JP2002198711A - 非放射性誘電体線路およびミリ波送受信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体線路の平行平板導体に対する接着性に
優れ、高周波信号の伝送損失が小さく、従って信頼性が
高く低損失な非放射性誘電体線路を提供すること。 【解決手段】 高周波信号の波長の１／２以下の間隔で
配置した平行平板導体１，３間に高周波信号が伝送され
る誘電体線路２を介装して成る非放射性誘電体線路にお
いて、誘電体線路２は連続するように配置された複数の
誘電体線路部分２ａ〜２ｃから成るとともに平行平板導
体１に接着されており、各誘電体線路部分２ａ〜２ｃの
平行平板導体１との接着面積に対して各誘電体線路部分
２ａ〜２ｃの端面の接着面積が１／４以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばミリ波等の
高周波帯域で用いられる非放射性誘電体線路であって、
ミリ波集積回路等に好適に使用される非放射性誘電体線
路に関するものであり、また非放射性誘電体線路型のミ
リ波集積回路，ミリ波レーダーモジュール等のミリ波送
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（Nonradiati
ve Dielectric Waveguideで、以下、ＮＲＤガイドと
いう）Ｓ１の構成を図１に示す。図１のＮＲＤガイドＳ
１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λに対して、間隔ｄがλ／２以下であ
る一対の平行平板導体１，３の間に誘電体線路２を介装
することにより、その誘電体線路２に沿って電磁波が伝
搬でき、放射波は平行平板導体１，３の遮断効果によっ
て抑制されるという動作原理に基づいている。

【０００３】このＮＲＤガイドＳ１の電磁波伝搬モード
としては、ＬＳＭモード，ＬＳＥモードの２種類がある
ことが知られているが、損失の小さいＬＳＭモードが一
般的に使用されている。また、ＮＲＤガイドの他のタイ
プとして、図２のような曲線状の誘電体線路１４を設け
たＮＲＤガイドＳ２もあり、これにより電磁波を容易に
曲線的に伝搬させることができ、ミリ波集積回路の小型
化や自由度の高い回路設計ができるという利点を持って
いる。

【０００４】なお、図１および図２において、上側の平
行平板導体３は内部を透視するように一部を切り欠く
か、破線で示した。また、１は下側の平行平板導体であ
る。

【０００５】また、従来、ＮＲＤガイドＳ１，Ｓ２の誘
電体線路２，１４の材料としては、手軽に加工できると
いう簡便さと低損失という点で、テフロン（登録商
標），ポリスチレン等の比誘電率２〜４の樹脂材料が使
われており、誘電体線路２、１４は平行平板導体１，３
の少なくとも一方に接着剤で固定する方法が一般的に用
いられてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
非放射性誘電値線路には次のような問題があった。

【０００７】従来、誘電体線路２と平行平板導体１，３
は接着剤等により固定されるが、接着剤では高温や振動
の大きい環境下では誘電体線路２の固定に関する信頼性
に欠けるという問題があった。

【０００８】特開平１１−４６１０３号公報には、誘電
体線路の金属平板への固定のために、一方の金属平板の
内側に、電磁波の波長の１０分の１以下の厚さの誘電体
板を設けることにより、誘電体線路の金属平板への固定
や複数の誘電体線路の配置が容易になることが記載され
ているが、複数の誘電体線路を配置する場合、各々の誘
電体線路は工業製品である以上、製造公差による厚みば
らつきが生じることは避けられず、金属平板の内側の誘
電体板が、全ての誘電体線路に均一に接することは不可
能であり、その結果、誘電体線路の固定の信頼性は不十
分であることは明らかである。

【０００９】特開平１−５１２０２号公報にも、導体平
板と誘電体ストリップの間に誘電体層を介在させること
が開示されているが、上記公報と同様、誘電体線路の固
定の信頼性は不十分である。

【００１０】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は、振動や機械的衝撃、熱サ
イクル、湿度に対する信頼性が高く、損失が小さい高性
能なＮＲＤガイドを提供することである。また、このよ
うなＮＲＤガイドを用いることにより、高周波信号の伝
送損失が小さく、小型化されたミリ波送受信器を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の非放射性誘電体
線路は、高周波信号の波長の１／２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が伝送される誘電体
線路を介装して成る非放射性誘電体線路において、前記
誘電体線路は連続するように配置された複数の誘電体線
路部分から成るとともに前記平行平板導体に接着されて
おり、前記各誘電体線路部分の前記平行平板導体との接
着面積に対して前記各誘電体線路部分の端面の接着面積
が１／４以下であることを特徴とする。

【００１２】本発明のＮＲＤガイドは、平行平板導体の
内面（誘電体線路に対向する平行平板導体の内部空間側
の面であり、以下、平行平板導体の内面ともいう）に接
着剤等によって複数の誘電体線路部分を連続するように
固定するが、その接着面積に対して、端面の接着面積が
１／４以下であることから、隣接する誘電体線路部分か
らの熱によって生じる応力の影響を受けず、接着層の剥
離や誘電体線路部分の脱離のない良好な接着状態を長期
間にわたり保持できるのである。

【００１３】本発明において、好ましくは、前記各誘電
体線路部分の前記平行平板導体との対向面における線路
方向の長さをＬとした場合、前記各誘電体線路部分の端
からＬ／２０の長さにわたる前記対向面の端部が非接着
部であることを特徴とする。

【００１４】本発明は、上記の構成により、各誘電体線
路部分の平行平板導体との対向面における線路方向の長
さをＬとした場合、各誘電体線路部分の端面からＬ／２
０の長さにわたって対向面の端部に接着層が存在しない
ために、誘電体線路部分の端部に生じる熱による応力が
小さくなり、接着層の剥離や誘電体線路部分の脱離のな
い良好な接着状態を長期間にわたり保持できるのであ
る。

【００１５】また、さらに伝送損失が少なく、かつ安価
で高い形状精度の誘電体線路を用いたＮＲＤガイドを作
製できる。

【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、高周波ダイオード発振器が一端部に付設され、前記
高周波ダイオード発振器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
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４
の誘電体線路のうち少なくとも一つが上記本発明の誘電
体線路から成ることを特徴とする。

【００１７】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、高周波ダイオード発振器が一端部に付設され、
前記高周波ダイオード発振器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
して出力する可変容量ダイオードと、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５の誘電体線路のうち少なくとも一つが上記本発明の
誘電体線路から成ることを特徴とする。

【００１８】このように、本発明の非放射性誘電体線路
をミリ波送受信器のミリ波伝送線路として用いれば、振
動や機械的衝撃、熱変化、湿度などの環境変化の大きい
装置、例えば自動車のエンジンルーム等に組み込んで、
車載用のミリ波送受信器として高い信頼性でもって利用
可能となる。

【００１９】

【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。

【００２０】本発明は、高周波信号の波長の１／２以下
の間隔で配置した平行平板導体間に高周波信号が伝送さ
れる誘電体線路を介装して成る非放射性誘電体線路にお
いて、誘電体線路は連続するように配置された複数の誘
電体線路部分から成るとともに平行平板導体に接着され
ており、各誘電体線路部分の平行平板導体との接着面積
に対して各誘電体線路部分の端面の接着面積が１／４以
下であることを特徴とするＮＲＤガイドである。

【００２１】本発明のＮＲＤガイドの基本的な全体構成
は図１のものと同様であり、以下図１に基づいて説明す
る。同図はＮＲＤガイドＳ１の斜視図であり、同図にお
いて、１，３は高周波信号の波長λの２分の１以下の間
隔ｄで配置した下側，上側の平行平板導体、２は平行平
板導体１，３間に介装、挟持された誘電体線路である。
なお、上記波長λは、使用周波数における高周波信号の
空気中での波長に相当する。

【００２２】本発明のＮＲＤガイドＳ１用の平行平板導
体１，３は、高い電気伝導度および加工性等の点で、Ｃ
ｕ，Ａｌ，Ｆｅ，ＳＵＳ（ステンレススチール），Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｐｔ等からなり、鍛造法、鋳造法、ダイカス
ト法、研削法等で加工された金属板、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。

【００２３】次に、本発明の接着部を図３〜５により説
明する。

【００２４】図３は間隔ｄで配置した平行平板導体１、
３間に、複数の誘電体線路部分２ａ、２ｂ、２ｃの端面
同士を対向配置して連続的に誘電体線路を構成したＮＲ
Ｄガイドの模式的側断面図である。複数の誘電体線路部
分２ａ、２ｂ、２ｃは平行平板導体１、３の内面の一方
または両方に接着剤等により接着されている。接着剤
は、エポキシ系、ポリイミド系、シリコン系など、また
はそれらを混合した樹脂系接着剤、さらにはセラミック
スやガラスを樹脂系接着剤に混合した接着剤が利用され
るが、いずれの接着剤であっても固定することが可能で
ある。

【００２５】図４は図３の誘電体線路部分２ａ、２ｂ、
２ｃと平行平板導体１との接着状態を示す、ＮＲＤガイ
ド内部の平面図である。誘電体線路部分２ａ、２ｂ、２
ｃと平行平板導体１との接着部の面積は、誘電体線路部
分２ａ、２ｂ、２ｃの平行平板導体１，３に対向する対
向面における接着面積であり、図４の斜線部の面積Ｓ
ａ、Ｓｂ、Ｓｃがそれぞれ誘電体線路部分２ａ、２ｂ、
２ｃの接着面積に相当する。平行平板導体１、３の両方
の内面に接着された場合は、平行平板導体１との接着面
積と平行平板導体３との接着面積の合計した面積とす
る。また各誘電体線路部分２ａ、２ｂ、２ｃの端面の接
着面積は、隣接する誘電体線路部分との接着面積であっ
て図５に示す斜線部１０３に相当する。なお、図５は誘
電体線路部分２ａ、２ｂの端面を示す図３のＢ部の断面
図であり、即ち線路方向（伝送方向）に垂直な面での断
面図である。

【００２６】さて、図４において、誘電体線路部分２
ａ、２ｂ、２ｃが平行平板導体１に接着剤によって固定
され、隣接する誘電体線路部分とは接着されていない場
合を考えると、熱サイクルにより、各誘電体線路部分２
ａ、２ｂ、２ｃの各両端部（Ａ部、Ｂ部、Ｃ部、Ｄ部）
には、平行平板導体１との熱膨張差による熱応力が発生
する。

【００２７】次に、誘電体線路部分２ｂを基準に考えた
場合（平行平板導体１との接着面積をＳｂとする）、隣
接する誘電体線路部分２ａまたは２ｃのどちらか一方、
この場合誘電体線路部分２ａと、Ｓｂ／４を越える接着
面積で接着されているとする。誘電体線路部分２ｂと誘
電体線路部分２ａは強固に接着されているため、誘電体
線路部分２ａと誘電体線路部分２ｂの接着面積がＳｂ／
４以下の場合よりもＡまたはＣには大きな熱応力が発生
する結果、ＡまたはＣの一方または両方の接着部に大き
なクラックが発生する。その後、熱サイクルや振動、機
械的衝撃等によってクラックが進展し、誘電体線路部分
２ｂを固定している接着面積はＳｂより小さくなり、誘
電体線路部分２ｂ、２ａに作用する振動や衝撃応力等が
接着力を越えた場合、誘電体線路部分２ｂ、２ａが剥離
し、電磁波伝送線路として機能しなくなる。

【００２８】また、端面での接着面積がＳｂ／４以下の
場合、電磁波の伝送損失の原因となる端面の接着層が少
ないために、電磁波の伝送損失が小さくなり、伝送線路
として好ましい。

【００２９】それぞれの誘電体線路部分２ａ〜２ｃの長
さが長い場合、誘電体線路部分２ａ〜２ｃの両端に発生
する熱応力が大きくなるため、各誘電体線路部分２ａ〜
２ｃの長さは２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは
８ｍｍ以下がよく、さらに好ましくは６ｍｍ以下がよ
い。一方、各誘電体線路部分２ａ〜２ｃの長さが３ｍｍ
以下では、誘電体線路２の不連続面が増えることによ
り、電磁波の伝送損失が大きくなるため、望ましくな
い。

【００３０】誘電体線路２の幅と高さは、ＮＲＤガイド
として機能するための重要な因子であり、以下の式を満
足する範囲内であることが重要である。 （εｒ−１）^1/2（ｔ／λ０）＜０．５ では λ０／
２＞ａ＞λｇ０／２ （εｒ−１）^1/2（ｔ／λ０）＞０．５ では λｇ１
／２＞ａ＞λｇ０／２ ａは誘電体線路２の高さ、ｔは誘電体線路２の幅、εｒ
は誘電体線路２の比誘電率、λ０は外部誘電体媒質（空
気）内での電磁波の伝搬波長、λｇ０、λｇ１は誘電体
線路２に沿って伝搬する電磁波の基本波ＴＭ₀モードお
よび第１次高調波ＴＭ₁モードの電磁波の波長である。

【００３１】平行平板導体１、３と誘電体線路２との間
の接着層の厚みは０．１ｍｍ以下がよく、さらには０．
０２ｍｍ以下であることが接着強度向上の面から好まし
い。

【００３２】また、誘電体線路部分２ａ〜２ｃ同士の距
離は、誘電体線路部分２ａ〜２ｃ同士の接着強度を低下
させて応力を小さくするためには大きい方が良いが、電
磁波の伝送損失を増大させない観点から、０．２ｍｍ以
下がよく、さらには０．１ｍｍ以下であることが好まし
い。誘電体線路部分２ａ〜２ｃ同士の接着層（端面間の
接着層）は、平行平板導体１、３に対して幾何学的に対
称な形状が望まれることから、誘電体線路２の伝送方向
に垂直な断面の中心部に、平行平板導体１、３に対して
幾何学的に対称な形状で存在することが好ましい。

【００３３】次に、誘電体線路２が連続するように配置
された複数（図３では３つ）の誘電体線路部分２ａ，２
ｂ，２ｃから成るとともに、平行平板導体１，３に接着
されており、各誘電体線路部分２ａ，２ｂ，２ｃの平行
平板導体１，３との接着面積に対して各誘電体線路部分
２ａ，２ｂ，２ｃの端面の接着面積が１／４以下であ
る、本発明のＮＲＤガイドの製造方法について説明す
る。

【００３４】誘電体線路部分２ａ、２ｂ、２ｃの平行平
板導体１、３への接着方法は、平行平板導体１、３の少
なくとも一方の接着部位に接着剤を塗布し、誘電体線路
部分２ａ、２ｂ、２ｃを所定の位置に配置させ、加重を
かけながら接着剤を固化させる。または、誘電体線路部
分２ａ、２ｂ、２ｃに接着剤を塗布してから平行平板導
体１、３に接着させても良い。この固化前の段階に、誘
電体線路部分２ａ、２ｂ、２ｃの端面間に毛細管現象に
よって接着剤が浸透し、端面の接着面積が平行平板導体
１、３との接着面積の１／４以上になる場合がある。従
って、接着剤が浸透しにくいように、接着剤の塗布時の
粘度を５０Ｐａ・ｓ以上、さらには１００Ｐａ・ｓ以上
とすることが好ましい。接着剤が低粘度であれば、上記
粘度になるよう冷却しながら塗布すればよい。

【００３５】また、接着剤の塗布量は、毛細管現象によ
る端面間への浸透を抑えるためには、１０×１０^-5ｇ／
ｍｍ²以下がよく、さらには２×１０^-5ｇ／ｍｍ²以下と
することが好ましい。また、誘電体線路部分２ａ〜２ｃ
の端面の算術平均粗さＲａは、接着剤の端面に対する濡
れ性をある程度低下させるとともに接着力を維持するに
は、５．０μｍ以下がよく、より好ましくは１．０μｍ
以下が良い。以上のようにして、室温から２００℃の温
度で接着剤を固化させることが重要である。

【００３６】次に、各誘電体線路部分２ａ〜２ｃの平行
平板導体１、３との対向面における線路方向の長さをＬ
とした場合、各誘電体線路部分２ａ〜２ｃの端面からＬ
／２０の長さにわたって対向面の端部に非接着部を形成
することがよく、その構成について図６を用いて説明す
る。

【００３７】図６は、本発明の誘電体線路部分２ａ、２
ｂ、２ｃと平行平板導体１との接着状態を示す、ＮＲＤ
ガイド内の平面図である。図６の接着剤部１０４、１０
５、１０６において、斜線部が各誘電体線路部分２ａ、
２ｂ、２ｃとの接着部分である。接着部分は誘電体線路
部分２ａ、２ｂ、２ｃの長さをそれぞれＬａ、Ｌｂ、Ｌ
ｃとしたとき、各誘電体線路部分２ａ、２ｂ、２ｃの端
面からＬａ／２０、Ｌｂ／２０、Ｌｃ／２０の部位に、
平行平板導体１との間に非接着部を形成している。図３
を用いてすでに説明したように、熱サイクルにより、各
誘電体線路部分２ａ、２ｂ、２ｃの各両端部（Ａ部、Ｂ
部、Ｃ部、Ｄ部）には平行平板導体１との熱膨張差によ
る熱応力が発生するが、端面からＬａ／２０、Ｌｂ／２
０、Ｌｃ／２０の部位、より好ましくは端面からＬａ／
１０、Ｌｂ／１０、Ｌｃ／１０の部位に接着層が存在し
ないことにより、端面部の熱応力が低減し、熱サイクル
や振動、機械的衝撃等に対してさらに強度の向上したＮ
ＲＤガイドを得ることができる。また、各誘電体線路部
分２ａ、２ｂ、２ｃの対向面の端部に接着剤が存在しな
いため、誘電体線路部分２ａ、２ｂ、２ｃ同士の端面間
に接着剤が侵入しにくくなる。

【００３８】製造手順、条件は前述に従うことができる
が、端面からＬａ／２０、Ｌｂ／２０、Ｌｃ／２０に相
当する平行平板導体１、３の部位に接着剤が塗布されな
いように、スクリーン印刷する、または予めテープ等で
マスキングし接着剤塗布後にテープを除去する、または
位置プログラミング接着剤塗布装置で塗布する等の方法
がある。また、接着剤を塗布した直後に接着剤の流動性
により塗布面積が広がる可能性があるので、チクソトロ
ピー性を有する接着剤を使用する方が好ましい。その
後、誘電体線路部分２ａ、２ｂ、２ｃを配置し、加重を
かけて固化させるため、固化前に接着剤を塗布した領域
より広がるので、固化後の非接着部より５０％程度広め
に塗布時に非接着部を確保することが好ましい。

【００３９】本発明の誘電体線路２は、使用周波数６０
ＧＨｚでのＱ値が１０００以上である、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓ
ｉの複合酸化物を主成分としたセラミックスを用いるの
がよい。上記のセラミックスは比誘電率が４．５〜８程
度である。比誘電率が４．５未満の場合、上記したよう
にＬＳＭモードの電磁波のＬＳＥモードへの変換が大き
くなるからである。また、比誘電率が８を超えると、５
０ＧＨｚ以上の周波数で使用する際、誘電体線路２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。また、使
用周波数６０ＧＨｚ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
スの場合、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６０〜７７ＧＨｚ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ものである。

【００４０】そして、誘電体線路２の組成および組成比
は、モル比組成式をｘＭｇＯ・ｙＡｌ₂Ｏ₃・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
分とするものである。

【００４１】即ち、ｘを１０〜４０モル％としたのは、
１０モル％未満では良好な焼結体が得られず、また４０
モル％を超えると比誘電率が大きくなるからである。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％が好ましい。

【００４２】また、ｙを１０〜４０モル％としたのは、
ｙが１０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か
らである。ｙは、６０ＧＨｚでのＱ値を２０００以上と
するという点から１７〜３５モル％が好ましい。

【００４３】ｚを２０〜８０モル％としたのは、ｚが２
０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
下するからである。ｚは、６０ＧＨｚでのＱ値を２００
０以上とするという点から３０〜６５モル％が好まし
い。

【００４４】これらＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂のモル
％を示すｘ，ｙ，ｚは、ＥＰＭＡ（Electron Probe M
icro Analysis）法，ＸＲＤ（X−ray Diffraction：
Ｘ線回折）法等の分析方法で特定できる。

【００４５】また、本発明の誘電体線路２用のセラミッ
クスは、主結晶相がコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａ
ｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）であり、他の結晶相としてムライ
ト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂），スピネル（ＭｇＯ・Ａ
ｌ₂Ｏ₃），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（ＳｉＯ₂）の一種｝，トリジマイ
ト｛珪酸（ＳｉＯ₂）の一種｝，サファリン（Ｍｇ，Ａ
ｌ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、本発明のセラミック
ス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。

【００４６】本発明の誘電体線路２用のセラミックス
（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１
１００〜１３００℃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１３００〜１４５０℃で焼成す
ることにより得られる。

【００４７】原料粉末中に含まれるＭｇ，Ａｌ，Ｓｉの
元素から成る原料粉末は、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。

【００４８】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、６０
ＧＨｚ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，Ｃｏ，Ｉ
ｎ，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。

【００４９】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。

【００５０】さらに、誘電体線路２のその他の材料とし
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。

【００５１】本発明のＮＲＤガイドは、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及び
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。

【００５２】かくして、本発明は、誘電体線路の平行平
板導体に対する接着性が良好であり、長期間にわたり強
固な接着性を維持でき、また高周波信号の伝送特性に優
れたものとなる。したがって、信頼性が高く、高性能で
小型なＮＲＤガイドを構成することができる。また、従
来のアルミナセラミックス等よりも低比誘電率のセラミ
ックスからなる誘電体線路を用いることができるため、
ＬＳＭモードの電磁波のＬＳＥモードへの変換を少なく
でき、高周波信号の損失が抑えられる。

【００５３】本発明のＮＲＤガイドを用いたミリ波送受
信器について、以下に説明する。図７，図８は本発明の
ミリ波送受信器としてのミリ波レーダーを示すものであ
り、図７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８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。

【００５４】図７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、高周波ダイオード発振器を有
する電圧制御型のミリ波信号発振部（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。

【００５５】５３は、高周波ダイオード発振器が一端部
に付設され、高周波ダイオード発振器から出力されたミ
リ波信号が変調された送信用の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５３，５５，５７にそれぞれ結合される第１，第
２，第３の接続部５４ａ，５４ｂ，５４ｃ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５４ｂ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５
６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
た送受信アンテナである。

【００５６】なお、送受信アンテナ５６は、平行平板導
体５１に形成された貫通孔を通して高周波信号を入出力
させ、平行平板導体５１の外面に貫通孔に接続された金
属導波管を介して設置されたホーンアンテナ等であって
もよい。

【００５７】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５４ｃより出力した受信波をミキサー５
９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５９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。

【００５８】本発明のサーキュレータ５４は、平行平板
導体５１，５１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５４ａ，
第２の接続部５４ｂおよび第３の接続部５４ｃ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。また、平行平板導体５
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。

【００５９】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８のタイプがある。同図において、６１は一方の平行
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、高周波ダイオード発振器を有
する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６３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。

【００６０】６３は、高周波ダイオード発振器が一端部
に付設され、高周波ダイオード発振器から出力されたミ
リ波信号が変調された送信用の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６３，６５，６７にそれぞれ接続される第１，第
２，第３の接続部（図７と同様であり図示せず）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６
６を有する第３の誘電体線路、６６は、第３の誘電体線
路６５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、６７は、サーキュレータ６４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。

【００６１】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、
６８ａ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。

【００６２】なお、送信アンテナ６６および受信アンテ
ナ７０は、平行平板導体６１に形成された貫通孔を通し
て高周波信号を入力または出力させ、平行平板導体６１
の外面に貫通孔に接続された金属導波管を介して設置さ
れたホーンアンテナ等であってもよい。

【００６３】本発明では、図７において、第１の誘電体
線路５３に第２の誘電体線路５８の一端側を近接配置す
るかまたは一端部を接合するが、接合する場合、接合部
において、第１の誘電体線路５３を直線状、第２の誘電
体線路５８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得る。ま
た、接合部において、第２の誘電体線路５８を直線状、
第１の誘電体線路５３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。

【００６４】また、ミキサー５９部において、第２の誘
電体線路５８と第４の誘電体線路５７とを接合すること
もでき、この場合、上記と同様に、これらの誘電体線路
５８，５７の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５８と第４の誘電
体線路５７とを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５８と第４の誘
電体線路５７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。

【００６５】また好ましくは、上記の接合部の曲率半径
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。接合部の曲率半径
ｒを波長λより小さく設定すると、円弧状の接合部を有
する誘電体線路への分岐強度は小さくなる。

【００６６】このような第１の誘電体線路５３と第２の
誘電体線路５８との接合構造、および第２の誘電体線路
５８と第４の誘電体線路５７との接合構造、並びに第２
の誘電体線路５８と第４の誘電体線路５７との近接配置
の構成については、図８の場合も上記と同様である。

【００６７】そして、これらの各種部品は、ミリ波信号
の波長λ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。

【００６８】図７のものにおいて、第１の誘電体線路５
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１０
に示すような、配線基板８８の一主面に第２のチョーク
型バイアス供給線路１１２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。な
お、図１０においてＥは誘電体線路７７内を伝搬する高
周波信号の電界方向を示す。

【００６９】この配線基板８８を、第１の誘電体線路５
３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５３に介在させ
るものである。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１０のような構成の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。

【００７０】図８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、受信波の一部が電圧制御発
振部（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８のタイプが好ましい。

【００７１】また、図８のタイプにおいて、第２の誘電
体線路６８は、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。この構成に
おいても、図８のものと同様の機能、作用効果を有す
る。

【００７２】この図８のものにおいて、第１の誘電体線
路６３の中途に、図１０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１０のような、
配線基板８８の一主面に第２のチョーク型バイアス供給
線路１１２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８８
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６３に介在させる
ものである。

【００７３】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１０のような構成の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】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λの２分の１以下とな
る。

【００７５】また、図７，図８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、送受信用アンテ
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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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５２，６２について以下に説明する。図
９，図１０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、８１は一対の平
行平板導体、７２はガンダイオード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、７４は金属部材７２
の一側面に設置され、ガンダイオード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７
４ａ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７３の上部導体とを接続
する金属箔リボン等の帯状導体、７７はガンダイオード
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（第１の誘電体線路５３，６３に相当す
るもの）である。

【００７９】また図９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であり、また帯状導体７５の長さ
は略｛（３／４）＋ｍ｝λ（ｍは０以上の整数）であ
る。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。

【００８０】また、略｛（３／４）＋ｍ｝λとしたの
は、｛（３／４）＋ｍ｝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５を｛（３／４）
＋ｍ｝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５の長さは｛（３／４）＋ｍ｝λ±２０％程度の範
囲内で変化させることができる。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】そして、金属部材７２は、ガンダイオード
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：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７２
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。

【００８４】また、誘電体線路７７は、その材料は上記
の通りコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５Ｓ
ｉＯ₂）セラミックス（比誘電率４〜５）等が好まし
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７３と誘電体線路７７との間隔は１．０ｍｍ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。

【００８５】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。

【００８６】以上のようなミリ波送受信器において、伝
送線路として使用される誘電体線路は、平行平板導体と
の接着性が良好であり、急激な熱サイクルや、振動、機
械的衝撃に対し高い耐久性を有しているため、熱帯地
方、寒冷地方、高温多湿地方、または輻射の強い都会の
アスファルト上などでの屋外で使用されても、何ら問題
のない耐久性を有している。従って、本発明の誘電体線
路、およびそれを用いたミリ波送受信器は、厳しい環境
下で使用されても十分な耐久性を有しており、例えば車
載用として使用しても何ら問題のない物である。

【００８７】

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。

【００８８】（実施例１）図１のＮＲＤガイドＳ１を以
下のように構成した。誘電体線路２の材料として、本発
明のＭｇ，Ａｌ，Ｓｉの複合酸化物を主成分としたセラ
ミックスであって、種々の組成比としたものを作製し
た。それらの比誘電率と周波数６０ＧＨｚにおけるＱ値
を表１に示す。

【００８９】

【表１】

【００９０】一対の平行平板導体１，３として、アルミ
ダイカスト法で加工した縦６０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚さ
１０ｍｍの金属板を１．８ｍｍの間隔で配置し、表１の
ＮＯ．２４のコーディエライトセラミックスからなる誘
電体線路２を介装した。この誘電体線路２は、高さ１．
８ｍｍ、幅０．８ｍｍ、長さ５ｍｍの誘電体線路部分を
伝送方向に順次８本並べて、擬似的に１本となるように
構成した。平行平板導体１，３と誘電体線路２は１液硬
化型のエポキシ樹脂接着剤で接着した。エポキシ樹脂接
着剤の塗布時の粘度は、７０Ｐａ・ｓ（２５℃）であ
り、固化温度は１３０℃、固化時間は１時間である。

【００９１】以上のようにして作製したＮＲＤガイドＳ
１について、熱衝撃試験（気相状態、環境温度−４０℃
〜１２５℃、環境温度入れ替え時間２分以内、サイクル
数１０００回、ＪＡＳＯ（社団法人）自動車技術会−Ｄ
００１−９４−５−１７準拠）投入後、機械的衝撃試験
（衝撃パルスの加速度ピーク値９８１ｍ／ｓ²、パルス
作用時間６ｍｓ、３軸各３回、ＪＡＳＯ−Ｄ００１−９
４−５−２４、ＪＡＰＩＡ（社団法人）日本自動車部品
工業会−ＥＬ−００２−１９９０−０５準拠）を行っ
た。その後、７６．５ＧＨｚの高周波信号の伝送損失を
ネットワークアナライザーで評価したところ、０．１８
ｄＢ／ｃｍであり、実用上十分低損失であった。また、
誘電体線路２を機械的に剥離し、接着層の面積を測定し
たところ、８本とも平行平板導体１との接着面積は４ｍ
ｍ²であったのに対し、誘電体線路部分の端面の接着面
積は全て１ｍｍ²以下であり、平行平板導体１との接着
面積に対し、１／４以下であった。

【００９２】（比較例１）平行平板導体１，３と誘電体
線路２を上記実施例と同じ１液硬化型のエポキシ樹脂接
着剤で接着した。エポキシ樹脂接着剤の塗布時の粘度
は、作業温度を３５℃としたため２０Ｐａ・ｓであり、
固化温度は１３０℃、固化時間は１時間であった。その
他の条件は上記実施例と同様に図１のＮＲＤガイドＳ１
を構成した。

【００９３】以上のようにして作製した、ＮＲＤガイド
Ｓ１を上記実施例と同様、熱衝撃試験投入後、機械的衝
撃試験を行った後、７６．５ＧＨｚの高周波信号の伝送
損失をネットワークアナライザーで評価したところ高周
波信号の出力がなく、原因を調べたところ、誘電体線路
部分８本中連続する２本の脱離が認められた。脱離した
２本の誘電体線路部分の接着面積を測定したところ、平
行平板導体１との接着面積がいずれも４ｍｍ²であった
のに対し、この２本の誘電体線路部分の対向する端面の
接着面積は１．４ｍｍ²であり、平行平板導体１との接
着面積に対し、１／４を越えていた。

【００９４】（実施例２）平行平板導体１と誘電体線路
２を実施例１と同じ１液硬化型のエポキシ樹脂接着剤で
接着した。エポキシ樹脂接着剤の塗布方法は、スクリー
ン印刷により８本の誘電体線路部分の端面部より０．５
ｍｍの位置には接着層が塗布されないようにした。エポ
キシ樹脂接着剤の塗布時の粘度は、７０Ｐａ・ｓ（２５
℃）であり、固化温度は１３０℃、固化時間は１時間で
あった。その他の条件は実施例１と同様に図１のＮＲＤ
ガイドＳ１を構成した。

【００９５】以上のようにして作製したＮＲＤガイドＳ
１を実施例１と同様、熱衝撃試験投入後、機械的衝撃試
験を行った後、７６．５ＧＨｚの高周波信号の伝送損失
をネットワークアナライザーで評価したところ０．１０
ｄＢ／ｃｍであり、実用上十分低損失であった。また、
誘電体線路２を機械的に剥離し、接着層を測定したとこ
ろ、平行平板導体１との接着面において、８本とも端面
から０．２５ｍｍに渡って接着層が存在せず、誘電体線
路部分の長さ５ｍｍに対して端面から０．２５ｍｍ（１
／２０）の長さに渡って接着層が存在しなかった。さら
には誘電体線路部分同士の対向する端面には接着層が全
く存在せず、そのため伝送損失が実施例１よりも大幅に
小さかった。

【００９６】（比較例２）平行平板導体１と誘電体線路
２を実施例１、２と同じ１液硬化型のエポキシ樹脂接着
剤で接着した。エポキシ樹脂接着剤の塗布方法は、スク
リーン印刷により８本の誘電体線路部分の端面部より
０．５ｍｍの位置には接着層が塗布されないようにし
た。エポキシ樹脂接着剤の塗布時の粘度は、作業温度を
３５℃としたため２０Ｐａ・ｓであり、固化温度は１３
０℃、固化時間は１時間であった。その他の条件は上記
実施例１と同様にして図１のＮＲＤガイドＳ１を構成し
た。

【００９７】以上のようにして作製した、ＮＲＤガイド
Ｓ１を上記実施例１と同様、熱衝撃試験投入後、機械的
衝撃試験を行った後、７６．５ＧＨｚの高周波信号の伝
送損失をネットワークアナライザーで評価したところ高
周波信号の出力がなく、原因を調べたところ、誘電体線
路部分８本中連続する２本の脱離が認められた。脱離し
た２本の誘電体線路部分の接着面積を測定したところ、
平行平板導体１との接着面において、２本とも端面から
０．２５ｍｍの位置にも接着層が侵入し、さらには２本
の対向する端面の接着面積は１．２ｍｍ²であり、平行
平板導体１との接着面積に対し、１／４を越えていた。

【００９８】なお、本発明は上記実施形態および実施例
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々の変更を行うことは何等差し支えない。

【００９９】

【発明の効果】本発明は、高周波信号の波長の１／２以
下の間隔で配置した平行平板導体間に高周波信号が伝送
される誘電体線路を介装して成る非放射性誘電体線路に
おいて、誘電体線路は連続するように配置された複数の
誘電体線路部分から成るとともに平行平板導体に接着さ
れており、各誘電体線路部分の平行平板導体との接着面
積に対して各誘電体線路部分の端面の接着面積が１／４
以下であることにより、高い信頼性と低損失を両立させ
る高性能な非放射性誘電体線路とすることができる。

【０１００】また、各誘電体線路部分の平行平板導体と
の対向面における線路方向の長さをＬとした場合、各誘
電体線路部分の端からＬ／２０の長さにわたる対向面の
端部が非接着部であることにより、さらに高い信頼性と
低損失を両立させる高性能な非放射性誘電体線路とする
ことができる。

【０１０１】本発明のミリ波送受信器は、送受信アンテ
ナを備えたタイプおよび送信アンテナと受信アンテナと
が独立したタイプにおいて、誘電体線路のうち少なくと
も一つの誘電体線路が上記本発明の誘電体線路であるこ
とにより、誘電体線路を伝搬する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使用周
波数範囲を広くして、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。さらに、
送信アンテナと受信アンテナとが独立したタイプでは、
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、さらにミリ波信号の伝送特性に
優れたものとなる。

【０１０２】本発明のＮＲＤガイドおよびミリ波送受信
器を車載用のミリ波レーダー等に利用すると、振動、衝
撃、過酷な環境に強く、耐久性に優れた信頼性の高いも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＮＲＤガイドの内部を透視した斜視図
である。

【図２】従来のＮＲＤガイドの一例を示し、その内部を
透視した斜視図である。

【図３】平行平板導体間に、複数の誘電体線路部分の端
面同士を対向配置して連続的に構成した誘電体線路を有
するＮＲＤガイドの模式的側断面図である。

【図４】誘電体線路の平行平板導体に対する接着面積を
示すＮＲＤガイド内の平面図である。

【図５】隣接する誘電体線路部分間の接着面積を示すも
のであり、誘電体線路部分の端面部の断面図である。

【図６】本発明の誘電体線路部分の端部に非接着部が形
成された構成を示すＮＲＤガイド内の平面図である。

【図７】本発明のＮＲＤガイドを備えたミリ波送受信器
の一実施形態の平面図である。

【図８】本発明のＮＲＤガイドを備えたミリ波送受信器
の他の実施形態の平面図である。

【図９】本発明のミリ波送受信器用のミリ波発振部の内
部透視斜視図である。

【図１０】図９のミリ波発振部に組み込まれる可変容量
ダイオードを設けた配線基板の斜視図である。

【符号の説明】

１：下側の平行平板導体 ２：誘電体線路 ２ａ〜２ｃ：誘電体線路部分 ３：上側の平行平板導体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波信号の波長の１／２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が伝送される誘
   電体線路を介装して成る非放射性誘電体線路において、
   前記誘電体線路は連続するように配置された複数の誘電
   体線路部分から成るとともに前記平行平板導体に接着さ
   れており、前記各誘電体線路部分の前記平行平板導体と
   の接着面積に対して前記各誘電体線路部分の端面の接着
   面積が１／４以下であることを特徴とする非放射性誘電
   体線路。
2. 【請求項２】前記各誘電体線路部分の前記平行平板導体
   との対向面における線路方向の長さをＬとした場合、前
   記各誘電体線路部分の端からＬ／２０の長さにわたる前
   記対向面の端部が非接着部であることを特徴とする請求
   項１記載の非放射性誘電体線路。
3. 【請求項３】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、 高周波ダイオード発振器が一端部に付設され、前記高周
   波ダイオード発振器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４の誘電体線路のうち少なくとも一つが請
   求項１〜２のいずれかに記載の誘電体線路から成ること
   を特徴とするミリ波送受信器。
4. 【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、 高周波ダイオード発振器が一端部に付設され、前記高周
   波ダイオード発振器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可変容量ダイオード
   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５の誘電体線路のうち少なくとも一つが請
   求項１〜２のいずれかに記載の誘電体線路から成ること
   を特徴とするミリ波送受信器。