JP2001345609A

JP2001345609A - ミリ波送受信器

Info

Publication number: JP2001345609A
Application number: JP2000161263A
Authority: JP
Inventors: Nobuki Hiramatsu; 信樹平松; Hironori Yoshii; 浩紀喜井; Takeshi Okamura; 健岡村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】広帯域で使用できると共に誘電体線路の厳密な
位置調整が不要であり、設計の自由度が高く、小型化が
可能で、ミリ波レーダーに適用した場合その探知距離等
の性能が安定化するものとすること。【解決手段】第１の誘電体線路３の電圧制御発振部２よ
りも送信用のミリ波信号の伝送方向下流側における第１
の誘電体線路３の直線状の部分に、送信用のミリ波信号
の波長λ以上の曲率半径ｒを有する円弧状を成して第２
の誘電体線路８が接合された構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミリ波集積回路等
の高周波回路を用いた非放射性誘電体線路型のミリ波レ
ーダー等のミリ波送受信器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の非放射性誘電体線路型のミリ波送
受信器を図５，図６に示す。まず、非放射性誘電体線路
（NonRadiative Dielectric waveguideで、以下、Ｎ
ＲＤガイドという）について説明する。ＮＲＤガイド
は、一対の平行平板導体を、それらの間隔ｚをｚ≦λ／
２として設置することにより、これらの平行平板導体間
に配置された誘電体線路に対し外部からノイズの侵入を
なくし、かつ誘電体線路から外部への高周波信号（以
下、信号ともいう）の放射をなくして信号を伝送させる
ものである。なお、λは使用周波数において空気中を伝
搬する電磁波（高周波信号）の波長である。

【０００３】そして、図５，図６に示したミリ波送受信
器は、一対の平行平板導体間に各種部品を配置した上記
ＮＲＤガイド型のものであり、図5は送信アンテナと受
信アンテナが一体化されたものの平面図、図６は送信ア
ンテナと受信アンテナが独立したものの平面図である。

【０００４】図５において、４１は本発明の一方の平行
平板導体（他方は省略する）、４２は第１の誘電体線路
４３の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振
部、即ち電圧制御発振部であり、バイアス電圧印加方向
が高周波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電
体線路４３の高周波ダイオード近傍に配置された可変容
量ダイオードのバイアス電圧を周期的に制御して、三角
波，正弦波等とすることにより、周波数変調した送信用
のミリ波信号として出力する。

【０００５】４３は、高周波ダイオードから出力された
高周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の
誘電体線路、４４は、第１，第３，第４の誘電体線路に
それぞれ結合される第１，第２，第３の接続部（図示せ
ず）を有する、フェライト円板４４ａ等から成るサーキ
ュレータ、４５は、サーキュレータ４４の第２の接続部
に接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に
送受信アンテナ４６を有する第３の誘電体線路、４６
は、第３の誘電体線路４５の先端をテーパー状等とする
ことにより構成された送受信アンテナである。

【０００６】また４７は、送受信アンテナ４６で受信さ
れ第３の誘電体線路４５を伝搬してサーキュレータ４４
の第３の接続部より出力した受信波をミキサー４９側へ
伝搬させる第４の誘電体線路、４８は、第１の誘電体線
路４３に一端側が電磁結合するように近接配置されて、
ミリ波信号の一部をミキサー４９側へ伝搬させる第２の
誘電体線路、４８ａは、第２の誘電体線路４８のミキサ
ー４９と反対側の一端部に設けられた無反射終端部（タ
ーミネータ）である。また、図中Ｍ１は、第２の誘電体
線路４８の中途と第４の誘電体線路４７の中途とを近接
させて電磁結合させることにより、ミリ波信号の一部と
受信波を混合させて中間周波信号を発生させるミキサー
部である。

【０００７】また、送信アンテナと受信アンテナを独立
させた図６のタイプにおいて、５１は一方の平行平板導
体（他方は省略する）、５２は第１の誘電体線路５３の
一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部であ
り、バイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合
致するように第１の誘電体線路５３の高周波ダイオード
近傍に配置された可変容量ダイオードのバイアス電圧を
周期的に制御して、三角波，正弦波等とすることによ
り、周波数変調した送信用のミリ波信号として出力す
る。

【０００８】５３は、高周波ダイオードから出力された
高周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の
誘電体線路、５４は、第１，第３，第５の誘電体線路５
３，５５，５７にそれぞれ接続される第１，第２，第３
の接続部（図示せず）を有する、フェライト円板５４ａ
等から成るサーキュレータ、５５は、サーキュレータ５
４の第２の接続部に接続され、ミリ波信号を伝搬させる
とともに先端部に送信アンテナ５６を有する第３の誘電
体線路、５６は、第３の誘電体線路５５の先端をテーパ
ー状等とすることにより構成された送信アンテナ、５７
は、サーキュレータ５４の第３の接続部に接続され、送
信用のミリ波信号を減衰させる無反射終端部５７ａが先
端に設けられた第５の誘電体線路である。

【０００９】また５８は、第１の誘電体線路５３に一端
側が電磁結合するように近接配置されて、ミリ波信号の
一部をミキサー５１側へ伝搬させる第２の誘電体線路、
５８ａは、第２の誘電体線路５８のミキサー５１と反対
側の一端部に設けられた無反射終端部、５９は、受信ア
ンテナ６０で受信された受信波をミキサー５１側へ伝搬
させる第４の誘電体線路である。また、図中Ｍ２は、第
２の誘電体線路５８の中途と第４の誘電体線路５９の中
途とを近接させて電磁結合させることにより、ミリ波信
号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生さ
せるミキサー部である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ミ
リ波送受信器においては、例えば第1の誘電体線路４３
と第2の誘電体線路４８とは電磁結合するように近接配
置されており、これらの電磁結合の整合（マッチング）
をとるには、第1の誘電体線路４３と第2の誘電体線路４
８との近接部の間隔を厳密に調整し配置する必要があっ
た。従って、その間隔の微妙なずれにより、第1の誘電
体線路４３と第2の誘電体線路４８とに分配される信号
の分配比が所望の値から大きくずれ易く、その結果ミリ
波レーダーに適用した場合、その探知距離が低下すると
いった問題点があった。

【００１１】また、上記のように結合させる誘電体線路
を高精度に配置する必要があり、ミリ波送受信器の量産
性向上を妨げていた。更に、第2の誘電体線路４８，５
８の一端に無反射終端部４８ａ，５８ａを設ける必要が
あり、また６０ＧＨｚで使用する場合無反射終端部４８
ａ，５８ａは約４〜２０ｍｍ程度の長さとなり、その結
果ミリ波送受信器の小型化を妨げており設計上大きな制
約となっていた。

【００１２】また、従来、ＮＲＤガイド型のミリ波送受
信器において高周波信号を分岐させる場合、第1の誘電
体線路４３と第2の誘電体線路４８との近接部のような
カプラ型（電磁結合型）が主流であり、その高周波信号
の周波数による透過特性には以下のような問題点があっ
た。即ち、周波数６０ＧＨｚ程度の高周波信号をほぼ同
レベルに２等分して出力するように調整しても、第1の
誘電体線路４３と第2の誘電体線路４８の各出力強度
は、６０ＧＨｚから周波数がずれると大きく変化する。
このため、使用可能な帯域幅は、６０ＧＨｚ前後の１Ｇ
Ｈｚ程度に止まり、広帯域で使用可能なことが必要な携
帯電話等の通信機器分野では不十分な周波数特性であっ
た。

【００１３】さらに、従来用いられてきたテフロン，ポ
リスチレン等の比誘電率２〜４の誘電体からなる誘電体
線路を用いると、曲線部での曲げ損失や、誘電体線路の
接合部での損失が大きいという欠点があった。このた
め、急峻な曲線部を設けることができなかった。また、
緩やかな曲線部とした場合にも、その曲線部の曲率半径
を精密に決定する必要があった。さらに、小さい曲げ損
失でもって使用可能な周波数範囲が、例えば６０ＧＨｚ
付近では１〜２ＧＨｚと十分ではなかった。これは、比
誘電率が２〜４の誘電体を用いた場合、伝搬モードであ
るＬＳＭモードと、不要モードのＬＳＥモードとの分散
曲線が非常に近いため、ＬＳＭモードの電磁波の１部が
ＬＳＥモードに変換されてしまい、損失が増大するため
であった。

【００１４】また、誘電体線路の材料として、アルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミック等の比誘電率が１０程度のセラ
ミックスを用いた場合、５０ＧＨｚ以上の高周波で使用
するためには、誘電体線路の幅を非常に細くしなければ
ならず、加工性および実装上実用的ではない。セラミッ
クス等の無機化合物からなる誘電体線路を用いた場合、
誘電体線路に急峻な曲線部を設けることはできるが、複
数の直線部と曲線部からなるような複雑形状を作製する
ことは困難であった。さらに、平行平板導体と誘電体線
路との熱膨張係数の差、さらには衝撃により誘電体線路
の破損が生じる等の問題があった。

【００１５】また、サーキュレータ４４，５４には誘電
体線路が接続されるが、このサーキュレータ４４，５４
と各誘電体線路との接続部では、不要モードのＬＳＥモ
ードが発生する。このＬＳＥモードの伝搬を抑制するた
めに、誘電体線路のサーキュレータ４４，５４との接続
部にＬＳＥ用のモードサプレッサが配設される。このモ
ードサプレッサは、誘電体線路を半割とし、一方の半割
誘電体線路の一面の端部に所定形状の導体層を印刷し
て、その導体層表面に他方の半割誘電体線路を並列に配
置したものや、導体層表面と他方の半割誘電体線路とを
接着剤を用いて接合させたものが知られている。

【００１６】しかしながら、２つの半割誘電体線路を並
列に配置したモードサプレッサでは、製造上両者間に制
御できない隙間ができてしまい、また両者を接着させた
ものでは、２つの半割誘電体線路間に誘電率の異なる接
着剤の領域が存在するために、モードサプレッサの動作
領域がずれてしまい、所望の帯域でモードサプレッサが
効果的に機能しないという問題点があった。また、２つ
の半割誘電体線路同士の位置がずれて、サーキュレータ
との位置精度がずれてしまうと、サーキュレータの動作
帯域が変化してしまい、サーキュレータが正常に機能し
ないおそれがあった。

【００１７】また、誘電体線路がテフロンから成る場
合、誘電体線路を接着剤により接着することが困難なた
め、取扱により誘電体線路の設置位置がずれて不具合が
生じるといった問題点もあった。

【００１８】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は、従来より使用可能な帯域
幅が広く、その結果広帯域で使用できると共に、誘電体
線路の厳密な位置調整が不要なため量産性が向上し、ま
た信号分岐部で接合された誘電体線路には無反射終端部
を必要としないので設計の自由度が高く、小型化が可能
なものとすることである。

【００１９】また、本発明の他の目的は、誘電体線路を
伝播するＬＳＭモードの電磁波のＬＳＥモードへの変換
が少なく、従って誘電体線路に小さい曲率半径で使用周
波数範囲が広い急峻な曲線部を作製することができ、そ
の結果ミリ波送受信器を小型化でき、しかも加工が容易
で作製の自由度の高いものとすることである。

【００２０】さらに、本発明の他の目的は、ミリ波送受
信器用のモードサプレッサを容易にかつ精度良く作製で
きるとともに、安定した動作帯域が得られるモードサプ
レッサを組み込むことで、安定した性能が得られるミリ
波送受信器とすることである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明のミリ波送受信器
は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した
平行平板導体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高
周波ダイオードと、バイアス電圧印加方向が前記高周波
信号の電界方向に合致するように配置され、バイアス電
圧を周期的に制御することによって前記高周波信号を周
波数変調させる可変容量ダイオードとを具備するととも
に、第１の誘電体線路の一端部に付設された電圧制御発
振部と、第１の誘電体線路の電圧制御発振部よりも前記
送信用のミリ波信号の伝送方向下流側における第１の誘
電体線路の直線状の部分に、送信用のミリ波信号の波長
λ以上の曲率半径ｒを有する円弧状を成して接合される
第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設さ
れたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置されかつそ
れぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続
部，第２の接続部および第３の接続部を有し、一つの前
記接続部から入力された前記ミリ波信号をフェライト板
の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続
部より出力させるサーキュレータであって、前記第１の
誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続
部が接合されるサーキュレータと、該サーキュレータの
第２の接続部に接合され、前記ミリ波信号を伝搬させる
とともに先端部に送受信アンテナを有する第３の誘電体
線路と、前記送受信アンテナで受信され第３の誘電体線
路を伝搬して前記サーキュレータの第３の接続部より出
力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線
路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体
線路の中途とを結合させ、前記電圧制御発振部で発生さ
れたミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波
信号を発生させるミキサー部と、を含むことを特徴とす
る。

【００２２】本発明のミリ波送受信器は、上記構成によ
り、広帯域で使用できると共に、誘電体線路の厳密な位
置調整が不要なため量産性が向上し、また信号分岐部で
接合された誘電体線路には無反射終端部を必要としない
ので設計の自由度が高く、小型化が可能なものとなる。
また、信号分岐部での信号の分配比も従来のカップリン
グ型と比較して変動し難く安定しているため、ミリ波レ
ーダーに適用した場合その探知距離（探知レンジ）等の
性能が安定化する。

【００２３】本発明において、好ましくは、前記第１の
誘電体線路の伝送方向下流側の部分は前記曲率半径ｒを
有する円弧状を成して曲げられており、前記第２の誘電
体線路はその円弧状部に直線的に接合されていることを
特徴とする。この構成においても上記と同様の作用効果
が得られる。

【００２４】また、好ましくは、ミキサー部における前
記第２の誘電体線路と前記第４の誘電体線路との結合
は、第４の誘電体線路の直線状の部分に、前記曲率半径
ｒを有する円弧状の部分を成して第２の誘電体線路が接
合された構成であることを特徴とする。

【００２５】上記構成により、ミキサー部において前記
第２の誘電体線路と前記第４の誘電体線路とを接合させ
ることで、ミリ波レーダーに適用した場合その探知距離
等の性能がさらに安定化する。

【００２６】さらに、好ましくは、ミキサー部における
前記第２の誘電体線路と前記第４の誘電体線路との結合
は、第４の誘電体線路の前記曲率半径ｒを有する円弧状
の部分に、直線状の部分を成して第２の誘電体線路が接
合された構成であることを特徴とする。

【００２７】この構成により、ミキサー部において前記
第２の誘電体線路と前記第４の誘電体線路とを接合させ
ることで、ミリ波レーダーに適用した場合その探知距離
等の性能がさらに安定化する。

【００２８】また、好ましくは、バイアス電圧印加方向
が前記高周波信号の電界方向に合致するように、第１の
誘電体線路に介在するかまたは第１の誘電体線路に付設
して配置され、バイアス電圧をＯＮ−ＯＦＦすることに
よって、前記高周波信号をパルス変調し送信用のミリ波
信号を出力するパルス変調用ダイオードを設けたことを
特徴とする。

【００２９】上記構成により、ミリ波信号をパルス化し
て送受信するパルス方式のミリ波レーダーモジュール等
のミリ波送受信器を構成できるとともに、本発明の上記
作用効果が得られる。

【００３０】また、本発明のミリ波送受信器は、ミリ波
信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導
体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオ
ードと、バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界
方向に合致するように配置され、バイアス電圧を周期的
に制御することによって前記高周波信号を周波数変調さ
せる可変容量ダイオードとを具備するとともに、第１の
誘電体線路の一端部に付設された電圧制御発振部と、第
１の誘電体線路の電圧制御発振部よりも前記送信用のミ
リ波信号の伝送方向下流側における第１の誘電体線路の
直線状の部分に、送信用のミリ波信号の波長λ以上の曲
率半径ｒを有する円弧状を成して接合される第２の誘電
体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェラ
イト板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記
ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接
続部および第３の接続部を有し、一つの前記接続部から
入力された前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計
回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力さ
せるサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の
前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接合され
るサーキュレータと、該サーキュレータの第２の接続部
に接続され、前記ミリ波信号を伝搬させるとともに先端
部に送信アンテナを有する第３の誘電体線路と、先端部
に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第
４の誘電体線路と、前記サーキュレータの第３の接続部
に接続され、前記送信アンテナで受信混入したミリ波信
号を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端
部で前記ミリ波信号を減衰させる第５の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途とを結合させ、前記電圧制御発振部から出力された
ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号
を発生させるミキサー部と、を含むことを特徴とする。

【００３１】本発明のミリ波送受信器は、このような構
成により、広帯域で使用できると共に、誘電体線路の厳
密な位置調整が不要なため量産性が向上し、また信号分
岐部で接合された誘電体線路には無反射終端部を必要と
しないので設計の自由度が高く、小型化が可能なものと
なる。また、信号分岐部での信号の分配比も従来のカッ
プリング型と比較して変動し難く安定しているため、ミ
リ波レーダーに適用した場合その探知距離（探知レン
ジ）等の性能が安定化する。さらに、送信用のミリ波信
号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することが
なく、その結果受信信号のノイズが低減し探知距離が増
大し、ミリ波信号の伝送特性に優れたものとなる。

【００３２】本発明において、好ましくは、前記第１の
誘電体線路の伝送方向下流側の部分は前記曲率半径ｒを
有する円弧状を成して曲げられており、前記第２の誘電
体線路はその円弧状部に直線的に接合されていることを
特徴とする請求項６記載のミリ波送受信器。この構成に
おいても上記と同様の作用効果が得られる。

【００３３】また、好ましくは、ミキサー部における前
記第２の誘電体線路と前記第４の誘電体線路との結合
は、第４の誘電体線路の直線状の部分に、前記曲率半径
ｒを有する円弧状の部分を成して第２の誘電体線路が接
合された構成であることを特徴とする。

【００３４】上記構成により、ミキサー部において前記
第２の誘電体線路と前記第４の誘電体線路とを接合させ
ることで、ミリ波レーダーに適用した場合その探知距離
等の性能がさらに安定化する。

【００３５】さらに、好ましくは、ミキサー部における
前記第２の誘電体線路と前記第４の誘電体線路との結合
は、第４の誘電体線路の前記曲率半径ｒを有する円弧状
の部分に、直線状の部分を成して第２の誘電体線路が接
合された構成であることを特徴とする。

【００３６】この構成により、ミキサー部において前記
第２の誘電体線路と前記第４の誘電体線路とを接合させ
ることで、ミリ波レーダーに適用した場合その探知距離
等の性能がさらに安定化する。

【００３７】また、好ましくは、バイアス電圧印加方向
が前記高周波信号の電界方向に合致するように、第１の
誘電体線路あるいは第3の誘電体線路に介在するか、ま
たは第１の誘電体線路あるいは第3の誘電体線路に付設
して配置され、バイアス電圧をＯＮ−ＯＦＦすることに
よって、前記高周波信号をパルス変調し送信用のミリ波
信号を出力するパルス変調用ダイオードを設けたことを
特徴とする。

【００３８】上記構成により、ミリ波信号をパルス化し
て送受信するパルス方式のミリ波レーダーモジュール等
のミリ波送受信器を構成できるとともに、本発明の上記
作用効果が得られる。

【００３９】本発明において、好ましくは、前記第２の
誘電体線路は、前記第３の誘電体線路に一端側が電磁結
合するように近接配置されるかまたは一端が接合され
て、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させるよ
うに配置されていることを特徴とする。この構成におい
ても、上記の本発明の作用効果が得られる。

【００４０】さらに、本発明のミリ波送受信器は、ミリ
波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板
導体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイ
オードと、バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電
界方向に合致するように配置され、バイアス電圧を周期
的に制御することによって前記高周波信号を周波数変調
させる可変容量ダイオードとを具備するとともに、第１
の誘電体線路の一端部に付設された電圧制御発振部と、
第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配
置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の
一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前
記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁
部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の
入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第
３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された前
記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反
時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュ
レータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信
号の出力端に前記第１の接続部が接合されるサーキュレ
ータと、該サーキュレータの第２の接続部に接合され、
前記ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信ア
ンテナを有する第３の誘電体線路と、前記送受信アンテ
ナで受信され第３の誘電体線路を伝搬して前記サーキュ
レータの第３の接続部より出力した受信波をミキサー側
へ伝搬させる第４の誘電体線路と、前記第２の誘電体線
路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて
電磁結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の
一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させる
ミキサー部と、を設けたミリ波送受信器において、前記
第１〜４の誘電体線路のうち少なくとも一つが、複数の
線路部分の端面同士を前記波長の１／８以下の間隔で対
向配置させて構成されていることを特徴とする。

【００４１】本発明は、上記の構成により、誘電体線路
を伝播するＬＳＭモードの電磁波のＬＳＥモードへの変
換が少なく、従って誘電体線路に小さい曲率半径で使用
周波数範囲が広い急峻な曲線部を作製することができ、
その結果ミリ波送受信器を小型化でき、しかも加工が容
易で作製の自由度の高いものとすることができる。

【００４２】本発明のミリ波送受信器は、ミリ波信号の
波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間
に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオード
と、バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界方向
に合致するように配置され、バイアス電圧を周期的に制
御することによって前記高周波信号を周波数変調させる
可変容量ダイオードとを具備するとともに、第１の誘電
体線路の一端部に付設された電圧制御発振部と、第１の
誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置され
るかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部を
ミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行
平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所
定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力
端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接
続部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ
波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回
りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータ
であって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出
力端に第１の接続部が接続されるサーキュレータと、該
サーキュレータの第２の接続部に接続され、前記ミリ波
信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有す
る第３の誘電体線路と、先端部に受信アンテナ、他端部
にミキサーが各々設けられた第４の誘電体線路と、前記
サーキュレータの第３の接続部に接続され、前記送信ア
ンテナで受信混入したミリ波信号を伝搬させるとともに
先端部に設けられた無反射終端部で前記ミリ波信号を減
衰させる第５の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の
中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁
結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部
と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキ
サー部と、を設けたミリ波送受信器において、前記第１
〜５の誘電体線路のうち少なくとも一つが、複数の線路
部分の端面同士を前記波長の１／８以下の間隔で対向配
置させて構成されていることを特徴とする。

【００４３】本発明は、上記構成により、誘電体線路を
伝播するＬＳＭモードの電磁波のＬＳＥモードへの変換
が少なく、従って誘電体線路に小さい曲率半径で使用周
波数範囲が広い急峻な曲線部を作製することができ、そ
の結果ミリ波送受信器を小型化でき、しかも加工が容易
で作製の自由度の高いものとすることができる。また、
送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサー
へ混入することがなく、その結果受信信号のノイズが低
減し探知距離が増大し、ミリ波信号の伝送特性に優れた
ものとなる。

【００４４】本発明のミリ波送受信器は、ミリ波信号の
波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間
に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオード
と、バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界方向
に合致するように配置され、バイアス電圧を周期的に制
御することによって前記高周波信号を周波数変調させる
可変容量ダイオードとを具備し、かつ第１の誘電体線路
の一端部に付設された電圧制御発振部と、第１の誘電体
線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかま
たは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサ
ー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導
体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔
で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とさ
れた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を
有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ波信号
をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣
接する他の接続部より出力させるサーキュレータであっ
て、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に
前記第１の接続部が接合されるサーキュレータと、該サ
ーキュレータの第２の接続部に接合され、前記ミリ波信
号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを有す
る第３の誘電体線路と、前記送受信アンテナで受信され
第３の誘電体線路を伝搬して前記サーキュレータの第３
の接続部より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる
第４の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前
記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させ
るかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波
とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部
と、を設けたミリ波送受信器において、前記第1，第3，
第4の誘電体線路はセラミックスから成るとともに、前
記第1の誘電体線路の前記第1の接続部側の端部と、前記
第３の誘電体線路の前記第２の接続部側の端部および前
記第４の誘電体線路の前記第３の接続部側の端部に、前
記セラミックスと同時焼成によって導体層が内部に一体
的に形成されたモードサプレッサが設けられていること
を特徴とする。

【００４５】本発明は、上記構成により、ミリ波送受信
器用のモードサプレッサを容易にかつ精度良く作製でき
るとともに、安定した動作帯域が得られるモードサプレ
ッサを組み込むことで、安定した性能が得られるミリ波
送受信器となる。

【００４６】また、本発明のミリ波送受信器は、ミリ波
信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導
体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオ
ードと、バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界
方向に合致するように配置され、バイアス電圧を周期的
に制御することによって前記高周波信号を周波数変調さ
せる可変容量ダイオードとを具備し、かつ第１の誘電体
線路の一端部に付設された電圧制御発振部と、第１の誘
電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置される
かまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミ
キサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平
板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定
間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端
とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続
部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ波
信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回り
に隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータで
あって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力
端に第１の接続部が接続されるサーキュレータと、該サ
ーキュレータの第２の接続部に接続され、前記ミリ波信
号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有する
第３の誘電体線路と、先端部に受信アンテナ、他端部に
ミキサーが各々設けられた第４の誘電体線路と、前記サ
ーキュレータの第３の接続部に接続され、前記送信アン
テナで受信混入したミリ波信号を伝搬させるとともに先
端部に設けられた無反射終端部で前記ミリ波信号を減衰
させる第５の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中
途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結
合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と
受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサ
ー部と、を設けたミリ波送受信器において、前記第1，
第3，第５の誘電体線路はセラミックスから成るととも
に、前記第1の誘電体線路の前記第1の接続部側の端部
と、前記第３の誘電体線路の前記第２の接続部側の端部
および前記第５の誘電体線路の前記第３の接続部側の端
部に、前記セラミックスと同時焼成によって導体層が内
部に一体的に形成されたモードサプレッサが設けられて
いることを特徴とする。

【００４７】本発明は、上記構成により、ミリ波送受信
器用のモードサプレッサを容易にかつ精度良く作製でき
るとともに、安定した動作帯域が得られるモードサプレ
ッサを組み込むことで、安定した性能が得られるミリ波
送受信器となる。また、送信用のミリ波信号がサーキュ
レータを介してミキサーへ混入することがなく、その結
果受信信号のノイズが低減し探知距離が増大し、ミリ波
信号の伝送特性に優れたものとなる。

【００４８】

【発明の実施の形態】本発明のミリ波送受信器につい
て、以下に説明する。図１，図2は本発明のミリ波送受
信器について示すものであり、図１は送信アンテナと受
信アンテナが一体化されたものの平面図、図２は送信ア
ンテナと受信アンテナが独立したものの平面図である。

【００４９】図１において、１は本発明の一方の平行平
板導体（他方は省略する）、２は第１の誘電体線路３の
一端に設けられた電圧制御発振部であり、バイアス電圧
印加方向が高周波信号の電界方向に合致するように、第
１の誘電体線路３の高周波ダイオード近傍に配置された
可変容量ダイオードのバイアス電圧を周期的に制御し
て、三角波，正弦波等とすることにより、周波数変調し
た送信用のミリ波信号として出力する。

【００５０】３は、高周波ダイオードから出力された高
周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘
電体線路、４は、第１，第３，第４の誘電体線路にそれ
ぞれ結合される第１，第２，第３の接続部（図示せず）
を有する、フェライト円板４ａ等から成るサーキュレー
タ、５は、サーキュレータ４の第２の接続部に接続さ
れ、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信ア
ンテナ６を有する第３の誘電体線路、６は、第３の誘電
体線路５の先端部をテーパー状等とすることにより構成
された送受信アンテナである。

【００５１】また７は、送受信アンテナ６で受信され第
３の誘電体線路５を伝搬してサーキュレータ４の第３の
接続部より出力した受信波をミキサー９側へ伝搬させる
第４の誘電体線路、８は、第１の誘電体線路３の電圧制
御発振部２よりも送信用のミリ波信号の伝送方向下流側
における第１の誘電体線路の直線状の部分に、送信用の
ミリ波信号の波長λ以上の曲率半径ｒを有する円弧状を
成して接合される第２の誘電体線路であり、ミリ波信号
の一部をミキサー９側へ伝搬させる。

【００５２】また、図中Ｍ１は、第２の誘電体線路８の
中途と第４の誘電体線路７の中途とを近接させて電磁結
合させるかまたは上記円弧状を成して接合させることに
より、ミリ波信号の一部と受信波を混合させて中間周波
信号を発生させるミキサー部である。

【００５３】本発明のサーキュレータ４は、平行平板導
体１，１間に平行に配設された一対のフェライト円板の
周縁部に所定間隔、例えばフェライト円板の中心点に関
して角度で１２０°間隔で配置され、かつそれぞれミリ
波信号の入出力端とされた第1の接続部，第2の接続部お
よび第3の接続部を有し、一つの接続部から入力された
ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時
計回りに隣接する他の接続部より出力させるものであ
る。また、平行平板導体１の外側主面のフェライト円板
に相当する部位には、フェライト円板を伝搬する電磁波
の波面を回転させるための磁石が、磁力線がフェライト
円板に対し略垂直方向（略上下方向）に通過するように
設けられる。なお、本発明のフェライト板は円板状のも
の限らず、多角形状等のものでもよい。

【００５４】本発明では、第１の誘電体線路３と第２の
誘電体線路８とを接合するものであり、その場合、接合
部において、第１の誘電体線路３を直線状、第２の誘電
体線路８を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを
高周波信号の波長λ以上とする。これにより、高周波信
号を損失を小さくして均等の出力で分岐させることがで
きる。

【００５５】また、接合部において、第２の誘電体線路
８を直線状、第１の誘電体線路３を円弧状となし、その
円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上として
もよく、この場合も上記と同様の効果が得られる。

【００５６】また、ミキサー９部において、第２の誘電
体線路８と第４の誘電体線路７とを接合することもで
き、この場合、上記と同様に、これらの誘電体線路８，
７のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円
弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするの
がよい。また、第２の誘電体線路８と第４の誘電体線路
７とを接合させずに、電磁結合するように近接配置する
場合、その近接部において、第２の誘電体線路８と第４
の誘電体線路７との近接部の少なくとも一方を円弧状と
することにより、近接配置の構成とすることができる。

【００５７】このような円弧状を成す接合部の基本構成
を図3に示す。間隔ｚがλ／２（λは高周波信号の波
長）とされた一対の平行平板導体１，１間において、直
線状の誘電体線路３１と、その中途に円弧状を成して接
合された誘電体線路３２とを配設したものである。そし
て、誘電体線路３２の接合部を誘電体線路３１側に延長
させたときの延長面（図3の破線部）の接線（図3の矢
印）が、誘電体線路３１の側面に合致するように形成す
ることが好ましい。この場合、信号を均等に分配するの
に最適である。

【００５８】本発明において、誘電体線路３２は接合部
が少なくとも円弧状に形成されてあり、接合部以外は直
線状とする、全体を円弧状とする、又は接合部以外は楕
円状曲線，双曲線，２次曲線，波形曲線等種々の曲線状
とする、等の変形を施しても良い。そして、誘電体線路
３２の接合部の曲率半径ｒについて、誘電体線路３１，
３２内を伝搬する高周波信号の波長λ以上に設定するこ
とにより、誘電体線路３１，３２によって、高周波信号
をほぼ等分の出力強度で分配可能となる。また好ましく
は、接合部の曲率半径ｒは３λ以下が良く、３λを超え
ると接合構造が大きくなり小型化のメリットが得られな
い。

【００５９】一方、前記接合部の曲率半径ｒを波長λよ
り小さく設定すると、誘電体線路３２への分岐強度は小
さくなる。

【００６０】また、本発明の他の実施形態として、図3
において誘電体線路３２をＵ字型とし、そのＵ字型の曲
線部を誘電体線路３１に接合させたもの（ａ）、誘電体
線路３１の両側に誘電体線路を複数接合させて信号を３
つ以上に分岐させるようにしたもの（ｂ）、（ｂ）にお
いて誘電体線路３１に接合される誘電体線路の接合部の
曲率半径を異なるようにしたもの（ｃ）等、種々の変形
を行うことができる。

【００６１】そして、これらの各種部品は、ミリ波信号
の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間
に設けられている。

【００６２】図１のものにおいて、第１の誘電体線路３
の中途にスイッチを設け、それをＯＮ−ＯＦＦすること
でパルス変調制御することもできる。例えば、図８に示
すように、配線基板７８の一主面に第２のチョーク型バ
イアス供給線路７０を形成し、その中途に半田実装され
たビームリードタイプのＰＩＮダイオードやショットキ
ーバリアダイオードを設けたスイッチである。この配線
基板７８を、第１の誘電体線路３の第２の誘電体線路８
との信号分岐部とサーキュレータ４との間に、ＰＩＮダ
イオードやショットキーバリアダイオードのパルス変調
用ダイオードのバイアス電圧印加方向がＬＳＭモードの
高周波信号の電界方向に合致するように配置し、第１の
誘電体線路３に介在させるものである。また、第１の誘
電体線路３にもう一つのサーキュレータを介在させ、そ
の第１，第３の接続部に第１の誘電体線路３を接続し、
第２の接続部に他の誘電体線路を接続し、その誘電体線
路の先端部の端面に、図８ようなショットキーバリアダ
イオードを設けたスイッチを設置してもよい。

【００６３】また、本発明のミリ波送受信器の他の実施
形態として、送信アンテナと受信アンテナを独立させた
図２のタイプがある。同図において、１１は本発明の一
方の平行平板導体（他方は省略する）、１２は第１の誘
電体線路１３の一端に設けられた電圧制御発振部であ
り、バイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合
致するように第１の誘電体線路１３の高周波ダイオード
近傍に配置された可変容量ダイオードのバイアス電圧を
周期的に制御して、三角波，正弦波等とすることによ
り、周波数変調した送信用のミリ波信号として出力す
る。

【００６４】１３は、高周波ダイオードから出力された
高周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の
誘電体線路、１４は、第１，第３，第５の誘電体線路１
３，１５，１７にそれぞれ接続される第１，第２，第３
の接続部（図示せず）を有する、フェライト円板１４ａ
等から成るサーキュレータ、１５は、サーキュレータ１
４の第２の接続部に接続され、ミリ波信号を伝搬させる
とともに先端部に送信アンテナ１６を有する第３の誘電
体線路、１６は、第３の誘電体線路１５の先端部をテー
パー状等とすることにより構成された送信アンテナ、１
７は、サーキュレータ１４の第３の接続部に接続され、
送信用のミリ波信号を減衰させる無反射終端部１７ａが
先端に設けられた第５の誘電体線路である。

【００６５】また１８は、第１の誘電体線路１３の電圧
制御発振部１２よりも送信用のミリ波信号の伝送方向下
流側における第１の誘電体線路１３の直線状の部分に、
送信用のミリ波信号の波長λ以上の曲率半径ｒを有する
円弧状を成して接合される第２の誘電体線路であり、ミ
リ波信号の一部をミキサー２１側へ伝搬させる。１９
は、受信アンテナ２０で受信された受信波をミキサー２
１側へ伝搬させる第４の誘電体線路である。

【００６６】また、図中Ｍ２は、第２の誘電体線路１８
の中途と第４の誘電体線路１９の中途とを近接させて電
磁結合させるかまたは上記円弧状を成して接合させるこ
とにより、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中
間周波信号を発生させるミキサー部である。

【００６７】本発明では、第１の誘電体線路１３と第２
の誘電体線路１８とを接合させるものであり、その場
合、接合部において、第１の誘電体線路１３を直線状、
第２の誘電体線路１８を円弧状となし、その円弧状部の
曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とする。これによ
り、高周波信号を損失を小さくして均等の出力で分岐さ
せることができる。また、接合部において、第２の誘電
体線路１８を直線状、第１の誘電体線路１３を円弧状と
することもでき、その場合も上記と同様の効果が得られ
る。

【００６８】また、第２の誘電体線路１８と第４の誘電
体線路１９とを接合する場合、上記と同様に、これらの
誘電体線路１８，１９のうちいずれか一方の接合部を円
弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の
波長λ以上とするのがよい。

【００６９】ミキサー部Ｍ２において、第２の誘電体線
路１８と第４の誘電体線路１９とを接合することもで
き、この場合、上記と同様に、これらの誘電体線路１
８，１９のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、
その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上と
するのがよい。また、第２の誘電体線路１８と第４の誘
電体線路１９とを接合させずに、電磁結合するように近
接配置する場合、その近接部において、第２の誘電体線
路１８と第４の誘電体線路１９との近接部の少なくとも
一方を円弧状とすることにより、近接配置の構成とする
ことができる。

【００７０】そして、これらの各種部品は、ミリ波信号
の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間
に設けられる。

【００７１】図２のものにおいて、サーキュレータ１４
をなくし、第１の誘電体線路１３の先端部に送信アンテ
ナ１６を接続した構成とすることもできる。この場合、
小型化されたものとなるが、受信波の一部が電圧制御発
振部１２に混入しノイズ等の原因となり易いため、図２
のタイプが好ましい。

【００７２】この図２のものにおいて、第１の誘電体線
路１３の中途に、図８に示したものと同様に構成したス
イッチを設け、それをＯＮ−ＯＦＦすることでパルス変
調制御することもできる。例えば、図８のように、配線
基板７８の一主面に第２のチョーク型バイアス供給線路
８０を形成し、その中途に半田実装されたビームリード
タイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオ
ードを設けたスイッチである。この配線基板７８を、第
１の誘電体線路１３の第２の誘電体線路１８との信号分
岐部と、サーキュレータ１４との間に、ＰＩＮダイオー
ドやショットキーバリアダイオードのバイアス電圧印加
方向がＬＳＭモードの高周波信号の電界方向に合致する
ように配置し、第１の誘電体線路１３に介在させるもの
である。

【００７３】また、第１の誘電体線路１３にもう一つの
サーキュレータを介在させ、その第１，第３の接続部に
第１の誘電体線路１３を接続し、第２の接続部に他の誘
電体線路を接続し、その誘電体線路の先端部の端面に、
図８のようなショットキーバリアダイオードを設けたス
イッチを設置してもよい。

【００７４】図２のタイプにおいて、第２の誘電体線路
１８が、第３の誘電体線路１５に一端側が電磁結合する
ように近接配置されるかまたは第３の誘電体線路１５に
一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー２１側
へ伝搬させるように配置されていてもよい。

【００７５】また、これらのミリ波送受信器において、
平行平板導体間の間隔は、ミリ波信号の空気中での波長
であって、使用周波数での波長の２分の１以下となる。

【００７６】また、図１，図２のミリ波送受信器はＦＭ
ＣＷ（Frequency Modulation Cotinuous Waves）方
式であり、ＦＭＣＷ方式の動作原理は以下のようなもの
である。電圧制御発振部の変調信号入力用のＭＯＤＩＮ
端子に、電圧振幅の時間変化が三角波等となる入力信号
を入力し、その出力信号を周波数変調し、電圧制御発振
部の出力周波数偏移を三角波等になるように偏移させ
る。そして、送受信アンテナ６，送信アンテナ１６より
出力信号（送信波）を放射した場合、送受信用アンテナ
６，送信アンテナ１６の前方にターゲットが存在する
と、電波の伝搬速度の往復分の時間差をともなって、反
射波（受信波）が戻ってくる。この時、ミキサー９，２
１の出力側のＩＦＯＵＴ端子には、送信波と受信波の周
波数差が出力される。

【００７７】このＩＦＯＵＴ端子の出力周波数等の周波
数成分を解析することで、Ｆif＝４Ｒ・ｆｍ・Δｆ／ｃ
｛Fif：ＩＦ（Intermediate Frequency）出力周波数，
Ｒ：距離，ｆｍ：変調周波数，Δｆ：周波数偏移幅，
ｃ：光速｝という関係式から距離を求めることができ
る。

【００７８】このように、自動車のミリ波レーダ等に適
用した場合、自動車の周囲の障害物および他の自動車に
対しミリ波を照射し、反射波を元のミリ波と合成して中
間周波信号を得、この中間周波信号を分析することによ
り障害物および他の自動車までの距離、それらの移動速
度等が測定できる。

【００７９】本発明において、図１の各誘電体線路の少
なくとも一つ、また図2の各誘電体線路の少なくとも一
つについて、複数の線路部分の端面同士をλ／８以下の
間隔で対向配置させて構成するが、その基本構成を図4
に示す。同図において、１は平行平板導体、３３は誘電
体線路であり、複数の線路部分３３ａ，３３ｂ，３３ｃ
の端面同士をλ／８以下の間隔で対向配置させて構成さ
れており、３つの線路部分３３ａ，３３ｂ，３３ｃの高
周波信号伝搬方向に略垂直な端面同士を対向配置するこ
とにより一連のものとして構成され、端面の間隔Ｌがλ
／８以下である。間隔Ｌがλ／８よりも大きいと、高周
波信号の伝送損失が大きくなる。線路部分３３ａ，３３
ｂ，３３ｃの個数が増加したり、さらなる低伝送損失を
求める場合には、間隔Ｌをλ／１６以下にすることが望
ましい。線路部分３３ａ，３３ｂ，３３ｃの端面は高周
波信号伝搬方向に略垂直でればよく、完全な垂直でなく
ても良い。また端面は平面状でなくともよく、ある程度
の曲面状とされていても構わない。

【００８０】本発明の誘電体線路は、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ
の複合酸化物を主成分としたセラミックスを用いるのが
好ましく。このセラミックスは比誘電率４．５〜８程度
が良く、比誘電率が４．５未満の場合ＬＳＭモードの電
磁波のＬＳＥモードへの変換が大きくなり、比誘電率が
８を超えると、５０ＧＨｚ以上の周波数で使用する際、
誘電体線路の幅を非常に細くしなければならず、加工が
困難になって形状精度が劣化し、強度の点でも問題が生
じる。

【００８１】また、誘電体線路の材料として、使用周波
数５０〜９０ＧＨｚでのＱ値が１０００以上である、Ｍ
ｇ，Ａｌ，Ｓｉの複合酸化物を主成分としたセラミック
を用いるのがよい。これは、近年におけるマイクロ波帯
域，ミリ波帯に含まれる５０〜９０ＧＨｚで使用される
誘電体線路として、十分な低損失性を実現する。

【００８２】そして、誘電体線路の組成および組成比
は、モル比組成式をｘＭｇＯ・ｙＡｌ ₂Ｏ₃・ｚＳｉＯ₂
と表した時に、ｘ＝１０〜４０モル％，ｙ＝１０〜４０
モル％，ｚ＝２０〜８０モル％，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モ
ル％を満足する、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉの複合酸化物を主成
分とするのがよい。

【００８３】ｘが１０モル％未満では良好な焼結体が得
られず、４０モル％を超えると比誘電率が大きくなる。
特にｘは、６０ＧＨｚでのＱ値を２０００以上とすると
いう点から１５〜３５モル％が望ましい。また、ｙが１
０モル％よりも小さい場合には良好な焼結体が得られ
ず、４０モル％を超えると比誘電率が大きくなる。ｙ
は、６０ＧＨｚでのＱ値を２０００以上とするという点
から１７〜３５モル％が望ましい。ｚが２０モル％より
も小さい場合には比誘電率が大きくなり、８０モル％を
超えると良好な焼結体が得られずＱ値が低下する。ｚは
６０ＧＨｚでのＱ値を２０００以上とするという点から
３０〜６５モル％が望ましい。

【００８４】これらｘ，ｙ，ｚは、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｓｉｓ）
法，ＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：Ｘ
線回折）法等の分析方法で特定できる。

【００８５】また、本発明の誘電体線路用のセラミック
（誘電体磁器組成物）は、主結晶相がコーディエライト
（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）であるのがよ
く、他の結晶相としてムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ
₂），スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃），プロトエンスタ
タイト｛メタ珪酸マグネシウム（ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）を
主成分とするステアタイトの一種｝，クリノエンスタタ
イト｛メタ珪酸マグネシウム（ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）を主
成分とするステアタイトの一種｝，フォルステライト
（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂），クリストバライト｛珪酸（Ｓ
ｉＯ₂）の一種｝，トリジマイト｛珪酸（ＳｉＯ₂）の一
種｝，サファリン（Ｍｇ，Ａｌの珪酸塩の一種）等が析
出する場合があるが、組成によってその析出相が異な
る。なお、本発明の誘電体磁器組成物ではコーディエラ
イトのみからなる結晶相であってもよい。

【００８６】さらに、その他の材料として、テフロン，
ポリスチレン，ガラスエポキシ樹脂等の樹脂系のもの、
アルミナセラミックス，ガラスセラミックス，フォルス
テライトセラミックス等のものでもよいが、誘電特性、
加工性、強度、小型化、信頼性等の点でコーディエライ
トセラミックスが好ましい。

【００８７】このコーディエライトセラミックスに対
し、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｄｙ，
Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる少なくとも
１種を含有させることにより、Ｑ値等の誘電特性を向上
させ、低損失の伝送特性となる。

【００８８】本発明の誘電体線路用の誘電体磁器組成物
は、以下のようにして製造する。原料粉末として、例え
ばＭｇＣＯ₃粉末，Ａｌ₂Ｏ₃粉末，ＳｉＯ₂粉末を用い、
これらを所定割合で秤量し、湿式混合した後乾燥し、こ
の混合物を大気中において１１００〜１３００℃で仮焼
した後、粉砕し粉末状とする。得られた粉末に適量の樹
脂バインダを加えて成形し、この成形体を大気中１３０
０〜１４５０℃で焼成することにより得られる。

【００８９】原料粉末中に含まれるＭｇ，Ａｌ，Ｓｉの
各元素は、それぞれ酸化物，炭酸塩，酢酸塩等の無機化
合物、もしくは有機金属等の有機化合物のいずれであっ
てもよく、焼成により酸化物となるものであれば良い。

【００９０】なお、本発明の誘電体磁器組成物の主成分
は、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉの複合酸化物を主成分とし、５０
〜９０ＧＨｚでのＱ値を１０００以上であるという特性
を損なわない範囲で、上記元素以外に、粉砕ボールや原
料粉末の不純物が混入したり、焼結温度範囲の制御、機
械的特性向上を目的に他の成分を含有させても良い。例
えば、希土類元素化合物、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｔｉ等の酸化物、ならびに窒化ケイ素
等の窒化物などの非酸化物である。これらは単独または
複数種が含まれていても良い。

【００９１】また本発明において、図1のタイプで、第
1，第3，第4の誘電体線路３，５，７はセラミックスか
ら成るとともに、第1の誘電体線路３の第1の接続部側の
端部と、第３の誘電体線路５の第２の接続部側の端部お
よび第４の誘電体線路７の第３の接続部側の端部に、上
記セラミックスと同時焼成によって導体層が内部に一体
的に形成されたモードサプレッサが設けられる。このモ
ードサプレッサは、ＬＳＥ（Longitudinal Section E
lectric）モードの電磁波を減衰させるものであり、そ
の減衰特性を向上させるために第1の誘電体線路３の電
圧制御発振部２側の端部にも設けてもよい。

【００９２】さらに本発明において、図２のタイプで、
第1，第3，第５の誘電体線路１３，１５，１７はセラミ
ックスから成るとともに、第1の誘電体線路１３の第1の
接続部側の端部と、第３の誘電体線路１５の第２の接続
部側の端部および第５の誘電体線路１７の第３の接続部
側の端部に、上記セラミックスと同時焼成によって導体
層が内部に一体的に形成されたモードサプレッサが設け
られる。このモードサプレッサは、ＬＳＥモードの電磁
波を減衰させるものであり、その減衰特性を向上させる
ために第1の誘電体線路１３の電圧制御発振部１２側の
端部にも設けてもよい。

【００９３】そして、このモードサプレッサをサーキュ
レータとの接続部に設けた場合の構成、およびその基本
構成を図9，図１０に示す。図9において、９０ａ，９０
ｂ，９０ｃは誘電体線路、９１は各誘電体線路９０ａ，
９０ｂ，９０ｃの先端部に設けられ、ＬＳＥモードの電
磁波を減衰させ遮断するモードサプレッサ、９２はモー
ドサプレッサ９１の先端が接続され、周囲に誘電体線路
９０ａ，９０ｂ，９０ｃが１２０°の間隔で放射状に配
置されるサーキュレータ用の２枚のフェライト円板、９
３はモードサプレッサ９１の内部に配置され、Ｃｕ箔等
からなるストリップ線路導体であり、電界が平行平板導
体の主面に垂直方向（図９では縦方向）であるＬＳＥモ
ードの電磁波を遮断する。また、ストリップ線路導体９
３は、ＴＥＭ（Transverse ElectroMagnetic）モード
を除去するためにλ／４チョークパターンが施されてい
る。

【００９４】そして、誘電体線路９０ａ中を伝搬してき
た電磁波は、フェライト円板９２によって波面が反時計
方向（または時計方向）に回転され誘電体線路９０ｂへ
伝搬され、誘電体線路９０ｃへは伝搬しない。同様に、
誘電体線路９０ｂ中を伝搬してきた電磁波は、誘電体線
路９０ｃへ伝搬される。このようにして、電磁波の伝搬
路が変換される。

【００９５】なお、９４はインピーダンス整合用の誘電
体柱であるが、これは必要に応じて設置すればよくなく
ても構わない。

【００９６】上記サーキュレータは、平行平板導体間に
平行に配設された一対のフェライト円板９２の周縁部に
所定間隔、例えばフェライト円板９２の中心点に関して
角度で１２０°間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信
号の入出力端とされた第1の接続部，第2の接続部および
第3の接続部を有し、一つの接続部から入力されたミリ
波信号をフェライト円板９２の面内で時計回りまたは反
時計回りに隣接する他の接続部より出力させるものであ
る。また、平行平板導体の外側主面のフェライト円板に
相当する部位には、フェライト円板を伝搬する電磁波の
波面を回転させるための磁石が、磁力線がフェライト板
に対し略垂直方向（略上下方向）に通過するように設け
られる。

【００９７】本発明のモードサプレッサについて以下に
詳細に説明する。この場合、セラミックスから成る誘電
体線路の内部、特に中心部には所定パターンからなる導
体層（ストリップ線路導体９３）が平行平板導体に対し
て垂直になるように形成されており、これら平行平板導
体と誘電体線路と導体層とによって、モードサプレッサ
が形成されている。なお、導体層が平行平板導体に対し
て垂直に配置されたＬＳＥモード用のモードサプレッサ
に限らず、導体層を平行平板導体に対して平行に配置し
たＬＳＭモード用のモードサプレッサとすることもでき
る。

【００９８】本発明では、誘電体線路と導体層とが同時
焼成により一体的に形成されており、これによって誘電
体線路と導体層との間に隙間が生じ誘電率の異なる部分
が生じることがなく、またモードサプレッサの寸法精度
および導体層の位置精度を向上させ得ることから、動作
帯域のばらつきが少なく安定した動作が得られるものと
なる。

【００９９】導体層の材料はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ等の低抵
抗金属からなることが好ましく、そのため、誘電体線路
はこれらの低抵抗金属と同時焼成可能なガラスセラミッ
クスから成ることが好ましい。

【０１００】このガラスセラミックスとしては、結晶相
として、誘電体損失が小さいＳｉＯ ₂結晶相、ＭｇＡｌ₂
Ｏ₄，ＺｎＡｌ₂Ｏ₄等のスピネル型結晶相、Ｃａ（Ｍ
ｇ，Ａｌ）（Ｓｉ，Ａｌ）₂Ｏ₆等のディオプサイド型酸
化物結晶相、Ｃａ₂ＭｇＳｉ₂Ｏ ₇（ａｋｅｒｍａｎｉｔ
ｅ）、ＣａＭｇＳｉＯ₄（ｍｏｎｔｉｃｅｌｌｉｔ
ｅ）、Ｃａ₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈（ｍｅｒｗｉｎｉｔｅ）等の
類似の結晶相、ＭｇＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＢａＴｉＯ
₃、ＣａＴｉＯ₃、（Ｍｇ，Ｚｎ）ＴｉＯ₃等のイルメナ
イト結晶相、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄等のウイレマイト型結晶相、
ＭｇＳｉＯ₃、３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂、Ｍｇ₂Ａｌ₄Ｓｉ
₅Ｏ₁₈から選ばれる少なくとも１種が析出することが好
ましく、また、ガラス中には誘電体損失が小さいシリカ
を主成分とすることが好ましい。

【０１０１】上記ガラスセラミックス中には、フィラー
として上記結晶相に加えてＺｎＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＡｌ
₂Ｏ₄，ＭｇＯ，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂，ＣａＺｒＯ₃等を分
散させることもできる。

【０１０２】また、誘電体線路のモードサプレッサ９１
の部分と誘電体線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃとが異なる
材料である場合、これらの比誘電率は近似すること、特
にその差が±１以内であることが好ましい。例えば、誘
電体線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃが比誘電率４．８のコ
ーディエライトセラミックスである場合、モードサプレ
ッサ９１の部分はシリカガラス相と、ＺｎＡｌ₂Ｏ₄ある
いはＭｇＳｉＯ₃の結晶相等を含有する誘電率４．７〜
４．９のガラスセラミックスが最適である。

【０１０３】また、導体層は、誘電体線路のモードサプ
レッサ９１部分の中心に沿って信号の進行方向に配設さ
れ、その形状は、図１０に示すように、ＴＥＭ波に対し
て１／４波長Ｌ１で異なる２種の幅Ｗ１，Ｗ２を繰り返
したパターン等が好適である。

【０１０４】次に、モードサプレッサ９１の製造方法に
ついて、誘電体線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃの部分をコ
ーディエライトセラミックスで、モードサプレッサ９１
の部分をガラスセラミックスで作製する場合について説
明する。誘電体線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃの部分につ
いては、上述した通りであり、モードサプレッサ９１の
部分について以下に説明する。

【０１０５】まず、上述したフィラーを形成するための
セラミック粉末および／またはＳｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｚ
ｎ，Ｂ，Ｃａ等を含むガラス粉末に対して、所定の有機
バインダ、溶剤等を添加混合した後、例えばプレス成形
法、ＣＩＰ法，ドクターブレード法，圧延法等のテープ
成形法、押し出し成形法、射出成形法等の成形方法によ
り柱状またはシート状に成形する。

【０１０６】一方、導電性粉末に、所定の有機バイン
ダ、溶剤等を添加混練した導電性ペーストを作製し、ス
クリーン印刷法、グラビア印刷法等の公知の印刷法によ
って、上記成形体表面に例えば導体層の厚さが５〜３０
μｍの所定パターンの導体層を塗布する。

【０１０７】そして、上記成形体と同様に他の成形体を
作製して、成形体の導体層形成面を覆うように重ね合わ
せるか、または従来公知のセラミックグリーンシートの
多層化法により、成形体の導体層表面に成形体と同様に
して他のシートを積層する。その後、その積層体を所定
温度で焼成し、所定形状にカットまたは研削してモード
サプレッサ９１の部分を形成することができる。

【０１０８】また、導体層の形成方法としては、上記の
印刷法に限定されるものではなく、例えば所定パターン
のマスクを用いて、蒸着法，スパッタリング法，ＣＶＤ
法等の薄膜形成法によって形成すれば、導体層パターン
の寸法精度を高めることができる。さらに、樹脂から成
る転写シート表面に金属箔を被着形成した後、金属箔を
所定の導体層パターンにエッチングした後、その金属箔
パターンを成形体表面に転写する方法も適用可能であ
り、この方法によれば、後述の焼成によっても導体層の
寸法変化がほとんどなく、かつ寸法精度の高い導体層パ
ターンを形成することができる。

【０１０９】そして、上記のようにして得られた誘電体
線路のモードサプレッサ９１部分を、一対の平行平板導
体間の誘電体線路９０ａ，９０ｂ，９０ｃの部分に連続
的または所定間隔離間した隣接する位置に配設すること
により、優れた特性のものを容易に製造できる。

【０１１０】なお、誘電体線路のモードサプレッサ９１
部分をコーディエライトセラミックス，アルミナセラミ
ックスによって成形する場合には、導体層をＷ，Ｍｏ等
の高融点金属で形成するか、またはＣｕにＷ，Ｍｏ等の
高融点金属を添加したもので形成してもよい。

【０１１１】本発明の高周波ダイオード発振器を用いた
電圧制御発振部２，１２について以下に説明する。図
７，図８は本発明のＮＲＤガイド型の高周波ダイオード
発振器を示し、これらの図において、７２はガンダイオ
ード素子７３を設置（マウント）するための略直方体状
の金属ブロック等の金属部材、７３はマイクロ波，ミリ
波を発振する高周波ダイオードの１種であるガンダイオ
ード素子、７４は金属部材７２の一側面に設置され、ガ
ンダイオード素子７３にバイアス電圧を供給するととも
に高周波信号の漏れを防ぐローパスフィルタとして機能
するチョーク型バイアス供給線路７４ａを形成した配線
基板、７５はチョーク型バイアス供給線路７４ａとガン
ダイオード素子７３の上部導体とを接続する金属箔リボ
ン等の帯状導体、７６はセラミックス等から成る誘電体
基板の主面に金属ストリップ線路７６ａが形成された金
属ストリップ共振器、７７はガンダイオード素子７３の
近傍に配置され高周波信号を受信し外部へ伝搬させる誘
電体線路である。

【０１１２】また、７８は可変容量ダイオード（バラク
タダイオード）７０が、そのバイアス電圧印加方向が誘
電体線路７７中を伝搬するＬＳＭモードの電磁波の電界
方向に合致するように設けられた配線基板であり、可変
容量ダイオード７０のバイアス電圧を制御することによ
りミリ波信号の周波数を変調するスイッチを構成する。
７９は、アルミナセラミックス等から成るインピーダン
ス整合用の誘電体板である。

【０１１３】また本発明において、チョーク型バイアス
供給線路７４ａは、幅の広い線路および幅の狭い線路の
長さがそれぞれ略λ／４の広狭線路から成り、また帯状
導体７５の長さは略｛（３／４）＋ｎ｝λ（ｎは０以上
の整数）であることが好ましい。この帯状導体７５の長
さは略３λ／４〜略｛（３／４）＋３｝λが良く、略
｛（３／４）＋３｝λを超えると帯状導体７５が長くな
り、撓み、捩じれ等が生じ易くなり、個々の高周波ダイ
オード発振器間で発振周波数等の特性のばらつきが大き
くなるとともに、種々の共振モードが発生して、所望の
発振周波数と異なる周波数の信号が発生するという問題
が生じる。より好ましくは、略３λ／４，略｛（３／
４）＋１｝λである。

【０１１４】また、略｛（３／４）＋ｎ｝λとしたの
は、｛（３／４）＋ｎ｝λから多少ずれていても共振は
可能だからである。例えば、帯状導体７５を｛（３／
４）＋ｎ｝λよりも１０〜２０％程度長く形成しても良
く、その場合、帯状導体７５の接するチョーク型バイア
ス供給線路７４ａの１パターン目の長さλ／４のうち一
部が共振に寄与すると考えられるからである。従って、
帯状導体７５の長さは｛（３／４）＋ｎ｝λ±２０％程
度の範囲内で変化させることができる。

【０１１５】これらチョーク型バイアス供給線路７４ａ
および帯状導体７５の材料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｗ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｐｔ等から成り、特
にＣｕ，Ａｇが、電気伝導度が良好であり、損失が小さ
く、発振出力が大きくなるといった点で好ましい。

【０１１６】また、帯状導体７５は金属部材７２の表面
から所定間隔をあけて金属部材７２と電磁結合してお
り、チョーク型バイアス供給線路７４ａとガンダイオー
ド素子７３間に架け渡されている。即ち、帯状導体７５
の一端はチョーク型バイアス供給線路７４ａの一端に半
田付け等により接続され、帯状導体７５の他端はガンダ
イオード素子７３の上部導体に半田付け等により接続さ
れており、帯状導体７５の接続部を除く中途部分は宙に
浮いた状態となっている。

【０１１７】そして、金属部材７２は、ガンダイオード
素子７３の電気的な接地（アース）を兼ねているため金
属導体であれば良く、その材料は金属（合金を含む）導
体であれば特に限定するものではなく、真鍮（黄銅：Ｃ
ｕ−Ｚｎ合金），Ａｌ，Ｃｕ，ＳＵＳ（ステンレススチ
ール），Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等から成る。また金属部材７
２は、全体が金属から成る金属ブロック、セラミックス
やプラスチック等の絶縁基体の表面全体または部分的に
金属メッキしたもの、絶縁基体の表面全体または部分的
に導電性樹脂材料等をコートしたものであっても良い。

【０１１８】また、誘電体線路７７は、図1，図2の第1
の誘電体線路３，１３に相当するものであり、その材料
は上記の通りコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃
・５ＳｉＯ₂）セラミックス（比誘電率４〜５）等好ま
しく、これらは高周波帯域において低損失である。ガン
ダイオード素子７３と誘電体線路７７との間隔は１．０
ｍｍ程度以下が好ましく、１．０ｍｍを超えると損失を
小さくして電磁的結合が可能な最大離間幅を超える。

【０１１９】誘電体板７９の材料としては、コーディエ
ライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）セラミッ
クス，アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックスやガラスエポ
キシ樹脂等の誘電体から成るのがよく、これらは高周波
信号に対する誘電体損失が小さい。

【０１２０】本発明でいう高周波帯域は、数１０〜数１
００ＧＨｚ帯域のマイクロ波帯域およびミリ波帯域に相
当し、例えば３０ＧＨｚ以上、特に５０ＧＨｚ以上、更
には７０ＧＨｚ以上の高周波帯域が好適である。

【０１２１】また、本発明の高周波ダイオードとして
は、インパット（impatt：impact ionisation avalan
che transit time）・ダイオード，トラパット（trap
att：trapped plasma avalanche triggered transi
t）・ダイオード，ガンダイオード等のマイクロ波ダイ
オードおよびミリ波ダイオードが好適に使用される。

【０１２２】本発明のＮＲＤガイド用の平行平板導体
は、高い電気伝導度および加工性等の点で、Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｆｅ，ＳＵＳ（ステンレススチール），Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｐｔ等の導体板、あるいはセラミックス，樹脂等か
ら成る絶縁板の表面にこれらの導体層を形成したもので
もよい。

【０１２３】図１において、帯状導体７５近傍に、周波
数変調用ダイオードであって可変容量ダイオードの１種
であるバラクタダイオードを装荷した配線基板を設置す
ることもできる。このバラクタダイオードのバイアス電
圧印加方向は、帯状導体７５の電界方向と合致してお
り、共振器を成す帯状導体７５に周波数変調用ダイオー
ドを近接配置して電磁結合させ、周波数変調用ダイオー
ドに印加するバイアス電圧を変化させることで発振周波
数を制御でき、また誘電体線路中に周波数変調用ダイオ
ードを配置する必要がないため、損失が小さく高出力が
得られるとともに、全体が小型化する。さらに、周波数
変調用ダイオードの位置を調整することにより、共振器
としても機能する帯状導体７５と周波数変調用ダイオー
ドとの電磁結合の強さを変えることができ、それにより
周波数変調幅を調整し得る。

【０１２４】かくして、本発明のミリ波送受信器は、広
帯域で使用できると共に、誘電体線路の厳密な位置調整
が不要なため量産性が向上し、また信号分岐部で接合さ
れた誘電体線路には無反射終端部を必要としないので設
計の自由度が高く、小型化が可能である。また、信号分
岐部での信号の分配比も従来のカップリング型よりも安
定しているため、ミリ波レーダーに適用した場合その探
知距離等の性能が安定化する。さらに、本発明は、ミリ
波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダーの探知距離を
増大し得るものとなり（図１のもの）、また送信用のミ
リ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入する
ことがなく、その結果受信信号のノイズが低減し探知距
離がさらに増大する（図２のもの）。

【０１２５】例えば、図3の構成において、誘電体線路
３１，３２の各出力端（接合部から分岐された側の端）
における高周波信号の出力強度Ｓｂａ，Ｓｃａを、ネッ
トワークアナライザを用いて測定すると、図１１に示す
ように、５６〜６２ＧＨｚの広い周波数範囲にわたっ
て、ほぼ等しい出力強度が得られた。一方、２つの誘電
体線路のうち一方の誘電体線路の中途部分を円弧状とな
し、２つの誘電体線路の各中途部分を電磁結合するよう
に近接配置させた従来のカップリング型のものの場合、
図１２に示すように、約６０〜約６０．５ＧＨｚの狭い
周波数範囲でＳｂａ，Ｓｃａが同程度のレベルであっ
た。

【０１２６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々の変更を行うことは何等差し支えない。

【０１２７】

【発明の効果】本発明は、送信アンテナと受信アンテナ
とが一体化したミリ波送受信器、および送信アンテナと
受信アンテナとが独立したミリ波送受信器において、第
１の誘電体線路の電圧制御発振部よりも送信用のミリ波
信号の伝送方向下流側における第１の誘電体線路の直線
状の部分に、送信用のミリ波信号の波長λ以上の曲率半
径ｒを有する円弧状を成して第２の誘電体線路が接合さ
れた構成であることにより、広帯域で使用できると共
に、誘電体線路の厳密な位置調整が不要なため量産性が
向上し、また信号分岐部で接合された誘電体線路には無
反射終端部が不要なため設計の自由度が高く、小型化が
可能である。また、信号分岐部での信号の分配比も従来
のカップリング型よりも安定しているため、ミリ波レー
ダーに適用した場合その探知距離等の性能が安定化す
る。

【０１２８】また本発明は、送信アンテナと受信アンテ
ナとが一体化したミリ波送受信器において、第１〜４の
誘電体線路のそれぞれが、複数の線路部分の端面同士を
波長の１／８以下の間隔で対向配置させて構成されてお
り、送信アンテナと受信アンテナとが独立したミリ波送
受信器において、第１〜５の誘電体線路の少なくとも一
つが、複数の線路部分の端面同士を波長の１／８以下の
間隔で対向配置させて構成されていることにより、誘電
体線路を伝播するＬＳＭモードの電磁波のＬＳＥモード
への変換が少なく、従って誘電体線路に小さい曲率半径
で使用周波数範囲が広い急峻な曲線部を作製することが
でき、その結果ミリ波送受信器を小型化でき、しかも加
工が容易で作製の自由度の高いものとすることができ
る。

【０１２９】さらに本発明は、送信アンテナと受信アン
テナとが一体化したミリ波送受信器において、第1，第
3，第4の誘電体線路はセラミックスから成るとともに、
第1の誘電体線路の第1の接続部側の端部と、第３の誘電
体線路の第２の接続部側の端部および第４の誘電体線路
の第３の接続部側の端部に、セラミックスと同時焼成に
よって導体層が内部に一体的に形成されたモードサプレ
ッサが設けられており、送信アンテナと受信アンテナと
が独立したミリ波送受信器において、第1，第3，第５の
誘電体線路はセラミックスから成るとともに、第1の誘
電体線路の第1の接続部側の端部と、第３の誘電体線路
の第２の接続部側の端部および第５の誘電体線路の第３
の接続部側の端部に、セラミックスと同時焼成によって
導体層が内部に一体的に形成されたモードサプレッサが
設けられていることにより、ミリ波送受信器用のモード
サプレッサを容易にかつ精度良く作製できるとともに、
安定した動作帯域が得られるモードサプレッサを組み込
むことで、安定した性能が得られるミリ波送受信器とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のミリ波送受信器の一実施形態の平面図
である。

【図２】本発明のミリ波送受信器の他の実施形態の平面
図である。

【図３】本発明のミリ波送受信器における誘電体線路の
接合部分を示す斜視図である。

【図４】本発明のミリ波送受信器において線路部分から
成る誘電体線路を示す斜視図である。

【図５】従来のミリ波送受信器の平面図である。

【図６】従来の他のミリ波送受信器の平面図である。

【図７】本発明の電圧制御発振部の斜視図である。

【図８】本発明の電圧制御発振部に組み込まれる周波数
変調用のスイッチの斜視図である。

【図９】本発明のモードサプレッサを有する誘電体線路
を接続したサーキュレータの斜視図である。

【図１０】本発明のモードサプレッサの導体層の平面図
である。

【図１１】２つの誘電体線路を接合させた図３のＮＲＤ
ガイドにおいて、２つの誘電体線路の出力強度を測定し
た結果のグラフである。

【図１２】従来のカップリング型の２つの誘電体線路の
出力強度を測定した結果のグラフである。

【符号の説明】

１：平行平板導体２：電圧制御発振部３：第1の誘電体線路４：サーキュレータ５：第2の誘電体線路６：送受信アンテナ７：第3の誘電体線路８：第2の誘電体線路９：ミキサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5J014 HA06 5J070 AB17 AB24 AD20 AK22 AK40 5K011 BA04 DA02 DA03 DA07 JA00 KA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で
配置した平行平板導体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオードと、
バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界方向に合
致するように配置され、バイアス電圧を周期的に制御す
ることによって前記高周波信号を周波数変調させる可変
容量ダイオードとを具備するとともに、第１の誘電体線
路の一端部に付設された電圧制御発振部と、第１の誘電体線路の電圧制御発振部よりも前記送信用の
ミリ波信号の伝送方向下流側における第１の誘電体線路
の直線状の部分に、送信用のミリ波信号の波長λ以上の
曲率半径ｒを有する円弧状を成して接合される第２の誘
電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号
の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および
第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された
前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは
反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキ
ュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波
信号の出力端に前記第１の接続部が接合されるサーキュ
レータと、該サーキュレータの第２の接続部に接合され、前記ミリ
波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを
有する第３の誘電体線路と、前記送受信アンテナで受信され第３の誘電体線路を伝搬
して前記サーキュレータの第３の接続部より出力した受
信波をミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途とを結合させ、前記電圧制御発振部で発生されたミ
リ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を
発生させるミキサー部と、を含むことを特徴とするミリ
波送受信器。
【請求項２】前記第１の誘電体線路の伝送方向下流側の
部分は前記曲率半径ｒを有する円弧状を成して曲げられ
ており、前記第２の誘電体線路はその円弧状部に直線的
に接合されていることを特徴とする請求項１記載のミリ
波送受信器。
【請求項３】ミキサー部における前記第２の誘電体線路
と前記第４の誘電体線路との結合は、第４の誘電体線路
の直線状の部分に、前記曲率半径ｒを有する円弧状の部
分を成して第２の誘電体線路が接合された構成であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のミリ波送受信
器。
【請求項４】ミキサー部における前記第２の誘電体線路
と前記第４の誘電体線路との結合は、第４の誘電体線路
の前記曲率半径ｒを有する円弧状の部分に、直線状の部
分を成して第２の誘電体線路が接合された構成であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のミリ波送受信
器。
【請求項５】バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の
電界方向に合致するように、第１の誘電体線路に介在す
るかまたは第１の誘電体線路に付設して配置され、バイ
アス電圧をＯＮ−ＯＦＦすることによって、前記高周波
信号をパルス変調し送信用のミリ波信号を出力するパル
ス変調用ダイオードを設けたことを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載のミリ波送受信器。
【請求項６】ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で
配置した平行平板導体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオードと、
バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界方向に合
致するように配置され、バイアス電圧を周期的に制御す
ることによって前記高周波信号を周波数変調させる可変
容量ダイオードとを具備するとともに、第１の誘電体線
路の一端部に付設された電圧制御発振部と、第１の誘電体線路の電圧制御発振部よりも前記送信用の
ミリ波信号の伝送方向下流側における第１の誘電体線路
の直線状の部分に、送信用のミリ波信号の波長λ以上の
曲率半径ｒを有する円弧状を成して接合される第２の誘
電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号
の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および
第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された
前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは
反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキ
ュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波
信号の出力端に前記第１の接続部が接合されるサーキュ
レータと、該サーキュレータの第２の接続部に接続され、前記ミリ
波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有
する第３の誘電体線路と、先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けら
れた第４の誘電体線路と、前記サーキュレータの第３の接続部に接続され、前記送
信アンテナで受信混入したミリ波信号を伝搬させるとと
もに先端部に設けられた無反射終端部で前記ミリ波信号
を減衰させる第５の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途とを結合させ、前記電圧制御発振部から出力された
ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号
を発生させるミキサー部と、を含むことを特徴とするミ
リ波送受信器。
【請求項７】前記第１の誘電体線路の伝送方向下流側の
部分は前記曲率半径ｒを有する円弧状を成して曲げられ
ており、前記第２の誘電体線路はその円弧状部に直線的
に接合されていることを特徴とする請求項６記載のミリ
波送受信器。
【請求項８】ミキサー部における前記第２の誘電体線路
と前記第４の誘電体線路との結合は、第４の誘電体線路
の直線状の部分に、前記曲率半径ｒを有する円弧状の部
分を成して第２の誘電体線路が接合された構成であるこ
とを特徴とする請求項６または７記載のミリ波送受信
器。
【請求項９】ミキサー部における前記第２の誘電体線路
と前記第４の誘電体線路との結合は、第４の誘電体線路
の前記曲率半径ｒを有する円弧状の部分に、直線状の部
分を成して第２の誘電体線路が接合された構成であるこ
とを特徴とする請求項６または７記載のミリ波送受信
器。
【請求項１０】バイアス電圧印加方向が前記高周波信号
の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路あるい
は第3の誘電体線路に介在するか、または第１の誘電体
線路あるいは第3の誘電体線路に付設して配置され、バ
イアス電圧をＯＮ−ＯＦＦすることによって、前記高周
波信号をパルス変調し送信用のミリ波信号を出力するパ
ルス変調用ダイオードを設けたことを特徴とする請求項
６〜９のいずれかに記載のミリ波送受信器。
【請求項１１】前記第２の誘電体線路は、前記第３の誘
電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置される
かまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミ
キサー側へ伝搬させるように配置されていることを特徴
とする請求項６〜１０記載のミリ波送受信器。
【請求項１２】ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔
で配置した平行平板導体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオードと、
バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界方向に合
致するように配置され、バイアス電圧を周期的に制御す
ることによって前記高周波信号を周波数変調させる可変
容量ダイオードとを具備するとともに、第１の誘電体線
路の一端部に付設された電圧制御発振部と、第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配
置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の
一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号
の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および
第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された
前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは
反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキ
ュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波
信号の出力端に前記第１の接続部が接合されるサーキュ
レータと、該サーキュレータの第２の接続部に接合され、前記ミリ
波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを
有する第３の誘電体線路と、前記送受信アンテナで受信され第３の誘電体線路を伝搬
して前記サーキュレータの第３の接続部より出力した受
信波をミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて
成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周
波信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受
信器において、前記第１〜４の誘電体線路のうち少なくとも一つが、複
数の線路部分の端面同士を前記波長の１／８以下の間隔
で対向配置させて構成されていることを特徴とするミリ
波送受信器。
【請求項１３】ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔
で配置した平行平板導体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオードと、
バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界方向に合
致するように配置され、バイアス電圧を周期的に制御す
ることによって前記高周波信号を周波数変調させる可変
容量ダイオードとを具備するとともに、第１の誘電体線
路の一端部に付設された電圧制御発振部と、第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配
置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の
一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号
の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および
第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された
前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは
反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキ
ュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波
信号の出力端に第１の接続部が接続されるサーキュレー
タと、該サーキュレータの第２の接続部に接続され、前記ミリ
波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有
する第３の誘電体線路と、先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けら
れた第４の誘電体線路と、前記サーキュレータの第３の接続部に接続され、前記送
信アンテナで受信混入したミリ波信号を伝搬させるとと
もに先端部に設けられた無反射終端部で前記ミリ波信号
を減衰させる第５の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて
成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周
波信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受
信器において、前記第１〜５の誘電体線路のうち少なくとも一つが、複
数の線路部分の端面同士を前記波長の１／８以下の間隔
で対向配置させて構成されていることを特徴とするミリ
波送受信器。
【請求項１４】ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔
で配置した平行平板導体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオードと、
バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界方向に合
致するように配置され、バイアス電圧を周期的に制御す
ることによって前記高周波信号を周波数変調させる可変
容量ダイオードとを具備し、かつ第１の誘電体線路の一
端部に付設された電圧制御発振部と、第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配
置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の
一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号
の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および
第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された
前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは
反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキ
ュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波
信号の出力端に前記第１の接続部が接合されるサーキュ
レータと、該サーキュレータの第２の接続部に接合され、前記ミリ
波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを
有する第３の誘電体線路と、前記送受信アンテナで受信され第３の誘電体線路を伝搬
して前記サーキュレータの第３の接続部より出力した受
信波をミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて
成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周
波信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受
信器において、前記第1，第3，第4の誘電体線路はセラミックスから成
るとともに、前記第1の誘電体線路の前記第1の接続部側
の端部と、前記第３の誘電体線路の前記第２の接続部側
の端部および前記第４の誘電体線路の前記第３の接続部
側の端部に、前記セラミックスと同時焼成によって導体
層が内部に一体的に形成されたモードサプレッサが設け
られていることを特徴とするミリ波送受信器。
【請求項１５】ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔
で配置した平行平板導体間に、ミリ波帯の高周波信号を出力する高周波ダイオードと、
バイアス電圧印加方向が前記高周波信号の電界方向に合
致するように配置され、バイアス電圧を周期的に制御す
ることによって前記高周波信号を周波数変調させる可変
容量ダイオードとを具備し、かつ第１の誘電体線路の一
端部に付設された電圧制御発振部と、第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配
置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の
一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周
縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号
の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および
第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された
前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは
反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキ
ュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波
信号の出力端に第１の接続部が接続されるサーキュレー
タと、該サーキュレータの第２の接続部に接続され、前記ミリ
波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有
する第３の誘電体線路と、先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けら
れた第４の誘電体線路と、前記サーキュレータの第３の接続部に接続され、前記送
信アンテナで受信混入したミリ波信号を伝搬させるとと
もに先端部に設けられた無反射終端部で前記ミリ波信号
を減衰させる第５の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の
中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて
成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周
波信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受
信器において、前記第1，第3，第５の誘電体線路はセラミックスから成
るとともに、前記第1の誘電体線路の前記第1の接続部側
の端部と、前記第３の誘電体線路の前記第２の接続部側
の端部および前記第５の誘電体線路の前記第３の接続部
側の端部に、前記セラミックスと同時焼成によって導体
層が内部に一体的に形成されたモードサプレッサが設け
られていることを特徴とするミリ波送受信器。