JP2002076721A

JP2002076721A - 非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造およびミリ波送受信部並びにミリ波送受信器

Info

Publication number: JP2002076721A
Application number: JP2000262293A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsui; 一浩松井; Kazuki Hayata; 和樹早田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波信号の変換損失（接続損失）を小さくし
て、ＮＲＤガイドの誘電体線路と金属導波管とを接続す
るとともに、ＮＲＤガイドおよびそれが組み込まれるミ
リ集積回路等を小型化すること。【解決手段】高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で
配置した平行平板導体１，２間に、高周波信号を伝搬さ
せる誘電体線路３がその終端部の端面に導電性部材３ｂ
を設けて配設されて成る非放射性誘電体線路に対して、
少なくとも一方の平行平板導体に誘電体線路３中を伝搬
するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対
応して開口５が形成されるとともに、その開口５に金属
導波管４の一方の開放終端部が接続されている。

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
に組み込まれて高周波信号の伝送用として用いられ、か
つ外部に高周波信号を電波として送受信可能とされた非
放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造およびミリ
波送受信部並びにミリ波送受信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、誘電体線路を１対の平行平板
導体によって挟持した構造からなる非放射性誘電体線路
（NonRadiative Dielectric Waveguideで、以下、Ｎ
ＲＤガイドという）が、高周波信号の伝送線路の１種と
して用いられることが知られている。そして、このＮＲ
Ｄガイドを配線基板などに組入れる場合、回路設計上、
このＮＲＤガイドを他の高周波用伝送線路，アンテナ等
と接続することが必要であり、その場合、伝送特性の劣
化を小さくして接続することが重要である。

【０００３】そこで、他の高周波伝送線路との接続構造
として、ＮＲＤガイドとマイクロストリップ線路とを接
続するための構造が提案されている。その一般的な構造
を図４に示す。同図に示すように、一対の平行平板導体
１１、１２の間に誘電体線路３が配設されたＮＲＤガイ
ドにおいて、平行平板導体１１にスロット孔１３を形成
し、平行平板導体１１のスロット孔１３を含む表面に、
中心導体１５が表面に形成された誘電体基板１４をスロ
ット孔１３と中心導体１５の終端部とが所定の位置関係
になるように載置することにより、ＮＲＤガイドとマイ
クロストリップ線路とをスロット孔１３を介して電磁的
に接続するものである。

【０００４】このほか、ＮＲＤガイドの誘電体線路と金
属導波管とを接続する構成（図示せず）として、誘電体
線路の入力端部または出力端部をテーパー状とし、その
テーパー部に近接させて矩形ホーン状とされた金属導波
管の一端を配置するものがある。

【０００５】さらに、ＮＲＤガイドと金属導波管との接
続構造として、平行平板導体の誘電体線路に相当する部
分の一部に開孔を設け、その開孔と金属導波管の開放端
部とを接続したものが提案されている（特開平１２−２
２４０７号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＮＲＤ
ガイドの誘電体線路と金属導波管とを接続する場合に、
上記の如く誘電体線路の端部をテーパー状としたタイプ
では、そのテーパー部の長さは高周波信号の２波長以上
の長さを要するため、ミリ波集積回路の小型化という点
で不利である。

【０００７】一方、小型化の点では図４に示した構成が
よいが、高周波信号の周波数が３０ＧＨｚ以上のミリ波
帯では、マイクロストリップ線路を用いたものでは伝送
損失自体が大きくなるため、上記従来の接続構造は信号
周波数が３０ＧＨｚ以上である回路基板には不向きであ
った。

【０００８】マイクロストリップ線路に代わり、３０Ｇ
Ｈｚ以上のミリ波帯に対してもＮＲＤガイドと同様に伝
送損失の小さい伝搬路構造として金属導波管が知られて
おり、回路設計においても金属導波管を用いることが重
要となる。その一例として、平行平板導体の誘電体線路
に相当する部分の一部に開口を設け、その開口と誘電体
導波管の開放端部とを接続したものがある（特開平１２
−２２４０７号公報参照）。しかしながら、この構成で
は、平行平板導体の誘電体線路相当部と誘電体導波管と
の接続部で信号の反射や漏れが生じ易く、信号の損失を
小さく抑える点で不十分なものであった。

【０００９】従って、本発明は上記問題点に鑑み完成さ
れたものであり、その目的は、３０ＧＨｚ以上のミリ波
帯でも損失の小さい伝送が可能であり、外部に高周波信
号を電波として送受信可能な小型化されたものとするこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の非放射性誘電体
線路と金属導波管との接続構造は、高周波信号の波長の
２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、前記
高周波信号を伝搬させる誘電体線路がその終端部の端面
に導電性部材を設けて配設されて成る非放射性誘電体線
路に対して、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記
誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が
最大になる箇所に対応して開口が形成されるとともに、
該開口に金属導波管の開放終端部が接続されていること
を特徴とする。

【００１１】本発明は、上記構成により、ＮＲＤガイド
と金属導波管とを、接続損失、信号の漏洩、反射および
伝送損失を小さくして接続するとともに、接続構造を小
型化することができる。なお、高周波信号の波長の２分
の１以下の間隔とは、空気中での高周波信号の波長に相
当するものである。

【００１２】また、本発明は、高周波信号の波長の２分
の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、前記高周
波信号を伝搬させる誘電体線路がその終端部の端面に導
電性部材を設けて配設されて成る非放射性誘電体線路に
対して、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記誘電
体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大
になる箇所に対応して開口が形成されるとともに、該開
口に、一方が閉じた終端部で他方が開放終端部とされた
金属導波管の前記閉じた終端部から管内波長のｎ／２＋
１／４（ｎは１以上の整数）倍の位置の側面に設けられ
た開口が接続されていることを特徴とする。

【００１３】本発明は、このような構成により、金属導
波管の側面を平行平板導体の面に対して平行に設置する
ことができ、その結果金属導波管の接続強度を向上させ
て強固に設置することが可能になるとともに、ＮＲＤガ
イド全体を薄型化して縦置き等して使用することで、狭
い空間に配置することもできる。また、金属導波管の閉
じた終端部に最も近接した個所で、その閉じた終端部か
ら生じる定在波の電界強度が最大となる個所において接
続することで、接続損失を最小化できるとともに、金属
導波管内を進行する電磁波の進行方向はほとんど開放端
部へ向かう方向のみになり、その結果伝送損失も最小化
できる。

【００１４】本発明のミリ波送受信部は、上記本発明の
接続構造を有する金属導波管の他方の開放終端部に開口
面アンテナまたは平面アンテナを接続して成ることを特
徴する。

【００１５】この構成により、高周波信号を電波として
外部に送受信可能とすることで、高効率の伝送特性を有
する自動車用のミリ波レーダーシステム等に適用でき
る。また、好ましくは金属導波管の他方の開放終端部を
ホーンアンテナ等と成すことで、開放終端部をアンテナ
として共用することができ、別個のアンテナ部材を設け
る場合と比較して、アンテナ部材との接続部による接続
損失が小さくなる。

【００１６】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、高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発
生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘
電体線路と、バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の
電界方向に合致するように配置され、前記電極に印加す
るバイアス電圧を周期的に制御することによって前記ミ
リ波信号を周波数変調した送信用のミリ波信号として出
力するための可変容量ダイオードと、前記第１の誘電体
線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかま
たは一端が接合されて、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前記
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３の誘電
体線路の終端部の端面に導電性部材が設けられるととも
に、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記第３の誘
電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最
大になる箇所に対応して開口が形成され、かつ一方の開
放終端部が前記開口に接続され他方に送受信アンテナが
設けられた金属導波管を具備していることを特徴とす
る。

【００１７】本発明のミリ波送受信器は、上記構成によ
り、ミリ波信号の伝送損失が小さいため伝送特性に優
れ、その結果ミリ波レーダーの探知距離を増大し得るも
のとなる。

【００１８】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、高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周
波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１
の誘電体線路と、バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信
号の電界方向に合致するように配置され、前記電極に印
加するバイアス電圧を周期的に制御することによって前
記ミリ波信号を周波数変調した送信用のミリ波信号とし
て出力するための可変容量ダイオードと、前記第１の誘
電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置される
かまたは一端が接合されて、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３の
誘電体線路と第４の誘電体線路の終端部の端面に導電性
部材がそれぞれ設けられるとともに、少なくとも一方の
前記平行平板導体に前記第３の誘電体線路中および第４
の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界
が最大になる箇所に対応して開口がそれぞれ形成され、
かつ一方の開放終端部が前記開口に接続され他方に送信
アンテナまたは受信アンテナが設けられた金属導波管を
具備していることを特徴とする。

【００１９】本発明のミリ波送受信器は、このような構
成により、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、ミリ波レーダーの探知距離をさらに増大し得
るものとなる。

【００２０】上記ミリ波送受信器において、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、上記と同様の作用効果を奏する。

【００２１】また、上記ミリ波送受信器において、好ま
しくは、前記第１の誘電体線路の前記第２の誘電体線路
との信号分岐部と、前記サーキュレータとの間に、バイ
アス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合致す
るように配置され、前記バイアス電圧を振幅変調信号で
制御することによって前記ミリ波信号を振幅変調し送信
用のミリ波信号として出力する振幅変調用ダイオードを
設けたことを特徴とする。

【００２２】上記構成により、ミリ波信号を振幅変調し
て送受信する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、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
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明のＮＲＤガイドについて以
下に詳細に説明する。図１，図５，図６，図７は本発明
のＮＲＤガイドを示す斜視図であり、これらの図に示す
ように、本発明のＮＲＤガイドは、一対の平行平板導体
１，２間に、断面形状がａ×ｂの矩形の誘電体線路３が
配設されており、その終端部は閉じた終端部３ａとなっ
ており、この終端部３ａの端面にそれと略同形状の導体
板や導体層から成る導電性部材３ｂを設けることによ
り、終端部３ａは高周波信号に対して短絡された状態と
なる。終端部３ａの端面が高周波信号に対して開放状態
である場合（図１２）は、誘電体線路３の延長方向に電
磁場の広がりがあるため、誘電体線路３の延長方向にお
いて端面の近傍に他の金属部品が存在すると、誘電体線
路３の電磁場の分布が変化してしまうため、端面を他の
金属部品からλ／４以上離す必要がある。それに比べて
短絡状態の場合（図２）は、終端部３ａの端面のすぐそ
ばに他の金属部品を設けることができるため小型化が可
能となる。

【００２４】なお、導電性部材３ｂとして、終端部３ａ
の端面よりも大きな面積の電磁遮蔽部材Ｂ３を設けても
よく、その場合終端部３ａを延長した方向への電磁遮蔽
効果が向上する。また、終端部３ａの端面にそれと略同
形状の導体板や導体層から成る導電性部材３ｂを設け、
さらに端面から離隔して電磁遮蔽部材Ｂ３を設けてもよ
い。また、導電性部材３ｂは、平行平板導体１，２に接
して導通した状態であってもよく、また平行平板導体
１，２に非接触の状態であってもよい。即ち、導電性部
材３ｂが存在することで高周波信号の定在波の電界が図
２のような分布状態になればよい。

【００２５】本発明においては、誘電体線路３と金属導
波管４とを接続するために、この定在波の電界の強い部
分、即ち図２におけるＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４のいずれ
かの箇所に対応する平行平板導体１の部位に、Ｅ１〜Ｅ
４の各箇所のいずれかを中心とする開口５を設ける。な
お、Ｅ１は誘電体線路３の終端部３ａ付近であり、Ｅ
２，Ｅ３，Ｅ４は終端部３ａから管内波長のｎ／２＋１
／４（ｎは１以上の整数）倍の長さに相当する位置に存
在する。そして、誘電体線路３と金属導波管４との接続
位置は、低損失の点から、Ｅ２，Ｅ３またはＥ４の箇所
に開口５を設けることが良い。さらに、低損失および小
型化の点からＥ２の個所がより好ましい。

【００２６】上記ＮＲＤガイドの誘電体線路３と金属導
波管４とは、平行平板導体１に設けられた開口５を介し
て接続される。接続の構成としては、これらの電界方向
が合致するようにして接続する。即ち、図６に示すよう
に、開口５に金属導波管４の一方の開放終端部４１が接
続される構成である。これに加え、高周波信号（以下、
信号ともいう）の漏洩等による接続損失を低減し、信号
の反射を小さくするために、図１（ｂ）に示すように、
開口５の周辺の誘電体線路３の終端部３ａの端面および
両側面を囲う電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を配設する
のが好ましい。

【００２７】また、他の接続構成として、図５に示すよ
うに、金属導波管４の管軸方向（Ｌ方向）が誘電体線路
３の高周波信号の伝搬方向に平行となるように金属導波
管４を配置し、金属導波管４の閉じた終端部４３から管
内波長のｎ／２＋１／４（ｎは１以上の整数）倍の長さ
に相当する位置に開口４ａを形成し、その開口４ａと開
口５とを結合させて接続する。即ち、開口４ａと開口５
とはほぼ同じ方形状の開口形状を有しており、これらの
開口縁同士を合わせることにより接続するものである。

【００２８】図５の構成においては、開口４ａの中心
は、金属導波管４の閉じた終端部４３の端面からの距離
が金属導波管４の管内波長の３／４の位置に形成される
ことが好ましい。この場合、金属導波管４の閉じた終端
部４３に最も近接した個所で、金属導波管４の閉じた終
端部４３からの反射波によって生じる定在波の電界強度
が最大となる個所において接続することで、接続損失を
最小化できるとともに、金属導波管４内を進行する電磁
波の進行方向はほとんど開放終端部４４へ向かう方向の
みになり、その結果伝送損失も最小化できる。

【００２９】本発明の電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３お
よび導電性部材は、電気的導体材料からなっていればよ
く、具体的にはＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，
Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，ＳＵＳ（ステンレススチール），真
鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金），Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ合金等の金属、合金、または上記金属元素の１種以
上を主成分として含む合金が好ましい。これらは高い導
電性を有し形状の加工性も比較的良好である。また、プ
ラスチック、セラミックス等の絶縁性の基体表面に上記
金属材料をメッキ法等により被着させたもの、あるいは
プラスチック、セラミックス等の絶縁性の基体表面に上
記金属材料の微粒子を含む導電性樹脂等をコートしたも
のでもよい。

【００３０】導電性部材３ｂは、上記金属元素をスパッ
タリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の薄膜形成法により被
着させた導電層、または上記金属元素の１種以上の微粒
子を含む導電性樹脂等をコートした導電層であってもよ
い。

【００３１】また、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、
板状のもので壁を成すもの、梯子状のものを梯子段が立
設するように配置したもの、格子状のもの、網目状のも
の、複数のポール状（柱状）のものを立設して配列した
もの等種々の形状とし得る。梯子状のものの場合の梯子
段と梯子段との間隔、格子状のものの場合の格子間隔、
網目状のもの場合の網目間隔、ポール状のものの場合の
ポール間隔は、電磁遮蔽を行ううえでそれぞれλ／４以
下（λは高周波信号の波長）とするのがよい。

【００３２】電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の高さｂ
｛図１（ｃ）｝は、平行平板導体１，２の間隔ｂと同じ
であるのが、電磁遮蔽の点で好ましいが、電磁遮蔽部材
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の高さはｂよりも若干低くてもよい。
電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２の長さｃは、誘電体線路３の終
端部３ａの端面から開口５を越える長さとするのがよ
く、その場合信号の漏洩等を有効に抑えることができ
る。

【００３３】誘電体線路３の側面と電磁遮蔽部材Ｂ１，
Ｂ２との間隔ｄ１，ｄ２は、それぞれλ／１６以上が好
ましく、λ／１６未満では、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２に
対向する誘電体線路３のインピーダンスが変化し、誘電
体線路３中を伝搬してきた信号の反射が大きくなる。ま
た、誘電体線路３の幅とｄ１，ｄ２との和に等しくなる
電磁遮蔽部材Ｂ３の長さｄは、動作周波数で不要モード
が遮断される幅ｄｘ以下が好ましく、この幅ｄｘを超え
ると、信号の漏洩等を有効に抑えることが困難になる。
例えば、ｄｘは、信号の周波数が７７ＧＨｚ，誘電体線
路３の比誘電率が４．９（コーディエライトセラミック
ス）の場合、約３．２ｍｍである。

【００３４】また、誘電体線路３の端面と電磁遮蔽部材
Ｂ３との間に間隔ｄ３が有る場合、ｄ３は特に限定する
ものではない。

【００３５】平行平板導体１に形成した開口５の形状お
よび寸法は、図１（ｂ）に示すように、誘電体線路３の
管内波長の半分以下の長さＬと、誘電体線路３の幅ａと
同じ程度の幅Ｗを持つ長方形等の矩形がよく、このよう
な矩形状の開口５は接続損失が小さいうえ加工性も良好
である。また、矩形状に限らず、円形状、長円形状等で
あってもよい。

【００３６】さらに本発明のミリ波送受信部において、
図６に示すように、金属導波管４の他方の開放終端部４
２を漸次大口径化されたホーンアンテナ６と成すことが
好ましい。この構成により、金属導波管４の他方の開放
終端部４２をアンテナとして共用することができ、他の
アンテナ部材を設ける場合と比較して、アンテナ部材と
の接続部による接続損失が小さくなる。また高周波信号
を電波として外部に送受信可能とすることで、高効率の
伝送特性を有する自動車用のミリ波レーダーシステム等
に適用できる。

【００３７】また、図７に示すように、金属導波管４の
他方の開放終端部４２に、平面アンテナ７等のアンテナ
部材を設けることが好適である。この場合、図６の場合
よりもアンテナ部材の接続損失が若干大きくなるが、金
属導波管４の他方の開放終端部４２にアンテナ部材を設
けることで高周波信号を電波として外部に送受信可能と
し、高効率の伝送特性を有する自動車用のミリ波レーダ
ーシステム等に適用できる。

【００３８】本発明のミリ波送受信部において、金属導
波管４に設けられる開口面アンテナとしてはホーンアン
テナ，積層型開口面アンテナ等があり、平面アンテナ７
としてはパッチアンテナ，スロットアンテナ，プリント
ダイポールアンテナ等があり、特にミリ波帯域ではミリ
波集積回路の小型化の点で平面アンテナ７が好ましい。
このアンテナについては、上記範疇のものであればその
他種々のものが使用できる。

【００３９】上記金属導波管４はＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ（ステンレススチール），真鍮
（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等の導体材料、あるいはセラミック
ス，樹脂等から成る絶縁材料の表面にこれらの導体層を
形成したものでもよい。これらの導体材料は、高い電気
伝導度および加工性等の点で好適である。

【００４０】本発明のＮＲＤガイドにおいて、誘電体線
路３の材料は、テフロン（登録商標），ポリスチレン等
の樹脂系誘電体材料、またはコーディエライト（２Ｍｇ
Ｏ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）セラミックス，アルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックス，ガラスセラミックス等のセ
ラミックスが好ましく、これらは高周波帯域において低
損失である。

【００４１】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。

【００４２】本発明のＮＲＤガイド用の平行平板導体１
は、高い電気伝導度および加工性等の点で、Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ（ステンレススチ
ール），真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等の導体板、あるいは
セラミックス，樹脂等から成る絶縁板の表面にこれらの
導体層を形成したものでもよい。

【００４３】また、本発明のＮＲＤガイドは、高周波発
生素子としてガンダイオード等の高周波ダイオードを組
み込むことによって、無線ＬＡＮ，自動車のミリ波レー
ダ等に使用されるものであり、例えば自動車の周囲の障
害物および他の自動車に対しミリ波を照射し、反射波を
元のミリ波と合成して中間周波信号を得、この中間周波
信号を分析することにより障害物および他の自動車まで
の距離、それらの移動速度等が測定できる。

【００４４】かくして、本発明は、ＮＲＤガイドの誘電
体線路と金属導波管とを、接続損失を小さくして接続す
ることができるとともに、ＮＲＤガイドおよびそれが組
み込まれるミリ波集積回路等が小型化されるという作用
効果を有する。

【００４５】また本発明のミリ波送受信器について、以
下に説明する。図８〜図１１は本発明のミリ波送受信器
について示すものであり、図８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９は送信アンテ
ナと受信アンテナが独立したものの平面図、図１０はミ
リ波信号発振部の斜視図、図１１はミリ波信号発振部用
の可変容量ダイオード（バラクタダイオード）を設けた
配線基板の斜視図である。

【００４６】図８において、５１は本発明の一方の平行
平板導体（他方は省略する）、５２は第１の誘電体線路
５３の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部
である。このミリ波信号発振部は、高周波発生素子とし
てのガンダイオード等の高周波ダイオードと可変容量ダ
イオードを具備しており、バイアス電圧印加方向がミリ
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可変容量ダイオードが配
置されており、その可変容量ダイオードの入出力電極間
に印加するバイアス電圧を制御して、高周波ダイオード
からのミリ波信号を三角波，正弦波等で周波数変調した
送信用のミリ波信号として出力する。

【００４７】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４の誘電体線路に
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、フェライト円板等から成るサーキュレー
タ、５５は、サーキュレータ５４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５６を有する第３の誘電体線路、５６は、第３
の誘電体線路５５に金属導波管を介して接続される送受
信アンテナである。

【００４８】なお、サーキュレータ５４は、平行平板導
体に平行に配設されたフェライト円板の周縁部に所定間
隔で配置されかつそれぞれミリ波信号の入出力端とされ
た第1の接続部，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。

【００４９】また５７は、送受信アンテナ５６で受信さ
れ第３の誘電体線路５５を伝搬してサーキュレータ５４
の第３の接続部より出力した受信波をミキサー５９側へ
伝搬させる第４の誘電体線路、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るか
または第１の誘電体線路５３に一端が接合されて、ミリ
波信号の一部をミキサー５９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５
９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
５８の中途と第４の誘電体線路５７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。

【００５０】本発明では、第１の誘電体線路５３と第２
の誘電体線路５８とを接合する場合、これらの誘電体線
路５３，５８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。これにより、高周波信号を低損失
に、かつ出力電力を均等に分岐させることができる。ま
た、第２の誘電体線路５８と第４の誘電体線路５７とを
接合する場合、上記と同様に、これらの誘電体線路５
８，５７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。

【００５１】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
に設けられており、第３の誘電体線路５５の短絡状態と
された終端部から生じる定在波の電界が最大になる箇所
に対応して、少なくとも一方の平行平板導体に開口が形
成され、その開口から金属導波管を介して送受信アンテ
ナが設けられている。この金属導波管、送受信アンテナ
の構成、金属導波管と第３の誘電体線路５５との接続構
造、および各誘電体線路の詳細な構成、材料、電磁遮蔽
部材等については、上述した本発明のものと同様であ
る。

【００５２】図８のものにおいて、第１の誘電体線路５
３の中途に、図１１に示した構成の変調器としてのスイ
ッチを設け、ミリ波信号を変調することもできる。例え
ば、図１１のように、配線基板３８の一主面に第２のチ
ョーク型バイアス供給線路４０を形成し、その中途に実
装された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３８を、第
１の誘電体線路５３の第２の誘電体線路５８との信号分
岐部とサーキュレータ５４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などの振幅変調用ダイ
オードの入出力電極に印加される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して、図１０
に示すように第１の誘電体線路５３に介在させるもので
ある。

【００５３】また、第１の誘電体線路５３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５３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１１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。

【００５４】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９のタイプがある。同図において、６１は本発明の一
方の平行平板導体（他方は省略する）、６２は第１の誘
電体線路６３の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信
号発振部である。このミリ波信号発振部は、ガンダイオ
ード等の高周波ダイオードと可変容量ダイオードを具備
しており、バイアス電圧印加方向がミリ波信号の電界方
向に合致するように、第１の誘電体線路６３の高周波ダ
イオード近傍に可変容量ダイオードが配置されており、
その可変容量ダイオードの入出力電極間に印加するバイ
アス電圧を制御して、高周波ダイオードからのミリ波信
号を三角波，正弦波等で周波数変調した送信用のミリ波
信号として出力する。

【００５５】６３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、６４は、第１，第３，第５の誘電体線路６
３，６５，６７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、フェライト円板等から
成るサーキュレータ、６５は、サーキュレータ６４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６６を有する第３の誘電体線
路、６６は、第３の誘電体線路６５に金属導波管を介し
て接続される送信アンテナ、６７は、サーキュレータ６
４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６７ａが先端に設けられた第５の
誘電体線路である。

【００５６】また６８は、第１の誘電体線路６３に一端
側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の
誘電体線路６３に一端が接合されて、ミリ波信号の一部
をミキサー７１側へ伝搬させる第２の誘電体線路、６８
ａは、第２の誘電体線路６８のミキサー７１と反対側の
一端部に設けられた無反射終端部、６９は、受信アンテ
ナ７０で受信された受信波をミキサー７１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６８の中途と第４の誘電体線路６９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。

【００５７】本発明では、第１の誘電体線路６３と第２
の誘電体線路６８とを接合する場合、これらの誘電体線
路６３，６８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。これにより、高周波信号を低損失
で、かつ出力電力を均等に分岐させることができる。ま
た、第２の誘電体線路６８と第４の誘電体線路６９とを
接合する場合、上記と同様に、これらの誘電体線路６
８，６９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。

【００５８】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
に設けられており、第３の誘電体線路６５と第４の誘電
体線路６９のそれぞれについて、それぞれの短絡状態の
終端部からの反射波によって生じるＬＳＭ₀₁モードの定
在波の電界が最大になる箇所に対応して少なくとも一方
の平行平板導体に開口が形成され、その開口に、一端に
送信アンテナ６６または受信アンテナ７０が設けられた
金属導波管の他端の開放終端部が接続されている。この
金属導波管，送受信アンテナの構成、金属導波管と第３
の誘電体線路６５，第４の誘電体線路６９との接続構
造、および各誘電体線路の詳細な構成、材料、電磁遮蔽
部材等については、上述した本発明のものと同様であ
る。

【００５９】図９のものにおいて、サーキュレータ６４
をなくし、第１の誘電体線路６３の先端部に送信アンテ
ナ６６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、受信波の一部がミリ波信号
発振部６２に混入しノイズ等の原因となり易いため、図
９のタイプが好ましい。

【００６０】この図９のものにおいて、第１の誘電体線
路６３の中途に、図１１に示した構成のスイッチを設
け、それを振幅変調信号で制御することでミリ波信号を
振幅変調することもできる。例えば、図１１のように、
配線基板３８の一主面に第２のチョーク型バイアス供給
線路４０を形成し、その中途に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３８を、第
１の誘電体線路６３の第２の誘電体線路６８との信号分
岐部と、サーキュレータ６４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などの振幅変調用ダ
イオードの入出力電極に印加される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して、図１
０に示すように第１の誘電体線路５３に介在させるもの
である。

【００６１】また、第１の誘電体線路６３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６３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１１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。

【００６２】図９のタイプにおいて、第２の誘電体線路
６８が、第３の誘電体線路６５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６５に
一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー７１側
へ伝搬させるように配置されていてもよい。

【００６３】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。

【００６４】図８，図９のミリ波送受信器用のミリ波信
号発振部５２，６２を図１０，図１１に示す。これらの
図において、３２は、ガンダイオード３３を設置するた
めの金属ブロック等の金属部材、３３はガンダイオー
ド、３４は、金属部材３２の一側面に設置され、ガンダ
イオード３３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３４ａを形成した配線基板、３
５は、チョーク型バイアス供給線路３４ａとガンダイオ
ード３３の上部導体とを接続する金属箔リボン等の帯状
導体、３６は、誘電体基体に共振用の金属ストリップ線
路３６ａを設けた金属ストリップ共振器、３７は、金属
ストリップ共振器３６により共振した高周波信号をミリ
波信号発振部外へ導く誘電体線路である。

【００６５】さらに、誘電体線路３７の中途には、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３０を装荷した配線基板３８
を設置している。このバラクタダイオード３０の入出力
電極は、誘電体線路３７での高周波信号の伝搬方向に垂
直かつ平行平板導体の主面に平行な方向（電界方向）に
並んでいる。また、バラクタダイオード３０の入出力電
極に印可されるバイアス電圧の印加方向は、誘電体線路
３７中を伝搬するＬＳＭ₀₁モードの高周波信号の電界方
向と合致しており、これにより高周波信号とバラクタダ
イオード３０とを電磁結合させ、バイアス電圧を制御す
ることによりバラクタダイオード３０の静電容量を変化
させることで、高周波信号の周波数を制御できる。ま
た、３９は、バラクタダイオード３０と誘電体線路３７
とのインピーダンス整合をとるための高比誘電率の誘電
体板である。

【００６６】また図１１に示すように、配線基板３８の
一主面には第２のチョーク型バイアス供給線路４０が形
成され、第２のチョーク型バイアス供給線路４０の中途
にビームリードタイプのバラクタダイオード３０が配置
される。第２のチョーク型バイアス供給線路４０のバラ
クタダイオード３０との接続部には、接続用の電極３１
が形成されている。

【００６７】そして、ガンダイオード３３から発振され
た高周波信号は、金属ストリップ共振器３６を通して誘
電体線路３７に導出される。次いで、高周波信号の一部
はバラクタダイオード３０部で反射されてガンダイオー
ド３３側へ戻る。この反射信号がバラクタダイオード３
０の静電容量の変化に伴って変化し、発振周波数が変化
する。

【００６８】また、図８，図９のミリ波送受信器はＦＭ
ＣＷ（Frequency Modulation Continuous 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。ミリ波信号発振部の変調信号入力用のＭＯＤＩ
Ｎ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、ミリ波信号
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５６，送信アンテナ６６
より出力信号（送信波）を放射した場合、送受信アンテ
ナ５６，送信アンテナ６６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５
９，７１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。

【００６９】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。

【００７０】本発明のミリ波信号発振部において、チョ
ーク型バイアス供給線路３４ａおよび帯状導体３５の材
料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｐｄ，Ｐｔ等から成り、特にＣｕ，Ａｇが、電気伝
導度が良好であり、損失が小さく、発振出力が大きくな
るといった点で好ましい。

【００７１】また、帯状導体３５は金属部材３２の表面
から所定間隔をあけて金属部材３２と電磁結合してお
り、チョーク型バイアス供給線路３４ａとガンダイオー
ド３３間に架け渡されている。即ち、帯状導体３５の一
端はチョーク型バイアス供給線路３４ａの一端に半田付
け等により接続され、帯状導体３５の他端はガンダイオ
ード３３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３５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。

【００７２】そして、金属部材３２は、ガンダイオード
３３の電気的な接地（アース）を兼ねているため金属導
体であれば良く、その材料は金属（合金を含む）導体で
あれば特に限定するものではなく、真鍮（黄銅：Ｃｕ−
Ｚｎ合金），Ａｌ，Ｃｕ，ＳＵＳ（ステンレススチー
ル），Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等から成る。また金属部材３２
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。

【００７３】かくして、本発明のミリ波送受信器は、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８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
距離が増大するものであって（図９のもの）、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さら
に増大し得るものとなる。

【００７４】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。

【００７５】

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。

【００７６】（実施例）図１および図６に示すＮＲＤガ
イドと金属導波管との接続構造を以下のように構成し
た。まず、図１のＮＲＤガイドを以下のように構成し
た。一対の平行平板導体１，２として、厚さ６ｍｍの２
枚のＡｌ板を１．８ｍｍの間隔で平行に置き、断面形状
が幅０．８ｍｍ、高さ１．８ｍｍ、長さ６０ｍｍ、比誘
電率４．８のコーディエライトセラミックスから成る誘
電体線路３を平行平板導体１，２間に設置することで、
ＮＲＤガイドの本体部分を作製した。そして、誘電体線
路３の終端部３ａ側の一方に、図１に示す接続構造を設
けた。即ち、誘電体線路３の終端部３ａの端面から３．
２ｍｍの位置に中心を持つ、幅Ｗが１．５５ｍｍ、長さ
Ｌが３．１０ｍｍの矩形の開口５を平行平板導体１に開
けた。

【００７７】また、図１（ａ）に示すように、Ａｌから
成り、板状の電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を設置し
た。即ち、誘電体線路３の端面に導電性部材３ｂとして
の電磁遮蔽部材Ｂ３が接しており、誘電体線路３の両側
面から離隔して電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２が配置されるよ
うにした。このとき、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の
高さｂは１．８ｍｍ、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２の長さｃ
は６．６７ｍｍ、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２と誘電体線路
３の側面との間隔ｄ１，ｄ２はそれぞれ１．１５ｍｍで
あった。

【００７８】そして、この開口５に対して、開口５形状
と略同じ断面形状を持つ金属導波管４を接続した。この
構成の接続構造について、ＴＥモード（金属導波管４）
からＬＳＭモード（誘電体線路３）への変換損失ｓ１２
と、ＬＳＭモード（誘電体線路３）からＴＥモード（金
属導波管４）への変換損失ｓ２１と、ＬＳＭモード（誘
電体線路３）からの反射損失ｓ１１と、ＴＥモード（金
属導波管４）からの反射損失ｓ２２を、有限要素法によ
りシミュレーションして算出した。この計算結果を図３
のグラフに示す。

【００７９】図３の結果から明らかなように、約７５．
５ＧＨｚ〜約７７．０ＧＨｚにおいて、ｓ１２，ｓ２１
ともに０．５ｄＢ以下の良好な変換特性を示し、本実施
例のものは低い接続損失での接続が可能なことが判っ
た。

【００８０】また、図５のものについても同様にシミュ
レーションを行ったが、上記実施例と同様の結果が得ら
れた。

【００８１】

【発明の効果】本発明は、高周波信号の波長の２分の１
以下の間隔で配置した平行平板導体間に、前記高周波信
号を伝搬させる誘電体線路がその終端部の端面に導電性
部材を設けて配設されて成る非放射性誘電体線路に対し
て、少なくとも一方の平行平板導体に誘電体線路中を伝
搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に
対応して開口が形成されるとともに、開口に金属導波管
の一方の開放終端部が接続されていることにより、非放
射性誘電体線路と金属導波管とを反射係数および伝送損
失を小さくして接続するとともに、接続構造を小型化す
ることができる。

【００８２】また、本発明は、高周波信号の波長の２分
の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、前記高周
波信号を伝搬させる誘電体線路がその終端部の端面に導
電性部材を設けて配設されて成る非放射性誘電体線路に
対して、少なくとも一方の平行平板導体に誘電体線路中
を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇
所に対応して開口が形成されるとともに、開口に、一方
が閉じた終端部で他方が開放終端部とされた金属導波管
の側面に形成されかつ閉じた終端部から管内波長のｎ／
２＋１／４（ｎは１以上の整数）倍の位置に設けられた
開口が接続されていることことにより、金属導波管の側
面を平行平板導体の面に対して平行に設置することがで
き、その結果金属導波管の接続強度を向上させて強固に
設置することが可能になるとともに、ＮＲＤガイド全体
を薄型化して縦置き等して使用することで、狭い空間に
配置することもできる。また、金属導波管の短絡端部に
最も近接した個所で、金属導波管の閉じた終端部からの
反射波によって生じる定在波の電界強度が最大となる個
所において接続することで、接続損失を最小化できると
ともに、金属導波管内を進行する電磁波の進行方向は殆
ど開放終端部へ向かう方向のみになり、その結果伝送損
失も最小化できる。

【００８３】また本発明のミリ波送受信部は、金属導波
管の他方の開放終端部に開口面アンテナまたは平面アン
テナを設けたことにより、高周波信号を電波として外部
に送受信可能とすることで、高効率の伝送特性を有する
自動車用のミリ波レーダーシステム等に適用できる。ま
た、好ましくは金属導波管の他方の開放終端部をホーン
アンテナ等と成すことで、開放終端部をアンテナとして
共用することができ、別個のアンテナ部材を設ける場合
と比較して、アンテナ部材との接続部による接続損失が
小さくなる。

【００８４】本発明の送受信アンテナを具備したＮＲＤ
ガイド型のミリ波送受信器は、第３の誘電体線路の終端
部の端面に導電性部材が設けられるとともに、少なくと
も一方の平行平板導体に第３の誘電体線路中を伝搬する
ＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応し
て開口が形成され、かつ一方の開放終端部が開口に接続
され他方に送受信アンテナが設けられた金属導波管を具
備していることにより、ミリ波信号の伝送特性に優れ、
その結果ミリ波レーダーの探知距離を増大し得るものと
なる。

【００８５】また、本発明の送信アンテナと受信アンテ
ナが独立したＮＲＤガイド型のミリ波送受信器は、第３
の誘電体線路と第４の誘電体線路の終端部の端面に導電
性部材がそれぞれ設けられるとともに、少なくとも一方
の平行平板導体に第３の誘電体線路中および第４の誘電
体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大
になる箇所に対応して開口がそれぞれ形成され、かつ一
方の開放終端部が開口に接続され他方に送信アンテナま
たは受信アンテナが設けられた金属導波管を具備してい
ることにより、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、ミリ波レーダーの探知距離をさらに増大
し得るものとなる。

【００８６】上記ミリ波送受信器において好ましくは、
第２の誘電体線路は、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、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により、上記ミリ波送受信器と同様
の作用効果を奏する。

【００８７】またミリ波送受信器において、好ましく
は、第１の誘電体線路の第２の誘電体線路との信号分岐
部と、サーキュレータとの間に、バイアス電圧印加方向
がミリ波信号の電界方向に合致するように配置され、バ
イアス電圧を振幅変調信号で制御することによってミリ
波信号を振幅変調し送信用のミリ波信号として出力する
振幅変調用ダイオードを設けたことにより、ミリ波信号
を変調して送受信する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、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
のとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接続構造を示し、（ａ）は平行平板導
体の主面に垂直な方向において誘電体線路に金属導波管
を接続したものの斜視図、（ｂ）は平行平板導体に誘電
体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大
になる箇所に対応して開口を設けたものの部分透過斜視
図、（ｃ）は誘電体線路の短絡状態の終端部に電磁遮蔽
部材を設けたものの部分透過斜視図である。

【図２】本発明のＮＲＤガイド内の誘電体線路の電界分
布を説明するための平面図である。

【図３】図１（ａ），（ｃ）のものの高周波信号の伝送
特性を示すグラフである。

【図４】従来例を示し、ＮＲＤガイドの誘電体線路にマ
イクロストリップ線路を接続したものの斜視図である。

【図５】本発明の一実施形態を示し、平行平板導体の主
面に平行な方向において誘電体線路に金属導波管を接続
したものの斜視図である。

【図６】本発明の他の実施形態を示し、平行平板導体の
主面に垂直な方向において、他方の開放終端部にホーン
アンテナを設けた金属導波管を誘電体線路に接続したも
のの斜視図である。

【図７】本発明の他の実施形態を示し、平行平板導体の
主面に垂直な方向において、他方の開放終端部に平面ア
ンテナを設けた金属導波管を誘電体線路に接続したもの
の斜視図である。

【図８】本発明によるＮＲＤガイド型のミリ波送受信器
の一実施形態の平面図である。

【図９】本発明によるＮＲＤガイド型のミリ波送受信器
の他の実施形態の平面図である。

【図１０】本発明のミリ波送受信器用のミリ波信号発振
部の斜視図である。

【図１１】図１０のミリ波信号発振部用の可変容量ダイ
オードを設けた配線基板の斜視図である。

【図１２】ＮＲＤガイドにおいて、誘電体線路の終端部
の端面が高周波信号に対して開放状態の場合の電界分布
を説明するための平面図である。

【符号の説明】

１，２：平行平板導体３：誘電体線路３ａ：短絡状態の終端部３ｂ：導電性部材４：金属導波管５：開口６：ホーンアンテナ４１：一方の開放終端部４２：他方の開放終端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で
配置した平行平板導体間に、前記高周波信号を伝搬させ
る誘電体線路がその終端部の端面に導電性部材を設けて
配設されて成る非放射性誘電体線路に対して、少なくと
も一方の前記平行平板導体に前記誘電体線路中を伝搬す
るＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応
して開口が形成されるとともに、該開口に金属導波管の
開放終端部が接続されていることを特徴とする非放射性
誘電体線路と金属導波管との接続構造。
【請求項２】高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で
配置した平行平板導体間に、前記高周波信号を伝搬させ
る誘電体線路がその終端部の端面に導電性部材を設けて
配設されて成る非放射性誘電体線路に対して、少なくと
も一方の前記平行平板導体に前記誘電体線路中を伝搬す
るＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応
して開口が形成されるとともに、該開口に、一方が閉じ
た終端部で他方が開放終端部とされた金属導波管の前記
閉じた終端部から管内波長のｎ／２＋１／４（ｎは１以
上の整数）倍の位置の側面に設けられた開口が接続され
ていることを特徴とする非放射性誘電体線路と金属導波
管との接続構造。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の接続構造を
有する金属導波管の他方の開放終端部に開口面アンテナ
または平面アンテナを接続して成ることを特徴するミリ
波送受信部。
【請求項４】ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で
配置した平行平板導体間に、高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発生素
子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体
線路と、バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合
致するように配置され、前記電極に印加するバイアス電
圧を周期的に制御することによって前記ミリ波信号を周
波数変調した送信用のミリ波信号として出力するための
可変容量ダイオードと、前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近
接配置されるかまたは一端が接合されて、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前記第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３の誘電体線路の終端部の端面に導電性部材が設
けられるとともに、少なくとも一方の前記平行平板導体
に前記第３の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定
在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成さ
れ、かつ一方の開放終端部が前記開口に接続され他方に
送受信アンテナが設けられた金属導波管を具備している
ことを特徴とするミリ波送受信器。
【請求項５】ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で
配置した平行平板導体間に、高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発生素
子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体
線路と、バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合
致するように配置され、前記電極に印加するバイアス電
圧を周期的に制御することによって前記ミリ波信号を周
波数変調した送信用のミリ波信号として出力するための
可変容量ダイオードと、前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近
接配置されるかまたは一端が接合されて、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前記第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３の誘電体線路と第４の誘電体線路の終端部の端
面に導電性部材がそれぞれ設けられるとともに、少なく
とも一方の前記平行平板導体に前記第３の誘電体線路中
および第４の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定
在波の電界が最大になる箇所に対応して開口がそれぞれ
形成され、かつ一方の開放終端部が前記開口に接続され
他方に送信アンテナまたは受信アンテナが設けられた金
属導波管を具備していることを特徴とするミリ波送受信
器。
【請求項６】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
または前記第３の誘電体線路に一端が接合されて、前記
ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させるように配置
されていることを特徴とする請求項５記載のミリ波送受
信器。
【請求項７】前記第１の誘電体線路の前記第２の誘電体
線路との信号分岐部と、前記サーキュレータとの間に、
バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合
致するように配置され、前記バイアス電圧を振幅変調信
号で制御することによって前記ミリ波信号を振幅変調し
送信用のミリ波信号として出力する振幅変調用ダイオー
ドを設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに
記載のミリ波送受信器。