JP3647333B2

JP3647333B2 - Structure of millimeter wave unit

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Publication number: JP3647333B2
Application number: JP27909899A
Authority: JP
Inventors: 秀和矢木
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP2001099911A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はミリ波ユニットの構造に関し、特に、車両等に搭載されて先行する目標物との距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の保有台数の増大に伴い、自動車の衝突等による事故も年々増加する傾向にある。特に、一定の高速度で走行することが多い高速道路における走行では運転が単調になって注意力が散漫になり易く、このような場合に、先行する車両が急ブレーキをかけたり、渋滞で停車しているのに気づくのが遅れると、大きな衝突事故になりかねない。このような状況の下で、先行する自動車との間の距離を常時測定し、この距離の減少度合いが大きい時に自動的に自動車の走行速度を減速したり、自動車にブレーキをかけて衝突を未然に防止するレーダ装置が実用段階にある。
【０００３】
このようなレーダ装置には一般にＦＭＣＷ（周波数変調連続波）レーダやパルスドライブレーダ等の方式がある。この中で、ＦＭＣＷレーダ装置では、送信用電圧制御発振器（ＶＣＯ）に三角波のベースバンド信号を加え、周波数変調を行って送信アンテナから送信して目標物体に当てて反射した信号を受信する一方、ＶＣＯから得られる高周波信号を一部分岐して受信アンテナの受信信号が供給される受信ミキサに加えるだけで、目標物体からの距離や相対速度に応じた信号がビート信号として得られ、目標物体との相対速度と距離が測定できる。よって、ＦＭＣＷレーダ装置は、特に、小型化、低コスト化が要求される自動車用レーダ装置への応用検討が活発になっている。
【０００４】
これまでのＦＷＣＭレーダ装置では、送信用アンテナと受信用アンテナとが必要であり、装置が大型化し、かつ、コストが高くなるという問題点があった。そこで、周波数変調信号を送信し、目標物体で反射された信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から目標物体の距離及び相対速度を得るＦＭＣＭレーダ装置において、単一のアンテナを使用して送受信を時分割で行うことにより、装置の小型化及び低コスト化が可能なＦＭＣＷレーダ装置が提案されている（特開平９−２４３７３８号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような送受信アンテナが共通化されたＦＭＣＷレーダ装置においても、ＶＣＯからの高周波信号（ミリ波）を送信アンテナに加えたり、受信アンテナからの受信信号とＶＣＯから得られるミリ波の一部とを混合する受信ミキサとを備えた送受信回路を備えたユニット（以後ミリ波ユニットと呼ぶ）では、以下のような問題点があった。
【０００６】
(1) ベースシャーシ、回路基板、導波管を内蔵するユニットに、回路基板部を覆うカバー、集積回路部分を覆うカバー、及び、導波管のショート部を覆うカバーが、それぞれの部位を独立に調整するために別体で設けられており、部品点数が多く、組立性が悪くコストが高い。
(2) マイクロストリップ線路から導波管路に変換するショート部の導波管寸法が導波管性能に合わせた規格で決められていたため、導波管形状が矩形であり、量産に不向きであった。
【０００７】
(3) ベースシャーシ上に実装された集積回路を結ぶマイクロストリップ線路から漏れる高周波成分を遮蔽する構造が不十分であるため、ミリ波の相互干渉が生じて装置特性が低下していた。
そこで、本発明は、前記従来のミリ波ユニットの有する部品点数が多く、組立性が悪くコストが高い点、導波管形状が矩形で量産に不向きである点、及び、ミリ波の相互干渉が生じて装置特性が低下する点、を解消することができるミリ波ユニットの構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の特徴は、以下に第１から第７の発明として示される。
第１の発明の構成上の特徴は、電気回路部が搭載されたベースシャーシを、カバーで覆って構成されたミリ波ユニットの構造において、電気回路部の主要部で生成された高周波電気信号の送受信用の導波管をベースシャーシに一体的に形成すると共に、カバーの導波管の対向部近傍をベースシャーシ側に膨出させて、その先端部がベースシャーシに密着するように構成し、この密着面に導波管と同形状の凹部を、導波管に重なるように形成することによって、導波管のショート部を設けると共に、カバーの膨出させた部分の導波管に干渉しない外周面側を陥没させたことにある。
【０００９】
第２の発明の構成上の特徴は、周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、電気回路部とベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、ベースシャーシには一体的に導波管を形成すると共に、周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部をベースシャーシの中央部に搭載し、周波数変調信号をマイクロ波に変換して導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板を主要部に接続させて設け、カバーの導波管に対向する部位の近傍は、カバー取り付け時にカバーの内周面をベースシャーシ側に膨出させて、その先端部がベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に前記導波管と同形状の凹部を、前記導波管に重なるように形成することによって、導波管のショート部を設けると共に、カバーの膨出させた部分の導波管に干渉しない外周面側を陥没させたことにある。
【００１０】
第３の発明の構成上の特徴は、周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、電気回路部とベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、ベースシャーシには導波管を形成すると共に、周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部と、周波数変調信号をマイクロ波に変換して導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板とを設け、カバーの導波管に対向する部位の近傍にはカバーから分離できる蓋部材を設け、カバー取り付け時にこの蓋部材の内面がベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に導波管と同形状の凹部を、導波管に重なるように形成することによって、導波管のショート部を設けたことにある。
【００１１】
第４の発明の構成上の特徴は、周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、電気回路部とベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、ベースシャーシには導波管を形成すると共に、周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部と、周波数変調信号をマイクロ波に変換して導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板とを設け、カバーの導波管と電気回路の主要部の両方に対向する部位の近傍にはカバーから分離できる第２のカバーを設け、カバー取り付け時にこの第２のカバーの導波管の近傍の内面がベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に導波管と同形状の凹部を、導波管に重なるように形成することによって、導波管のショート部を設けたことにある。
【００１２】
第５の発明の構成上の特徴は、第１から第４の発明において、導波管を角丸孔に形成したことにある。この場合、導波管の角丸孔の短い方の対向内壁間距離を１．２７ｍｍ±０．１ｍｍとし、長い方の対向内壁間距離を２．７ｍｍ±０．１ｍｍとし、カバーに設けた凹部の底部のマイクロストリップ線路からの距離を１〜１．２ｍｍとすることができる。
【００１３】
第６の発明の構成上の特徴は、第１から第５の発明の何れかにおいて、電気回路の主要部を、発振器と周波数変調信号の処理回路を内蔵する集積回路とで構成し、電気回路部の主要部、及び、マイクロストリップ線路／導波管変換基板とをマイクロストリップ線路で接続し、カバー又は第２のカバーのマイクロストリップ線路に対向する部位の近傍の内周面を、前記マイクロストリップ線路に近接するように膨出すると共に、この膨出面に前記マイクロストリップ線路に沿った凹部を設けたことにある。
【００１４】
第７の発明の構成上の特徴は、マイクロストリップ線路を用いて高周波電気信号を伝達する電気回路部を、カバーで覆って構成されたミリ波ユニットの構造において、カバーのマイクロストリップ線路に対向する部位の近傍の内周面を、マイクロストリップ線路に近接するように膨出すると共にその外周面を陥没させ、この膨出面にマイクロストリップ線路に沿った凹部を設けたことにある。
【００１５】
第１及び２の発明では、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管路をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
第３の発明では、導波管のショート部を除いてカバーを一体化したので、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管路をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００１６】
第４の発明では、カバーを周辺回路基板用と集積回路用の２つに分け、導波管のショート部は集積回路用のカバーに一体的に設けたので、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管路をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００１７】
第５の発明では、第１から第４の発明において、導波管を角丸孔に形成したことにより、装置の量産性を向上させることができる。
第６の発明では、第１から第５の発明において、集積回路間を接続するマイクロストリップ線路とカバーの膨出部に設けた凹部とを対向させることにより、ミリ波帯の相互干渉を抑制することができ、装置性能が向上する。
【００１８】
第７の発明では、マイクロストリップ線路がカバーの膨出部に設けた凹部に覆われるので、ミリ波帯の相互干渉を抑制することができ、装置性能が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明のミリ波ユニット２を備えたレーダ装置１００の全体構成を示すブロック図である。レーダ装置１００には、信号処理部１、ミリ波ユニット２、及びアンテナ１０が設けられている。信号処理部１にはマイコン（マイクロコンピュータ）１１、ＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）１２、送信・受信制御回路１４と受信回路１５を備えたアナログ回路１３、及び電源１６が内蔵されている。また、信号処理部１にフラットケーブル１７で接続するミリ波ユニット２には、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９が内蔵されている。このミリ波ユニット２は、通常はカバー内に収められてアンテナ１０に取り付けられている。信号処理部１の電源１６は、フラットケーブル１７を通じてミリ波ユニット２にも供給されるようになっている。
【００２０】
ここで、以上のように構成されたレーダ装置１００の動作について説明する。レーダ装置１００では、ミリ波ユニット２内の発振器３で生成された高周波電気信号が逓倍器４で逓倍された後に二分岐され、その一方がマイクロストリップ線路で結ばれた増幅器５、アンテナ共用回路６を通じてアンテナ１０に供給される。アンテナ共用回路６にはマイクロストリップ線路／導波管変換基板が接続されており、高周波電気信号がアンテナを通じて放射される。この時は、送信・受信制御回路１４からの送信スイッチ信号によってアンテナ共用回路６が増幅器５に接続している。アンテナからのマイクロ波の放射が終了すると送信スイッチ信号によってアンテナ共用回路６の増幅器５との接続がオフされ、代わりに送信・受信制御回路１４からの受信スイッチ信号によってアンテナ共用回路６が増幅器７に接続される。この結果、目標物体で反射して戻ってきたマイクロ波がアンテナ１０で受信されると、受信波はアンテナ共用回路６、増幅器７，８を通じてミキサ９に供給される。ミキサ９には逓倍器４から高周波信号が直接入力されているので、目標物体からの距離や相対速度に応じた信号がビート信号として得られる。このビート信号は信号処理部１の受信回路１５を通じてＤＳＰ１２に送られ、マイコン１１によってこの信号から目標物体との相対速度と距離が測定される。
【００２１】
例えば、このレーダ装置１００が自動車に搭載される場合は、信号処理部１からのデータはエンジン制御装置やブレーキ制御装置（共に図示せず）に接続されている。この場合は、信号処理部１のマイコン１１によって測定されたデータは先行する自動車との距離と相対速度である。そして、マイコン１１によって測定されたデータが、相対速度が大きく、距離が小さいことを示す場合は、信号処理部１からのデータにより、エンジン制御装置がエンジンの回転数を下げ、ブレーキ制御装置がブレーキングを行う等して、このレーダ装置１００を備えた自動車と先行する自動車の衝突が防止されるようになっている。
【００２２】
図２は本発明の一実施例のミリ波ユニット２をアンテナ１０に取り付けた状態を示す斜視図である。この実施例のアンテナ１０はミリ波ユニット２よりも大きな平板状をしている。ミリ波ユニット２はカバー２０の中に収納されており、このカバー２０の中に、ベースシャーシ３０と電気回路基板４０がある。図１に示したフラットケーブル１７は、カバー２０に設けられた開口２７を通じて電気回路基板４０の上に取り付けられたコネクタ４１に接続している。この実施例ではカバー２０はねじ２９により３ヵ所でベースシャーシ３０に取り付けられている。２６はカバー２０の中に設けられたベースシャーシ３０の一部をカバー２０の外部に出すための切欠である。また、２８は凹部であり、カバー２０の内面側に突出する膨出部（後述）の裏面側に位置していてカバー２０の重量を低減するものである。
【００２３】
図３は図２に示したミリ波ユニット２のカバー２０からねじ２９を取り去ってカバー２０を取り外した状態を示すものである。図３において３９が取り去ったねじ２９のねじ孔を示している。カバー２０の内部にはアンテナ１０にねじ止めされたベースシャーシ３０があり、このベースシャーシ３０に電気回路基板４０がねじ４８によってねじ止めされている。また、図１で説明した発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９がベースシャーシ３０の上に実装されている。電気回路基板４０には逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の駆動回路が設けられている。そして、アンテナ共用回路６にはマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０が接続されており、その先端部がベースシャーシ３０に設けられた導波管３１に重なるようになっている。
【００２４】
図４は図３に示したミリ波ユニット２のベースシャーシ３０からねじ４８を取り去って電気回路基板４０を取り外した状態を示すものである。図４において３８が取り去ったねじ４８のねじ孔を示している。この実施例ではベースシャーシ３０の外周部には段差部３４が設けられており、電気回路基板４０はこの段差部３４に載置された後に４つのねじ４８でベースシャーシ３０に取り付けられるようになっている。
【００２５】
図５は図４のベースシャーシ３０に、図４で説明した発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の機能を内蔵する集積回路（ＭＭＩＣ：モノリシックマイクロウェーブＩＣ）４２を取り付ける状態を示すものである。ベースシャーシ３０上には、発振器３を取り付ける発振器ＩＣ取付孔３３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の機能を備えたＭＭＩＣ４２を収納するための６つのＭＭＩＣ収納孔３２が設けられている。ここで、符号３８は電気回路基板４０をベースシャーシ３０上に固定するためのねじ４８（図３参照）が取り付けられるねじ孔であり、符号３９はカバー２０をベースシャーシ３０に固定するためのねじ２９（図２参照）が取り付けられるねじ孔である。また、発振器ＩＣ取付孔３３側のベースシャーシ３０の端部には、ベースシャーシ３０を図４で示したアンテナ１０から浮かして取り付けるための第２のアンテナ取付部としての支持脚３５が設けられており、他端側には導波管３１が設けられた第１のアンテナ取付部としてのポスト３６が設けられている。なお、支持脚３５とポスト３６に設けられたねじ孔３７は、ベースシャーシ３０をアンテナ１０（図４参照）に取り付けるためのものである。そして、ポスト３６に設けられた導波管３１内にその先端が重なるように、マイクロストリップ線路／導波管変換基板５０がベースシャーシ３０に取り付けられてアンテナ共用回路６に接続される。
【００２６】
図６は電気回路基板４０を取り付けたベースシャーシ３０をアンテナ１０に固定する様子を示すものである。この実施例では、まず、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９が取り付けられたベースシャーシ３０の周囲の段差部３４に、電気回路基板４０がねじ４８をねじ孔３８にねじ込むことにより固定される。この状態では電気回路基板４０の表面と逓倍器４、増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の表面が略面一となる。次いで、ベースシャーシ３０の支持脚３５とポスト３６のねじ孔３７に、アンテナ１０側からねじ１８がねじ込まれることにより、ベースシャーシ３０がアンテナ１０に固定される。この状態が図３に示した状態である。これにカバー２０が取り付けられると図２に示した状態となる。
【００２７】
このように、前述の実施例では、ミリ波ユニット２が電気回路基板４０、ベースシャーシ３０、カバー２０、及び、アンテナ１０とから構成されており、電気回路基板４０はベースシャーシ３０の周辺に取り付けることができ、ベースシャーシ３０にはＭＭＩＣ４２に収納された発振器３、逓倍器４、増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、ミキサ９、及びマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０が実装されると共に、導波管３１が形成されている。そして、このベースシャーシ３０は支持脚３５とポストの３ヵ所でアンテナ１０に取り付けることができるので、部品点数を削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上する。この結果、ミリ波ユニット２の特性が安定し、更に、導波管３１をベースシャーシ３０に一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００２８】
図７(a) ，(b) は図２に示したカバー２０の裏面側の構成を示す斜視図と底面図である。図３，４，及び６で説明したベースシャーシ３０の上に実装された発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９に対向する部位のカバー２０の内面には膨出部２３が設けられている。また、ベースシャーシ３０に設けられた導波管３１を備えたポスト３６に対向する部位のカバー２０の内面には、カバー２０をベースシャーシ３０に取り付けた時にポスト３６の頂面に密着するポスト蓋２４が形成されている。ポスト蓋２４のカバー２０の内面からの高さは、この実施例では膨出部２３の頂面のカバー２０の内面からの高さよりも僅かに高くなっている。２５はボスであり、図２で説明したねじ２９を挿通するためのねじ孔２９Ａが設けられている。また、２６は切欠、２７は開口であり、図２で説明したように、それぞれベースシャーシ３０とフラットケーブル１７をカバー２０の外部に引き出すためのものである。
【００２９】
膨出部２３は略直方体状にカバー２０の裏面から突出しており、その頂面にはカットオフ溝２２が設けられている。このカットオフ溝２２は、図３や図６等に示したマイクロストリップ線路４３の上に重なるように設けられている。一方、ポスト蓋２４には、図２に示したねじ２９が螺着されるねじ孔２９Ａの他に、ベースシャーシ３０に設けられた導波管３１に重ね合わされるショート溝２１が設けられている。そして、カットオフ溝２２の内の１つがこのショート溝２１に連通している。
【００３０】
図８は、ＭＭＩＣ４２を取り付けたベースシャーシ３０に電気回路基板４０を搭載し、この上に図７で説明したカバー２０を被せた状態のマイクロストリップ線路４３の近傍の状態を示すものである。電気回路基板４０はベースシャーシ３０の段差部３４に取り付けられている。また、ＭＭＩＣ４２はそのセラミック製のベースプレート４２Ｂが導電性接着剤１９を介してベースシャーシ３０に取り付けられており、ＭＭＩＣ４２がベースシャーシ３０の収納孔３２内に位置している。ＭＭＩＣ４２の配線はベースプレート４２Ｂ上に露出している。ここでは、後述するミリ波が流れる主要なマイクロストリップ線路４３のみが誇張して描かれている。この実施例では、電気回路基板４０上の回路とＭＭＩＣ４２のベースプレート４２Ｂ上のマイクロストリップ線路とが金ワイヤ４５で接続されている。また、電気回路基板４０のグランド回路は導電性接着剤１９を介して、或いは、スルホール４９と導電性接着剤１９を介してベースシャーシ３０の段差部３４に接続されている。
【００３１】
このように電気回路基板４０とＭＭＩＣ４２とが取り付けられたベースシャーシ３０にカバー３０を図２に示したように取り付けると、膨出部２３の頂面に設けられたカットオフ溝２２が、ＭＭＩＣ４２のベースプレート４２Ｂ上に設けられたミリ波の流れるマイクロストリップ線路４３の上に重なった状態となる。この状態では、膨出部２３の頂面とＭＭＩＣ４２のベースプレート４２Ｂとの間の距離Ｈ１は２００μｍ程度であり、殆ど隙間はない。また、カットオフ溝２２の深さＨ２は、１ｍｍ程度である。この状態ではカットオフ溝２２が擬似的な導波管となり、隣接するカットオフ溝２２に収納されたマイクロストリップ線路４３を流れるミリ波の相互干渉の影響を受けにくくなる。これは、２本のマイクロストリップ線路４３の間に、膨出部２３の肉厚による遮蔽壁が存在するからである。実験によれば、この遮蔽壁の存在によって、ミリ波帯の相互干渉を、遮蔽壁がない場合に比べて−１０ｄＢ程度改善することができた。
【００３２】
この結果、この実施例では、隣接するＭＭＩＣ４２のベースプレート４２Ｂ上に設けられたマイクロストリップ線路４３を流れるミリ波が相互干渉の影響を受け難くなるので、ＭＭＩＣ４２を隣接させて２個並べた状態でベースシャーシ３０上に実装することができる。即ち、同一平面上に２本の隣接するマイクロストリップ線路４３を配置することができる。
【００３３】
図９(a) は図７で説明した本発明の第１の実施例のカバー２０の平面図であり、この実施例ではカバー２０は一体的に形成されている。これに対して、従来のミリ波ユニットのカバーは、ベースシャーシ、回路基板、導波管を内蔵するユニットに、回路基板部を覆うカバー、集積回路部分を覆うカバー、及び、導波管のショート部を覆うカバーが、それぞれの部位を独立に調整するために別体で設けられていて、部品点数が多く、組立性が悪くコストが高かった。従って、このように、カバー２０を全て一体で構成することにより、部品点数の削減、締結部材の削減、及び、ミリ波ユニット２の特性の安定化を図ることができる。
【００３４】
一方、本発明に使用するカバー２０を、ミリ波ユニットにおいて最も重要な導波管の部分のみを点検できるように、部品点数が増えない範囲で最大２つに分割することも可能である。例えば、図９(b) に示す第２の実施例は、ポスト蓋２４が設けられた部分を別体のカバー２０Ｂとして、本体２０Ａから分離して構成したものである。また、図９(c) に示す第３の実施例は、ポスト蓋２４が設けられた部分と内部のＭＭＩＣに対向する部分を別体のカバー２０Ｄとして、本体２０Ｃから分離して構成したものである。即ち、前述のように、カバー２０は一体で形成することが望ましいが、カバー２０を最大２個に分割して構成するようにしても従来に比べれば効果はあり、本発明はこれを否定するものではない。
【００３５】
図１０(a) ，(b) は本発明のミリ波ユニット２における導波管３１、ショート溝２１、カットオフ溝２２とマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０の構造を示すものである。従来はマイクロストリップ線路４３から導波管３１に変換するショート部の導波管３１の寸法が導波管性能に合わせた規格で決められていたため、導波管３１の断面形状が矩形であり、量産に不向きであった。そこで、本発明では、導波管３１を角丸孔に形成して量産性を良くすると共に、導波管性能を従来と同じにした。導波管３１を角丸孔にすると、角部がＲになることにより、金型の寿命の向上を図ることができた。
【００３６】
一方、従来の導波管性能と同性能を得るため、本発明では、導波管３１の断面形状を長手方向を２．７ｍｍ±０．１ｍｍ、短手方向を１．２７ｍｍ±０．１ｍｍとし、四隅の円弧の半径を０．５ｍｍとした。更に、ベースシャーシ３０のポスト３６の頂面にカバー２０のポスト蓋２４を密着させ、この状態で、マイクロストリップ線路４３を備えて導波管３１内に突出するマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０から、ポスト蓋２４に設けられたショート溝２１の底部までの距離を１〜１．２ｍｍに形成した。
【００３７】
なお、以上の実施例では、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９が、それぞれ１つずつのＭＭＩＣ４２に組み込まれており、合計７個のＭＭＩＣ４２がベースシャーシ３０の上に実装されていたが、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の機能の幾つかを１つのＭＭＩＣにまとめてに組み込むことにより、ＭＭＩＣ４２の数を減らすようにしても良いものである。
【００３８】
また、以上説明した実施例では、ミリ波ユニットを含む自動車搭載用のレーダ装置について説明を行ったが、自動車以外の他の用途についても本発明を有効に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のミリ波ユニットの構造によれば、以下のような効果がある。
第１及び２の発明では、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００４０】
第３の発明では、導波管のショート部を除いてカバーを一体化したので、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
第４の発明では、カバーを周辺回路基板用と集積回路用の２つに分け、導波管のショート部は集積回路用のカバーに一体的に設けたので、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００４１】
第５の発明では、第１から第４の発明において、導波管を角丸孔に形成したことにより、装置の量産性を向上させることができる。
第６の発明では、第１から第５の発明において、集積回路間を接続するマイクロストリップ線路とカバーの膨出部に設けた凹部とを対向させることにより、ミリ波帯の相互干渉を抑制することができ、装置性能が向上する。
【００４２】
第７の発明では、マイクロストリップ線路がカバーの膨出部に設けた凹部に覆われるので、ミリ波帯の相互干渉を抑制することができ、装置性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のミリ波ユニットを備えたレーダ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例のミリ波ユニットをアンテナに取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】図２のミリ波ユニットからカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図４】図３のミリ波ユニットのベースシャーシから電気回路基板を取り外した状態を示す斜視図である。
【図５】図４のベースシャーシに電気信号の処理回路を内蔵する集積回路を取り付ける状態を示す組立斜視図である。
【図６】アンテナに電気回路基板を取り付けたベースシャーシを固定する様子を示す組立斜視図である。
【図７】 (a) は図２に示したカバーの裏面側の構成を示す斜視図、(b) は同底面図である。
【図８】集積回路を取り付けたベースシャーシに電気回路基板を搭載し、カバーを被せた状態のマイクロストリップ線路近傍の状態を示す部分断面図である。
【図９】 (a) は本発明のカバーの第１の実施例の平面図、(b) は本発明のカバーの第２の実施例の平面図、(c) は本発明のカバーの第３の実施例の平面図である。
【図１０】 (a) は本発明のミリ波ユニットにおける導波管、ショート溝、カットオフ溝とマイクロストリップ線路／導波管変換基板の構造を示す部分断面図、(b) は導波管の断面形状を示す説明図である。
【符号の説明】
１…信号処理部
２…ミリ波ユニット部
３…発振器
４…逓倍器
５，７，８…増幅器
６…アンテナ共用回路
９…ミキサ
１０…アンテナ部
２０…カバー
２１…ショート溝
２２…カットオフ溝
２３…膨出部
２４…ポスト蓋
２８…凹部
３０…ベースシャーシ
３１…導波管
３４…段差部
３６…ポスト
４０…電気回路基板
４２…ＭＭＩＣ
４３…マイクロストリップ線路
５０…マイクロストリップ線路／導波管変換基板
１００…レーダ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a millimeter wave unit, and more particularly to a structure of a millimeter wave unit in a radar apparatus that measures a distance from a preceding target mounted on a vehicle or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the increase in the number of owned cars, accidents due to automobile collisions and the like tend to increase year by year. In particular, driving on highways, which often run at a constant high speed, tends to be monotonous and distracting attention. In such cases, the preceding vehicle suddenly brakes or stops due to traffic jams. If you are late to realize what you are doing, you may end up with a major collision. Under such circumstances, the distance to the preceding car is always measured, and when the distance is greatly reduced, the vehicle traveling speed is automatically reduced or the car is braked to cause a collision. Radar devices that prevent this are in practical use.
[0003]
Such radar apparatuses generally have a method such as FMCW (frequency modulation continuous wave) radar or pulse drive radar. Among them, in the FMCW radar apparatus, a triangular wave baseband signal is added to a transmission voltage controlled oscillator (VCO), frequency-modulated, transmitted from a transmitting antenna, received on a target object, and received as a signal, Just by adding a part of the high-frequency signal obtained from the VCO to the receiving mixer to which the receiving signal of the receiving antenna is supplied, a signal corresponding to the distance from the target object and the relative speed is obtained as a beat signal. Relative speed and distance can be measured. Therefore, application studies to automotive radar devices that are particularly required to be miniaturized and reduced in cost have become active in FMCW radar devices.
[0004]
The conventional FWCM radar apparatus requires a transmitting antenna and a receiving antenna, and there is a problem that the apparatus becomes large and the cost increases. Therefore, in an FMCM radar apparatus that obtains the distance and relative velocity of the target object from the beat signal obtained by transmitting the frequency modulation signal, receiving the signal reflected by the target object, and mixing it with the transmission signal, a single antenna is used. There has been proposed an FMCW radar apparatus capable of reducing the size and cost of the apparatus by performing transmission and reception in a time-sharing manner (see Japanese Patent Laid-Open No. 9-243738).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the FMCW radar apparatus in which the transmission / reception antennas are shared as described above, a high-frequency signal (millimeter wave) from the VCO is added to the transmission antenna, or the millimeter wave obtained from the reception signal from the reception antenna and the VCO A unit (hereinafter referred to as a millimeter wave unit) including a transmission / reception circuit including a receiving mixer that mixes the above-described units has the following problems.
[0006]
(1) A unit that contains a base chassis, circuit board, and waveguide, a cover that covers the circuit board part, a cover that covers the integrated circuit part, and a cover that covers the short part of the waveguide are independent of each other. Therefore, the number of parts is large, the assemblability is poor and the cost is high.
(2) Since the waveguide dimensions of the short part that converts from the microstrip line to the waveguide path are determined by the standard that matches the waveguide performance, the waveguide shape is rectangular and is not suitable for mass production. It was.
[0007]
(3) Since the structure for shielding the high-frequency component leaking from the microstrip line connecting the integrated circuits mounted on the base chassis is insufficient, millimeter-wave mutual interference occurs and the device characteristics deteriorate.
Therefore, the present invention has the above-mentioned conventional millimeter wave unit with a large number of parts, poor assembly and high cost, a rectangular waveguide shape and unsuitable for mass production, and millimeter wave mutual interference. An object of the present invention is to provide a structure of a millimeter wave unit that can eliminate the occurrence of the deterioration of device characteristics.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The features of the present invention that achieve the above object will be described below as first to seventh inventions.
The structural feature of the first invention is that in the structure of the millimeter wave unit configured by covering the base chassis on which the electric circuit unit is mounted with a cover, the high-frequency electric signal generated in the main part of the electric circuit unit is A transmission / reception waveguide is formed integrally with the base chassis, and the vicinity of the opposing portion of the waveguide of the cover is bulged to the base chassis side, and the tip end portion is in close contact with the base chassis . interference recesses having the same shape and the waveguide in the contact surface, by forming so as to overlap the waveguide, provided short of the waveguide Rutotomoni, the waveguide of the bulge is not part of the cover It is because the outer peripheral surface side that is not depressed is depressed .
[0009]
The constitutional feature of the second invention is that a frequency modulated signal is transmitted, a signal reflected back from the target is received and mixed with the transmitted signal, and the distance from the beat signal to the target is measured. A structure of a millimeter wave unit in a radar device comprising: at least an electric circuit unit, a base chassis, and a cover that covers the electric circuit unit and the base chassis, and is integrally formed with the base chassis. A microstrip line that forms a waveguide and has a main portion of an electric circuit section that generates a frequency modulation signal mounted in the center of the base chassis , converts the frequency modulation signal into a microwave, and propagates through the waveguide. provided to connect the waveguide converter board to the main portion, the vicinity of the portion facing the waveguide cover is bulged to the inner peripheral surface of the cover to the base chassis side when the cover is attached, The tip portion of the is configured to contact the base chassis, the concave portion of the waveguide having the same shape on the contact surface, by forming so as to overlap said waveguide, a short portion of the waveguide provided Rutotomoni is to the outer peripheral surface side which does not interfere with the waveguide of the bulge is not part of the cover was depressed.
[0010]
The constitutional feature of the third invention is that a frequency modulation signal is transmitted, a signal reflected by a target is received, and a signal returned from the target is mixed with a transmission signal to measure a distance from the beat signal to the target. A structure of a millimeter wave unit in a radar device, the millimeter wave unit comprising at least an electric circuit part, a base chassis, and a cover covering the electric circuit part and the base chassis, and a waveguide in the base chassis And a microstrip line / waveguide conversion substrate for converting the frequency modulation signal into a microwave and propagating the inside of the waveguide. A lid member that can be separated from the cover is provided in the vicinity of the portion facing the waveguide, and the inner surface of the lid member is in close contact with the base chassis when the cover is attached. A recess having the same shape and the waveguide in the contact surface, by forming so as to overlap the waveguide lies in the provision of the short portion of the waveguide.
[0011]
The constitutional feature of the fourth invention is that a frequency modulation signal is transmitted, a signal reflected by a target is received, and a signal returned from the target is mixed with a transmission signal to measure a distance from the beat signal to the target. A structure of a millimeter wave unit in a radar device, the millimeter wave unit comprising at least an electric circuit part, a base chassis, and a cover covering the electric circuit part and the base chassis, and a waveguide in the base chassis And a microstrip line / waveguide conversion substrate for converting the frequency modulation signal into a microwave and propagating the inside of the waveguide. A second cover that can be separated from the cover is provided in the vicinity of the portion facing both the waveguide and the main part of the electric circuit, and the inner surface of the second cover in the vicinity of the waveguide is attached when the cover is attached. With a configuration as to be in close contact with the base chassis, the recess of the same shape and the waveguide in the contact surface, by forming so as to overlap the waveguide lies in the provision of the short portion of the waveguide.
[0012]
The structural feature of the fifth invention resides in that the waveguide is formed in a rounded hole in the first to fourth inventions. In this case, the distance between the opposed inner walls of the shorter rounded hole of the waveguide is 1.27 mm ± 0.1 mm, the distance between the opposed inner walls is 2.7 mm ± 0.1 mm, and the recess provided in the cover The distance from the bottom of the microstrip line can be 1 to 1.2 mm.
[0013]
The structural feature of the sixth invention is that in any one of the first to fifth inventions, the main part of the electric circuit is constituted by an oscillator and an integrated circuit incorporating a frequency modulation signal processing circuit. The main part of the part and the microstrip line / waveguide conversion substrate are connected by a microstrip line, and the inner peripheral surface of the cover or the second cover in the vicinity of the part facing the microstrip line is connected to the microstrip. In addition to bulging so as to be close to the track, a recess along the microstrip track is provided on the bulging surface.
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, in the structure of the millimeter wave unit configured by covering the electric circuit portion that transmits a high-frequency electric signal using a microstrip line with a cover, the structure faces the microstrip line of the cover. The inner peripheral surface in the vicinity of the part bulges so as to be close to the microstrip line, and the outer peripheral surface is depressed, and a concave part along the microstrip line is provided on the bulged surface .
[0015]
In the first and second inventions, the number of parts can be reduced, the assembling property is improved, and the assembling accuracy is improved, so that the characteristics of the millimeter wave unit are stabilized. Moreover, since the waveguide is formed integrally with the base chassis, signal loss can be reduced.
In the third invention, since the cover is integrated except for the short-circuit portion of the waveguide, the number of parts can be reduced, the assemblability is improved and the assembling accuracy is improved, and the characteristics of the millimeter wave unit are stabilized. Moreover, since the waveguide is formed integrally with the base chassis, signal loss can be reduced.
[0016]
In the fourth invention, the cover is divided into two parts for the peripheral circuit board and the integrated circuit, and the short part of the waveguide is integrally provided on the cover for the integrated circuit, so that the number of parts can be reduced and the assembling property can be reduced. Improves the assembly accuracy and stabilizes the characteristics of the millimeter wave unit. Moreover, since the waveguide is formed integrally with the base chassis, signal loss can be reduced.
[0017]
In the fifth invention, in the first to fourth inventions, the waveguide is formed in a rounded hole, whereby the mass productivity of the device can be improved.
According to a sixth invention, in the first to fifth inventions, the microstrip line connecting the integrated circuits and the concave portion provided in the bulging part of the cover are opposed to each other, thereby suppressing mutual interference in the millimeter wave band. Device performance can be improved.
[0018]
In the seventh invention, since the microstrip line is covered with the recess provided in the bulging portion of the cover, mutual interference in the millimeter wave band can be suppressed, and the device performance is improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail based on specific examples with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a radar apparatus 100 including a millimeter wave unit 2 of the present invention. The radar apparatus 100 is provided with a signal processing unit 1, a millimeter wave unit 2, and an antenna 10. The signal processing unit 1 includes a microcomputer 11, a DSP (digital signal processor) 12, an analog circuit 13 including a transmission / reception control circuit 14 and a reception circuit 15, and a power supply 16. The millimeter wave unit 2 connected to the signal processing unit 1 with a flat cable 17 includes an oscillator 3, a multiplier 4, three amplifiers 5, 7 and 8, an antenna sharing circuit 6, and a mixer 9. The millimeter wave unit 2 is usually housed in a cover and attached to the antenna 10. The power supply 16 of the signal processing unit 1 is also supplied to the millimeter wave unit 2 through the flat cable 17.
[0020]
Here, the operation of the radar apparatus 100 configured as described above will be described. In the radar apparatus 100, the high frequency electric signal generated by the oscillator 3 in the millimeter wave unit 2 is multiplied by the multiplier 4 and then branched into two, one of which is connected by a microstrip line, and the antenna sharing circuit 6 To the antenna 10. The shared antenna circuit 6 is connected to a microstrip line / waveguide conversion substrate, and a high-frequency electric signal is radiated through the antenna. At this time, the antenna sharing circuit 6 is connected to the amplifier 5 by a transmission switch signal from the transmission / reception control circuit 14. When the microwave emission from the antenna is finished, the connection with the amplifier 5 of the antenna sharing circuit 6 is turned off by the transmission switch signal, and instead the antenna sharing circuit 6 is connected to the amplifier 7 by the reception switch signal from the transmission / reception control circuit 14. Connected. As a result, when the microwave reflected back by the target object is received by the antenna 10, the received wave is supplied to the mixer 9 through the antenna sharing circuit 6 and the amplifiers 7 and 8. Since the high frequency signal is directly input to the mixer 9 from the multiplier 4 , a signal corresponding to the distance from the target object and the relative speed is obtained as a beat signal. This beat signal is sent to the DSP 12 through the receiving circuit 15 of the signal processing unit 1, and the microcomputer 11 measures the relative speed and distance from the target object from this signal.
[0021]
For example, when the radar device 100 is mounted on an automobile, data from the signal processing unit 1 is connected to an engine control device and a brake control device (both not shown). In this case, the data measured by the microcomputer 11 of the signal processing unit 1 is the distance and relative speed from the preceding automobile. If the data measured by the microcomputer 11 indicates that the relative speed is large and the distance is small, the engine control device lowers the engine speed and the brake control device For example, a collision between a vehicle equipped with the radar device 100 and a preceding vehicle is prevented.
[0022]
FIG. 2 is a perspective view showing a state where the millimeter wave unit 2 according to the embodiment of the present invention is attached to the antenna 10. The antenna 10 of this embodiment has a larger flat plate shape than the millimeter wave unit 2. The millimeter wave unit 2 is accommodated in the cover 20, and the base chassis 30 and the electric circuit board 40 are included in the cover 20. The flat cable 17 shown in FIG. 1 is connected to a connector 41 attached on the electric circuit board 40 through an opening 27 provided in the cover 20. In this embodiment, the cover 20 is attached to the base chassis 30 at three locations by screws 29. Reference numeral 26 denotes a notch for taking a part of the base chassis 30 provided in the cover 20 to the outside of the cover 20. Reference numeral 28 denotes a recess, which is located on the back side of a bulging portion (described later) protruding toward the inner surface side of the cover 20 and reduces the weight of the cover 20.
[0023]
FIG. 3 shows a state in which the screw 20 is removed from the cover 20 of the millimeter wave unit 2 shown in FIG. 2 and the cover 20 is removed. In FIG. 3, reference numeral 39 denotes a screw hole of the screw 29 removed. Inside the cover 20 is a base chassis 30 screwed to the antenna 10, and an electric circuit board 40 is screwed to the base chassis 30 by screws 48. Further, the oscillator 3, the multiplier 4, the three amplifiers 5, 7 and 8, the antenna sharing circuit 6, and the mixer 9 described in FIG. 1 are mounted on the base chassis 30. The electric circuit board 40 is provided with a drive circuit for the multiplier 4, the three amplifiers 5, 7, 8, the antenna shared circuit 6, and the mixer 9. The antenna sharing circuit 6 is connected to a microstrip line / waveguide conversion substrate 50, and the tip thereof overlaps the waveguide 31 provided in the base chassis 30.
[0024]
FIG. 4 shows a state where the screw 48 is removed from the base chassis 30 of the millimeter wave unit 2 shown in FIG. 3 and the electric circuit board 40 is removed. In FIG. 4, reference numeral 38 denotes a screw hole of the screw 48 removed. In this embodiment, a step 34 is provided on the outer periphery of the base chassis 30, and the electric circuit board 40 is mounted on the base chassis 30 with four screws 48 after being placed on the step 34. ing.
[0025]
FIG. 5 shows an integrated circuit (MMIC) in which the base chassis 30 shown in FIG. 4 incorporates the functions of the oscillator 3, multiplier 4, three amplifiers 5, 7 and 8, antenna sharing circuit 6, and mixer 9. The state where the monolithic microwave IC) 42 is attached is shown. On the base chassis 30, an oscillator IC mounting hole 33 for mounting the oscillator 3, a multiplier 4, three amplifiers 5, 7, 8, an antenna shared circuit 6, and a MMIC 42 having a function of the mixer 9 are accommodated. Two MMIC storage holes 32 are provided. Here, reference numeral 38 denotes a screw hole to which a screw 48 (see FIG. 3) for fixing the electric circuit board 40 on the base chassis 30 is attached, and reference numeral 39 denotes a screw for fixing the cover 20 to the base chassis 30. A screw hole 29 (see FIG. 2) is attached. Further, at the end of the base chassis 30 on the oscillator IC mounting hole 33 side, a support leg 35 is provided as a second antenna mounting portion for mounting the base chassis 30 by floating from the antenna 10 shown in FIG. On the other end side, a post 36 as a first antenna mounting portion provided with a waveguide 31 is provided. In addition, the screw hole 37 provided in the support leg 35 and the post 36 is for attaching the base chassis 30 to the antenna 10 (see FIG. 4). The microstrip line / waveguide conversion substrate 50 is attached to the base chassis 30 and connected to the antenna sharing circuit 6 so that the tip of the waveguide 31 provided in the post 36 overlaps.
[0026]
FIG. 6 shows how the base chassis 30 to which the electric circuit board 40 is attached is fixed to the antenna 10. In this embodiment, first, the electric circuit board 40 is formed on the step 34 around the base chassis 30 to which the oscillator 3, the multiplier 4, the three amplifiers 5, 7, 8, the antenna sharing circuit 6, and the mixer 9 are attached. Is fixed by screwing the screw 48 into the screw hole 38. In this state, the surface of the electric circuit board 40 and the surfaces of the multiplier 4, the amplifiers 5, 7 and 8, the antenna sharing circuit 6, and the mixer 9 are substantially flush. Next, the base chassis 30 is fixed to the antenna 10 by screwing the screw 18 into the support leg 35 of the base chassis 30 and the screw hole 37 of the post 36 from the antenna 10 side. This state is the state shown in FIG. If the cover 20 is attached to this, it will be in the state shown in FIG.
[0027]
Thus, in the above-described embodiment, the millimeter wave unit 2 includes the electric circuit board 40, the base chassis 30, the cover 20, and the antenna 10, and the electric circuit board 40 is attached to the periphery of the base chassis 30. The base chassis 30 is mounted with the oscillator 3, the multiplier 4, the amplifiers 5, 7, 8, the antenna sharing circuit 6, the mixer 9, and the microstrip line / waveguide conversion substrate 50 housed in the MMIC 42. In addition, a waveguide 31 is formed. And since this base chassis 30 can be attached to the antenna 10 at three places of the support leg 35 and the post, the number of parts can be reduced, the assembling property is improved, and the assembling accuracy is improved. As a result, the characteristics of the millimeter wave unit 2 are stabilized, and the waveguide 31 is formed integrally with the base chassis 30, so that signal loss can be reduced.
[0028]
7A and 7B are a perspective view and a bottom view showing the configuration of the back side of the cover 20 shown in FIG. Covers 20 of parts facing the oscillator 3, the multiplier 4, the three amplifiers 5, 7, 8, the antenna shared circuit 6, and the mixer 9 mounted on the base chassis 30 described with reference to FIGS. A bulging portion 23 is provided on the inner surface of. Further, on the inner surface of the cover 20 at a portion facing the post 36 provided with the waveguide 31 provided in the base chassis 30, a post lid that adheres closely to the top surface of the post 36 when the cover 20 is attached to the base chassis 30. 24 is formed. In this embodiment, the height of the post lid 24 from the inner surface of the cover 20 is slightly higher than the height of the top surface of the bulging portion 23 from the inner surface of the cover 20. Reference numeral 25 denotes a boss, which is provided with a screw hole 29A for inserting the screw 29 described in FIG. Reference numeral 26 denotes a notch, and 27 denotes an opening, which are used to pull out the base chassis 30 and the flat cable 17 to the outside of the cover 20 as described with reference to FIG.
[0029]
The bulging portion 23 protrudes from the back surface of the cover 20 in a substantially rectangular parallelepiped shape, and a cut-off groove 22 is provided on the top surface. The cut-off groove 22 is provided so as to overlap the microstrip line 43 shown in FIGS. On the other hand, in addition to the screw hole 29A into which the screw 29 shown in FIG. 2 is screwed, the post lid 24 is provided with a short groove 21 that is superimposed on the waveguide 31 provided in the base chassis 30. . One of the cut-off grooves 22 communicates with the short groove 21.
[0030]
FIG. 8 shows a state in the vicinity of the microstrip line 43 in a state where the electric circuit board 40 is mounted on the base chassis 30 to which the MMIC 42 is attached and the cover 20 described in FIG. 7 is covered thereon. The electric circuit board 40 is attached to the step portion 34 of the base chassis 30. Further, the MMIC 42 has a ceramic base plate 42 B attached to the base chassis 30 via the conductive adhesive 19, and the MMIC 42 is located in the accommodation hole 32 of the base chassis 30. The wiring of the MMIC 42 is exposed on the base plate 42B. Here, only a main microstrip line 43 through which a millimeter wave described later flows is exaggerated. In this embodiment, the circuit on the electric circuit board 40 and the microstrip line on the base plate 42B of the MMIC 42 are connected by a gold wire 45. The ground circuit of the electric circuit board 40 is connected to the step portion 34 of the base chassis 30 through the conductive adhesive 19 or through the through hole 49 and the conductive adhesive 19.
[0031]
When the cover 30 is attached to the base chassis 30 to which the electric circuit board 40 and the MMIC 42 are attached as shown in FIG. 2, the cut-off groove 22 provided on the top surface of the bulging portion 23 is formed in the MMIC 42. It is in a state of being overlaid on the microstrip line 43 through which millimeter waves flow provided on the base plate 42B. In this state, the distance H1 between the top surface of the bulging portion 23 and the base plate 42B of the MMIC 42 is about 200 μm, and there is almost no gap. The depth H2 of the cutoff groove 22 is about 1 mm. In this state, the cut-off groove 22 becomes a pseudo waveguide and is not easily affected by the mutual interference of millimeter waves flowing through the microstrip line 43 accommodated in the adjacent cut-off groove 22. This is because a shielding wall due to the thickness of the bulging portion 23 exists between the two microstrip lines 43. According to experiments, the presence of this shielding wall has improved the mutual interference in the millimeter wave band by about -10 dB compared to the case without the shielding wall.
[0032]
As a result, in this embodiment, since the millimeter waves flowing through the microstrip line 43 provided on the base plate 42B of the adjacent MMIC 42 are not easily affected by mutual interference, the two bases are arranged with the two MMICs 42 adjacent to each other. It can be mounted on the chassis 30. That is, two adjacent microstrip lines 43 can be arranged on the same plane.
[0033]
FIG. 9 (a) is a plan view of the cover 20 of the first embodiment of the present invention described in FIG. 7, and the cover 20 is integrally formed in this embodiment. On the other hand, the cover of the conventional millimeter wave unit is a unit that includes a base chassis, a circuit board, and a waveguide, a cover that covers the circuit board part, a cover that covers the integrated circuit part, and a short circuit of the waveguide. The cover covering the part is provided separately to adjust each part independently, and the number of parts is large, the assemblability is poor and the cost is high. Therefore, by configuring the cover 20 as a whole in this way, it is possible to reduce the number of parts, the fastening members, and stabilize the characteristics of the millimeter wave unit 2.
[0034]
On the other hand, the cover 20 used in the present invention can be divided into a maximum of two parts within a range in which the number of parts does not increase so that only the most important waveguide portion in the millimeter wave unit can be inspected. For example, in the second embodiment shown in FIG. 9B, the portion provided with the post lid 24 is separated from the main body 20A as a separate cover 20B. In the third embodiment shown in FIG. 9C, the portion provided with the post lid 24 and the portion facing the internal MMIC are separated from the main body 20C as a separate cover 20D. is there. That is, as described above, it is desirable that the cover 20 be formed integrally. However, even if the cover 20 is divided into a maximum of two parts, it is more effective than the conventional case, and the present invention denies this. It is not a thing.
[0035]
FIGS. 10A and 10B show the structure of the waveguide 31, short groove 21, cut-off groove 22 and microstrip line / waveguide conversion substrate 50 in the millimeter wave unit 2 of the present invention. Conventionally, the dimensions of the waveguide 31 of the short part that converts from the microstrip line 43 to the waveguide 31 are determined by a standard that matches the waveguide performance, so that the cross-sectional shape of the waveguide 31 is rectangular, Not suitable for mass production. Therefore, in the present invention, the waveguide 31 is formed in a rounded hole to improve mass productivity, and the waveguide performance is the same as the conventional one. When the waveguide 31 is formed into a rounded hole, the corner becomes R, so that the life of the mold can be improved.
[0036]
On the other hand, in order to obtain the same performance as the conventional waveguide performance, in the present invention, the cross-sectional shape of the waveguide 31 is set to 2.7 mm ± 0.1 mm in the longitudinal direction and 1.27 mm ± 0.1 mm in the lateral direction. The radius of the arcs at the four corners was 0.5 mm. Further, the post lid 24 of the cover 20 is brought into close contact with the top surface of the post 36 of the base chassis 30, and in this state, the microstrip line / waveguide conversion substrate provided with the microstrip line 43 and protruding into the waveguide 31. The distance from 50 to the bottom of the short groove 21 provided in the post lid 24 was 1 to 1.2 mm.
[0037]
In the above embodiment, the oscillator 3, the multiplier 4, the three amplifiers 5, 7, 8, the antenna sharing circuit 6, and the mixer 9 are each incorporated in one MMIC 42, and a total of seven Although the MMIC 42 is mounted on the base chassis 30, some of the functions of the oscillator 3, the multiplier 4, the three amplifiers 5, 7, 8, the antenna sharing circuit 6, and the mixer 9 are combined into one MMIC. It is also possible to reduce the number of MMICs 42 by incorporating them into the.
[0038]
In the embodiment described above, the radar device mounted on a vehicle including the millimeter wave unit has been described. However, the present invention can be effectively applied to other uses other than the vehicle.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, the structure of the millimeter wave unit of the present invention has the following effects.
In the first and second inventions, the number of parts can be reduced, the assembling performance is improved, and the assembling accuracy is improved, so that the characteristics of the millimeter wave unit are stabilized. Moreover, since the waveguide is formed integrally with the base chassis, signal loss can be reduced.
[0040]
In the third invention, since the cover is integrated except for the short-circuit portion of the waveguide, the number of parts can be reduced, the assemblability is improved and the assembling accuracy is improved, and the characteristics of the millimeter wave unit are stabilized. Moreover, since the waveguide is formed integrally with the base chassis, signal loss can be reduced.
In the fourth invention, the cover is divided into two parts for the peripheral circuit board and the integrated circuit, and the short part of the waveguide is integrally provided on the cover for the integrated circuit, so that the number of parts can be reduced and the assembling property can be reduced. Improves the assembly accuracy and stabilizes the characteristics of the millimeter wave unit. Moreover, since the waveguide is formed integrally with the base chassis, signal loss can be reduced.
[0041]
In the fifth invention, in the first to fourth inventions, the waveguide is formed in a rounded hole, whereby the mass productivity of the device can be improved.
According to a sixth invention, in the first to fifth inventions, the microstrip line connecting the integrated circuits and the concave portion provided in the bulging portion of the cover are opposed to each other, thereby suppressing mutual interference in the millimeter wave band. Device performance can be improved.
[0042]
In the seventh invention, since the microstrip line is covered with the recess provided in the bulging portion of the cover, mutual interference in the millimeter wave band can be suppressed, and the device performance is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a radar apparatus including a millimeter wave unit according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the millimeter wave unit according to the embodiment of the present invention is attached to the antenna.
3 is a perspective view showing a state where a cover is removed from the millimeter wave unit of FIG. 2; FIG.
4 is a perspective view showing a state where an electric circuit board is removed from a base chassis of the millimeter wave unit of FIG. 3; FIG.
5 is an assembly perspective view showing a state in which an integrated circuit having a built-in electric signal processing circuit is attached to the base chassis of FIG. 4; FIG.
FIG. 6 is an assembly perspective view showing a state in which a base chassis having an electric circuit board attached to an antenna is fixed.
7A is a perspective view showing the configuration of the back side of the cover shown in FIG. 2, and FIG. 7B is a bottom view thereof.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a state in the vicinity of a microstrip line in a state where an electric circuit board is mounted on a base chassis to which an integrated circuit is attached and a cover is put on the base circuit chassis.
9A is a plan view of the first embodiment of the cover of the present invention, FIG. 9B is a plan view of the second embodiment of the cover of the present invention, and FIG. 9C is a plan view of the cover of the present invention. It is a top view of the Example of 3. FIG.
10A is a partial cross-sectional view showing the structure of a waveguide, a short groove, a cutoff groove and a microstrip line / waveguide conversion substrate in the millimeter wave unit of the present invention, and FIG. 10B is a waveguide. It is explanatory drawing which shows the cross-sectional shape.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Signal processing part 2 ... Millimeter wave unit part 3 ... Oscillator 4 ... Multiplier 5, 7, 8 ... Amplifier 6 ... Antenna common circuit 9 ... Mixer 10 ... Antenna part 20 ... Cover 21 ... Short groove 22 ... Cut-off groove 23 ... bulging part 24 ... post lid 28 ... concave 30 ... base chassis 31 ... waveguide 34 ... step part 36 ... post 40 ... electric circuit board 42 ... MMIC
43 ... Microstrip line 50 ... Microstrip line / waveguide conversion substrate 100 ... Radar apparatus

Claims

A structure of a millimeter wave unit configured by covering a base chassis on which an electric circuit unit is mounted with a cover,
A waveguide for transmitting and receiving high-frequency electrical signals generated in the main part of the electric circuit unit is integrally formed with the base chassis, and
A structure in which the vicinity of the facing portion of the cover of the cover bulges to the base chassis side, and a tip portion thereof is in close contact with the base chassis,
A concave portion having the same shape as the waveguide is formed on the contact surface so as to overlap the waveguide, thereby providing a short portion of the waveguide and the guiding of the bulged portion of the cover. The structure of a millimeter wave unit characterized in that the outer peripheral surface side that does not interfere with the wave tube is depressed.

A structure of a millimeter wave unit in a radar device that transmits a frequency modulation signal, receives a signal reflected back from a target, and mixes it with a transmission signal to measure the distance from the beat signal to the target. There,
The millimeter wave unit comprises at least an electric circuit part, a base chassis, and a cover that covers the electric circuit part and the base chassis,
A waveguide is integrally formed in the base chassis, and a main part of an electric circuit section for generating the frequency modulation signal is mounted in a central portion of the base chassis, and the frequency modulation signal is converted into a microwave. A microstrip line / waveguide conversion substrate for propagating through the waveguide is connected to the main part,
The vicinity of the portion of the cover that faces the waveguide is configured such that the inner peripheral surface of the cover bulges toward the base chassis when the cover is attached, and the tip thereof is in close contact with the base chassis. At the same time, a concave portion having the same shape as that of the waveguide is formed on the contact surface so as to overlap the waveguide, thereby providing a short portion of the waveguide and a bulging portion of the cover. A structure of a millimeter wave unit, wherein an outer peripheral surface side that does not interfere with the waveguide is depressed.

A structure of a millimeter wave unit in a radar device that transmits a frequency modulation signal, receives a signal reflected back from a target, and mixes it with a transmission signal to measure the distance from the beat signal to the target. There,
The millimeter wave unit comprises at least an electric circuit part, a base chassis, and a cover that covers the electric circuit part and the base chassis,
A waveguide is formed in the base chassis, and a main part of an electric circuit unit that generates the frequency modulation signal, a microstrip line that converts the frequency modulation signal into a microwave and propagates the inside of the waveguide / A waveguide conversion substrate,
A cover member that can be separated from the cover is provided in the vicinity of the portion of the cover that faces the waveguide, and the cover member is configured such that the inner surface of the cover member is in close contact with the base chassis when the cover is attached. A structure of a millimeter wave unit, wherein a concave portion having the same shape as that of the waveguide is formed so as to overlap the waveguide, thereby providing a short portion of the waveguide.

A structure of a millimeter wave unit in a radar device that transmits a frequency modulation signal, receives a signal reflected back from a target, and mixes it with a transmission signal to measure the distance from the beat signal to the target. There,
The millimeter wave unit comprises at least an electric circuit part, a base chassis, and a cover that covers the electric circuit part and the base chassis,
A waveguide is formed in the base chassis, and a main part of an electric circuit unit that generates the frequency modulation signal, a microstrip line that converts the frequency modulation signal into a microwave and propagates the inside of the waveguide / A waveguide conversion substrate,
A second cover that can be separated from the cover is provided in the vicinity of the portion of the cover facing both the waveguide and the main part of the electric circuit, and the waveguide of the second cover is attached when the cover is attached. The inner surface near the base chassis is configured to be in close contact with the base chassis, and a concave portion having the same shape as the waveguide is formed on the close contact surface so as to overlap the waveguide. A millimeter-wave unit structure characterized by a short section.

The structure of the millimeter wave unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the waveguide is formed in a rounded hole.

The distance between the opposed inner walls of the shorter rounded hole of the waveguide is 1.27 mm ± 0.1 mm, the distance between the opposed inner walls of the longer one is 2.7 mm ± 0.1 mm, and the concave portion provided in the cover 6. The structure of a millimeter wave unit according to claim 5, wherein the distance from the microstrip line at the bottom is 1 to 1.2 mm.

The main part of the electric circuit is composed of an oscillator and an integrated circuit containing the frequency modulation signal processing circuit,
The main part of the electric circuit part and the microstrip line / waveguide conversion substrate are connected by a microstrip line,
The inner peripheral surface of the cover or the second cover in the vicinity of the portion facing the microstrip line is bulged so as to be close to the microstrip line and the outer peripheral surface is depressed, The structure of the millimeter wave unit according to any one of claims 1 to 6, wherein a concave portion is provided along the microstrip line.