JP2003249801A - Circulator of non-radioactive dielectric line, and millimeter-wave transmitter-receiver using the same - Google Patents

Circulator of non-radioactive dielectric line, and millimeter-wave transmitter-receiver using the same

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JP2003249801A
JP2003249801A JP2002045268A JP2002045268A JP2003249801A JP 2003249801 A JP2003249801 A JP 2003249801A JP 2002045268 A JP2002045268 A JP 2002045268A JP 2002045268 A JP2002045268 A JP 2002045268A JP 2003249801 A JP2003249801 A JP 2003249801A
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JP
Japan
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dielectric line
wave signal
circulator
millimeter
millimeter wave
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Application number
JP2002045268A
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Japanese (ja)
Inventor
Takehiro Oda
武廣 織田
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circulator and a millimeter-wave transmitter-receiver improved in reliability and circulator characteristics, such as frequency pass-band width, input/output reflection characteristics, isolation characteristics. <P>SOLUTION: A pair of ferrite disks 2a, 2b, facing in parallel to each other and respectively installed in inner surfaces of parallel plate conductors, are disposed between the parallel plate conductors arranged to have the distance equal to or smaller than one-half of the wavelength of millimeter-wave signal. A plurality of dielectric lines 4a, 4b, 4c one of whose end portions is set close to each other are aligned nearly radially from respective peripheral end portions of the pair of ferrite disks 2a, 2b. Each of the ferrite disks 2a, 2b has a difference in external diameter is equal to or smaller than 200 μm, the circularity is equal to or smaller than 200 μm, and a gap equal to or smaller than 300 μm away from one of respective end portions of the plurality of dielectric lines 4a, 4b, 4c. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、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に
組み込まれて複数の誘電体線路間で高周波信号の伝搬路
を変換させるサーキュレータ、およびそれを用いた非放
射性誘電体線路型のミリ波送受信器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circulator which is incorporated in a non-radiative dielectric line type millimeter wave integrated circuit, a millimeter wave radar module or the like to convert a propagation path of a high frequency signal between a plurality of dielectric lines. The present invention relates to a non-radiative dielectric line type millimeter-wave transceiver using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のマイクロ波やミリ波の高周波信号
を伝送させる非放射性誘電体線路(Non-Radiative Die
lectric Wave-guideで、以下、NRDガイドともい
う)の基本構成を図8に示す。同図に示すように、所定
間隔aでもって平行配置された平行平板導体11,12
の間に、断面が長方形等の矩形状の誘電体線路13を配
置した構成であり、この間隔aが高周波信号の波長λに
対してa≦λ/2であれば、外部から誘電体線路13へ
のノイズの侵入をなくしかつ外部への高周波信号の放射
をなくして、誘電体線路13中で高周波信号を効率良く
伝搬させることができる。なお、高周波信号の波長λは
使用周波数における空気中(自由空間)での波長であ
る。
2. Description of the Related Art Conventional non-radiative dielectric lines for transmitting high frequency signals such as microwaves and millimeter waves
FIG. 8 shows a basic configuration of an electric wave guide (hereinafter also referred to as an NRD guide). As shown in the figure, parallel plate conductors 11 and 12 arranged in parallel at a predetermined interval a.
A dielectric line 13 having a rectangular cross section is disposed between the dielectric lines 13. If the distance a is a ≦ λ / 2 with respect to the wavelength λ of the high frequency signal, the dielectric line 13 is externally applied. It is possible to efficiently propagate the high frequency signal in the dielectric line 13 by eliminating the intrusion of noise to the outside and the emission of the high frequency signal to the outside. The wavelength λ of the high frequency signal is the wavelength in air (free space) at the used frequency.

【0003】このようなNRDガイドに組み込まれるサ
ーキュレータを図9に示す(従来例1;電子情報通信学
会論文誌 C-I Vol.J73-C-I No.3 pp.87-94 199
0年3月 「非放射性誘電体線路を用いたミリ波集積回
路」(米山)参照)。同図において、20a,20b,
20cは、テフロン(デュポン社商標名;ポリテトラフ
ルオロエチレン)、ポリスチレン等から成る誘電体線
路、21は、各誘電体線路20a,20b,20cの先
端部に設けられ、LSE(Longitudinal Section Ele
ctric)モードの電磁波を遮断するモードサプレッサで
ある。22は、モードサプレッサ21の先端が接続さ
れ、周囲に誘電体線路20a,20b,20c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、23は、モードサプレッサ21の内
部に配置され、Cu箔等からなる、チョーク型線路導体
等から成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23は、TEM(Tr
ansverse Electro-Magnetic)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。
A circulator incorporated in such an NRD guide is shown in FIG. 9 (conventional example 1; IEICE Transactions CI Vol.J73-CI No.3 pp.87-94 199).
March 0, "Millimeter-wave integrated circuit using non-radiative dielectric waveguide" (Yoneyama)). In the figure, 20a, 20b,
Reference numeral 20c is a dielectric line made of Teflon (trade name of DuPont; polytetrafluoroethylene), polystyrene, or the like, and 21 is provided at the tip of each of the dielectric lines 20a, 20b, 20c, and LSE (Longitudinal Section Ele).
ctric) mode suppressor that blocks electromagnetic waves in mode. 22 is connected to the tip of the mode suppressor 21, and the dielectric lines 20a, 20b, 20c are surrounded by 120.
Two ferrite discs for circulators, which are radially arranged at intervals of °, 23 are strip line conductors, which are arranged inside the mode suppressor 21 and are made of Cu foil or the like, and are made of a choke type line conductor or the like. The electric field cuts off the electromagnetic wave in the LSE mode, which is the direction perpendicular to the main surface of the parallel plate conductor. In addition, the strip line conductor 23 is a TEM (Tr
A λ / 4 choke pattern is applied to eliminate the ansverse Electro-Magnetic) mode.

【0004】そして、誘電体線路20a中を伝搬してき
た電磁波は、フェライト円板22によって波面が反時計
方向に回転され誘電体線路20bへ伝搬され、誘電体線
路20cへは伝搬しない。同様に、誘電体線路20b中
を伝搬してきた電磁波は、誘電体線路20c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。
The electromagnetic wave propagating in the dielectric line 20a is propagated to the dielectric line 20b with its wavefront rotated counterclockwise by the ferrite disk 22, and does not propagate to the dielectric line 20c. Similarly, the electromagnetic wave propagating in the dielectric line 20b is propagated to the dielectric line 20c. In this way, the propagation path of electromagnetic waves is converted.

【0005】また、特開平9−186507号公報(従
来例2)によれば、上記サーキュレータおよび誘電体線
路を設けたNRDガイドにおいて、図10に示すよう
に、モードサプレッサ31の先端部の上下両面に、各々
フェライト円板32の板厚に等しい段差の段付き部34
を形成し、上下の段付き部34にフェライト円板32を
各々係合させ、2枚のフェライト円板32をモードサプ
レッサ31で支持したことにより、フェライト円板32
の同心度を再現性よく、高精度に保証できるものが提案
されている。なお、図10において、30a,30b,
30cは誘電体線路、33はモードサプレッサ31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
ある。
According to Japanese Patent Laid-Open No. 9-186507 (Prior Art 2), in the NRD guide provided with the circulator and the dielectric line, as shown in FIG. In addition, the stepped portion 34 having steps equal to the thickness of the ferrite disk 32 is
The ferrite discs 32 are formed by engaging the ferrite discs 32 with the upper and lower stepped portions 34 and supporting the two ferrite discs 32 by the mode suppressor 31.
It has been proposed that the concentricity of can be guaranteed with good reproducibility and high accuracy. In FIG. 10, 30a, 30b,
Reference numeral 30c is a dielectric line, and 33 is a strip line conductor arranged inside the mode suppressor 31 and made of Cu foil or the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、NRD
ガイド用のサーキュレータは、上下に所定間隔をおいて
同心状に平行配置された対向する2枚の上下のフェライ
ト円板で主に構成されるが、従来例1,2に示されるよ
うに、2枚の上下のフェライト円板22,32の同心度
はモードサプレッサ21,31に付き当てられることで
決まるため、上下のフェライト円板22,32のそれぞ
れの外形寸法が異なる場合、同心度がずれるという問題
があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the NRD
The guide circulator is mainly composed of two opposing upper and lower ferrite discs that are concentrically arranged parallel to each other at a predetermined interval in the vertical direction. Since the concentricity of the upper and lower ferrite disks 22 and 32 is determined by abutting on the mode suppressors 21 and 31, the concentricity is shifted when the outer dimensions of the upper and lower ferrite disks 22 and 32 are different. There was a problem.

【0007】例えば、下側のフェライト円板でモードサ
プレッサ21,31の位置が決定された場合、上側のフ
ェライト円板はモードサプレッサ21,31間に入らな
いか、または、入っても上側のフェライト円板とモード
サプレッサ21,31間に隙間(エアギャップ)が空く
ことになる。隙間が空くと、比誘電率1の空気(エアギ
ャップ)が存在することによるインピーダンスの不整合
によって、サーキュレータ特性が劣化する。そのサーキ
ュレータ特性を改善するために隙間をなくそうとする
と、上下のフェライト円板の同心度が劣化するという問
題点があった。
For example, when the positions of the mode suppressors 21 and 31 are determined by the lower ferrite disk, the upper ferrite disk does not enter between the mode suppressors 21 and 31, or even if it enters, the upper ferrite disk does not. A gap (air gap) is formed between the disc and the mode suppressors 21 and 31. When the gap is opened, the circulator characteristic is deteriorated due to impedance mismatch due to the presence of air having a relative permittivity of 1 (air gap). If an attempt is made to eliminate the gap to improve the circulator characteristics, there is a problem that the concentricity of the upper and lower ferrite disks deteriorates.

【0008】さらに、モードサプレッサ21,31毎に
異なる隙間が生じたままでは、通過周波数帯域幅、入出
力反射特性、アイソレーション特性が劣化するという問
題があった。
Further, there is a problem that the pass frequency bandwidth, the input / output reflection characteristic, and the isolation characteristic are deteriorated when the different gaps are left for the mode suppressors 21 and 31.

【0009】また、モードサプレッサ21,31との隙
間が大きいフェライト円板は、振動や衝撃によって動
き、モードサプレッサ21,31と衝突して割れや欠け
が生じるなど、信頼性上大きな問題が生じることがあっ
た。
Further, the ferrite disk having a large gap between the mode suppressors 21 and 31 moves due to vibration or shock, and collides with the mode suppressors 21 and 31 to cause cracks or chips, which causes a serious problem in reliability. was there.

【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、通過周波数帯域幅、入出
力反射特性、アイソレーション特性等のサーキュレータ
特性および信頼性を向上させたサーキュレータおよびミ
リ波送受信器を提供することにある。
Therefore, the present invention has been completed in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a circulator having improved circulator characteristics such as a pass frequency bandwidth, input / output reflection characteristics, and isolation characteristics, and reliability. It is to provide a millimeter wave transceiver.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のサーキュレータ
は、ミリ波信号の波長の2分の1以下の間隔で配置され
た平行平板導体間に、該平行平板導体の内面にそれぞれ
平行に配設された対向する2枚のフェライト円板が設置
されているとともに、該2枚のフェライト円板の周縁部
に一端が近接した複数の誘電体線路が略放射状に配置さ
れている非放射性誘電体線路用のサーキュレータにおい
て、前記2枚のフェライト円板は、それらの外径差が2
00μm以下であるとともにそれぞれの真円度が200
μm以下であり、前記複数の誘電体線路の一端との間隔
がそれぞれ300μm以下であることを特徴とする。
A circulator according to the present invention is arranged between parallel plate conductors arranged at intervals of ½ or less of a wavelength of a millimeter wave signal and parallel to inner surfaces of the parallel plate conductors. Non-radiative dielectric line, in which two opposed ferrite discs are installed, and a plurality of dielectric lines whose one ends are close to the peripheral edge of the two ferrite discs are arranged substantially radially. In the circulator for use in the above, the two ferrite discs have an outer diameter difference of 2
The roundness is 200 μm or less and the circularity of each is 200
It is characterized in that it is less than or equal to μm, and the distance between one end of the plurality of dielectric lines is less than or equal to 300 μm.

【0012】本発明は、上記の構成により、2枚のフェ
ライト円板の同心度のズレが小さく、2枚のフェライト
円板と各誘電体線路との間の隙間が小さいため、通過周
波数帯域幅、入出力反射特性、アイソレーション特性が
改善され、良好なサーキュレータ特性が得られる。ま
た、隙間が小さいため、振動や衝撃によるフェライト円
板と誘電体線路との衝突の影響がが小さくなり、フェラ
イト円板に割れや欠け等が発生しにくくなり、信頼性の
高いものが得られる。
According to the present invention, the pass frequency bandwidth is reduced because the concentricity deviation between the two ferrite disks is small and the gap between the two ferrite disks and each dielectric line is small. The input / output reflection characteristics and isolation characteristics are improved, and good circulator characteristics are obtained. In addition, since the gap is small, the impact of the collision between the ferrite disc and the dielectric line due to vibration or shock is reduced, and the ferrite disc is less prone to cracking or chipping, resulting in a highly reliable product. .

【0013】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以下の間隔で配置された平行平板導体間
に、高周波発生素子から出力され周波数変調またはパル
ス化されたミリ波信号を伝搬させる第1の誘電体線路
と、該第1の誘電体線路の一端部に付設され、前記高周
波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数
変調するかまたはパルス化して送信用のミリ波信号とし
て出力し前記第1の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信
号発振部と、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前記第1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円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
号を前記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前記第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
キュレータの前記第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、前記サーキュレータが上記本発明のサーキュレータ
であることを特徴とする。
The millimeter wave transmitter / receiver of the present invention is a millimeter wave signal output from a high frequency generator and frequency-modulated or pulsed between parallel plate conductors arranged at intervals of ½ or less of the wavelength of a millimeter wave signal. A first dielectric line for propagating a signal, and a high frequency signal output from the high frequency generating element, which is attached to one end of the first dielectric line, is periodically frequency-modulated or pulsed for transmission. And a millimeter wave signal oscillating section that outputs as a millimeter wave signal and propagates in the first dielectric line, and is arranged in proximity to the first dielectric line so that one end side is electromagnetically coupled or the first dielectric line. A second dielectric line having one end joined to the dielectric line and propagating a part of the millimeter wave signal to the mixer side, and a peripheral portion of a ferrite disk arranged in parallel with the parallel plate conductor are provided with a predetermined distance. Spaced and Each of the ferrites has a first connection portion, a second connection portion, and a third connection portion that are input / output terminals of the millimeter wave signal, and the millimeter wave signal input from one of the connection portions is the ferrite. A circulator that outputs from another connecting portion that is adjacent clockwise or counterclockwise in the plane of the disc, wherein the first connecting portion is provided at the output end of the millimeter wave signal of the first dielectric line. A circulator to be connected, and connected to the second connection part of the circulator,
From the third connecting portion of the circulator, which propagates the millimeter wave signal and has a transmitting / receiving antenna at the tip, and which propagates through the third dielectric line received by the transmitting / receiving antenna. A fourth dielectric line for propagating the output received wave to the mixer side and a midway point of the second dielectric line and a midway point of the fourth dielectric line are close to each other to be electromagnetically coupled or joined. In a millimeter wave transceiver provided with a mixer section that mixes a part of a millimeter wave signal and a received wave to generate an intermediate frequency signal, the circulator is the circulator of the present invention. .

【0014】本発明のミリ波送受信器は、上記の構成に
より、高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送
損失およびアイソレーション特性が改善され、その結果
ミリ波レーダー等に適用した場合にその探知距離を増大
し得るものとなる。
The millimeter wave transmitter / receiver of the present invention has the above-mentioned configuration to improve the transmission loss and isolation characteristics of a millimeter wave signal in a high frequency band and a wide bandwidth, and as a result, when applied to a millimeter wave radar or the like. The detection range can be increased.

【0015】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以下の間隔で配置された平行平板導
体間に、高周波発生素子から出力され周波数変調される
かまたはパルス化されたミリ波信号を伝搬させる第1の
誘電体線路と、該第1の誘電体線路の一端部に付設さ
れ、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周
期的に周波数変調するかまたはパルス化して送信用のミ
リ波信号として出力し前記第1の誘電体線路中を伝搬さ
せるミリ波信号発振部と、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前記第
1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円板の周
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
前記ミリ波信号を前記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
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前記第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、前記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、前記サーキュレータが上記本発
明のサーキュレータであることを特徴とする。
In the millimeter wave transceiver of the present invention, between the parallel plate conductors arranged at intervals equal to or smaller than ½ of the wavelength of the millimeter wave signal, the frequency is modulated by the high frequency generating element or pulsed. A first dielectric line for propagating the generated millimeter wave signal, and a high frequency signal output from the high frequency generating element, which is attached to one end of the first dielectric line, is periodically frequency-modulated or pulsed. Or a millimeter wave signal oscillating unit that converts the signal into a millimeter wave signal for transmission and propagates in the first dielectric line, and is disposed in close proximity to the first dielectric line so that one end side is electromagnetically coupled. A second dielectric line whose one end is joined to the first dielectric line and which propagates a part of the millimeter wave signal to the mixer side; and a ferrite disk arranged in parallel with the parallel plate conductor. Distribute at specified intervals on the periphery The millimeter-wave signal input from one of the connection parts, the first connection part, the second connection part, and the third connection part serving as input and output ends of the millimeter-wave signal. A circulator for outputting from another connecting portion that is adjacent clockwise or counterclockwise in the plane of the ferrite disk, wherein the first connecting portion is provided at an output end of the millimeter wave signal of the first dielectric line. Connected to the circulator, a third dielectric line which is connected to the second connection part of the circulator and which propagates the millimeter wave signal and has a transmitting antenna at the tip, a receiving antenna at the tip, and the like. A fourth dielectric line each having a mixer provided at its end and a third connection part of the circulator are connected to propagate the millimeter wave signal received and mixed by the transmitting antenna and to the tip part. A fifth dielectric line for attenuating the millimeter wave signal at the non-reflecting end portion, and a midway point of the second dielectric line and a midway point of the fourth dielectric line are close to each other and electromagnetically coupled. In a millimeter wave transceiver provided with a mixer unit that is formed by bonding or joining, and that generates an intermediate frequency signal by mixing a part of the millimeter wave signal and a received wave, the circulator is the circulator of the present invention. It is characterized by being.

【0016】本発明のミリ波送受信器は、上記の構成に
より、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の
伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、また
送信アンテナで受信したミリ波信号がミリ波信号発振部
へ混入することがなく、従ってミリ波レーダーモジュー
ルに適用した場合受信信号のノイズが低減し、ミリ波信
号の伝送特性に優れ、探知距離をさらに増大し得るもの
となる。
The millimeter wave transmitter / receiver of the present invention has the above-mentioned configuration to improve the transmission loss and isolation characteristics of the millimeter wave signal in a higher frequency band and a wider bandwidth, and to reduce the millimeter wave signal received by the transmitting antenna to millimeter wave. Therefore, when applied to a millimeter wave radar module, the noise of the received signal is reduced, the transmission characteristics of the millimeter wave signal are excellent, and the detection distance can be further increased.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明のNRDガイド用のサーキ
ュレータおよびミリ波送受信器としてのミリ波レーダー
モジュールについて以下に説明する。なお、本発明では
モードサプレッサと誘電体線路を区別して説明している
が、モードサプレッサも誘電体線路の1種である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A millimeter wave radar module as a circulator and a millimeter wave transceiver for an NRD guide of the present invention will be described below. In the present invention, the mode suppressor and the dielectric line are described separately, but the mode suppressor is also one type of the dielectric line.

【0018】図1は本発明のサーキュレータの斜視図で
あり、上下の平行平板導体は省略している。同図におい
て、4a,4b,4cは誘電体線路、1a,1b,1c
は各誘電体線路4a,4b,4cの先端部に設けられ、
LSEモードの電磁波を遮断するモードサプレッサであ
る。2a,2bは、モードサプレッサ1a,1b,1c
の先端が接続または係合され、周囲に誘電体線路4a,
4b,4cが120°の角度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、3はモード
サプレッサ1a,1b,1cの内部に配置され、Cu箔
等からなるチョーク型線路導体等の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1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3は、TEM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。
FIG. 1 is a perspective view of the circulator of the present invention, in which the upper and lower parallel plate conductors are omitted. In the figure, 4a, 4b and 4c are dielectric lines, 1a, 1b and 1c.
Is provided at the tip of each dielectric line 4a, 4b, 4c,
It is a mode suppressor that blocks electromagnetic waves in the LSE mode. 2a and 2b are mode suppressors 1a, 1b and 1c
Of the dielectric line 4a,
Two ferrite discs for circulators 4b and 4c arranged radially at an angular interval of 120 °, 3 are arranged inside the mode suppressors 1a, 1b and 1c, and are choke type line conductors made of Cu foil or the like. Of the strip line conductor, and blocks the LSE mode electromagnetic wave in which the electric field is in the direction (vertical direction in FIG. 1) perpendicular to the main surface of the parallel plate conductor. Further, the strip line conductor 3 is provided with a λ / 4 choke pattern for eliminating the TEM mode.

【0019】このサーキュレータでは、誘電体線路4a
中を伝搬してきた電磁波は、フェライト円板2a,2b
によって波面が反時計方向に回転され接続部5a,5b
を介して誘電体線路4bへ伝搬され、誘電体線路4cへ
は伝搬しない。同様に、誘電体線路4b中を伝搬してき
た電磁波は、接続部5b,5cを介して誘電体線路4c
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。なお、フェライト円板2a,2bの主面に略垂直
に印加される直流磁界のS極とN極の位置を逆にする
と、高周波信号の波面の回転方向も逆転することはいう
までもない。
In this circulator, the dielectric line 4a
The electromagnetic waves propagating in the ferrite disk 2a, 2b
The wavefront is rotated counterclockwise by the connecting portions 5a, 5b.
Is propagated to the dielectric line 4b via, and does not propagate to the dielectric line 4c. Similarly, the electromagnetic wave propagating through the dielectric line 4b passes through the connecting portions 5b and 5c and the dielectric line 4c.
Is propagated to. In this way, the propagation path of electromagnetic waves is converted. Needless to say, if the positions of the S pole and the N pole of the DC magnetic field applied substantially perpendicular to the main surfaces of the ferrite discs 2a and 2b are reversed, the rotation direction of the wavefront of the high frequency signal is also reversed.

【0020】なお、モードサプレッサ1a,1b,1c
には必ずしも誘電体線路4a,4b,4cを接続すると
は限らず、モードサプレッサ1a,1b,1cのいずれ
かにおいて、フェライト円板2a,2bとの反対側の先
端に別のフェライト円板が接続されてもよい。即ち、2
つのサーキュレータによってモードサプレッサ1a,1
b,1cのいずれかを挟むような構成の採り得る。ま
た、LSEモードの電磁波を遮断したりTEMモードを
除去する必要がない場合、モードサプレッサ1a,1
b,1cの代わりに誘電体線路を配置してもよい。
The mode suppressors 1a, 1b, 1c
Is not necessarily connected to the dielectric lines 4a, 4b, 4c, and in any of the mode suppressors 1a, 1b, 1c, another ferrite disk is connected to the tip opposite to the ferrite disks 2a, 2b. May be done. That is, 2
Mode suppressors 1a, 1 by two circulators
It is possible to adopt a configuration in which either b or 1c is sandwiched. If it is not necessary to block the LSE mode electromagnetic waves or remove the TEM mode, the mode suppressors 1a, 1
A dielectric line may be arranged instead of b and 1c.

【0021】本発明において、2枚の同一形状のフェラ
イト円板2a,2bは平行平板導体の内面に、その内面
にそれぞれ平行に同心状に対向させて設置される。この
フェライト円板2a,2bの厚さについては、自動車用
のミリ波レーダーで使用される77GHz帯域におい
て、比誘電率13のフェライトを使用した場合、フェラ
イト円板2a,2bの厚さは0.1〜0.5mmが良
い。0.1mm未満では、フェライト円板2a,2bの
強度が低下して取り扱いが困難になる。0.5mmを超
えると、通過帯域のずれを防ぐためにその直径を小さく
しなければならず、直径が小さくなるとサーキュレータ
のアイソレーションが劣化する。また、フェライト円板
2a,2bの直径は1〜4mmがよく、1mm未満では
サーキュレータのアイソレーションが劣化し、4mmを
超えると通過帯域がずれないようにその厚さを薄くする
必要があるが、厚さが0.1mm未満になり取り扱いが
困難になる。
In the present invention, two identically shaped ferrite discs 2a and 2b are installed on the inner surface of a parallel plate conductor so as to concentrically face each other in parallel to the inner surface. Regarding the thickness of the ferrite disks 2a and 2b, in the 77 GHz band used in the millimeter wave radar for automobiles, when ferrite having a relative dielectric constant of 13 is used, the thickness of the ferrite disks 2a and 2b is 0. 1 to 0.5 mm is preferable. If the thickness is less than 0.1 mm, the strength of the ferrite discs 2a and 2b is reduced and the handling becomes difficult. If it exceeds 0.5 mm, its diameter must be made small in order to prevent the shift of the pass band, and if the diameter becomes small, the isolation of the circulator deteriorates. Further, the diameter of the ferrite discs 2a, 2b is preferably 1 to 4 mm, and if it is less than 1 mm, the isolation of the circulator deteriorates, and if it exceeds 4 mm, it is necessary to reduce the thickness so that the pass band does not shift. The thickness is less than 0.1 mm, which makes handling difficult.

【0022】なお、フェライト円板2a,2bの主面に
対して、平行平板導体の外側から355500A/m程
度の直流磁界を印加する磁石、電磁石等を設けることに
より、フェライト円板2a,2bはサーキュレータとし
て機能する。
The ferrite disks 2a, 2b are provided with magnets, electromagnets, etc. for applying a DC magnetic field of about 355500 A / m from the outside of the parallel plate conductors to the main surfaces of the ferrite disks 2a, 2b. Functions as a circulator.

【0023】また本発明において、誘電体線路4a〜4
cは複数(図1では3本)がフェライト円板2a,2b
に対して略放射状に接続される。例えば、誘電体線路4
a〜4cは、それらの伝送路方向のなす角が120°の
等角度間隔で3本配置される。図1のものでは、誘電体
線路4aから誘電体線路4b、誘電体線路4bから誘電
体線路4c、誘電体線路4cから誘電体線路4aへの3
方向の変換が可能である。その他、90°間隔で4本、
60°間隔で6本等設けることもできる。
Further, in the present invention, the dielectric lines 4a to 4a
A plurality of c (three in FIG. 1) are ferrite discs 2a and 2b.
Are connected in a substantially radial manner. For example, the dielectric line 4
Three of a to 4c are arranged at equal angular intervals of 120 ° in the direction of their transmission paths. In the case of FIG. 1, 3 from the dielectric line 4a to the dielectric line 4b, from the dielectric line 4b to the dielectric line 4c, and from the dielectric line 4c to the dielectric line 4a.
It is possible to change the direction. In addition, four at 90 ° intervals,
It is also possible to provide six or the like at 60 ° intervals.

【0024】本発明では、2枚のフェライト円板2a,
2bの外径差が200μm以下であるとともにそれぞれ
の真円度が200μm以下であり、2枚のフェライト円
板2a,2bと複数の誘電体線路(図1ではモードサプ
レッサ1a〜1c)の一端との間隔がそれぞれ300μ
m以下である。
In the present invention, two ferrite discs 2a,
2b has an outer diameter difference of 200 μm or less and a circularity of 200 μm or less, and two ferrite disks 2a and 2b and one end of a plurality of dielectric lines (mode suppressors 1a to 1c in FIG. 1). Is 300μ each
m or less.

【0025】2枚のフェライト円板2a,2bの外径差
が200μmを超える場合、フェライト円板2a,2b
の中心が合致せずにそれらの側面が100μmを超えて
ずれるように動くため、安定したサーキュレータ特性
(通過周波数帯域幅、入出力反射特性、アイソレーショ
ン特性等)が得られない。例えば、外径差が200μm
以上のフェライト円板2a,2bの場合は、外径が大き
な方のフェライト円板によってモードサプレサー1a〜
1cの位置が容易に決定されるが、外径が小さな方のフ
ェライト円板がモードサプレッサ1a〜1cに衝突する
等して位置が動き、フェライト円板2a,2bの中心位
置が100μm以上容易にずれるため、安定したサーキ
ュレータ特性が得られない。外径差は、好ましくは50
μm以下、より好ましくは10μm以下、さらには1μ
m以下がよく、この場合2枚のフェライト円板2a,2
bの中心位置のズレが小さくなり、サーキュレータ特性
が安定する。
When the difference in outer diameter between the two ferrite discs 2a and 2b exceeds 200 μm, the ferrite discs 2a and 2b are
Since the centers of the two do not match and their side surfaces move so as to exceed 100 μm, stable circulator characteristics (pass frequency bandwidth, input / output reflection characteristics, isolation characteristics, etc.) cannot be obtained. For example, the outer diameter difference is 200μm
In the case of the above ferrite discs 2a and 2b, the mode suppressor 1a ...
Although the position of 1c is easily determined, the ferrite disk having the smaller outer diameter moves due to collision with the mode suppressors 1a to 1c, and the center position of the ferrite disks 2a and 2b is easily 100 μm or more. Because of the deviation, stable circulator characteristics cannot be obtained. The outer diameter difference is preferably 50
μm or less, more preferably 10 μm or less, further 1 μm
m or less is good, in this case two ferrite discs 2a, 2
The deviation of the center position of b becomes small, and the circulator characteristic becomes stable.

【0026】2枚のフェライト円板2a,2bのそれぞ
れの真円度が200μmを超えた場合、フェライト円板
2aの最大外径部とフェライト円板2bの最大外径部と
がずれると、フェライト円板2aまたはフェライト円板
2bがモードサプレッサ1a〜1cによって位置が固定
されず、フェライト円板2aまたはフェライト円板2b
が容易に動いてそれらの中心位置が100μmを超えて
ずれるため、安定したサーキュレータ特性が得られな
い。例えば、フェライト円板2aの最大外径部によって
モードサプレッサ1a〜1cの位置が決定される場合、
他方のフェライト円板2bとモードサプレッサ1a〜1
cとの接続部分にフェライト円板2bの最大外径部が位
置するとは限らない。その場合、フェライト円板2bは
モードサプレッサ1a〜1cによって位置が固定され
ず、フェライト円板2bの中心が100μmを超えてず
れることとなる。真円度は、好ましくは50μm以下、
より好ましくは10μm以下、さらには1μm以下がよ
く、この場合2枚のフェライト円板2a,2bの中心位
置のずれが小さくなり、サーキュレータ特性が安定す
る。
When the circularity of each of the two ferrite discs 2a and 2b exceeds 200 μm, if the maximum outer diameter portion of the ferrite disc 2a and the maximum outer diameter portion of the ferrite disc 2b deviate, the ferrite The position of the disk 2a or the ferrite disk 2b is not fixed by the mode suppressors 1a to 1c, and the ferrite disk 2a or the ferrite disk 2b is not fixed.
Move easily and their center positions deviate by more than 100 μm, so that stable circulator characteristics cannot be obtained. For example, when the positions of the mode suppressors 1a to 1c are determined by the maximum outer diameter portion of the ferrite disc 2a,
The other ferrite disk 2b and the mode suppressors 1a to 1
The maximum outer diameter portion of the ferrite disc 2b is not always located at the connecting portion with c. In that case, the position of the ferrite disk 2b is not fixed by the mode suppressors 1a to 1c, and the center of the ferrite disk 2b is displaced by more than 100 μm. The roundness is preferably 50 μm or less,
It is more preferably 10 μm or less, and further preferably 1 μm or less. In this case, the deviation of the center positions of the two ferrite discs 2a and 2b becomes small, and the circulator characteristic becomes stable.

【0027】なお、真円度とは、真円ではない円に接す
る同軸の内接円と外接円との直径方向の差を意味する。
The roundness means the difference in diameter between the coaxial inscribed circle and circumscribed circle that are in contact with a circle that is not a perfect circle.

【0028】さらに、2枚のフェライト円板2a,2b
とモードサプレッサ1a〜1cの一端との間隔はそれぞ
れ300μm以下である。この間隔は、図2に示すよう
に、フェライト円板2a,2bとモードサプレッサ1a
〜1cとの最小間隔Dである。
Further, two ferrite discs 2a and 2b are provided.
And the space between one end of each of the mode suppressors 1a to 1c is 300 μm or less. As shown in FIG. 2, the space between the ferrite disks 2a and 2b and the mode suppressor 1a is set to this interval.
It is the minimum distance D from 1c.

【0029】フェライト円板2a,2bの外径差が20
0μm以下であり、それぞれの真円度が200μm以下
であっても、モードサプレッサ1a〜1cのいずれかの
一端との間隔が300μmを超えると、電磁波の伝搬が
十分行われず、伝送損失となるばかりでなく、電磁波の
伝搬方向が所定方向へ変換されずアイソレーション特性
が低下する。また、間隔が大きいため、振動や衝撃によ
るフェライト円板2a,2bとモードサープレッサ1a
〜1cとの衝突が激しくなり、欠けや割れが発生し、信
頼性が低下する。上記間隔は、好ましくは50μm以
下、より好ましくは10μm以下、さらには1μm以下
がよく、この場合電磁波の伝搬方向が所定方向へ変換さ
れてアイソレーション特性に優れ、また信頼性の高いサ
ーキュレータとなる。
The outer diameter difference between the ferrite disks 2a and 2b is 20.
Even if the roundness is 0 μm or less and each roundness is 200 μm or less, if the distance from any one end of the mode suppressors 1a to 1c exceeds 300 μm, the electromagnetic wave is not sufficiently propagated, which causes a transmission loss. Not only that, the propagation direction of the electromagnetic wave is not converted to the predetermined direction, and the isolation characteristic is degraded. Also, since the space is large, the ferrite disks 2a and 2b and the mode suppressor 1a due to vibration or shock are
Collisions with ~ 1c become severe, chips and cracks occur, and reliability is lowered. The interval is preferably 50 μm or less, more preferably 10 μm or less, further preferably 1 μm or less. In this case, the propagation direction of the electromagnetic wave is converted to a predetermined direction, and the circulator has excellent isolation characteristics and high reliability.

【0030】本発明において、2枚のフェライト円板2
a,2bの間には、図9の誘電体スペーサ24等が配置
されていてもよい。この場合、誘電体スペーサ24は、
できるだけ比誘電率が小さく、誘電損失が小さいものが
好ましい。誘電体スペーサ24は図9のような円筒状の
もの、薄い板状の誘電体スペーサをモードサプレッサ1
a〜1cの先端の端面に貼り付けたもの、または図10
の段付き部34を誘電体スペーサとして用いても良い。
また、2枚のフェライト円板2a,2bの間には、誘電
体スペーサ24等が配置されず、空間となっていても良
い。この場合、誘電体スペーサ24等の厚さの変化によ
り、2枚のフェライト円板2a,2bで構成されるフェ
ライト共振器の共振周波数がずれ、サーキュレータの動
作周波数がずれるという不具合を解消できる。
In the present invention, two ferrite disks 2 are used.
The dielectric spacer 24 or the like in FIG. 9 may be arranged between a and 2b. In this case, the dielectric spacer 24 is
It is preferable that the dielectric constant is as small as possible and the dielectric loss is small. The dielectric spacer 24 has a cylindrical shape as shown in FIG. 9, and a thin plate-shaped dielectric spacer is used as the mode suppressor 1.
a to 1c attached to the end face of the tip, or FIG.
The stepped portion 34 may be used as a dielectric spacer.
Further, the dielectric spacer 24 or the like may not be arranged between the two ferrite discs 2a and 2b and may be a space. In this case, it is possible to solve the problem that the resonance frequency of the ferrite resonator composed of the two ferrite disks 2a and 2b is deviated due to the change in the thickness of the dielectric spacer 24 and the operating frequency of the circulator is deviated.

【0031】本発明において、誘電体線路4a〜4c、
モードサプレッサ1a〜1cの材料は、テフロン,ポリ
スチレン等の樹脂、または低比誘電率のコーディエライ
ト(2MgO・2Al23・5SiO2)セラミック
ス,アルミナ(Al23)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。
In the present invention, the dielectric lines 4a-4c,
The materials mode suppressor 1 a to 1 c, Teflon, resin such as polystyrene or a low dielectric constant of the cordierite, (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2) ceramics, alumina (Al 2 O 3) ceramic, glass ceramic etc. Ceramics are preferable, and they have low loss in the high frequency band.

【0032】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。
The high frequency band referred to in the present invention is several tens to one.
A microwave band and a millimeter wave band in the 00 GHz band are suitable, and a high frequency band of, for example, 30 GHz or more, particularly 50 GHz or more, and further 70 GHz or more is suitable.

【0033】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,Ag,Au,Pt,SUS(ステンレススチ
ール),真鍮(Cu−Zn合金)等の導体板、またはセ
ラミックス,樹脂等から成る絶縁板の表面に上記金属、
合金等の導体層を形成したものでもよい。
The parallel plate conductor for the NRD guide of the present invention is Cu, A in terms of high electric conductivity and workability.
1, Fe, Ag, Au, Pt, SUS (stainless steel), brass (Cu-Zn alloy), or other conductor plate, or an insulating plate made of ceramics, resin, or the like on the surface of the metal,
It may be formed of a conductor layer such as an alloy.

【0034】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ー等
に使用され、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混合
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。
The NRD guide of the present invention is used for a wireless LAN, a millimeter wave radar of an automobile, etc. by incorporating a high frequency diode such as a Gunn diode as a high frequency generating element. For example, for an obstacle around the automobile and other automobiles. By irradiating a millimeter wave, the reflected wave is mixed with the original millimeter wave to obtain an intermediate frequency signal, and by analyzing this intermediate frequency signal, the distance to obstacles and other vehicles, their moving speed, etc. are measured. it can.

【0035】かくして、本発明のNRDガイド用のサー
キュレータは、サーキュレータ特性が安定するととも
に、耐振動性、耐衝撃性に優れた信頼性の高いものとな
る。
Thus, the circulator for the NRD guide of the present invention has stable circulator characteristics, and is highly reliable in vibration resistance and impact resistance.

【0036】次に、本発明のミリ波送受信器としてのミ
リ波レーダーモジュールについて以下に説明する。図4
〜図7は本発明のミリ波レーダーモジュールを示し、図
4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5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6はミリ波信号発振部の斜視図、図7
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。
Next, a millimeter wave radar module as a millimeter wave transceiver of the present invention will be described below. Figure 4
7 shows a millimeter wave radar module of the present invention, FIG. 4 is a plan view of a transmission antenna and a reception antenna integrated, FIG. 5 is a plan view of a transmission antenna and a reception antenna independent, and FIG. 6 is a millimeter view. 7 is a perspective view of the wave signal oscillator.
FIG. 3 is a perspective view of a wiring board provided with a variable capacitance diode (varactor diode) for a millimeter wave signal oscillator.

【0037】図4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
端部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(高周波発生素子)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。
In FIG. 4, 51 is one parallel plate conductor (the other is omitted), 52 is a voltage control type millimeter wave signal oscillator provided at one end of the first dielectric line 53, and a bias is provided. The bias voltage of the variable capacitance diode arranged near the high frequency diode (high frequency generation element) of the first dielectric line 53 is periodically controlled so that the voltage application direction matches the electric field direction of the high frequency signal, and the triangular wave is generated. , A sine wave or the like is output as a millimeter wave signal for frequency modulation.

【0038】53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53,5
5,57にそれぞれ接続される第1,第2,第3の接続
部54a,54b,54cを有する、フェライト円板か
ら成る本発明のサーキュレータ、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設けられた送受信
アンテナである。
Reference numeral 53 is a first dielectric line for propagating a millimeter wave signal obtained by modulating a high frequency signal output from a high frequency diode such as a Gunn diode as a high frequency generating element. Reference numeral 54 is a first, a third and a third line. 4 dielectric lines 53, 5
The circulator of the present invention comprising a ferrite disk having first, second and third connecting portions 54a, 54b and 54c respectively connected to 5 and 57, and 55 to the second connecting portion 54b of the circulator 54. A third dielectric line that is connected and has a transmission / reception antenna 56 at its tip while propagating a millimeter wave signal, and 56 is a transmission / reception antenna provided by making the tip of the third dielectric line 55 tapered. Is.

【0039】なお、誘電体線路53,55,57のサー
キュレータ54側にはモードサプレッサが接続されてお
り、接続部54a,54b,54cはフェライト円板と
モードサプレッサとの接続部である。
A mode suppressor is connected to the circulator 54 side of the dielectric lines 53, 55 and 57, and the connecting portions 54a, 54b and 54c are connecting portions between the ferrite disk and the mode suppressor.

【0040】また、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。
The transmitting / receiving antenna 56 inputs / outputs a high-frequency signal through the through hole formed in the parallel plate conductor 51, and is installed on the outer surface of the parallel plate conductor 51 via a metal waveguide connected to the through hole. It may be a horn antenna or the like.

【0041】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の誘電体線路である。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かまたは接合させて成
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。
Numeral 57 is received by the transmitting / receiving antenna 56, propagates through the third dielectric line 55, and circulates.
The received wave output from the third connection portion 54c of the mixer 5
It is a fourth dielectric line propagated to the 9 side. 58 is disposed close to the first dielectric line 53 so that one end side is electromagnetically coupled, or one end is joined to the first dielectric line 53, and a part of the millimeter wave signal is propagated to the mixer 59 side. The second dielectric line 58a is a second dielectric line 58a.
It is a non-reflection end portion (terminator) provided at one end portion on the side opposite to the mixer 59. Also, in the figure, M1 is the second
The intermediate part of the dielectric line 58 and the intermediate part of the fourth dielectric line 57 are close to each other to be electromagnetically coupled or joined, and a part of the millimeter wave signal and the received wave are mixed to generate an intermediate frequency signal. This is the mixer section.

【0042】そして、これらの各種部品は、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以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられ
る。
These various parts are provided between parallel plate conductors arranged at intervals of the wavelength of the millimeter wave signal in air and not more than half the wavelength at the used frequency.

【0043】図4のものにおいて、第1の誘電体線路5
3の中途に、図7に示したものと同様に構成したスイッ
チを設けることで、ミリ波信号をパルス化することもで
きる。例えば、図7のように、配線基板88の一主面に
チョーク型バイアス供給線路90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。
In FIG. 4, the first dielectric line 5
By providing a switch having the same structure as that shown in FIG. 7 in the middle of 3, it is possible to pulse the millimeter wave signal. For example, as shown in FIG. 7, it is a switch in which a choke type bias supply line 90 is formed on one main surface of a wiring substrate 88, and a beam lead type PIN diode or a Schottky barrier diode soldered and mounted in the middle thereof. .

【0044】また、本発明のミリ波レーダーモジュール
について実施の形態の他の例として、送信アンテナと受
信アンテナを独立させた図5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の一端部に設けられた電圧
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。
As another example of the millimeter wave radar module of the present invention, there is a type shown in FIG. 5 in which the transmitting antenna and the receiving antenna are independent. In the figure, 61 is one parallel plate conductor (the other is omitted),
Reference numeral 62 denotes a voltage control type millimeter-wave signal oscillator provided at one end of the first dielectric line 63, and the first dielectric line 63 is arranged so that the bias voltage application direction matches the electric field direction of the high frequency signal. The bias voltage of the variable-capacitance diode arranged near the high-frequency diode is periodically controlled to generate a triangular wave, a sine wave, or the like, and the frequency-modulated millimeter-wave signal for transmission is output.

【0045】63は、高周波ダイオードから出力された
高周波信号が周波数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63,65,67にそれぞれ接続される第1,第
2,第3の接続部64a,64b,64cを有する、フ
ェライト円板から成る本発明のサーキュレータである。
65は、サーキュレータ64の第2の接続部64b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の先端をテーパー状等にすることによ
り設けられた送信アンテナである。67は、サーキュレ
ータ64の第3の接続部64c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。
Reference numeral 63 is a first dielectric line that propagates a millimeter wave signal in which the high frequency signal output from the high frequency diode is frequency modulated, and 64 is a first, third and fifth dielectric line 63, 65. , 67, respectively, having the first, second, and third connecting portions 64a, 64b, 64c, which is a circulator of the present invention made of a ferrite disk.
Reference numeral 65 is a third dielectric line which is connected to the second connection portion 64b of the circulator 64 and which propagates a millimeter wave signal and has a transmission antenna 66 at its tip portion.
Is a transmission antenna provided by making the tip of the dielectric line 65 of FIG. Reference numeral 67 is a fifth dielectric line which is connected to the third connecting portion 64c of the circulator 64 and has a reflection-free termination portion 67a for attenuating the millimeter wave signal for transmission provided at the tip.

【0046】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である。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である。
Further, 68 is disposed close to the first dielectric line 63 so that one end side is electromagnetically coupled, or one end is joined to the first dielectric line 63, and a part of the millimeter wave signal is mixed. A second dielectric line propagating to the 71 side, 68
Reference character a is a non-reflection end portion provided at one end portion of the second dielectric line 68 on the side opposite to the mixer 71. Reference numeral 69 is a fourth dielectric line that propagates the received wave received by the receiving antenna 70 to the mixer 71 side. In addition, M2 in the figure is
The middle part of the second dielectric line 68 and the middle part of the fourth dielectric line 69 are close to each other to be electromagnetically coupled or joined, and a part of the millimeter wave signal and the received wave are mixed to form an intermediate frequency. It is a mixer unit that generates a signal.

【0047】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。
The transmitting antenna 66 and the receiving antenna 70 allow a high frequency signal to be input or output through a through hole formed in the parallel plate conductor 61, and the parallel plate conductor 61.
It may be a horn antenna or the like installed on the outer surface of the metal via a metal waveguide connected to the through hole.

【0048】そして、これらの各種部品は、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以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられ
る。
These various components are provided between parallel plate conductors arranged at intervals of the wavelength of the millimeter wave signal in the air and not more than ½ of the wavelength at the working frequency.

【0049】図5において、第1の誘電体線路63の中
途に、図7に示したものと同様に構成したスイッチを設
けることで、ミリ波信号をパルス化することもできる。
例えば、図7のように、配線基板88の一主面にチョー
ク型バイアス供給線路90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。
In FIG. 5, a millimeter wave signal can be pulsed by providing a switch having the same structure as that shown in FIG. 7 in the middle of the first dielectric line 63.
For example, as shown in FIG. 7, it is a switch in which a choke type bias supply line 90 is formed on one main surface of a wiring substrate 88, and a beam lead type PIN diode or a Schottky barrier diode soldered and mounted in the middle thereof. .

【0050】図4,図5のミリ波レーダーモジュール用
のミリ波信号発振部52,62を図6,図7に示す。こ
れらの図において、82は、ガンダイオード83を設置
するための略直方体の金属ブロック等の金属部材、83
は、高周波信号(ミリ波信号)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である。84は、金属
部材82の一側面に設置され、ガンダイオード83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84aを形成した配線基板、85は、チョーク型
バイアス供給線路84aとガンダイオード83の上部導
体とを接続する金属箔リボン等の帯状導体である。86
は、誘電体の基体に共振用の金属ストリップ線路86a
を設けた金属ストリップ共振器、87は、金属ストリッ
プ共振器86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(第1の誘電体線路53,63
に相当)である。
Millimeter wave signal oscillators 52 and 62 for the millimeter wave radar module of FIGS. 4 and 5 are shown in FIGS. In these figures, 82 is a metal member such as a substantially rectangular parallelepiped metal block for installing the Gunn diode 83, and 83.
Is a Gunn diode which is a type of high frequency diode that oscillates a high frequency signal (millimeter wave signal). Reference numeral 84 is a wiring board which is installed on one side surface of the metal member 82 and which forms a choke type bias supply line 84a which functions as a low-pass filter that supplies a bias voltage to the Gunn diode 83 and prevents leakage of high frequency signals. It is a strip conductor such as a metal foil ribbon that connects the mold bias supply line 84a and the upper conductor of the Gunn diode 83. 86
Is a metallic strip line 86a for resonance on a dielectric substrate.
The metal strip resonator 87 is provided with a dielectric line (first dielectric line 53, 63) that guides the high frequency signal resonated by the metal strip resonator 86 to the outside of the millimeter wave signal oscillator.
Is equivalent to).

【0051】さらに、誘電体線路87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80を装荷した配線基板88
を設置している。バラクタダイオード80のバイアス電
圧印加方向は、誘電体線路87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)とされている。また、バラクタダイオード80のバ
イアス電圧印加方向は、誘電体線路87中を伝搬するL
SM01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80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80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、89は、バラクタ
ダイオード80と誘電体線路87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。
Further, in the middle of the dielectric line 87, a wiring board 88 loaded with a varactor diode 80, which is a type of variable capacitance diode and is a frequency modulation diode.
Has been installed. The bias voltage application direction of the varactor diode 80 is perpendicular to the propagation direction of the high frequency signal in the dielectric line 87 and parallel to the main surface of the parallel plate conductor (electric field direction). The bias voltage application direction of the varactor diode 80 is L which propagates in the dielectric line 87.
It matches the electric field direction of the high frequency signal of SM 01 mode,
As a result, the frequency of the high frequency signal can be controlled by electromagnetically coupling the high frequency signal and the varactor diode 80 and changing the electrostatic capacitance of the varactor diode 80 by controlling the bias voltage. Reference numeral 89 is a dielectric plate having a high relative permittivity for impedance matching between the varactor diode 80 and the dielectric line 87.

【0052】また図7に示すように、配線基板88の一
主面にはチョーク型バイアス供給線路90が形成され、
チョーク型バイアス供給線路90の中途にビームリード
タイプのバラクタダイオード80が配置される。チョー
ク型バイアス供給線路90のバラクタダイオード80と
の接続部には、接続用の電極81が形成されている。そ
して、ガンダイオード83から発振された高周波信号
は、金属ストリップ共振器86を通して誘電体線路87
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80部で反射されてガンダイオード83側へ戻
る。この反射信号がバラクタダイオード80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。
Further, as shown in FIG. 7, a choke type bias supply line 90 is formed on one main surface of the wiring substrate 88,
A beam lead type varactor diode 80 is arranged in the middle of the choke type bias supply line 90. An electrode 81 for connection is formed at the connection portion of the choke type bias supply line 90 with the varactor diode 80. The high frequency signal oscillated from the Gunn diode 83 passes through the metal strip resonator 86 and the dielectric line 87.
Be derived to. Next, a part of the high frequency signal is reflected by the varactor diode 80 and returns to the Gunn diode 83 side. This reflected signal changes with the change in the capacitance of the varactor diode 80, and the oscillation frequency changes.

【0053】また、図4,図5のミリ波レーダーモジュ
ールはFMCW(Frequency Modulation Continuous
Waves)方式であり、そ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MOD
IN端子に、電圧振幅の時間変化が三角波,正弦波等と
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,正弦波等
になるように偏移させる。そして、送受信アンテナ5
6,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59,71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。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(I
ntermediate Frequency)出力周波数,R:距離,f
m: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。
The millimeter wave radar modules shown in FIGS. 4 and 5 are FMCW (Frequency Modulation Continuous).
Waves) method, and its operating principle is as follows. MOD for inputting modulation signal of millimeter wave signal oscillator
An input signal whose voltage amplitude changes with time into a triangular wave, sine wave, etc. is input to the IN terminal, and the output signal is frequency-modulated,
The output frequency deviation of the millimeter wave signal oscillating section is shifted so that it becomes a triangular wave, a sine wave, or the like. And the transmitting / receiving antenna 5
6. When an output signal (transmission wave) is radiated from the transmission antenna 66, if a target is present in front of the transmission / reception antenna 56 and the transmission antenna 66, the reflected wave (reception wave) Waves) are coming back. At this time, IFOUT on the output side of the mixer 59, 71
The frequency difference between the transmitted wave and the received wave is output to the terminal. By analyzing frequency components such as the output frequency of the IFOUT terminal, Fif = 4R · fm · Δf / c (Fif: IF (I
ntermediate Frequency) output frequency, R: distance, f
The distance can be obtained from a relational expression of m: modulation frequency, Δf: frequency shift width, c: speed of light.

【0054】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84aおよび帯状導体85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。
In the millimeter wave signal oscillator of the present invention, the materials of the choke type bias supply line 84a and the strip conductor 85 are Cu, Al, Au, Ag, W, Ti, Ni and C.
It is made of r, Pd, Pt, or the like, and Cu and Ag are particularly preferable because they have good electric conductivity, small loss, and large oscillation output.

【0055】また、帯状導体85は金属部材82の表面
から所定間隔をあけて金属部材82と電磁結合してお
り、チョーク型バイアス供給線路84aとガンダイオー
ド83間に架け渡されている。即ち、帯状導体85の一
端はチョーク型バイアス供給線路84aの一端に半田付
け等により接続され、帯状導体85の他端はガンダイオ
ード83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85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。
The strip conductor 85 is electromagnetically coupled to the metal member 82 at a predetermined distance from the surface of the metal member 82, and is bridged between the choke type bias supply line 84a and the Gunn diode 83. That is, one end of the strip conductor 85 is connected to one end of the choke type bias supply line 84a by soldering or the like, and the other end of the strip conductor 85 is connected to the upper conductor of the Gunn diode 83 by soldering or the like. The middle part except the connection part of is in a state of floating in the air.

【0056】そして、金属部材82は、ガンダイオード
素子83の電気的な接地(アース)を兼ねているため金
属(合金を含む)であればよく、真鍮(黄銅:Cu−Z
n合金),Al,Cu,SUS,Ag,Au,Pt等か
ら成る。また金属部材82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。
Since the metal member 82 also serves as an electrical ground (earth) for the Gunn diode element 83, it may be made of metal (including alloy), brass (brass: Cu-Z).
n alloy), Al, Cu, SUS, Ag, Au, Pt and the like. The metal member 82 is a metal block entirely made of metal, a surface of an insulating substrate such as ceramics or plastic that is partially or partially metal-plated, or a surface of the insulating substrate is partially or entirely coated with a conductive resin material or the like. It may be one.

【0057】かくして、本発明のミリ波送受信器として
のミリ波レーダーモジュールは、図4のものでは、より
高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失お
よびアイソレーション特性が改善され、その結果ミリ波
レーダーに適用した場合にその探知距離を増大し得る。
また、図5のものでは、より高周波帯域および広い帯域
幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性
が改善され、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、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。
Thus, in the millimeter wave radar module as the millimeter wave transceiver of the present invention, the millimeter wave radar module shown in FIG. 4 has improved transmission loss and isolation characteristics of the millimeter wave signal in a higher frequency band and a wider bandwidth. When it is applied to a millimeter wave radar, its detection range can be increased.
Further, in the one shown in FIG. 5, the transmission loss and the isolation characteristic of the millimeter wave signal are improved in a higher frequency band and a wider bandwidth, and the millimeter wave signal for transmission is not mixed into the mixer through the circulator, As a result, the noise of the received signal is reduced, and the detection range of the millimeter wave radar can be further increased.

【0058】[0058]

【実施例】本発明のサーキュレータの実施例を以下に説
明する。
Embodiments of the circulator of the present invention will be described below.

【0059】本発明の図1のサーキュレータを以下のよ
うにして構成した。平行平板導体として厚さ6mmの2
枚のAl板を用い、下方の平行平板導体の内面で誘電体
線路4a〜4c、モードサプレッサ1a〜1cおよびフ
ェライト円板2aに相当する部分に、1液熱硬化型エポ
キシ樹脂から成る接着剤を厚さ50μmでスクリーン印
刷しておき、誘電体線路4a〜4c、モードサプレッサ
1a〜1cおよびフェライト円板2aをそれぞれ0.0
1MPa(メガパスカル)の圧力で押さえつけて、12
0℃で接着剤を硬化させた。
The circulator of FIG. 1 according to the present invention was constructed as follows. 2 as a parallel plate conductor with a thickness of 6 mm
An adhesive composed of a one-component thermosetting epoxy resin is used on the inner surfaces of the lower parallel plate conductors on a portion corresponding to the dielectric lines 4a to 4c, the mode suppressors 1a to 1c, and the ferrite disk 2a using a single Al plate. Screen printing is performed with a thickness of 50 μm, and the dielectric lines 4a to 4c, the mode suppressors 1a to 1c, and the ferrite disk 2a are each 0.0.
Press down with a pressure of 1 MPa (megapascal) for 12
The adhesive was cured at 0 ° C.

【0060】このとき、下側のフェライト円板2aは直
径2.01mm、真円度30μm、厚さ0.25mmで
あった。誘電体線路4a〜4cは、断面形状が1.8m
m(高さ)×0.8mm(幅)の長方形であり、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もの
とした。3本の誘電体線路4a〜4cのそれぞれの先端
に、比誘電率4.8のガラスセラミックから成るモード
サプレッサ1a〜1cを接続し、それらの先端が1枚の
フェライト円板2aに電磁的に接続されるとともに12
0°の等角度間隔で放射状に配置されるようにした。
At this time, the lower ferrite disk 2a had a diameter of 2.01 mm, a circularity of 30 μm and a thickness of 0.25 mm. The dielectric lines 4a to 4c have a sectional shape of 1.8 m.
It was a rectangle of m (height) × 0.8 mm (width), and was made of cordierite ceramics having a relative dielectric constant of 4.8. Mode suppressors 1a to 1c made of glass ceramic having a relative permittivity of 4.8 are connected to the respective tips of the three dielectric lines 4a to 4c, and the tips are electromagnetically coupled to one ferrite disk 2a. Connected with 12
It was arranged radially at equal angular intervals of 0 °.

【0061】なお、モードサプレッサ1a〜1cは、そ
れらの内部にλ/4チョークパターンが施されたCu箔
から成るストリップ線路導体3を配置することにより作
製した。また、モードサプレッサ1a〜1cの先端面の
中央部には、比誘電率4.8のコーディエライトセラミ
ックスから成る厚さ0.23mm、幅0.8mm、長さ
1.0〜1.3mmの板状の誘電体スペーサが予め接着
してあり、モードサプレッサ1a〜1cの先端面の上下
両端にはフェライト円板2a,2bの厚みに略相当する
0.25〜0.40mm程度の隙間を空けた。
The mode suppressors 1a to 1c were produced by arranging the strip line conductor 3 made of Cu foil having a λ / 4 choke pattern inside them. Further, in the central portion of the tip surfaces of the mode suppressors 1a to 1c, a thickness of 0.23 mm, a width of 0.8 mm, and a length of 1.0 to 1.3 mm made of cordierite ceramics having a relative dielectric constant of 4.8 are used. Plate-shaped dielectric spacers are adhered in advance, and a space of about 0.25 to 0.40 mm, which is approximately equivalent to the thickness of the ferrite disks 2a and 2b, is provided at the upper and lower ends of the tip surfaces of the mode suppressors 1a to 1c. It was

【0062】接着剤の硬化後、画像測定器{(株)ミツ
トヨ製の「QS−L200Z」}により、フェライト円
板2aとモードサプレッサ1a〜1cとの接続部の間隔
を測定した。間隔の測定は、モードサプレッサ1a〜1
cの接続部側の先端面の側辺と下側のフェライト円板2
aとの間の間隔を側方から測定することによって行っ
た。その結果、3つの接続部の間隔はそれぞれ1μm,
7μm,10μmであった。
After the adhesive was hardened, the distance between the connecting portions of the ferrite disk 2a and the mode suppressors 1a to 1c was measured by an image measuring device {"QS-L200Z" manufactured by Mitutoyo Corporation). The interval is measured by the mode suppressors 1a to 1
Ferrite disk 2 on the side of the tip surface on the connection side of c and on the lower side
It was done by measuring the distance from a from the side. As a result, the distance between the three connections is 1 μm,
It was 7 μm and 10 μm.

【0063】次に、厚みが0.25mmであり直径と真
円度が表1に示す通りであるフェライト円板2bを、モ
ードサプレッサ1a〜1cの上面とフェライト円板2b
の上面が揃うとともに、モードサプレッサ1a〜1cの
先端面に接着してある誘電体スペーサの上面およびモー
ドサプレッサ1a〜1cの先端面に接するようにして、
上方から落とし込んだ。上側のフェライト円板2bにつ
いて、フェライト円板2aと同様に画像測定器により測
定したところ、3つの接続部の間隔(エアギャップ)は
表1に示す通りであった。
Next, a ferrite disk 2b having a thickness of 0.25 mm and a diameter and a circularity as shown in Table 1 was formed on the upper surfaces of the mode suppressors 1a to 1c and the ferrite disk 2b.
Of the dielectric spacers adhered to the tip surfaces of the mode suppressors 1a to 1c and the tip surfaces of the mode suppressors 1a to 1c, respectively.
I dropped it from above. When the upper ferrite disc 2b was measured with an image measuring device in the same manner as the ferrite disc 2a, the intervals (air gaps) between the three connecting portions were as shown in Table 1.

【0064】[0064]

【表1】 [Table 1]

【0065】そして、直径12.5mm、深さ5mmの
円形の凹部を上面(外面)に形成した上側の平行平板導
体を、凹部とフェライト円板2a,2bとが同心状に位
置するようにして上方から固定し、凹部に355500
A/mの直流磁界を印加するための厚さ4.5mmで直
径12.5mmの円形の磁石を設置して、NRDガイド
用のサーキュレータを作製した。
Then, an upper parallel plate conductor having a circular recess having a diameter of 12.5 mm and a depth of 5 mm formed on the upper surface (outer surface) is arranged so that the recess and the ferrite disks 2a and 2b are concentrically located. Fix it from above and put it in the recess at 355500
A circular magnet having a thickness of 4.5 mm and a diameter of 12.5 mm for applying a DC magnetic field of A / m was installed to prepare a circulator for an NRD guide.

【0066】上記構成のサーキュレータについて、スペ
クトラムアナライザを用いて75〜79GHzの高周波
帯域で、高周波信号の透過特性|S21|と|S31|とを
測定して、その差(アイソレーション)をとった結果を
図3に示す。なお、図3において試料1〜5は表1の試
料1〜5に相当する。
With respect to the circulator having the above structure, the transmission characteristics | S 21 | and | S 31 | of the high frequency signal are measured in a high frequency band of 75 to 79 GHz using a spectrum analyzer, and the difference (isolation) is calculated. The results are shown in FIG. In addition, in FIG. 3, Samples 1 to 5 correspond to Samples 1 to 5 in Table 1.

【0067】図3より、本発明の試料1〜4は76.2
〜77GHzにおいてアイソレーションが−15dB以
下という優れた特性を示したが、比較例の試料5は−1
5dBより大きく、アイソレーション特性が悪かった。
From FIG. 3, Samples 1 to 4 of the present invention are 76.2.
It showed excellent characteristics that the isolation was -15 dB or less at ˜77 GHz, but the sample 5 of the comparative example had −1.
It was larger than 5 dB and the isolation characteristics were poor.

【0068】なお、本発明は上記実施の形態および実施
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なうことは何等差し支えな
い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明のサーキュレータは、ミリ波信号
の波長の2分の1以下の間隔で配置された平行平板導体
間に、平行平板導体の内面にそれぞれ平行に配設された
対向する2枚のフェライト円板が設置されているととも
に、2枚のフェライト円板の周縁部に一端が近接した複
数の誘電体線路が略放射状に配置されている非放射性誘
電体線路用のサーキュレータにおいて、2枚のフェライ
ト円板は、それらの外径差が200μm以下であるとと
もにそれぞれの真円度が200μm以下であり、複数の
誘電体線路の一端との間隔がそれぞれ300μm以下で
あることにより、2枚のフェライト円板の同心度のズレ
が小さくなり、2枚のフェライト円板と各誘電体線路と
の間の隙間が小さいため、通過周波数帯域幅、入出力反
射特性、アイソレーション特性が改善され、良好なサー
キュレータ特性が得られる。また、隙間が小さいため、
振動や衝撃によるフェライト円板と誘電体線路との衝突
の影響がが小さくなり、フェライト円板に割れや欠け等
が発生しにくくなり、信頼性の高いものが得られる。
According to the circulator of the present invention, two parallel plate conductors, which are arranged parallel to the inner surface of the parallel plate conductors, are provided between the parallel plate conductors arranged at intervals of ½ or less of the wavelength of the millimeter wave signal. A circulator for a non-radiative dielectric line, in which a plurality of ferrite discs are installed, and a plurality of dielectric lines whose one ends are close to each other are arranged substantially radially around the peripheral edges of the two ferrite discs. The two ferrite discs have an outer diameter difference of 200 μm or less, a circularity of 200 μm or less, and a distance from one end of the plurality of dielectric lines of 300 μm or less. Deviation of the concentricity of the ferrite disk is reduced, and the gap between the two ferrite disks and each dielectric line is small, the pass frequency bandwidth, the input / output reflection characteristics, and the isolation ® emission characteristics are improved, good circulator characteristics. Also, because the gap is small,
The influence of collision between the ferrite disk and the dielectric line due to vibration or shock is reduced, cracks and chips are less likely to occur in the ferrite disk, and a highly reliable product can be obtained.

【0070】本発明のサーキュレータを用いた送受信ア
ンテナを有するミリ波送受信器は、高周波帯域および広
い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーショ
ン特性が改善され、その結果ミリ波レーダー等に適用し
た場合にその探知距離を増大し得るものとなる。また、
本発明のサーキュレータを用いた送信アンテナと受信ア
ンテナが独立したミリ波送受信器は、より高周波帯域お
よび広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレ
ーション特性が改善され、また送信アンテナで受信した
ミリ波信号がミリ波信号発振部へ混入することがなく、
従ってミリ波レーダーモジュールに適用した場合受信信
号のノイズが低減し、ミリ波信号の伝送特性に優れ、探
知距離をさらに増大し得るものとなる。
A millimeter wave transceiver having a transmitting and receiving antenna using the circulator of the present invention has improved transmission loss and isolation characteristics of a millimeter wave signal in a high frequency band and a wide bandwidth, and as a result, is applied to a millimeter wave radar and the like. In that case, the detection distance can be increased. Also,
The millimeter wave transceiver using the circulator of the present invention, in which the transmitting antenna and the receiving antenna are independent, has improved transmission loss and isolation characteristics of the millimeter wave signal in a higher frequency band and a wider bandwidth, and has a millimeter wave received by the transmitting antenna. Wave signal does not mix into the millimeter wave signal oscillator,
Therefore, when applied to a millimeter wave radar module, the noise of the received signal is reduced, the transmission characteristics of the millimeter wave signal are excellent, and the detection distance can be further increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のサーキュレータについて実施の形態の
例を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of a circulator of the present invention.

【図2】図1のサーキュレータの要部拡大平面図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged plan view of a main part of the circulator shown in FIG.

【図3】本発明のサーキュレータおよび比較例のサーキ
ュレータについてアイソレーション特性を測定した結果
のグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the results of measuring isolation characteristics of the circulator of the present invention and the circulator of the comparative example.

【図4】本発明のミリ波レーダーモジュールについて実
施の形態の例を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing an example of an embodiment of a millimeter wave radar module of the present invention.

【図5】本発明のミリ波レーダーモジュールについて実
施の形態の他の例を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing another example of the embodiment of the millimeter wave radar module of the present invention.

【図6】本発明のミリ波レーダーモジュール用のミリ波
信号発振部を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a millimeter wave signal oscillator for the millimeter wave radar module of the present invention.

【図7】図6のミリ波信号発振部用のバラクタダイオー
ドを設けた配線基板の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a wiring board provided with a varactor diode for the millimeter wave signal oscillator of FIG.

【図8】従来のNRDガイドの基本構成を示し、内部を
一部透視したものの斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a basic configuration of a conventional NRD guide and partially seeing through the inside.

【図9】従来のサーキュレータの斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a conventional circulator.

【図10】従来のサーキュレータの他の例を示す斜視図
である。
FIG. 10 is a perspective view showing another example of a conventional circulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,1c:モードサプレッサ 2a,2b:フェライト円板 4a,4b,4c:誘電体線路 5a,5b,5c:接続部 1a, 1b, 1c: Mode suppressor 2a, 2b: Ferrite disk 4a, 4b, 4c: Dielectric line 5a, 5b, 5c: Connection part

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ミリ波信号の波長の2分の1以下の間隔
で配置された平行平板導体間に、該平行平板導体の内面
にそれぞれ平行に配設された対向する2枚のフェライト
円板が設置されているとともに、該2枚のフェライト円
板の周縁部に一端が近接した複数の誘電体線路が略放射
状に配置されている非放射性誘電体線路用のサーキュレ
ータにおいて、前記2枚のフェライト円板は、それらの
外径差が200μm以下であるとともにそれぞれの真円
度が200μm以下であり、前記複数の誘電体線路の一
端との間隔がそれぞれ300μm以下であることを特徴
とする非放射性誘電体線路用のサーキュレータ。
1. Between two parallel flat plate conductors arranged at intervals equal to or smaller than ½ of the wavelength of a millimeter wave signal, and two opposing ferrite discs arranged in parallel to the inner surfaces of the parallel flat plate conductors. Is provided, and a plurality of dielectric lines whose one ends are close to the peripheral edges of the two ferrite discs are arranged substantially radially. The discs have an outer diameter difference of 200 μm or less, a circularity of 200 μm or less, and a distance from one end of each of the plurality of dielectric lines of 300 μm or less. Circulator for dielectric line.
【請求項2】 ミリ波信号の波長の2分の1以下の間隔
で配置された平行平板導体間に、 高周波発生素子から出力され周波数変調またはパルス化
されたミリ波信号を伝搬させる第1の誘電体線路と、 該第1の誘電体線路の一端部に付設され、前記高周波発
生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調
するかまたはパルス化して送信用のミリ波信号として出
力し前記第1の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発
振部と、 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前記第1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円板の
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前記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前記第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前記第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、 前記サーキュレータが請求項1記載のサーキュレータで
あることを特徴とするミリ波送受信器。
2. A first wave-propagating millimeter-wave signal output from a high-frequency generating element, which is output from a high-frequency generating element, is propagated between parallel plate conductors arranged at intervals of ½ or less of a wavelength of the millimeter-wave signal. A dielectric line and a high-frequency signal output from the high-frequency generating element, which is attached to one end of the first dielectric line, is periodically frequency-modulated or pulsed to output as a millimeter-wave signal for transmission. A millimeter wave signal oscillator that propagates in the first dielectric line, and one end side of the first dielectric line are arranged close to each other so as to be electromagnetically coupled, or one end of the first dielectric line is joined to the first dielectric line. And a second dielectric line for propagating a part of the millimeter-wave signal to the mixer side, and a ferrite disk arranged in parallel with the parallel plate conductor, arranged at predetermined intervals on the peripheral edge of each of the ferrite plates, and Millimeter wave signal It has a first connecting portion, a second connecting portion and a third connecting portion which are output terminals, and rotates the millimeter wave signal inputted from one of the connecting portions in a plane of the ferrite disk. Alternatively, a circulator that outputs from another adjacent counter-clockwise connection portion, the circulator having the first connection portion connected to the output terminal of the millimeter wave signal of the first dielectric line, and the circulator. And a third dielectric line that is connected to the second connection part of the above and that propagates the millimeter-wave signal and that has a transmission / reception antenna at the tip part, and propagates through the third dielectric line that is received by the transmission / reception antenna. A fourth dielectric line for propagating the received wave output from the third connection part of the circulator to the mixer side; a midway point of the second dielectric line line and a midway point of the fourth dielectric line line. Close A millimeter wave transceiver provided with a mixer section for electromagnetically coupling or joining the millimeter wave signals and mixing a part of a millimeter wave signal with a received wave to generate an intermediate frequency signal, wherein the circulator is the circulator. A millimeter wave transmitter / receiver, which is the circulator described.
【請求項3】 ミリ波信号の波長の2分の1以下の間隔
で配置された平行平板導体間に、 高周波発生素子から出力され周波数変調されるかまたは
パルス化されたミリ波信号を伝搬させる第1の誘電体線
路と、 該第1の誘電体線路の一端部に付設され、前記高周波発
生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調
するかまたはパルス化して送信用のミリ波信号として出
力し前記第1の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発
振部と、 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前記第1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円板の
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前記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前記第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、前記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、 前記サーキュレータが請求項1記載のサーキュレータで
あることを特徴とするミリ波送受信器。
3. A millimeter-wave signal output from a high-frequency generator and frequency-modulated or pulsed is propagated between parallel plate conductors arranged at intervals of ½ or less of the wavelength of the millimeter-wave signal. A first dielectric line, and a millimeter wave signal for transmission, which is attached to one end of the first dielectric line and periodically frequency-modulates or pulses the high-frequency signal output from the high-frequency generating element. And a millimeter-wave signal oscillating section that outputs as a signal and propagates in the first dielectric line, and is arranged in proximity to the first dielectric line so that one end side is electromagnetically coupled or to the first dielectric line. A second dielectric line having one end joined to propagate a part of the millimeter wave signal to the mixer side, and arranged at a predetermined interval on a peripheral edge of a ferrite disk arranged in parallel with the parallel plate conductor. And each of the above In the plane of the ferrite disk, the millimeter-wave signal input from one of the connecting portions has a first connecting portion, a second connecting portion, and a third connecting portion which are used as signal input / output terminals. A circulator for outputting from another connection portion that is clockwise or counterclockwise adjacent to each other, wherein the first connection portion is connected to the output end of the millimeter wave signal of the first dielectric line, A third dielectric line which is connected to the second connection part of the circulator and which propagates the millimeter wave signal and has a transmitting antenna at the tip, a receiving antenna at the tip, and a mixer at the other end. The fourth dielectric line provided is connected to the third connection part of the circulator, propagates the millimeter wave signal received and mixed by the transmission antenna, and is forwarded by a non-reflection terminal part provided at the tip part. The fifth dielectric line for attenuating a millimeter wave signal and the middle of the second dielectric line and the middle of the fourth dielectric line are close to each other to be electromagnetically coupled or bonded to each other. A millimeter wave transceiver provided with a mixer section for mixing a part of a millimeter wave signal and a received wave to generate an intermediate frequency signal, wherein the circulator is the circulator according to claim 1. Wave transceiver.
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