JP2018032943A - 送信装置および送信装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不要輻射の放射を効果的に抑制することができる送信装置および送信装置の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態の一態様に係る送信装置においては、発振器と、シールドケースと、複数の開口部とを備える。発振器は、不要輻射を含む電波を放射する。シールドケースは、発振器を収容する。複数の開口部は、シールドケースに形成される。また、発振器は、発振器から複数の開口部を介して放射される不要輻射が互いに逆位相となる所定位置に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、送信装置および送信装置の製造方法に関する。

従来、例えばレーダ装置など電波を送信する送信装置において、電波に含まれる不要輻射（スプリアス）が放射されることを抑制する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記した送信装置にあっては、基板を金属製のシールドケースに収容するように構成される。

特開２０００−１３２５９号公報

しかしながら、従来技術におけるシールドケースには、不要輻射の放射を効果的に抑制するという点で改善の余地があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、不要輻射の放射を効果的に抑制することができる送信装置および送信装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、送信装置において、輻射源と、収容部と、複数の開口部とを備える。輻射源は、不要輻射を含む電波を放射する。収容部は、前記輻射源を収容する。複数の開口部は、前記収容部に形成される。また、前記輻射源は、前記輻射源から前記複数の開口部を介して放射される不要輻射が互いに逆位相となる所定位置に配置される。

本発明によれば、送信装置において、不要輻射の放射を効果的に抑制することができる。

図１は、実施形態に係る送信装置の構成例を示す模式斜視図である。 図２は、送受信装置を示す模式平面図である。 図３は、シールドケースの第１、第２開口部付近を示す模式横断面図である。 図４は、本実施形態に係る送受信装置における、発振器と第１、第２開口部との位置関係を説明する図である。 図５は、送受信装置の製造方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する送信装置および送信装置の製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る送信装置の構成例を示す模式斜視図である。なお、図１においては、説明の便宜のために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向で規定される３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。

図１に示すように、送信装置１は、基板１０と、シールドケース５０とを備える。基板１０は、例えば板状に形成され、基板１０の主面１０ａには、送信装置１を構成する種々の電子機器が搭載される。

送信装置１としては、例えばミリ波レーダなど、周辺に存在する物標を検出するレーダ装置を用いることができる。なお、送信装置１は、上記したレーダ装置に限定されるものではなく、例えば携帯電話など電波を送信するものであればその他の装置であってもよい。

また、送信装置１は、後述するように電波を受信する機能も有していることから、以下では、送信装置１を「送受信装置１」と記載する場合がある。

図２は、送受信装置１を示す模式平面図である。図２に示すように、送受信装置１は、送信部２０と、受信部３０と、信号処理部４０とを備える。送信部２０は、信号生成部２１と、発振器２２と、送信アンテナ２３（図１で図示省略）とを備える。

信号生成部２１は、三角波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器２２へ供給する。発振器２２は、信号生成部２１で生成された変調信号に基づいて連続波の信号を周波数変調し、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号を生成する。

そして、発振器２２は、生成した送信信号を送信アンテナ２３へ出力する。送受信装置１にあっては、かかる発振器２２が送信信号を出力する際、不要輻射を含む電波を放射するが、これについては後述する。なお、発振器２２は、輻射源の一例である。

送信アンテナ２３は、発振器２２から出力された送信信号に基づき、送信波を外部へ出力するアンテナである。

受信部３０は、受信アンテナ３１（図１で図示省略）と、ミキサ３２とを備える。受信アンテナ３１は、送信アンテナ２３から送信された送信波が物標に反射して得られる反射波を受信するアンテナである。

受信アンテナ３１で受信された反射波から得られる受信信号は、ミキサ３２へ送られる。ミキサ３２には、送信部２０の発振器２２から分配された送信信号が入力され、ミキサ３２において送信信号と受信信号とがそれぞれミキシングされる。

これにより送信信号の周波数と、受信信号の周波数との差分周波数であるビート周波数を示すビート信号が生成される。ミキサ３２で生成されたビート信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタルの信号に変換された後に信号処理部４０へ出力される。

信号処理部４０は、ＣＰＵおよび記憶部などを備えたマイクロコンピュータであり、送受信装置１全体を制御する。信号処理部４０は、入力されたビート信号を適宜処理することで、物標の存在を検出する。

シールドケース５０は、例えば略直方体状に形成される、金属製の筐体である。シールドケース５０は、基板１０の主面１０ａと対向する面が開口するように形成され、基板１０に搭載された電子部品の一部を収容するようにして基板１０に取り付けられる。

詳しくは、図２に示すように、シールドケース５０は、信号生成部２１と、発振器２２と、ミキサ３２と、信号処理部４０とを収容するようにして基板１０に取り付けられる。なお、シールドケース５０は、収容部の一例である。また、図１においては、理解の便宜のため、シールドケース５０に収容される電子部品のうち、発振器２２のみを破線で示した。

なお、上記では、シールドケース５０は、基板１０に搭載された電子部品の一部を収容するようにしたが、全部を収容するようにしてもよい。

シールドケース５０は、基板１０に取り付けられた状態において、基板１０の主面１０ａに対して垂直または略垂直方向に延びる複数（ここでは４つ）の側面５１ａ〜５１ｄを備える。

複数の側面５１ａ〜５１ｄのうちの１つの側面５１ａ、正確には、複数の側面５１ａ〜５１ｄのうち、送信アンテナ２３および受信アンテナ３１側に面している側面５１ａには、複数（ここでは２つ）の開口部５２ａ，５２ｂが形成される。

このように、複数の開口部５２ａ，５２ｂは、シールドケース５０において、同一面に形成される。

また、開口部５２ａ，５２ｂは、側面５１ａに形成されたスリットである。このように、開口部５２ａ，５２ｂがスリットであることから、シールドケース５０において、開口部５２ａ，５２ｂを容易に形成することができる。

なお、上記では、開口部５２ａ，５２ｂをスリットとしたが、これに限定されるものではなく、例えば側面５１ａに穿設された孔であってもよい。また、図１等に示す開口部５２ａ，５２ｂの形状は、例示であって限定されるものではない。

本実施形態に係る送受信装置１にあっては、上記した２つの開口部５２ａ，５２ｂと発振器２２との位置関係を適切に調整することで、シールドケース５０から漏洩する不要輻射を効果的に抑制するようにした。以下、送受信装置１の構成についてさらに詳しく説明する。

なお、図２から分かるように、発振器２２は、複数の開口部５２ａ，５２ｂのうちのいずれか一方に寄せて配置される。従って、以下では、２つの開口部５２ａ，５２ｂのうち、Ｘ軸正方向側であって発振器２２に近い方の開口部５２ａを「第１開口部５２ａ」、Ｘ軸負方向側であって発振器２２から遠い方の開口部５２ｂを「第２開口部５２ｂ」と記載する場合がある。

ここで、上記のように構成されたシールドケース５０において、シールドケース５０から漏洩する不要輻射の干渉の様子について、図３を参照しつつ説明する。図３は、シールドケース５０の第１、第２開口部５２ａ，５２ｂ付近を示す模式横断面図である。

図３に示すように、例えば仮に、第１、第２開口部５２ａ，５２ｂに対し、矢印Ａ１，Ｂ１で示す同位相の不要輻射を入射させた場合について先ず説明する。かかる場合、測定点Ｐにおいては、第１開口部５２ａから放射される不要輻射Ａ２と、第２開口部５２ｂから放射される不要輻射Ｂ２とが互いに干渉することとなる。

具体的には、第１開口部５２ａと第２開口部５２ｂとの間の中心線ｃから測定点Ｐまでの距離をｘ、第１、第２開口部５２ａ，５２ｂの間隔をｄ、シールドケース５０から測定点Ｐまでの距離をｌ、不要輻射の波長をλとをした場合、数１で示す関係式が得られる。

数１における定数ａは、以下の数２のときに、不要輻射Ａ２と不要輻射Ｂ２とが互いに逆位相となって弱め合う「節」となる一方、数３のときに、不要輻射Ａ２と不要輻射Ｂ２とが互いに同位相となって強め合う「腹」となる。なお、以下において、ｍは整数である。

ここで、送受信装置１においては、中心線ｃ上が不要輻射のレベルが比較的高くなり易い。すなわち、例えば測定点Ｐが中心線ｃ上である場合、ｘ＝０になることから、数３の関係が成り立ち、よって測定点Ｐにおいて不要輻射Ａ２と不要輻射Ｂ２とが互いに強め合って、不要輻射のレベルが比較的高くなっていた。

そこで、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、第１開口部５２ａから放射される不要輻射と、第２開口部５２ｂから放射される不要輻射とが互いに逆位相となるように、発振器２２を配置することで、中心線ｃ上の測定点Ｐにおける不要輻射のレベルを抑制することができるという知見を得た。これについて、図４を参照しつつ説明する。

図４は、本実施形態に係る送受信装置１における、発振器２２と第１、第２開口部５２ａ，５２ｂとの位置関係を説明する図である。

図４に示すように、測定点Ｐａは中心線ｃ上に設定される。そして、発振器２２から第１開口部５２ａまでの距離をｌ１、発振器２２から第２開口部５２ｂまでの距離をｌ２とし、発振器２２から放射される不要輻射Ａ３，Ｂ３の波長をλとした場合、数４で示す関係式が得られる。

数４における定数ｂは、以下の数５のときに、不要輻射Ａ３と不要輻射Ｂ３とが互いに逆位相となって弱め合う一方、数６のときに、不要輻射Ａ３と不要輻射Ｂ３とが互いに同位相となって強め合うこととなる。

従って、発振器２２と第１、第２開口部５２ａ，５２ｂとの位置関係が、数５の関係式が成り立つような位置とした場合、第１開口部５２ａから放射される不要輻射Ａ４と、第２開口部５２ｂから放射される不要輻射Ｂ４とが互いに逆位相となる。

従って、測定点Ｐａにおいては、第１開口部５２ａから放射される不要輻射Ａ４と、第２開口部５２ｂから放射される不要輻射Ｂ４とが逆位相であることから、互いに弱め合うこととなり、測定点Ｐａにおける不要輻射のレベルを効果的に抑制することができる。

このように、本実施形態において、発振器２２は、第１、第２開口部５２ａ，５２ｂに対して数５の関係式が成り立つような所定の位置、言い換えると、発振器２２から複数の開口部５２ａ，５２ｂを介して放射される不要輻射Ａ４，Ｂ４が互いに逆位相となる所定位置に配置される。これにより、送受信装置１において、不要輻射の放射を効果的に抑制することができる。

また、上記した所定位置は、具体的には数４，５に示すように、輻射源たる発振器２２から一方の第１開口部５２ａまでの距離ｌ１と発振器２２から他方の第２開口部５２ｂまでの距離ｌ２との差が、不要輻射の半波長分ずれる位置である。これにより、例えば、中心線ｃ上に設定された測定点Ｐａにおける不要輻射のレベルをより効果的に抑制することができる。

また、上記したように、距離ｌ１，ｌ２を調整すれば、不要輻射の放射を抑制できるため、周波数帯に依存がなく、結果として広帯域の周波数に対して本実施形態を適用することができる。

また、本実施形態にあっては、第１、第２開口部５２ａ，５２ｂが、シールドケース５０の同一面、具体的には側面５１ａに形成されることから、発振器２２と第１、第２開口部５２ａ，５２ｂとの位置関係を、数４，５に示すような簡易な数式で規定することが可能となる。

次に、上記のように構成された送受信装置１を製造する方法について図５を用いて説明する。図５は、送受信装置１の製造方法を示すフローチャートである。

図５に示すように、先ず複数の開口部５２ａ，５２ｂが形成されるシールドケース５０を作製する（ステップＳ１０）。次いで、発振器２２や信号生成部２１などの各種電子機器を基板１０に配置する（ステップＳ１１）。

次いで、シールドケース５０を発振器２２等を収容しつつ、基板１０に配置する（ステップＳ１２）。このとき、発振器２２は、発振器２２から複数の開口部５２ａ，５２ｂを介して放射される不要輻射Ａ４，Ｂ４が互いに逆位相となる所定位置に配置される（図４参照）。

上述してきたように、実施形態に係る送受信装置１は、発振器２２（輻射源の一例）と、シールドケース５０（収容部の一例）と、複数の開口部５２ａ，５２ｂとを備える。発振器２２は、不要輻射を含む電波を放射する。シールドケース５０は、発振器２２を収容する。複数の開口部５２ａ，５２ｂは、シールドケース５０に形成される。また、発振器２２は、発振器２２から複数の開口部５２ａ，５２ｂを介して放射される不要輻射が互いに逆位相となる所定位置に配置される。これにより、送信装置１において、不要輻射の放射を効果的に抑制することができる。

なお、上記した実施形態において、複数の開口部５２ａ，５２ｂを２つとしたが、これに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。

また、上記では、送信部２０と受信部３０とを一体的に備える送受信装置１としたが、これに限られず、例えば送信部２０を備える送信装置と、受信部３０を備える受信装置とで、別体で構成してもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 送信装置（送受信装置）
１０ 基板
２０ 送信部
２２ 発振器
３０ 受信部
４０ 信号処理部
５０ シールドケース
５２ａ 第１開口部
５２ｂ 第２開口部

Claims (5)

1. 不要輻射を含む電波を放射する輻射源と、
   前記輻射源を収容する収容部と、
   前記収容部に形成される複数の開口部と
   を備え、
   前記輻射源は、
   前記輻射源から前記複数の開口部を介して放射される不要輻射が互いに逆位相となる所定位置に配置されること
   を特徴とする送信装置。
2. 前記開口部は２つあり、
   前記所定位置は、
   前記輻射源から一方の前記開口部までの距離と前記輻射源から他方の前記開口部までの距離との差が、前記不要輻射の半波長分ずれる位置であること
   を特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記複数の開口部は、前記収容部において同一面に形成されること
   を特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。
4. 前記開口部は、スリットであること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の送信装置。
5. 複数の開口部が形成される収容部を作製する工程と、
   不要輻射を含む電波を放射する輻射源を、前記収容部で収容する工程と
   を含み、
   前記輻射源は、
   前記輻射源から前記複数の開口部を介して放射される不要輻射が互いに逆位相となる所定位置に配置されること
   を特徴とする送信装置の製造方法。

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