JP2005311970A - High-frequency transmitting-receiving device and radar apparatus provided with it, radar apparatus mounting vehivle, and radar apparatus mounting small ship - Google Patents
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Description
本発明は、例えば車両や小型船舶等に搭載されるレーダ装置としてのミリ波レーダモジュールやミリ波無線通信機等に使用される高周波送受信器に関するものであり、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信され、これが高周波信号の送受信に悪影響を及ぼすことが抑制される高周波送受信器に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency transmitter / receiver used in a millimeter-wave radar module, a millimeter-wave wireless communication device, or the like as a radar device mounted on a vehicle or a small ship, for example, and transmits when the modulator is in an off state. The present invention relates to a high-frequency transmitter / receiver in which a part of a trusted high-frequency signal is transmitted as an unnecessary signal, and an adverse effect on the transmission / reception of the high-frequency signal is suppressed.
また、本発明は、その高周波送受信器を具備するレーダ装置ならびにそのレーダ装置を備えたレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶に関するものである。 The present invention also relates to a radar device including the high-frequency transmitter / receiver, a radar device-equipped vehicle including the radar device, and a radar device-equipped small vessel.
従来から、ミリ波レーダモジュールやミリ波無線通信機等への応用が期待される高周波送受信器の方式として、例えば、特許文献1に開示されているようなパルス変調方式が提案されている。
Conventionally, for example, a pulse modulation method disclosed in
このパルス変調方式の従来の高周波送受信器は、図10に模式的なブロック回路図で示すように、例えば、高周波信号を発生させる高周波発振器61と、この高周波発振器61の出力端側に接続された、その高周波信号を分岐して一方の出力端62bと他方の出力端62cとに出力する分岐器62と、分岐器62の一方の出力端62b側に接続された、その高周波信号の一部をパルス変調し、送信用の高周波信号として出力するパルス変調器63と、第1,第2および第3の端子64a,64b,64cを有し、パルス変調器63の出力端63aに第1の端子64aが接続された、第1の端子64aから入力された高周波信号を第2の端子64bに出力し、第2の端子64bから入力された高周波信号を第3の端子64cに出力するサーキュレータ64と、サーキュレータ64の第2の端子64bに接続された送受信アンテナ65と、分岐器62の他方の出力端62cとサーキュレータ64の第3の端子64cとの間に接続された、分岐器62の他方の出力端62cに出力されたローカル信号LOとしての高周波信号と送受信アンテナ65で受信した高周波信号RFとを混合して中間周波信号を出力するミキサー66とから構成されるようなものである。
As shown in the schematic block circuit diagram of FIG. 10, the conventional high-frequency transmitter / receiver of this pulse modulation system is connected to, for example, a high-
また、このようなパルス変調方式を採用した従来の高周波送受信器の例としては、その他にも、特許文献2〜特許文献4に開示されているようなものがある。
In addition, examples of conventional high-frequency transceivers adopting such a pulse modulation method include those disclosed in
また、従来のレーダ装置およびそれを搭載したレーダ装置搭載車両の例は、例えば、特許文献5に開示されている。
しかしながら、特許文献1〜特許文献4に開示されている構成では、いずれも、図10に示すように、ローカル信号LOの一部が、ミキサー66で反射した後、サーキュレータ64の第3の端子64cから第1の端子64aに漏洩し、さらにこの漏洩した高周波信号がオフ状態にあるパルス変調器63で全反射して不要な高周波信号として送受信アンテナ65から送信されてしまい、これにより、パルス変調器63がオン状態にある時とオフ状態にある時とに送受信アンテナ65から送信されるそれぞれの送信用高周波信号の強度の比であるオン/オフ比が低下し、送受信性能が低下するという問題点があった。すなわち、このような不要な高周波信号が送信されると、本来受信すべき高周波信号RFに、不要な高周波信号が混入してしまって、受信すべき高周波信号RFの一部が正しく受信できなくなるという問題点があった。
However, in all the configurations disclosed in
また、このような高周波送受信器を用いたレーダ装置では、遠くの探知対象物で反射した強度の弱い高周波信号が、パルス変調器63がオフ状態にある時に送信された、ノイズである高周波信号に埋もれてしまうことにより、探知できる範囲が狭かったり、誤探知が起こりやすいために探知対象物の探知が遅れたりすることがあるという問題点があった。
In a radar apparatus using such a high-frequency transmitter / receiver, a low-frequency high-frequency signal reflected by a far object to be detected is converted to a high-frequency signal that is noise that is transmitted when the
また、このようなレーダ装置を搭載した車両や小型船舶では、探知対象物をレーダ装置で探知することによってその情報に基づいて回避や制動等の適切な挙動をとることが行なわれているが、探知対象物の探知が遅れるために、その探知の後にそれら車両や小型船舶に急激な挙動を起こさせてしまうことがあるという問題点があった。 Further, in vehicles and small ships equipped with such a radar device, it is performed to detect an object to be detected by the radar device and take appropriate behavior such as avoidance and braking based on the information, Since the detection of the object to be detected is delayed, there is a problem that the vehicle or the small ship may be caused to suddenly behave after the detection.
本発明は以上のような従来の技術における改善が望まれる問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、簡単な構成で、パルス変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることにより、送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器を提供することにある。 The present invention has been devised to solve the above-described problems that are desired to be improved in the prior art. The object of the present invention is to provide a high-frequency signal for transmission when the pulse modulator is in an off state with a simple configuration. To provide a high-performance high-frequency transmitter / receiver capable of improving transmission / reception performance by suppressing a part of a signal from being transmitted as an unnecessary signal and increasing an on / off ratio of a transmission output. is there.
また、本発明の他の目的は、そのような高性能な高周波送受信器を具備するレーダ装置ならびにそのレーダ装置を備えたレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a radar apparatus equipped with such a high-performance high-frequency transmitter / receiver, a radar apparatus-equipped vehicle equipped with the radar apparatus, and a radar apparatus-equipped small ship.
本発明者らは、ミキサーの2つの入力端子間のアイソレーションが、オフ状態での変調器のアイソレーションに比べて通常は小さくなる傾向にあるため、このような問題が起こりやすくなることを突き止めた。そして、変調器およびミキサーが特性上このようであっても、分岐器と変調器との間もしくはミキサー側の分岐器と変調器との間の線路長または分岐器の分岐比を適切に設定すれば、このような問題を簡単に解決することができることを見出した。なお、ミキサーの2つの入力端子間のアイソレーションが上記のような傾向となる理由としては、ミキサーの2つの入力端子間のアイソレーションはミキサーに流すバイアス電流等の動作条件に依存しており、必ずしも、ミキサーの受信特性が最良となるミキサーの動作条件においてミキサーの2つの入力端子間のアイソレーション特性が最良とはならないためである。 The present inventors have found that such a problem is likely to occur because the isolation between the two input terminals of the mixer tends to be usually smaller than the isolation of the modulator in the off state. It was. Even if the modulator and the mixer are characteristic in this way, the line length between the branching device and the modulator or between the branching device on the mixer side and the modulator or the branching ratio of the branching device should be set appropriately. It was found that such a problem can be solved easily. The reason why the isolation between the two input terminals of the mixer tends to be as described above is that the isolation between the two input terminals of the mixer depends on operating conditions such as a bias current flowing through the mixer. This is because the isolation characteristic between the two input terminals of the mixer is not necessarily the best under the operation condition of the mixer in which the reception characteristic of the mixer is the best.
本発明の第1の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、磁性体の周囲に第1の端子,第2の端子および第3の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記変調器の出力が前記第1の端子に入力されるサーキュレータと、このサーキュレータの前記第2の端子に接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第3の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記分岐器と前記変調器との間の線路長もしくは前記ミキサー側の前記分岐器と前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をWa2、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定したことを特徴とするものである。 A first high-frequency transmitter / receiver of the present invention includes a high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal, and a branching device that is connected to the high-frequency oscillator and branches the high-frequency signal and outputs it to one output end and the other output end. A modulator connected to the one output end and modulating a high-frequency signal branched to the one output end and outputting a transmission high-frequency signal; a first terminal around the magnetic body; A circulator in which the output of the modulator is input to the first terminal, and a high-frequency signal input from one terminal in this order is output from an adjacent next terminal. The transmitting / receiving antenna connected to the second terminal of the circulator and the other output terminal connected between the other output terminal of the branching device and the third terminal of the circulator are branched. High frequency signal A mixer that mixes a high-frequency signal received by the transmission / reception antenna and outputs an intermediate frequency signal; a line length between the branching device and the modulator or the branching device on the mixer side; The line length between the modulator and the high-frequency signal that passes through the modulator in the off state is Wa 2 , and the output of the modulator passes through the mixer and the circulator from the other output end of the branching unit. transmitted to the end, a high-frequency signal reflected by the output of said modulator and Wb 2, the phase difference at the center frequency of these Wa 2 and Wb 2 is taken as δ, δ = (2N + 1 ) · π ( However, N is an integer.).
本発明の第2の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、磁性体の周囲に第1の端子,第2の端子および第3の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記変調器の出力が前記第1の端子に入力されるサーキュレータと、このサーキュレータの前記第2の端子に接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第3の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記分岐器の前記一方の出力端に出力される高周波信号をWa1、その強度をPa1、前記分岐器の前記他方の出力端に出力される高周波信号をWb1、その強度をPb1とし、前記分岐器の分岐比をR=Pb1/Pa1(ただし、Rは0以上の実数である。)としたときに、前記分岐器の分岐比RをR<1と設定したことを特徴とするものである。 A second high-frequency transmitter / receiver of the present invention includes a high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal, and a branching device that is connected to the high-frequency oscillator and branches the high-frequency signal and outputs it to one output end and the other output end. A modulator connected to the one output end and modulating a high-frequency signal branched to the one output end and outputting a transmission high-frequency signal; a first terminal around the magnetic body; A circulator in which the output of the modulator is input to the first terminal, and a high-frequency signal input from one terminal in this order is output from an adjacent next terminal. The transmitting / receiving antenna connected to the second terminal of the circulator and the other output terminal connected between the other output terminal of the branching device and the third terminal of the circulator are branched. High frequency signal Has and a mixer for outputting the intermediate frequency signal by mixing the radio frequency signal received by the transmitting and receiving antenna, a high frequency signal to be output to the one output end of the divider Wa 1, the intensity Pa 1 , the high-frequency signal output to the other output terminal of the branching unit is Wb 1 , the intensity is Pb 1, and the branching ratio of the branching unit is R = Pb 1 / Pa 1 (where R is 0 or more) It is a real number), and the branching ratio R of the branching device is set to R <1.
また、本発明の第2の高周波送受信器は、上記構成において、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号の透過係数をA1、前記ミキサーの2つの入力端子間を透過する高周波信号の透過係数をB1、前記サーキュレータの前記第3の端子と前記第1の端子との間を透過する高周波信号の透過係数をB2、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号の反射係数をB3としたときに、分岐比RをR=A1/(B1・B2・B3)となるように設定したことを特徴とするものである。
The second high-frequency transmitter / receiver of the present invention, in the above-described configuration, has a transmission coefficient of a high-frequency signal that passes through the modulator in the off state as A 1 and a high-frequency signal that passes between two input terminals of the mixer. B 1 is the transmission coefficient, B 2 is the transmission coefficient of the high-frequency signal transmitted between the third terminal and the first terminal of the circulator, and the reflection coefficient of the high-frequency signal is reflected at the output end of the modulator. the when the B 3, is characterized in that setting the branching ratio R so that R = a 1 / (B 1 ·
また、本発明の第2の高周波送受信器は、上記各構成において、前記分岐器の前記一方の出力端と前記変調器との間の線路長もしくは前記分岐器の前記他方の出力端と前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通った前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をWa2、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定したことを特徴とするものである。 The second high-frequency transmitter / receiver according to the present invention includes a line length between the one output terminal of the branching device and the modulator or the other output terminal of the branching device and the mixer in each of the above configurations. And the length of the line between the modulator that has passed through the circulator, the high-frequency signal that passes through the modulator in the off state, Wa 2 , and the mixer and the circulator from the other output end of the branching device. transmitted to the output terminal of the modulator Te, the high-frequency signal reflected by the output of the modulator and Wb 2, when the phase difference was [delta] at the center frequency of these Wa 2 and Wb 2, [delta] = (2N + 1) · π (where N is an integer).
本発明の第3の高周波送受信器は、磁性体の周囲に第1の端子と第2の端子と第3の端子とを有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する他の端子より出力する第1および第2のサーキュレータと、前記第1のサーキュレータの前記第1の端子に接続された高周波信号を発生する高周波発振器と、前記第1のサーキュレータの前記第2の端子と前記第2のサーキュレータの前記第1の端子との間に接続された、パルス信号に応じて前記高周波信号を前記第2のサーキュレータ側に送信用として透過させるかまたは前記第1のサーキュレータ側に反射する変調器と、前記第2のサーキュレータの前記第2の端子に接続された送受信アンテナと、前記第1のサーキュレータの前記第3の端子と前記第2のサーキュレータの前記第3の端子との間に接続された、前記変調器で反射されて前記第1のサーキュレータの前記第3の端子から入力される前記高周波信号と前記送受信アンテナで受信されて前記第2のサーキュレータの前記第3の端子から入力される高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をWa、前記第1のサーキュレータの前記第3の端子から前記ミキサーおよび前記第2のサーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定したことを特徴とするものである。 A third high-frequency transmitter / receiver according to the present invention has a first terminal, a second terminal, and a third terminal around a magnetic body, and adjacently receives a high-frequency signal input from one terminal in this order. First and second circulators that output from the first terminal, a high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal connected to the first terminal of the first circulator, and the second terminal of the first circulator; The high-frequency signal connected to the first terminal of the second circulator is transmitted to the second circulator side for transmission according to a pulse signal or reflected to the first circulator side. A transmitting / receiving antenna connected to the second terminal of the second circulator, the third terminal of the first circulator, and the second circulator The high-frequency signal that is reflected by the modulator and input from the third terminal of the first circulator and received by the transmission / reception antenna and connected to the terminal of the second circulator A mixer that mixes a high-frequency signal input from the third terminal and outputs an intermediate-frequency signal, Wa is the high-frequency signal that passes through the modulator in the off state, and the first circulator A high-frequency signal transmitted from the third terminal to the output end of the modulator through the mixer and the second circulator and reflected from the output end of the modulator is defined as Wb, and Wa and Wb Is set such that δ = (2N + 1) · π (where N is an integer), where δ is the phase difference at the center frequency.
また、本発明の第3の高周波送受信器は、上記構成において、前記第1のサーキュレータと前記ミキサーとの間に減衰器もしくは可変減衰器を設けたことを特徴とするものである。 The third high-frequency transmitter / receiver of the present invention is characterized in that, in the above configuration, an attenuator or a variable attenuator is provided between the first circulator and the mixer.
本発明のレーダ装置は、上記各構成の本発明の第1,第2および第3のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することを特徴とするものである。 A radar apparatus according to the present invention processes any one of the first, second, and third high-frequency transmitters / receivers of the present invention having the above-described configuration, and processes the intermediate frequency signal output from the high-frequency transmitter / receiver to detect the object. And a distance information detector for detecting distance information up to.
本発明のレーダ装置搭載車両は、上記構成の本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするものである。 The radar device-equipped vehicle of the present invention includes the radar device of the present invention having the above-described configuration, and is characterized in that this radar device is used for detection of an object to be detected.
本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、上記構成の本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするものである。 A small ship equipped with a radar apparatus according to the present invention includes the radar apparatus according to the present invention having the above-described configuration, and is characterized in that this radar apparatus is used for detection of a detection target.
本発明の第1の高周波送受信器によれば、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、磁性体の周囲に第1の端子,第2の端子および第3の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記変調器の出力が前記第1の端子に入力されるサーキュレータと、このサーキュレータの前記第2の端子に接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第3の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記分岐器と前記変調器との間の線路長もしくは前記ミキサー側の前記分岐器と前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をWa2、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定したことから、変調器の出力端とサーキュレータとの間においてこれらWa2とWb2とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。 According to the first high-frequency transceiver of the present invention, a high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal and the high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator are branched and output to one output end and the other output end. A branching device, a modulator connected to the one output end, modulating a high-frequency signal branched to the one output end, and outputting a high-frequency signal for transmission; a first terminal around the magnetic body; A circulator having a second terminal and a third terminal and outputting a high-frequency signal inputted from one terminal in this order from an adjacent next terminal, wherein the output of the modulator is inputted to the first terminal A transmitting / receiving antenna connected to the second terminal of the circulator, and the other output terminal connected between the other output terminal of the branching device and the third terminal of the circulator. Branched high lap A mixer that mixes a signal and a high-frequency signal received by the transmission / reception antenna and outputs an intermediate frequency signal, a line length between the branching device and the modulator, or the branching device on the mixer side The high-frequency signal that passes through the modulator in the off state is Wa 2 , the line length between the modulator and the modulator is Wa 2 , the other output end of the branching unit is passed through the mixer and the circulator, and the modulator transmitted to the output terminal, a high-frequency signal reflected by the output of said modulator and Wb 2, when the phase difference was [delta] at the center frequency of these Wa 2 and Wb 2, δ = (2N + 1) · [pi (however, N is the integers.) since the set such that, are multiplexed by these Wa 2 and Wb 2 and antiphase between the output terminal and the circulator of the modulator, hit each other High-performance high-frequency that can improve transmission and reception performance by suppressing the transmission of a part of the high-frequency signal for transmission as an unnecessary signal when the modulator is in the off state because it attenuates effectively It becomes a transceiver.
本発明の第2の高周波送受信器によれば、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、磁性体の周囲に第1の端子,第2の端子および第3の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記変調器の出力が前記第1の端子に入力されるサーキュレータと、このサーキュレータの前記第2の端子に接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第3の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記分岐器の前記一方の出力端に出力される高周波信号をWa1、その強度をPa1、前記分岐器の前記他方の出力端に出力される高周波信号をWb1、その強度をPb1とし、前記分岐器の分岐比をR=Pb1/Pa1(ただし、Rは0以上の実数である。)としたときに、前記分岐器の分岐比RをR<1と設定したことから、ミキサーの2つの入力端子間のアイソレーションが、オフ状態の変調器のアイソレーションに比べて小さくても、分岐器が、一方の出力端側よりも他方の出力端側に小さい強度の高周波信号を出力し、ミキサーおよびサーキュレータを通って変調器の出力端に透過する高周波信号の強度を小さくするため、ミキサー側からサーキュレータを通って変調器の出力端で反射する高周波信号の強度を小さくすることができる。また、この高周波信号の強度を、オフ状態にある変調器を透過する高周波信号の強度と同程度に近づけることができるため、これらの高周波信号を干渉させて互いに減衰させることができる。このように動作するので、簡単な構成で、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。 According to the second high-frequency transceiver of the present invention, a high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal and the high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator are branched and output to one output end and the other output end. A branching device, a modulator connected to the one output end, modulating a high-frequency signal branched to the one output end, and outputting a high-frequency signal for transmission; a first terminal around the magnetic body; A circulator having a second terminal and a third terminal and outputting a high-frequency signal inputted from one terminal in this order from an adjacent next terminal, wherein the output of the modulator is inputted to the first terminal A transmitting / receiving antenna connected to the second terminal of the circulator, and the other output terminal connected between the other output terminal of the branching device and the third terminal of the circulator. Branched high lap Signal has and a mixer for outputting the intermediate frequency signal by mixing the radio frequency signal received by the receiving antenna, Wa 1 a high-frequency signal to be output to the one output end of the divider, the intensity Is Pa 1 , the high-frequency signal output to the other output terminal of the branching unit is Wb 1 , its intensity is Pb 1, and the branching ratio of the branching unit is R = Pb 1 / Pa 1 (where R is 0) Since the branching ratio R of the branching device is set to R <1, the isolation between the two input terminals of the mixer becomes the isolation of the modulator in the off state. Even if it is smaller, the branching unit outputs a high-frequency signal with a smaller intensity to the other output end side than the one output end side, and passes through the mixer and circulator to the output end of the modulator. The In order to make it small, the intensity of the high-frequency signal reflected from the mixer side through the circulator and reflected at the output end of the modulator can be reduced. Further, since the strength of the high-frequency signal can be made close to the strength of the high-frequency signal transmitted through the modulator in the off state, these high-frequency signals can be interfered with each other and attenuated. Since it operates in this way, it has a simple configuration and can improve the transmission / reception performance by suppressing the transmission of a part of the high-frequency signal for transmission as an unnecessary signal when the modulator is in the off state. It becomes a high frequency transceiver.
また、本発明の第2の高周波送受信器によれば、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号の透過係数をA1、前記ミキサーの2つの入力端子間を透過する高周波信号の透過係数をB1、前記サーキュレータの前記第3の端子と前記第1の端子との間を透過する高周波信号の透過係数をB2、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号の反射係数をB3としたときに、分岐比RをR=A1/(B1・B2・B3)となるように設定したときには、ミキサー側からサーキュレータを通って変調器の出力端で反射する高周波信号の強度と、オフ状態にある変調器を透過する高周波信号の強度とをほぼ同じにすることができるため、これらの高周波信号を効果的に干渉させて互いに減衰させることができるので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。
Further, according to the second high-frequency transceiver of the present invention, the transmission coefficient of the high-frequency signal transmitted through the modulator in the off state is A 1 , and the transmission coefficient of the high-frequency signal transmitted between the two input terminals of the mixer B 1 , B 2 is the transmission coefficient of the high-frequency signal transmitted between the third terminal and the first terminal of the circulator, and B is the reflection coefficient of the high-frequency signal reflected at the output end of the modulator. when 3 was, the branching ratio R when set to be R = a 1 / (B 1 ·
また、本発明の第2の高周波送受信器によれば、前記分岐器の前記一方の出力端と前記変調器との間の線路長もしくは前記分岐器の前記他方の出力端と前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通った前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をWa2、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定したときには、変調器の出力端とサーキュレータとの間においてこれらWa2とWb2とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って最も効果的に減衰するので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに効果的に抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。 According to the second high-frequency transmitter / receiver of the present invention, a line length between the one output end of the branching device and the modulator, or the other output end of the branching device, the mixer, and the circulator. The line length between the modulator and the modulator that has passed through is Wa 2 , the high-frequency signal that passes through the modulator in the off state, Wa 2 , and the modulation from the other output end of the splitter through the mixer and the circulator transmitted to the output end of the vessel, a high-frequency signal reflected by the output of said modulator and Wb 2, when the phase difference was [delta] at the center frequency of these Wa 2 and Wb 2, δ = (2N + 1 ) · Π (where N is an integer), Wa 2 and Wb 2 are combined in opposite phases between the output end of the modulator and the circulator. Since it is most effectively attenuated by canceling out, it is possible to further effectively prevent a part of the high-frequency signal for transmission from being transmitted as an unnecessary signal when the modulator is in the off state, thereby improving transmission / reception performance. It becomes a high-performance high-frequency transceiver that can
本発明の第3の高周波送受信器によれば、磁性体の周囲に第1の端子と第2の端子と第3の端子とを有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する他の端子より出力する第1および第2のサーキュレータと、前記第1のサーキュレータの前記第1の端子に接続された高周波信号を発生する高周波発振器と、前記第1のサーキュレータの前記第2の端子と前記第2のサーキュレータの前記第1の端子との間に接続された、パルス信号に応じて前記高周波信号を前記第2のサーキュレータ側に送信用として透過させるかまたは前記第1のサーキュレータ側に反射する変調器と、前記第2のサーキュレータの前記第2の端子に接続された送受信アンテナと、前記第1のサーキュレータの前記第3の端子と前記第2のサーキュレータの前記第3の端子との間に接続された、前記変調器で反射されて前記第1のサーキュレータの前記第3の端子から入力される前記高周波信号と前記送受信アンテナで受信されて前記第2のサーキュレータの前記第3の端子から入力される高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をWa、前記第1のサーキュレータの前記第3の端子から前記ミキサーおよび前記第2のサーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定したことから、変調器の出力端と第2のサーキュレータとの間においてこれらWaとWbとが逆位相で合波され、これらWaおよびWbが互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して送受信性能を高くすることができる。また、第1のサーキュレータと変調器とが共同して、変調器が送信用高周波信号を出力している間にはローカル信号をミキサーに入力しないように動作するため、その送信用高周波信号の一部が第2のサーキュレータのアイソレーションの不足等により第2のサーキュレータの第1の端子から第3の端子に漏洩しても、ミキサーがその漏洩した高周波信号に対応する中間周波信号をほとんど出力しないように動作するので、受信性能を高くすることができる。このように、送信系の改善に加えて、受信系も改善された高性能な高周波送受信器となる。 According to the third high-frequency transceiver of the present invention, the first terminal, the second terminal, and the third terminal are provided around the magnetic body, and the high-frequency signals input from one terminal in this order are adjacent to each other. First and second circulators that output from other terminals, a high-frequency oscillator that generates a high-frequency signal connected to the first terminal of the first circulator, and the second circulator of the first circulator The high-frequency signal connected between the terminal and the first terminal of the second circulator is transmitted for transmission to the second circulator side in response to a pulse signal, or the first circulator side A modulator that reflects to the second circulator, a transmission / reception antenna connected to the second terminal of the second circulator, the third terminal of the first circulator, and the second circulator The second high frequency signal connected between the third terminal and reflected by the modulator and input from the third terminal of the first circulator is received by the transmission / reception antenna and received by the second antenna. A mixer that mixes a high-frequency signal input from the third terminal of the circulator and outputs an intermediate-frequency signal, wherein Wa is the high-frequency signal that passes through the modulator in the off state, and A high-frequency signal transmitted from the third terminal of the circulator to the output end of the modulator through the mixer and the second circulator and reflected at the output end of the modulator is defined as Wb. Since δ = (2N + 1) · π (where N is an integer), where δ is the phase difference at the center frequency with respect to Wb, the output terminal of the modulator These Wa and Wb are combined in antiphase with the second circulator, and these Wa and Wb cancel each other and effectively attenuate, so that when the modulator is in the OFF state, Transmission / reception performance can be improved by suppressing transmission of a part of the signal as an unnecessary signal. Further, since the first circulator and the modulator work together so that the local signal is not input to the mixer while the modulator outputs the transmission high-frequency signal, one of the transmission high-frequency signals is output. Even if the part leaks from the first terminal of the second circulator to the third terminal due to insufficient isolation of the second circulator, the mixer outputs almost no intermediate frequency signal corresponding to the leaked high frequency signal Thus, the reception performance can be increased. As described above, in addition to the improvement of the transmission system, the reception system is also improved and becomes a high-performance high-frequency transceiver.
また、本発明の第3の高周波送受信器によれば、前記第1のサーキュレータと前記ミキサーとの間に減衰器もしくは可変減衰器を設けたときには、ミキサーの2つの入力端子間のアイソレーションがオフ状態の変調器のアイソレーションに比べて小さくなっていたとしても、減衰器もしくは可変減衰器がミキサーおよび第2のサーキュレータを通って変調器の出力端に透過する高周波信号の強度を小さくするため、ミキサー側から第2のサーキュレータを通って変調器の出力端で反射する高周波信号の強度を小さくすることができる。また、この高周波信号の強度を、オフ状態にある変調器を透過する高周波信号の強度と同程度に近づけることができるため、これらの高周波信号をより効果的に逆位相で干渉させて互いに減衰させることができる。このように動作するので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。 According to the third high-frequency transceiver of the present invention, when an attenuator or a variable attenuator is provided between the first circulator and the mixer, the isolation between the two input terminals of the mixer is turned off. In order to reduce the intensity of the high frequency signal that the attenuator or variable attenuator passes through the mixer and the second circulator to the output end of the modulator, even if it is smaller than the isolation of the modulator in the state, The intensity of the high-frequency signal reflected from the mixer side through the second circulator and reflected at the output end of the modulator can be reduced. Moreover, since the intensity of the high-frequency signal can be brought close to that of the high-frequency signal transmitted through the modulator in the off state, these high-frequency signals are more effectively caused to interfere with each other in the opposite phase and attenuate each other. be able to. Since it operates in this way, a high-performance high-frequency transmitter / receiver that can further suppress the transmission of a part of the high-frequency signal for transmission as an unnecessary signal when the modulator is in an off state and improve the transmission / reception performance. It becomes.
以上のように、本発明の高周波送受信器によれば、上記各構成により、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制することができ、簡単な構成で送受信性能を高くすることができ、従って送信出力のオン/オフ比を高くすることができるものとなる。 As described above, according to the high frequency transmitter / receiver of the present invention, it is possible to suppress a part of the transmission high frequency signal from being transmitted as an unnecessary signal when the modulator is in the off state by the above-described configurations. Thus, the transmission / reception performance can be increased with a simple configuration, and therefore the on / off ratio of the transmission output can be increased.
また、本発明のレーダ装置によれば、上記各構成の本発明の第1,第2および第3のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することから、高周波送受信器が送信出力のオン/オフ比の高い良好な高周波信号を送信するため、速く確実に探知対象物を探知することができるとともに至近距離や遠方の探知対象物をも確実に探知することができるレーダ装置となる。 Further, according to the radar apparatus of the present invention, the first, second and third high frequency transmitter / receiver of the present invention having the above-described configuration and the intermediate frequency signal output from the high frequency transmitter / receiver are processed. And a distance information detector for detecting distance information to the detection target, so that the high-frequency transmitter / receiver transmits a good high-frequency signal with a high on / off ratio of the transmission output. And a radar apparatus capable of reliably detecting a detection object at a short distance or a long distance.
また、本発明のレーダ装置搭載車両によれば、上記構成の本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることから、レーダ装置が速く確実に探知対象物である他の車両や障害物等を探知することができるため、例えばそれらを回避するための急激な挙動を車両に起こさせることなく、車両の適切な制御や運転者への適切な警告をすることができるレーダ装置搭載車両となる。 Further, according to the vehicle equipped with the radar apparatus of the present invention, the radar apparatus of the present invention having the above-described configuration is provided, and this radar apparatus is used for detection of the detection object. Vehicle, obstacles, etc. can be detected, for example, without causing the vehicle to take a sudden action to avoid them, appropriate control of the vehicle and appropriate warning to the driver can be made The vehicle is equipped with a radar device.
また、本発明のレーダ装置搭載小型船舶によれば、上記構成の本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることから、レーダ装置が速く確実に探知対象物である他の小型船舶障害物等を探知することができるため、例えばそれらを回避するための急激な挙動を小型船舶に起こさせることなく、小型船舶の適切な制御や操縦者への適切な警告をすることができるレーダ装置搭載小型船舶となる。 Further, according to the small ship equipped with the radar device of the present invention, the radar device of the present invention having the above-described configuration is provided, and the radar device is used for detection of the detection object. Since other small vessel obstacles can be detected, for example, appropriate control of small vessels and appropriate warnings to the operator are made without causing the small vessels to take a sudden action to avoid them. It becomes a small ship equipped with a radar device.
まず、本発明の第1,第2および第3の高周波送受信器について、ミリ波帯の高周波信号を送受信する高周波送受信器を例にとって、図面を参照しつつ、以下に詳細に説明する。 First, the first, second, and third high-frequency transceivers of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings, taking as an example a high-frequency transceiver that transmits and receives millimeter-wave band high-frequency signals.
図1および図2は、それぞれ本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図および平面図である。また、図3は本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図である。また、図4および図5は、それぞれ本発明の第3の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図および平面図である。 FIG. 1 and FIG. 2 are a schematic block circuit diagram and a plan view, respectively, showing an example of an embodiment of a first high-frequency transceiver according to the present invention. FIG. 3 is a schematic block circuit diagram showing an example of an embodiment of the second high-frequency transceiver of the present invention. FIGS. 4 and 5 are a schematic block circuit diagram and a plan view, respectively, showing an example of an embodiment of the third high-frequency transceiver according to the present invention.
図1〜図5において、1は高周波発振器としてのミリ波発振器、2は分岐器、2’は、第1のサーキュレータ、3は変調器としてのパルス変調器、4はサーキュレータ(図4,図5に示す本発明の第3の高周波送受信器の実施の形態の例においては第2のサーキュレータ)、5は送受信アンテナ、6はミキサー、2aは入力端、2bは一方の出力端、2cは他方の出力端、3aは入力端、3bは出力端、2’a,4aは第1の端子、2’b,4bは第2の端子、2’c,4cは第3の端子、11は平板導体、14,15はフェライト板、16,46は第1の誘電体線路、17,47は第2の誘電体線路、18,48は第3の誘電体線路、19,49は第4の誘電体線路、20,50は第5の誘電体線路、21,51は第6の誘電体線路、22は無反射終端器、14a,15aは第1の接続部、14b,15bは第2の接続部、14c,15cは第3の接続部、30は非放射性誘電体線路型のパルス変調器3またはミキサー6に用いられる基板、31は基板30の表面に形成されたチョーク型バイアス供給線路、32はチョーク型バイアス供給線路31の途中の途切れた部位に形成された接続端子、33は高周波変調用素子としてのダイオード、34は高周波検波用素子としてのダイオードである。
1 to 5, 1 is a millimeter wave oscillator as a high frequency oscillator, 2 is a branching device, 2 'is a first circulator, 3 is a pulse modulator as a modulator, and 4 is a circulator (FIGS. 4 and 5). (Second circulator in the example of the embodiment of the third high-frequency transmitter / receiver of the present invention) Output terminal, 3a is an input terminal, 3b is an output terminal, 2'a and 4a are first terminals, 2'b and 4b are second terminals, 2'c and 4c are third terminals, and 11 is a flat conductor. 14, 15 are ferrite plates, 16, 46 are first dielectric lines, 17, 47 are second dielectric lines, 18, 48 are third dielectric lines, and 19, 49 are fourth dielectric bodies.
また、図4に示すブロック回路図において、I1はミキサー6の一方の入力端子であって、送受信アンテナ5で受信したミリ波信号RF_Sを入力するための入力端子(ミキサー6のRF側の入力端子)であり、I2はミキサー6の他方の入力端子であって、ローカル信号LOを入力するための入力端子(ミキサー6のローカル側の入力端子)である。ここで、ローカル信号LOとは、ミリ波発振器1で出力させてミリ波レーダ内部でミキサー6に入力するミリ波信号である。なお、入力端子I1側をRF側、入力端子I2側をローカル(LO)側としている。
In the block circuit diagram shown in FIG. 4, I 1 is one input terminal of the
また、図4に示すブロック回路図において、RF_Nは、パルス変調器3によってパルス化された送信用のミリ波信号の一部がミキサー6の一方の入力端子I1側へパルス状の不要なミリ波信号として漏洩する際のそのミリ波信号を示しており、RF_Sは、送受信アンテナ5または受信アンテナ10で受信し、ミキサー6の一方の入力端子I1へ入力される受信すべきミリ波信号を示している。
In the block circuit diagram shown in FIG. 4, RF_N is an unnecessary millimeter in which a part of the millimeter wave signal for transmission pulsed by the
また、LOは、ミリ波発振器1から出力されて第1のサーキュレータ2’を透過し、ミキサー6の他方の入力端子I2に入力されるローカル信号としてのミリ波信号を示している。
LO represents a millimeter wave signal as a local signal output from the
また、IF_OUTは、ミキサー6の出力端子から出力される中間周波信号であり、ミキサー6の入力端子I1に入力されたミリ波信号(ミリ波信号RF_SおよびRF_N)とミキサー6のローカル側の入力端子I2に入力されたミリ波信号(ローカル信号LO)とを混合して、ミキサー6の出力端子から出力される中間周波信号を示している。
IF_OUT is an intermediate frequency signal output from the output terminal of the
本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の一例は、図1にブロック回路図で示すように、ミリ波信号を発生するミリ波発振器1と、このミリ波発振器1に接続された、ミリ波信号を分岐して一方の出力端2bと他方の出力端2cとに出力する分岐器2と、一方の出力端2bに接続された、この一方の出力端2bに分岐されたミリ波信号を変調して送信用ミリ波信号を出力するパルス変調器3と、磁性体の周囲に第1の端子4a,第2の端子4bおよび第3の端子4cを有し、この順に一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する次の端子より出力する、パルス変調器3の出力が第1の端子4aに入力されるサーキュレータ4と、このサーキュレータ4の第2の端子4bに接続された送受信アンテナ5と、分岐器2の他方の出力端2cとサーキュレータ4の第3の端子4cとの間に接続された、他方の出力端2cに分岐されたミリ波信号と送受信アンテナ5で受信したミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6とを具備しており、分岐器2とパルス変調器3との間の線路長もしくはミキサー6側の分岐器2とパルス変調器3との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号をWa2、分岐器2の他方の出力端2cからミキサー6およびサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定した構成である。
An example of an embodiment of a first high-frequency transceiver according to the present invention includes a millimeter-
また、図1に示す本発明の第1の高周波送受信器は、上記各構成要素間を接続するための高周波用伝送線路として、非放射性誘電体線路(NonRadiative Dielectric Waveguide、以下、NRDガイドともいう。)を用いている。この非放射性誘電体線路の基本的な構成は、図6に部分破断斜視図で示すように、所定の間隔aをもって平行に配置された平板導体11,12間に、断面が矩形状の誘電体線路13を、間隔aをミリ波信号の波長λに対してa≦λ/2として配置したものである。これにより、外部から誘電体線路13へのノイズの侵入をなくし、かつ外部へのミリ波信号の放射をなくして、誘電体線路13中によりミリ波信号をほとんど損失なく伝搬させることができる。なお、波長λは使用周波数における空気中(自由空間)でのミリ波信号の波長である。
The first high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in FIG. 1 is also referred to as a non-radiative dielectric line (hereinafter referred to as an NRD guide) as a high-frequency transmission line for connecting the above components. ) Is used. As shown in a partially broken perspective view in FIG. 6, the basic configuration of this non-radiative dielectric line is a dielectric having a rectangular cross section between
すなわち、図1に示す本発明の第1の高周波送受信器は、具体的には、図2に平面図で示すように、ミリ波信号の波長の2分の1以下の間隔で平行に配置された平板導体11(他方の平板導体は図示していない。)間に、第1の誘電体線路16の一端が接続された、高周波ダイオードから出力されたミリ波信号を周波数変調するとともにミリ波信号として第1の誘電体線路16を伝搬させて出力するミリ波発振器1と、第1の誘電体線路16の他端に接続された、そのミリ波信号をパルス信号に応じて入力端3a側に反射するかまたは出力端3b側に透過させるパルス変調器3と、パルス変調器3の出力端3bに一端が接続された第2の誘電体線路17と、平板導体11に平行に配設されたフェライト板15の周縁部に、それぞれミリ波信号の入出力端子とされた第1の端子15a,第2の端子15bおよび第3の端子15cを有し、この順に、一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する次の端子より出力する、第1の端子15aが第2の誘電体線路17の他端に接続されたサーキュレータ4と、サーキュレータ4のフェライト板15の周縁部に放射状に配置され、かつ第2の端子15bおよび第3の端子15cにそれぞれの一端が接続された第3の誘電体線路18および第4の誘電体線路19と、第3の誘電体線路18の他端に接続された送受信アンテナ5と、中途を第1の誘電体線路16の中途に近接もしくは接合させた、第1の誘電体線路16を伝搬するミリ波信号の一部を分岐して伝搬させる第5の誘電体線路20と、第5の誘電体線路20のミリ波発振器1側の一端に接続された無反射終端器22と、第4の誘電体線路19の他端と第5の誘電体線路20の他端との間に接続された、第5の誘電体線路20から入力されるミリ波信号と送受信アンテナ5で受信してサーキュレータ4から入力されるミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6とを具備しており、第1の誘電体線路16と第5の誘電体線路20とを近接もしくは接合させた部分(この部分が分岐器2を構成している。)から第1の誘電体線路16の他端までの線路長(分岐器2とパルス変調器3との間の線路長に相当する。)もしくは第1の誘電体線路16と第5の誘電体線路20とを近接もしくは接合させた部分から第5の誘電体線路20の他端までの線路長と第4の誘電体線路19の線路長と第2の誘電体線路17の線路長との合計の線路長(ミキサー6側の分岐器2とパルス変調器3との間の線路長に相当する。)を、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号をWa2、第1の誘電体線路16と第5の誘電体線路20とを近接もしくは接合させた部分の第5の誘電体線路20からミキサー6,第4の誘電体線路19およびサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・πとなるように設定している。なお、前述のように、第1の誘電体線路16および第5の誘電体線路20は、それらの近接部もしくは接合部において分岐器2を構成している。
That is, the first high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in FIG. 1 is specifically arranged in parallel at an interval of 1/2 or less of the wavelength of the millimeter wave signal, as shown in a plan view in FIG. One end of the first
なお、図2において、第1の端子15a,第2の端子15b,第3の端子15cは、それぞれ図1における第1の端子4a,第2の端子4b,第3の端子4cに対応している。
In FIG. 2, the
この構成において、パルス変調器3は、図7に斜視図で示すように、基板30の表面に形成されたチョーク型バイアス供給線路31の途中の途切れた部位に形成された接続端子32に高周波変調用素子としてのダイオード33を接続したパルス変調部を、第1の誘電体線路16と第2の誘電体線路17との間に、第1の誘電体線路16から出力されるミリ波信号がダイオード33に入射するように挿入している。この構成において、高周波変調用素子としてのダイオード33には、PINダイオードを用いればよい。
In this configuration, as shown in a perspective view in FIG. 7, the
なお、本発明の高周波送受信器におけるパルス変調器3には、このような透過形のパルス変調器が好適である。また、透過型のパルス変調器の代わりに、高周波信号を透過させたり反射したりすることができる半導体スイッチやMEMS(Micro Electro Mechanical System:微小電気機械システム)スイッチ等のスイッチを用いてもよい。
Note that such a transmission type pulse modulator is suitable for the
また、ミキサー6は、図8に斜視図で示すように、2つの基板30のそれぞれの表面に形成されたチョーク型バイアス供給線路31の途中の途切れた部位に形成された接続端子32に高周波検波用素子としてのダイオード34を接続したミリ波検波部を、第4の誘電体線路19および第5の誘電体線路20のそれぞれに、第4の誘電体線路19および第5の誘電体線路20のそれぞれから出力されたミリ波信号が各ダイオード34に入射するように接続し、かつ第4の誘電体線路19と第5の誘電体線路20とが電磁結合するように、第4の誘電体線路19の中途と第5の誘電体線路20の中途とを近接させるかまたは接合させている。この構成において、高周波検波用素子としてのダイオード34には、ショットキバリアダイオードを用いればよい。
Further, as shown in a perspective view in FIG. 8, the
また、位相差δがδ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定するには、第1の誘電体線路16の線路長を長くする分だけ第2の誘電体線路17の線路長を短くするか、または第1の誘電体線路16の線路長を短くする分だけ第2の誘電体線路17の線路長を長くすればよい。このようにすれば、パルス変調器3を除く他の回路要素の配置を変えなくてもよくなり、このような調整を容易にすることができる。なお、この場合において、第1の誘電体線路16と第5の誘電体線路20とを近接もしくは接合させた部分(分岐器2を構成する部分)の位置は変えないようにする。
In order to set the phase difference δ to be δ = (2N + 1) · π (where N is an integer), the second
以上のように構成された図1および図2に示す本発明の第1の高周波送受信器は、従来の高周波送受信器と同様に動作する。しかしながら、その際、分岐器2とパルス変調器3との間の線路長もしくはミキサー6側の分岐器2とパルス変調器3との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号をWa2、分岐器2の他方の出力端2cからミキサー6およびサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・πとなるように設定したため、パルス変調器3の出力端3bとサーキュレータ4との間においてこれらWa2とWb2とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、パルス変調器3がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
The first high frequency transmitter / receiver of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 configured as described above operates in the same manner as a conventional high frequency transmitter / receiver. However, at that time, the line length between the branching
次に、本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の一例は、図3に示すように、ミリ波信号を発生するミリ波発振器1と、このミリ波発振器1に接続された、ミリ波信号を分岐して一方の出力端2bと他方の出力端2cとに出力する分岐器2と、一方の出力端2bに接続された、この一方の出力端2bに分岐されたミリ波信号を変調して送信用ミリ波信号を出力するパルス変調器3と、磁性体の周囲に第1の端子4a,第2の端子4bおよび第3の端子4cを有し、この順に一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する次の端子より出力する、パルス変調器3の出力が第1の端子4aに入力されるサーキュレータ4と、このサーキュレータ4の第2の端子4bに接続された送受信アンテナ5と、分岐器2の他方の出力端2cとサーキュレータ4の第3の端子4cとの間に接続された、他方の出力端2cに分岐されたミリ波信号と送受信アンテナ5で受信したミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6とを具備しており、分岐器2の一方の出力端2bに出力されるミリ波信号をWa1、その強度をPa1(単位:ワット)、分岐器2の他方の出力端2cに出力されるミリ波信号をWb1、その強度をPb1(単位:ワット)とし、分岐器2の分岐比をR=Pb1/Pa1(ただし、Rは0以上の実数である。)としたときに、分岐器2の分岐比RをR<1とした構成である。
Next, as shown in FIG. 3, an example of an embodiment of the second high-frequency transceiver according to the present invention includes a millimeter-
また、上記構成において、好ましくは、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号の透過係数をA1、ミキサー6の2つの入力端子間を透過するミリ波信号の透過係数をB1、サーキュレータ4の第3の端子4cと第1の端子4aとの間を透過するミリ波信号の透過係数をB2、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号の反射係数をB3とそれぞれしたときに、分岐比RをR=A1/(B1・B2・B3)となるように設定するとよい。
In the above configuration, preferably, the transmission coefficient of the millimeter wave signal that passes through the
また、上記構成において、好ましくは、分岐器2とパルス変調器3との間の線路長もしくはミキサー6側の分岐器2とパルス変調器3との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号をWa2、分岐器2の他方の出力端2cからミキサー6およびサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定するとよい。
Further, in the above configuration, preferably, the line length between the branching
また、図3に示す本発明の第2の高周波送受信器は、図2に平面図で示す本発明の第1の高周波送受信器の例と同様に、上記各構成要素間を接続するための高周波用伝送線路として、非放射性誘電体線路を用いている。 Further, the second high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in FIG. 3 is a high-frequency for connecting the above-described components as in the example of the first high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in the plan view of FIG. A non-radiative dielectric line is used as a transmission line for use.
すなわち、図3に示す本発明の第2の高周波送受信器では、図2に示す本発明の第1の高周波送受信器に対して、第1の誘電体線路16の他端に出力されるミリ波信号をWa1、その強度をPa1(単位:ワット)、第5の誘電体線路20の他端に出力されるミリ波信号をWb1、その強度をPb1(単位:ワット)としたときに、例えば、第1の誘電体線路16および第5の誘電体線路20の近接部の間隔Dを、Pb1とPa1との比がPb1/Pa1<1となるように設定すればよい。また、さらに、R=A1/(B1・B2・B3)となるように設定すればよい。
That is, in the second high frequency transceiver of the present invention shown in FIG. 3, the millimeter wave output to the other end of the first
以上のように構成された本発明の第2の高周波送受信器は、従来の高周波送受信器と同様に動作する。しかしながら、その際、分岐器2の一方の出力端2bに出力されるミリ波信号をWa1、その強度をPa1、分岐器2の他方の出力端2cに出力されるミリ波信号をWb1、その強度をPb1とし、分岐器2の分岐比をR=Pb1/Pa1としたときに、分岐器2の分岐比RをR<1としたため、ミキサー6の2つの入力端子間のアイソレーションがパルス変調器3のオフ状態のアイソレーションに比べて悪くても、分岐器2が、一方の出力端2b(第1の誘電体線路16)側よりも他方の出力端2c(第5の誘電体線路20)側に小さい強度のミリ波信号を出力し、ミキサー6およびサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過するミリ波信号の強度を小さくするため、ミキサー6側から入射してパルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号の強度を小さくすることができる。また、このミリ波信号の強度を、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号の強度と同程度に近づけることができるため、これらのミリ波信号を干渉させて互いに減衰させることができる。このように動作するので、簡単な構成で、パルス変調器3がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
The second high frequency transmitter / receiver of the present invention configured as described above operates in the same manner as a conventional high frequency transmitter / receiver. However, at that time, the millimeter wave signal output to one output terminal 2b of the branching
分岐比RをR<1とするとよい理由としては、ミリ波信号Wa2の強度であるPa2(単位:ワット)とミリ波信号Wb2の強度であるPb2(単位:ワット)とを近づけることができ、ミリ波信号Wa2とミリ波信号Wb2とが効果的に干渉して、これらミリ波信号Wa2,Wb2のそれぞれの強度の合計であるPa2+Pb2よりも大幅に、これらミリ波信号Wa2,Wb2が合波する際の強度を小さくすることができるからである。このことは、2つの高周波信号を干渉させる場合の一般的な干渉の理論に従うものである。一方、分岐比RがR=1のときは、前述のとおり、通常ほとんどの場合において、パルス変調器3がオフ状態にある時にPa2<Pb2となるため、また、分岐比RをR>1としたのでは、Pb2がPa2に比べてさらに大きくなってPb2とPa2とが大幅に異なってしまうこととなり、ミリ波信号Wa2,Wb2が互いに干渉して弱め合う効果が小さくなるため、ミリ波信号Wa2,Wb2が合波する際の強度はミリ波信号Wa2,Wb2のそれぞれの強度の合計であるPa2+Pb2と比べてあまり変わらなくなり、パルス変調器3がオフ状態にある時のミリ波信号の出力を小さくすることができず、オン/オフ比を高くすることができなくなる。
The reason why the branching ratio R is preferably R <1 is that Pa 2 (unit: watts) that is the intensity of the millimeter wave signal Wa 2 and Pb 2 (unit: watts) that is the intensity of the millimeter wave signal Wb 2 are made closer. The millimeter wave signal Wa 2 and the millimeter wave signal Wb 2 effectively interfere with each other, and significantly more than Pa 2 + Pb 2 that is the sum of the respective intensities of the millimeter wave signals Wa 2 and Wb 2 . This is because the intensity when the millimeter wave signals Wa 2 and Wb 2 are combined can be reduced. This follows the general theory of interference when two high-frequency signals are caused to interfere. On the other hand, when the branching ratio R is R = 1, as described above, usually, in most cases, Pa 2 <Pb 2 when the
また、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号の透過係数をA1、ミキサー6の2つの入力端子間を透過するミリ波信号の透過係数をB1、サーキュレータ4の第3の端子4cと第1の端子4aとの間を透過するミリ波信号の透過係数をB2、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号の反射係数をB3としたときに、分岐比RをR=A1/(B1・B2・B3)となるように設定したときには、ミキサー6側から入射してパルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号の強度と、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号の強度とをほぼ同じにすることができるため、これらのミリ波信号を効果的に干渉させて互いに減衰させることができるので、パルス変調器3がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
In addition, the transmission coefficient of the millimeter wave signal that passes through the
分岐比RをR=A1/(B1・B2・B3)とするとよい理由としては、ミリ波信号Wa2の強度であるPa2(単位:ワット)とミリ波信号Wb2の強度であるPb2(単位:ワット)とがほとんど同じになるように近づけることができ、ミリ波信号Wa2とミリ波信号Wb2とが、R<1としたときよりもさらに効果的に干渉して、これらミリ波信号Wa2,Wb2のそれぞれの強度の合計であるPa2+Pb2よりも、これらミリ波信号Wa2,Wb2が合波する際の強度を小さくすることができるからである。
The reason why the branching ratio R is preferably R = A 1 / (B 1 · B 2 · B 3 ) is that Pa 2 (unit: Watt) which is the intensity of the millimeter wave signal Wa 2 and the intensity of the millimeter wave signal Wb 2 Pb 2 (unit: watts) can be brought close to each other so that the millimeter wave signal Wa 2 and the millimeter wave signal Wb 2 interfere more effectively than when R <1. in Te, than Pa 2 + Pb 2 is the sum of respective intensities of these millimeter-
実際には、これらA1,B1,B2,B3のうち、B2はミリ波信号がサーキュレータ4の第3の端子4cから第1の端子4aにほとんど損失なく透過するためB2≒1となり、B3はミリ波信号がオフ状態にあるパルス変調器3の出力端3bでほとんど全反射するためB3≒1となるので、実質的には、A1とB1との比で分岐比Rを決定すればよい。その際、A1は、パルス変調器3をオフ状態にしてパルス変調器3の入力端3aと出力端3bとの間の透過係数S21をミリ波帯用のネットワークアナライザで測定すればよい。また、B1は、ミキサー6に所定のバイアス電流を流した状態でミキサー6の2つの入力端子間の透過係数S21をミリ波帯用のネットワークアナライザで測定すればよい。これらを測定するには、後述するように、第1の誘電体線路16と第2の誘電体線路17との間にミリ波変調用スイッチの代わりに電磁波を遮蔽するための金属板を挿入したり、第1の誘電体線路16と第5の誘電体線路20との間に電磁波を遮蔽するための金属板を挿入したりすれば、個々の構成要素ごとに分解して測定することなくモジュールの状態でA1およびB1を両方とも測定することができる。そして、それら2つの透過係数S21の比をミリ波信号Wa2,Wb2の中心周波数について求めればよい。例えば、B1はA1に比べて、通常、10数dBも大きいので、このような場合は分岐比Rをできるだけ−10数dBに設定すればよい。このようにすれば、Pa2とPb2とをほぼ等しくすることができ、ミリ波信号Wa2,Wb2を効果的に干渉させることができるので、ミリ波信号Wa2,Wb2が合波する際の強度をPa2+Pb2よりも大幅に小さくすることができ、このようにしない場合と比べてオン/オフ比で例えば6dB程度良好にすることができる。なお、通常はA1<B1となるため、このように分岐比RをR<1とするか、またはさらにR=A1/(B1・B2・B3)とする方法が有効であるが、これ以外の場合にはこの限りではない。
Actually, among these A 1 , B 1 , B 2 , and B 3 , B 2 transmits a millimeter wave signal from the third terminal 4 c of the
また、分岐器2の一方の出力端2bとパルス変調器3との間の線路長もしくは分岐器2の他方の出力端2cとミキサー6およびサーキュレータ4を通ったパルス変調器3との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号をWa2、分岐器2の他方の出力端2cからミキサー6およびサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号をWb2とし、これらWa2とWb2との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・πとなるように設定したときには、パルス変調器3の出力端3bとサーキュレータ4との間においてこれらWa2とWb2とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って最も効果的に減衰するので、パルス変調器3がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに効果的に抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
Also, the line length between one output end 2 b of the branching
なお、本発明の第2の高周波送受信器においては、位相差δは、特に意図的に設定しなくても、δ=2Nπという特別なときの他は、Wa2とWb2とが必ず干渉し合って減衰し、パルス変調器3がオフ状態にある時にWa2の強度Pa2とWb2の強度Pb2との和よりも常に小さい強度のミリ波信号を出力するのであるが、Wb2の強度Pb2とWa2の強度Pa2とが異なっている(通常はWb2がWa2よりも強度が大きくなっている。)ためにこの効果が十分に得られていないものに対して、意図的にWb2の強度Pb2とWa2の強度Pa2とが同じになるようにすれば、それらWa2とWb2とが干渉し合って減衰する効果を大幅に大きくすることができるというものである。また、それに加えて、位相差δをも意図的に上記のように設定すれば、さらにその効果を大きくすることができるというものである。その原理は、マッハツェンダー干渉計等の理論で一般に知られるところである。
In the second high frequency transmitter / receiver of the present invention, the phase difference δ is not specifically set, but Wa 2 and Wb 2 always interfere except in a special case of δ = 2Nπ. matching attenuated,
また、上記のように分岐比Rを設定すれば、分岐器2の他方の出力端2cからミキサー6に適当な強度のローカル信号が入力されるため受信感度が良好となる上、分岐器2が、分岐器2の一方の出力端2bからパルス変調器3側に出力されるミリ波信号の強度を大きくするため、送信用ミリ波信号の送信出力を大きくすることができるといった効果もある。
If the branching ratio R is set as described above, a local signal having an appropriate strength is input to the
次に、本発明の第3の高周波送受信器の実施の形態の一例は、図4にブロック回路図で示すように、磁性体の周囲に第1の端子2’a,4aと第2の端子2’b,4bと第3の端子2’c,4cとを有し、この順に一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する他の端子より出力する第1および第2のサーキュレータ2’,4と、第1のサーキュレータ2’の第1の端子2’aに接続されたミリ波信号を発生するミリ波発振器1と、第1のサーキュレータ2’の第2の端子2’bと第2のサーキュレータ4の第1の端子4aとの間に接続された、パルス信号に応じてミリ波信号を第2のサーキュレータ4側に送信用として透過させるかまたは第1のサーキュレータ2’側に反射するパルス変調器3と、第2のサーキュレータ4の第2の端子4bに接続された送受信アンテナ5と、第1のサーキュレータ2’の第3の端子2’cと第2のサーキュレータ4の第3の端子4cとの間に接続された、パルス変調器3で反射されて第1のサーキュレータ2’の第3の端子2’cから入力されるミリ波信号と送受信アンテナ5で受信されて第2のサーキュレータ4の第3の端子4cから入力されるミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6とを具備しており、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号をWa、第1のサーキュレータ2’の第3の端子2’cからミキサー6および第2のサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・π(ただし、Nは整数である。)となるように設定した構成である。
Next, an example of an embodiment of the third high-frequency transmitter / receiver of the present invention is the first terminal 2'a, 4a and the second terminal around the magnetic body as shown in the block circuit diagram of FIG. First and second circulators 2 'that have 2'b, 4b and third terminals 2'c, 4c, and output millimeter-wave signals input from one terminal in this order from other adjacent terminals. , 4, a
また、図4に示す本発明の第3の高周波送受信器は、図2に平面図で示す本発明の第1の高周波送受信器の例と同様に、上記各構成要素間を接続するための高周波用伝送線路として、非放射性誘電体線路を用いている。 Further, the third high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in FIG. 4 is a high-frequency for connecting the above-described components as in the example of the first high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in the plan view of FIG. A non-radiative dielectric line is used as a transmission line for use.
すなわち、図4にブロック回路図で示す本発明の第3の高周波送受信器は、具体的には、図5に平面図で示すように、ミリ波信号の波長の2分の1以下の間隔で平行に配置された平板導体11(他方の平板導体は図示していない。)間に、平板導体11に平行に配設されたフェライト板14,15の周縁部に、それぞれミリ波信号の入出力端子とされた第1の端子14a,15aと第2の端子14b,15bと第3の端子14c,15cとを有し、この順に、一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する次の端子より出力する第1のサーキュレータ2’および第2のサーキュレータ4と、一端が第1のサーキュレータ2’の第1の端子14aに接続された第1の誘電体線路46と、第1の誘電体線路46の他端に接続された、高周波ダイオードから出力されたミリ波信号を周波数変調するとともにミリ波信号として第1の誘電体線路46を伝搬させて出力するミリ波発振器1と、第2の端子14bに一端が接続された第2の誘電体線路47と、第2の誘電体線路47の他端に接続された、そのミリ波信号をパルス信号に応じて入力端3a側に反射するかまたは出力端3b側に透過させるパルス変調器3と、パルス変調器3の出力端3bと第2のサーキュレータ4の第1の端子15aとの間に接続された第3の誘電体線路48と、第2のサーキュレータ4の第2の端子15bに一端が接続された第4の誘電体線路49と、第4の誘電体線路49の他端に接続された送受信アンテナ5と、第2のサーキュレータ4の第3の端子15cに一端が接続された第5の誘電体線路50と、一端が第1のサーキュレータ2’の第3の端子14cに接続された、中途を第5の誘電体線路50の中途と電磁結合するように近接させた第6の誘電体線路51と、第5の誘電体線路50の他端と第6の誘電体線路51の他端との間に接続された、第6の誘電体線路51から入力されるミリ波信号と送受信アンテナ5で受信して第2のサーキュレータ4から入力されるミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6とを具備しており、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号をWa、第1のサーキュレータ2’の第3の端子2’cからミキサー6および第2のサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・πとなるように設定している。
That is, the third high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in the block circuit diagram of FIG. 4 specifically has an interval of 1/2 or less of the wavelength of the millimeter wave signal as shown in the plan view of FIG. Between the
また、上記構成において、好ましくは、第1のサーキュレータ2’とミキサー6との間に減衰器もしくは可変減衰器を設けるとよい。
In the above configuration, an attenuator or a variable attenuator is preferably provided between the
以上のように構成された本発明の第3の高周波送受信器は、従来の高周波送受信器と同様に動作する。しかしながら、その際、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号をWa、第1のサーキュレータ2’の第3の端子2’cからミキサー6および第2のサーキュレータ4を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=(2N+1)・πとなるように設定したため、パルス変調器3の出力端3bと第2のサーキュレータ4との間においてこれらWaとWbとが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、パルス変調器3がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
The third high frequency transmitter / receiver of the present invention configured as described above operates in the same manner as a conventional high frequency transmitter / receiver. However, at that time, the millimeter wave signal transmitted through the
また、第1のサーキュレータ2’とパルス変調器3とが共同して、パルス変調器3が送信用のミリ波信号を出力している間にはローカル信号LOをミキサー6に入力しないように動作するため、その送信用のミリ波信号の一部が第2のサーキュレータ4のアイソレーションの不足等により第2のサーキュレータ4の第1の端子4aから第3の端子4cに漏洩しても、ミキサー6がその漏洩したミリ波信号に対応する中間周波信号を出力することがなくなるので、受信性能を高くすることができ、上記送信系の改善である送信出力のオン/オフ比を高くすることに加えて、受信系をも改善することができる。
Further, the
また、第1のサーキュレータ2’とミキサー6との間に減衰器もしくは可変減衰器を設けたときには、減衰器もしくは可変減衰器が、第1のサーキュレータ2’の第3の端子2’c(第3の端子14c)から出力されるミリ波信号を減衰させて、ミキサー6の2つの入力端子間を透過するミリ波信号の強度を小さくすることができるため、ミキサー6側から第2のサーキュレータ4を通ってパルス変調器3に透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号Wbの強度と、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号Waの強度とを同程度にすることができるので、パルス変調器3の出力端3bと第2のサーキュレータ4との間においてWaとWbとが逆位相で合波され、互いに打ち消し合ってより一層効果的に減衰するので、パルス変調器3がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることができ、送受信性能をさらに高くすることができる。
Further, when an attenuator or a variable attenuator is provided between the
次に、本発明の高周波送受信器において、第1〜第6の誘電体線路16〜21,46〜51の材質には、四フッ化エチレン,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・2Al2O3・5SiO2)セラミックス,アルミナ(Al2O3)セラミックス,ガラスセラミックス等のセラミックスが好ましく、これらはミリ波帯域において低損失である。
Next, in the high-frequency transmitter / receiver of the present invention, the first to sixth
また、第1〜第6の誘電体線路16〜21,46〜51の断面形状は基本的には矩形状であるが、矩形の角部をまるめた形状であってもよく、ミリ波信号の伝送に使用される種々の断面形状のものを使用することができる。
The cross-sectional shapes of the first to sixth
また、フェライト板14,15の材質には、フェライトの中でも、例えばミリ波信号に対しては、亜鉛・ニッケル・鉄酸化物(ZnaNibFecOx)が好適である。
The
また、フェライト板14,15の形状は、通常は円板状とされるが、その他、平面形状が正多角形状であってもよい。その場合は、接続される誘電体線路の本数をn本(nは3以上の整数)とすると、その平面形状は正m角形(mは3以上のnより大きい整数)とするのがよい。
Further, the shape of the
また、平板導体11,12の材質には、高い電気伝導度および良好な加工性等の点で、Cu,Al,Fe,Ag,Au,Pt,SUS(ステンレススチール),真鍮(Cu−Zn合金)等の導体板が好適である。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。
The
また、無反射終端器22は、例えば図6に示すような誘電体線路13に対して、誘電体線路13の内部の平板導体11,(12)に平行な面に、膜状の抵抗体または電波吸収体を付着させて構成すればよい。その際、抵抗体の材質としては、ニッケルクロム合金またはカーボンが好適である。また、電波吸収体の材質としては、パーマロイまたはセンダストが好適である。これらの材質を用いれば、効率良くミリ波信号を減衰させることができる。また、これら以外の材質で、ミリ波信号を減衰させることができるものを用いても構わない。
Further, the
また、基板30は、四フッ化エチレン,ポリスチレン,ガラスセラミックス,ガラスエポキシ樹脂,エポキシ樹脂、いわゆる液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂等から成る板状の基体の一主面に、アルミニウム(Al),金(Au),銅(Cu)等から成るストリップ導体等によるチョーク型バイアス供給線路31を形成したものが使用される。
The
なお、本発明の高周波送受信器においては、それぞれブロック回路図で示した回路構成が重要であり、各回路要素間を接続する高周波用伝送線路としては、非放射性誘電体線路の他にも、導波管,誘電体導波管,ストリップ線路,マイクロストリップ線路,コプレーナ線路,スロット線路,同軸線路,またはこれらを変形した高周波用伝送線路を、使用する周波数帯域や用途に応じて選択して用いても構わない。また、使用する周波数帯域は、ミリ波帯の他にも、マイクロ波帯またはそれ以下の周波数帯にも有効である。 In the high-frequency transmitter / receiver of the present invention, the circuit configuration shown in the block circuit diagram is important, and the high-frequency transmission line connecting each circuit element is not only a non-radiative dielectric line but also a conductive line. Select a wave tube, dielectric waveguide, strip line, microstrip line, coplanar line, slot line, coaxial line, or a modified high-frequency transmission line according to the frequency band and application to be used. It doesn't matter. Further, the frequency band to be used is effective not only in the millimeter wave band but also in the microwave band or lower frequency band.
また、サーキュレータ4(第2のサーキュレータ4)の代わりに、デュプレクサ,スイッチ,ハイブリッド回路等を用いても構わない。また、高周波発振器,変調器およびミキサーには、ダイオードの代わりにバイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタ(FET)またはこれらを集積化した集積回路(CMOS,MMIC等)を用いても構わない。 Further, a duplexer, a switch, a hybrid circuit, or the like may be used instead of the circulator 4 (second circulator 4). Further, for the high-frequency oscillator, the modulator, and the mixer, a bipolar transistor, a field effect transistor (FET), or an integrated circuit (CMOS, MMIC, etc.) in which these are integrated may be used instead of the diode.
次に、本発明のレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶について説明する。 Next, a radar apparatus according to the present invention, a vehicle equipped with the radar apparatus and a small ship equipped with the radar apparatus will be described.
本発明のレーダ装置の実施の形態の一例は、上記各構成の本発明の第1〜第3のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備している構成である。 An example of an embodiment of a radar apparatus according to the present invention is to detect by processing any one of the first to third high-frequency transmitter / receivers of the present invention having the above-described configuration and an intermediate frequency signal output from the high-frequency transmitter / receiver. A distance information detector for detecting distance information to the object.
本発明のレーダ装置によれば、上記構成としたことから、本発明の高周波送受信器が送信出力のオン/オフ比の高い良好なミリ波信号を送信するため、速く確実に探知対象物を探知することができるとともに至近距離や遠方の探知対象物をも確実に探知することができるレーダ装置を提供することができる。 According to the radar apparatus of the present invention, since the above configuration is adopted, the high-frequency transmitter / receiver of the present invention transmits a good millimeter wave signal with a high transmission output on / off ratio. In addition, it is possible to provide a radar apparatus that can detect a detection object at a close distance or a distant object with certainty.
本発明のレーダ装置搭載車両は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いる構成である。 The radar device-equipped vehicle of the present invention includes the above-described radar device of the present invention and is configured to use this radar device for detection of a detection target.
本発明のレーダ装置搭載車両は、このような構成としたことから、従来のレーダ装置搭載車両と同様に、レーダ装置で検出された距離情報に基づいて車両の挙動を制御したり、運転者に例えば路上の障害物や他の車両等を探知したことを音,光もしくは振動で警告したりすることができるが、本発明のレーダ装置搭載車両においては、探知対象物である路上の障害物や他の車両等をレーダ装置が早く確実に探知するため、急激な挙動を車両に起こさせることなく、車両の適切な制御や運転者への適切な警告をすることができる。 Since the radar device-equipped vehicle of the present invention has such a configuration, the behavior of the vehicle can be controlled based on the distance information detected by the radar device, For example, the detection of obstacles on the road or other vehicles can be warned by sound, light or vibration. However, in the vehicle equipped with the radar device of the present invention, Since the radar apparatus detects other vehicles and the like quickly and reliably, it is possible to perform appropriate control of the vehicle and appropriate warning to the driver without causing the vehicle to make a sudden behavior.
なお、本発明のレーダ装置搭載車両は、具体的には、汽車,電車,自動車等旅客や貨物を輸送するための車はもちろんのこと、自転車,原動機付き自転車,遊園地の乗り物,ゴルフ場のカート等にも用いることができる。 The radar device-equipped vehicle of the present invention is not limited to a vehicle for transporting passengers and cargo such as trains, trains, and automobiles, but also bicycles, motorbikes, amusement park vehicles, golf courses, etc. It can also be used for carts and the like.
また、本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いる構成である。 A small ship equipped with a radar apparatus according to the present invention includes the radar apparatus according to the present invention, and the radar apparatus is used to detect a detection target.
本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、このような構成としたことから、従来のレーダ装置搭載車両と同様に、小型船舶において、レーダ装置で検出された距離情報に基づいて小型船舶の挙動を制御したり、操縦者に例えば暗礁等の障害物,他の船舶もしくは他の小型船舶等を探知したことを音,光もしくは振動で警告したりするように動作するが、本発明のレーダ装置搭載小型船舶においては、探知対象物である暗礁等の障害物,他の船舶もしくは他の小型船舶等をレーダ装置が早く確実に探知するため、急激な挙動を小型船舶に起こさせることなく、小型船舶の適切な制御や操縦者への適切な警告をすることができる。 Since the small ship equipped with the radar apparatus of the present invention has such a configuration, the behavior of the small ship is controlled based on the distance information detected by the radar apparatus in the small ship as in the conventional vehicle equipped with the radar apparatus. Or the operator is warned by sound, light or vibration that an obstacle such as a reef, another ship or other small ship has been detected. In a ship, the radar device quickly and reliably detects obstacles such as reefs, other ships or other small ships that are detection objects. Proper control and appropriate warning to the operator can be provided.
なお、本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、具体的には、小型船舶の免許もしくは免許なしで操縦することができる船舶であって、総トン数20トン未満の船舶である手漕ぎボート,ディンギー,水上オートバイ,船外機搭載の小型バスボート,船外機搭載のインフレータブルボート(ゴムボート),漁船,遊漁船,作業船,屋形船,トーイングボート,スポーツボート,フィッシングボート,ヨット,外洋ヨット,クルーザーまたは総トン数20トン以上のプレジャーボートに用いることができる。
The small-sized ship equipped with the radar device of the present invention is specifically a ship that can be operated without a license for a small ship or a license, and is a boat with a total tonnage of less than 20 tons. Motorcycles, small bass boats with outboard motors, inflatable boats (rubber boats) with outboard motors, fishing boats, recreational fishing boats, work boats, houseboats, towing boats, sports boats, fishing boats, yachts, open-sea yachts, cruisers or
かくして、本発明によれば、簡単な構成で、パルス変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器およびそれを備えたレーダ装置、ならびにそのレーダ装置を搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することができる。 Thus, according to the present invention, the transmission output on / off ratio can be suppressed with a simple configuration by suppressing that a part of the high-frequency signal for transmission is transmitted as an unnecessary signal when the pulse modulator is in the off state. A high-performance high-frequency transmitter / receiver capable of improving transmission / reception performance, a radar device including the same, a vehicle equipped with the radar device equipped with the radar device, and a small ship equipped with the radar device Can do.
図2に示す本発明の第1の高周波送受信器を以下のようにして構成した。平行平板導体11,(12)として厚さ6mmの2枚のAl板を1.8mmの間隔で配置し、それらの間に、断面形状が1.8mm(高さ)×0.8mm(幅)の矩形状であり、比誘電率が4.8のコーディライトセラミックスから成る第1〜第5の誘電体線路16〜20を配置した。その際、サーキュレータ4は、直径が2mmであり、厚さが0.23mmである2枚のフェライト板15の一方を上側平板導体に、他方を下側平板導体にそれぞれ密着させ、その中心軸同士が同じ直線上にあって互いに対向するように配置し、フェライト板15の周囲に放射状に第2の誘電体線路17,第3の誘電体線路18および第4の誘電体線路19を配置して構成した。また、分岐器2は、第1の誘電体線路16の中途と第5の誘電体線路20の中途とを最近接部の間隔D=2.1mmで近接させ、第5の誘電体線路20のミリ波発振器1側の端部に無反射終端器22を接続して構成した。また、パルス変調器3は、第1の誘電体線路16と第2の誘電体線路17との間に、厚さ0.2mmの低誘電率の熱可塑性樹脂から成る有機樹脂基板(比誘電率εr=3.0)からなる基板30を用いたミリ波変調用スイッチを配置して構成した。ミリ波変調用スイッチの一主面(第1の誘電体線路16と反対側の面)には、幅の広い線路と幅の狭い線路とを交互に形成して成る銅から成るチョーク型バイアス供給線路31を形成し、幅の広い線路の長さはλ1/4=0.7mm(ミリ波信号の周波数76.3GHzの波長約4mmに対してλ1は2.8mmであり、誘電体基板において短波長化されている。)とし、幅の狭い線路の長さはλ1/4=0.7mmとし、幅の広い線路の幅は1.5mm、幅の狭い線路の幅は0.2mmとした。また、ミリ波発振器1として、ガンダイオード素子を用いたピル型の電圧制御発振器(VCO)を、第1の誘電体線路16を伝搬するミリ波信号の定在波の電界の強いところの平板導体11に設けた貫通孔に一端が接続された導波管の他端に接続した。また、送受信アンテナ5として、第3の誘電体線路18のフェライト板15と反対側の端部に金属製のホーンアンテナを接続した。また、ミキサー6は、第4の誘電体線路19の中途と第5の誘電体線路20の中途とを最近接部の間隔D=1.1mmで近接させるとともに、第4の誘電体線路19のフェライト板15と反対側の端部と第5の誘電体線路20の分岐器2と反対側の端部とのそれぞれに厚さ0.2mmの低誘電率の熱可塑性樹脂から成る有機樹脂基板(比誘電率εr=3.0)からなる基板30を用いたミリ波検波部を配置して、バランス型ミキサーを構成した。ミリ波検波部の一主面(第4および第5の誘電体線路19,20と反対側の面)には、幅の広い線路と幅の狭い線路とを交互に形成して成る銅から成るチョーク型バイアス供給線路31を形成し、幅の広い線路の長さはλ1/4=0.7mm(ミリ波信号の周波数76.3GHzの波長約4mmに対してλ1は2.8mmであり、誘電体基板において短波長化されている。)とし、幅の狭い線路の長さはλ1/4=0.7mmとし、幅の広い線路の幅は1.5mm、幅の狭い線路の幅は0.2mmとした。
The first high-frequency transmitter / receiver of the present invention shown in FIG. 2 was configured as follows. Two parallel-
なお、フェライト板15には、比誘電率が13.5であり、飽和磁化が3,300G(ガウス)(JIS C2561直流磁気測定による磁束密度Bm)である材質のものを使用した。
The
また、分岐器2の分岐比Rは−14dBとした。その際、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号Wa2の強度Pa2と、第5の誘電体線路20からミキサー6,第4の誘電体線路19およびサーキュレータ4さらに第2の誘電体線路17を通ってパルス変調器3の出力端3bに透過し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号Wb2の強度Pb2との比Pa2/Pb2は、周波数が76.3GHzにおいて約3dB程度であった。また、このとき、ミキサー6はコンバージョンゲインが良好であった。
Further, the branching ratio R of the branching
このようにして構成した高周波送受信器について、2種類のサンプルを用意した。その1つを、本発明の実施例としてサンプルXとし、もう1つをその比較例としてサンプルYとして、サンプルXでは送信用のミリ波信号の中心周波数である76.3GHzにおける位相差δがほぼ(2N+1)πとなるような条件とし、サンプルYでは送信用のミリ波信号の中心周波数である76.3GHzにおける位相差δが(2N+1)πから大幅にずれるような条件とした。具体的には、まず、周波数が76.3GHzにおける位相差δが1.31π+2NπとなっているサンプルYを得て、これと同じ条件のものに対して、同じ周波数における位相差δがほぼπ+2Nπとなるように第1および第2の誘電体線路16,17の線路長を調整したサンプルXを得た。その際、サンプルXは、第1および第2の誘電体線路16,17の線路長がサンプルYの第1および第2の誘電体線路16,17の線路長に対してそれぞれ−1mmおよび+1mm程度だけ異なるものとし、それら第1および第2の誘電体線路16,17のパルス変調器3側の端部の位置とパルス変調器3の位置とが異なる他は異ならないものとした。
Two types of samples were prepared for the high-frequency transceiver configured as described above. One of them is a sample X as an embodiment of the present invention, and the other is a sample Y as a comparative example. In the sample X, the phase difference δ at 76.3 GHz which is the center frequency of a millimeter wave signal for transmission is approximately ( 2N + 1) π, and in sample Y, the phase difference δ at 76.3 GHz, which is the center frequency of the millimeter wave signal for transmission, was significantly different from (2N + 1) π. Specifically, first, a sample Y having a phase difference δ of 1.31π + 2Nπ at a frequency of 76.3 GHz is obtained, and the phase difference δ at the same frequency is approximately π + 2Nπ for the same condition. A sample X in which the line lengths of the first and second
そして、サンプルXおよびYについて、まず、位相差δを、ミリ波帯用のベクトルネットワークアナライザを使用して、次のように測定した。ベクトルネットワークアナライザの第1の試験端子(テストポート1)を、VCOが接続された導波管の端部にそのVCOを取り外して接続し、第2の試験端子(テストポート2)を、第3の誘電体線路18のホーンアンテナが接続された端部にそのホーンアンテナを取り外して接続し、それら第1および第2の試験端子間の透過特性S21を測定した。その際、オフ状態にあるパルス変調器3を透過するミリ波信号Wa2について測定するときには、第1の誘電体線路16と第5の誘電体線路20との間に電磁波を遮蔽するための金属板を挿入してミリ波信号Wb2を遮断し、パルス変調器3の出力端3bで反射するミリ波信号Wb2について測定するときには、第1の誘電体線路16と第2の誘電体線路17との間にミリ波変調用スイッチの代わりに電磁波を遮蔽するための金属板を挿入し、ミリ波信号Wa2を遮断した。すなわち、それらWa2およびWb2のそれぞれについて独立に透過特性S21を測定した。そして、これらの透過特性S21の測定値のうち位相の値から、Wa2の位相とWb2の位相との差を求めて位相差δを得た。その結果を表1に示す。なお、表1において、位相差δは2Nπを省略して示している。
表1に示した結果から、サンプルYではミリ波信号の周波数が76.3GHzにおいて位相差δがπから0.31πだけずれた1.31πであるのに対して、サンプルXでは同じ周波数において位相差δが1.05πであることがわかり、サンプルXにおいて位相差δがほぼπになっていることを確認した。 From the results shown in Table 1, in sample Y, the frequency difference of the millimeter wave signal is 76.3 GHz, and the phase difference δ is 1.31π shifted from π by 0.31π, whereas in sample X, the phase difference δ has the same frequency. It was found to be 1.05π, and it was confirmed that the phase difference δ in the sample X was approximately π.
次に、実際にサンプルXおよびYを動作させて、それらのオン/オフ比特性を次のように測定した。すなわち、VCOを発振出力が変わらないように安定に発振させ、第3の誘電体線路18のホーンアンテナが接続された端部に、そのホーンアンテナを取り外してミリ波帯用のスペクトラムアナライザの試験端子を接続し、その端部から出力されるミリ波信号の強度をパルス変調器3がオン状態であるときとオフ状態であるときとのそれぞれについて測定し、それらの測定値の比であるオン/オフ比を得た。そして、その結果を図9の線図に示した。なお、パルス変調器3がオン状態であるときの送信出力としてのミリ波信号の強度(単位:ワット)をW_onとし、パルス変調器3がオフ状態であるときの送信出力としてのミリ波信号の強度(単位:ワット)をW_offとした。
Next, samples X and Y were actually operated, and their on / off ratio characteristics were measured as follows. That is, the VCO is stably oscillated so that the oscillation output does not change, and the horn antenna is removed from the end of the third
図9は本発明の高周波送受信器の実施例および比較例について送信出力のオン/オフ比特性を示した線図であり、横軸は周波数(単位:GHz)、縦軸は送信出力のオン/オフ比を逆数(−10Log(W_on/W_off))(単位:dB)で表し、黒丸のプロットはサンプルXの送信出力のオン/オフ比特性の代表的な実測値を示しており、黒四角のプロットはサンプルYの送信出力のオン/オフ比特性の代表的な実測値を示している。なお、図9において、オン/オフ比は逆数で表されており、プロットされた実測値が小さいほどオン/オフ比が高く送信出力のオン/オフ比特性としては良好であることを示している。 FIG. 9 is a diagram showing the on / off ratio characteristics of the transmission output for the example of the high-frequency transceiver of the present invention and the comparative example, where the horizontal axis is frequency (unit: GHz), and the vertical axis is the on / off of the transmission output. The off-ratio is represented by the reciprocal (−10 Log (W_on / W_off)) (unit: dB), and the black circle plot shows a representative measured value of the on / off ratio characteristic of the transmission output of the sample X. The plot shows representative measured values of the ON / OFF ratio characteristics of the transmission output of sample Y. In FIG. 9, the on / off ratio is represented by a reciprocal, and the smaller the actually measured value, the higher the on / off ratio and the better the on / off ratio characteristic of the transmission output. .
図9に示したサンプルX,Yの測定結果から、サンプルXでは、上記ミリ波信号Wa2,Wb2の位相差δが送信用のミリ波信号の中心周波数である76.3GHzにおいてほぼπとなるように第1および第2の誘電体線路16,17の線路長を設定したことによって、その周波数の前後でオン/オフ比が高くなっていることがわかる。すなわち、Wa2,Wb2の位相差δが(2N+1)πであれば、パルス変調器3の出力端3bとサーキュレータ4との間においてWa2とWb2とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するため、パルス変調器3がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して送信出力のオン/オフ比を高くすることができることが確認できた。なお、ここでは省略したが、パルス変調器3がオフ状態にある時に送信出力として出力されるミリ波信号の強度についても、サンプルXはサンプルYに比べて小さくなっていることを確認した。また、送信出力のオン/オフ比においてパルス変調器3がオフ状態にある時に送信出力として出力されるミリ波信号の強度が支配的であり、これを小さくすることにより送信出力のオン/オフ比を高くすることができることも確認した。
From the measurement results of the samples X and Y shown in FIG. 9, in the sample X, the phase difference δ of the millimeter wave signals Wa 2 and Wb 2 becomes approximately π at 76.3 GHz which is the center frequency of the millimeter wave signal for transmission. Thus, it can be seen that by setting the line lengths of the first and second
また、表1に示したサンプルXの位相差δの測定結果および図9に示したサンプルXの測定結果から、位相差δがδ<0.75π(π−π/4)および1.25π(π+π/4)<δ(周波数では75.9GHz未満および76.7GHz超過)のときには送信出力のオン/オフ比が飽和していることから、位相差δが0.75π(π−π/4)≦δ≦1.25π(π+π/4)のときに、Wa2,Wb2が互いに有効に打ち消し合って減衰し、送信出力のオン/オフ比を高くする効果があることがわかる。従って、このことから、位相差δはδ=(2N+1)π−1/4πからδ=(2N+1)π+1/4πが好適であることがわかった。なお、その中でもδ=(2N+1)πが最適であることは、上記のとおりであり言うまでもない。 Further, from the measurement result of the phase difference δ of the sample X shown in Table 1 and the measurement result of the sample X shown in FIG. 9, the phase difference δ is δ <0.75π (π−π / 4) and 1.25π (π + π / 4) Since the on / off ratio of the transmission output is saturated when <δ (frequency is less than 75.9 GHz and exceeds 76.7 GHz), the phase difference δ is 0.75π (π−π / 4) ≦ δ ≦ 1.25π It can be seen that when (π + π / 4), Wa 2 and Wb 2 effectively cancel each other and attenuate, thereby increasing the on / off ratio of the transmission output. Therefore, it was found that the phase difference δ is preferably from δ = (2N + 1) π−1 / 4π to δ = (2N + 1) π + 1 / 4π. Of course, δ = (2N + 1) π is optimal among them as described above.
なお、以上と同様の評価を本発明の第2および第3の高周波送受信器についても行なったところ、同様に送信出力のオン/オフ比が高い良好な結果が得られた。 When the same evaluation as above was performed for the second and third high-frequency transceivers of the present invention, a good result with a high on / off ratio of the transmission output was obtained.
そして、最後に、これらサンプルX,Yを備えたレーダ装置を構成し、レーダ装置に近づいてくる探知対象物を探知するレーダ探知テストを行なったところ、サンプルXを備えたレーダ装置は速く確実に距離情報を出力することを確認した。 Finally, when a radar apparatus including the samples X and Y is configured and a radar detection test for detecting a detection object approaching the radar apparatus is performed, the radar apparatus including the sample X is fast and sure. Confirmed to output distance information.
かくして、本発明の高周波送受信器は、簡単な構成で、パルス変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン/オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となった。また、本発明のレーダ装置は、速く確実にレーダ探知をすることができるレーダ装置となった。 Thus, the high-frequency transmitter / receiver of the present invention has a simple configuration and suppresses that a part of the high-frequency signal for transmission is transmitted as an unnecessary signal when the pulse modulator is in the off state, thereby turning on / off the transmission output. It became a high-performance high-frequency transmitter / receiver that can increase the off-ratio and increase the transmission / reception performance. Further, the radar apparatus of the present invention has become a radar apparatus that can quickly and reliably detect a radar.
なお、本発明は以上の実施の形態の例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施すことは何等差し支えない。例えば、位相差δを調整するためのものとして、第1,第2,第4および第5の誘電体線路16,17,19,20,46,47,49,50のいずれかの途中に移相器を設けてもよい。この場合には、位相差δを動的に設定することができ、例えば、ミキサー6の動作条件に応じて動的に位相差δを変更したり、パルス変調器3の動作に同期させて位相差δを変更したりするといったようなことができるものとなる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, as an adjustment for adjusting the phase difference δ, the first, second, fourth, and fifth
1:ミリ波発振器
2:分岐器
2’:第1のサーキュレータ
2a,2’a:第1の端子
2b,2’b:第2の端子
2c,2’c:第3の端子
3:パルス変調器
3a:入力端
3b:出力端
4:サーキュレータ(第2のサーキュレータ)
4a:第1の端子
4b:第2の端子
4c:第3の端子
5:送受信アンテナ
6:ミキサー
11,12:平板導体
13:誘電体線路
14,15:フェライト板
14a,15a:第1の端子
14b,15b:第2の端子
14c,15c:第3の端子
16,46:第1の誘電体線路
17,47:第2の誘電体線路
18,48:第3の誘電体線路
19,49:第4の誘電体線路
20,50:第5の誘電体線路
21,51:第6の誘電体線路
22:無反射終端器
30:基板
31:チョーク型バイアス供給線路
32:接続端子
33:ダイオード(高周波変調用素子)
34:ダイオード(高周波検波用素子)
1: Millimeter wave oscillator 2: Branching device 2 ': First circulator 2a, 2'a: First terminal 2b, 2'b: Second terminal 2c, 2'c: Third terminal 3: Pulse modulation 3a: input terminal 3b: output terminal 4: circulator (second circulator)
4a: 1st terminal 4b: 2nd terminal 4c: 3rd terminal 5: Transmission / reception antenna 6: Mixer
11, 12: Flat conductor
13: Dielectric line
14, 15: Ferrite plate
14a, 15a: First terminal
14b, 15b: Second terminal
14c, 15c: Third terminal
16, 46: First dielectric line
17, 47: Second dielectric line
18, 48: Third dielectric line
19, 49: Fourth dielectric line
20, 50: Fifth dielectric line
21, 51: Sixth dielectric line
22: Non-reflective terminator
30: Board
31: Choke-type bias supply line
32: Connection terminal
33: Diode (element for high frequency modulation)
34: Diode (element for high frequency detection)
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