JP3453080B2 - Millimeter wave radar - Google Patents

Millimeter wave radar

Info

Publication number
JP3453080B2
JP3453080B2 JP05825899A JP5825899A JP3453080B2 JP 3453080 B2 JP3453080 B2 JP 3453080B2 JP 05825899 A JP05825899 A JP 05825899A JP 5825899 A JP5825899 A JP 5825899A JP 3453080 B2 JP3453080 B2 JP 3453080B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
millimeter wave
pulse modulator
circulator
millimeter
frequency conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP05825899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000258525A (en
Inventor
太司 黒木
真行 杉岡
浩哉 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=13079140&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3453080(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP05825899A priority Critical patent/JP3453080B2/en
Publication of JP2000258525A publication Critical patent/JP2000258525A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3453080B2 publication Critical patent/JP3453080B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、短距離から長距離
までの検知を可能にするミリ波レーダに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a millimeter wave radar capable of detecting from short range to long range.

【0002】[0002]

【従来の技術】乗用車、バス、トラック等車載、その他
に使用されるミリ波レーダの方式として、FM−CW、
2周波CW、パルス、パルスドップラ、スペクトラム拡
散など種々提案され、300m程度の最大検知距離を目
標とした開発がなされている。一方で後方発進や左折時
における数10cm〜数cm程度の近距離検知の重要性
も指摘されている。
2. Description of the Related Art As a millimeter wave radar system used in vehicles such as passenger cars, buses, trucks, etc., FM-CW,
Various proposals such as dual-frequency CW, pulse, pulse Doppler, spread spectrum, etc. have been made, and development has been made aiming at a maximum detection distance of about 300 m. On the other hand, it has been pointed out that it is important to detect a short distance of about several tens of cm to several cm when starting from the rear or turning left.

【0003】例えば、特開平10−22864号公報
は、図17に示すように誘電体ストリップ81に直交す
る方向に誘電体線路を設けるとともに、RFチョーク用
誘電体パターンを設け、上記誘電体線路にガンダイオー
ドを接続し、その誘電体線路と上記RFチョーク用誘電
体パターンとの間にバラクタダイオードを接続してい
る。そして、バイアス端子82よりガンダイオードにバ
イアス電圧を印加し、端子83から変調信号をバラクタ
ダイオードに印加することにより、バラクタダイオード
の静電容量を変化させてガンダイオードの発振周波数を
変化させている。この特許出願ではFM−CWを使用し
ている。発振出力はサーキュレータ84、送信用誘電体
共振器85を介して送信アンテナ86より送信される。
検知物体で反射した電波は受信アンテナ87で受信さ
れ、ミクサ88によりIF信号を端子89に得る。
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-22864 , as shown in FIG. 17, a dielectric line is provided in a direction orthogonal to the dielectric strip 81, and a dielectric pattern for an RF choke is provided. A Gunn diode is connected, and a varactor diode is connected between the dielectric line and the RF choke dielectric pattern. A bias voltage is applied to the Gunn diode from the bias terminal 82, and a modulation signal is applied to the varactor diode from the terminal 83 to change the capacitance of the varactor diode and change the oscillation frequency of the Gunn diode. This patent application uses FM-CW. The oscillation output is transmitted from the transmission antenna 86 via the circulator 84 and the transmission dielectric resonator 85.
The radio wave reflected by the detection object is received by the receiving antenna 87, and the mixer 88 obtains the IF signal at the terminal 89.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】電波式レーダとしてF
M−CW方式が最も多く用いられているが、FM−CW
方式は雑音のため数m以下の高精度物体検知は難しく、
また発振器の発振周波数を時間的に変化させているの
で、周波数安定度の点から検知距離精度にも問題が残さ
れている。パルス方式は発振周波数が安定化できるた
め、検知距離精度が良好であるが、数cmオーダーの近
距離検知を行うためにはミリ波を使用し、かつミリ波信
号を数nsオーダーのトリガパルスで変調する必要があ
る。ミリ波を半導体素子を用いて数nsオーダーのパル
ス幅で変調するためには、現在パルスレーダに常用され
ているPINダイオードを使用することになるが、PI
Nダイオードの少数キャリア寿命時間は数10nsオー
ダーであり長いため、数nsオーダーの高速パルスを扱
うのは困難である。
[Problems to be Solved by the Invention]
Most often used is the M-CW method, but FM-CW
Since the method is noise, it is difficult to detect highly accurate objects of a few meters or less.
Further, since the oscillation frequency of the oscillator is changed with time, there remains a problem in the detection distance accuracy in terms of frequency stability. The pulse method can stabilize the oscillating frequency, so it has good detection distance accuracy. However, millimeter waves are used to detect short distances on the order of several cm, and millimeter wave signals are generated using trigger pulses on the order of several ns. Need to be modulated. In order to modulate a millimeter wave with a pulse width on the order of several ns using a semiconductor element, a PIN diode which is commonly used at present in a pulse radar is used.
Since the minority carrier lifetime of the N diode is long on the order of several tens of ns, it is difficult to handle high-speed pulses of the order of several ns.

【0005】光波や超音波を利用した近距離レーダもあ
るが、光波は雨水や露、霧などで、また超音波は気温や
風などでそれぞれ誤動作を起こす問題がある。
There are short-range radars that utilize light waves or ultrasonic waves, but there is a problem that light waves cause malfunctions due to rainwater, dew, fog, etc., and ultrasonic waves cause malfunctions due to temperature or wind.

【0006】本発明は、上記問題を解決するもので、悪
天候下でも安定に動作し、かつ300m程度の最大距離
は保持しつつ、かつ従来は困難とされていた数10cm
〜数cm程度の近距離を高精度に検知することが可能な
ミリ波レーダを提供するものである。
The present invention solves the above-mentioned problems, and operates stably even in bad weather, maintains a maximum distance of about 300 m, and is several tens of centimeters, which has been difficult in the past.
The present invention provides a millimeter wave radar capable of detecting a short distance of approximately several cm with high accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のミリ波レーダは、ミリ波帯発振器と、該ミリ波帯発振
器からの発振信号をパルス変調する周波数変換型パルス
変調器と、前記周波数変換型パルス変調器で反射された
ミリ波帯信号を送信する送信アンテナと、検知物体で反
射された反射波を受信する受信アンテナと、を備えたこ
とを特徴とする。
A millimeter wave radar according to a first aspect of the present invention comprises a millimeter wave band oscillator, a frequency conversion type pulse modulator for pulse-modulating an oscillation signal from the millimeter wave band oscillator, It is characterized by comprising a transmitting antenna for transmitting the millimeter wave band signal reflected by the frequency conversion type pulse modulator and a receiving antenna for receiving the reflected wave reflected by the detection object.

【0008】この特徴により、数cmの近距離から数1
00mの遠距離までの物体検知を雑音なしで、高精度に
行うことができる。また、本発明は第1のミリ波帯発振
器の発振出力を直接送信する方式であるから、アップコ
ンバートした信号を送信波に用いる場合に比べて、送信
出力を大きくすることができる。即ち、アップコンバー
トした出力を送信波に使用する場合は、アップコンバー
トするときに挿入損失があり、送信出力が小さくなるの
で、これを補うため送信波の電力増幅器を使用しなけれ
ばならなかった。しかし、本発明はパルス変調器の高速
動作素子が不整合時に発生する高電力の反射波をレーダ
の送信波に利用することで問題を解決し、その上、レー
ダの高性能化、低コストを実現している。
Due to this characteristic, from a short distance of several cm to several 1
Object detection up to a long distance of 00 m can be performed with high accuracy without noise. Further, since the present invention is a method of directly transmitting the oscillation output of the first millimeter waveband oscillator, the transmission output can be increased as compared with the case where an up-converted signal is used for the transmission wave. That is, when the up-converted output is used for the transmission wave, there is an insertion loss when the up-conversion is performed, and the transmission output becomes small. Therefore, a power amplifier for the transmission wave must be used to compensate for this. However, the present invention solves the problem by utilizing the high-power reflected wave generated when the high-speed operation element of the pulse modulator is mismatched as the transmitted wave of the radar, and further, the high performance of the radar and the low cost are achieved. Has been realized.

【0009】本発明の請求項2に記載のミリ波レーダ
は、前記周波数変換型パルス変調は、ショットキーダ
イオードやFET(電界効果型トランジスタ)或いはH
EMT(高電子移動度トランジスタ)の少なくともいず
れかを備えることを特徴とする。
[0009] Millimeter-wave radar according to claim 2 of the present invention, the frequency conversion pulse modulator, Schottky diodes and FET (field effect transistor) or H
At least one of EMTs (high electron mobility transistors) is provided.

【0010】この特徴により、パルス変調器は少数キャ
リア寿命時間が数psオーダーのように短いショットキ
バリアダイオードのような2端子半導体素子、あるいは
FET(電界効果型トランジスタ)やHEMT(高電子
移動度トランジスタ)のような3端子半導体素子等の高
速動作素子により構成されるから、高速スイッチング動
作が行われ、ミリ波パルスレーダを得ることができる。
Due to this feature, the pulse modulator has a two-terminal semiconductor element such as a Schottky barrier diode, a FET (field effect transistor) or a HEMT (high electron mobility transistor), in which the minority carrier lifetime is as short as a few ps. ), A high-speed operation element such as a three-terminal semiconductor element is used, so that high-speed switching operation is performed and a millimeter wave pulse radar can be obtained.

【0011】本発明の請求項3に記載のミリ波レーダ
は、前記周波数変換型パルス変調器は、サーキュレータ
を備え、前記サーキュレータに入力ポートと、出力ポー
トと、前記入力ポートと出力ポートの間に制御ポートを
備えることを特徴とする。
In the millimeter wave radar according to a third aspect of the present invention, the frequency conversion type pulse modulator includes a circulator, and the circulator has an input port, an output port, and between the input port and the output port. It is characterized by having a control port.

【0012】[0012]

【0013】本発明の請求項4に記載のミリ波レーダ
は、前記周波数変換型パルス変調器は、少数キャリア寿
命時間が10ns以下のスイッチング素子を用いた周波
数変換型パルス変調器であることを特徴とする。
In the millimeter wave radar according to a fourth aspect of the present invention, the frequency conversion type pulse modulator has a minority carrier lifetime.
Frequency using a switching element with a life time of 10 ns or less
It is a number conversion type pulse modulator .

【0014】この特徴により、ミリ波帯発振器の発振信
号は周波数変換され、1つのミリ波発振器の出力を送信
用と、受信器の局部発振用に利用することができる。
た、少数キャリア寿命時間が10ns以下のスイッチン
グ素子を用いているので、高速のスイッチングが無理な
く実現できる。
With this feature, the oscillation signal of the millimeter-wave band oscillator is frequency-converted, and the output of one millimeter-wave oscillator can be used for transmission and for local oscillation of the receiver. Well
In addition, minority carrier lifetime is less than 10ns
Since a switching element is used, high-speed switching is impossible.
Can be realized easily.

【0015】本発明の請求項5に記載のミリ波レーダ
は、前記受信アンテナで受信された受信信号とパルス変
調器で変調された信号とを混合するミクサを具備するこ
とを特徴とする
A millimeter wave radar according to a fifth aspect of the present invention is a pulse signal that is different from a received signal received by the receiving antenna.
Providing a mixer that mixes with the signal modulated by the modulator
And are characterized .

【0016】この特徴により、数cmの近距離から数1
00mの遠距離までの物体検知を雑音なしで、高精度に
行うことができる。また、本発明はミリ波帯発振器の発
振出力を直接送信する方式であるから、アップコンバー
トした信号を送信波に用いる場合に比べて、送信出力を
大きくすることができる。即ち、アップコンバートした
出力を送信波に使用する場合は、アップコンバートする
ときに挿入損失があり、送信出力が小さくなるので、こ
れを補うため送信波の電力増幅器を使用しなければなら
なかった。しかし、本発明はパルス変調器の高速動作素
子が不整合時に発生する高電力の反射波をレーダの送信
波に利用することで問題を解決し、その上、レーダの高
性能化、低コストを実現している。さらに、1つのミリ
波発振器を送信用と受信用に利用することができ、安価
に製造することができる。
Due to this characteristic, from a short distance of several cm to several 1
Object detection up to a long distance of 00 m can be performed with high accuracy without noise. Further, since the present invention is a method of directly transmitting the oscillation output of the millimeter waveband oscillator, the transmission output can be increased as compared with the case where an up-converted signal is used for the transmission wave. That is, when the up-converted output is used for the transmission wave, there is an insertion loss when the up-conversion is performed, and the transmission output becomes small. Therefore, a power amplifier for the transmission wave must be used to compensate for this. However, the present invention solves the problem by utilizing the high-power reflected wave generated when the high-speed operation element of the pulse modulator is mismatched as the transmitted wave of the radar, and further, the high performance of the radar and the low cost are achieved. Has been realized. Furthermore, one millimeter wave oscillator can be used for transmission and reception, and can be manufactured at low cost.

【0017】本発明の請求項6に記載のミリ波レーダ
は、前記周波数変換型パルス変調器で反射されたミリ波
帯信号を送信アンテナに伝達し、前記周波数変換型パル
ス変調器でパルス変調された信号をミクサに伝達する
段が帯域フィルタであることを特徴とする。
The millimeter-wave radar according to claim 6 of the present invention is to transmit the millimeter-wave band signals reflected by said frequency-converted pulse modulator to the transmitting antenna, the frequency conversion pulse <br/> scan modulation hand <br/> stage for transmitting a pulse signal modulated by the vessel to the mixer is characterized in that it is a band filter.

【0018】この特徴により、帯域フィルタにより送信
信号とミクサに送る信号を弁別することができ、1つの
ミリ波発振器の出力を送信用と、受信器の局部発振用に
利用することができる
Due to this feature, transmission is performed by a bandpass filter.
It is possible to distinguish between the signal sent to the mixer and the signal sent to the mixer.
The output of the millimeter wave oscillator is used for transmission and the local oscillation of the receiver.
Can be used .

【0019】本発明の請求項7に記載のミリ波レーダ
は、 ミリ波帯発振器と、該ミリ波帯発振器の出力を第
1のサーキュレータに導く第1のNRDガイドと、該第
1のサーキュレータに接続されたパルス変調器と、前記
第1のサーキュレータと第2のサーキュレータを接続す
る第2のNRDガイドと、第2のサーキュレータに接続
された第3のNRDガイドと、該第3のNRDガイドに
接続された送受信アンテナと、前記第2のサーキュレー
タに接続されたミクサとからなることを特徴とする。
A millimeter wave radar according to a seventh aspect of the present invention is a millimeter wave band oscillator, a first NRD guide for guiding the output of the millimeter wave band oscillator to a first circulator, and the first circulator. A pulse modulator connected to the second circulator, a second NRD guide connecting the first circulator and the second circulator, a third NRD guide connected to the second circulator, and the third NRD guide. The transmission / reception antenna is connected, and the mixer is connected to the second circulator.

【0020】この特徴により、1つのミリ波発振器を送
信用と受信用に利用することができ、安価に製造するこ
とができる。また、低損失でコンパクトに構成すること
ができ、ミリ波の安定動作が得られる。
With this feature, one millimeter wave oscillator can be used for transmission and reception, and can be manufactured at low cost. Further, it can be configured with low loss and compact, and stable operation of millimeter waves can be obtained.

【0021】本発明の請求項8に記載のミリ波レーダ
は、前記周波数変換型パルス変調器は、SBD(ショッ
トキバリアダイオード)と負荷抵抗とを含み、バイアス
電圧の状態によって前記SBDによるミリ波反射、ミリ
波周波数変換をパルス的に制御することを特徴とする
The millimeter wave radar according to claim 8 of the present invention
The frequency conversion type pulse modulator is
Toki barrier diode) and load resistance, and bias
Millimeter wave reflection by the SBD, millimeter depending on the state of voltage
The wave frequency conversion is controlled in a pulsed manner .

【0022】また、本発明の請求項9に記載のミリ波レ
ーダは、前記周波数変換型パルス変調器は、FET或い
はHEMTの何れか一方と、負荷抵抗とを含み、FET
或いはHEMTの何れか一方へのバイアス電圧の状態に
よって前記FET或いはHEMTの何れか一方によるミ
リ波反射、ミリ波周波数変換をパルス的に制御すること
を特徴とする
Further , the millimeter wave laser according to claim 9 of the present invention.
The frequency conversion type pulse modulator is an FET or
Includes either one of HEMT and load resistance, and FET
Or, in the state of bias voltage to either HEMT
Therefore, the error caused by either the FET or HEMT
Controlling re-wave reflection and millimeter-wave frequency conversion in pulses
Is characterized by .

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】(実施例1)図1に実施例1の回
路図を示す。図1のミリ波レーダは、ミリ波帯発振器
1、パルス変調器2、サーキュレータ3、送信アンテナ
5、受信アンテナ6、ミクサ7、局部発振器8、IF増
幅器9、可変利得増幅器(AGC)10、検波器11、
ベースバンド(BB)増幅器12よりなる。これらミリ
波帯発振器1、パルス変調器2、サーキュレータ3、送
信アンテナ5、受信アンテナ6、ミクサ7、局部発振器
8は、NRDガイド(非放射性誘電体線路)を使用して
接続されミリ波回路で構成される。送信アンテナ5と受
信アンテナ6の付近に送信信号の一部をミクサ7に導く
方向性結合器13が設けられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 shows a circuit diagram of Embodiment 1. The millimeter wave radar of FIG. 1 includes a millimeter wave band oscillator 1, a pulse modulator 2, a circulator 3, a transmitting antenna 5, a receiving antenna 6, a mixer 7, a local oscillator 8, an IF amplifier 9, a variable gain amplifier (AGC) 10, and a detection. Bowl 11,
It comprises a baseband (BB) amplifier 12. The millimeter waveband oscillator 1, the pulse modulator 2, the circulator 3, the transmitting antenna 5, the receiving antenna 6, the mixer 7, and the local oscillator 8 are connected using an NRD guide (non-radiative dielectric line) to form a millimeter wave circuit. Composed. A directional coupler 13 for guiding a part of the transmission signal to the mixer 7 is provided near the transmission antenna 5 and the reception antenna 6.

【0024】ミリ波帯発振器1は、ガンダイオードを用
いて周波数安定化ガン発振器で構成され、60GHz帯
や77GHz帯発振周波数信号を得る。パルス変調器2
は図2、図3に示すようにショットキバリアダイオード
(SBD)を用いたASK変調器で構成される。図2に
おいて、パルス変調器2はNRDガイドを使用して構成
され、NRDガイドは上導体板101と下導体板102
の間に誘電体ストリップを配置して構成され、単一モー
ド動作帯域が得られる。ミリ波帯発振器1の発振出力は
第1のNRDガイド103に加えられ、発振出力信号は
サーキュレータ104の方向に向かう。サーキュレータ
103にはパルス変調器2に向かうNRDガイド105
と変調出力信号を出力するNRDガイド106が接続さ
れる。NRDガイド105はエアギャップ107を介し
てパルス変調器2に接続される。
The millimeter-wave band oscillator 1 is composed of a frequency-stabilized Gunn oscillator using a Gunn diode, and obtains a 60 GHz band or 77 GHz band oscillation frequency signal. Pulse modulator 2
Is composed of an ASK modulator using a Schottky barrier diode (SBD) as shown in FIGS. In FIG. 2, the pulse modulator 2 is configured by using an NRD guide, and the NRD guide includes an upper conductor plate 101 and a lower conductor plate 102.
With a dielectric strip in between to provide a single mode operating band. The oscillation output of the millimeter waveband oscillator 1 is applied to the first NRD guide 103, and the oscillation output signal goes toward the circulator 104. The circulator 103 has an NRD guide 105 directed to the pulse modulator 2.
And an NRD guide 106 that outputs a modulated output signal are connected. The NRD guide 105 is connected to the pulse modulator 2 via the air gap 107.

【0025】パルス変調器2は図3に示すように、テフ
ロン(テフロンは登録商標であり、正式には「四フッ化
エチレン」である)基板108に銅箔をエッチングして
バイアスチョーク109と低域フィルタ110を形成
し、このバイアスチョーク109と低域フィルタ110
の間にショットキダイオード111を接続して構成され
る。ここで一例として、テフロン基板108は幅が2.
25mmであり、バイアスチョークは幅が2.0mmで
長さが1.0mmの太いパターン部分と、幅が0.2m
mで長さが1.1mmの細いパターンを3段繰返して形
成される。低域フィルタ110は幅が2.0mmで長さ
が1.0mmの太い部分と、幅0.2mmで長さが1.
1mmの細い部分とからなる。そして、バイアスチョー
ク109と低域フィルタ110の間には0.4mmの隙
間を開けて幅が1.4mmで長さが1.0mmの2つの
電極112と113が形成され、この2つの電極112
と113の間にショットキバリアダイオード111が接
続される。このパルス変調器2はショットキバリアダイ
オード111のマウントの裏面にテフロン片114を取
り付け、ショットキバリアダイオード111が壊れない
よう保護している。またショットキバリアダイオード1
11のマウントの表面側(ミリ波入射側)には高誘電率
薄膜115を取り付け、抵抗が小さいショットキバリア
ダイオードとインピーダンスの高いNRDガイド105
との整合をとっている。高誘電率薄膜の厚さは約λ/4
である。さらに高誘電率薄膜の前後にテフロン片116
を取り付けNRDガイドとの整合をより高めている。
The pulse modulator 2 is, as shown in FIG. 3, Teflon (Teflon is a registered trademark, and is officially referred to as "tetrafluoride".
Copper foil is etched into a substrate 108 ( which is "ethylene") to form a bias choke 109 and a low pass filter 110, which bias choke 109 and low pass filter 110.
A Schottky diode 111 is connected between the two. Here, as an example, the Teflon substrate 108 has a width of 2.
The bias choke has a width of 2.0 mm and a length of 1.0 mm, and a thick pattern portion having a width of 0.2 m.
A thin pattern having a length of 1.1 mm and a length of 1.1 mm is formed by repeating three steps. The low-pass filter 110 has a thick portion having a width of 2.0 mm and a length of 1.0 mm, and a wide portion having a width of 0.2 mm and a length of 1.
It consists of a thin part of 1 mm. Then, between the bias choke 109 and the low-pass filter 110, two electrodes 112 and 113 having a width of 1.4 mm and a length of 1.0 mm are formed with a gap of 0.4 mm formed therebetween.
And 113, the Schottky barrier diode 111 is connected. In this pulse modulator 2, a Teflon piece 114 is attached to the back surface of the mount of the Schottky barrier diode 111 to protect the Schottky barrier diode 111 from damage. Schottky barrier diode 1
A high dielectric constant thin film 115 is attached to the surface side (millimeter wave incident side) of the mount 11 to form a Schottky barrier diode having a small resistance and an NRD guide 105 having a high impedance.
It is consistent with. The thickness of the high dielectric constant thin film is about λ / 4
Is. Further, before and after the high dielectric constant thin film, a Teflon piece 116 is used.
Is attached to enhance the matching with the NRD guide.

【0026】パルス変調器2のバイアスチョーク109
は配線117により下導体板102の穴118を経て、
直流負荷抵抗119と直流負荷抵抗120を介してデジ
タル信号端子121に接続される。因に一例として直流
負荷抵抗119は10Ω、直流負荷抵抗120は50Ω
に設定された。また低域フィルタ110は配線122に
より下導体板102の穴123を経て、アースに接続さ
れる。
Bias choke 109 of pulse modulator 2
Through the hole 118 of the lower conductor plate 102 by the wiring 117,
It is connected to the digital signal terminal 121 via the DC load resistor 119 and the DC load resistor 120. As an example, the DC load resistance 119 is 10Ω and the DC load resistance 120 is 50Ω.
Was set to. Further, the low-pass filter 110 is connected to the ground through the hole 123 of the lower conductor plate 102 by the wiring 122.

【0027】したがって、ミリ波帯発振器1が60GH
zを発振し、パルス変調器2のデジタル信号端子121
にパルス幅が5ns、パルス繰り返し周期1μsの負極
性トリガパルスをバイアス電圧として印加すると、ショ
ットキバリアダイオード111はバイアス電圧が順方向
期間はオン状態になるので検波器として動作し、ミリ波
帯発振器1の発振信号は、ショットキバリアダイオード
に接続した直流負荷抵抗119と120に吸収される。
ここで直流負荷抵抗119と120は順・逆バイアス印
加ショットキダイオード111とパルス波の整合がとれ
るよう設定している。一方、バイアス電圧が逆方向期間
はショットキダイオード111がオフ状態となるので検
波器として動作しないことにより、パルス変調器2に入
射したミリ波帯発振器1の発振周波数信号は不整合とな
り、反射される。以上の動作によりASKパルス変調が
行われる。
Therefore, the millimeter-wave band oscillator 1 is 60 GH
oscillates z, and the digital signal terminal 121 of the pulse modulator 2
When a negative polarity trigger pulse having a pulse width of 5 ns and a pulse repetition period of 1 μs is applied as a bias voltage, the Schottky barrier diode 111 operates as a detector because the bias voltage is in the ON state during the forward direction, and the millimeter waveband oscillator 1 The oscillation signal is absorbed by the DC load resistors 119 and 120 connected to the Schottky barrier diode.
Here, the DC load resistors 119 and 120 are set so that the forward / reverse bias application Schottky diode 111 and the pulse wave can be matched. On the other hand, when the bias voltage is in the reverse direction, the Schottky diode 111 is in the OFF state, so that the Schottky diode 111 does not operate as a detector, and the oscillation frequency signal of the millimeter waveband oscillator 1 incident on the pulse modulator 2 becomes unmatched and reflected. . ASK pulse modulation is performed by the above operation.

【0028】また、パルス変調器2はFETやHEMT
など3端子半導体素子等の高速動作素子を用いて図4の
ように構成することができる。このパルス変調器2の回
路図を図4に示すように、サーキュレータ3の入力ポー
ト51と出力ポート52の間に変調ポート53を配置
し、変調ポート53に3端子半導体素子54のソース・
ドレイン端子を接続する。ソースとアース間には整合負
荷抵抗56を接続し、ゲートにRFチョーク57を介し
て端子58よりバイアス電圧としてパルス信号を印加
し、ドレインに端子60よりノイズ除去用のチョーク5
9を介してミリ波帯信号を印加して動作させる。したが
って、ゲートに印加されたパルス信号がハイレベルのと
きは3端子半導体素子のドレイン・ソース間が短絡さ
れ、ドレインに入力したミリ波信号は整合負荷抵抗56
に吸収される。パルス信号がローレベルのときはドレイ
ン・ソース間は開放になるので、ドレインに入力したミ
リ波信号は反射され、その結果サーキュレータ3の出力
ポート52にパルス被変調信号が得られる。
The pulse modulator 2 is an FET or HEMT.
A high-speed operation element such as a three-terminal semiconductor element can be used to form the structure shown in FIG. As shown in the circuit diagram of the pulse modulator 2, a modulation port 53 is arranged between the input port 51 and the output port 52 of the circulator 3, and the source / source of the 3-terminal semiconductor element 54 is connected to the modulation port 53.
Connect the drain terminal. A matching load resistor 56 is connected between the source and ground, a pulse signal is applied to the gate as a bias voltage from a terminal 58 via an RF choke 57, and a noise removing choke 5 is applied from a terminal 60 to the drain.
A millimeter wave band signal is applied via 9 to operate. Therefore, when the pulse signal applied to the gate is at a high level, the drain and source of the three-terminal semiconductor element are short-circuited, and the millimeter wave signal input to the drain is the matched load resistance 56.
Is absorbed by. When the pulse signal is at the low level, the drain and source are open, so the millimeter wave signal input to the drain is reflected, and as a result, the pulse modulated signal is obtained at the output port 52 of the circulator 3.

【0029】図5は図4に示した回路をマイクロストリ
ップに応用した例を示し、図4と同等部分には添え字a
を付して示す。なお、61は直流阻止用コンデンサ、6
2は整合回路を示す。図5の回路でもアップコンバータ
の動作は図4の回路と同様に行われる。また図6はNR
Dガイドに応用した例を示し、図4と同等部分には添え
字bを付して示す。
FIG. 5 shows an example in which the circuit shown in FIG. 4 is applied to a microstrip.
Is attached. Incidentally, 61 is a DC blocking capacitor, 6
2 shows a matching circuit. In the circuit of FIG. 5, the operation of the up converter is performed in the same manner as the circuit of FIG. Also, FIG. 6 shows NR
An example applied to the D guide is shown, and the same parts as in FIG. 4 are shown with a subscript b.

【0030】上記のように、パルス変調器2で反射され
たミリ波帯信号はサーキュレータ3を通過して、送信ア
ンテナ5から送信されるとともに、その一部は基準波と
して方向性結合器13によりミクサ7へ導かれる。
As described above, the millimeter waveband signal reflected by the pulse modulator 2 passes through the circulator 3 and is transmitted from the transmission antenna 5, and a part of the millimeter waveband signal is used as a reference wave by the directional coupler 13. Guided to Mixer 7.

【0031】検知物体で反射した反射波は受信アンテナ
6で受信され、ミクサ7に入力される。ミクサ7には受
信信号と、局部発振器8からの局部発振信号と、方向性
結合器13によって供給される基準波の一部が入力さ
れ、ミクサ7がダウンコンバータとして動作することに
より中間周波信号を出力する。ここで、局部発振器8は
ミリ波帯発振器1と同様にガンダイオードによって周波
数安定化ガン発振器で構成され、またミクサ7はバラン
ス型ミクサで構成され、ヘテロダイン受信を行ってい
る。中間周波数信号はさらにIF増幅器9、可変利得増
幅器(AGC)10、検波器11、ベースバンド(B
B)増幅器12を経て、出力端子15に基準波パルスP
1と反射波パルスP2を得る。
The reflected wave reflected by the sensing object is received by the receiving antenna 6 and input to the mixer 7. The received signal, the local oscillation signal from the local oscillator 8 and a part of the reference wave supplied by the directional coupler 13 are input to the mixer 7, and the mixer 7 operates as a down converter to generate an intermediate frequency signal. Output. Here, the local oscillator 8 is composed of a frequency-stabilized Gunn oscillator by a Gunn diode similarly to the millimeter waveband oscillator 1, and the mixer 7 is composed of a balanced mixer to perform heterodyne reception. The intermediate frequency signal further includes an IF amplifier 9, a variable gain amplifier (AGC) 10, a detector 11, a baseband (B
B) The reference wave pulse P is output to the output terminal 15 through the amplifier 12.
1 and the reflected wave pulse P2 are obtained.

【0032】図7に示すように、基準波パルスP1と受
信波パルスP2の時間差Δt(s)を計測することで、
検知物体までの距離R(m)は(1)式より算出でき
る。
As shown in FIG. 7, by measuring the time difference Δt (s) between the reference wave pulse P1 and the received wave pulse P2,
The distance R (m) to the detected object can be calculated from the equation (1).

【0033】 R=Δt・c/2 (1) ここで、cは光速(m/s) このミリ波レーダの最大検知距離(Rmax)は、パル
ス変調器2に印加されるパルス繰り返し周期(tp)か
ら(2)式で求められる。
R = Δt · c / 2 (1) where c is the speed of light (m / s) The maximum detection distance (Rmax) of this millimeter wave radar is the pulse repetition period (tp) applied to the pulse modulator 2. ) Is obtained by the equation (2).

【0034】 Rmax=tp・c/2 (2) また、最小検知距離(Rmin)は、パルス変調器2に
印加されるパルス幅(tw)から(3)式で求められ
る。
Rmax = tp · c / 2 (2) Further, the minimum detection distance (Rmin) is obtained from the pulse width (tw) applied to the pulse modulator 2 by the equation (3).

【0035】 Rmin=tw・c/2 (3) 本発明のパルス変調器2はショットキバリアダイオード
のような2端子半導体素子、あるいはFET(電界効果
型トランジスタ)やHEMT(高電子移動度トランジス
タ)のような3端子半導体素子等の高速動作素子を用い
て外部変調方式により動作させNRDガイドASK変調
器により構成されるから、少数キャリア寿命時間が数p
sオーダーと非常に短いことから高速のスイッチング動
作が行われ、伝送速度400Mbpsに対してまだ十分
余裕のある高速性能を有しているので、数cmの最小検
知距離を得ることができる。
Rmin = tw · c / 2 (3) The pulse modulator 2 of the present invention is a two-terminal semiconductor device such as a Schottky barrier diode, or an FET (field effect transistor) or a HEMT (high electron mobility transistor). Since the NRD guide ASK modulator is operated by an external modulation method using a high-speed operation element such as a three-terminal semiconductor element, the minority carrier lifetime is several p
Since it is very short on the order of s, a high-speed switching operation is performed, and it has a high-speed performance with a sufficient margin for a transmission speed of 400 Mbps, so that a minimum detection distance of several cm can be obtained.

【0036】また、本発明のミリ波帯発振器1は周波数
安定化ガン発振器により構成され、パルス変調器2はA
SK変調器によって構成されるので、周波数変動が少な
く、計測誤差は図8(横軸は検知距離、縦軸は誤差)に
示すように、検知距離が数cmから数10mにわたり±
2cm以下であり、高精度に検知物体までの距離を検知
できる。
The millimeter waveband oscillator 1 of the present invention is composed of a frequency-stabilized Gunn oscillator, and the pulse modulator 2 is A
Since it is composed of an SK modulator, the frequency fluctuation is small, and the measurement error is ± ± from several cm to several tens of meters as shown in FIG. 8 (horizontal axis shows detection distance, vertical axis shows error).
It is 2 cm or less, and the distance to the detection object can be detected with high accuracy.

【0037】また、本発明はミリ波帯発振器の発振出力
を直接送信する方式であるから、アップコンバートした
信号を基準波に用いる場合に比べて、送信出力を大きく
することができる。即ち、アップコンバートした出力を
送信波に使用する場合は、アップコンバートするときに
挿入損失があり、送信出力が小さくなるので、これを補
うため送信波の電力増幅器を使用しなければならなかっ
た。しかし、本発明はパルス変調器を構成する高速動作
素子に印加するバイアス電圧を時間的に制御し、高速動
作素子の不整合時の高電力の反射波をレーダの基準波に
利用することで問題を解決し、その上、レーダの高性能
化、低コストを実現している。 (実施例2)本発明の実施例2において、ミリ波レーダ
は、図9に示すように発振器21と、第1のサーキュレ
ータ22と、第2のサーキュレータ23と、周波数変換
パルス変調器24と、ミクサ(ダウンコンバータ)25
と、帯域フィルタ26と、アンテナ27とからなる。
Further, since the present invention is a system for directly transmitting the oscillation output of the millimeter waveband oscillator, the transmission output can be increased as compared with the case where the up-converted signal is used as the reference wave. That is, when the up-converted output is used for the transmission wave, there is an insertion loss when the up-conversion is performed, and the transmission output becomes small. Therefore, a power amplifier for the transmission wave must be used to compensate for this. However, the present invention is problematic in that the bias voltage applied to the high-speed operation element that constitutes the pulse modulator is temporally controlled, and the high-power reflected wave when the high-speed operation element is mismatched is used as the reference wave of the radar. In addition to this, we have realized higher radar performance and lower costs. (Embodiment 2) In Embodiment 2 of the present invention, the millimeter wave radar includes an oscillator 21, a first circulator 22, a second circulator 23, a frequency conversion pulse modulator 24, as shown in FIG. Mixer (down converter) 25
And a bandpass filter 26 and an antenna 27.

【0038】発振器21はガンダイオードを用いて構成
され、ミリ波帯信号を発振し、この発振信号は第1のサ
ーキュレータ22を介して周波数変換パルス変調器24
に供給される。周波数変換パルス変調器24はショット
キバリアダイオード(SBD)によって構成され、ショ
ットキバリアダイオードに図10(a)に示すように無
変調連続波信号CWを中間周波数信号PIFとして印加
し、また図10(b)に示すようにパルス幅tw、パル
ス繰り返し周期tpの負極性トリガパルスをバイアス電
圧VBとして印加する。ショットキバリアダイオードは
バイアス電圧が順方向期間では周波数変換器として動作
するようにミリ波整合回路が設定されている。したがっ
て、周波数変換パルス変調器24に第1のサーキュレー
タ22を介して発振器21の発振信号が印加される同時
に、中間周波数信号PIFと順方向バイアス電圧VBが印
加されると、周波数変換パルス変調器24では周波数変
換パルス変調器として動作し、ミリ波帯周波数信号は、
その周波数(fRF)と中間周波数(fIF)の和及び差の
周波数(fRF±fIF)成分に変換される。この周波数成
分信号は第1のサーキュレータ22及び第2のサーキュ
レータ23を通過後、帯域フィルタ26に導かれる。帯
域フィルタ26の中心周波数は発振器21のミリ波帯信
号の周波数に設定されているので、和及び差の周波数
(fRF±fIF)の信号は帯域フィルタ26で反射され
る。反射された和及び差の周波数(fRF±f IF)成分信
号は第2のサーキュレータ23を介してミクサ25の局
部発振信号として加えられる。
The oscillator 21 is constructed by using a Gunn diode.
And oscillates a millimeter-wave band signal, and this oscillating signal
Frequency conversion pulse modulator 24 via the circulator 22
Is supplied to. Frequency conversion pulse modulator 24 is shot
It consists of a barrier barrier diode (SBD)
As shown in Fig. 10 (a), there is no
The modulated continuous wave signal CW is converted to the intermediate frequency signal PIFApplied as
In addition, as shown in FIG. 10B, the pulse width tw, pulse
Negative polarity trigger pulse with a repetition period tp
Pressure VBIs applied as. Schottky barrier diode
Operates as a frequency converter when the bias voltage is in the forward direction
The millimeter wave matching circuit is set so that According to
The frequency conversion pulse modulator 24 has a first circular
At the same time that the oscillation signal of the oscillator 21 is applied via the controller 22.
And the intermediate frequency signal PIFAnd forward bias voltage VBMark
Then, the frequency conversion pulse modulator 24 changes the frequency.
It operates as a pulse converter and the millimeter-wave band frequency signal is
Its frequency (fRF) And the intermediate frequency (fIF) Of sum and difference
Frequency (fRF± fIF) Component. This frequency
The split signal is the first circulator 22 and the second circulator.
After passing through the filter 23, it is guided to the bandpass filter 26. band
The center frequency of the bandpass filter 26 is the millimeter-wave band signal of the oscillator 21.
Since it is set to the frequency of the signal, the sum and difference frequencies
(FRF± fIF) Signal is reflected by the bandpass filter 26.
It The reflected sum and difference frequencies (fRF± f IF) Ingredients
Issue via the second circulator 23 to the station of the mixer 25
It is added as a local oscillation signal.

【0039】一方、ショットキバリアダイオードに逆方
向バイアス電圧が印加されると、周波数変換パルス変調
器24はアップコンバータとして動作しないので、ショ
ットキバリアダイオードに印加されたミリ波帯周波数信
号は不整合のためこの部分で反射され、第1のサーキュ
レータ22及び第2のサーキュレータ23を通過後、帯
域フィルタ26に導かれる。帯域フィルタ26の中心周
波数は発振器21のミリ波帯信号の周波数に設定されて
いるから、帯域フィルタ26に導かれたミリ波帯周波数
信号は帯域フィルタ26を通過して、アンテナ27から
図10(c)に示すようにレーダの送信信号PTとして
発射される。そして検知物体からの反射波は、ショット
キバリアダイオードによって構成されるバランスミクサ
型のダウンコンバータが前記和及び差の周波数信号とヘ
テロダイン検波され、その結果図10(d)に示す受信
出力PRが得られる。レーダから検知物体までの距離R
(m)は、送信波を発射した時刻から反射波が到来した
時刻までの差の時間Δt(s)、光速をc(m/s)と
すると、前記式(1)により表される。またパルスの繰
り返し周期tpからミリ波レーダの最大検知距離Rma
xは、前記式(2)より求めることができ、パルス幅t
wから最小検知距離はRminは、前記式(3)により
求めることができる。
On the other hand, when the reverse bias voltage is applied to the Schottky barrier diode, the frequency conversion pulse modulator 24 does not operate as an up-converter, so that the millimeter waveband frequency signal applied to the Schottky barrier diode does not match. The light is reflected at this portion, passes through the first circulator 22 and the second circulator 23, and then is guided to the bandpass filter 26. Since the center frequency of the band-pass filter 26 is set to the frequency of the millimeter-wave band signal of the oscillator 21, the millimeter-wave band frequency signal guided to the band-pass filter 26 passes through the band-pass filter 26 and is transmitted from the antenna 27 to the antenna 27 of FIG. It is emitted as a radar transmission signal P T as shown in c). Then, the reflected wave from the detected object is heterodyne-detected with the frequency signals of the sum and difference by the balance mixer type down converter constituted by the Schottky barrier diode, and as a result, the reception output P R shown in FIG. 10D is obtained. To be Distance R from radar to detected object
(M) is represented by the above equation (1), where Δt (s) is the time difference between the time when the transmitted wave is emitted and the time when the reflected wave arrives, and c (m / s) is the speed of light. In addition, the maximum detection distance Rma of the millimeter wave radar from the pulse repetition period tp
x can be obtained from the equation (2), and the pulse width t
The minimum detection distance Rmin from w can be obtained by the above equation (3).

【0040】また、本発明はミリ波帯発振器の発振出力
を直接送信する方式であるから、アップコンバートした
信号を基準波に用いる場合に比べて、送信出力を大きく
することができる。即ち、アップコンバートした出力を
送信波に使用する場合は、アップコンバートするときに
挿入損失があり、送信出力が小さくなるので、これを補
うため送信波の電力増幅器を使用しなければならなかっ
た。しかし、本発明はパルス変調器を構成する高速動作
素子に印加するバイアス電圧を時間的に制御し、高速動
作素子の不整合時の高電力の反射波をレーダの基準波に
利用することで問題を解決し、その上、レーダの高性能
化、低コストを実現している。
Further, since the present invention is a method of directly transmitting the oscillation output of the millimeter waveband oscillator, the transmission output can be increased as compared with the case where the up-converted signal is used as the reference wave. That is, when the up-converted output is used for the transmission wave, there is an insertion loss when the up-conversion is performed, and the transmission output becomes small. Therefore, a power amplifier for the transmission wave must be used to compensate for this. However, the present invention is problematic in that the bias voltage applied to the high-speed operation element that constitutes the pulse modulator is temporally controlled, and the high-power reflected wave when the high-speed operation element is mismatched is used as the reference wave of the radar. In addition to this, we have realized higher radar performance and lower costs.

【0041】本発明の実施例2のミリ波レーダはNRD
ガイド(非放射性誘電体線路)を使用して図11の平面
図、図12の立体図に示すように構成される。NRDガ
イドは、35GHz帯、60GHz帯のようなミリ波帯
の伝送線路として使用され、遮断平行平板導波管内に方
形誘電体ストリップを挿入して構成される。NRDガイ
ドは、図13に示すように上下に所定間隔をおいて平行
配置されたアルミニウム、銅、真鍮などの良導電体・非
磁性体材料よりなる厚さ4.0mm程度の上導体板31
と下導体板32との間に高さa、幅bの角棒状の誘電体
ストリップ33を配置して構成される。誘電体ストリッ
プ33として、ミリ波帯のような高周波で低損失な比誘
電率が3.0以下、例えば2.04のテフロン、2.1
のポリエチレン、2.56のポリスチレン等の誘電体が
使用され、信号周波数の自由空間波長をλ0とすると、
誘電体ストリップ33の高さaは、a=0.45λ0
近傍、幅bは、比誘電率をεrとすると、
The millimeter wave radar according to the second embodiment of the present invention is an NRD.
A guide (non-radiative dielectric line) is used to configure as shown in the plan view of FIG. 11 and the three-dimensional view of FIG. The NRD guide is used as a transmission line in the millimeter wave band such as the 35 GHz band and the 60 GHz band, and is formed by inserting a rectangular dielectric strip in a cut parallel plate waveguide. As shown in FIG. 13, the NRD guide is an upper conductor plate 31 made of a good conductor / non-magnetic material such as aluminum, copper, or brass, which is vertically arranged in parallel at a predetermined interval and has a thickness of about 4.0 mm.
And a lower conductor plate 32, a rectangular rod-shaped dielectric strip 33 having a height a and a width b is arranged. The dielectric strip 33 has a low dielectric constant of 3.0 or less at a high frequency such as a millimeter wave band, for example, a Teflon of 2.04, 2.1.
When a dielectric such as polyethylene of 2.56 or polystyrene of 2.56 is used and the free space wavelength of the signal frequency is λ 0 ,
Height a of the dielectric strip 33 is near, the width b of a = 0.45λ 0 is the dielectric constant When epsilon r,

【0042】[0042]

【数1】 [Equation 1]

【0043】に設定される。60GHz帯では、誘電体
ストリップとしてテフロンを使用した場合、高さa=
2.25mm、幅b=2.5mmに設定され、55GH
zから65.5GHzで単一モード動作帯域を得てい
る。
Is set to In the 60 GHz band, when Teflon is used as the dielectric strip, the height a =
Set to 2.25mm, width b = 2.5mm, 55GH
A single mode operating band is obtained from z at 65.5 GHz.

【0044】本発明のミリ波レーダは上記NRDガイド
を伝送線路として使用して構成され、ガンダイオード発
振器21は図14(a)に図11及び図12のガンダイ
オード発振器21の部分の別方向からの立体図を示し、
また図14(b)にガンダイオード発振器の部分断面図
を示すように、ガンダイオード41は円筒状磁器パッケ
ージの中に封入されて、H形断面形状を有し、λ/4ス
テップ低域フィルタを施した真鍮製の金属片42の側面
にマウントされ、上導体板31と下導体板32の間に横
向きに装荷される。
The millimeter-wave radar of the present invention is constructed by using the NRD guide as a transmission line, and the Gunn diode oscillator 21 is shown in FIG. 14 (a) from the other direction of the Gunn diode oscillator 21 part of FIG. 11 and FIG. Shows a three-dimensional view of
Further, as shown in a partial cross-sectional view of the Gunn diode oscillator in FIG. 14B, the Gunn diode 41 is enclosed in a cylindrical porcelain package and has an H-shaped cross section, and a λ / 4 step low-pass filter is provided. The metal piece 42 made of brass is mounted on the side surface and laterally loaded between the upper conductor plate 31 and the lower conductor plate 32.

【0045】上記金属片42の一表面上に、図14
(c)に示すようにエッチングによりλ/4チョークパ
ターンからなるマイクロストリップ低域フィルタ線路4
4が形成された厚み0.13mmのテフロン基板43を
貼り付け、マイクロストリップ低域フィルタ線路44を
介してガンダイオード41にバイアス電圧を印加して、
ガンダイオード発振器21から59GHz帯発振信号を
得る。この発振信号は図14(d)に示すテフロン基板
45に金属ストリップ46を形成した金属ストリップ共
振器47を経てNRDガイド28aに導かれる。金属ス
トリップ共振器47は金属ストリップ46の幅c、長さ
d、テフロン基板の厚みeによって発振周波数を決定す
ることができ、一例としてテフロン基板の厚みeを0.
265mm、金属ストリップの幅cを1.4mmとし、
長さdを1.5mmから2.5mmに変化したとき、5
5GHzから63GHzに可変することができ、60G
Hz帯NRDガイドの帯域をほぼカバーし、発振出力6
0mW以上が得られる。ここで、NRDガイド28が金
属ストリップ共振器47に接する先端部に結合部分で生
じる不要モードを抑えるためモードサプレッサ29を挿
入するのが望ましい。金属ストリップ共振器46は金属
ストリップの長さを変えて目的の周波数59GHz帯に
調整される。この実施例では58.36GHz又は5
9.15GHzに調整された。
On one surface of the metal piece 42, as shown in FIG.
As shown in (c), the microstrip low-pass filter line 4 formed by etching has a λ / 4 choke pattern.
A Teflon substrate 43 having a thickness of 0.13 mm, on which No. 4 is formed, is attached, and a bias voltage is applied to the Gunn diode 41 via the microstrip low-pass filter line 44,
A 59 GHz band oscillation signal is obtained from the Gunn diode oscillator 21. This oscillation signal is guided to the NRD guide 28a via the metal strip resonator 47 in which the metal strip 46 is formed on the Teflon substrate 45 shown in FIG. 14 (d). The metal strip resonator 47 can determine the oscillation frequency according to the width c, the length d of the metal strip 46 and the thickness e of the Teflon substrate. For example, the thickness e of the Teflon substrate is set to 0.
265 mm, the width c of the metal strip is 1.4 mm,
When the length d changes from 1.5 mm to 2.5 mm, 5
Can be changed from 5GHz to 63GHz, 60G
Oscillation output 6 that almost covers the band of Hz band NRD guide
0 mW or more is obtained. Here, it is desirable to insert a mode suppressor 29 at the tip of the NRD guide 28 in contact with the metal strip resonator 47 in order to suppress unnecessary modes generated at the coupling portion. The metal strip resonator 46 is adjusted to a target frequency of 59 GHz band by changing the length of the metal strip. In this example, 58.36 GHz or 5
It was adjusted to 9.15 GHz.

【0046】前記NRDガイド28aの近くに周波数安
定化のための高Qを有するセラミック共振器48が側結
合するように配置され、セラミック共振器48は上下導
体板間隔の方向を共振器長として動作することにより周
波数安定化を図る。セラミック共振器48は高Qのセラ
ミックディスク48aを真中にして上下をテフロンディ
スク48b、48cで挟んで構成され、セラミックディ
スク48aが上下導体板の中心位置にくるようにして放
射がなくなるようにしてある。セラミックディスク48
aは厚さtを薄くすることで共振器長を短くして共振周
波数を高くでき、厚さを0.47mmにすると、共振周
波数が59GHzになった。
A ceramic resonator 48 having a high Q for frequency stabilization is arranged near the NRD guide 28a so as to be side-coupled, and the ceramic resonator 48 operates with the length of the upper and lower conductor plates as the resonator length. By doing so, frequency stabilization is achieved. The ceramic resonator 48 has a high-Q ceramic disk 48a in the center, and is sandwiched by Teflon disks 48b and 48c at the top and bottom. The ceramic disk 48a is positioned at the center of the upper and lower conductor plates to eliminate radiation. . Ceramic disc 48
For a, the resonator length can be shortened and the resonance frequency can be increased by reducing the thickness t, and when the thickness is 0.47 mm, the resonance frequency is 59 GHz.

【0047】このセラミック共振器48は図11に示す
ように、NRDガイド28aからの距離gを1.35m
mに設定し、定在波比を2とした。また、NRDガイド
28のモードサプレサ端面からセラミック共振器48の
中心までの距離zをセラミック共振器48がロッキング
する位置に設定した。ロッキング位置は、6.0mmと
6.5mmであった。ロッキング時、スペクトラムアナ
ライザの周波数軸(SPAN)を50kHzにしても発
振周波数の変動は観測されず、波形もきれいであった。
As shown in FIG. 11, the ceramic resonator 48 has a distance g from the NRD guide 28a of 1.35 m.
The standing wave ratio was set to 2. Further, the distance z from the mode suppressor end face of the NRD guide 28 to the center of the ceramic resonator 48 is set to a position where the ceramic resonator 48 locks. The locking positions were 6.0 mm and 6.5 mm. At the time of rocking, even if the frequency axis (SPAN) of the spectrum analyzer was set to 50 kHz, fluctuations in the oscillation frequency were not observed, and the waveform was clean.

【0048】セラミック共振器48は、セラミックディ
スクの代替としてアルミナ等を使用することができ、ま
たテフロンディスクの代替としてポリエチレン、ポリス
チレン、ボロンナイトライド等を使用することができ
る。形状は円形以外に楕円形、三角形、方形にすること
が可能であるが、円形が最も製作しやすい。更に、セラ
ミック共振器48はセラミックディスクが上下導体板の
真中になるように上側又は下側の一方をテフロンディス
クで支持する構造とし、他方を空間とする構成でもよ
い。この場合、セラミックディスクは誘電率が無限大に
近いほうがよい。
In the ceramic resonator 48, alumina or the like can be used as a substitute for the ceramic disc, and polyethylene, polystyrene, boron nitride, etc. can be used as a substitute for the Teflon disc. The shape can be elliptical, triangular, or rectangular other than circular, but circular is the easiest to manufacture. Further, the ceramic resonator 48 may have a structure in which one of the upper side and the lower side is supported by a Teflon disk so that the ceramic disk is located in the center of the upper and lower conductor plates, and the other is a space. In this case, the ceramic disk should have a dielectric constant close to infinity.

【0049】セラミック共振器48は、前記説明の通り
高Qを有する比較的硬い誘電体であるセラミックディス
ク48aを真中にして上下をセラミックよりは誘電率が
低く柔らかい誘電体であるテフロンディスク48b、4
8cで挟むようにして、セラミックディスク48aが上
下導体板の中心に位置するよう構成される。セラミック
共振器48は円形に形成され、その周囲をリング状の誘
電率が低い誘電体よりなるテフロンチューブ(図示しな
い)で被覆するのが望ましい。テフロンチューブはセラ
ミック共振器48の形くずれを防止すると同時に、NR
Dガイド送信機、NRDガイド受信機内部に結露等によ
る湿度の影響を防止する。セラミック共振器48の共振
周波数は、その厚さtを含め上下導体板間隔の方向を共
振器長とする上下導体板の間隔で決定され、この間隔が
電気的に半波長の整数倍になる周波数で共振する。この
セラミック共振器48はTE(02δ)で共振するので、セ
ラミックディスク48aを薄くして共振周波数を高くす
ることができる。セラミック共振器48の全体の高さを
上下導体板の間隔2.25mmに調整しながら、セラミ
ックディスク48aを薄く、テフロンディスク48b、
48cを厚くして共振周波数を調整する。セラミックデ
ィスク48aの厚さを0.47mmにして59GHz帯
の共振周波数を得る。
As described above, the ceramic resonator 48 has a ceramic disk 48a, which is a relatively hard dielectric material having a high Q, in the middle, and the upper and lower parts are Teflon disks 48b, 4 which are soft dielectric materials having a lower dielectric constant than ceramics.
The ceramic disk 48a is located at the center of the upper and lower conductor plates so as to be sandwiched by the 8c. The ceramic resonator 48 is preferably formed in a circular shape, and the circumference thereof is preferably covered with a ring-shaped Teflon tube (not shown) made of a dielectric material having a low dielectric constant. The Teflon tube prevents the ceramic resonator 48 from losing its shape, and
Prevents the influence of humidity inside the D guide transmitter and NRD guide receiver due to condensation. The resonance frequency of the ceramic resonator 48 is determined by the interval between the upper and lower conductor plates having the resonator length in the direction of the interval between the upper and lower conductor plates, including the thickness t, and the frequency at which this interval electrically becomes an integral multiple of a half wavelength. Resonates with. Since the ceramic resonator 48 resonates with TE (02 δ), it is possible to increase the resonance frequency by thinning the ceramic disk 48a. While adjusting the overall height of the ceramic resonator 48 to a distance between the upper and lower conductor plates of 2.25 mm, the ceramic disk 48a is made thin, and the Teflon disk 48b,
The resonance frequency is adjusted by increasing the thickness of 48c. The resonance frequency in the 59 GHz band is obtained by setting the thickness of the ceramic disk 48a to 0.47 mm.

【0050】NRDガイド28aに入力された発振信号
は、第1のサーキュレータ22により周波数変換パルス
変調器24の方向に導かれNRDガイド28bを通して
入力する。周波数変換パルス変調器24は図15に示す
ように構成され、実施例1で説明した図2、図3のパル
ス変調器とほぼ同様に構成されるが、バイアスチョーク
に印加される信号に相違点がある。すなわち、図13に
示すように、IF印加端子130に図10(a)の無変
調連続波が印加され、バイアス端子131に図10
(b)のトリガパルスが印加される。
The oscillation signal input to the NRD guide 28a is guided to the frequency conversion pulse modulator 24 by the first circulator 22 and input through the NRD guide 28b. The frequency conversion pulse modulator 24 is configured as shown in FIG. 15, and is configured almost the same as the pulse modulator of FIGS. 2 and 3 described in the first embodiment, but the signal applied to the bias choke is different. There is. That is, as shown in FIG. 13, the unmodulated continuous wave of FIG. 10A is applied to the IF application terminal 130 and the bias terminal 131 of FIG.
The trigger pulse of (b) is applied.

【0051】また、この周波数変換パルス変調器は図1
6に示すように、FET(電界効果型トランジスタ)や
HEMT(高電子移動度トランジスタ)のような3端子
半導体素子140を用いて構成され、第1のサーキュレ
ータ22の入力端ポート51と出力端ポート52の間に
変調ポート53が配置され、変調ポート53に周波数変
換パルス変調器24が接続される。3端子半導体素子1
40よりなる周波数変換パルス変調器24の回路図は図
16に示すように、第1のサーキュレータ22の変調端
ポート53に3端子半導体素子140のゲート・ソース
端子を接続する。ゲートにはミリ波帯信号を印加し、ド
レインには端子142より図10(a)の無変調連続波
信号を中間周波数信号として印加する。また、ドレイン
には端子141より図10(b)のパルスをバイアス電
圧として印加する。この構成の周波数変換パルス変調器
24において、入力端ポート51にミリ波帯発振信号
を、端子141にパルスを印加すると、3端子半導体素
子140としてGaAsFETを用いた場合、パルス信
号が”Low”レベル(−数V)では3端子半導体素子
140はドレイン・ソース間が高抵抗となり、3端子半
導体素子140に入力した伝送波は反射を受けて出力端
ポート52に出力される。一方、パルス信号が”Hig
h”レベル(+数V)ではドレイン・ソース間は非線形
領域となり、出力端ポート52にミリ波帯発振信号と中
間周波数信号の和と差の周波数信号が得られる。以上の
ような動作に基づいて周波数変換パルス変調器が構成さ
れる。
This frequency conversion pulse modulator is shown in FIG.
6, a three-terminal semiconductor device 140 such as a FET (field effect transistor) or HEMT (high electron mobility transistor) is used, and the input end port 51 and the output end port of the first circulator 22 are formed. A modulation port 53 is arranged between 52, and the frequency conversion pulse modulator 24 is connected to the modulation port 53. 3-terminal semiconductor device 1
As shown in FIG. 16, the circuit diagram of the frequency conversion pulse modulator 24 composed of 40 connects the gate / source terminal of the three-terminal semiconductor element 140 to the modulation end port 53 of the first circulator 22. A millimeter wave band signal is applied to the gate, and the unmodulated continuous wave signal of FIG. 10A is applied to the drain from the terminal 142 as an intermediate frequency signal. Further, the pulse of FIG. 10B is applied as a bias voltage from the terminal 141 to the drain. In the frequency conversion pulse modulator 24 having this configuration, when a millimeter waveband oscillation signal is applied to the input end port 51 and a pulse is applied to the terminal 141, when the GaAsFET is used as the three-terminal semiconductor element 140, the pulse signal is at the “Low” level. At (−several V), the resistance between the drain and the source of the three-terminal semiconductor element 140 becomes high, and the transmission wave input to the three-terminal semiconductor element 140 is reflected and output to the output port 52. On the other hand, if the pulse signal is "High
At the h ″ level (+ several V), the drain-source region becomes a non-linear region, and the sum and difference frequency signals of the millimeter waveband oscillation signal and the intermediate frequency signal are obtained at the output end port 52. Based on the above operation A frequency conversion pulse modulator is constructed.

【0052】上記したように、周波数変換パルス変調器
24で周波数変換された和信号と差信号は、第2のサー
キュレータ23及びNRDガイド28c、28dを通し
て帯域通過フィルタ26に向かう。帯域通過フィルタ2
6は、中心周波数60.625GHz、帯域幅2GH
z、0.5dBリップルの3段チェビシェフフィルタで
構成され、ミリ波帯発振周波数信号のみを通過させ、送
信アンテナ27に伝送され、送信アンテナ27よりミリ
波電波が送信される。周波数変換パルス変調器24の和
信号及び差信号は帯域フィルタ26で反射されて第2の
サーキュレータ23を介してミクサ25に入力する。
As described above, the sum signal and the difference signal, which are frequency-converted by the frequency conversion pulse modulator 24, are directed to the band pass filter 26 through the second circulator 23 and the NRD guides 28c and 28d. Band pass filter 2
6 has a center frequency of 60.625 GHz and a bandwidth of 2 GH
It is composed of a three-stage Chebyshev filter of z, 0.5 dB ripple, passes only the millimeter wave band oscillation frequency signal, is transmitted to the transmitting antenna 27, and the millimeter wave is transmitted from the transmitting antenna 27. The sum signal and the difference signal of the frequency conversion pulse modulator 24 are reflected by the bandpass filter 26 and input to the mixer 25 via the second circulator 23.

【0053】検知物体で反射した電波はアンテナで受信
され、第2のサーキュレータ23、NRDガイド28e
を介してミクサ25に入力する。ミクサ25は図12に
示すように、ショットキバリアダイオード61で検波す
る構造であり、ショットキバリアダイオード61のマウ
ントの裏面にテフロン片62を取り付け、ショットキバ
リアダイオード61が壊れないよう保護している。また
ショットキバリアダイオード61のマウントの表面(ミ
リ波帯信号入射側)には高誘電率薄膜を取り付け、抵抗
が小さいショットキバリアダイオードとインピーダンス
の高いNRDガイド28との整合をとっている。高誘電
率薄膜の厚さは約λ/4である。さらに高誘電率薄膜の
後にテフロンチップ63を取り付けNRDガイドとの整
合をより高めている。
The radio waves reflected by the detection object are received by the antenna, and are sent to the second circulator 23 and NRD guide 28e.
To the mixer 25 via. As shown in FIG. 12, the mixer 25 has a structure in which detection is performed by the Schottky barrier diode 61, and a Teflon piece 62 is attached to the back surface of the mount of the Schottky barrier diode 61 to protect the Schottky barrier diode 61 from damage. Further, a high dielectric constant thin film is attached to the surface of the mount of the Schottky barrier diode 61 (millimeter wave band signal incident side) to match the Schottky barrier diode having a low resistance and the NRD guide 28 having a high impedance. The thickness of the high dielectric constant thin film is about λ / 4. Furthermore, a Teflon chip 63 is attached after the high dielectric constant thin film to further enhance the matching with the NRD guide.

【0054】ミクサ25で前記和信号と反射波をミクサ
することによりミリ波帯信号はダウンコンバートされ
て、元のIF信号を端子64に得る。この後は図示しな
いが、実施例1と同様にIF増幅器9、可変利得増幅器
(AGC)10、検波器11、ベースバンド(BB)増
幅器12を備え、出力端子15から基準波パルスと受信
波パルスを得る。そして検知物体までの距離が検知され
る。
The millimeter wave band signal is down-converted by mixing the sum signal and the reflected wave by the mixer 25, and the original IF signal is obtained at the terminal 64. After that, although not shown, an IF amplifier 9, a variable gain amplifier (AGC) 10, a detector 11, and a baseband (BB) amplifier 12 are provided as in the first embodiment, and a reference wave pulse and a received wave pulse are output from an output terminal 15. To get Then, the distance to the detection object is detected.

【0055】本発明はミリ波発振器の発振出力を直接送
信する方式であるから、アップコンバートした信号を送
信波に用いる場合に比べて、送信出力を大きくすること
ができる。即ち、アップコンバートした出力を送信波に
使用する場合は、アップコンバートするときに挿入損失
があり、送信出力が小さくなるので、これを補うため送
信波の電力増幅器を使用しなければならなかった。しか
し、本発明は周波数変換パルス変調器に印加するバイア
ス電圧を時間的に制御し、周波数変換パルス変調器の不
整合時に発生する高電力の反射波をレーダの送信波に利
用することで問題を解決し、その上、レーダの高性能
化、低コストを実現している。
Since the present invention directly transmits the oscillation output of the millimeter wave oscillator, the transmission output can be increased as compared with the case where the up-converted signal is used for the transmission wave. That is, when the up-converted output is used for the transmission wave, there is an insertion loss when the up-conversion is performed, and the transmission output becomes small. Therefore, a power amplifier for the transmission wave must be used to compensate for this. However, the present invention has a problem in that the bias voltage applied to the frequency conversion pulse modulator is temporally controlled, and the high-power reflected wave generated when the frequency conversion pulse modulator is mismatched is used as the transmission wave of the radar. In addition to this, we have realized high performance and low cost of the radar.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、数cmの
近距離から数100mの遠距離までの物体検知を雑音な
しで、高精度に行うことができる。また、パルス変調器
が少数キャリア寿命時間が数psオーダーのように短い
ショットキバリアダイオードのような2端子半導体素
子、あるいはFET(電界効果型トランジスタ)やHE
MT(高電子移動度トランジスタ)のような3端子半導
体素子等の高速動作素子を用いて構成されるから、高速
スイッチング動作が行われ、ミリ波パルスレーダを得る
ことができる。さらに、本発明のミリ波レーダはコンパ
クトに構成することができ、またミリ波の安定動作が得
られる。また、本発明は最長検知距離がパルス周期の1
/2から、最短検知距離がパルス幅の1/2までを検知
することができる。そして、本発明によれば1つのミリ
波発振器を送信用と受信用に利用することができ、安価
に製造することができる。また、ミリ波信号をアップコ
ンバートし、パルス変調することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect an object from a short distance of several cm to a long distance of several hundred m with high accuracy and without noise. In addition, the pulse modulator has a short carrier life time of a few ps order, such as a two-terminal semiconductor device such as a Schottky barrier diode, or FET (field effect transistor) or HE.
Since a high-speed operation element such as a 3-terminal semiconductor element such as MT (high electron mobility transistor) is used, high-speed switching operation is performed and a millimeter wave pulse radar can be obtained. Further, the millimeter wave radar of the present invention can be constructed compactly, and stable millimeter wave operation can be obtained. Further, in the present invention, the longest detection distance is 1 of the pulse cycle.
From / 2, the shortest detection distance can be detected up to 1/2 of the pulse width. Further, according to the present invention, one millimeter wave oscillator can be used for transmission and reception, and can be manufactured at low cost. Further, the millimeter wave signal can be up-converted and pulse-modulated.

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

【図1】本発明の実施例1のミリ波レーダのブロックダ
イヤグラムを示す。
FIG. 1 is a block diagram of a millimeter wave radar according to a first embodiment of the present invention.

【図2】実施例1のミリ波レーダをNRDガイドに応用
した斜視図を示す。
FIG. 2 is a perspective view in which the millimeter wave radar according to the first embodiment is applied to an NRD guide.

【図3】実施例1に使用される周波数変換パルス変調器
の平面図を示す。
FIG. 3 shows a plan view of a frequency conversion pulse modulator used in the first embodiment.

【図4】実施例1に使用されるパルス変調器の回路図を
示す。
FIG. 4 shows a circuit diagram of a pulse modulator used in the first embodiment.

【図5】パルス変調器をマイクロストッリプで構成した
図を示す。
FIG. 5 shows a diagram in which a pulse modulator is configured by a microstrip.

【図6】パルス変調器をNRDガイドで構成した図を示
す。
FIG. 6 shows a diagram in which a pulse modulator is configured with an NRD guide.

【図7】実施例1の動作を説明する波形図を示す。FIG. 7 is a waveform diagram illustrating the operation of the first embodiment.

【図8】実施例1の計測誤差を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a measurement error according to the first embodiment.

【図9】本発明の実施例2のブロックダイヤグラムを示
す。
FIG. 9 shows a block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図10】実施例2の動作を説明する波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram illustrating the operation of the second embodiment.

【図11】実施例2のミリ波レーダをNRDガイドに応
用した平面図を示す。
FIG. 11 is a plan view in which the millimeter wave radar according to the second embodiment is applied to an NRD guide.

【図12】実施例2のミリ波レーダをNRDガイドに応
用した立体図を示す。
FIG. 12 is a three-dimensional view in which the millimeter wave radar according to the second embodiment is applied to an NRD guide.

【図13】NRDガイドを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an NRD guide.

【図14】ガンダイオード発振器付近のNRDガイド立
体図を示す。
FIG. 14 shows an NRD guide cubic diagram near the Gunn diode oscillator.

【図15】周波数変換パルス変調器付近のNRDガイド
立体図を示す。
FIG. 15 shows an NRD guide cubic diagram near a frequency conversion pulse modulator.

【図16】周波数変換パルス変調器の回路図を示す。FIG. 16 shows a circuit diagram of a frequency conversion pulse modulator.

【図17】従来のミリ波レーダの構成を示す。FIG. 17 shows a configuration of a conventional millimeter wave radar.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ミリ波帯発振器 2 パルス変調器 3 サーキュレータ 4 帯域フィルタ 5 送信アンテナ 6 受信アンテナ 7 ミクサ 8 局部発振器 9 IF増幅器 10 AGC 11 検波器 12 BB増幅器 21 発振器 22 第1のサーキュレータ 23 第2のサーキュレータ 24 アップコンバータ 25 ミクサ 26 帯域フィルタ 27 アンテナ 1 Millimeter wave oscillator 2 pulse modulator 3 circulator 4 band filter 5 transmitting antenna 6 receiving antenna 7 Mixers 8 Local oscillator 9 IF amplifier 10 AGC 11 detector 12 BB amplifier 21 oscillator 22 First Circulator 23 Second Circulator 24 upconverter 25 Mixers 26 band filters 27 antenna

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−77576(JP,A) 特開 平8−181509(JP,A) 特開 平6−216654(JP,A) 特開 平6−268445(JP,A) 特開 平6−268446(JP,A) 特開 平8−152470(JP,A) 特開 平6−214008(JP,A) 特開 平6−268447(JP,A) 特開 平7−209409(JP,A) 特開 平7−140228(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 Continuation of front page (56) Reference JP-A-7-77576 (JP, A) JP-A-8-181509 (JP, A) JP-A-6-216654 (JP, A) JP-A-6-268445 (JP , A) JP-A-6-268446 (JP, A) JP-A-8-152470 (JP, A) JP-A-6-214008 (JP, A) JP-A-6-268447 (JP, A) JP-A-6-268447 (JP, A) 7-209409 (JP, A) JP-A-7-140228 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/42 G01S 13/00-13 / 95

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ミリ波帯発振器と、該ミリ波帯発振器から
の発振信号をパルス変調する周波数変換型パルス変調器
と、前記周波数変換型パルス変調器で反射されたミリ波
帯信号を送信する送信アンテナと、検知物体で反射され
た反射波を受信する受信アンテナと、を備えたことを特
徴とするミリ波レーダ。
1. A millimeter waveband oscillator, a frequency conversion type pulse modulator for pulse-modulating an oscillation signal from the millimeter waveband oscillator, and a millimeter waveband signal reflected by the frequency conversion type pulse modulator. A millimeter wave radar comprising a transmitting antenna and a receiving antenna for receiving a reflected wave reflected by a detection object.
【請求項2】前記周波数変換型パルス変調手段は、ショ
ットキーダイオードやFET(電界効果型トランジス
タ)或いはHEMT(高電子移動度トランジスタ)の少
なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項1に
記載のミリ波レーダ。
2. The frequency conversion type pulse modulation means comprises at least one of a Schottky diode, a FET (field effect transistor) and a HEMT (high electron mobility transistor). Millimeter wave radar.
【請求項3】前記周波数変換型パルス変調器は、サーキ
ュレータを備え、前記サーキュレータに入力ポートと、
出力ポートと、前記入力ポートと出力ポートの間に制御
ポートを備えることを特徴とする請求項2に記載のミリ
波レーダ。
3. The frequency conversion type pulse modulator comprises a circulator, and an input port for the circulator,
The millimeter wave radar according to claim 2, further comprising an output port and a control port between the input port and the output port.
【請求項4】前記周波数変換型パルス変調器は、少数キ
ャリア寿命時間が10ns以下のスイッチング素子を用
いた周波数変換型パルス変調器であることを特徴とする
請求項2に記載のミリ波レーダ。
4. The frequency conversion type pulse modulator has a small number of keys.
Use a switching element with a carrier lifetime of 10 ns or less
The millimeter wave radar according to claim 2, wherein the millimeter wave radar is a frequency conversion type pulse modulator .
【請求項5】前記受信アンテナで受信された受信信号と
パルス変調器で変調された信号とを混合するミクサを具
備することを特徴とする請求項1に記載のミリ波レー
ダ。
5. A reception signal received by the reception antenna,
It includes a mixer that mixes with the signal modulated by the pulse modulator.
The millimeter wave radar according to claim 1, wherein the millimeter wave radar is provided.
【請求項6】前記周波数変換型パルス変調器で反射され
たミリ波帯信号を送信アンテナに伝達し、前記周波数変
換型パルス変調器でパルス変調された信号をミクサに
達する手段が帯域フィルタであることを特徴とする請求
項5に記載のミリ波レーダ。
6. A transmitting millimeter wave band signal reflected by the frequency conversion pulse modulator to the transmitting antenna, the frequency-varying
Den pulse modulated signal to the mixer in the replaceable pulse modulator
Millimeter wave radar according to claim 5 reaching means, characterized in that a band filter.
【請求項7】ミリ波帯発振器と、該ミリ波帯発振器の出
力を第1のサーキュレータに導く第1のNRDガイド
と、該第1のサーキュレータに接続されたパルス変調器
と、前記第1のサーキュレータと第2のサーキュレータ
を接続する第2のNRDガイドと、第2のサーキュレー
タに接続された第3のNRDガイドと、該第3のNRD
ガイドに接続された送受信アンテナと、前記第2のサー
キュレータに接続されたミクサとからなることを特徴と
するミリ波レーダ。
7. A millimeter waveband oscillator, a first NRD guide for guiding the output of the millimeter waveband oscillator to a first circulator, a pulse modulator connected to the first circulator, and the first circulator. A second NRD guide connecting the circulator and the second circulator, a third NRD guide connected to the second circulator, and the third NRD
A millimeter wave radar comprising a transmission / reception antenna connected to a guide and a mixer connected to the second circulator.
【請求項8】前記周波数変換型パルス変調器は、SBD8. The frequency conversion type pulse modulator is an SBD.
(ショットキバリア(Schottky barrier ダイオード)と負荷抵抗とを含み、Diode) and load resistance,
バイアス電圧の状態によって前記SBDによるミリ波反Depending on the state of the bias voltage, the millimeter wave response by the SBD
射、ミリ波周波数変換をパルス的に制御することを特徴Characterized by pulse-like control of radiation and millimeter wave frequency conversion
とする請求項1に記載のミリ波レーダ。The millimeter wave radar according to claim 1.
【請求項9】前記周波数変換型パルス変調器は、FET9. The frequency conversion type pulse modulator is an FET.
或いはHEMTの何れか一方と、負荷抵抗とを含み、FAlternatively, one of HEMT and load resistance is included, and F
ET或いはHEMTの何れか一方へのバイアス電圧の状State of bias voltage to either ET or HEMT
態によって前記FET或いはHEMTの何れか一方によDepending on the condition, either the FET or the HEMT is used.
るミリ波反射、ミリ波周波数変換をパルス的に制御するControlling millimeter wave reflection and millimeter wave frequency conversion in a pulsed manner
ことを特徴とする請求項1に記載のミリ波レーダ。The millimeter wave radar according to claim 1, wherein
JP05825899A 1999-03-05 1999-03-05 Millimeter wave radar Expired - Lifetime JP3453080B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05825899A JP3453080B2 (en) 1999-03-05 1999-03-05 Millimeter wave radar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05825899A JP3453080B2 (en) 1999-03-05 1999-03-05 Millimeter wave radar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000258525A JP2000258525A (en) 2000-09-22
JP3453080B2 true JP3453080B2 (en) 2003-10-06

Family

ID=13079140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05825899A Expired - Lifetime JP3453080B2 (en) 1999-03-05 1999-03-05 Millimeter wave radar

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3453080B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002232212A (en) 2001-01-31 2002-08-16 Kyocera Corp Pulse modulator for nonradiative dielectric line and millimeter-wave transmitter/receiver using the same
JP3721152B2 (en) 2002-09-20 2005-11-30 株式会社日立製作所 Radio wave radar device and vehicle radio wave radar device
JP4446785B2 (en) 2003-08-27 2010-04-07 京セラ株式会社 High-frequency transceiver, radar device including the same, radar device-equipped vehicle equipped with the same, and radar device-equipped small vessel
EP1737129A1 (en) 2004-02-24 2006-12-27 TDK Corporation Pulse wave radar apparatus
DE102005008733A1 (en) 2004-02-26 2005-10-13 Kyocera Corp. Transceiver antenna, isolator, high frequency oscillator and the same high frequency transmitter / receiver
JP2005274331A (en) * 2004-03-24 2005-10-06 Kyocera Corp High frequency transceiver, radar system provided therewith, vehicle mounted with radar system, and small vessel mounted with radar system
US7265711B2 (en) 2004-06-29 2007-09-04 Kyocera Corporation High-frequency oscillator, high-frequency transmission-reception apparatus using the same, radar apparatus, and radar-apparatus-equipped vehicle and small boat equipped with the same
JP5121380B2 (en) * 2007-10-10 2013-01-16 株式会社東芝 Pulse modulator
CN113219447A (en) * 2021-04-09 2021-08-06 国电南瑞科技股份有限公司 Power transmission line distance stability measuring method based on millimeter wave array

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000258525A (en) 2000-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5986600A (en) Pulsed RF oscillator and radar motion sensor
KR940005963B1 (en) Short-range radar transceiver employing a fet oscillator
US6191724B1 (en) Short pulse microwave transceiver
US6414627B1 (en) Homodyne swept-range radar
TWI464441B (en) Microwave sensor with range gate functions
US6317075B1 (en) FMCW sensor
Hansen et al. A compact harmonic radar system with active tags at 61/122 GHz ISM band in SiGe BiCMOS for precise localization
JP3453080B2 (en) Millimeter wave radar
Zech et al. A compact W-band LFMCW radar module with high accuracy and integrated signal processing
US5280290A (en) Self-oscillating mixer circuits, and FMCW radar
US5606737A (en) Oscillator mixer and a multiplier mixer for outputting a baseband signal based upon an input and output signal
Reynolds et al. Single chip FMCW radar for target velocity and range sensing applications
US6577270B2 (en) Radar transceiver
JP2003198421A (en) Millimeter wave receiver
US20150015452A1 (en) Active antenna module
Kryshtopin et al. Cost-minimized 24 GHz pulse oscillator for short-range automotive radar applications
JPH07301669A (en) Fm-cw radar performance inspecting device
Pongthavornkamol et al. X-band front-end module of FMCW RADAR for collision avoidance application
CN206517408U (en) Multichannel millimeter wave transceiving component
JP3553421B2 (en) Ultra-high frequency band modulator, ASK / FSK modulator, and transceiver, radar, and spread spectrum device using the same
JP3086883B2 (en) Frequency modulator
JP4041997B1 (en) High frequency sensor device
Yhland et al. A FET transceiver suitable for FMCW radars
JPH06268447A (en) Frequency modulator
JP3315580B2 (en) High frequency integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070718

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090718

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100718

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130718

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term