JP2002076241A - 高周波モジュール - Google Patents
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Abstract
ルのパッケージ間の接続線路における特性の劣化を改善
し、接続・組立性の向上、低価格化を図る。 【解決手段】 側面の一部或いは全部をメタライズした
複数のキャビティ12,13を内部に構成する多層誘電
体基板6に、複数の導波管端子2、マイクロストリップ
線路−導波管変換器16、RF線路20、バイアス・制御
信号用配線19、バイアス・制御信号用パッド17を設
け、キャビティ内部に高周波回路9を実装し、シールリ
ング8及びカバー11にて封止する。
Description
いはミリ波帯等の高周波帯で動作する高周波モジュール
に関するものであり、例えば高周波帯で動作するレーダ
装置或いは通信装置等に利用されるものである
を示す図であって、図14(a)は高周波モジュールの
斜視図、図14(b)はパッケージの構成図である。図
において、1は金属製のシャシ、2はシャシ1の下面に接
続される導波管(図示せず)との間で、シャシ1の板厚
方向へマイクロ波信号等高周波のRF信号を伝送する導
波管端子、3は高周波回路を内含したパッケージ、4は上
面にマイクロストリップ線路の形成された誘電体基板か
ら成りRF信号を伝送する接続線路、5はパッケージ3
の下部に設けられたキャリヤ、6はキャリア5上に載置
された誘電体基板、7はパッケージ3の気密を保持した
まま高周波回路9と接続線路4との間でRF信号を伝送
するためのフィードスルー端子、8は金属製の枠形状の
シールリング、9はMMIC(Monolithic Microwave I
C)や高周波抵抗素子等の高周波回路、10は高周波回路
9との間でDC信号を入出力するバイアス・制御信号ピ
ン、11はシールリング8の上面に接合される金属製のカ
バーである。
いて説明する。従来の高周波モジュールは、図14のよう
に、複数の導波管端子2を有するシャシ1に、複数のパッ
ケージ3を配置し、その間を接続線路4にて接続して構成
している。また、パッケージ3は、金属製のキャリヤ5の
上に誘電体基板6を複数積層し、その上にフィードスル
ー端子7及びシールリング8を配置することによりシール
リング8内にキャビティを設け、その内部に高周波回路9
を実装する。シールリングの側面には溝が設けられ、こ
の溝にフィードスルーを配置し気密封止することによっ
てパッケージ3内の気密を保持したまま接続線路4との
間でRF信号を伝送する。また、接続線路4は導波管端
子2に接続され、高周波回路9と導波管端子2との間で
RF信号を伝送する。接続線路4から導波管端子2へ伝
送されたRF信号は、導波管モードで導波管端子2内を
伝送され、高周波回路9へのバイアス・制御信号は誘電
体基板6の下部に設けたバイアス・制御信号ピン10を介
して得られる。そして、シールリング8上にカバー11を
ハンダ、接着或いは抵抗溶接等によって接合され、パッ
ケージ3を封止する。しかし、このようにシャーシ1上
に複数のパッケージ3を配置するため、それぞれのパッ
ケージ間を接続するための接続線路4による信号の損失
が大きく、高周波モジュールとしての性能が劣化する。
また、このような大きなシャーシ1に接続線路4を配置
し、接続線路4とパッケージ3を接続する場合、熱圧着に
よるワイヤボンディングなどを適用して接続することが
考えられ、シャシ1全体を例えば150℃程度の温度で
加熱する必要が生じ、加熱時間が長い、シャシ1のハン
ドリングが悪いなど、組立作業性が良くない。さらに、
複数のパッケージ3を使用するため、低価格化が困難と
なる。特に、各パッケージに共通で1つにまとめること
のできる機能があっても、各パッケージを個々に配置す
るために、まとめられる共通の機能を削減できない。こ
のように、従来の高周波モジュールでは、性能の劣化、
組立作業性の劣悪化、高価格化という問題があった。
高周波モジュールでは、複数のパッケージを使用するた
め、接続線路における特性の劣化、接続線路を実装し接
続する際の組立作業性の劣悪化、高価格化などの課題が
あった。
されたものであり、複数の導波管端子を有した高周波モ
ジュールにおいて、高周波回路を内部に搭載したパッケ
ージの数を低減し、性能の向上、組立作業性の向上、低
価格化を図ることを目的とする。
モジュールは、バイアス信号或いはIF信号を伝送する
伝送線路、及び第1、第2の導波路の設けられた第1の
誘電体基板と、互いに離間して配置された第1、第2の
キャビティ、及び上記第1、第2の導波路が設けられ、
上記第1の誘電体基板に積層された第2の誘電体基板
と、上記第1のキャビティを内側に配する第3のキャビ
ティ、及び上記第2のキャビティを内側に配し上記第3
のキャビティと離間して配置されるとともに上記第3の
キャビティに連通する溝を有した第4のキャビティを有
し、当該第3、第4のキャビティの外側に上記第1、第
2の導波路がそれぞれ設けられ、上記第2の誘電体基板
に積層された第3の誘電体基板と、上記第3、第4のキャ
ビティを塞ぐように設けられた金属導体と、上記第1の
キャビティ内に配設され、上記第2の誘電体基板に設け
られたスルーホールにて上記伝送線路に接続される複数
の第1の高周波回路と、上記第2のキャビティ内に配設
され、上記第2の誘電体基板に設けられたスルーホール
にて上記伝送線路に接続される複数の第2の高周波回路
と、上記連通溝内に設けられ上記第1、第2の高周波回
路間を接続する第1の接続線路と、上記第1、第2の高
周波回路と上記第1、第2の導波路をそれぞれ接続する
第2、第3の接続線路とを備えたものである。
は、上記第1または第2の導波路は、上記第3または第
4のキャビティ周囲に配置された少なくとも2以上の導
波路から成り、当該導波路は、上記第1のキャビティに
対して互いに対称な位置に配置されるものである。
は、上記第1、第2の高周波回路は、それぞれ受信系の
回路、送信系の回路から成るものである。
は、上記第2、第3の接続線路は、上記第2の誘電体基
板と第3の誘電体基板間に内層され、フィードスルーを
有するものである。
は、上記第2、第3の接続線路は、接続線路を伝送され
るRF信号と導波管を伝送されるRF信号との間の信号
伝送を上記第2の誘電体基板の表裏で行うものである。
は、上記第2、第3の接続線路は、上記第3の誘電体基
板に形成された溝内に配置され、上記第1、第2の誘電
体基板に設けられスルーホールで形成された導波路に結
合されたものである。
は、バイアス信号或いはIF信号を伝送する伝送線路、
及び第1、第2の導波路の設けられた第1の誘電体基板
と、互いに離間して配置された第1、第2のキャビテ
ィ、及び上記第1、第2の導波路が設けられ、上記第1
の誘電体基板に積層された第2の誘電体基板と、上記第
1のキャビティを内側に配する第3のキャビティ、及び
上記第2のキャビティを内側に配し上記第3のキャビテ
ィと離間して配置されるとともに上記第3のキャビティ
に連通する溝を有した第4のキャビティを有し、当該第
3、第4のキャビティの外側に上記第1、第2の導波路
がそれぞれ設けられ、上記第2の誘電体基板に接合され
た金属導体と、上記第1のキャビティ内に配設され、上
記第2の誘電体基板に設けられたスルーホールにて上記
伝送線路に接続される複数の第1の高周波回路と、上記
第2のキャビティ内に配設され、上記第2の誘電体基板
に設けられたスルーホールにて上記伝送線路に接続され
る複数の第2の高周波回路と、上記連通溝内に設けられ
上記第1、第2の高周波回路間を接続する第1の接続線路
と、上記第1、第2の高周波回路と上記第1、第2の導
波路をそれぞれ接続する第2、第3の接続線路とを備え
たものである。
は、上記金属導体は、上記第2の誘電体との接合面側に
上記連通溝を成す窪みが設けられ、上記第2の誘電体基
板は、上記金属導体が上記連通溝に沿った上記第2の誘
電体基板と面する位置に、GNDと導通を有する複数の
ホールが配列されたものである。
は、上記金属導体は、上記第1の接続線路を内含するト
ンネル様の溝が設けられ、当該溝は所望の周波数におけ
る導波管のカットオフ寸法を与えられたものである。
ルは、上記第1から第8のいずれかの発明において、上
記第1の誘電体基板は、バイアス信号或いはIF信号を
伝送する伝送線路が設けられ、上記第1の高周波回路
は、上記第1のキャビティ内に配設され、上記第1また
は第2の誘電体基板に設けられたスルーホールにて上記
伝送線路に接続され、上記第2の高周波回路は、上記第
2のキャビティ内に配設され、上記第1または第2の誘電
体基板に設けられたスルーホールにて上記伝送線路に接
続されたものである。
ルは、上記第1から第8のいずれかの発明において、上
記高周波モジュールは下面に外部機器と結合される結合
部を有した金属製のキャリアが設けられたものである。
ルは、上記第1から第4のキャビティは、キャビティ周
縁部の一部或いは全部及び下面の一部に金属導体が設け
られたことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記
載の高周波モジュール。
ルは、上記第1から第9のいずれかの発明において、上
記第1から第4のいずれかのキャビティが、キャビティ
周縁部の近傍にキャビティを囲むようにGNDと導通を
有する複数のホールが設けられたものである。
ルは、上記第1から第9のいずれかの発明において、上
記第1から第4のいずれかのキャビティが、キャビティ
周縁にGNDと導通を有する複数のホールが設けられた
ものである。
ルは、上記第14の発明において、上記ホールが、キャ
ビティ周縁に埋設された半割状のスルーホールを有した
ものである。
ルは、上記第1から第9のいずれかの発明において、上
記第1から第4のいずれかのキャビティは、キャビティ
周縁における上記接続線路の近傍から外れた位置がメタ
ライズされたものである。
ルは、上記第1から第16のいずれかの発明において、高
周波変調信号を出力する第1の発振器と、上記第1の発振
器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器
の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する
逓倍器と、中間周波数信号を2方向に出力する第2の発振
器と、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記
第2の発振器の出力周波数との和及び差の周波数を有す
る信号を出力する偶高調波ミクサと、複数存在する導波
路に対応して複数配置され各導波路から得られる受信信
号を低雑音増幅する増幅器と、上記増幅器の出力を電力
合成する電力合成器と、上記電力合成器の出力と上記偶
高調波ミクサの出力を受けて周波数変換しIF信号を出力
する第1の基本波ミクサと、上記第1の基本波ミクサから
出力されるIF信号と上記第2の発振器の他方の出力を受
けて周波数変換しビデオ信号を出力する第2の基本波ミ
クサとを具備し、上記第1の発振器、電力分配器、逓倍
器、偶高調波ミクサ、増幅器、及び第1の基本波ミクサ
を上記高周波モジュールにおける上記第1、第2のキャ
ビティ内に載置したものである。
ルは、第1から第16のいずれかの発明において、高周
波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力を電
力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力
の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、受
信信号を得る複数の導波路に対応した数のチャンネルを
有し、当該導波路を選択可能なスイッチと、上記電力分
配器の他方の出力の2倍周波数と上記スイッチの出力周
波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を出力する
偶高調波ミクサとを具備し、上記発振器、電力分配器、
逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上記高周波モ
ジュールにおける上記第1、第2のキャビティ内に載置
したものである。
ルは、第1から第16のいずれかの発明において、高周
波変調信号を出力する第1の発振器と、上記第1の発振器
の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の
一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓
倍器と、中間周波数信号を2方向に出力する第2の発振器
と、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記第2
の発振器の出力周波数との和及び差の周波数を有する信
号を出力する偶高調波ミクサと、受信信号を得る複数の
導波路に対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路
を選択可能なスイッチと、上記スイッチの出力と上記偶
高調波ミクサの出力を受けて周波数変換しIF信号を出力
する第1の基本波ミクサと、上記基本波ミクサから出力
されるIF信号と上記第2の発振器の他方の出力を受けて
周波数変換しビデオ信号を出力する第2の基本波ミクサ
とを具備し、上記第1の発振器、電力分配器、逓倍器、
偶高調波ミクサ、スイッチ、及び第1の基本波ミクサを
上記高周波モジュールにおける上記第1、第2のキャビ
ティ内に載置したものである。
ルは、第1から第16のいずれかの発明において、高周
波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力周波
数をN倍(Nは2以上の整数)するN逓倍器と、上記N逓倍
器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器
の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する
逓倍器と、受信信号を得る複数の導波路に対応した数だ
けチャンネルを有し、当該導波路を選択可能なスイッチ
と、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記ス
イッチを通して得る受信信号の周波数の差及び和の周波
数を有するビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具
備し、上記発振器、電力分配器、逓倍器、N逓倍器、ス
イッチ、及び偶高調波ミクサを上記高周波モジュールに
おける上記第1、第2のキャビティ内に載置したもので
ある。
ルは、第1から第16のいずれかの発明において、高周
波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力を電
力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力
の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、送
信信号を出力する複数の導波路に対応した数だけチャン
ネルを有し、当該導波路を選択し送信信号を導くことの
可能なスイッチと、上記電力分配器の他方の出力の2倍
周波数と上記導波路とは異なる導波路から得られた受信
信号の周波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を
出力する偶高調波ミクサとを具備し、上記発振器、電力
分配器、逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上記
高周波モジュールにおける上記第1、第2のキャビティ
内に載置したものである。
第21のいずれかの発明において、上記偶高調波ミクサ
は、逆極性の2つのダイオードを並列接続したアンチパ
ラレルダイオードペアを内蔵したものである。
の実施の形態1を示す高周波モジュールの斜視図であ
り、図において、2はマイクロ波或いはミリ波信号等高
周波のRF信号を伝送する複数の導波管端子、6は例え
ばセラミック系の素材から成る複数枚の誘電体基板が積
層されて成る誘電体基板、8は例えばコバール(Kv)等
の金属導体から成り、誘電体基板6と共にキャビティを
形成する複数の穴を有して誘電体基板6の上面に接合さ
れたシールリング、9はMMIC(Monolithic Microwav
e IC)や高周波抵抗素子等の高周波回路、11は例えばコ
バール(Kv)等の金属導体から成りシールリング8の上
面に接合されるカバー、12は貫通溝を有した間仕切り壁
を隔てて配置され、当該貫通溝によって連通する複数
(図では12a、12bの2つ)のキャビティから成る
誘電体基板6に形成された第1のキャビティ、13は複数
の第1のキャビティ12(図では12a、12b)の内側
に各々配置され、互いに隔壁に隔てられた複数(図では
13a、13b、13c、13dの4つ)のキャビティ
から成る誘電体基板6に形成された第2のキャビティ、1
4は誘電体基板6に設けられ気密を保持したまま導波管
端子2と高周波回路9との間でRF信号を伝送するため
のフィードスルー、15はIF信号或いはDC信号を入出
力するバイアス・制御信号用パッド、17は金や銀等の接
続用ワイヤ或いはリボンを通じて高周波回路9に接続さ
れるバイアス・制御信号用ボンディングパッドである。
る高周波モジュールの分解斜視図である。図におい
て、、6aは誘電体基板6の下層に位置する誘電体基
板、6bは誘電体基板6aの上に積層され、バイアス・
制御信号用パッド15の形成された誘電体基板、6cは
誘電体基板6bの上に積層され、第2のキャビティ13
が形成された誘電体基板、6dは誘電体基板6cの上に
積層され、第1のキャビティ12が形成された誘電体基
板、16は誘電体基板6cに形成される凹形状の穴の周囲
に設けられた舌状の誘電体基板に、マイクロストリップ
線路を設けて成るマイクロストリップ−導波管変換器で
あって、当該凹形状の穴は、誘電体基板6a、6bに同
様の形状で形成される穴と共に導波管端子2の導波路を
形成する。また、誘電体基板6dとシールリング8には
各々凸状の穴が形成され、この穴が上記導波管端子2の
導波路に連通して全体として導波管端子2を構成し、マ
イクロストリップ−導波管変換器16から伝送されたR
F信号を誘電体基板6の厚み方向に下側へRF信号を伝
送し、誘電体基板6の下部に接続された図示しない導波
管にRF信号を伝える、或いは誘電体基板6の下部に接
続された導波管からのRF信号を誘電体基板6の厚み方
向に上側へ伝送し、マイクロストリップ−導波管変換器
16に伝える。18は誘電体基板6b、6cに設けられた
バイアス・制御信号用スルーホール、19は誘電体基板6
aに設けられたバイアス・制御信号用配線、20は誘電体
基板6cに形成されたRF線路である。
において、本高周波モジュールは、一部に複数のキャビ
ティ及び導波管を構成する穴を設けた複数の誘電体基板
6a〜6dを積層することにより、モジュール内部に導
波管端子2、第1のキャビティ12、第2のキャビティ13を
構成する。この積層は、柔らかい状態のセラミック系の
誘電体基板を加熱して焼結するような、所謂LTCC
(低温同時焼成基板)の製法で得られる。第1のキャビ
ティ12は、その側面の一部或いは全部及び下面の一部を
メタライズすることによって、内部に配置される高周波
回路9の上方に空間を形成するとともに、貫通溝によっ
て連通する複数のキャビティ(図では12a、12b)
間における高周波信号の結合を抑圧している。第2のキ
ャビティ13は、その側面の一部或いは全部及び下面の全
部をメタライズし、その内部に高周波回路9が配置さ
れ、また隔壁によって互いに隔てられた各々のキャビテ
ィ(図では13a、13b、13c、13d)の周囲に
配置されたRF線路20、及びバイアス・制御信号用ボンデ
ィングパッド17と高周波回路9との間では、それぞれRF
信号及びバイアス・制御信号を授受すべく、ワイヤ接続
或いはリボンボンディングなどが行なわれる。RF線路20
の一部は、誘電体基板6cと6dの積層によって構成さ
れたフィードスルー14に接続され、その後、積層した誘
電体基板6によって構成されたマイクロストリップ線路
−導波管変換器16に接続され、導波管端子2に効率よく
導かれる。ここで、フィードスルー14を用いることによ
って、第1のキャビティ12と導波管端子2間の気密を
保持したまま、導波管端子2と高周波回路9との間でR
F信号を伝送することができる。導波管端子2は、誘電
体基板6の下面にて他の図示しない気密された導波管に
接続される。また、他のRF線路20は、複数の第2のキャ
ビティ13間に配線され(図では13aと13bとの間、
13bと13cとの間、13bと13dとの間に配線さ
れ)、各キャビティ間の信号の授受を行なう。第2のキ
ャビティ13(図では13a、13b、13c、13
d)では、同一のキャビティ内に複数の高周波回路9が
配置され、各高周波回路9はワイヤボンディング或いは
リボンボンディングで接続される。この時、例えば同一
の周波数帯域で動作する回路同士を同一のキャビティ内
にまとめて配置する、或いは受信系と送信系を混在させ
ないように、受信系の高周波回路同士、送信系の高周波
回路同士をそれぞれ対応するキャビティにまとめて配置
する等、干渉を防ぎ同じ系統の機能のものをまとめられ
るように高周波回路を選択的に配置する。バイアス・制
御信号は、バイアス・制御信号用ボンディングパッド17
から、バイアス・制御信号用スルーホール18、バイアス
・制御信号用配線19等を介して誘電体基板6の層間及び
層内を経由して、バイアス・制御信号用パッド15に接続
され、外部回路(図中では省略)との間でIF信号及び
DC信号を授受される。そして、積層した誘電体基板6
の上にシールリング8を配置し、その上にカバー11を接
着、ハンダ或いは溶接(例えば抵抗溶接)等によって接
合することにより気密封止する。ここで、シールリング
6は誘電体基板6dの上面に接合されて共に第1のキャ
ビティ12を形成し、さらにシールリング6の上面に金
属製のカバー11が接合されて各キャビティ間のRF信
号の結合が抑圧される。
れたキャビティ内に複数の高周波回路を配置することに
より、従来、複数の高周波回路を内含したパッケージを
複数配置して構成していた高周波モジュールを、パッケ
ージのための余分なシャーシを用いずに一体で構成で
き、かつ複数パッケージ間の接続線路が不要となるた
め、高周波モジュールの小型化が可能となる。また、上
記パッケージに比して大きさの小さな高周波回路をキャ
ビティ内に配置し、ワイヤボンディング或いはリボンボ
ンディングで接続することによって、ボンディング時の
加熱時間の短縮や加熱後のハンドリングが容易となり、
組立作業性が向上する。さらに、各パッケージにおいて
共通の機能を有した回路や線路を同一の線路で接続で
き、また各パッケージ間をRF信号の接続線路で接続す
るためのフィードスルーが不要となって、価格の低減が
可能となり、 かつフィードスルーにおける信号損失が
少なくなる等特性の向上が可能となる。
形態2を示す高周波モジュールの斜視図であり、図にお
いて、2、6、8、9、11、12、13、15、17、20は、実施
の形態1と同等もしくは同一相当であり、21は誘電体基
板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導
波管変換器である。
において、本高周波モジュールは、一部に複数のキャビ
ティ及び導波管を構成する穴を設けた複数の誘電体基板
6を実施の形態1同様に積層し、焼結することにより、
モジュール内部に導波管端子2、第1のキャビティ12、第
2のキャビティ13を構成する。第1のキャビティ12は、そ
の側面の一部或いは全部及び下面の一部をメタライズす
ることによって、内部の高周波回路9の上方に空間を形
成するとともに、複数のキャビティ間の高周波信号の結
合を抑圧している。第2のキャビティ13は、その側面の
一部或いは全部及び下面の全部をメタライズし、その内
部に高周波回路9を配置してし、キャビティ周囲に配置
したRF線路20、バイアス・制御信号用ボンディングパッ
ド17との間で、それぞれRF信号及びバイアス・制御信号
を授受すべく、ワイヤ接続或いはリボンボンディングな
どを行なう。RF線路20の一部は、積層した誘電体基板6
によって構成された、誘電体基板の表裏で信号を伝達す
るマイクロストリップ線路−導波管変換器21に接続さ
れ、導波管端子2に効率よく導かれる。このマイクロス
トリップ線路―導波管変換器21は次のように構成され
る。第1のキャビティ12の周囲を囲む壁面(第4の誘
電体基板6dとシールリング8で成る壁面)の一部に溝
を設け、導波管端子2の上方に設けられ第4の誘電体基
板6d及びシールリング8に形成された矩形状の穴にこ
の溝を接続し、上記溝の底面(第3の誘電体基板6cの
上面)にマイクロストリップ線路を設けて形成される。
この矩形状の穴は導波管端子2の一方の端部を形成し、
導波管端子2の他方側の端部は誘電体基板6a、6b、
6c内に筒状に設けられた導波路で構成される。すなわ
ち、上記矩形状の穴の内周に沿う位置に、誘電体基板6
a、6b、6cを共に貫通する複数のスルーホールが矩
形状に形成され、この各隣接するスルーホール間を接続
して成る閉曲線を囲むように誘電体基板6cにスロット
様に金属導体が配置されて、誘電体基板6a、6bの厚
み方向にスルーホールで囲まれた筒状の導波路が形成さ
れる。誘電体基板6c上に形成された上記溝の底面のマ
イクロストリップ線路は、この導波路と電磁的に結合さ
れて、高周波回路9と導波管端子2との間でRF信号を
伝送し、導波管端子2内ではRF信号が導波管モードで
進行する。このとき、導波管端子2の他方側の端部は、
誘電体基板に設けられたスルーホールで囲まれた導波路
で成るため、導波管の開口に穴を形成する必要がなく、
誘電体基板6の積層によって気密封止される。また、他
のRF線路20は、複数の第2のキャビティ13間に配線さ
れ、キャビティ間の信号の授受を行なう。バイアス・制
御信号は、図中では省略しているが、実施の形態1にお
ける図2と同様に、バイアス・制御信号用ボンディング
パッド17から、バイアス・制御信号用スルーホール18、
バイアス・制御信号用配線19等を介して誘電体基板6の
層間及び層内を経由して、バイアス・制御信号用パッド
15に接続され、外部回路との間で授受される。そして、
積層した誘電体基板6の上にシールリング8を設置し、そ
の上にカバー11を接着、ハンダ或いは溶接等によって接
合することにより封止する。
したパッケージにて構成していた高周波モジュールを一
体で構成でき、複数パッケージ間の接続線路が不要とな
るため、高周波モジュールの小型化、組立作業性の向
上、価格の低減等が可能となる。また、誘電体基板の表
裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変
換器21を使用することにより、導波管との接続部分にお
いてフィードスルー14を不要とし、構成を簡略化できる
と共に、フィードスルー14による信号損失も低減できる
ため、更なる特性の改善が可能となる。
形態3を示す高周波モジュールの斜視図であり、図にお
いて、2、6、8、9、11、12、13、15、17、20、21は、
実施の形態2と同等であり、22はGND導通用スルーホール
である。
において、本高周波モジュールは、一部に複数のキャビ
ティ及び導波管を構成する穴を設けた複数の誘電体基板
6(6a,6b,6c)を実施の形態1同様に積層後に焼結し、
さらにその上に、一部に複数のキャビティ及び導波管を
構成する穴を設けたシールリング8を接着、ハンダ或い
は溶接等で接合することにより、モジュール内部に導波
管端子2、第1のキャビティ12、第2のキャビティ13を構
成する。第1のキャビティ12は、側面は金属導体製のシ
ールリング8のみで構成されており、内部の高周波回路9
の上方の空間を確保するとともに、複数のキャビティ間
の高周波信号の結合を抑圧している。第2のキャビティ1
3は、その側面の一部或いは全部及び下面の全部をメタ
ライズし、その内部に高周波回路9を実装し、キャビテ
ィ周囲に配置したRF線路20、バイアス・制御信号用ボン
ディングパッド17との間でそれぞれRF信号、バイアス・
制御信号を授受すべくワイヤ或いはリボンボンディング
などを行なう。RF線路20の一部は、積層した誘電体基板
6によって構成された、誘電体基板の表裏で信号を伝達
するマイクロストリップ線路−導波管変換器21に接続さ
れ、導波管端子2に効率よく導かれる。また、他のRF線
路20は、複数の第2のキャビティ13間に配線され、キャ
ビティ間の信号の授受を行なう。複数の第2のキャビテ
ィ13に各々配置された高周波回路9の間を接続する際、
第1のキャビティ12間でRF信号を通過させながら不要
な漏れ信号をカットすることが必要となる場合があり、
その箇所については、図4下部に示すようにシールリン
グ8の下面側に下向き凹状に溝を設け、誘電体基板6上に
配置してRF線路20の上方にトンネル様に空間を設ける。
さらに、シールリング8に設けたトンネル様の溝の側壁
面の下部、つまり誘電体基板6とシールリング8の当該溝
を隔てた溝近傍の接合面にGND導通用スルーホール22を
設けることにより、電波伝播空間の長さL、高さh及び
幅wを所望の周波数のカットオフ寸法とする導波管を形
成し、キャビティ間の高周波信号の結合を抑圧する。こ
のとき、カットオフする周波数を高く設定する程、高さ
h及び幅wを小さくし、形成される導波管部での所望周
波数の損失量を大きくするようにLを長くする必要があ
るが、実装密度や、加工精度及び加工し易さに応じて、
適宜Lとh及びwを選択する(Lが長いほど実装可能な
空間が減り、h及びwが小さいほど加工が難しくな
る)。なお、本発明を送信系と受信系を有したマイクロ
波帯域或いはミリ波帯域の送受信モジュールに適用する
場合、間仕切り壁で仕切られた複数のキャビティから成
る第1のキャビティ12において、特に送信系の高周波
回路の載置されたキャビティ(例えば12a)と受信系
の高周波回路の載置されたキャビティ(例えば12b)
間を、このトンネル様の溝で接続することによって、よ
り送信系と受信系との干渉が少なくアイソレーションの
高い送受信モジュールを得ることができる。バイアス・
制御信号は、図中では省略しているが、実施の形態1に
おける図2と同様に、バイアス・制御信号用ボンディン
グパッド17から、バイアス・制御信号用スルーホール1
8、バイアス・制御信号用配線19等を介して誘電体基板6
の層間及び層内を経由して、バイアス・制御信号用パッ
ド15に接続され、外部回路との間で授受される。そし
て、積層したシールリング8の上にカバー11を接着、ハ
ンダ或いは溶接等によって接合することにより封止す
る。
成していた高周波モジュールを一体で構成でき、複数パ
ッケージ間の接続線路が不要となるため、高周波モジュ
ールの小型化、工作性の向上、性能の向上、価格の低減
等が可能となる。また、誘電体基板の表裏で信号を伝達
するマイクロストリップ線路−導波管変換器21を使用す
ることにより、フィードスルー14を不要とし、構成を簡
略化できると共に、フィードスルー14による信号損失も
低減でき、さらに、シールリング8へのトンネル様の溝
加工により、キャビティ間の高周波信号の結合を抑圧で
きるため、更なる特性の改善が可能となる。
形態4を示す高周波モジュールの斜視図であり、図にお
いて、2、6、8、9、11、12、13、15、17、20、21は、
実施の形態3と同等であり、5はキャリヤ、23はキャリア
5を固定するための固定用ネジ穴である。
において、本高周波モジュールの構成要素2、6、8、9、
11、12、13、15、17、20、21は、実施の形態3と同様
の構成、機能を有する。キャリヤ5は、その周辺部に、
ネジで高周波モジュールを固定するための固定用ネジ穴
5を有し、積層した誘電体基板6の最下層の下にロー付
け、ハンダ、接着などによって接合される。
る他、キャリヤ5の使用により、他の装置、例えばアン
テナなど(図中では省略)との機械的固定方法に自由度
が増し、容易に固定できるため、設計に自由度が増し、
工作性も向上する。なお、固定用ネジ穴については、こ
れ以外の他の固定要素として、例えば、ネジ以外の他の
締結部材やキャリア5の側面部を保持する保持部品等を
用いても良いことは言うまでもない。
形態5を示す高周波モジュールのキャビティの斜視図で
あり、図において、13は第2のキャビティ、20はRF線
路、22はGND導通用スルーホールである。
において、高周波モジュールの一部を構成する第2のキ
ャビティ13は、その下面全体を金属導体でメタライズ
し、またその側面付近まで誘電体基板6c上面にRF線路
20を配線させ、このRF線路20付近を除く第2のキャビテ
ィ13の周囲に、GND導通用スルーホール22を1列或いは複
数列配置する(図では1列)ことにより、他のキャビテ
ィとの高周波信号の結合を抑圧している。なお、抑圧す
べき信号の波長に応じてその信号の通過を遮断する間隔
でGND導通用スルーホール22を配置すれば、GND導通用ス
ルーホール22の数を低減できることは言うまでもない。
このためには、例えば抑圧すべき信号の最短の波長をλ
とした場合、λ/4以下の間隔でGND導通用スルーホー
ル22を配置するのが好ましい。
ィ13を実施例1〜4に適用することにより、実施例1〜4に
記載した効果と同等の効果が得られる。
形態6を示す高周波モジュールのキャビティの斜視図で
あり、図において、13は第2のキャビティ、20はRF線
路、24は縦に半割したGND導通用スルーホールである。
において、高周波モジュールの一部を構成する第2のキ
ャビティ13は、その下面全体を金属導体でメタライズ
し、その側面付近まで誘電体基板6c上面にRF線路20を
配線させ、このRF線路20付近を除く第2のキャビティ13
の側面に、縦に半割したような形状を有するGND導通用
スルーホール24の平面部分を、キャビティ周縁部の側面
に面してキャビティを囲むように複数配置することによ
り、他のキャビティとの高周波信号の結合を抑圧してい
る。なお、GND導通用スルーホール24は、誘電体基板を
積層する前の柔らかい状態でキャビティ周縁部の側面に
パンチングにて窪みをつけ、積層時にその窪みに金や銀
等の金属を付着させ、焼結するだけで生成できるため、
比較的容易に加工できる。この実施の形態によれば、キ
ャビティの側面にスルーホールを配置できることから、
実施の形態5と比べてスルーホールを設置する周長が短
く、スルーホールの数が少なくてすむため、作業が効率
化するのに加えてコストもより安くなる。また、実施の
形態5のスルーホールと比べてホールの穴間隔の加工に
必要な精度が緩和される。
ィ13を実施例1〜4に適用することにより、実施例1〜4に
記載した効果と同等の効果が得られる。
形態7を示す高周波モジュールのキャビティの斜視図で
あり、図において、13は第2のキャビティ、20はRF線
路、25はキャビティ側面に配置した金属導体パターンで
ある。
において、高周波モジュールの一部を構成する第2のキ
ャビティ13は、その下面全体を金属導体でメタライズ
し、その側面付近まで誘電体基板6c上面にRF線路20を
配線させ、このRF線路20付近を除く第2のキャビティ13
の側面全域に、金属導体パターン25を配置することによ
り、他のキャビティとの高周波信号の結合を抑圧してい
る。
ィ13を実施例1〜4に適用することにより、実施例1〜4に
記載した効果と同等の効果が得られる。
形態8を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路の
ブロック図であり、図において、2は導波管端子、26a、
26bは第1、第2の発振器、27a〜27jは第1〜第10の増幅
器、28は電力分配器、29は逓倍器、30はフィルタ、31は
逆極性のダイオードを並列接続したアンチパラレルダイ
オードペアを内蔵した偶高調波ミクサ、32は電力合成
器、33a、33bは第1、第2の基本波ミクサである。
前方目標の距離及び相対速度を得るFM-CWレーダを構成
するための高周波回路を高周波モジュール内に実装した
ものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図にお
いて、第1の発振器26aは高周波変調信号を出力し、第1
の増幅器27aはこの出力を電力増幅する。電力分配器28
は、第1の増幅器27aの出力を2方向に電力分配する。逓
倍器29は、この電力分配器28の一方の出力を受け、その
周波数を2逓倍し、出力する。第2の増幅器27bは、逓倍
器29の出力を電力増幅し、導波管端子2に向けて送信信
号を出力する。導波管端子2は、実施の形態1〜3にて
記載したフィードスルー14、マイクロストリップ線路−
導波管変換器16、或いは誘電体基板の表裏で信号を伝達
するマイクロストリップ線路−導波管変換器21等(図中
では省略)を介して送信信号を受けて、接続される送信
アンテナ(図中では省略)に導波管モードで出力する。
フィルタ30は電力分配器28の他方の出力の不要波成分を
抑圧した信号を出力する。第2の発振器26bは、中間周波
数信号を2方向に出力する。偶高調波ミクサ31は、フィ
ルタ30の出力の2倍周波数と第2の発振器26bの一方の出
力の周波数の和及び差の周波数を有する信号を出力す
る。第3の増幅器27cは、偶高調波ミクサ31の出力を電力
増幅する。第4〜第7の増幅器27d〜27gは、それぞれに接
続される導波管端子2が接続される受信アンテナ(図中
では省略)から得られる受信信号を低雑音増幅する。電
力合成器32は、第4〜第7の増幅器27d〜27gから出力され
る受信信号を電力合成する。第8の増幅器27hは、電力合
成器32の出力を低雑音増幅する。第1の基本波ミクサ33a
は、第8の増幅器27h及び第3の増幅器27cの出力を受けて
周波数変換し、両者の周波数の和及び差の周波数を有す
るIF信号を出力する。第9の増幅器27iは、このIF信号を
電力増幅する。第2の基本波ミクサ33bは、第2の発振器2
6bの他方の出力と第9の増幅器27iの出力を受けて周波数
変換し、両者の周波数の和及び差の周波数を有するビデ
オ信号を出力する。第10の増幅器27jは、このビデオ信
号を電力増幅する。なお、各導波管端子に接続される第
4〜第7の増幅器27d〜27gは、外部回路(図中では省略)
によってそのバイアスをon/off制御され、所望の導波管
端子2に接続されるもののみonとすることにより、その
端子のみの受信信号を得ることができ、複数構成した受
信アンテナの内、所望の受信アンテナの信号のみを得
る。
第9及び第10の増幅器27i、27j、第2の基本波ミクサ33b
を除く高周波回路(図中の破線内の回路)を高周波モジ
ュール内に実装し、レーダを構成する。これは、第2の
発振器26b、第9及び第10の増幅器27i、27j、第2の基本
波ミクサ33bが中間周波数帯或いは低周波数帯で動作す
る回路であり、回路規模が大きいため、高周波モジュー
ル内に実装した場合、高周波モジュールが大型化するた
めである。この高周波モジュール内への実装は図1(或
いは図3、図4)において次のように行う。送信系の高
周波回路である26a、27a、27b、28、29、3
0は、第2のキャビティ13a内に収納され、受信系の
高周波回路である31、27c、27h、32、33a
は第2のキャビティ13b内に収納され、27d、27
eは第2のキャビティ13c内に収納され、27f、2
7gは第2のキャビティ13d内に収納されており、第
2のキャビティ13aと13b間、第2のキャビティ1
3bと13c、13d間は、RF線路20で接続され
る。また、第2のキャビティ13a、13b、13c、
13d内にそれぞれ収納された高周波回路は、導体リボ
ンやワイヤ等で接続される。このとき、受信系の導波管
端子2に接続される電力分配器32から第4〜第7の増幅
器27d〜27gまでの接続線路の長さが概ね均等となるよう
に、第3のキャビティ13bに対して、第4〜第7の増幅
器27d〜27g及び第3のキャビティ13c、13dを概ね
対称な位置に配置することにより、各第4〜第7の増幅器
27d〜27gをON/OFF動作させて各増幅器27d〜2
7gに対応する受信チャンネルを切換え動作させた場
合、各受信チャンネルの受信信号レベルを一様にするこ
とができる。
高周波回路を実装することにより、複数の受信アンテナ
を切り替えて使用するFM-CWレーダを小型、低価格、高
性能に実現することが可能となる。また、受信系と送信
系を異なる場所に離間して配置されたキャビティに各々
配置することにより、受信系と送信系の干渉を抑圧する
ことが可能となる。さらに、受信系の各低雑音増幅器を
電力合成器から対称な位置に配置するように、キャビテ
ィを設けることにより、各受信チャンネルの受信信号レ
ベルが一様となって、この高周波モジュールをレーダ装
置に適用した場合に方位の探知精度が向上する。
形態9を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路の
ブロック図であり、図において、2は導波管端子、26は
発振器、27a〜27dは第1〜第4の増幅器、28は電力分配
器、29は逓倍器、30はフィルタ、31は逆極性のダイオー
ドを並列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵
した偶高調波ミクサ、34は受信信号を得る複数の導波管
端子2に対応した数だけチャンネルを有するスイッチ
(図中ではSPNTと記載)である。なお、第1〜第4
の増幅器27a〜27dの符号は、実施の形態8と同一符号の
ものに対応させてなく、その機能は必ずしも同じではな
い。
形態は、特に前方目標の距離及び相対速度を得るFM-CW
レーダを構成するための高周波回路を高周波モジュール
内に実装したものである。以下に各高周波回路の動作を
示す。図において、発振器26は高周波変調信号を出力
し、第1の増幅器27aはこの出力を電力増幅する。電力分
配器28は、第1の増幅器27aの出力を2方向に電力分配す
る。逓倍器29は、この電力分配器28の一方の出力を受
け、その周波数を2逓倍し、出力する。第2の増幅器27b
は、逓倍器29の出力を電力増幅し、導波管端子2に向け
て送信信号を出力する。導波管端子2は、フィードスル
ー14、マイクロストリップ線路−導波管変換器16、或い
は誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリッ
プ線路−導波管変換器21等(図中では省略)を介して送
信信号を受けて、導波管モードで出力する。フィルタ30
は、電力分配器28の他方の出力の不要波成分を抑圧す
る。スイッチ34は、接続される導波管端子2の数だけチ
ャンネルを有し、導波管端子2が接続される受信アンテ
ナ(図中では省略)から得られる受信信号のうち、所望
のチャンネルのみの信号を通過させる。第3の増幅器27c
はスイッチ34の出力を低雑音増幅する。スイッチ34は
バイアス・制御信号用ボンディングパッド17を介して
外部から入力される制御信号によって接続する導波管端
子を適宜選択する。偶高調波ミクサ31は、フィルタ30の
出力の2倍周波数と第3の増幅器27cの出力周波数の和及
び差の周波数を有するビデオ信号を出力する。第4の増
幅器27dはこのビデオ信号を電力増幅する。
除く高周波回路(図中の破線内の回路)を高周波モジュ
ール内に実装し、レーダを構成する。これは、第4の増
幅器27dが低周波数帯で動作する回路であり、回路規模
が大きいため、高周波モジュール内に実装した場合、高
周波モジュールが大型化するためである。また、実施の
形態9と同様、受信系の高周波回路、送信系の高周波回
路は、それぞれ異なる場所に離間して配置されたキャビ
ティに各々配置される。さらに、増幅器27cから受信
系の導波管端子2までの距離が概ね等しくなるように、
受信系の各導波管端子2とスイッチ344との距離が概
ね等しくなるようにRF線路が配置される。
高周波回路を実装することにより、複数の受信アンテナ
を切り替えて使用するFM-CWレーダを小型、低価格、高
性能に実現することが可能となる。
形態10を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路の
ブロック図であり、図において、2は導波管端子、26a、
26bは第1、第2の発振器、27a〜27fは第1〜第6の増幅
器、28は電力分配器、29は逓倍器、30はフィルタ、31は
逆極性のダイオードを並列接続したアンチパラレルダイ
オードペアを内蔵した偶高調波ミクサ、33a、33bは第
1、第2の基本波ミクサ、34は受信信号を得る複数の導波
管端子2に対応した数だけチャンネルを有するスイッチ
(図中ではSPNTと記載)である。なお、第1〜第6
の増幅器27a〜27fの符号は、実施の形態8と同一符号
のものに対応させてなく、その機能は必ずしも同じでは
ない。
前方目標の距離及び相対速度を得るFM-CWレーダを構成
するための高周波回路を高周波モジュール内に実装した
ものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図にお
いて、第1の発振器26aは高周波変調信号を出力し、第1
の増幅器27aはこの出力を電力増幅する。電力分配器28
は、第1の増幅器27aの出力を2方向に電力分配する。逓
倍器29は、この電力分配器28の一方の出力を受け、その
周波数を2逓倍し、出力する。第2の増幅器27bは、逓倍
器29の出力を電力増幅し、導波管端子2に向けて送信信
号を出力する。導波管端子2は、フィードスルー14、マ
イクロストリップ線路−導波管変換器16、或いは誘電体
基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−
導波管変換器21等(図中では省略)を介して送信信号を
受けて、導波管モードで出力する。フィルタ30は電力分
配器28の他方の出力の不要波成分を抑圧する。第2の発
振器26bは、中間周波信号を2方向に出力する。偶高調波
ミクサ31は、フィルタ30の出力の2倍周波数と第2の発振
器26bの一方の出力の周波数の和及び差の周波数を有す
る信号を出力する。第3の増幅器27cは、偶高調波ミクサ
31の出力を電力増幅する。スイッチ34は、接続される導
波管端子2の数だけチャンネルを有し、導波管端子2が接
続される受信アンテナ(図中では省略)から得られる受
信信号のうち、所望のチャンネルのみの信号を通過させ
る。スイッチ34はバイアス・制御信号用ボンディング
パッド17を介して外部から入力される制御信号によっ
て接続する導波管端子を適宜選択する。第4の増幅器27d
はスイッチ34の出力を低雑音増幅する。第1の基本波ミ
クサ33aは、第4の増幅器27d及び第3の増幅器27cの出力
を受けて周波数変換し、両者の周波数の和及び差の周波
数を有するIF信号を出力する。第5の増幅器27eは、この
IF信号を電力増幅する。第2の基本波ミクサ33bは、第2
の発振器26bの他方の出力と第5の増幅器27eの出力を受
けて周波数変換し、両者の周波数の和及び差の周波数を
有するビデオ信号を出力する。第6の増幅器27fは、この
ビデオ信号を電力増幅する。
第5及び第6の増幅器27e、27f、第2の基本波ミクサ33bを
除く高周波回路(図中の破線内の回路)を高周波モジュ
ール内に実装し、レーダを構成する。これは、第2の発
振器26b、第5及び第6の増幅器27e、27f、第2の基本波ミ
クサ33bが中間周波数帯或いは低周波数帯で動作する回
路であり、回路規模が大きいため、高周波モジュール内
に実装した場合、高周波モジュールが大型化するためで
ある。
高周波回路を実装することにより、複数の受信アンテナ
を切り替えて使用するFM-CWレーダを小型、低価格、高
性能に実現することが可能となる。
の形態11を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路
のブロック図であり、図において、2は導波管端子、26
は発振器、27a〜27eは第1〜第5の増幅器、28は電力分配
器、29は逓倍器、30はフィルタ、31は逆極性のダイオー
ドを並列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵
した偶高調波ミクサ、34は受信信号を得る複数の導波管
端子2に対応した数だけチャンネルを有するスイッチ
(図中ではSPNTと記載)、35はN逓倍器である。な
お、第1〜第5の増幅器27a〜27eの符号は、実施の形
態8と同一符号のものに対応させてなく、その機能は必
ずしも同じではない。
前方目標の距離及び相対速度を得るFM-CWレーダを構成
するための高周波回路を高周波モジュール内に実装した
ものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図にお
いて、発振器26は高周波変調信号を出力し、第1の増幅
器27aはこの出力を電力増幅する。N逓倍器35は第1の増
幅器27aの出力周波数をN逓倍(Nは2以上の整数)し、第
2の増幅器27bはこの出力を電力増幅する。電力分配器28
は、第2の増幅器27bの出力を2方向に電力分配する。逓
倍器29は、この電力分配器28の一方の出力を受け、その
周波数を2逓倍し、出力する。第3の増幅器27cは、逓倍
器29の出力を電力増幅し、導波管端子2に向けて送信信
号を出力する。導波管端子2は、フィードスルー14、マ
イクロストリップ線路−導波管変換器16、或いは誘電体
基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−
導波管変換器21等(図中では省略)を介して送信信号を
受けて、導波管モードで出力する。フィルタ30は、電力
分配器28の他方の出力の不要波成分を抑圧する。スイッ
チ34は、接続される導波管端子2の数だけチャンネルを
有し、導波管端子2が接続される受信アンテナ(図中で
は省略)から得られる受信信号のうち、所望のチャンネ
ルのみの信号を通過させる。スイッチ34はバイアス・
制御信号用ボンディングパッド17を介して外部から入
力される制御信号によって接続する導波管端子を適宜選
択する。第4の増幅器27dはスイッチ34の出力を低雑音増
幅する。偶高調波ミクサ31は、フィルタ30の出力の2倍
周波数と第3の増幅器27cの出力周波数の和及び差の周波
数を有するビデオ信号を出力する。第5の増幅器27eはこ
のビデオ信号を電力増幅する。
除く高周波回路(図中の破線内の回路)を高周波モジュ
ール内に実装し、レーダを構成する。これは、第5の増
幅器27eが低周波数帯で動作する回路であり、回路規模
が大きいため、高周波モジュール内に実装した場合、高
周波モジュールが大型化するためである。
高周波回路を実装することにより、複数の受信アンテナ
を切り替えて使用するFM-CWレーダを小型、低価格、高
性能に実現することが可能となる。
の形態12を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路
のブロック図であり、図において、2は導波管端子、26
は発振器、27a〜27dは第1〜第4の増幅器、28は電力分配
器、29は逓倍器、30はフィルタ、31は逆極性のダイオー
ドを並列接続したアンチパラレルダイオードペアを内蔵
した偶高調波ミクサ、34は送信信号を出力する複数の導
波管端子2に対応した数だけチャンネルを有するスイッ
チ(図中ではSPNTと記載)である。なお、第1〜第
4の増幅器27a〜27dの符号は、実施の形態8と同一符
号のものに対応させてなく、その機能は必ずしも同じで
はない。
前方目標の距離及び相対速度を得るFM-CWレーダを構成
するための高周波回路を高周波モジュール内に実装した
ものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図にお
いて、発振器26は高周波変調信号を出力し、第1の増幅
器27aはこの出力を電力増幅する。電力分配器28は、第1
の増幅器27aの出力を2方向に電力分配する。逓倍器29
は、この電力分配器28の一方の出力を受け、その周波数
を2逓倍し、出力する。第2の増幅器27bは、逓倍器29の
出力を電力増幅し、導波管端子2に向けて送信信号を出
力する。スイッチ34は、接続される導波管端子2の数だ
けチャンネルを有し、それぞれの導波管端子2に接続さ
れた送信アンテナ(図中では省略)のうち所望のアンテ
ナからのみ目標(図中では省略)に送信信号を照射する
ために、所望のチャンネルの導波管端子2にのみ、送信
信号を出力する。スイッチ34はバイアス・制御信号用
ボンディングパッド17を介して外部から入力される制
御信号によって接続する導波管端子を適宜選択する。導
波管端子2は、フィードスルー14、マイクロストリップ
線路−導波管変換器16、或いは誘電体基板の表裏で信号
を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器21等
(図中では省略)を介して送信信号を受けて、導波管モ
ードで出力する。フィルタ30は、電力分配器28の他方の
出力の不要波成分を抑圧する。第3の増幅器27cは導波管
端子2から得られる受信信号を低雑音増幅する。偶高調
波ミクサ31は、フィルタ30の出力の2倍周波数と第3の増
幅器27cの出力周波数の和及び差の周波数を有するビデ
オ信号を出力する。第4の増幅器27dはこのビデオ信号を
電力増幅する。
除く高周波回路(図中の破線内の回路)を高周波モジュ
ール内に実装し、レーダを構成する。これは、第4の増
幅器27dが低周波数帯で動作する回路であり、回路規模
が大きいため、高周波モジュール内に実装した場合、高
周波モジュールが大型化するためである。
高周波回路を実装することにより、複数の送信アンテナ
を切り替えて使用するFM-CWレーダを小型、低価格、高
性能に実現することが可能となる。
複数のパッケージにて構成していた高周波モジュールを
一体で構成でき、複数パッケージ間の接続線路が不要と
なるため、高周波モジュールの小型化、組立性の向上、
性能の向上、価格の低減等が可能となる。
ドスルーを不要とし、構成を簡略化できると共に、フィ
ードスルーによる信号損失も低減できるため、更なる特
性の改善が可能となる。
第2の発明における第1、第2のキャビティを金属導体で
構成し、第1の接続線路を内含する溝を設けて空間を確
保したことにより、キャビティ間の高周波信号の結合を
より抑圧できるため、更なる特性の改善が可能となる。
基板の下面に金属製のキャリヤを設けたことにより、他
の装置、例えばアンテナ等との機械的固定方法に自由度
が増し、容易に固定できるため、設計に自由度が増し、
組立性も向上する。
4のいずれかのキャビティ周囲のメタライズを、GNDと導
通を有するホールにて構成したことにより、RF信号の
漏れを抑圧するメタライズを容易に得ることができる。
のいずれかのキャビティ周囲に埋設された半割状のスル
ーホールで構成したことにより、第12の発明と比べて
ホールの間隔をより短くでき、さらにRF信号の漏れを
抑圧することができる。
発明によれば、複数の受信アンテナを切り替えて使用す
るFM-CWレーダ等に適用した場合に、当該レーダを小
型、低価格、高性能に実現することが可能となる。
の送信アンテナを切り替えて使用するFM-CWレーダ等に
適用した場合に、当該レーダを小型、低価格、高性能に
実現することが可能となる。
態1の斜視図である。
態1の分解斜視図である。
態2の斜視図である。
態3の斜視図である。
態4の斜視図である。
態5のキャビティの斜視図である。
態6のキャビティの斜視図である。
態7のキャビティの斜視図である。
態8に内蔵する高周波回路のブロック図である。
態9に内蔵する高周波回路のブロック図である。
態10に内蔵する高周波回路のブロック図である。
態11に内蔵する高周波回路のブロック図である。
態12に内蔵する高周波回路のブロック図である。
ップ線路−導波管変換器 22 GND導通用スルーホール 23 ネジ固定穴 24 縦に半割したGND導通用スルーホール 25 キャビティ側面に配置した金属導体パターン 26 発振器 26a 第1の発振器 26b 第2の発振器 27a 第1の増幅器 27b 第2の増幅器 27c 第3の増幅器 27d 第4の増幅器 27e 第5の増幅器 27f 第6の増幅器 27g 第7の増幅器 27h 第8の増幅器 27i 第9の増幅器 27j 第10の増幅器 28 電力分配器 29 逓倍器 30 フィルタ 31 偶高調波ミクサ 32 電力合成器 33a 第1の基本波ミクサ 33b 第2の基本波ミクサ 34 スイッチ(SPNT) 35 N逓倍器
Claims (22)
- 【請求項1】 第1、第2の導波路の設けられた第1の
誘電体基板と、互いに離間して配置された第1、第2の
キャビティ、及び上記第1、第2の導波路が設けられ、
上記第1の誘電体基板に積層された第2の誘電体基板
と、上記第1のキャビティを内側に配する第3のキャビ
ティ、及び上記第2のキャビティを内側に配し上記第3
のキャビティと離間して配置されるとともに上記第3の
キャビティに連通する溝を有した第4のキャビティを有
し、当該第3、第4のキャビティの外側に上記第1、第
2の導波路がそれぞれ設けられ、上記第2の誘電体基板
に積層された第3の誘電体基板と、上記第3、第4のキャ
ビティを塞ぐように設けられる金属導体と、上記第1の
キャビティ内に配設された複数の第1の高周波回路と、
上記第2のキャビティ内に配設された複数の第2の高周
波回路と、上記連通溝内に設けられ上記第1、第2の高
周波回路間を接続する第1の接続線路と、上記第1、第
2の高周波回路と上記第1、第2の導波路をそれぞれ接
続する第2、第3の接続線路とを備えた高周波モジュー
ル。 - 【請求項2】 上記第1または第2の導波路は、上記第
3または第4のキャビティ周囲に配置された少なくとも
2以上の導波路から成り、当該導波路は、上記第1のキ
ャビティに対して互いに対称な位置に配置されることを
特徴とする請求項1記載の高周波モジュール。 - 【請求項3】 上記第1、第2の高周波回路は、それぞ
れ受信系の回路、送信系の回路から成ることを特徴とす
る請求項1記載の高周波モジュール。 - 【請求項4】 上記第2、第3の接続線路は、上記第2
の誘電体基板と第3の誘電体基板間に内層され、フィー
ドスルーを有することを特徴とした請求項1記載の高周
波モジュール。 - 【請求項5】 上記第2、第3の接続線路は、接続線路
を伝送されるRF信号と導波管を伝送されるRF信号と
の間の信号伝送を上記第2の誘電体基板の表裏で行うこ
とを特徴とした請求項1記載の高周波モジュール。 - 【請求項6】 上記第2、第3の接続線路は、上記第3
の誘電体基板に形成された溝内に配置され、上記第1、
第2の誘電体基板に設けられスルーホールで形成された
導波路に結合されることを特徴とする請求項1もしくは
請求項4に記載の高周波モジュール。 - 【請求項7】 第1、第2の導波路の設けられた第1の
誘電体基板と、互いに離間して配置された第1、第2の
キャビティ、及び上記第1、第2の導波路が設けられ、
上記第1の誘電体基板に積層された第2の誘電体基板
と、上記第1のキャビティを内側に配する第3のキャビ
ティ、及び上記第2のキャビティを内側に配し、上記第
3のキャビティと離間して配置されるとともに上記第3
のキャビティに連通する溝を有した第4のキャビティを
有し、当該第3、第4のキャビティの外側に上記第1、
第2の導波路がそれぞれ設けられ、上記第2の誘電体基
板に接合された金属導体と、上記第1のキャビティ内に
配設された複数の第1の高周波回路と、上記第2のキャ
ビティ内に配設された複数の第2の高周波回路と、上記
連通溝内に設けられ上記第1、第2の高周波回路間を接続
する第1の接続線路と、上記第1、第2の高周波回路と
上記第1、第2の導波路をそれぞれ接続する第2、第3
の接続線路とを備えた高周波モジュール。 - 【請求項8】 上記金属導体は、上記第2の誘電体との
接合面側に上記連通溝を成す窪みが設けられ、上記第2
の誘電体基板は、上記金属導体が上記連通溝に沿った上
記第2の誘電体基板と面する位置に、GNDと導通を有
する複数のホールが配列されたことを特徴とする請求項
7記載の高周波モジュール。 - 【請求項9】 上記金属導体は、上記第1の接続線路を
内含するトンネル様の溝が設けられ、当該溝は所望の周
波数における導波管のカットオフ寸法を与えられたこと
を特徴とする請求項7記載の高周波モジュール。 - 【請求項10】 上記第1の誘電体基板は、バイアス信
号或いはIF信号を伝送する伝送線路が設けられ、上記
第1の高周波回路は、上記第1のキャビティ内に配設さ
れ、上記第1または第2の誘電体基板に設けられたスル
ーホールにて上記伝送線路に接続され、上記第2の高周
波回路は、上記第2のキャビティ内に配設され、上記第
1または第2の誘電体基板に設けられたスルーホールに
て上記伝送線路に接続されることを特徴とする請求項1
から9のいずれかに記載の高周波モジュール。 - 【請求項11】 上記高周波モジュールは下面に、外部
機器と結合される結合部を有した金属製のキャリアが設
けられたことを特徴とする請求項1から9のいずれかに
記載の高周波モジュール。 - 【請求項12】 上記第1から第4のキャビティは、キ
ャビティ周縁部の一部或いは全部及び下面の一部に金属
導体が設けられたことを特徴とする請求項1から9のい
ずれかに記載の高周波モジュール。 - 【請求項13】 上記第1から第4のいずれかのキャビ
ティは、キャビティ周縁部の近傍にキャビティを囲むよ
うにGNDと導通を有する複数のホールが設けられたこ
とを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の高周
波モジュール。 - 【請求項14】 上記第1から第4のいずれかのキャビ
ティは、キャビティ周縁にGNDと導通を有する複数の
ホールが設けられたことを特徴とする請求項1から9の
いずれかに記載の高周波モジュール。 - 【請求項15】 上記ホールは、キャビティ周縁に埋設
された半割状のスルーホールを有したことを特徴とする
請求項14記載の高周波モジュール。 - 【請求項16】 上記第1から第4のいずれかのキャビ
ティは、キャビティ周縁における上記接続線路の近傍か
ら外れた位置がメタライズされたことを特徴とする請求
項1から9のいずれかに記載の高周波モジュール。 - 【請求項17】 高周波変調信号を出力する第1の発振
器と、上記第1の発振器の出力を電力分配する電力分配
器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍し
て送信信号を出力する逓倍器と、中間周波数信号を2方
向に出力する第2の発振器と、上記電力分配器の他方の
出力の2倍周波数と上記第2の発振器の出力周波数との和
及び差の周波数を有する信号を出力する偶高調波ミクサ
と、複数存在する導波路に対応して複数配置され各導波
路から得られる受信信号を低雑音増幅する増幅器と、上
記増幅器の出力を電力合成する電力合成器と、上記電力
合成器の出力と上記偶高調波ミクサの出力を受けて周波
数変換しIF信号を出力する第1の基本波ミクサと、上記
第1の基本波ミクサから出力されるIF信号と上記第2の発
振器の他方の出力を受けて周波数変換しビデオ信号を出
力する第2の基本波ミクサとを具備し、上記第1の発振
器、電力分配器、逓倍器、偶高調波ミクサ、増幅器、及
び第1の基本波ミクサを上記高周波モジュールにおける
上記第1、第2のキャビティ内に載置したことを特徴と
する請求項1から16のいずれかに記載の高周波モジュ
ール。 - 【請求項18】 高周波変調信号を出力する発振器と、
上記発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電
力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を
出力する逓倍器と、受信信号を得る複数の導波路に対応
した数のチャンネルを有し、当該導波路を選択可能なス
イッチと、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と
上記スイッチの出力周波数の差及び和の周波数を有する
ビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具備し、上記
発振器、電力分配器、逓倍器、スイッチ、及び偶高調波
ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第1、第2
のキャビティ内に載置したことを特徴とする請求項1か
ら16のいずれかに記載の高周波モジュール。 - 【請求項19】 高周波変調信号を出力する第1の発振
器と、上記第1の発振器の出力を電力分配する電力分配
器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍し
て送信信号を出力する逓倍器と、中間周波数信号を2方
向に出力する第2の発振器と、上記電力分配器の他方の
出力の2倍周波数と上記第2の発振器の出力周波数との和
及び差の周波数を有する信号を出力する偶高調波ミクサ
と、受信信号を得る複数の導波路に対応した数だけチャ
ンネルを有し、当該導波路を選択可能なスイッチと、上
記スイッチの出力と上記偶高調波ミクサの出力を受けて
周波数変換しIF信号を出力する第1の基本波ミクサと、
上記基本波ミクサから出力されるIF信号と上記第2の発
振器の他方の出力を受けて周波数変換しビデオ信号を出
力する第2の基本波ミクサとを具備し、上記第1の発振
器、電力分配器、逓倍器、偶高調波ミクサ、スイッチ、
及び第1の基本波ミクサを上記高周波モジュールにおけ
る上記第1、第2のキャビティ内に載置したことを特徴
とする請求項1から16のいずれかに記載の高周波モジ
ュール。 - 【請求項20】 高周波変調信号を出力する発振器と、
上記発振器の出力周波数をN倍(Nは2以上の整数)するN
逓倍器と、上記N逓倍器の出力を電力分配する電力分配
器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍し
て送信信号を出力する逓倍器と、受信信号を得る複数の
導波路に対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路
を選択可能なスイッチと、上記電力分配器の他方の出力
の2倍周波数と上記スイッチを通して得る受信信号の周
波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を出力する
偶高調波ミクサとを具備し、上記発振器、電力分配器、
逓倍器、N逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上
記高周波モジュールにおける上記第1、第2のキャビテ
ィ内に載置したことことを特徴とする請求項1から16
のいずれかに記載の高周波モジュール。 - 【請求項21】 高周波変調信号を出力する発振器と、
上記発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電
力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を
出力する逓倍器と、送信信号を出力する複数の導波路に
対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路を選択し
送信信号を導くことの可能なスイッチと、上記電力分配
器の他方の出力の2倍周波数と上記導波路とは異なる導
波路から得られた受信信号の周波数の差及び和の周波数
を有するビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具備
し、上記発振器、電力分配器、逓倍器、スイッチ、及び
偶高調波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第
1、第2のキャビティ内に載置したことを特徴とする請
求項1から16のいずれかに記載の高周波モジュール。 - 【請求項22】 上記偶高調波ミクサは、逆極性の2
つのダイオードを並列接続したアンチパラレルダイオー
ドペアを内蔵したことを特徴とする請求項17から21
に記載の高周波モジュール。
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