JP2021032727A - 自己診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部信号源を使用することなく容易に自己診断できるようにした自己診断装置を提供する。【解決手段】第２の周波数混合器は、ＰＬＬ５が生成した第２のローカル信号LO2に自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKをアップコンバートして２トーンを生成し複数のチャンネル毎に設けられるＰＡＤカプラ１７に入力させる。自己診断装置１は、アップコンバートされた２トーンの信号を用いて、高周波入力から高周波増幅器１１、第１の周波数混合器１２、中間周波数増幅器１４を通じてダウンコンバートされて得られる信号IFOUTを用いて自己診断する。自己診断時に、ＴＭＬ型分配器３１は、ＰＡＤカプラ１７に入力させる２トーンを分配するが、ＰＡＤカプラ１７に入力させる周波数帯に対応した波長をλとしたとき、複数のチャンネル毎にＰＡＤカプラ１７に向かう分岐をλ／２間隔に配置している。【選択図】図１

Description

本発明は、自己診断装置に関する。

近年、衝突防止や自動運転などの技術が数多く提案されており、レーダ技術を使用し自装置からターゲット（物標）までの距離、ターゲットとの相対速度、ターゲットの存在角度（レーダ受信波の到来角度）を測定する技術が注目されている。例えば出願人は、自装置からターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度、ターゲットの存在角度を測定する装置として、移動体用のミリ波帯レーダシステムを提案している。

ミリ波帯レーダシステムは、例えばミリ波帯の高周波領域の信号を生成し外部との間で送受する。この種の装置をテストするときには、ミリ波帯の外部信号源を入力し受信部をテストすることが考えられるが、より低コストで量産テストの可能な自己診断機能を実現することが望まれている。半導体集積回路は、出荷時の試験に要するコストを低減するため、その内部にて試験を行うＢＩＳＴ（Built-In-Self Test）機能を設けている。このＢＩＳＴ機能は、例えば非特許文献１に開示されている。

非特許文献１記載の技術では、ＢＩＳＴ機能をチップの下部に配置し、チップの一の角部から左上のチャンネル受信機までＴＭＬ型分配器を配置することで、ＢＩＳＴ用の信号を受信入力にカップリングさせている。

Bon-Hyun Ku, Gabriel M. Rebeiz, et al., "A High-Linearity 76-85-GHz 16-Element 8-Transmit/8-Receive Phased-Array Chip With High Isolation and Flip-Chip Packaging," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 62, no. 10, Oct, 2014

発明者は、特許文献１記載の技術を採用した場合、チャンネル間の距離が７００μｍであることを導き出したため、特許文献１の技術が想定している７６〜８５ＧＨｚの周波数帯では位相換算すると約１４０°となることを見出している。チャンネルは、多数（例えば８チャンネル）設けられているため、これらのチャンネル毎に位相がばらつくことが確認されており、自己診断する際のテスタビリティが悪いことが判明した。

本開示の目的は、外部信号源を使用することなく容易に自己診断できるようにした自己診断装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、アンテナ（１５）を通じて高周波入力される高周波信号を増幅する高周波増幅器（１１）と、前記高周波信号を第１のローカル信号によりダウンコンバージョンする第１の周波数混合器（１２）と、前記第１の周波数混合器により出力される中間周波数の信号を増幅する中間周波数増幅器（１４）と、を複数のチャンネル毎にそれぞれ備え、さらにＰＬＬ（５）と、第２の周波数混合器（２２）と、を備える。ＰＬＬは、第１のローカル信号を生成すると共に自己診断用の第２のローカル信号及び第２のローカル信号より低くＤＣを超える周波数条件を満たす自己診断用オフセット周波数信号を全て生成するように構成される。

ＰＬＬは、第１及び第２のローカル信号及び自己診断用オフセット周波数信号を全て生成しているため、複数のＰＬＬを設ける必要がなくなり、チップサイズを小さくでき、混信やスプリアスの発生を抑制できる。

第２の周波数混合器は、ＰＬＬが生成した前記第２のローカル信号に自己診断用オフセット周波数信号をアップコンバートして２トーンを生成し複数のチャンネル毎に設けられるＰＡＤカプラ（１７；６１７）に入力させるように構成されている。自己診断装置は、アップコンバートされた２トーンの信号を用いて、高周波入力から高周波増幅器、第１の周波数混合器、中間周波数増幅器を通じてダウンコンバートされて得られる信号を用いて自己診断する。

ＴＭＬ型分配器（３１；２３１；３３１；４３１；５３１）は、ＰＡＤカプラに入力させる２トーンを分配するが、ＰＡＤカプラに入力させる周波数帯に対応した波長をλとしたとき、複数のチャンネル毎にＰＡＤカプラに向かう分岐をλ／２間隔に配置している。このため、基準となる位相から、受信チャンネル毎に１８０°ステップで変更できるようになり、各受信チャンネルの相対位相値を０°又は１８０°に規則的に集約させることができる。自己診断装置は、受信チャンネル毎に相対位相値を評価するときに、基準位相に対する偏差を導出することで受信チャンネル毎の相対位相値を容易に評価できる。この結果、テスタビリティを向上できる。

第１実施形態に係るＴＭＬ型分配器を模式的に表す構成図 ミリ波レーダシステムの模式的な全体構成図 模式的に表す電気的構成図 ダウンコンバージョン前後の２トーンの周波数説明図 自己診断処理フロー図（その１） 自己診断処理フロー図（その２） 自己診断処理フロー図（その３） 自己診断処理フロー図（その４） 位相変化時における２トーンの位相関係の説明図 各チャンネルの位相評価結果 自己診断用オフセット周波数信号の波形と中間周波数増幅器の出力信号波形をモニタした結果 第２実施形態に係るＴＭＬ型分配器を模式的に表す構成図 第３実施形態に係るＴＭＬ型分配器を模式的に表す構成図 第４実施形態に係るＴＭＬ型分配器を模式的に表す構成図 第５実施形態に係るＴＭＬ型分配器を模式的に表す構成図 第６実施形態に係るＰＡＤカプラの周辺構造を模式的に表す平面図及び縦断側面図

以下、自己診断装置の幾つかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する

（第１実施形態）
図２に示すレーダシステム１は、制御器２、送信部３、受信部４、ＰＬＬ５、及び自己診断信号生成部６を備えている。送信部３は、２以上のＮチャンネル分の送信機３ａにより構成され、受信部４は、２以上のＭチャンネル分の受信機４ａにより構成される。

制御器２は、例えばロジック回路などの制御主体により構成され、各送信機３ａの利得の可変制御、ＰＬＬ５の出力周波数制御、と共に、移相器２４が信号を移相する移相量φを制御する移相量制御部としての各種制御機能を備える。また制御器２は、中間周波数信号IFOUT等の各種信号をモニタするモニタ部としても構成される。

ＰＬＬ５は、基準発振回路Ｃにより生成される基準クロックCLKを入力し、この基準クロックCLKを用いて、例えば４０ＧＨｚ帯の周波数ｆLO1の第１のローカル信号LO1を生成し各送信機３ａに出力する。

各送信機３ａは、移相器７、周波数ダブラ８、及びパワーアンプ９を縦続接続して構成される。移相器７は、制御器２から入力される制御信号に基づいて、ＰＬＬ５が出力する第１のローカル信号LO1の位相を変更し、周波数ダブラ８に出力する。周波数ダブラ８は、移相器７の出力周波数を２倍してパワーアンプ９に出力する。パワーアンプ９は、周波数ダブラ８の出力を電力増幅し、送信アンテナ１０に出力することで送信アンテナ１０からレーダ波をターゲットＴに照射する。

各受信機４ａは、高周波増幅器１１、第１の周波数混合器１２、フィルタ１３、及び中間周波数増幅器１４を縦続接続して構成され、ターゲットＴに反射したレーダ波を受信アンテナ１５を通じて受信する。

高周波増幅器１１は、例えばローノイズアンプにより構成され、受信アンテナ１５から受信入力したミリ波帯の高周波信号を増幅し、第１の周波数混合器１２に出力する。高周波増幅器１１の利得は、例えば数ｄＢ程度に設定されている。また各受信機４ａには、周波数ダブラ１６が備えられる。周波数ダブラ１６は、ＰＬＬ５により生成された周波数ｆLO1の第１のローカル信号LO1を入力し周波数を２倍して第１の周波数混合器１２に出力する。第１の周波数混合器１２は、周波数ダブラ１６により高周波増幅器１１の出力をダウンコンバートしフィルタ１３に出力する。フィルタ１３は、入力信号をＩＦ帯に帯域制限して中間周波数増幅器１４に出力する。

中間周波数増幅器１４は制御器２により増幅度を変更可能に構成され、フィルタ１３の出力を例えば数ｄＢ〜数十ｄＢの範囲で増幅し、中間周波数信号IFOUTとする。レーダシステム１は、中間周波数信号IFOUTをＡ／Ｄ変換した後にＦＦＴ処理することに基づいて、ターゲットＴとの間の距離や相対速度、ターゲットＴが存在する方位角を算出する。

レーダシステム１は、受信部４の自己診断機能を備えており、この自己診断機能を実現するため自己診断信号生成部６が設けられている。また自己診断機能を実現するため、ＰＬＬ５は、基準発振回路Ｃの基準クロックCLKの逓倍数等のパラメータを調整することで、前述の第１のローカル信号LO1を生成すると共に、自己診断用の第２のローカル信号LO2、自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKを全て生成する。自己診断用の第２のローカル信号LO2は、周波数ｆLO1と同一の周波数ｆLO2の信号である。自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKは、第２のローカル信号LO2の周波数ｆLO2よりも低くＤＣを超える周波数条件を満たす周波数ｆCLK（例えば、２０ＭＨｚ程度）の信号である。

同一のＰＬＬ５が、これらの信号を全て生成するため、これらの第１のローカル信号LO1、第２のローカル信号LO2、及び自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKは、基準クロックCLKの周波数変動や外的環境変動による周波数特性変化に高い相関性を備える。

図３に示すように、各受信機４ａは、受信アンテナ１５を通じて受信信号を入力するパッドＰ１を備える。これらの各受信機４ａは、パッドＰ１に近接した位置にＰＡＤカプラ１７を備える。ＰＡＤカプラ１７は、バンプの近くに構成されている。
他方、自己診断信号生成部６は、周波数ダブラ２１、第２の周波数混合器２２、可変増幅器２３、移相器２４、及び、増幅器２５を縦続接続して構成されている。自己診断信号生成部６は、増幅器２５の出力を、ＴＭＬ型分配器３１により分配して個々の受信機４ａ毎に設けられるＰＡＤカプラ１７に入力させるように構成されている。

図１に示すように、ＴＭＬ型分配器３１は、自己診断信号生成部６から入力した信号を各受信チャンネルCH1…CH8の受信機４ａ毎に設けられるＰＡＤカプラ１７に分配する。ＴＭＬ型分配器３１は、各受信チャンネルCH1…CH8のＰＡＤカプラ１７の間に直線伝送線路３２を用いると共に受信チャンネルCH2…CH4、CH5…CH7のＰＡＤカプラ１７に対する分岐点Ｎ２…Ｎ４、Ｎ５…Ｎ７にそれぞれＴ字型分岐路３３を配置して構成されている。またＴＭＬ型分配器３１は、端部に位置する各受信チャンネルCH1、CH8の分配点Ｎ１、Ｎ８にＬ字型の伝送線路３４を配置して構成されている。

ＰＡＤカプラ１７に入力させる周波数帯に対応した波長をλとしたとき、ＴＭＬ型分配器３１は、複数のチャンネル毎のＰＡＤカプラ１７に向かう隣り合う分岐点Ｎ１−Ｎ２、Ｎ２−Ｎ３、…、Ｎ７−Ｎ８の間の距離をλ／２とすることで、ＰＡＤカプラ１７に向かう分岐をλ／２間隔に配置するように構成されている。特にＴＭＬ型分配器３１は、複数の受信チャンネルCH1…CH8の全体の中央位置に例えばＴ字分岐路３５を配置し、当該中央位置から当該全ての受信チャンネルCH1…CH8のＰＡＤカプラ１７に分配するように構成されていることが望ましい。

以下、受信機４ａの自己診断方法を簡単に説明する。レーダシステム１が、受信機４ａを自己診断するときには、ＰＬＬ５が、周波数ｆLO2（＝ｆLO1）の第２のローカル信号LO2を周波数ダブラ２１を介して第２の周波数混合器２２に出力すると共に、この第２のローカル信号LO2より低い周波数条件を満たす周波数ｆCLKの自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKを出力する。すると第２の周波数混合器２２は、ＰＬＬ５が生成した第２のローカル信号LO2の周波数を２倍した信号に、自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKをアップコンバートすることで、所定の周波数帯域幅内に周波数２×ｆLO2±ｆCLKの２トーン信号を生成できる。

図４には、第２の周波数混合器２２が２トーンの信号を生成する場合に、要部に出力される主な周波数成分を図示している。また図４の左側には、第２の周波数混合器２２による２トーンの周波数２×ｆLO2±ｆCLKの混合信号の出力ＰBISTを示している。

移相器２４は、第２の周波数混合器２２からＰＡＤカプラ１７に至るまでの経路に備えられ、第２の周波数混合器２２から２トーンの信号を入力すると、基準位相（例えば０°）に対し２トーンをそれぞれ移相し、この移相した信号を増幅器２５、ＴＭＬ型分配器３１を通じてＰＡＤカプラ１７に出力する。

ＰＡＤカプラ１７は、移相器２４を通じて出力される周波数２×ｆLO2±ｆCLKの２トーンの周波数帯の信号をカップリングし、高周波増幅器１１に入力させる。高周波増幅器１１は、この２トーンの信号を増幅し、第１の周波数混合器１２に出力する。

第１の周波数混合器１２は、この増幅された２トーンの信号を周波数ｆLO1の第１のローカル信号LO1と混合する。そしてフィルタ１３が、中間周波数帯（ＩＦ帯）に帯域制限した後、中間周波数増幅器１４は、第１の周波数混合器１２により混合された混合信号を増幅し、中間周波数信号IFOUTとして出力する。第１の周波数混合器１２は、周波数２×ｆLO2±ｆCLKの信号に周波数ｆLO1の第１のローカル信号LO1の２倍の周波数２×ｆLO1の信号を混合して中間周波数信号IFOUTとして出力する。

原理的に、第１の周波数混合器１２は、高周波数側の出力ＰBIST（ＲＦ＋）と低周波数側の出力ＰBIST（ＲＦ−）とを同一周波数にダウンコンバートするため、図４の右側に示すように、混合信号の周波数をｆCLKとして出力することになる。

具体例を挙げて説明すると、制御器２は、図５Ａに示すように、第２のローカル信号LO2を例えば４０ＧＨｚに設定することで第２の周波数混合器２２に入力させる周波数２×ｆLO2を例えば８０ＧＨｚに設定すると共に、自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKの周波数ｆCLKを例えば２０ＭＨｚに設定する。するとＰＡＤカプラ１７は、周波数２×ｆLO2±ｆCLKの２トーンの信号をカップリング入力する。この後、図５Ｂに示すように、制御器２が、移相器２４により位相Δφを調整することで、第１の周波数混合器１２から中間周波数信号IFOUTとして出力させる１トーンを可変利得制御する。

制御器２は、周波数２×ｆLO2±ｆCLKの２トーンの間のイメージ干渉を利用し、第１の周波数混合器１２の出力の信号レベルを最も低くするように移相器２４の位相Δφを調整制御する。図５Ｃに、第１の周波数混合器１２による中間周波数信号IFOUTの出力を示すように、制御器２は、移相器２４の位相Δφを調整制御することで例えば−３０ｄＢｍから最小−４０ｄＢｍにレベルを変化させる。すると、図５Ｄに示すように、自己診断時において、中間周波数増幅器１４の利得可変範囲を例えば最小０ｄＢ〜最大３０ｄＢまで極力広くできる。これにより、ミリ波帯を増幅する高周波増幅器１１によるゲイン（例えば、数ｄＢ）だけでは実現困難な利得可変範囲を実現できる。

図６には、移相器２４の位相Δφの変化時における２トーンの位相関係を示しており、第２の周波数混合器２２により生成される２トーンを、それぞれ、所望波（Desired tone）、イメージ波（Image tone）として示している。

制御器２が、移相器２４により位相Δφを０°〜３６０°の間で変化させると、所望波及びイメージ波が互いに逆方向に同時に位相変化するため、その２トーンの間の位相変化はその２倍となる。所望波及びイメージ波が互いに弱め合ったり強め合ったりすることで中間周波数信号IFOUTの出力レベルを変化させることができる。

以下、ＴＭＬ型分配器３１の意義を説明する。このような一連の自己診断処理において、
ＰＡＤカプラ１７に入力させる周波数帯に対応した波長をλとしたとき、ＴＭＬ型分配器３１は、複数のチャンネル毎のＰＡＤカプラ１７に向かう分岐をλ／２間隔に配置するように構成されている。このため、ＴＭＬ型分配器３１は、自己診断信号生成部６が生成した２トーン信号の位相を各受信チャンネル毎に１８０°ステップで調整して各受信機４ａのＰＡＤカプラ１７に入力させることができる。

図７に示すように、レーダシステム１が中間周波数信号IFOUTをＡＤ変換した後にＦＦＴすることで各受信チャンネルCH1〜CH8の相対位相値を評価すると、全ての受信チャンネルCH1〜CH8について、ある基準受信チャンネル（例えばCH4）に対する各受信チャンネルの中間周波数信号IFOUTの相対位相値を１８０°ステップで変化させることができ、各受信チャンネルの中間周波数信号IFOUTの相対位相値を０°又は１８０°に規則的に集約させることができる。

レーダシステム１は、各受信チャンネル毎の中間周波数信号IFOUTの位相値を評価するときに、ある基準受信チャンネル（例えばCH4）の基準位相値に対して１８０°毎に変化する値（０°又は１８０°）を基準とした位相の偏差を検出することで、各受信チャンネルCH1…CH8の間の相対位相値を評価できる。各受信チャンネルCH1…CH8の間の相対位相値について１８０°毎の位相値を基準値として評価できるため、評価を容易に行うことができ、テスタビリティを向上できる。

またＴＭＬ型分配器３１は、受信チャンネルCH1…CH8の全体の中央位置から当該全ての受信チャンネルCH1…CH8のＰＡＤカプラ１７に分配しているため、ＴＭＬ型分配器３１を省スペースで実現でき、受信チャンネルCH1…CH8の間の受信信号強度差を緩和できる。例えば、受信チャンネル数が８となる場合、端部に位置する受信チャンネルCH1及びCH8の間の受信信号電力差を少なくできる。

また図８に示すように、レーダシステム１は、第２の周波数混合器２２に入力される自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKを直接モニタすることで、この自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKを位相比較基準信号とし、各受信チャンネルCH1…CH8における中間周波数信号IFOUTの位相を検出することもできる。これにより、自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKの位相を基準として絶対位相を評価でき、自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKに対する中間周波数信号IFOUTの絶対位相を各受信チャンネルCH1…CH8毎に評価できる。
なお、第２の周波数混合器２２に入力される自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKと、第１の周波数混合器１２の出力信号、中間周波数信号IFOUTとを位相比較してもよい。この場合も同様の作用効果を奏する。

＜まとめ＞
レーダシステム１は、各受信チャンネルCH1…CH8毎の中間周波数信号IFOUTの位相値を評価するときに、ある基準受信チャンネル（例えばCH4）に対して１８０°毎に変化する値を基準として位相変化量を検出することで、各受信チャンネルCH1…CH8の間の受信信号の相対位相値を評価できる。レーダシステム１は、各受信チャンネルCH1…CH8の間の相対位相値について、１８０°毎の位相値を基準として評価できるため、各受信チャンネルCH1…CH8の受信信号の相対位相値を容易に評価できるようになり、テスタビリティを向上できる。

またＴＭＬ型分配器３１は、複数の受信チャンネルCH1…CH8の全体の中央位置から当該全ての受信チャンネルCH1…CH8の受信機４ａのＰＡＤカプラ１７に分配しているため、ＴＭＬ型分配器３１を省スペースで実現でき、各受信チャンネルCH1…CH8の間の受信信号強度差を緩和できる。例えば、図１に示すように、受信チャンネル数が８チャンネルである場合、端部に位置する受信チャンネルCH1及び受信チャンネルCH8の間の受信電力差を少なくできる。

またレーダシステム１は、第２の周波数混合器２２に入力される自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKと、中間周波数信号IFOUTとの位相を比較することで、自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKの位相を基準とした絶対位相を検出できる。すなわち、自己診断用オフセット周波数信号BIST＿CLKに対する中間周波数信号IFOUTの絶対位相を各受信チャンネルCH1…CH8毎に評価できる。

（第２実施形態）
図９にＴＭＬ型分配器２３１を例示したように、受信チャンネル数を４チャンネルとした場合にも適用できる。受信チャンネル数は複数であれば何チャンネルでも適用できる。

（第３実施形態）
図１０にＴＭＬ型分配器３３１を例示したように、ＴＭＬ型分配器３３１が、受信チャンネルCH1〜CH4のうちの端部に位置して終端器３６を備えていても良い。終端器３６は、ＴＭＬ型分配器３３１を構成する分配線路の特性インピーダンスと同じインピーダンスの抵抗器により構成される。これによりインピーダンス整合を図ることができる。

（第４実施形態）
図１１にＴＭＬ型分配器４３１を例示したように、ＴＭＬ型分配器４３１は、ミアンダ線路３７（Meander型ＴＭＬ（Transmission Line）)を用いて各受信チャンネルCH1〜CH4の間のλ／２間隔を実現するように構成されていても良い。すると、省面積、省容積にてλ／２線路を構成できる。

（第５実施形態）
図１２にＴＭＬ型分配器５３１とその入力経路を例示したように、ＴＭＬ型分配器５３１の入力経路にウィルキンソン分配器３８（Wilkinson divider）を備えるように構成しても良い。ウィルキンソン分配器３８は、入力信号を２方向に分岐して信号を分配するように構成され、λ／４線路３８ａを一対用いて受信チャンネルCH4及びCH5のＰＡＤカプラ１７の間にλ／２間隔を構成している。これにより、受信チャンネルCH4及びCH5の間のアイソレーションを十分に確保できる。

（第６実施形態）
図１３にＰＡＤカプラ６１７とその周辺構造を例示している。前述したレーダシステム１の回路は半導体集積回路４０の内部に構成されるが、半導体集積回路４０はシリコン基板４１を母体として構成される。シリコン基板４１の上にはメタルスタック構造４２が構成される。メタルスタック構造４２の上にはＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Sized Package）５０が構成されている。ＷＬＣＳＰ５０は、銅ピラー５１を下部に形成したはんだバンプ５２、及び、再配線層５３を接続した構造を具備する。はんだバンプ５２には、受信アンテナ１５を通じて高周波入力される。

メタルスタック構造４２は、シリコン基板４１の上方に位置して複数のメタル層を互いに絶縁膜を挟んで積層されている。メタルスタック構造４２は、トップ厚メタル層Ｌ１、２ｎｄトップ厚メタル層Ｌ２、３ｒｄトップ厚メタル層Ｌ３の少なくとも３層の積層構造を備え、その下層には複数（例えば６層）の薄メタル層（図示せず）が構成され、トップ厚メタル層Ｌ１、２ｎｄトップ厚メタル層Ｌ２、３ｒｄトップ厚メタル層Ｌ３、及び、複数の薄メタル層は、上層からこの順に構成されている。すなわち２ｎｄトップ厚メタル層Ｌ２は、トップ厚メタル層Ｌ１の下段に構成され、３ｒｄトップ厚メタル層Ｌ３は、２ｎｄトップ厚メタル層Ｌ２の下段に構成される。

パッドＰ１は、トップ厚メタル層Ｌ１を用いて構成されており、再配線層５３は、はんだバンプ５２及び銅ピラー５１とパッドＰ１とを接続するように構成されている。

ＰＡＤカプラ６１７は、２ｎｄトップ厚メタル層Ｌ２と３ｒｄトップ厚メタル層Ｌ３との間に絶縁膜を挟んで離間しており、２ｎｄトップ厚メタル層Ｌ２と３ｒｄトップ厚メタル層Ｌ３との間の容量結合により形成される。

他方、ＴＭＬ型分配器３１からＰＡＤカプラ６１７に向けて引き出し配線４３が設けられている。引き出し配線４３は、３ｒｄトップ厚メタル層Ｌ３に構成され、ＴＭＬ型分配器３１から結合する結合容量配線として用いられる。引き出し配線４３は、トップ厚メタル層Ｌ１、２ｎｄトップ厚メタル層Ｌ２を使用することなく、３ｒｄトップ厚メタル層Ｌ３に構成されているため、はんだバンプ５２との距離を極力大きくでき、はんだバンプ５２との間の寄生容量を極力抑制できる。また、図１３の上面図に示すように、引き出し配線４３は、はんだバンプ５２の直下を避けるように配置されているため、はんだバンプ５２との間に寄生する寄生容量を極力抑制できる。このため、受信性能劣化を極力抑制できる。

（他の実施形態）
本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
移相器２４は、必要に応じて設ければ良い。

前述した複数の実施形態の構成、機能を組み合わせても良い。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。

本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。

図面中、１はレーダシステム（自己診断装置）、２は制御器（モニタ部）、５はＰＬＬ、１２は第１の周波数混合器、１４は中間周波数増幅器、１５は受信アンテナ（アンテナ）、１７，６１７はＰＡＤカプラ、２２は第２の周波数混合器、３１，２３１，３３１，４３１，５３１はＴＭＬ型分配器、３６は終端器、３７はミアンダ線路、３８はウィルキンソン分配器、を示す。

Claims (8)

1. アンテナ（１５）を通じて高周波入力される高周波信号を増幅する高周波増幅器（１１）と、前記高周波信号を第１のローカル信号によりダウンコンバージョンする第１の周波数混合器（１２）と、前記第１の周波数混合器により出力される中間周波数の信号を増幅する中間周波数増幅器（１４）と、を複数のチャンネル毎にそれぞれ備えると共に、
   ＰＬＬ（５）と、
   第２の周波数混合器（２２）と、を備え、
   前記ＰＬＬは、前記第１のローカル信号を生成すると共に自己診断用の第２のローカル信号及び前記第２のローカル信号より低くＤＣを超える周波数条件を満たす自己診断用オフセット周波数信号を全て生成するように構成され、
   前記第２の周波数混合器は、前記ＰＬＬが生成した前記第２のローカル信号に前記自己診断用オフセット周波数信号をアップコンバートして２トーンを生成し前記複数のチャンネル毎に設けられるＰＡＤカプラ（１７；６１７）に入力させるように構成され、前記アップコンバートされた２トーンの信号を用いて、前記高周波入力から前記高周波増幅器、前記第１の周波数混合器、前記中間周波数増幅器を通じてダウンコンバートされて得られる信号を用いて自己診断する自己診断装置（１）であって、
   前記ＰＡＤカプラに入力させる２トーンを分配するＴＭＬ型分配器（３１；２３１；３３１；４３１；５３１）を備え、
   前記ＰＡＤカプラに入力させる周波数帯に対応した波長をλとしたとき、前記ＴＭＬ型分配器は、前記複数のチャンネル毎に前記ＰＡＤカプラに向かう分岐をλ／２間隔に配置した自己診断装置。
2. 前記ＴＭＬ型分配器は、前記複数のチャンネル全体の中央位置から全てのチャンネルの前記ＰＡＤカプラに分配する請求項１記載の自己診断装置。
3. 前記第１の周波数混合器（４）又は前記中間周波数増幅器（７）の出力信号との絶対位相を比較するために、位相比較基準信号となる前記第２の周波数混合器に入力される前記自己診断用オフセット周波数信号を直接モニタするモニタ部（２）を備える請求項１又は２記載の自己診断装置。
4. 前記ＴＭＬ型分配器（４３１）は、ミアンダ線路（３７）を用いて構成される請求項１ないし３の何れか一項に記載の自己診断装置。
5. 前記ＴＭＬ型分配器（３３１）は、前記複数のチャンネルの端部に位置する分配線路を当該分配線路の特性インピーダンスと同じインピーダンスの抵抗器により終端する終端器（３６）を備える請求項１から３の何れか一項に記載の自己診断装置。
6. 前記ＴＭＬ型分配器（５３１）の入力経路にウィルキンソン分配器（Wilkinson divider）（３８）をさらに備える請求項１から３の何れか一項に記載の自己診断装置。
7. 前記アンテナを通じて高周波入力されＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Sized Package）（５０）を構成するはんだバンプ（５２）と、
   前記はんだバンプとシリコン基板（４１）の上のパッド（Ｐ１）との間に接続される再配線層（５３）と、
   前記シリコン基板の上に、前記パッドを形成するためのトップ厚メタル層（Ｌ１）、前記トップ厚メタル層の下段に構成される２ｎｄトップ厚メタル層（Ｌ２）、前記２ｎｄトップ厚メタル層の下段に構成される３ｒｄトップ厚メタル層（Ｌ３）、及び、複数の薄メタル層が上層から順に構成されるメタルスタック構造（４２）と、を備え、
   前記ＴＭＬ型分配器から前記ＰＡＤカプラに向かう引き出し配線（４３）と、を備え、
   前記ＰＡＤカプラは、前記２ｎｄトップ厚メタル層と前記３ｒｄトップ厚メタル層との間の容量結合により形成され、
   前記引き出し配線は、前記トップ厚メタル層、前記２ｎｄトップ厚メタル層を使用することなく、前記３ｒｄトップ厚メタル層により前記ＴＭＬ型分配器から結合した結合容量配線として用い、前記はんだバンプの直下を避けるように配置されている請求項１から６の何れか一項に記載の自己診断装置。
8. 前記第２の周波数混合器から前記ＴＭＬ型分配器の入力に至るまでの経路に位置して前記２トーンの位相を変化させる移相器（２４）を備える請求項１から７の何れか一項に記載の自己診断装置。

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