2 ein Grundriß eines drosselartigen Vorspannungszuführstreifens und eines Streifenleiters der Erfindung ist;
Fig. 3 eine teilweise Schnittansicht eines Streifenleiters und einer Gunn- Dioden-Vorrichtung in dem Fall des Anordnens eines dielektrischen Chips in der Nähe des Streifenleiters zum Einstellen der Schwingungsfrequenz in der Erfindung ist;
Fig. 4 eine graphische Darstellung ist, die die Schwingungsfrequenz und die Schwingungsausgabe in dem Fall des Änderns der Länge des Streifenleiters in dem Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine graphische Darstellung ist, die die Schwingungsfrequenz in dem Fall des Änderns der Länge des dielektrischen Chips in dem Hochfrequenz­ diodenoszillator der Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Inneren eines NRD-Leitertyps des Hochfrequenzoszillators der Erfindung ist;
Fig. 7 den Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung zeigt, wobei sie eine teilweise Schnittansicht von einem Frequenzeinstellungsbauteil und dessen Peripherie ist;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des Hochfrequenzdiodenoszillators der Erfindung zeigt, wobei sie eine teilweise Schnittansicht von einem Frequenz­ einstellungsbauteil und dessen Peripherie ist;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Inneren eines NRD-Leitertyps des Hochfrequenzdiodenoszillators der Erfindung ist;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Modulierungsleiterplatte der Erfindung ist, auf der eine Frequenzmodulierungsdiode angeordnet ist;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des Inneren eines NRD-Leitertyps des Hochfrequenzdiodenoszillators der Erfindung ist;
Fig. 12A und 12B einen Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung zeigen, Fig. 12a ist ein Grundriß eines drosselartigen Vorspannungszuführstreifens, eines Streifenleiters und eines säulenförmigen Frequenzeinstellungsbauteils, während Fig. 12B eine Querschnittsansicht der Fig. 12A ist;
Fig. 13A und 13B einen Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung zeigen, Fig. 13a ist ein Grundriß eines drosselartigen Vorspannungszuführstreifens, eines Streifenleiters und eines schraubenförmigen Frequenzeinstellungsbau­ teils, während Fig. 13B eine Querschnittsansicht der Fig. 13A ist;
Fig. 14 ein Millimeterwellen-Radarmodul 102, 102b der Erfindung zeigt, wobei sie ein Grundriß einer Ausführungsform ist, in der eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne integriert sind;
Fig. 15 eine Ansicht ist, die das Millimeterwellen-Radarmodul 102, 102b der Erfindung zeigt;
Fig. 16 eine Ansicht ist, die das Millimeterwellen-Radarmodul 102, 102b der Erfindung zeigt;
Fig. 17 ein Millimeterwellen-Radarmodul 102, 102b der Erfindung zeigt, wobei sie ein Grundriß einer weiteren Ausführungsform ist, in der eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne getrennt sind;
Fig. 18 eine Ansicht ist, die das Millimeterwellen-Radarmodul 102, 102b der Erfindung zeigt;
Fig. 19 ein vereinfachter Grundriß eines Millimeterwellen-Radarmoduls 102c einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 20A-20C vereinfachte Grundrisse sind, die Konfigurationen zeigen, in denen die Mittenbereiche 58c und 57a der zweiten und vierten dielektrischen Streifen 58 und 57 in der Ausführungsform, wie sie in Fig. 14-16 gezeigt ist, nahe angeordnet sind;
Fig. 21A und 21B vereinfachte Grundrisse der Teile der entsprechenden anderen Ausführungsformen der Erfindung sind;
Fig. 22 ein vereinfachter Grundriß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 23 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem ein Schalter 84 in einem ersten dielektrischen Streifen 53 nach Fig. 22 eingefügt ist;
Fig. 24 eine perspektivische Ansicht ist, die die Konfiguration eines Schalters 84 zeigt, wie er in Fig. 22 und 23 gezeigt ist;
Fig. 25 ein vereinfachter Grundriß ist, der eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 26 ein vereinfachter Grundriß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 27 ein vereinfachter Grundriß eines Millimeterwellen-Radarmoduls 102g einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 28 ein vereinfachter Grundriß eines Teils einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 29 eine Ansicht ist, die die Konfiguration eines nichtreflektierenden Abschlusses 67a zeigt, der an einem Ende eines fünften dielektrischen Strei­ fens 67 nach Fig. 17 angeordnet ist;
Fig. 30 ein Blockschaltplan ist, der die Konfiguration eines Pulsmodulations- Millimeterwellenradars 120h einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 31 eine perspektivische Ansicht des Inneren eines herkömmlichen NRD- Leitertyps des Gunn-Dioden-Oszillators ist, in dem ein Metallstreifenresonator verwendet wird;
Fig. 32 ein Grundriß eines herkömmlichen drosselartigen Vorspannungszu­ führstreifens und eines herkömmlichen Streifenleiters ist;
Fig. 33 eine perspektivische Ansicht des Inneren eines herkömmlichen NRD- Leitertyps des Hochfrequenzdiodenoszillators ist;
Fig. 34 eine perspektivische Ansicht des Inneren eines herkömmlichen NRD- Leitertyps des Gunn-Dioden-Oszillators ist; und
Fig. 35 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Verdrahtungsplatte ist, auf der eine Varaktordiode angeordnet ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun sind im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Im folgenden wird ein Hochfrequenzdiodenoszillator einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Fig. 1-3 zeigen einen NRD- Leitertyp des Hochfrequenzdiodenoszillators der Erfindung. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Paar paralleler Plattenleiter, die in einem Abstand angeordnet sind, der gleich oder kleiner als eine halbe Wellenlänge λ der Hochfrequenzsignale in der Luft ist, die durch eine Hochfrequenzdiode, wie z. B. eine Gunn-Diode, oszillierend erzeugt werden, das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein beinahe rechteckiges Parallelepiped-Metallbauteil, wie z. B. einen Metallblock, zum Befestigen einer Gunn-Dioden-Vorrichtung, das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Gunn-Dioden-Vorrichtung, die ein Typ einer Hochfrequenzdiode ist, die Mikrowellen und Millimeterwellen oszillierend erzeugt, das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Verdrahtungsplatte, die an einer Seitenfläche des Metallbauteils 2 befestigt ist und die mit einem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 4a versehen ist, der eine Vorspannung zu der Gunn-Dioden-Vorrichtung 3 zuführt und der als ein Tiefpaßfilter arbeitet, das die Ableitung von Hochfrequenzsignalen verhindert, das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Streifenleiter, wie z. B. ein Metallfolienband, der den drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 4a und den oberen Leiter der Gunn-Dioden-Vorrichtung 3 verbindet, und das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen dielektrischen Streifen, der in der Nähe der Gunn-Diode 3 angeordnet ist, der die Hochfrequenzsignale empfängt und nach außen überträgt. In Fig. 1 ist der obere der parallelen Plattenleiter 1 teilweise abgeschnitten, um dessen Inneres zu zeigen.
In der Erfindung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der drosselartige Vorspan­ nungszuführstreifen 4a aus breiten und schmalen Streifen zusammengesetzt, in denen die räumliche Periode (die Länge von einem) der breiten Streifen 4a1 bzw. die räumliche Periode (die Länge von einem) der schmalen Streifen 4a2 ungefähr λ/4 beträgt. Ferner beträgt die Länge des Streifenleiters 5 etwa {(3/4) + n}λ (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt). Es ist vorzu­ ziehen, daß die Länge des Streifenleiters 5 etwa 3λ/4 bis etwa {(3/4) + 3}λ beträgt. In dem Fall, in dem die Länge größer als etwa {(3/4) + 3}λ ist, wird der Streifenleiter 5 lang. Im Ergebnis treten derartige Probleme auf, daß der Streifenleiter leicht gebogen oder verwunden wird, wobei dadurch sowohl Abweichungen in den Merkmalen der Schwingungsfrequenz oder ähnliches unter den einzelnen Hochfrequenzdiodenoszillatoren groß werden als auch verschiedene Resonanzmoden erzeugt werden, wobei dadurch Signale mit einer Frequenz erzeugt werden, die von einer gewünschten Schwingungsfre­ quenz verschieden ist. Es ist ferner vorzuziehen, daß die Länge etwa 3λ/4 bis etwa {(3/4) + 1}λ beträgt.
Der Grund für das Setzen der Länge auf etwa {(3/4) + n}λ ist, daß Resonanz selbst in dem Fall auftreten kann, in dem die Länge ein wenig von {(3/4) + n}λ abweicht. Der Streifenleiter 5 kann z. B. ungefähr 10-20% länger als {(3/4) + n}λ gebildet sein, wobei in diesem Fall erwartet wird, daß der Teil der Länge λ/4 des ersten Musters (des Bereichs des breiten Streifens am weitesten rechts in Fig. 2) des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens 4a, der den Streifenleiter 5 berührt, zu der Resonanz beiträgt. Deshalb kann die Länge des Streifenleiters 5 in dem Bereich von ungefähr {(3/4) + n}λ ± 20% geändert werden.
Das Material des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens 4a und des Streifenleiters 5 ist Cu, Al, Au, Ag, W, Ti, Ni, Cr, Pd, Pt oder ähnliches. Im besonderen besitzen Cu und Ag eine gute elektrische Leitfähigkeit, so daß sie bei niedrigem Verlust und großer Schwingungsausgabe vorzuziehen sind.
Obwohl der drosselartige Vorspannungszuführstreifen 4a auf der Verdrah­ tungsplatte 4, wie z. B. einer Leiterplatte, gebildet ist, wobei ein Ende des Streifenleiters 5 mit dem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 4a verbunden ist, während dessen anderes Ende mit dem oberen Leiter der Gunn- Dioden-Vorrichtung 3 durch Löten oder Wärmequetschen verbunden ist, kann der Streifenleiter 5 außerdem auf der Verdrahtungsplatte 4 gebildet und mit dem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 4a integriert sein.
Der Streifenleiter 5 ist ferner in einem vorgegebenen Abstand von der Ober­ fläche des Metallbauteils 2 entfernt angeordnet und mit dem Metallbauteil 2 elektromagnetisch gekoppelt, wobei er zwischen dem drosselartigen Vorspan­ nungszuführstreifen 4a und der Gunn-Diode 3 gespannt ist. Das heißt, ein Ende 5a des Streifenleiters 5 ist mit einem Ende des drosselartigen Vorspan­ nungszuführstreifens 4a durch Löten oder ähnliches verbunden, das andere Ende 5b des Streifenleiters 5 ist mit dem oberen Leiter der Gunn-Diode 3 durch Löten oder ähnliches verbunden, während ein Mittenbereich, der die verbundenen Bereiche des Streifenleiters 5 ausschließt, frei schwebt.
Weil das Metallbauteil 2 außerdem die Gunn-Diode 3 elektrisch erdet, kann es irgendein Typ eines Metalleiters sein, wobei dessen Material im besonderen nicht eingeschränkt ist, wobei es Messing (Cu-Zn-Legierung), Al, Cu, SUS (rostfreier Stahl), Ag, Au, Pt oder ähnliches ist. Das Metallbauteil 2 kann ferner ein Metallblock sein, der ganz aus Metall hergestellt ist, ein Isolations­ substrat, wie z. B. Keramik oder Kunststoff, dessen Oberfläche ganz oder teilweise metallplattiert ist, oder ein Isolationssubstrat, dessen Oberfläche ganz oder teilweise mit einem leitfähigen Material beschichtet ist.
Das Metallbauteil 2, an dem die Hochfrequenzdiode 3 angeordnet ist, wird noch weiter erklärt.
Durch das Einbetten der Hochfrequenzdiode 3 in die Seitenfläche des Metall­ bauteils 2 und das Bilden eines konkaven Bereichs zum Anpassen des Metall­ bauteils 2 in die innere Oberfläche des parallelen Plattenleiters 1 ist es mög­ lich, eine vielseitige Hochfrequenzdiode 3 zu verwenden, deren Größe zu groß ist, um zwischen dem Paar der parallelen Plattenleiter 1 angeordnet zu werden. Durch das Bilden von Nuten, die sich mit der Schwingungsachse der Hochfre­ quenzsignale der Hochfrequenzdiode 3 schneiden (wobei sie sich vorzugs­ weise in rechten Winkeln schneiden), auf der Ober- und Unterseite des Metallbauteils 2, ist es möglich, die Ableitung von Hochfrequenzsignalen zu unterdrücken. In diesem Fall ist es vorzuziehen, die Breite der Nuten auf etwa m × λ/4 zu setzen (wobei m eine ganze Zahl größer gleich 1 darstellt). Im Fall m < 1 ist eine Wirkung der Unterdrückung der Ableitung der Hochfrequenzsi­ gnale klein. Es ist ferner vorzuziehen, die Breite der Nuten auf 1 ≦ m ≦ 3 zu setzen. Im Fall 3 < m ist es schwer, die Wirkung der Unterdrückung der Ableitung der Hochfrequenzsignale zu vergrößern, wobei darüber hinaus die Breite der Nuten so groß ist, daß das Metallbauteil ein großes Ausmaß an­ nimmt.
Es ist ferner vorzuziehen, daß das Material des dielektrischen Streifens 7 Cordierit-Keramik (2MgO . 2Al2O3 . 5SiO2), Aluminiumoxid-Keramik (Al2O3) oder ähnliches ist, die in einer Hochfrequenzbandbreite verlustarm sind. Es ist vorzuziehen, daß der Abstand zwischen der Gunn-Dioden-Vorrichtung 3 und dem dielektrischen Streifen 7 etwa 1,0 mm oder weniger beträgt. Im Fall, daß er über 1,0 mm liegt, überschreitet der Abstand die größte Trennungsbreite, die die Verminderung der Verluste und die Herstellung der elektromagneti­ schen Kopplung ermöglicht.
In der Erfindung, wie sie in einer Schnittansicht nach Fig. 3 gezeigt ist, ist es vorzuziehen, einen dielektrischen Streifen 8, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzsignale einstellt, in der Nähe des Streifenleiters 5 anzuordnen. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 9 einen Schraubenbereich für die Gunn- Dioden-Vorrichtung 3. Obwohl die Form des dielektrischen Chips 8 im besonderen nicht eingeschränkt ist, ist es vorzuziehen, daß die Form ein rechteckiges Parallelepiped, eine Platte, eine vierseitige Pyramide, ein Prisma, wie z. B. ein dreiseitiges Prisma, ein Halbzylinder oder ähnliches ist, die eine parallele Hauptfläche A besitzt, die sich gegenüber und in der Nähe der Hauptfläche des Streifenleiters 5 befindet. Diese Formen besitzen den Vorteil der leichten Steuerung der elektromagnetischen Kopplung mit den Hochfre­ quenzsignalen, die sich durch den Streifenleiter 5 ausbreiten, durch die Hauptfläche A. Dann ist es durch das Einstellen der Länge L der Hauptfläche A oder das Erzeugen der dielektrischen Chips 8 mit verschiedenen Längen L, um die Länge L zu ändern, möglich, die Schwingungsfrequenz zu steuern. Das heißt, durch das Anordnen des dielektrischen Chips 8 in der Nähe des Strei­ fenleiters 5 ist es möglich, die wirkliche Resonatorlänge eines Resonators feineinzustellen, der aus dem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 4a und dem Streifenleiter 5 zusammengesetzt ist. Durch das Setzen der elektri­ schen Resonatorlänge des Streifenleiters 5 geringfügig größer als {(3/4) + n}λ ist es z. B. möglich, die Schwingungsfrequenz herabzusetzen.
Es ist vorzuziehen, daß der dielektrische Chip 8 aus Cordierit-Keramik, Aluminiumoxid-Keramik oder ähnlichem hergestellt ist, die in einer Hochfre­ quenzbandbreite verlustarm sind. Es ist ferner vorzuziehen, daß ein Abstand B zwischen der Hauptfläche A des dielektrischen Chips 8 und der Hauptfläche des Streifenleiters 5 0,1-1,0 mm beträgt. In dem Fall, in dem er unter 0,1 mm liegt, wird der dielektrische Chip, verursacht durch die Schwingungen, verschoben, oder der dielektrische Chip 8 wird durch die Wärme deformiert und verbogen, daß er den Streifenleiter 5 berührt, mit dem Ergebnis, daß die Ausbreitungscharakteristiken der Hochfrequenzsignale leicht zu ändern werden. In dem Fall, in dem der Abstand über 1,0 mm liegt, ist die elektromagnetische Kopplung zwischen dem Streifenleiter 5 und dem dielektrischen Streifen 8 so schwach, daß es schwierig ist, die Schwingungsfrequenz zu steuern.
Eine Hochfrequenzbandbreite, auf die in der Erfindung verwiesen wird, entspricht einer Mikrowellenbandbreite und eine Millimeterwellenbandbreite von zehn bis zu Hunderten GHz und einer Hochfrequenzbandbreite von 30 GHz oder mehr, speziell 50 GHz oder mehr, spezieller ist 70 GHz oder mehr vorzuziehen.
Als Hochfrequenzdiode der Erfindung werden vorzugsweise eine Mikrowel­ lendiode und eine Millimeterwellendiode, wie z. B. eine Impatt-Diode (Sto­ ßionisierungs-Lawinen-Durchgangsdiode - Lawinenlaufzeitdiode), eine Trapatt-Diode (trapped plasma avalanche triggered transit diode - Lawinen­ photodiode) oder eine Gunn-Diode verwendet.
Die parallelen Plattenleiter 1 für den NRD-Leiter der Erfindung können hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit und der Verarbeitbarkeit Leiterplat­ ten aus Cu, Al, Fe, SUS (rostfreier Stahl), Ag, Au, Pt oder ähnlichem sein, oder es können derartige Leiterschichten sein, die auf den Oberflächen von Isolationsplatten gebildet sind, die aus Keramik, Harz oder ähnlichem herge­ stellt sind.
Der NRD-Leitertyp des Hochfrequenzdiodenoszillators der Erfindung wird für ein drahtloses LAN, ein Kraftfahrzeug-Millimeterwellenradar oder ähnliches verwendet. Durch das Bestrahlen mit Millimeterwellen von Hindernissen und Kraftfahrzeugen um ein Kraftfahrzeug und das Synthetisieren der Reflexions­ wellen mit den ursprünglichen Millimeterwellen, um die Überlagerungssignale zu erhalten, und das Analysieren der Überlagerungssignale ist es z. B. mög­ lich, den Abstand von den Hindernissen und Kraftfahrzeugen, deren Bewe­ gungsgeschwindigkeit und deren Bewegungsrichtung usw. zu messen.
Demzufolge arbeiten in der Erfindung der drosselartige Vorspannungszuführ­ streifen und der Streifenleiter als ein Resonator, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt, wobei dadurch die Notwendigkeit für einen weiteren Resonator, wie z. B. einen Metallstreifenresonator, beseitigt wird.
Deshalb wird die Anordnung des Metallbauteils zum Befestigen der Hochfre­ quenzdiode und des dielektrischen Streifens erleichtert, wobei die Bearbeit­ barkeit bei der Herstellung umfassend vergrößert wird. Weil ferner ein zusätzlicher Resonator, wie z. B. ein Metallstreifenresonator, nicht verwendet wird, wird dadurch kein Verlust verursacht, wobei es eine derartige Wirkung gibt, daß die Ausbreitungscharakteristiken der Hochfrequenzsignale vergrößert werden.
Im folgenden wird das Beispiel 1 der Erfindung erklärt.
Beispiel 1
Der NRD-Leitertyp des Gunn-Dioden-Oszillators nach Fig. 1 ist in der folgenden Weise konfiguriert. Als das Paar der parallelen Plattenleiter 1, 1 sind Al-Platten (Tiefe × Breite × Dicke = 100 mm × 100 mm × 2 mm) mit einem Abstand von 1,8 mm angeordnet, wobei ein aus Messing hergestelltes Metallbauteil 2, gegen das eine Gunn-Dioden-Vorrichtung 3 geschraubt ist, und ein aus Cordierit-Keramik hergestellter dielektrischer Streifen 7 zwischen den Al-Platten angeordnet werden. Das Metallbauteil 2 ist in ein rechteckiges Parallelepiped mit einer Höhe von ungefähr 1,8 mm geformt, wobei in einer seiner Seitenflächen eine Gunn-Dioden-Vorrichtung 3, die Hochfrequenzsi­ gnale (elektromagnetische Wellen) mit einer Schwingungsfrequenz 77 GHz und einer Wellenlänge λ von 3,9 mm oszillierend erzeugt, eine Verdrahtungs­ platte 4, auf der ein drosselartiger Vorspannungszuführstreifen 4a gebildet ist, der eine Vorspannung in die Gunn-Dioden-Vorrichtung 3 eingibt, und ein Streifenleiter 5, der den drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 4a und den oberen Leiter der Gunn-Dioden-Vorrichtung 3 verbindet, angeordnet sind.
Die Verdrahtungsplatte 4 ist aus Glasepoxidharz hergestellt, wobei sie mit einem Klebstoff an dem Metallbauteil 2 befestigt ist. Ferner beträgt hinsicht­ lich der breiten Streifen und der schmalen Streifen des drosselartigen Vor­ spannungszuführerstreifen 4a die räumliche Periode (die Länge von einem) der breiten Streifen λ/4 = 0,70 mm (Verkürzung der Wellenlänge in der dielektri­ schen Platte), die räumliche Periode der schmalen Streifen λ/4 = 0,70 mm, die Breite der breiten Streifenbereiche 1,5 mm und die Breite der schmalen Streifenbereiche 0,2 mm. Der Streifenleiter 5 ist aus einem Kupferfolienband hergestellt (Dicke × Breite × Länge = 35 µm × 0,6 mm × 3,2 mm), wobei ein Ende von diesem an den drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 4a gelötet ist, während das andere Ende von diesem an den oberen Leiter der Gunn- Dioden-Vorrichtung 3 gelötet ist. Der dielektrische Streifen 7 ist aus Cordierit- Keramik hergestellt, deren relative Dielektrizitätskonstante 5 beträgt, und in einem Abstand von ungefähr 0,5 mm von dem oberen Leiter der Gunn- Dioden-Vorrichtung 3 entfernt angeordnet.
Die Schwingungsfrequenz und die Schwingungsausgabe der Gunn-Dioden- Vorrichtung 3 sind im Fall des verschiedenartigen Änderns der Länge des Streifenleiters 5 in einer graphischen Darstellung nach Fig. 4 gezeigt. Wie aus Fig. 4 offensichtlich ist, ist es durch das Einstellen der Länge des Streifenlei­ ters 5 möglich, die Schwingungsfrequenz zu steuern und eine hohe Ausgabe der Hochfrequenzsignale zu erhalten. Weil der Teil des ersten Musters des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens 4a zu der Resonanz beiträgt, besteht hierin die Auffassung, daß dies der Grund für das Zeigen der größten Schwingungsausgabe ist, wenn die Länge des Streifenleiters 5 3,3 mm beträgt, was ungefähr 14% größer als 3λ/4 ≠ 2,9 mm ist.
Ferner ist die Länge des Streifenleiters 5 auf 3,2 mm gesetzt, wobei, wie in Fig. 3 gezeigt ist, ein aus Cordierit-Keramik hergestellter dielektrischer rechteckiger Parallelepiped-Chip, dessen relative Dielektrizitätskonstante 5 beträgt (Länge L, Breite 0,4 mm, Höhe 1,8 mm) in einem Abstand B von 0,1 mm von dem Streifenleiter entfernt angeordnet ist. Ein Ende des dielektri­ schen Chips 8 ist über einem Verbindungspunkt P zwischen der Verdrah­ tungsplatte 4 und dem Streifenleiter 5 ausgerichtet, wobei die Änderung der Schwingungsfrequenz in dem Fall des verschiedenartigen Änderns der Länge L in einer graphischen Darstellung nach Fig. 5 gezeigt ist. Wie aus Fig. 5 offensichtlich ist, ist es durch das Ändern der Länge L des dielektrischen Chips 8 möglich, die Schwingungsfrequenz zu steuern.
In der dieser Beschreibung beigefügten Zeichnung sind der Streifen 4a, der Leiter 5 usw. diagonal schraffiert, um die Konfiguration zu verdeutlichen.
Fig. 6 ist eine perspektivische teilweise Schnittansicht eines Hochfrequenzdio­ denoszillators einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, und eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, sind zu der Ausführungsform ähnlich, die in Fig. 1-3 gezeigt ist, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden.
Die teilweisen Schnittansichten eines Frequenzeinstellungsbauteils der Erfindung und dessen Peripherie sind in Fig. 7 und 8 gezeigt. Wie in Fig. 7 und 8 gezeigt ist, ist ein Loch 22, 23 in einer Position gebildet, die dem Streifenleiter 5 auf dem Metallbauteil 2 entspricht. Ein säulenförmiges Frequenzeinstellungsbauteil 10, 12 ist in das Loch 22, 23 eingefügt und darin angeordnet, wobei das Ende des Frequenzeinstellungsbauteils 10, 12 durch die Oberfläche des Metallbauteils 2 hervorsteht, damit es sich in der Nähe des Streifenleiters 5 befindet, um mit diesem elektromagnetisch gekoppelt zu sein. Das Loch 22, 23 kann ein Durchloch sein. In diesem Fall ist es möglich, das Frequenzeinstellungsbauteil 10, 12 von der entgegengesetzten Oberfläche des Metallbauteils 2 zu dem Streifenleiter 5 einzufügen und die Position einzu­ stellen, was vorzuziehen ist.
In der dritten Ausführungsform, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, wird es ferner durch das Bilden des Lochs 23 in ein Schraubenloch mit im Inneren geschnit­ tenen Gewinde, das Schrauben des schraubenförmigen Frequenzeinstellungs­ bauteils 12 in das Loch 23 und das Einfügen des Bauteils während des Dre­ hens möglich, die Feineinstellung der Position feiner auszuführen. Mit diesem wird es möglich, die Schwingungsfrequenz feiner zu steuern. Mehrere Fre­ quenzeinstellungsbauteile 10, 12 können in Positionen gebildet sein, die dem Streifenleiter 5 des Metallbauteils 2 entsprechen. Durch das Anordnen eines Bauteils mit großer Schnittfläche und eines Bauteils mit kleiner Schnittfläche ist es z. B. möglich, die Frequenz mit dem Bauteil mit der großen Schnittflä­ che grob einzustellen, und die Frequenz mit dem Bauteil mit der kleinen Schnittfläche feineinzustellen.
Als das Material für das Frequenzeinstellungsbauteil 10, 12 sind dielektrische Materialien, wie z. B. Cordierit-Keramik (2MgO . 2Al2O3 . 5SiO2) oder Aluminiumoxid-Keramik (Al2O3), und Metalle, wie z. B. Cu, Al, Fe oder SUS (rostfreier Stahl) wünschenswert. Die obigen dielektrischen Materialien erzeugen niedrige dielektrischen Verlust für Hochfrequenzsignale, wobei die obigen Materialien in der Verarbeitbarkeit vorzüglich sind.
Folglich ist es durch das Anordnen des Frequenzeinstellungsbauteils 10, 12 in der Nähe des Streifenleiters 5 und das Einstellen dessen Abstandes möglich, die Kopplungskapazität zwischen dem Streifenleiter 5 und dem Frequenzein­ stellungsbauteil 10, 12 zu ändern und dadurch die wirkliche Resonatorlänge des Resonators feineinzustellen, der aus dem drosselartigen Vorspannungszu­ führstreifen 4a und dem Streifenleiter 5 zusammengesetzt ist. Es ist z. B. möglich, die elektrische Resonatorlänge des Streifenleiters 5 geringfügig größer als etwa {(3/4) + n}λ zu setzen und die Schwingungsfrequenz zu verkleinern.
Es ist wünschenswert, einen Abstand d zwischen dem Frequenzeinstellungs­ bauteil 10, 12 und dem Stre 61921 00070 552 001000280000000200012000285916181000040 0002010040957 00004 61802ifenleiter 5 (Fig. 7) auf 0,05-0,10 mm zu setzen. In dem Fall, in dem er unter 0,05 mm liegt, ist es wahrscheinlich, daß das Frequenzeinstellungsbauteil 10, 12 den Streifenleiter 5 berührt, wohingegen es in dem Fall, in dem der Abstand über 0,10 mm liegt, schwer ist, daß das Frequenzeinstellungsbauteil 10, 12 mit dem Streifenleiter 5 elektromagnetisch gekoppelt ist, so daß es schwierig wird, die Schwingungsfrequenz zu steuern.
Darüber hinaus ist es außerdem möglich, anstatt den Abstand d zwischen dem Frequenzeinstellungsbauteil 10, 12 und dem Streifenleiter 5 einzustellen, durch das Einstellen der Fläche einer Endfläche des Frequenzeinstellungsbau­ teils 10, 12 gegenüber dem Streifenleiter 5 die Schwingungsfrequenz zu steuern. In dem Fall, in dem die Fläche der Endfläche klein ist, ist die Feinsteuerung möglich, wobei die Frequenzmodulationsbreite klein wird. In dem Fall, in dem die Fläche der Endfläche groß ist, ist eine relativ grobe Steuerung möglich, wobei die Frequenzmodulationsbreite groß wird. Es ist vorzuziehen, daß die Fläche der Endfläche 0,10-2,0 mm2 beträgt. In dem Fall, in dem sie unter 0,10 mm2 liegt, ist es schwierig, die Schwingungsfrequenz zu steuern, wohingegen in dem Fall, in dem sie über 2,0 mm2 liegt, die Breite des Abschnitts des Frequenzeinstellungsbauteils 10, 12 groß wird, so daß es wahrscheinlich ist, daß das Bauteil die parallelen Plattenleiter 1 berührt, wobei ein Bereich davon, der von dem Streifenleiter 5 abliegt, kaum eine Wirkung auf die Frequenzsteuerung besitzt. Es ist ferner vorzuziehen, die Fläche auf 0,13-0,8 mm2 zu setzen.
Folglich besitzt die Erfindung eine Konfiguration, in der der drosselartige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator arbeiten, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt. Wenn das Frequenzeinstellungsbauteil in der Nähe des Streifenleiters angeordnet ist, damit es mit diesem elektromagnetisch gekoppelt ist, ist es möglich, die Position des Frequenzeinstellungsbauteils 10, 12 mühelos und reproduzierbar feineinzustellen. Mit diesem ist es möglich, die wirkliche Resonatorlänge des Resonators feineinzustellen, wobei es im Ergebnis möglich ist, die Schwin­ gungsfrequenz reproduzierbar feineinzustellen. Durch das Verkleinern des Frequenzeinstellungsbauteils 10, 12 und das Erlauben der Feineinstellung von dessen Position ist es ferner möglich, den ganzen Hochfrequenzdiodenoszilla­ tor zu verkleinern.
Im folgenden werden die Beispiele 2 und 3 der Erfindung erklärt.
Beispiele 2 und 3
Der NRD-Leitertyp des Gunn-Dioden-Oszillators, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, ist in der folgenden Weise konfiguriert. Die Konfiguration des Beispiels 2 ist mit Ausnahme eines Teils der Konfiguration, der dem Frequenzeinstellungs­ bauteil 10, 12 zugeordnet ist, die gleiche wie die Konfiguration des Beispiels 1.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist an einer Position des Metallbauteils 2, die dem Mittelpunkt Q zwischen einem oberen Leiterende R der Gunn-Diode 3 und einem Verbindungspunkt P der Verdrahtungsplatte 4 und des Streifenleiters 5 entspricht, ein Durchloch 22 mit einem Durchmesser von 0,8 mm gebildet, wobei ein säulenförmiges Frequenzeinstellungsbauteil 10, dessen Durchmesser 0,8 mm beträgt, wobei die Fläche von dessen Endfläche ungefähr 0,5 mm2 beträgt, und das aus Cordierit-Keramik mit einer relativen Dielektrizitätskon­ stanten von 5 hergestellt ist, in das Durchloch 22 eingefügt ist, wodurch der Gunn-Dioden-Oszillator erzeugt wird.
Hinsichtlich dieses Gunn-Dioden-Oszillators wird in dem Fall, in dem das Ende des Frequenzeinstellungsbauteils 10 durch die Oberfläche des Metallbauteils 2 hervorstehend angeordnet ist und in dem der Abstand d zwischen dem Frequenzeinstellungsbauteil 10 und dem Streifenleiter 5 auf 0,05 mm gesetzt wird, die Schwingungsfrequenz auf 75,904 GHz geändert, während die Schwingungsfrequenz in dem Fall, in dem das Ende des Frequenzeinstellungs­ bauteils 10 am Hervorstehen durch die Oberfläche des Metallbauteils 2 gehindert wird, d. h. in dem Zustand, in dem das Frequenzeinstellungsbauteil 10 und der Streifenleiter 5 am Herstellen einer kapazitiven Kopplung oder einer elektromagnetischen Kopplung gehindert werden, 76,249 GHz beträgt. Deshalb ist es möglich, die Schwingungsfrequenz um 345 MHz zu verringern, wobei es möglich ist, die Schwingungsfrequenz durch das Einstellen des Abstandes d reproduzierbar zu steuern. In dem Beispiel 3 der Erfindung, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wird außerdem ein vorzuziehendes Ergebnis in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 erhalten, das in Fig. 6 und 7 gezeigt ist.
Ein spannungsgesteuerter Typ des Hochfrequenzdiodenoszillators einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden erklärt. Fig. 9 zeigt einen NRD-Leitertyp des Hochfrequenzoszillators der Erfindung, während Fig. 10 eine Modulierungsleiterplatte 20 zeigt, die eine Frequenzmodulations­ diode für den Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung besitzt. Die vierte Ausführungsform besitzt außer der Konfiguration, die mit der Modulierungs­ leiterplatte 20 im Zusammenhang steht, die gleiche Konfiguration wie die erste Ausführungsform, die in Fig. 1-3 gezeigt ist.
Es sollte angemerkt werden, daß das Bezugszeichen 25 eine Varaktordiode als ein Beispiel einer Frequenzmodulationsdiode zeigt, die auf der Hilfsplatte 14 angeordnet ist; deren Vorspannungsanlegrichtung ist auf eine Richtung gesetzt, die parallel zu einem elektrischen Feld eines elektromagnetischen Feldes ist, das an einem Streifenleiter 5 erzeugt und in den Raum abgestrahlt wird, d. h., sie ist in einen Zustand gesetzt, der mit der Richtung des elektri­ schen Feldes übereinstimmt; während die Varaktordiode 25 in der Nähe des Streifenleiters 5 angeordnet ist, damit sie mit diesem elektromagnetisch gekoppelt ist. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Elektrode (einen Verbin­ dungsleiter) zum Verbinden der Varaktordiode 25, die auf der Hilfsplatte 14 gebildet ist, während das Bezugszeichen 24 einen zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifen bezeichnet, der auf der Hauptfläche einer Ver­ drahtungsplatte 13 gebildet ist. Das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Modulierungsleiterplatte, auf der die Varaktordiode 25 angeordnet ist. Die Modulie­ rungsleiterplatte 20 ist aus der Verdrahtungsplatte 13, die den zweiten drossel­ artigen Vorspannungszuführstreifen 24 besitzt, der auf ihrer Hauptfläche gebildet ist, und die so angeordnet ist, daß die Hauptfläche zu den parallelen Plattenleitern 1 senkrecht ist, und der Hilfsplatte 14, die in einem Mittenbe­ reich des zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 24 errichtet ist, wobei auf der Hauptfläche von dieser ein Verbindungsleiter angeordnet ist, der mit dem zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 24 verbunden ist, zusammengesetzt.
In der Erfindung ist in Fig. 9 ein drosselartiger Vorspannungszuführstreifen 4a gezeigt, wobei die Konfiguration dieses Streifens 4a die gleiche wie die Konfiguration ist, die in Fig. 2 gezeigt ist.
In der Erfindung ist es vorzuziehen, den Abstand zwischen der Frequenzmo­ dulationsdiode und dem Streifenleiter 5 auf 2 oder darunter zu setzen. In dem Fall, in dem er oberhalb 2 liegt, wird die Frequenzmodulation durch Kapazi­ tätsänderung der Varaktordiode 25 schwierig, wobei die Breite der Frequenz­ modulation klein wird. Es ist ferner vorzuziehen, den Abstand zwischen der Frequenzmodulationsdiode und dem Streifenleiter 5 auf 0,1 mm bis 2 zu setzen. In dem Fall, im dem er unter 0,1 mm liegt, ist es wahrscheinlich, daß die Elektrode 11 den Streifenleiter 5 berührt.
Es ist ferner wünschenswert, daß sich die Position der Varaktordiode mit Bezug auf den Streifenleiter 5 in dem Bereich von der Mitte des Streifenleiters 5 bis zu ungefähr einer viertel Länge des Streifenleiters 5 in Richtung der Seite des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens 4a befindet. In dem Fall, in dem sich die Varaktordiode 25 dicht bei einer Gunn-Diode 3 von der Mitte des Streifenleiters 5 befindet, nimmt die Schwingungsausgabe ab. In dem Fall, in dem die Varaktordiode 25 weiter entfernt als eine viertel Länge des Streifen­ leiters 5 in Richtung der Seite des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens 4a angeordnet ist, wird die Breite der Frequenzmodulation schmal.
In der obigen Ausführungsform ist die Vorspannungsanlegrichtung der Varaktordiode 25 so gesetzt, daß sie mit der Richtung eines am Streifenleiter 5 erzeugten elektrischen Feldes übereinstimmt, d. h., einer Richtung, die zu den parallelen Plattenleitern 1 parallel ist, und einer Richtung, die zu der Oberflä­ che des Streifenleiters 5 senkrecht ist. Das an den Streifenleitern erzeugte elektrische Feld dehnt sich mit dem Abstand von dem Streifenleiter 5 aus, wobei Komponenten in einer Richtung erzeugt werden, die zu den parallelen Plattenleitern 1 senkrecht ist. Es ist deshalb außerdem möglich, die Vorspan­ nungsanlegrichtung der Varaktordiode 25 so zu setzen, daß sie mit dem elektrischen Feld senkrecht zu den parallelen Plattenleitern 1 übereinstimmt.
Folglich arbeiten in der Erfindung der drosselartige Vorspannungszuführstrei­ fen und der Streifenleiter als ein Resonator. Durch das Anordnen der Fre­ quenzmodulationsdiode in der Nähe des Streifenleiters des Resonators, damit sie mit dem Streifenleiter elektromagnetisch gekoppelt ist, und durch das Ändern der an die Frequenzmodulationsdiode angelegten Vorspannung ist es möglich, die Schwingungsfrequenz zu steuern. Weil es keine Notwendigkeit gibt, eine Frequenzmodulationsdiode in dem dielektrischen Streifen anzuord­ nen, ist es ferner möglich, eine hohe Ausgabe mit niedrigem Verlust zu erhalten und alles zu verkleinern. Außerdem ist es durch das Einstellen der Position der Frequenzmodulationsdiode möglich, die Stärke der elektroma­ gnetischen Kopplung zwischen dem Streifenleiter, der als ein Resonator arbeitet, und der Frequenzmodulationsdiode zu ändern und dadurch die Breite der Frequenzmodulation einzustellen.
Im folgenden wird das Beispiel 4 der Erfindung erklärt.
Beispiel 4
Der NRD-Leitertyp des Gunn-Dioden-Oszillators, der in Fig. 1 gezeigt ist, ist in der folgenden Weise konfiguriert. Als das Paar der parallelen Plattenleiter 1, 1 sind Al-Platten (Tiefe = 80 mm, Breite = 80 mm, Dicke = 2 mm) mit einem Abstand von 1,8 mm angeordnet. Andere Konfigurationen, z. B. die Konfigu­ ration, die mit der Gunn-Diode 3 im Zusammenhang steht, sind die gleichen wie im Beispiel 1. Im besonderen ist im Beispiel 4 eine Beam-Lead-Varaktor­ diode 25 auf der Modulierungsleiterplatte 20 nach Fig. 10 angebracht, wobei die Varaktordiode 25 in der Nähe einer Position angeordnet ist, die etwa der Mitte des Streifenleiters 5 in einem Zustand entspricht, in dem die Hilfsplatte 14 zwischen den inneren Hauptflächen der parallelen Plattenleiter 1 errichtet ist. Die Konfiguration, die mit der Verdrahtungsplatte 4 usw. im Zusammen­ hang steht, ist die gleiche wie im Beispiel 1.
Die Hilfsplatte 14 zum Anbringen der Varaktordiode 25 ist aus Glasepoxid­ harz hergestellt. In der Mitte eines Leitermusters (Breite = 1,86 mm und Höhe = 1,2 mm) ist ein 0,2-mm-Spalt angeordnet, um die Elektroden 11, 11 für den Verbindungsleiter zu bilden, wobei die Beam-Lead-Varaktordiode 25 mit den Elektroden 11, 11 verbunden und in dem Spalt angeordnet ist. Die Elektroden 11, 11 erstrecken sich zu einer Oberfläche der Hilfsplatte 14, die sich gegen­ über einer weiteren Oberfläche der Hilfsplatte 14 befindet, sie sind mit der Varaktordiode 25 verbunden, wobei beide Enden der Elektroden 11, 11 durch Löten mit dem zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 24 verbun­ den sind. Ferner ist die Hilfsplatte 14 mit einem Klebstoff an die Verdrah­ tungsplatte 13 geklebt. Die Verdrahtungsplatte 13 ist aus Glasepoxidharz hergestellt. Auf der Hauptfläche der Verdrahtungsplatte 13 befindet sich ein zweiter drosselartiger Vorspannungszuführstreifen 24, der aus breiten Streifen mit einer Breite von 1,5 mm und schmalen Streifen mit einer Breite von 0,2 mm zusammengesetzt ist, die bei 0,7 mm abwechselnd gebildet sind. Die Emailleitungen sind mit beiden Enden des zweiten drosselartigen Vorspan­ nungszuführstreifens 24 verbunden, wobei eine Vorspannung von einer Leistungsquelle angelegt ist.
Es werden zwei Typen von Gunn-Dioden-Oszillatoren hergestellt, in einem von diesen beträgt der Abstand zwischen dem Streifenleiter 5 und dem Ende der Hilfsplatte 14 1,5 mm, d. h., ein Abstand zwischen dem Streifenleiter 5 und der Varaktordiode 25 beträgt 2,43 mm, während in dem anderen von diesen der Abstand zwischen dem Streifenleiter 5 und dem Ende der Hilfs­ platte 14 3,0 mm beträgt, d. h., ein Abstand zwischen dem Streifenleiter 5 und der Varaktordiode 25 beträgt 3,93 mm und ist größer als λ.
Hinsichtlich dieser Gunn-Dioden-Oszillatoren ist das Ergebnis des Messens der Schwingungsfrequenz und der Schwingungsausgabe in dem Fall des verschiedenartigen Änderns einer Vorspannung der Varaktordiode 25 in der Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 offensichtlich ist, ist es in dem Fall, in dem der Abstand zwischen dem Streifenleiter 5 und dem Ende der Hilfsplatte 14 1,5 mm beträgt, möglich, die Schwingungsfrequenz und die Schwingungsausgabe durch das Ändern der Vorspannung zu steuern, wohingegen in dem Fall, in dem der Abstand zwischen dem Streifenleiter 5 und dem Ende der Hilfsplatte 14 3,0 mm beträgt, es etwa unmöglich ist, die Schwingungsfrequenz und die Schwingungsausgabe zu steuern. Im Ergebnis wird festgestellt, daß es wün­ schenswert ist, den Abstand zwischen dem Streifenleiter 5 und der Varaktor­ diode 25 auf λ oder darunter zu setzen.
Darüber hinaus werden als Vergleichsbeispiele ein herkömmlicher Typ eines Gunn-Dioden-Oszillators, wie er in Fig. 34 und 35 gezeigt ist, wobei er mit Ausnahme der Modulierungsleiterplatte 20 der Erfindung der gleiche wie in dem obigen Beispiel sein soll, und außerdem ein herkömmlicher Typ eines Gunn-Dioden-Oszillators mit einem Metallstreifenresonator 6 hergestellt. Dann wird eine Vorspannung der Varaktordiode 25 zwischen 0 V, 5 V und 10 V geändert, wobei die Schwingungsfrequenz und die Schwingungsausgabe gemessen werden. Im Ergebnis ist in beiden Fällen die Schwingungsfrequenz bei 76,32-76,33 GHz beinahe konstant, wobei die Schwingungsausgabe ungefähr 10,0 dBm beträgt. Bei den herkömmlichen Oszillatoren wird die Schwingungsfrequenz kaum moduliert, wobei die Schwingungsausgabe niedrig ist, so daß es schwierig ist, sie praktisch zu verwenden.
Im folgenden wird ein Hochfrequenzdiodenoszillator einer fünften Ausfüh­ rungsform der Erfindung erklärt. Fig. 11, 12A, 12B, 13A und 13B zeigen den NRD-Leitertyp des Hochfrequenzdiodenoszillators der Erfindung. Die fünfte Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden.
Hinsichtlich der zwei Arten der Hochfrequenzdiodenoszillatoren der Erfin­ dung sind Grundrisse und Querschnittsansichten eines Frequenzeinstellungs­ bauteils und von dessen Peripherie in Fig. 12A, 12B; bzw. 13A, 13B gezeigt. Wie in Fig. 12A und 12B gezeigt ist, sind in einem der parallelen Plattenleiter 1 ein Durchloch 29, das sich in der Nähe eines Streifenleiters 5 befindet und das durch die Dickenrichtung geht, und ein säulenförmiges Frequenzeinstel­ lungsbauteil 27, das in das Durchloch 29 eingefügt ist und das durch eine Oberfläche auf der Seite zwischen den parallelen Plattenleitern 1 hervorsteht, wobei es in der Nähe des Streifenleiters 5 angeordnet ist, damit es mit diesem elektromagnetisch gekoppelt ist, angeordnet. In diesem Fall ist es möglich, das Frequenzeinstellungsbauteil 27 von außerhalb der parallelen Plattenleiter 1 einzufügen und dessen Position einzustellen.
In der in Fig. 13A und 13B gezeigten Ausführungsform ist es durch das Schneiden von Gewinden in einem Durchloch 30 und dem spiralförmigen Einfügen des schraubenförmigen Frequenzeinstellungsbauteils 28 in das Durchloch ferner möglich, die hervorstehende Länge des Frequenzeinstel­ lungsbauteils 28 durch die Drehung der Schraube feineinzustellen, wobei es möglich ist, die Schwingungsfrequenz feiner zu steuern.
In diesen Ausführungsformen ist es durch das Bilden eines Bereichs des Frequenzeinstellungsbauteils 27, 28, der in den Hochfrequenzdiodenoszillator hervorsteht, in einer kegelförmigen Form möglich, feiner zu steuern. Es ist ferner möglich, mehrere Vorsprünge mit verschiedenen Formen zu erzeugen und in Übereinstimmung mit den gewünschten Merkmalen zu verwenden. Um z. B. die Steuerung in verschiedenen Arten hinsichtlich der Änderungsbreite der Schwingungsfrequenz, der Änderungsrate der Schwingungsfrequenz, der Q-Merkmale usw. zu erlauben, können mehrere Arten von Frequenzeinstel­ lungsbauteilen 27, 28 verwendet werden. Mehrere Frequenzeinstellungsbauteile 27, 28 können an Positionen in der Nähe des Streifenleiters 5 angeordnet sein. Es ist z. B. möglich, ein Bauteil mit einer großen Schnittfläche und ein Bauteil mit einer kleinen Schnittfläche anzuordnen, und dadurch die Frequenz mit dem Bauteil mit der großen Schnittfläche grob zu steuern und die Fre­ quenz mit dem Bauteil mit der kleinen Schnittfläche fein zu steuern.
Es kann außerdem möglich sein, Durchlöcher anzuordnen, die sich auf beiden Platten des Paars paralleler Plattenleiter 1, 1 entgegengesetzt zueinander befinden, und ein Frequenzeinstellungsbauteil 27, 28 in die Durchlöcher einzufügen, und ansonsten Durchlöcher anzuordnen, die sich nicht entgegen­ gesetzt zueinander auf beiden parallelen Plattenleitern 1, 1 befinden, und die Einstellungsbauteile 27, 28 eines nach dem anderen in die Durchlöcher einzufügen. Obwohl in der obigen Ausführungsform das erklärte Frequenzein­ stellungsbauteil 27 eine Säule ist, kann es nicht nur eine Säule sein, sondern außerdem ein Prisma, wie z. B. ein dreiseitiges Prisma oder ein vierseitiges Prisma, ein Kegel, eine Pyramide, eine Form mit halbsphärischem Vorsprung usw. Es kann ferner möglich sein, die Schnittform des Frequenzeinstellungs­ bauteils 27, 28 konvex, als einen umgekehrten Buchstaben T usw. zu bilden und eine Falle zum Begrenzen der vorstehenden Länge an einem Ende anzuordnen. Ansonsten kann es möglich sein, das Innere des Frequenzeinstel­ lungsbauteils 27, 28 hohl herzustellen, um das Gewicht und die Kosten zu vermindern, oder es kann möglich sein, das Frequenzeinstellungsbauteil 27, 28 mit mehreren Materialarten herzustellen.
Als das Material für das Frequenzeinstellungsbauteil 27, 28 sind dielektrische Materialien, wie z. B. Cordierit-Keramik (2MgO . 2Al2O3 . 5SiO2) oder Aluminiumoxid-Keramik (Al2O3), oder Metalle, wie z. B. Cu, Al, Fe oder SUS (rostfreier Stahl) wünschenswert. Die obigen dielektrischen Materialien erzeugen niedrige dielektrische Verluste für Hochfrequenzsignale, wobei die obigen Materialien in der Verarbeitbarkeit vorzüglich sind.
Durch das Anordnen des Frequenzeinstellungsbauteils 27, 28 in der Nähe des Streifenleiters 5 und das Einstellen der hervorstehenden Länge des Frequenz­ einstellungsbauteils 27, 28, d. h. der Länge der elektromagnetischen Kopp­ lung, ist es folglich möglich, die Kopplungskapazität oder den Grad der elektromagnetischen Kopplung zwischen dem Streifenleiter 5 und dem Frequenzeinstellungsbauteil 27, 28 zu ändern. Im Ergebnis ist es möglich, die wirkliche Resonatorlänge eines Resonators feineinzustellen, der aus dem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen 4a und dem Streifenleiter 5 zusammengesetzt ist. Es ist z. B. möglich, die elektrische Resonatorlänge des Streifenleiters 5 geringfügig größer als etwa {(3/4 + n)}λ zu setzen und dadurch die Schwingungsfrequenz zu vermindern.
Es ist vorzuziehen, den Abstand zwischen dem Frequenzeinstellungsbauteil 27, 28 und dem Streifenleiter 5 auf λ/4 oder darunter zu setzen. In dem Fall, in dem die Schwingungsfrequenz ungefähr 77 GHz beträgt, ist es wünschens­ wert, den Abstand auf 0,05-2,0 mm zu setzen. In dem Fall, in dem er unter 0,05 mm liegt, ist es wahrscheinlich, daß das Frequenzeinstellungsbauteil 27, 28 den Streifenleiter 5 berührt, wohingegen in dem Fall, in dem der Abstand über 2,0 mm liegt, das Frequenzeinstellungsbauteil 27, 28 mit dem Streifen­ leiter 5 elektromagnetisch schwer zu koppeln ist, wobei es schwierig ist, die Schwingungsfrequenz zu steuern.
Anstatt des Einstellens des Abstandes zwischen dem Frequenzeinstellungs­ bauteil 27, 28 und dem Streifenleiter 5, ist es außerdem durch das Einstellen der Fläche einer Oberfläche des Frequenzeinstellungsbauteils 27, 28 gegen­ über dem Streifenleiter 5 möglich, die Schwingungsfrequenz zu steuern. In dem Fall, in dem die Fläche der entgegengesetzten Oberfläche klein ist, ist die Feinsteuerung möglich, wobei die Frequenzmodulationsbreite klein ist. In dem Fall, in dem die Fläche der entgegengesetzten Oberfläche groß ist, ist eine relativ grobe Steuerung möglich, während die Frequenzmodulationsbreite groß ist. Es ist vorzuziehen, daß die Fläche der entgegengesetzten Oberfläche 0,5-3,0 mm2 beträgt. In dem Fall, in dem sie unter 0,5 mm2 liegt, ist es schwierig, die Schwingungsfrequenz zu steuern, wohingegen in dem Fall, in dem die Fläche über 3,0 mm2 liegt, das Frequenzeinstellungsbauteil 27, 28 mit dem dielektrischen Streifen 6 elektromagnetisch gekoppelt ist, was groß bis zu einem nicht ignorierbaren Ausmaß wird.
Auf diese Weise besitzt die Erfindung eine derartige Konfiguration, daß der drosselartige Vorspannungszuführstreifen und der Streifenleiter als ein Resonator arbeiten, der die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenzdiode bestimmt, wobei es, wenn das Frequenzeinstellungsbauteil in der Nähe des Streifenleiters angeordnet ist, damit es mit diesem elektromagnetisch gekop­ pelt ist, möglich ist, die Position des Frequenzeinstellungsbauteils 27, 28 mühelos und reproduzierbar feineinzustellen. Mit diesem ist es möglich, die wirkliche Resonatorlänge des Resonators feineinzustellen. Im Ergebnis ist es möglich, die Schwingungsfrequenz reproduzierbar feineinzustellen. Durch die Verkleinerung des Einstellungsbauteils und das Ermöglichen der Feineinstel­ lung von dessen Position ist es ferner möglich, den ganzen Hochfrequenzdio­ denoszillator zu verkleinern.
Im folgenden werden die Beispiele 5 und 6 der Erfindung erklärt.
Beispiele 5 und 6
Der NRD-Leitertyp des Gunn-Dioden-Oszillators, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, ist in der folgenden Weise konfiguriert. Das Beispiel 5, wie es in Fig. 11, 12A und 12B gezeigt ist, ist im wesentlichen in der gleichen Weise konfiguriert wie das Beispiel 1. Das Beispiel 6, wie es in Fig. 11, 13A und 13B gezeigt ist, ist im wesentlichen in der gleichen Weise konfiguriert wie das Beispiel 1.
Wie in Fig. 12A, 12B; 13A, 13B gezeigt ist, ist bei einer Position gegenüber einem Mittelpunkt Q zwischen dem Ende des oberen Leiters der Gunn- Dioden-Vorrichtung 3 (dem Seitenende des Streifenleiters 5) und einem Verbindungspunkt P zwischen der Verdrahtungsplatte 4 und dem Streifenleiter 5 und 2,0 mm von diesem getrennt ein Durchloch 30 mit einem Durchmesser von 2,0 mm in einem der parallelen Plattenleiter 1 gebildet. In diesem Zustand beträgt die Schwingungsfrequenz 76,387 GHz. Dann wird eine aus SUS hergestellte säulenförmige Schraube mit einem Durchmesser von 2,0 mm als das Frequenzeinstellungsbauteil 28 spiralförmig in das Durchloch 30 einge­ fügt, wobei es 1,5 mm durch die innere Oberfläche des parallelen Plattenleiters 1 hervorsteht. In diesem Zustand beträgt die Fläche des Frequenzeinstellungs­ bauteils 28 gegenüber dem Streifenleiter 5 etwa 1,0 mm2, während die Schwingungsfrequenz 76,612 GHz beträgt, d. h., die Schwingungsfrequenz ist um 225 MHz geändert. Ferner ist es durch das Einstellen der hervorstehenden Länge des Frequenzeinstellungsbauteils 28 möglich, die Schwingungsfrequenz reproduzierbar zu steuern. Im Beispiel 5, wie es in Fig. 12A und 12B gezeigt ist, und im Beispiel 6, wie es in Fig. 13A und 13B gezeigt ist, können außerdem wünschenswerte experimentelle Ergebnisse wie im Beispiel 1 erhalten werden.
Anschließend wird im folgenden ein Millimeterwellen-Radarmodul 102, 102b als eine Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen der Erfindung erklärt. Fig. 14-18 zeigen das Millimeterwellen-Radarmodul 102, 102b der Erfindung. Fig. 14 ist ein Grundriß einer Ausführungsform, in der eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne integriert sind, während Fig. 17 ein Grundriß einer weiteren Ausführungsform ist, in der eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne getrennt sind.
In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 51 einen der parallelen Plattenleiter der Erfindung (der andere Leiter 51a ist durch eine Phantomlinie gezeigt), während das Bezugszeichen 52 einen spannungsgesteuerten Typ des Millime­ terwellensignaloszillators VCO bezeichnet, der an einem Ende eines ersten dielektrischen Streifens 53 angeordnet ist, d. h., einen Hochfrequenzdiodenos­ zillator der Erfindung. Der Hochfrequenzdiodenoszillator steuert periodisch eine Vorspannung einer Diode mit variabler Kapazität (einer Varaktordiode), die in der Nähe einer Hochfrequenzdiode des ersten dielektrischen Streifens 53 angeordnet ist, so daß eine Vorspannungsanlegrichtung mit einer Richtung des elektrischen Feldes der Millimeterwellensignale übereinstimmt, und ändert diese in Dreieckswellen, Sinuswellen oder ähnliches, und gibt sie dadurch als frequenzmodulierte Millimeterwellensignale für die Übertragung aus. Das heißt, die Vorspannungsanlegrichtung der Varaktordiode stimmt mit der Richtung des elektrischen Feldes der LSM01-Mode der Millimeterwellensi­ gnale überein, die sich im ersten dielektrischen Streifen 53 ausbreitet. Mit diesem ist es durch die elektromagnetische Kopplung der Millimeterwellensi­ gnale und der Varaktordiode und durch das Steuern der Vorspannung, um die Kapazität der Varaktordiode zu ändern, möglich, die Frequenz der Millimeter­ signale zu steuern. Im besonderen werden die Millimeterwellensignale teilweise an der Varaktordiode reflektiert, wobei sie zu einer Gunn-Diode zurückgeführt werden, die eine Hochfrequenzdiode ist. Die Reflexionssignale ändern sich in Übereinstimmung mit der Änderung der Kapazität der Varak­ tordiode, wobei sich die Schwingungsfrequenz ändert.
Das Bezugszeichen 53 bezeichnet einen ersten dielektrischen Streifen, der die übertragenen Millimeterwellensignale weiterleitet, die durch das Modulieren der Millimeterwellensignale erhalten werden, die von der Gunn-Diode ausgegeben werden, die als eine Hochfrequenzdiode arbeitet. Das Bezugszei­ chen 54 bezeichnet einen Zirkulator, der ein Eingangsende 54a, ein Eingangs- und Ausgangsende 54b und ein Ausgangsende 54c besitzt, die jeweils mit dem ersten, dritten und vierten dielektrischen Streifen 53, 55 und 57 verbunden sind, wobei er eine Ferritscheibe besitzt. Das Bezugszeichen 55 bezeichnet einen dritten dielektrischen Streifen, der mit dem Eingangs- und Aus­ gangsende 54b des Zirkulators 54 verbunden ist, der die Millimeterwellensi­ gnale weiterleitet, wobei er eine Sende- und Empfangsantenne 56 am vorderen Ende besitzt. Das Bezugszeichen 56 bezeichnet eine Sende- und Empfangsan­ tenne, die durch das Bilden des vorderen Endes des dritten dielektrischen Streifens 55 in eine kegelförmige Form hergestellt ist.
Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 57 einen vierten dielektrischen Streifen, der die Empfangswellen in Richtung eines Mischers 59 weiterleitet, die von der Sende- und Empfangsantenne 56 empfangen, durch den dritten dielektri­ schen Streifen 55 weitergeleitet und von dem Ausgangsende 54c des Zirkula­ tors 54 ausgegeben werden. Das Bezugszeichen 58 bezeichnet einen zweiten dielektrischen Streifen, der in der Nähe des ersten dielektrischen Streifens 53 angeordnet ist, so daß ein Ende 58b von diesem mit dem ersten dielektrischen Streifen 53 elektromagnetisch gekoppelt ist, der einen Teil der Millimeterwel­ lensignale in Richtung des Mischers 59 weiterleitet.
Das Bezugszeichen 58a bezeichnet einen nichtreflektierenden Abschluß, der an einem Ende des zweiten dielektrischen Streifens 58 an der dem Mischer 59 entgegengesetzten Seite angeordnet ist. In Fig. 14 stellt M1 einen Mischer dar, der durch das nahe Anordnen eines Mittenbereichs 58c des zweiten dielektri­ schen Streifens 58 und eines Mittenbereichs 58a des vierten dielektrischen Streifens und durch das elektromagnetische Koppeln dieser Streifen miteinan­ der einen Teil der Millimeterwellensignale und der Empfangswellen mischt, wobei er die Zwischenfrequenzsignale erzeugt. In dem Fall des nahen Anord­ nens des zweiten dielektrischen Streifens 58 und des vierten dielektrischen Streifens 57 ist es möglich, diese durch das Bilden des zweiten dielektrischen Streifens 58 oder/und des vierten dielektrischen Streifens 57 (z. B. 58c in Fig. 14) in einer gekrümmten Form wie ein Bogen elektromagnetisch miteinander zu koppeln.
Diese Teile 52-59 sind zwischen den parallelen Plattenleitern 51, 51a angeord­ net, die in einem Abstand angeordnet sind, der gleich der halben Wellenlänge der Millimeterwellensignale oder weniger ist.
Das Millimeterwellen-Radarmodul 102 nach Fig. 14 ist das eine eines FMCW- Systems (frequenzmoduliertes Dauerstrich-System), wobei das Arbeitsprinzip des FMCW-Systems wie folgt ist. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, werden die Eingangssignale, deren Änderung der Spannungsamplitude mit der Zeit zu Dreieckswellen 103 nach Fig. 16 wird, von einer Dreieckswellen-Erzeugungs­ schaltung 87 in einen MODIN-Anschluß zum Eingeben der Modulationssi­ gnale des Millimeterwellensignaloszillators (VCO) 52 eingegeben, die Trägerwellen werden unter Verwendung der Signale 103 als Modulationswel­ len in dem VCO 52 frequenzmoduliert, während die Abweichung der Aus­ gangsfrequenz des VCOs 52 verursacht wird, um abzuweichen, damit sie die Dreieckswellen 103 werden, die in Fig. 16 gezeigt sind. Dann werden in dem Fall, in dem ein Ziel 104 vor der Sende- und Empfangsantenne 56 vorhanden ist, wenn von der Sende- und Empfangsantenne 56 Ausgangssignale (Sende­ wellen) 105 abgestrahlt werden, die Reflexionswellen (Empfangswellen) 106 mit einer Verzögerungszeit von zweimal der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen zurückgesendet und von der Sende- und Emp­ fangsantenne 56 empfangen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Frequenzdifferenz zwischen den Sendewellen 105 mit der Sendefrequenz F1 und den Empfangs­ wellen 106 mit der Empfangsfrequenz F2, die die Dreieckswellen 107 sind, d. h. Fb1 = F2 - F1, an einen IFOUT-Anschluß 108 auf der Ausgangsseite des Mischers 59 ausgegeben.
Durch das Analysieren der Frequenzkomponenten, wie z. B. der Ausgangsfre­ quenz des IFOUT-Anschlusses 108, ist es möglich, basierend auf der folgen­ den Formel einen Abstand zu erhalten:
Fif = 4R . fm . Δf/c (1)
in der Fif: die ZF-Ausgangsfrequenz (Zwischenfrequenz-Ausgangsfrequenz),
R: der Abstand,
fm (= 1/Tm): die Modulationsfrequenz,
Df: die Frequenzabweichungsbreite und
c: die Leichtgeschwindigkeit sind.
Folglich werden in dem Millimeterwellen-Radarmodul 102 der Erfindung, das in Fig. 14 gezeigt ist, das als eine Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen arbeitet, der Übertragungsverlust der Millimeterwellensi­ gnale und die Isolationseigenschaft in einem höheren Frequenzband und einer breiteren Bandbreite verbessert. Im Ergebnis kann das Millimeterwellen- Radarmodul 102 den Erfassungsabstand vergrößern, wenn es für ein Millime­ terwellenradar verwendet wird.
Die Varaktordiode als eine Diode mit variabler Kapazität kann so angeordnet sein, damit sie in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung räumlich elektromagnetisch mit einem Ausbreitungsweg der Hochfrequenzsignale gekoppelt ist, anstatt sie in den ersten dielektrischen Streifen 53 einzufügen, d. h., sie ist in einem Ausbreitungsweg der Hochfrequenzsignale angeordnet, wie in Fig. 16 gezeigt ist. Es ist z. B. eine Konfiguration erlaubt, in der ein Metallstreifenresonator zwischen einer Hochfrequenzdiode und einem ersten dielektrischen Streifen angeordnet ist, und in der eine Varaktordiode in der Nähe einer Metallstreifenleitung in einem Zustand angeordnet ist, in dem eine Vorspannungsanlegrichtung mit einer Richtung des elektrischen Feldes der Hochfrequenzsignale übereinstimmt. Ferner erlaubt sind eine Konfiguration, in der eine Varaktordiode in der Nähe einer Hochfrequenzdiode in einem Zustand direkt angeordnet ist, in dem eine Vorspannungsanlegrichtung mit einer Richtung des elektrischen Feldes der Hochfrequenzsignale überein­ stimmt, und eine Konfiguration, in der eine Varaktordiode in einem drosselar­ tigen Vorspannungszuführstreifen von einer Hochfrequenzdiode angeordnet ist.
Ferner ist eine weitere Ausführungsform eines Millimeterwellen-Radarmoduls der Erfindung diejenige nach Fig. 17, in der eine Sendeantenne 66 und eine Empfangsantenne 70 getrennt sind. In Fig. 17 bezeichnet das Bezugszeichen 61 ein Paar paralleler Plattenleiter der Erfindung (der andere 61a ist durch eine Phantomlinie gezeigt), während das Bezugszeichen 62 einen spannungsge­ steuerten Typ des Millimeterwellensignaloszillators bezeichnet, d. h. einen Hochfrequenzdiodenoszillator der Erfindung, der an einem Ende eines ersten dielektrischen Streifens 63 angeordnet ist. Der Hochfrequenzdiodenoszillator steuert periodisch eine Vorspannung einer Diode mit variabler Kapazität, die in der Nähe einer Hochfrequenzdiode des ersten dielektrischen Streifens 53 angeordnet ist, so daß die Vorspannungsanlegrichtung mit einer Richtung des elektrischen Feldes der Millimeterwellensignale übereinstimmt, und ändert diese in Dreieckswellen, Sinuswellen oder ähnliches, und gibt sie dadurch als frequenzmodulierte übertragene Millimeterwellensignale aus.
Das Bezugszeichen 63 bezeichnet einen ersten dielektrischen Streifen, der die übertragenen Millimeterwellensignale weiterleitet, die durch die frequenzmo­ dulierenden Millimeterwellensignale erhalten werden, die von der Hochfre­ quenzdiode ausgegeben werden. Das Bezugszeichen 64 bezeichnet einen Zirkulator, der auf einer Ferritscheibe gebildet ist, wobei er ein Eingangsende 64a, ein Eingangs- und Ausgangsende 64b und ein Ausgangsende 64c besitzt, die jeweils mit dem ersten, dritten und fünften dielektrischen Streifen 63, 65 bzw. 67 verbunden sind. Das Bezugszeichen 65 bezeichnet einen dritten dielektrischen Streifen, der mit dem Eingangs- und Ausgangsende 64b des Zirkulators 64 verbunden ist, um die Millimeterwellensignale weiterzuleiten, wobei er am vorderen Ende mit einer Sendeantenne 66 versehen ist. Das Bezugszeichen 66 bezeichnet eine Sendeantenne, die durch das Bilden des vorderen Endes des dritten dielektrischen Streifens 65 in eine kegelförmige Form hergestellt ist. Das Bezugszeichen 67 bezeichnet einen fünften dielektri­ schen Streifen, der mit dem Ausgangsende 64c des Zirkulators 64 verbunden ist, und der mit einem nichtreflektierenden Abschluß 67a zum Dämpfen der übertragenen Millimeterwellensignale am vorderen Ende versehen ist.
Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 68 einen zweiten dielektrischen Streifen, der in der Nähe des ersten dielektrischen Streifens 63 angeordnet ist, so daß ein Ende 58b von diesem mit dem ersten dielektrischen Streifen elektroma­ gnetisch gekoppelt ist, wobei dadurch ein Teil der Millimeterwellensignale in Richtung eines Mischers 71 weitergeleitet wird.
Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 68a einen nichtreflektierenden Ab­ schluß, der an dem anderen Ende des zweiten dielektrischen Streifens 68 an der dem Mischer 71 entgegengesetzten Seite angeordnet ist, während das Bezugszeichen 69 einen vierten dielektrischen Streifen bezeichnet, der die von der Empfangsantenne 70 empfangenen Empfangswellen in Richtung des Mischers 71 weiterleitet. Darüber hinaus stellt M2 einen Mischerabschnitt dar, der durch das nahe Anordnen eines Mittenbereichs 68c des zweiten dielektri­ schen Streifens 68 und eines Mittenbereichs 69a des vierten dielektrischen Streifens 69 und die elektromagnetische Kopplung dieser Streifen miteinander einen Teil der Millimeterwellensignale und der Empfangswellen mischt, wobei er die Zwischenfrequenzsignale erzeugt. Ein Beispiel, wie es in Fig. 18 gezeigt ist, enthält ein Millimeterwellen-Radarmodul, wie es in Fig. 17 gezeigt ist, in dem die Sendeantenne 66 und die Empfangsantenne 70 getrennt sind. Dieses Beispiel besitzt dieselbe Funktion wie das Beispiel, das in Fig. 15 und 16 gezeigt ist.
In einem Millimeterwellen-Radarmodul 102b, das in Fig. 17 gezeigt ist, sind der Übertragungsverlust der Millimeterwellensignale und die Isolationseigen­ schaft in einem höheren Frequenzband und einer breiteren Bandbreite verbes­ sert, wobei die übertragenen Millimeterwellensignale nicht über den Zirkulator in den Mischer eintreten würden, mit dem Ergebnis, daß das Rauschen der Empfangssignale vermindert ist und daß ein Erfassungsabstand vergrößert ist. Deshalb kann das Millimeterwellen-Radarmodul einen Erfassungsabstand eines Millimeterwellenradars weiter vergrößern.
In den Millimeterwellen-Radarmodulen 102, 102b, die in Fig. 14-18 gezeigt sind, sind die Abstände zwischen den parallelen Plattenleitern 51, 51a; 61, 61a gleich der halben Wellenlänge der Millimeterwellensignale in der Luft bei der verwendeten Frequenz oder weniger.
Fig. 19 ist ein vereinfachter Grundriß eines Millimeterwellen-Radarmoduls 102c einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungs­ form nach Fig. 19 ist ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 14-16, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Es sollte bei dieser Ausführungsform angemerkt werden, daß die Enden 58d und 58e eines zweiten dielektrischen Streifens 58 mit den ersten und vierten dielektri­ schen Streifen 53 und 57 in der Form einer Tangente verbunden sind. In einer Konfiguration, in der erste dielektrische Streifen 53 und das Ende 58d des zweiten dielektrischen Streifens 58 verbunden sind, ist der erste dielektrische Streifen 53 linear konfiguriert, das Ende 58d des zweiten dielektrischen Streifens 58 ist so konfiguriert, daß es eine Tangente wie ein Bogen mit einem Krümmungsradius r bildet, wobei der Krümmungsradius r einen Wert besitzt, der gleich einer Wellenlänge λ der Millimeterwellensignale oder größer ist. Ferner ist in einer Konfiguration, in der das Ende 58d des zweiten dielektri­ schen Streifens 58 und der vierte dielektrische Streifens 57 verbunden sind, das Ende 58e des zweiten dielektrischen Streifens 58 mit dem geraden vierten dielektrischen Streifen 57 verbunden, indem sie sich als ein Bogen mit dem Krümmungsradius r berühren. Der Krümmungsradius r wird so gewählt, daß er gleich der Wellenlänge λ der Millimeterwellensignale oder größer ist, wie vorausgehend erwähnt ist, wodurch eine Konfiguration verkörpert ist, in der die Millimeterwellensignale gleich verzweigen.
Eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung kann eine Konfiguration besitzen, in der das Ende 58d des zweiten dielektrischen Streifens 58 verbun­ den ist, wie in Fig. 19 gezeigt ist, und in der, anstatt das andere Ende 58e zu verbinden, ein Mittenbereich 58c des zweiten dielektrischen Streifens 58 in der Nähe des vierten dielektrischen Streifens 57 angeordnet ist, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung kann eine Konfiguration besitzen, in der das Ende 58e des zweiten dielektrischen Streifens 58 nach Fig. 19 verbunden ist, wie in Fig. 19 gezeigt ist, und in der ein Mittenbereich 58b des zweiten dielektrischen Streifens 58 in der Nähe des ersten dielektrischen Streifens 53 angeordnet ist, wie in Fig. 14 gezeigt ist.
Fig. 20A-20C sind vereinfachte Grundrisse, die eine Konfiguration zeigen, in der in der Ausführungsform, wie sie in Fig. 14-16 gezeigt ist, die Mittenberei­ che 58c und 57a der zweiten und vierten dielektrischen Streifen 58 und 57 nahe angeordnet sind. In Fig. 20A ist ein vierter dielektrischer Streifen 57 gerade, wobei der Mittenbereich 58c des zweiten dielektrischen Streifens 58 einen Krümmungsradius r besitzt, wie vorausgehend erwähnt ist. In Fig. 20B ist der Mittenbereich 58c des zweiten dielektrischen Streifens 58 gerade, während der Mittenbereich 57a des vierten dielektrischen Streifens 57 wie ein Bogen geformt ist, der einen Krümmungsradius r besitzt, wie vorausgehend erwähnt ist. In Fig. 20C sind sowohl die Mittenbereiche 58c und 57a der zweiten und vierten dielektrischen Streifen 58 und 57 wie ein Bogen geformt, der einen Krümmungsradius r besitzt. Andere Bereiche sind in der gleichen Weise konfiguriert wie die Ausführungsform nach Fig. 14-16.
In einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung können die entspre­ chenden Konfigurationen nach Fig. 20A-20C hinsichtlich eines Endes 58e des zweiten dielektrischen Streifens 58 in Fig. 19 in der gleichen Weise verkörpert sein.
Fig. 21A und 21B sind vereinfachte Grundrisse eines Teils von noch weiteren Ausführungsformen der Erfindung. Die entsprechenden Ausführungsformen, die in Fig. 21A und 21B gezeigt sind, sind der Ausführungsform nach Fig. 14-16 ähnlich, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Im besonderen berührt in diesen Ausführungsformen in Fig. 21A ein zweiter dielektrischer Streifen 58 einen geraden vierten dielektri­ schen Streifen 57, indem er einen Bogen bildet, der den Krümmungsradius r besitzt, wie vorausgehend erwähnt ist. In Fig. 21B berührt ein vierter dielektri­ scher Streifen 57 einen geraden zweiten dielektrischen Streifen 58, indem er einen Bogen bildet, der den Krümmungsradius r besitzt. Folglich sind in Fig. 21A und 21B die zweiten und vierten dielektrischen Streifen 58 und 57 miteinander verbunden.
Fig. 22 ist ein vereinfachter Grundriß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist der der Ausführungsform nach Fig. 14-16 ähnlich, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. In einem Millimeterwellenradarmodul 102d ist ein Schalter 84 in der Mitte eines ersten dielektrischen Streifens 53 eingefügt.
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Schalter 84 im ersten dielektrischen Streifen 53 eingefügt ist, wie in Fig. 22 gezeigt ist, während Fig. 24 eine perspektivische Ansicht ist, die die Konfigu­ ration des Schalters 84 zeigt, wie er in Fig. 22 und 23 gezeigt ist. In der Ausführungsform nach Fig. 22 ist es möglich, durch das Einfügen des Schal­ ters 84, wie er in Fig. 23 und 24 gezeigt ist, in die Mitte des ersten dielektri­ schen Streifens 53 die Millimeterwellensignale in Impulse umzusetzen. Wie in Fig. 24 gezeigt ist, ist in dem Schalter 84 ein zweiter drosselartiger Vorspan­ nungszuführstreifen 82 auf einer Hauptfläche der Verdrahtungsplatte 88 gebildet, wobei in dessen Mitte eine Pulsmodulationsdiode, wie z. B. eine Beam-Lead-PIN-Diode 80a, gelötet ist. Auf der Verdrahtungsplatte 88 ist eine PIN-Diode 80a angeordnet, die die Millimeterwellensignale pulsmoduliert.
Dies ist eine Konfiguration, in der der Schalter 84 in einer Position 83a auf der stromabwärtigen Seite eines Verbindungsbereichs (eines Abzweigungsbe­ reichs) 83 des ersten dielektrischen Streifens 53 zu dem zweiten dielektrischen Streifen 58 in Fig. 22 eingefügt ist. In Fig. 24 stellt E eine Richtung des elektrischen Feldes der Millimeterwellensignale dar, wobei eine Vorspan­ nungsanlegrichtung der PIN-Diode 80a zu der Richtung E des elektrischen Feldes parallel ist. Durch das An- und Ausschalten einer Vorspannung ist die Pulsmodulation möglich. Ferner ist an einem Verbindungsbereich des zweiten drosselartigen Vorspannungszuführstreifens 82 zu der Varaktordiode 80a eine Verbindungselektrode 81 gebildet.
In der Ausführungsform nach Fig. 22-24 ist der Schalter 84 in den ersten dielektrischen Streifen 53 eingefügt. Wenn der Schalter 84 ausgeschaltet wird, kehren deshalb die Reflexionswellen von der PN-Diode 80a direkt zu dem Oszillator 52 zurück. Im Ergebnis verursacht der Oszillator 52 ein Problem einer instabilen Schwingungsintensität oder -frequenz.
Fig. 25 ist ein vereinfachter Grundriß, der eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Obwohl diese Ausführungsform zu der Ausführungsform ähnlich ist, die in Fig. 22-24 gezeigt ist, sollte angemerkt werden, daß in dieser Ausführungsform das folgende ausgeführt ist, um das obenerwähnte Problem zu lösen. Um zu verhindern, daß zu einem Zeitpunkt, zu dem der Schalter 84 ausgeschaltet ist, die reflektierten Wellen zu dem Oszillator 52 zurückkehren, ist ein Zirkulator 89 mit einem dielektrischen Streifen 53a an einer Position in der Nähe des Oszillators 52 verbunden, anstatt mit einem Schalter 84 von einem ersten dielektrischen Streifen 53, wobei die Reflexionswellen zu dem Zeitpunkt, zu dem der Schalter 84 ausgeschaltet ist, von einem dielektrischen Streifen 91 zu einem Abschluß 92 geführt werden. Mit diesem kann eine durch die Reflexionswellen von dem Schalter 84 verursachte instabile Schwin­ gungsintensität oder -frequenz des Oszillators 52 verhindert werden.
Fig. 26 ist ein vereinfachter Grundriß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist der Ausführungsform nach Fig. 25 ähnlich, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Ein Zirkulator 93 ist in der Mitte eines ersten dielektrischen Streifens 53 eines Millimeterwellen-Radarmoduls 102f eingefügt. Die Millimeterwel­ lensignale von einem Oszillator 52 werden von einem dielektrischen Streifen 53a an ein Eingangsende eines Zirkulators 93 geliefert, wobei sie von einem Eingangs- und Ausgangsende des Zirkulators 93 über einen dielektrischen Streifen 91 an einen Schalter 94 geliefert werden. Der Schalter 94 besitzt eine Verdrahtungsplatte, auf der eine Schottky-Diode von einer Pulsmodulations­ diode angeordnet ist, wobei er die gleiche Konfiguration wie der Schalter 84 besitzt. Ein Ausgangsende des Zirkulators 93 ist mit dem ersten dielektrischen Streifen 53 verbunden. In dieser Ausführungsform kann der Schalter 94 sowohl mit einer frequenzmodulierenden Diode mit variabler Kapazität als auch mit einer Pulsmodulationsdiode versehen sein.
Fig. 27 ist ein vereinfachter Grundriß, der ein Millimeterwellen-Radarmodul 102g einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Milli­ meterwellen-Radarmodul 102g, das in Fig. 27 gezeigt ist, ist zu der Ausfüh­ rungsform ähnlich, die in Fig. 17 und 18 gezeigt ist, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Im besonderen besitzt in dieser Ausführungsform ein Ende 68d eines zweiten dielektrischen Streifens 68 einen Krümmungsradius r, wie oben erwähnt ist, wobei er wie eine Tan­ gente mit einem Mittenbereich 69a eines geraden vierten dielektrischen Streifens 69 verbunden ist.
Fig. 28 ist ein vereinfachter Grundriß, der einen Teil einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform, die in Fig. 28 gezeigt ist, ist der Ausführungsform ähnlich, die in Fig. 27 gezeigt ist, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Ein zweiter dielektrischer Streifen 68 und ein vierter dielektrischer Streifen 69 sind nahe angeordnet. Wenigstens ein naher Bereich der nahen Bereiche des zweiten dielektrischen Streifens 68 und des vierten dielektrischen Streifens 69, z. B. ein Bereich 68c, ist in einer gekrümmten Form wie ein Bogen gebildet, wodurch die Streifen elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind. Ferner ist in dem Fall, in dem der zweite dielektrische Streifen 68 und der vierte dielek­ trische Streifen nach Fig. 27 verbunden sind, ein Verbindungsbereich von irgendeinem, z. B. ein Verbindungsbereich 68d, wie ein Bogen geformt, der einen Krümmungsradius r besitzt, der gleich einer Wellenlänge λ der Millimeterwellensignale oder größer ist, wodurch die Millimeterwellensignale gleich verzweigt werden können. Diese Teile sind zwischen den parallelen Plattenleitern 61 und 61a angeordnet, die in einem Abstand angeordnet sind, der gleich einer halben Wellenlänge der Millimeterwellensignale oder weniger ist.
In einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Schalter, der so konfiguriert ist, wie es in Fig. 22 und 26 gezeigt ist, an einer Position 86 auf der stromabwärtigen Seite eines Verbindungsbereichs 85 in der Mitte eines ersten dielektrischen Streifens 63 in der Ausführungsform nach Fig. 17 und 18 eingefügt, wodurch es möglich ist, die Millimeterwellensignale in Impulse umzusetzen. Der Schalter 84, der eine Pulsmodulationsdiode verwendet, ist in der gleichen Weise wie die Ausführungsform nach Fig. 22-24 konfiguriert und angeordnet.
Ein nichtreflektierender Abschluß 67a, der an einem Ende eines fünften dielektrischen Streifens 68 nach Fig. 17 angeordnet ist, ist in der folgenden Weise konfiguriert. Wie in Fig. 29 gezeigt ist, ist der fünfte dielektrische Streifen 67 in einer Richtung nahezu in zwei geteilt, die zu den parallelen Plattenleitern 61 und 61a parallel ist (z. B. eine horizontale Richtung), wobei ein NiCr-Schutzfilm 67b oder eine elektrisch leitfähige Harzbeschichtung, die elektrisch leitfähige Teilchen, wie z. B. Kohlenstoff, enthält, auf einer Tei­ lungsfläche von einem Ende des fünften dielektrischen Streifens 67 gebildet ist. Ansonsten können der NiCr-Schutzfilm 67b oder die elektrisch leitfähige Harzbeschichtung auf der Seitenfläche und der Endfläche gebildet sein, die dem Abschluß 67a entspricht. Die anderen Abschlüsse 58a, 68b usw. können in der gleichen Weise konfiguriert sein.
In einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung können anstatt der Konfiguration des Mischerabschnitts M2, der die zweiten und vierten dielek­ trischen Streifen 68 und 69 und den Mischer 71 enthält, in der Ausführungs­ form, wie sie in Fig. 17 und 18 gezeigt ist, eine der Fig. 20A-20C, 21A und 21B übernommen sein. Das Bezugszeichen 57 und das Bezugszeichen 58 in Fig. 20A-20C, 21A und 21B werden als das Bezugszeichen 68 und das Bezugszeichen 69 bezeichnet. Durch das Ersetzen des Mischerabschnitts M2 als einen Teil der in Fig. 17 und 18 gezeigten Konfiguration durch die Konfiguration nach Fig. 20A-20C, 21A oder 21B ist es auf diese Weise möglich, die Erfindung zu verkörpern.
Fig. 30 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration eines Pulsmodulations- Millimeterwellen-Radarmoduls 102h einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt. Dieses Radar 102h ist der Ausführungsform nach Fig. 17 und 18 ähnlich, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen be­ zeichnet werden. Ein Schalter 86 ist in der Mitte eines dielektrischen Streifens 63 eingefügt, wobei die Ausgabe eines Oszillators 62 an eine Sendeantenne 66 geliefert und abgestrahlt wird. Der Schalter 86 empfängt die digitalen Signale 97 von einer digitalen Signalerzeugungsschaltung 96, wodurch der Schalter 86 an- und aus-gesteuert wird. Der Schalter 86 besitzt die selbe Konfiguration, wie sie in Fig. 22-24 gezeigt ist. Die Ausgabe von einer Empfangsantenne 70 wird von einem dielektrischen Streifen 69 über einen Mischer 71 an einen Zwischenfrequenzverstärker 98 geliefert, um verstärkt zu werden, weiter wird sie an einen Detektor 99 geliefert, um erfaßt zu werden. Die Ausgabe der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 99 wird an eine digitale Signalverar­ beitungsschaltung 100 geliefert, um digital verarbeitet zu werden. Die Erfin­ dung kann außerdem in einer derartigen Konfiguration verkörpert sein.
Die Hochfrequenzsignale des Millimeterwellenbandes von einer Hochfre­ quenzdiode werden zu Impulsen moduliert, wodurch übertragene Millimeter­ wellensignale erhalten werden können. In diesem Fall ist eine Pulsmodulati­ onsdiode, wie z. B. eine PIN-Diode oder eine Schottky-Diode, in der Mitte der Übertragungsrichtung des ersten dielektrischen Streifens 63 eingefügt oder angeordnet, so daß eine Vorspannungsanlegrichtung mit einer Richtung des elektrischen Feldes der Hochfrequenzsignale übereinstimmt, wobei eine von der Schaltung 96 gelieferte Vorspannung an- und aus-gesteuert wird, wodurch die Hochfrequenzsignale in Impulse umgesetzt werden. In dem Fall, in dem eine Pulsmodulationsdiode in den ersten dielektrischen Streifen 63 eingefügt ist, ist die Pulsmodulationsdiode eine PIN-Diode, die so konfiguriert ist, wie in Fig. 24 gezeigt ist.
In einer noch weiteren Ausführungsform ist ansonsten ein weiterer Zirkulator in einen ersten dielektrischen Streifen 63 eingefügt, ein weiterer dielektrischer Streifen ist mit einem Eingangs- und Ausgangsende dieses Zirkulators verbunden, ein Abschluß ist am vorderen Ende dieses dielektrischen Streifens ange­ ordnet und eine PIN-Diode, die so konfiguriert ist, wie in Fig. 24 gezeigt ist, ist zwischen dem Zirkulator und dem Zirkulator 54, 64 eingefügt (Fig. 22, 25 und 17).
Ansonsten ist ein weiterer Zirkulator in einen ersten dielektrischen Streifen 63 eingefügt, ein weiterer dielektrischer Streifen ist mit dem Eingangs- und Ausgangsende dieses Zirkulators verbunden und eine Schottky-Diode, die an der Verdrahtungsplatte 88 nach Fig. 24 angebracht ist, ist am vorderen Ende dieses dielektrischen Streifens installiert.
Die Position des Anordnens einer Pulsmodulationsdiode befindet sich auf der stromabwärtigen Seite eines Signalverzweigungsbereichs zwischen dem ersten dielektrischen Streifen 63 und dem zweiten dielektrischen Streifen 68.
Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne vom Erfindungsgedanken oder von dessen wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind deshalb in jeder Hinsicht als erläuternd und nicht als einschränkend zu betrachten, wobei der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche anstatt durch die vorausgehende Beschreibung bezeichnet ist, wobei alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, deshalb darin enthalten sein sollen.

Claims (24)

1. Hochfrequenzdiodenoszillator mit
einem Metallbauteil (2), der sich zwischen zwei parallelen Plattenleitern (1) befindet, die unter einem Abstand gleich der halben Wellenlänge λ des Hoch­ frequenzsignals oder weniger angebracht sind,
wobei das Metallbauteil (2) mit einer Hochfrequenzdiode (3) versehen ist, die oszillierend ein Hochfrequenzsignal erzeugt,
einem drosselartigen Vorspannungszuführerstreifen (4a) mit breiten Streifen und engen Streifen, die abwechselnd angeordnet sind, und
einem Streifenleiter (5) zum linearen Verbinden des drosselartigen Vor­ spannungszuführstreifens (4a) mit der Hochfrequenzdiode; und
einem dielektrischen Streifen (7) zum Empfangen und Weiterleiten des Hochfrequenzsignals, der sich in der Nähe der Hochfrequenzdiode (3) zwischen den parallelen Plattenleitern (1) befindet,
wobei die Länge des Streifenleiters (5) auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt), und
wobei die Länge der breiten Streifen (4a1) und der schmalen Streifen (4a2) des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens (4a) auf etwa λ/4 gesetzt ist.
2. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 1 bei dem ein die elektri­ scher Chip (8) mit einer Hauptfläche gegenüber einer Hauptfläche des Streifenlei­ ters (5) nahe am Streifenleiter (5) so angeordnet ist, daß der damit elektromagne­ tisch gekoppelt ist.
3. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 1, bei dem die Länge eines Streifenleiters (5) im Bereich zwischen etwa 3λ/4 und etwa {(3/4) + 3}λ liegt.
4. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 1, bei dem sich die Länge eines Streifenleiters (5) im Bereich von {(3/4) + n}λ ± 20% befindet.
5. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 1, bei dem der drosselarti­ ge Vorspannungszuführstreifen (4a) und der Streifenleiter (5) aus Cu, Al, Au, Ag, W, Ti, Ni, Cr, Pd oder Pt stehen.
6. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 2, bei dem der dielektri­ sche Streifen (7) und der dielektrische Chip (8) aus Cordierit-Keramik oder Aluminiumoxid-Keramik bestehen.
7. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 2, bei dem der Abstand zwischen der Hauptfläche des dielektrischen Chips (8) und der Hauptfläche des Streifenleiters (5) im Bereich zwischen 0,1 mm und 1,0 mm liegt.
8. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 1, bei dem das Metallbau­ teil (2) ein Loch (22, 23) hat, das an einer Position entsprechend mit dem Strei­ fenleiter (5) gebildet ist, und ein säulenförmiges Frequenzeinstellungsbauteil (10, 12), das in das Loch (22, 23) eingesetzt ist und in der Nähe des Streifenleiters so angebracht ist, daß ein Ende aus der Oberfläche des Metallbauteils (2) hervor­ steht.
9. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 8, bei dem das Hochfre­ quenzeinstellungsbauteil (10, 12) aus Cordierit-Keramik, Aluminiumoxid-Ke­ ramik, Cu, Al, Fe oder rostfreiem Stahl besteht.
10. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 8, bei dem der Abstand zwischen dem Frequenzeinstellungsbauteil (10, 12) und dem Streifenleiter (5) im Bereich zwischen 0,05 und 0,10 mm liegt.
11. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 8, bei dem die Fläche der Endoberfläche des Frequenzeinstellungsbauteils (10, 12) gegenüber dem Streifen­ leiter (5) im Bereich zwischen 0,10 mm2 und 2,0 mm2 liegt.
12. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 1, bei dem eine Frequenz­ modulierungsdiode (25), deren Vorspannungsanlegrichtung parallel zu dem am Streifenleiter (5) erzeugten elektrischen Feld gerichtet ist, in der Nähe des Strei­ fenleiters (5) so angeordnet ist, daß sie damit elektromagnetisch gekoppelt ist.
13. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 12, bei dem die Hochfre­ quenzmodulierungsdiode (25) auf einer Modulierungsleiterplatte (20) angebracht ist, die aus einer Verdrahtungsplatte (13) besteht, die eine Hauptfläche hat, die rechtwinklig zu den parallelen Plattenleitern (1) steht und auf der ein zweiter drosselartiger Vorspannungszuführstreifen (24) ausgebildet ist, und eine Hilfs­ platte (14), die auf einem mittigen Bereich des zweiten drosselartigen Vorspan­ nungszuführstreifens (24) steht und die eine Hauptfläche hat, auf der ein Verbin­ dungsleiter (11) ausgebildet ist, der mit dem zweiten drosselartigen Vorspan­ nungszuführstreifen (24) verbunden ist, wobei die Frequenzmodulierungsdiode (25) mit dem Mittenbereich des Verbindungsleiters (11) auf der Hilfsplatte (14) verbunden ist.
14. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 12, bei dem der Abstand zwischen der Frequenzmodulierungsdiode (25) und dem Streifenleiter (5) gleich der Wellenlänge λ oder weniger ist.
15. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 12, bei dem eine Position der Frequenzmodulierungsdiode (25) bezüglich des Streifenleiters (5) sich in ei­ nem Bereich von einem Viertel der Länge des Streifenleiters (5) auf die Hochfre­ quenzdiode (3) oder den drosselartigen Vorspannungszuführstreifen (4a) aus aus­ gehend von der Mitte des Streifenleiters (5) befindet.
16. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 1, bei dem in der Nähe des Streifenleiters (5) an zumindest einem der parallelen Plattenleiter (1) ein Durch­ loch (29) ausgebildet ist, in dem sich ein säulenartiges Frequenzeinstellungsbau­ teil (27) befindet, das aus einer Fläche einer der parallelen Plattenleiter (1) her­ vorsteht, wobei diese Fläche einer Fläche der anderen der parallelen Plattenleiter (1) so gegenübersteht, daß sie damit elektromagnetisch gekoppelt ist.
17. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 16, bei dem der Abstand zwischen dem Frequenzeinstellungsbauteil (27) und dem Streifenleiter (5) die halbe Wellenlänge λ oder weniger ist.
18. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 16, bei dem die Form des Vorsprungs des Frequenzeinstellungsbauteils (27) kegelförmig ist.
19. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 16, bei dem das Frequenz­ einstellungsbauteil (27) aus Cordierit-Keramik, Aluminiumoxid-Keramik, Cu, Al, Fe oder rostfreiem Stahl besteht.
20. Hochfrequenzdiodenoszillator nach Anspruch 16, bei dem die Fläche der Oberfläche des Frequenzeinstellungsbauteils (27) gegenüber dem Streifenleiter (5) im Bereich zwischen 0,5 und 3,0 mm2 liegt.
21. Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen, mit:
parallelen Plattenleitern (51), die einen Abstand zueinander haben, der gleich oder kleiner als die halbe Wellenlänge der übertragenen Millimeterwel­ lensignale ist; und
folgenden Teilen, die zwischen den parallelen Plattenleitern (51) ange­ ordnet sind:
  • a) einem Hochfrequenzdiodenoszillator (52) zum Ausgeben von Milli­ meterwellensignalen, mit:
    einem Metallbauteil (2), an dem eine Hochfrequenzdiode (3) angebracht ist zum oszillierenden Erzeugen eines Hochfrequenzsignals, einem drosselartigen Vorspannungszuführstreifen (4a) zum Zuführen einer Vorspannung zur Hochfre­ quenzdiode (3), wobei der drosselartige Vorspannungszuführstreifen (4a) breite Streifen (4a1) und schmale Streifen (4a2) aufweist, die abwechselnd vorgesehen sind, und einem Streifenleiter (5) zum linearen Verbinden des drosselartigen Vor­ spannungszuführstreifens (4a) mit der Hochfrequenzdiode (3), und
    einem dielektrischen Streifen (7), der in der Nähe der Hochfrequenzdiode (3) so angebracht ist, daß er die Millimeterwellensignale empfängt und weiterlei­ tet,
    wobei die Abschnitte der breiten Streifen (4a1) und der schmalen Strei­ fen (4a2) des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens (4a) jeweils auf etwa λ/4 (wobei λ die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals darstellt) dimensioniert sind,
    und wobei die Länge des Streifenleiters (5) auf etwa {(3/4) + n)λ (wobei n eine ganze Zahl von 0 oder größer darstellt) gesetzt ist;
  • b) einen ersten dielektrischen Streifen (53) mit einem Ende, an dem die Hochfrequenzdiode (3) angeordnet ist, zum Weiterleiten eines vom Hochfre­ quenzdiodenoszillator (52) ausgegebenen Millimeterwellensignals;
  • c) eine Diode mit variabler Kapazität, die so angeordnet ist, daß eine Vorspannungsanlegerichtung mit der Richtung des elektrischen Felds des Milli­ meterwellensignals übereinstimmt, zum periodischen Steuern einer Vorspannung und so Ausgeben des Millimeterwellensignals als frequenzmodelliertes Übertra­ gungs-/Millimeterwellensignal;
  • d) einen zweiten dielektrischen Streifen (58) mit einem Ende, das sich in der Nähe eines Bereichs des ersten dielektrischen Streifens (53) im Signalfluß abwärts von der Diode mit variabler Kapazität befindet oder damit verbunden ist, und zwar so, daß er mit dem Bereich dielektrisch gekoppelt ist;
  • e) einen Zirkulator (54) mit einem Eingangsende (54a), einem Eingangs- und Ausgangsende (54b) und einem Ausgangsende (54c), wobei das andere Ende des ersten dielektrischen Streifens (53) mit dem Eingangsende (54a) verbunden ist,
    wobei ein übertragenes Millimeterwellensignal, das am Eingangsende (54a) eingegeben wird, an das Eingangs- und Ausgangsende (54b) ausgegeben wird,
    wobei ein Empfangssignal, das in das Eingangs- und Ausgangsende (54b) eingegeben wird, an das Ausgangsende (54c) ausgegeben wird;
  • f) einen dritten dielektrischen Streifen (55), dessen eines Ende mit dem Eingangs-/Ausgangsende (54b) des Zirkulators gekoppelt ist und an dessen ande­ rem Ende eine Sende- und Empfangsantenne (56) angeordnet ist;
  • g) einen vierten dielektrischen Streifen (57), dessen eines Ende mit dem Ausgangsende (54c) des Zirkulators (54) gekoppelt ist; und
  • h) einen Mischer (59) zum Mischen der dem zweiten und vierten dielek­ trischen Streifen (58, 57) zugeführten elektrischen Signale und Erzeugen von Zwischenfrequenzsignalen, in dem der Mittenbereich (58c) des zweiten dielektri­ schen Streifens (58) und ein Mittenbereich (57a) des vierten dielektrischen Strei­ fens (57) nahe beieinander oder miteinander verbunden so angebracht sind, daß sie miteinander elektromagnetisch gekoppelt sind.
22. Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen, mit:
parallelen Plattenleitern (51), die unter einem Abstand, der gleich oder weniger als die halbe Wellenlänge des übertragenen Millimeterwellensignals ist, angeordnet sind; und
mit den folgenden Teilen, die zwischen den parallelen Plattenleitern (51) angeordnet sind:
  • a) einem Hochfrequenzdiodenoszillator (52) zum Ausgeben des Milli­ meterwellensignals, mit:
    einem Metallbauteil (2), auf dem eine Hochfrequenzdiode (3) zum oszil­ lierenden Erzeugen eines Hochfrequenzsignals angeordnet ist, ein drosselartiger Vorspannungszuführstreifen (4a) zum Zuführen einer Vorspannung zur Hochfre­ quenzdiode (3), wobei der drosselartige Vorspannungszuführstreifen (4a) breite Streifen (4a1) und schmale Streifen (4a2) aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und einen Streifenleiter (5) zum linearen Verbinden des drosselartigen Vor­ spannungszuführstreifens (4a) mit der Hochfrequenzdiode (3), und
    einem dielektrischen Streifen (7), der in der Nähe der Hochfrequenzdiode (3) zum Empfangen und Weiterleiten des Millimeterwellensignals angeordnet ist,
    wobei die Längen der breiten Streifen (4a1) und der schmalen Streifen (4a2) des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens (4a) auf etwa λ/4 (wobei λ die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals darstellt) jeweils gesetzt sind,
    wobei die Länge des Streifenleiters (5) auf etwa {(3/4) + n}λ (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt) gesetzt ist;
  • b) ein erster dielektrischer Streifen (53) mit einem Ende, an dem sich die Hochfrequenzdiode (3) befindet, zum Weiterleiten eines vom Hochfrequenzdi­ odenoszillator (52) ausgegebenen Millimeterwellensignals;
  • c) eine Pulsmodulationsdiode (80a), die so angeordnet ist, daß sie in den ersten dielektrischen Streifen (53) eingefügt oder an ihm angebracht ist, so daß die Vorspannungsanlegrichtung mit der Richtung des elektrischen Felds des Mil­ limeterwellensignals übereinstimmt, zum Ausgeben eines übertragenen Millime­ terwellensignals, das durch Pulsmodulation der Millimeterwelle erhalten wird, in dem eine Vorspannung an- und ausgeschaltet wird;
  • d) ein zweiter dielektrischer Streifen (58) mit einem Ende, das sich in der Nähe eines Bereichs des ersten dielektrischen Streifens (53) in Signalflußrich­ tung auf einer stromaufwärtigen Seite der Pulsmodulationsdiode (80a) befindet, oder damit verbunden ist, so daß er mit dem Bereich elektromagnetisch gekoppelt ist;
  • e) ein Zirkulator (54) mit einem Eingangsende (54a), einem Eingangs- und Ausgangsende (54b) und einem Ausgangsende (54c),
    wobei das andere Ende des ersten dielektrischen Streifens (53) mit dem Eingangsende (54a) gekoppelt ist,
    wobei ein übertragenes Millimeterwellensignal, das an das Eingangsende (50a) eingegeben wird, am Eingangs- und Ausgangsende (54b) ausgegeben wird,
    wobei ein empfangenes Signal, das in das Eingangs- und Ausgangsende (54b) eingegeben wird, am Ausgangsende (54c) ausgegeben wird;
  • f) ein dritter dielektrischer Streifen (55) mit einem Ende, das mit dem Eingangs- und Ausgangsende (54b) des Zirkulators (54) gekoppelt ist, und einem anderen Ende, an dem eine Sende- und Empfangsantenne (56) angeordnet ist;
  • g) ein vierter dielektrischer Streifen (57) mit einem Ende, das mit dem Ausgangsende (54c) des Zirkulators (54) gekoppelt ist; und
  • h) ein Mischer (59) zum Mischen der dem zweiten und dem vierten dielektrischen Streifen (58, 57) zugeführten elektrischen Signale und zum Erzeu­ gen eines Zwischenfrequenzsignals, in dem der Mittenbereich (58c) des zweiten dielektrischen Streifens (58) und der Mittenbereich (57a) des vierten dielektri­ schen Streifens (57) so in der Nähe zueinander oder verbunden miteinander an­ gebracht sind, daß sie elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind.
23. Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen, mit:
parallelen Plattenleitern (61), die mit einem Abstand zueinander, der gleich oder kleiner als die halbe Wellenlänge des übertragenen Millimeterwel­ lensignals ist, angebracht sind; und
den folgenden Teilen, die zwischen den parallelen Plattenleitern (61) an­ geordnet sind:
  • a) ein Hochfrequenzdiodenoszillator (62) zum Ausgeben von Millime­ terwellensignalen, mit:
    einem Metallbauteil (2), an dem eine Hochfrequenzdiode (3) angebracht ist zum oszillierenden Erzeugen eines Hochfrequenzsignals, ein drosselartiger Vorspannungszuführstreifen (4a) zum Zuführen einer Vorspannung zur Hochfre­ quenzdiode (3), wobei der drosselartige Vorspannungszuführstreifen (4a) breite Streifen (4a1) und schmale Streifen (4a2) aufweist, die abwechselnd vorgesehen sind, und einen Streifenleiter (5) zum linearen Verbinden des drosselartigen Vor­ spannungszuführstreifens (4a) mit der Hochfrequenzdiode (3), und
    einem dielektrischen Streifen (7), der in der Nähe der Hochfrequenzdiode (3) angebracht ist, zum Empfangen und Weiterleiten des Millimeterwellensi­ gnals,
    wobei die Länge der breiten Streifen (4a1) und der schmalen Streifen (4a2) des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens (4a) auf etwa λ/4 (λ stellt die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals dar) jeweils gesetzt sind,
    wobei die Länge des Streifenleiters (5) auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt);
  • b) ein erster dielektrischer Streifen (63) mit einem Ende, an dem die Hochfrequenzdiode (3) angebracht ist, zum Weiterleiten des vom Hochfrequenz­ diodenoszillators (62) ausgegebenen Millimeterwellensignals;
  • c) eine Diode variabler Kapazität, die so angeordnet ist, daß die Vor­ spannungsanlegrichtung mit der Richtung des elektrischen Felds des Millimeter­ wellensignals zusammenfällt, zum periodischen Steuern einer Vorspannung und dadurch Ausgeben des Millimeterwellensignals als frequenzmoduliertes Übertra­ gungs-/Millimeterwellensignals;
  • d) ein zweiter dielektrischer Streifen (68) mit einem Ende, der in der Nähe eines Bereichs des ersten dielektrischen Streifens (63) auf der stromabwär­ tigen Seite in Senderichtung des Millimeterwellensignals von der Diode mit va­ riabler Kapazität angebracht oder damit verbunden ist, so daß er mit dem Bereich elektromagnetisch gekoppelt ist;
  • e) ein Zirkulator (64) mit einem Eingangsende (64a), einem Eingangs- und Ausgangsende (64b) und einem Ausgangsende (64c),
    wobei das andere Ende des ersten dielektrischen Streifens (63) mit dem Eingangsende (64a) gekoppelt ist,
    wobei ein übertragenes Millimeterwellensignal, das in das Eingangsende (64a) eingegeben wird, am Eingangs- und Ausgangsende (64b) ausgegeben wird,
    wobei ein empfangenes Signal, das in das Eingangs- und Ausgangsende (64b) eingegeben wurde, am Ausgangsende (64c) ausgegeben wird;
  • f) ein dritter dielektrischer Streifen (65) mit einem Ende, der mit dem Eingangs- und Ausgangsende (64b) des Zirkulators (64) verbunden ist, und ei­ nem anderen Ende, an dem eine Übertragungsantenne (66) angeordnet ist;
  • g) ein mit dem Ausgangsende (64c) des Zirkulators (64) verbundener Abschluß (67a);
  • h) ein vierter dielektrischer Streifen (69) mit einem Ende, an dem eine Empfangsantenne (70) angeordnet ist, zum Führen eines empfangenen Millime­ terwellensignals; und
  • i) ein Mischer (70) zum Mischen von Signalen, die dem zweiten und dem vierten dielektrischen Streifen (68, 69) zugeführt wurden, und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals, in dem ein Mittenbereich (68c) des zweiten die­ lektrischen Streifens (68) und ein Mittenbereich (69a) des vierten dielektrischen Streifens (69) so nahe beieinander oder miteinander verbunden angeordnet wer­ den, daß sie elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind.
24. Vorrichtung zum Senden/Empfangen von Millimeterwellen, mit:
parallelen Plattenleitern (61), die mit einem Abstand zueinander von der halben Wellenlänge des übertragenen Millimeterwellensignals oder weniger an­ geordnet sind; und
den folgenden, zwischen den parallelen Plattenleitern (61) angeordneten Teilen:
  • a) ein Hochfrequenzdiodenoszillator (62) zum Ausgeben von Millime­ terwellensignalen, mit:
    einem Metallbauteil (2), auf dem eine Hochfrequenzdiode (3) zum oszil­ lierenden Erzeugen eines Hochfrequenzsignals angeordnet ist, ein drosselartiger Vorspannungszuführstreifen (4a) zum Zuführen einer Vorspannung zur Hochfre­ quenzdiode (3), wobei der drosselartige Vorspannungszuführstreifen (4a) breite Streifen (4a1) und schmale Streifen (4a2) aufweist, die abwechselnd angeordnet sind, und einem Streifenleiter (5) zum linearen Verbinden des drosselartigen Vor­ spannungszuführstreifens (4a) mit der Hochfrequenzdiode (3), und
    einem dielektrischen Streifen (7), der in der Nähe der Nähe der Hochfre­ quenzdiode (3) angeordnet ist, um die Millimeterwellensignale zu empfangen und weiterzuleiten,
    wobei die Längen der breiten Streifen (4a1) und der schmalen Streifen (4a2) des drosselartigen Vorspannungszuführstreifens (4a) auf etwa λ/4 gesetzt sind (wobei λ die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals darstellt),
    wobei die Länge des Streifenleiters (5) auf etwa {(3/4) + n}λ gesetzt ist (wobei n eine ganze Zahl größer gleich 0 darstellt);
  • b) ein erster dielektrischer Streifen (63) mit einem Ende, an dem die Hochfrequenzdiode (3) angebracht ist, zum Weiterleiten eines Millimeterwellen­ signals, das vom Hochfrequenzdiodenoszillator (62) ausgegeben wird;
  • c) eine Pulsmodulationsdiode (80a), die in den ersten dielektrischen Streifen (63) so eingefügt oder an ihm angebracht ist, daß die Vorspannungsan­ legrichtung mit der Richtung des elektrischen Felds des Millimeterwellensignals zusammenfällt, zum Ausgeben eines übertragenen Millimeterwellensignals, das durch Pulsmodulation der Millimeterwelle erhalten wird, in dem eine Vorspan­ nung an- und ausgeschaltet wird;
  • d) ein zweiter dielektrischer Streifen (68) mit einem Ende, das in der Nähe eines Bereichs des ersten dielektrischen Streifens (63) auf der stromauf­ wärtigen Seite der Pulsmodulationsdiode (80a) in Signalflußrichtung angebracht oder damit verbunden ist, so daß er mit diesem Bereich elektromagnetisch ge­ koppelt ist;
  • e) ein Zirkulator (64) mit einem Eingangsende (64a), einem Eingangs- und Ausgangsende (64b) und einem Ausgangsende (64c),
    wobei das andere Ende des ersten dielektrischen Streifens (63) mit dem Eingangsende (64a) gekoppelt ist,
    wobei ein übertragenes Millimeterwellensignal, das in das Eingangsende (64a) eingegeben wird, an das Eingangs- und Ausgangsende (64b) ausgegeben wird,
    wobei ein empfangenes Signal, das in das Eingangs- und Ausgangsende (64b) eingegeben wird, zum Ausgangsende (64c) ausgegeben wird;
  • f) ein dritter dielektrischer Streifen (65) mit einem Ende, das mit dem Eingangs- und Ausgangsende (64b) des Zirkulators (64) gekoppelt ist, und mit einem anderen Ende, an dem sich eine Sendeantenne (66) befindet;
  • g) ein Abschluß (67a), der mit dem Ausgangsende (64c) des Zirkulators (64) verbunden ist;
  • h) ein vierter dielektrischer Streifen (69) mit einem Ende, an dem sich eine Empfangsantenne (70) befindet, um ein empfangenes Millimeterwellensi­ gnal zu führen; und
  • i) ein Mischer (71) zum Mischen von Signalen, die den zweiten und vierten dielektrischen Steifen (68, 69) zugeführt werden, und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals, in dem ein Mittenbereich (68c) des zweiten dielektri­ schen Streifens (68) und ein Mittenbereich (69a) des vierten dielektrischen Streifens (69) so in der Nähe voneinander oder miteinander verbunden angebracht werden, daß sie miteinander elektromagnetisch gekoppelt sind.
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