JP3709163B2 - 非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造およびミリ波送受信器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミリ波集積回路等に組み込まれて高周波信号の伝送用として用いられ、かつ外部に高周波信号を電波として送受信可能とされた非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造およびミリ波送受信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、誘電体線路を１対の平行平板導体によって挟持した構造からなる非放射性誘電体線路（NonRadiative Dielectric Waveguideで、以下、ＮＲＤガイドという）が、高周波信号の伝送線路の１種として用いられている。そして、このＮＲＤガイドを配線基板などに組入れる場合、回路設計上、ＮＲＤガイドを他の高周波用伝送線路，アンテナ等と接続することが必要であり、その場合伝送特性の劣化を小さくして接続することが重要である。
【０００３】
そこで、他の高周波伝送線路との接続構造として、ＮＲＤガイドとマイクロストリップ線路とを接続するための構造が提案されている。その一般的な構造を図４に示す。同図に示すように、一対の平行平板導体１１，１２の間に誘電体線路３が配設されたＮＲＤガイドにおいて、平行平板導体１１にスロット孔１３を形成し、平行平板導体１１のスロット孔１３を含む表面に、中心導体１５が表面に形成された誘電体基板１４をスロット孔１３と中心導体１５の終端部とが所定の位置関係になるように載置することにより、ＮＲＤガイドとマイクロストリップ線路とをスロット孔１３を介して電磁的に接続するものである。
【０００４】
このほか、ＮＲＤガイドの誘電体線路と金属導波管とを接続する構成として、誘電体線路の入力端部または出力端部をテーパー状とし、そのテーパー部に近接させて矩形ホーン状とされた金属導波管の一端を配置するものがある。
【０００５】
さらに、ＮＲＤガイドと金属導波管との接続構造として、平行平板導体の誘電体線路に相当する部分の一部に開孔を設け、その開孔と金属導波管の開放端部とを接続したものが提案されている（特開平１２−２２４０７号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＮＲＤガイドの誘電体線路と金属導波管とを接続する場合、上記の如く誘電体線路の端部をテーパー状としたタイプでは、そのテーパー部の長さは高周波信号の２波長以上の長さを要するため、ミリ波集積回路の小型化という点で不利である。
【０００７】
一方、小型化の点では図４の構成がよいが、高周波信号の周波数が３０ＧＨｚ以上のミリ波帯では、マイクロストリップ線路を用いたものでは伝送損失が大きくなるため、図４の接続構造は信号周波数が３０ＧＨｚ以上である回路基板には不向きであった。
【０００８】
マイクロストリップ線路に代わり、３０ＧＨｚ以上のミリ波帯に対してもＮＲＤガイドと同様に伝送損失の小さい伝搬路構造として金属導波管が知られており、回路設計においても金属導波管を用いることが重要となる。その一例として、平行平板導体の誘電体線路に相当する部分の一部に開孔を設け、その開孔と誘電体導波管の開放端部とを接続したもの（特開平１２−２２４０７号）があるが、この構成では、平行平板導体の誘電体線路相当部と誘電体導波管との接続部で高周波信号の反射や漏れが生じ易く、高周波信号の損失を小さく抑える点で不十分なものであった。
【０００９】
従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、３０ＧＨｚ以上のミリ波帯でも損失の小さい伝送が可能であり、外部に高周波信号を電波として送受信可能な小型化されたものとすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に前記高周波信号を伝搬させる誘電体線路が設置されて成る非放射性誘電体線路に対して、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されるとともに該開口に金属導波管の開放終端部が接続されている非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造において、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記誘電体線路の両側面に沿っているとともに前記誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、上記の構成により、ＮＲＤガイドと金属導波管とを、高周波信号（電磁波）の反射および伝送損失を小さくして接続できる。即ち、平行平板導体および誘電体線路の平坦度の悪さにより、平行平板導体と誘電体線路との間に空隙ができた場合、高周波信号の反射および伝送損失が著しく大きくなるが、本発明では、金属箔を設けることにより平行平板導体と誘電体線路との間の空隙を殆どなくして、高周波信号の反射および伝送損失をきわめて小さくすることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記金属箔を接着する接着層は厚みが１００μｍ以下であることを特徴する。
【００１３】
本発明は、上記の構成により、高周波信号の伝送損失の劣化をより抑えることができる。接着層の厚みが１００μｍを超えると、インピーダンスの不連続のため高周波信号の反射が起き伝送損失が劣化する。
【００１４】
また本発明において、好ましくは、前記誘電体線路は前記金属箔に押圧されて接しており、前記金属箔の前記誘電体線路に接している部位がその残部の表面から８０μｍ以下の深さで凹んでいることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記の構成により、誘電体線路と金属箔との間の隙間がなくなり高周波信号の伝送損失の劣化をさらに抑えることができる。
【００１６】
本発明のミリ波送受信器は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に、高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合致するように配置され、前記バイアス電圧を周期的に制御することによって前記ミリ波信号を周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する可変容量ダイオードと、前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部，第2の接続部および第3の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続されるサーキュレータと、該サーキュレータの前記第２の接続部に接合され、先端部に送受信アンテナを有する第３の誘電体線路と、前記送受信アンテナで受信され前記第３の誘電体線路を伝搬して前記サーキュレータの第３の接続部より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーと、を設けたミリ波送受信器において、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記第３の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されているとともに、一方の開放終端部が前記開口に接続され他方に送受信アンテナが設けられた金属導波管が設けられており、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記第３の誘電体線路の両側面に沿っているとともに前記第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明は、上記の構成により、ミリ波信号の伝送損失が小さくなるため、ミリ波レーダー等に適用した場合にその探知距離が増大するものとなる。
【００１８】
また本発明のミリ波送受信器は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に、高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合致するように配置され、前記バイアス電圧を周期的に制御することによって前記ミリ波信号を周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する可変容量ダイオードと、前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続されるサーキュレータと、該サーキュレータの前記第２の接続部に接続され、先端部に送信アンテナを有する第３の誘電体線路と、先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第４の誘電体線路と、前記サーキュレータの前記第３の接続部に接続され、前記送信アンテナで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端部で前記受信波を減衰させる第５の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受信器において、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記第３の誘電体線路中および前記第４の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口がそれぞれ形成されているとともに、一方の開放終端部が前記各開口に接続され他方に送信アンテナまたは受信アンテナが設けられた金属導波管がそれぞれ設けられており、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の両側面に沿っているとともに前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記の構成により、送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、その結果受信信号のノイズが低減し、ミリ波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダー等に適用した場合にその探知距離がさらに増大したものとなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のＮＲＤガイドについて以下に詳細に説明する。図１，図５，図６，図７は本発明のＮＲＤガイドを示す斜視図であり、これらの図に示すように、本発明のＮＲＤガイドは、一対の平行平板導体１，２間に、断面形状が矩形（ａ×ｂ）の誘電体線路３が配設されており、その終端部は閉じた終端部３ａとなっており、高周波信号に対して短絡状態ではなく開放状態とされた終端部３ａとなっている。このような構成のＮＲＤガイドでは、図２に示したようなＬＳＭモードによる電界の定在波が終端部３の端面からの反射波によって生じる。
【００２１】
本発明では、この定在波の電界の強い部分、即ち図２におけるＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４のいずれかの箇所に対応する平行平板導体１の部位に、Ｅ１〜Ｅ４の各箇所のいずれかを中心とする開口５を設ける。なお、Ｅ１(下記ｍについてｍ＝０)は誘電体線路３の終端部３ａ付近であり、Ｅ２（ｍ＝１），Ｅ３（ｍ＝２），Ｅ４（ｍ＝３）は終端部３ａから管内波長のｍ／２（ｍは０以上の整数）倍の長さに相当する位置に存在する。そして、誘電体線路３と金属導波管４との接続位置については、低損失の点から、Ｅ２，Ｅ３またはＥ４の箇所に開口５を設けることが良い。さらに、低損失および小型化の点からＥ２の個所がより好ましい。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、開口５が形成された平行平板導体１の内面に金属箔１００ｂが接着されている。金属箔１００ｂを接着する接着層１００ａの厚さは１００μｍ以下が好ましく、１００μmを超えると、高周波信号の反射が著しく増大して伝送損失が大きくなる。また、金属箔１００ｂの開口５に相当する部位には開口が形成されているが、この開口は開口５と略同じ形状であることが好ましい。金属箔の開口が開口５よりも小さいと、高周波信号の伝搬が妨げられて反射および伝送損失が増大する。金属箔の開口が開口５よりも大きいと、インピーダンスの不連続のため高周波信号の反射が起きて伝送損失が増大する。
【００２３】
また本発明において、誘電体線路３は金属箔１００ｂに押圧されて接しており、金属箔１００ｂの誘電体線路３に接している部位がその残部の表面から８０μｍ以下の深さで凹んでいることが好ましい。これにより、誘電体線路３と金属箔１００ｂとの間の隙間がなくなり高周波信号の伝送特性が向上する。金属箔１００ｂの誘電体線路３に接している部位が８０μｍを超えて凹んでいると、平行平板導体１，２の内面の形状が上下で非対称になることによる高周波信号の漏れが大きくなり、伝送損失が増大することになる。
【００２４】
上記ＮＲＤガイドの誘電体線路３と金属導波管４とは、平行平板導体１の開口５を介して、これらの電界方向が合致するようにして接続される。即ち、図６に示すように、開口５に金属導波管４の一方の開放終端部４１が接続される。これに加え、高周波信号（以下、信号ともいう）の漏洩等による接続損失を低減し信号の反射を小さくするために、図１に示すように、開口５の周辺で誘電体線路３の終端部３ａの両側面に沿って電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２を配設しており、高周波信号の漏洩を防ぐことができる。また、終端部３ａの端面に離隔して電磁遮蔽部材Ｂ３を設けており、終端部３ａの端面側への高周波信号の漏洩を防ぐことができる。
【００２５】
本発明の電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、電気的導体材料からなっていればよく、具体的にはＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，ＳＵＳ（ステンレススチール），真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金），Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属、合金、または上記金属元素の１種以上を主成分として含む合金が好ましい。これらは高い導電性を有し形状の加工性も比較的良好である。また、プラスチック、セラミックス等の絶縁性の基体表面に上記金属をメッキ法等により被着させたもの、あるいはプラスチック、セラミックス等の絶縁性の基体表面に上記金属の微粒子を含む導電性樹脂等をコートしたものでもよい。
【００２６】
また、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、板状のもので壁を成すもの、梯子状のものを梯子段が立設するように配置したもの、格子状のもの、網目状のもの、複数のポール状（柱状）のものを立設して配列したもの等種々の形状とし得る。梯子状のものの場合の梯子段と梯子段との間隔、格子状のものの場合の格子間隔、網目状のもの場合の網目間隔、ポール状のものの場合のポール間隔は、電磁遮蔽を行ううえでそれぞれλ／４以下（λは高周波信号の波長）とするのがよい。
【００２７】
電磁遮蔽部材Ｂ１〜Ｂ３の高さは、平行平板導体１，２の間隔ｂと同じであるのが、電磁遮蔽の点で好ましいが、電磁遮蔽部材Ｂ１〜Ｂ３の高さは間隔ｂよりも若干低くてもよい。電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２の長さｃは、誘電体線路３の終端部３ａの端面から開口５を超える長さとするのがよく、その場合信号の漏洩等を有効に抑えることができる。誘電体線路３の側面と電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２との間隔ｄ１，ｄ２は、それぞれλ／１６以上が好ましく、λ／１６未満では、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２に対向する誘電体線路３のインピーダンスが変化し、誘電体線路３中を伝搬してきた信号の反射が大きくなる。また、誘電体線路３の幅とｄ１，ｄ２との和に等しくなる電磁遮蔽部材Ｂ３の長さｄは、動作周波数で不要モードが遮断される幅ｄｘ以下であり、幅ｄｘを超えると、信号の漏洩等を有効に抑えることが困難になる。例えばｄｘは、信号の周波数が７７ＧＨｚ，誘電体線路３の比誘電率が４．９（コーディエライトセラミックス）の場合、約３．２ｍｍである。
【００２８】
また、誘電体線路３の端面と電磁遮蔽部材Ｂ３との間に間隔ｄ３が有る場合、ｄ３は特に限定するものではない。
【００２９】
平行平板導体１の開口５の形状および寸法は、図１（ａ）に示すように、誘電体線路３の管内波長の半分以下の長さＬと、誘電体線路３の幅ａと同じ程度の幅Ｗを持つ長方形等の矩形がよく、このような矩形状の開口５は接続損失が小さいうえ加工性も良好である。また、矩形状に限らず、円形、長円形等であってもよい。
【００３０】
さらに本発明において、図６に示すように、金属導波管４の他方の開放終端部４２を漸次大口径化されたホーンアンテナ６と成すことが好ましい。これにより、金属導波管４の他方の開放終端部４２をアンテナとして共用することができ、他のアンテナ部材を設ける場合と比較して、アンテナ部材との接続部による接続損失が小さくなる。また高周波信号を電波として外部に送受信可能とすることで、高効率の伝送特性を有する自動車用のミリ波レーダーシステム等に適用できる。また図７に示すように、金属導波管４の他方の開放終端部４２に、平面アンテナ７等のアンテナ部材を設けることが好適である。この場合、図６の場合よりもアンテナ部材の接続損失が若干大きくなるが、開放終端部４２にアンテナ部材を設けることで高周波信号を電波として外部に送受信可能となり、高効率の伝送特性を有する自動車用のミリ波レーダーシステム等に適用できる。
【００３１】
本発明において、金属導波管４に設けられる開口面アンテナとしてはホーンアンテナ，積層型開口面アンテナ等があり、平面アンテナとしてはパッチアンテナ，スロットアンテナ，プリントダイポールアンテナ等があり、特にミリ波帯域ではミリ波集積回路の小型化の点で平面アンテナが好ましい。このアンテナについては、上記範疇のものであればその他種々のものが使用できる。
【００３２】
本発明の金属導波管４はＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ，真鍮等の導体材料、あるいはセラミックス，樹脂等から成る絶縁材料の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。これらの導体材料は、高い電気伝導度および加工性等の点で好適である。
【００３３】
本発明の金属箔１００ｂはＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ，真鍮等の導体材料、あるいはセラミックス，樹脂等から成る絶縁材料の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。金属箔１００ｂの厚さは１〜６００μmがよく、１μm未満では、電流の流れる断面積が小さくなり、電気抵抗が大きくなるため伝送損失が増大する。６００μmを超えると、金属箔１００ｂの剛性が高くなり金属箔１００ｂによって誘電体線路３の高さバラツキを吸収するのが困難になり、金属箔１００ｂと誘電体線路３との間に隙間が発生して高周波信号の伝送損失が発生し易くなる。
【００３４】
接着層１００ａは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等から成り、その厚さは５０〜１００μmがよい。５０μm未満では接着強度が低下し易くなり、１００μmを超えると、金属導波管４と開口５との電磁的接続が不連続になってしまい伝送損失が増加し易くなる。
【００３５】
本発明の誘電体線路３の材料は、テフロン，ポリスチレン等の樹脂、またはコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）セラミックス，アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）セラミックス，ガラスセラミックス等のセラミックスが好ましく、これらは高周波帯域において低損失である。
【００３６】
本発明でいう高周波帯域は、数１０〜数１００ＧＨｚ帯域のマイクロ波帯域およびミリ波帯域に相当し、例えば３０ＧＨｚ以上、特に５０ＧＨｚ以上、さらには７０ＧＨｚ以上の高周波帯域が好適である。
【００３７】
本発明の平行平板導体１は、高い電気伝導度および加工性等の点で、Ｃｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ，真鍮等の導体板、またはセラミックス，樹脂等から成る絶縁板の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。
【００３８】
本発明のＮＲＤガイドは、高周波発生素子としてガンダイオード等の高周波ダイオードを組み込むことによって、無線ＬＡＮ，自動車のミリ波レーダー等に使用されるものであり、例えば自動車の周囲の障害物および他の自動車に対しミリ波を照射し、反射波を元のミリ波と合成して中間周波信号を得、この中間周波信号を分析することにより障害物および他の自動車までの距離、それらの移動速度等が測定できる。
【００３９】
本発明のミリ波送受信器について以下に説明する。図８〜図１１は本発明のミリ波送受信器を示し、図８は送信アンテナと受信アンテナが一体化されたものの平面図、図９は送信アンテナと受信アンテナが独立したものの平面図、図１０はミリ波信号発振部の斜視図、図１１はミリ波信号発振部用の可変容量ダイオード（バラクタダイオード）を設けた配線基板の斜視図である。
【００４０】
図８において、５１は本発明の一方の平行平板導体（他方は省略する）、５２は第１の誘電体線路５３の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部である。ミリ波信号発振部は、ガンダイオード等の高周波ダイオードと可変容量ダイオードを具備し、バイアス電圧印加方向がミリ波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路５３の高周波ダイオード（高周波発生素子）近傍に可変容量ダイオードが配置されており、その可変容量ダイオードの入出力電極間に印加するバイアス電圧を制御して、高周波ダイオードからのミリ波信号を三角波，正弦波等で周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。
【００４１】
５３は、高周波ダイオードから出力された高周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路、５４は、第１，第３，第４の誘電体線路にそれぞれ接続される第１，第２，第３の接続部５４ａ，５４ｂ，５４ｃを有するフェライト円板等から成るサーキュレータ、５５は、サーキュレータ５４の第２の接続部５４ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ５６を有する第３の誘電体線路、５６は、第３の誘電体線路５５に金属導波管を介して接続される送受信アンテナである。このサーキュレータ５４は、平行平板導体５１に平行に配設されたフェライト円板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部５４ａ，第２の接続部５４ｂおよび第３の接続部５４ｃを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト円板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるものである。
【００４２】
また５７は、送受信アンテナ５６で受信され第３の誘電体線路５５を伝搬してサーキュレータ５４の第３の接続部５４ｃより出力した受信波をミキサー５９側へ伝搬させる第４の誘電体線路、５８は、第１の誘電体線路５３に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路５３に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー５９側へ伝搬させる第２の誘電体線路、５８ａは、第２の誘電体線路５８のミキサー５９と反対側の一端部に設けられた無反射終端部（ターミネータ）である。また、図中Ｍ１は、第２の誘電体線路５８の中途と第４の誘電体線路５７の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波を混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部である。
【００４３】
本発明では、第１の誘電体線路５３と第２の誘電体線路５８とを接合する場合、誘電体線路５３，５８のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするのがよい。これにより、高周波信号を低損失に、かつ出力電力を均等に分岐させることができる。また、第２の誘電体線路５８と第４の誘電体線路５７とを接合する場合、上記と同様に誘電体線路５８，５７のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするのがよい。
【００４４】
そして、上記の各種部品はミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられており、第３の誘電体線路５５の開放状態とされた終端部から生じる定在波の電界が最大になる箇所に対応して、少なくとも一方の平行平板導体に開口が形成され、その開口から金属導波管を介して送受信アンテナ５６が設けられている。この金属導波管、送受信アンテナの構成、金属導波管と第３の誘電体線路５５との接続構造、および各誘電体線路の詳細な構成、材料、電磁遮蔽部材等については、上述した本発明のものと同様である。
【００４５】
図８のものにおいて、第１の誘電体線路５３の中途に、図１１に示した構成の変調器としてのスイッチを設け、ミリ波信号をパルス変調等することもできる。例えば、図１１のように、配線基板３８の一主面にチョーク型バイアス供給線路４０を形成し、その中途に実装されたＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードを設けたスイッチである。この配線基板３８を、第１の誘電体線路５３の第２の誘電体線路５８との信号分岐部とサーキュレータ５４との間に、ＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードなどの振幅変調用ダイオードの入出力電極に印加されるバイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するようにして、図１０に示すように第１の誘電体線路５３に介在させるものである。
【００４６】
また、第１の誘電体線路５３にもう一つのサーキュレータを介在させ、その第１，第３の接続部に第１の誘電体線路５３を接続し、第２の接続部に他の誘電体線路を接続し、その誘電体線路の先端部の端面に、図１１のようなショットキーバリアダイオードを設けたスイッチを設置してもよい。
【００４７】
本発明のミリ波送受信器の実施の形態の他の例として送信アンテナと受信アンテナを独立させた図９のタイプがある。同図において、６１は一方の平行平板導体（他方は省略する）、６２は第１の誘電体線路６３の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部である。このミリ波信号発振部は、ガンダイオード等の高周波ダイオードと可変容量ダイオードを具備しており、バイアス電圧印加方向がミリ波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路６３の高周波ダイオード近傍に可変容量ダイオードが配置されており、その可変容量ダイオードの入出力電極間に印加するバイアス電圧を制御して、高周波ダイオードからのミリ波信号を三角波，正弦波等で周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。
【００４８】
６３は、高周波ダイオードから出力された高周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路、６４は、第１，第３，第５の誘電体線路６３，６５，６７にそれぞれ接続される第１，第２，第３の接続部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを有するフェライト円板等から成るサーキュレータ、６５は、サーキュレータ６４の第２の接続部６４ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナ６６を有する第３の誘電体線路、６６は、第３の誘電体線路６５に金属導波管を介して接続される送信アンテナ、６７は、サーキュレータ６４の第３の接続部６４ｃに接続され、送信用のミリ波信号を減衰させる無反射終端部６７ａが先端に設けられた第５の誘電体線路である。
【００４９】
また６８は、第１の誘電体線路６３に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路６３に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー７１側へ伝搬させる第２の誘電体線路、６８ａは、第２の誘電体線路６８のミキサー７１と反対側の一端部に設けられた無反射終端部、６９は、受信アンテナ７０で受信された受信波をミキサー７１側へ伝搬させる第４の誘電体線路である。また、図中Ｍ２は、第２の誘電体線路６８の中途と第４の誘電体線路６９の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させることにより、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部である。
【００５０】
本発明では、第１の誘電体線路６３と第２の誘電体線路６８とを接合する場合、誘電体線路６３，６８のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするのがよい。これにより、高周波信号を低損失で、かつ出力電力を均等に分岐させることができる。また、第２の誘電体線路６８と第４の誘電体線路６９とを接合する場合、上記と同様に誘電体線路６８，６９のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするのがよい。
【００５１】
そして、これらの各種部品は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられており、第３の誘電体線路６５と第４の誘電体線路６９のそれぞれについて、それぞれの開放状態の終端部からの反射波によって生じるＬＳＭ01モードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して少なくとも一方の平行平板導体に開口が形成され、その開口に、一端に送信アンテナ６６または受信アンテナ７０が設けられた金属導波管の他端の開放終端部が接続されている。この金属導波管，送受信アンテナの構成、金属導波管と第３の誘電体線路６５，第４の誘電体線路６９との接続構造、および各誘電体線路の詳細な構成、材料、電磁遮蔽部材等については、上述した本発明のものと同様である。
【００５２】
図９において、サーキュレータ６４をなくし、第１の誘電体線路６３の先端部に送信アンテナ６６を接続した構成とすることもできる。この場合、小型化されたものとなるが、受信波の一部がミリ波信号発振部６２に混入しノイズ等の原因となり易いため、図９のタイプが好ましい。
【００５３】
また図９において、第１の誘電体線路６３の中途に、図１１に示した構成のスイッチを設け、それを振幅変調信号で制御することでミリ波信号を振幅変調することもできる。例えば、図１１のように、配線基板３８の一主面にチョーク型バイアス供給線路４０を形成し、その中途に実装されたビームリードタイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードを設けたスイッチである。この配線基板３８を、第１の誘電体線路６３の第２の誘電体線路６８との信号分岐部と、サーキュレータ６４との間に、ＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードなどの振幅変調用ダイオードの入出力電極に印加されるバイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するようにして、図１０に示すように第１の誘電体線路５３に介在させるものである。
【００５４】
また、第１の誘電体線路６３にもう一つのサーキュレータを介在させ、その第１，第３の接続部に第１の誘電体線路６３を接続し、第２の接続部に他の誘電体線路を接続し、その誘電体線路の先端部の端面に、図１１のようなショットキーバリアダイオードを設けたスイッチを設置してもよい。
【００５５】
図９のタイプにおいて、第２の誘電体線路６８が、第３の誘電体線路６５に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第３の誘電体線路６５に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー７１側へ伝搬させるように配置されていてもよい。
【００５６】
図８，図９のミリ波送受信器で、平行平板導体間の間隔は、ミリ波信号の空気中での波長であって、使用周波数での波長の２分の１以下となる。また、送受信アンテナ５６，送信アンテナ６６，受信アンテナ７０を接続するための開口が形成された平行平板導体５１，６１の内面には金属箔が接着されている。
【００５７】
図８，図９のミリ波送受信器用のミリ波信号発振部５２，６２を図１０，図１１に示す。これらの図において、３２は、ガンダイオード３３を設置するための金属ブロック等の金属部材、３３は、ミリ波を発振する高周波ダイオードの１種であるガンダイオード、３４は、金属部材３２の一側面に設置され、ガンダイオード３３にバイアス電圧を供給するとともに高周波信号の漏れを防ぐローパスフィルタとして機能するチョーク型バイアス供給線路３４ａを形成した配線基板、３５は、チョーク型バイアス供給線路３４ａとガンダイオード３３の上部導体とを接続する金属箔リボン等の帯状導体、３６は、誘電体基体に共振用の金属ストリップ線路３６ａを設けた金属ストリップ共振器、３７は、金属ストリップ共振器３６により共振した高周波信号をミリ波信号発振部外へ導く誘電体線路である。
【００５８】
さらに、誘電体線路３７の中途には、周波数変調用ダイオードであって可変容量ダイオードの１種であるバラクタダイオード３０を装荷した配線基板３８を設置している。このバラクタダイオード３０の入出力電極は、誘電体線路３７での高周波信号の伝搬方向に垂直かつ平行平板導体の主面に平行な方向（電界方向）に並んでいる。また、バラクタダイオード３０の入出力電極に印可されるバイアス電圧の印加方向は、誘電体線路３７中を伝搬するＬＳＭ01モードの高周波信号の電界方向と合致しており、これにより高周波信号とバラクタダイオード３０とを電磁結合させ、バイアス電圧を制御することによりバラクタダイオード３０の静電容量を変化させることで、高周波信号の周波数を制御できる。また、３９は、バラクタダイオード３０と誘電体線路３７とのインピーダンス整合をとるための高比誘電率の誘電体板である。
【００５９】
また図１１に示すように、配線基板３８の一主面にはチョーク型バイアス供給線路４０が形成され、チョーク型バイアス供給線路４０の中途にビームリードタイプのバラクタダイオード３０が配置される。チョーク型バイアス供給線路４０のバラクタダイオード３０との接続部には、接続用の電極３１が形成されている。
【００６０】
そして、ガンダイオード３３から発振された高周波信号は、金属ストリップ共振器３６を通して誘電体線路３７に導出される。次に、高周波信号の一部はバラクタダイオード３０部で反射されてガンダイオード３３側へ戻る。この反射信号がバラクタダイオード３０の静電容量の変化に伴って変化し、発振周波数が変化する。
【００６１】
図８，図９のミリ波送受信器はＦＭＣＷ（Frequency Modulation Continuous Waves）方式であり、その動作原理は以下のようなものである。ミリ波信号発振部の変調信号入力用のＭＯＤＩＮ端子に電圧振幅の時間変化が三角波等となる入力信号を入力し、その出力信号を周波数変調し、ミリ波信号発振部の出力周波数偏移を三角波等になるように偏移させる。そして、送受信アンテナ５６，送信アンテナ６６より出力信号（送信波）を放射した場合、送受信アンテナ５６，送信アンテナ６６の前方にターゲットが存在すると、電波の伝搬速度の往復分の時間差をともなって、反射波（受信波）が戻ってくる。この時、ミキサー５９，７１の出力側のＩＦＯＵＴ端子には、送信波と受信波の周波数差が出力される。このＩＦＯＵＴ端子の出力周波数等の周波数成分を解析することで、Ｆif＝４Ｒ・ｆｍ・Δｆ／ｃ｛Fif：ＩＦ（Intermediate Frequency）出力周波数，Ｒ：距離，ｆｍ：変調周波数，Δｆ：周波数偏移幅，ｃ：光速｝という関係式から距離を求めることができる。
【００６２】
本発明のミリ波信号発振部において、チョーク型バイアス供給線路３４ａおよび帯状導体３５の材料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｐｔ等から成り、特にＣｕ，Ａｇが、電気伝導度が良好であり、損失が小さく、発振出力が大きくなるといった点で好ましい。また、帯状導体３５は金属部材３２の表面から所定間隔をあけて金属部材３２と電磁結合しており、チョーク型バイアス供給線路３４ａとガンダイオード３３間に架け渡されている。即ち、帯状導体３５の一端はチョーク型バイアス供給線路３４ａの一端に半田付け等により接続され、帯状導体３５の他端はガンダイオード３３の上部導体に半田付け等により接続されており、帯状導体３５の中央部は宙に浮いた状態となっている。
【００６３】
そして、金属部材３２は、ガンダイオード３３の電気的な接地を兼ねているため金属導体（合金を含む）であれば良く、例えば真鍮，Ａｌ，Ｃｕ，ＳＵＳ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等から成る。また金属部材３２は、全体が金属から成る金属ブロック、セラミックスやプラスチック等の絶縁基体の表面全体または部分的に金属メッキしたもの、絶縁基体の表面全体または部分的に導電性樹脂材料等をコートしたものであっても良い。
【００６４】
かくして、本発明の図８のミリ波送受信器は、ミリ波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダーの探知距離を増大し得るものとなる。また図９のものは、送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、その結果受信信号のノイズが低減し、ミリ波レーダーの探知距離がさらに増大したものとなる。
【００６６】
図１，図６に示すＮＲＤガイドと金属導波管との接続構造を以下のように構成した。まず、図１のＮＲＤガイドを以下のように構成した。一対の平行平板導体１，２として、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ６ｍｍの２枚のＡｌ板を１．８ｍｍの間隔で平行に配置し、断面形状が幅ａが０．８ｍｍ、高さｂが１．８ｍｍで長さが６０ｍｍ、比誘電率４．８のコーディエライトセラミックスから成る誘電体線路３を平行平板導体１，２板間に設置することで、ＮＲＤガイドの本体部分を作製した。そして、誘電体線路３の終端部３ａ側の上面に、図１に示す接続構造を設けた。即ち、誘電体線路３の終端部３ａの端面から２．５２ｍｍの位置に中心を持つ、幅Ｗが１．５５ｍｍ、長さＬが３．１０ｍｍの矩形の開口５を平行平板導体１に開けた。
【００６７】
開口５が形成された平行平板導体１の内面に、厚さ８０μｍのＡｌから成る金属箔１００ｂを、厚さ５０μｍで比誘電率３程度のアクリル樹脂から成る接着層１００ａを介して接着した。
【００６８】
また、図１に示すように、Ａｌから成る板状の電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２を、終端部３ａ側の誘電体線路３の両側面に沿うように立設した。このとき、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２の高さｂは１．８ｍｍ、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２の長さｃは５．８ｍｍ、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２と誘電体線路３の側面との間隔ｄ１，ｄ２はそれぞれ１．５５ｍｍであった。
【００６９】
そして、開口５に対して、開口５と略同じ断面形状を有する金属導波管４を接続した。この接続構造について、ＬＳＭモードからの伝送損失s２１、即ち誘電体線路３から金属導波管４へ伝搬する際の伝送損失（接続損失）を、有限要素法によりシミュレーションして算出した。この計算結果を図３のグラフ（実線）に示す。図３より、厚さ１３０μmの金属箔１００ｂおよび接着層１００ａを設けた場合、誘電体線路３側の伝送特性は７６〜７７ＧＨｚで約−０．３５ｄＢ、７６．５ＧＨｚで−０．３０ｄＢの良好な特性が得られた。
【００７０】
開口５が形成された平行平板導体１の内面と誘電体線路３との間に１３０μｍの空隙を設けた場合のシミュレーションを行った。結果を図３（破線）に示す。その結果、誘電体線路３側の反射特性は７６〜７７ＧＨｚで約−０．４８ｄＢ、７６．５ＧＨｚで−０．４７ｄＢの特性であった。
【００７１】
図３の結果から明らかなように、開口５が形成された平行平板導体１の内面と誘電体線路３との間に１３０μｍの空隙を設けた場合、伝送損失が劣化した。これに対し、本実施例のものの場合良好な伝送特性を示し、低損失な接続が可能なことが判った。
【００７２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何等差し支えない。
【００７３】
【発明の効果】
本発明は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に高周波信号を伝搬させる誘電体線路が設置されて成るＮＲＤガイドに対して、少なくとも一方の平行平板導体に誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されるとともにその開口に金属導波管の開放終端部が接続されているＮＲＤガイドと金属導波管との接続構造において、開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、誘電体線路の両側面に沿っているとともに誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることにより、ＮＲＤガイドと金属導波管とを、高周波信号の反射および伝送損失を小さくして接続できる。即ち、平行平板導体および誘電体線路の平坦度の悪さにより、平行平板導体と誘電体線路との間に空隙ができた場合、高周波信号の反射および伝送損失が著しく大きくなるが、本発明では、金属箔を設けることにより平行平板導体と誘電体線路との間の空隙を殆どなくして、高周波信号の反射および伝送損失をきわめて小さくすることができる。
【００７４】
本発明は、好ましくは金属箔を接着する接着層は厚みが１００μｍ以下であることにより、高周波信号の伝送損失の劣化をより抑えることができる。
【００７５】
また本発明は、好ましくは誘電体線路は金属箔に押圧されて接しており、金属箔の誘電体線路に接している部位がその残部の表面から８０μｍ以下の深さで凹んでいることにより、高周波信号の伝送損失の劣化をさらに抑えることができる。
【００７６】
本発明の送受信アンテナを具備したＮＲＤガイド型のミリ波送受信器は、少なくとも一方の平行平板導体に第３の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されているとともに、一方の開放終端部が開口に接続され他方に送受信アンテナが設けられた金属導波管が設けられており、開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、第３の誘電体線路の両側面に沿っているとともに第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることにより、ミリ波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダー等に適用した場合にその探知距離が増大するものとなる。
【００７７】
また、本発明の送信アンテナと受信アンテナが独立したＮＲＤガイド型のミリ波送受信器は、少なくとも一方の平行平板導体に第３の誘電体線路中および第４の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口がそれぞれ形成されているとともに、一方の開放終端部が各開口に接続され他方に送信アンテナまたは受信アンテナが設けられた金属導波管がそれぞれ設けられており、開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、第３の誘電体線路と第４の誘電体線路の各終端部の両側面に沿っているとともに第３の誘電体線路と第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材がそれぞれ設けられていることにより、送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、その結果受信信号のノイズが低減してミリ波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダー等に適用した場合のその探知距離がさらに増大したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のＮＲＤガイドと金属導波管との接続構造について実施の形態の例を示す部分透過斜視図、（ｂ）は（ａ）において誘電体線路と金属導波管との接続部の断面斜視図である。
【図２】ＮＲＤガイド内の誘電体線路の電界分布を説明するための平面図である。
【図３】図１の接続構造の高周波信号の伝送特性を示すグラフである。
【図４】従来例を示し、ＮＲＤガイドの誘電体線路にマイクロストリップ線路を接続したものの斜視図である。
【図５】本発明の接続構造について実施の形態の他の例を示し、平行平板導体の主面に平行な方向で誘電体線路に金属導波管を接続したものの斜視図である。
【図６】本発明の接続構造について実施の形態の他の例を示し、平行平板導体の主面に垂直な方向において他方の開放終端部にホーンアンテナを設けた金属導波管を誘電体線路に接続したものの斜視図である。
【図７】本発明の接続構造について実施の形態の他の例を示し、平行平板導体の主面に垂直な方向において他方の開放終端部に平面アンテナを設けた金属導波管を誘電体線路に接続したものの斜視図である。
【図８】本発明のＮＲＤガイド型のミリ波送受信器について実施の形態の例を示す平面図である。
【図９】本発明のＮＲＤガイド型のミリ波送受信器について実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図１０】本発明のミリ波送受信器用のミリ波信号発振部の斜視図である。
【図１１】図１０のミリ波信号発振部用の可変容量ダイオードを設けた配線基板の斜視図である。
【符号の説明】
１，２：平行平板導体
３：誘電体線路
３ａ：誘電体線路の終端部
４：金属導波管
５：開口
１００ａ：接着層
１００ｂ：金属箔
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミリ波集積回路等に組み込まれて高周波信号の伝送用として用いられ、かつ外部に高周波信号を電波として送受信可能とされた非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造およびミリ波送受信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、誘電体線路を１対の平行平板導体によって挟持した構造からなる非放射性誘電体線路（NonRadiative Dielectric Waveguideで、以下、ＮＲＤガイドという）が、高周波信号の伝送線路の１種として用いられている。そして、このＮＲＤガイドを配線基板などに組入れる場合、回路設計上、ＮＲＤガイドを他の高周波用伝送線路，アンテナ等と接続することが必要であり、その場合伝送特性の劣化を小さくして接続することが重要である。
【０００３】
そこで、他の高周波伝送線路との接続構造として、ＮＲＤガイドとマイクロストリップ線路とを接続するための構造が提案されている。その一般的な構造を図４に示す。同図に示すように、一対の平行平板導体１１，１２の間に誘電体線路３が配設されたＮＲＤガイドにおいて、平行平板導体１１にスロット孔１３を形成し、平行平板導体１１のスロット孔１３を含む表面に、中心導体１５が表面に形成された誘電体基板１４をスロット孔１３と中心導体１５の終端部とが所定の位置関係になるように載置することにより、ＮＲＤガイドとマイクロストリップ線路とをスロット孔１３を介して電磁的に接続するものである。
【０００４】
このほか、ＮＲＤガイドの誘電体線路と金属導波管とを接続する構成として、誘電体線路の入力端部または出力端部をテーパー状とし、そのテーパー部に近接させて矩形ホーン状とされた金属導波管の一端を配置するものがある。
【０００５】
さらに、ＮＲＤガイドと金属導波管との接続構造として、平行平板導体の誘電体線路に相当する部分の一部に開孔を設け、その開孔と金属導波管の開放端部とを接続したものが提案されている（特開平１２−２２４０７号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＮＲＤガイドの誘電体線路と金属導波管とを接続する場合、上記の如く誘電体線路の端部をテーパー状としたタイプでは、そのテーパー部の長さは高周波信号の２波長以上の長さを要するため、ミリ波集積回路の小型化という点で不利である。
【０００７】
一方、小型化の点では図４の構成がよいが、高周波信号の周波数が３０ＧＨｚ以上のミリ波帯では、マイクロストリップ線路を用いたものでは伝送損失が大きくなるため、図４の接続構造は信号周波数が３０ＧＨｚ以上である回路基板には不向きであった。
【０００８】
マイクロストリップ線路に代わり、３０ＧＨｚ以上のミリ波帯に対してもＮＲＤガイドと同様に伝送損失の小さい伝搬路構造として金属導波管が知られており、回路設計においても金属導波管を用いることが重要となる。その一例として、平行平板導体の誘電体線路に相当する部分の一部に開孔を設け、その開孔と誘電体導波管の開放端部とを接続したもの（特開平１２−２２４０７号）があるが、この構成では、平行平板導体の誘電体線路相当部と誘電体導波管との接続部で高周波信号の反射や漏れが生じ易く、高周波信号の損失を小さく抑える点で不十分なものであった。
【０００９】
従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、３０ＧＨｚ以上のミリ波帯でも損失の小さい伝送が可能であり、外部に高周波信号を電波として送受信可能な小型化されたものとすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に前記高周波信号を伝搬させる誘電体線路が設置されて成る非放射性誘電体線路に対して、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されるとともに該開口に金属導波管の開放終端部が接続されている非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造において、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記誘電体線路の両側面に沿っているとともに前記誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、上記の構成により、ＮＲＤガイドと金属導波管とを、高周波信号（電磁波）の反射および伝送損失を小さくして接続できる。即ち、平行平板導体および誘電体線路の平坦度の悪さにより、平行平板導体と誘電体線路との間に空隙ができた場合、高周波信号の反射および伝送損失が著しく大きくなるが、本発明では、金属箔を設けることにより平行平板導体と誘電体線路との間の空隙を殆どなくして、高周波信号の反射および伝送損失をきわめて小さくすることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記金属箔を接着する接着層は厚みが１００μｍ以下であることを特徴する。
【００１３】
本発明は、上記の構成により、高周波信号の伝送損失の劣化をより抑えることができる。接着層の厚みが１００μｍを超えると、インピーダンスの不連続のため高周波信号の反射が起き伝送損失が劣化する。
【００１４】
また本発明において、好ましくは、前記誘電体線路は前記金属箔に押圧されて接しており、前記金属箔の前記誘電体線路に接している部位がその残部の表面から８０μｍ以下の深さで凹んでいることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記の構成により、誘電体線路と金属箔との間の隙間がなくなり高周波信号の伝送損失の劣化をさらに抑えることができる。
【００１６】
本発明のミリ波送受信器は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に、高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合致するように配置され、前記バイアス電圧を周期的に制御することによって前記ミリ波信号を周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する可変容量ダイオードと、前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部，第2の接続部および第3の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続されるサーキュレータと、該サーキュレータの前記第２の接続部に接合され、先端部に送受信アンテナを有する第３の誘電体線路と、前記送受信アンテナで受信され前記第３の誘電体線路を伝搬して前記サーキュレータの第３の接続部より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーと、を設けたミリ波送受信器において、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記第３の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されているとともに、一方の開放終端部が前記開口に接続され他方に送受信アンテナが設けられた金属導波管が設けられており、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記第３の誘電体線路の両側面に沿っているとともに前記第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明は、上記の構成により、ミリ波信号の伝送損失が小さくなるため、ミリ波レーダー等に適用した場合にその探知距離が増大するものとなる。
【００１８】
また本発明のミリ波送受信器は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に、高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合致するように配置され、前記バイアス電圧を周期的に制御することによって前記ミリ波信号を周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する可変容量ダイオードと、前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続されるサーキュレータと、該サーキュレータの前記第２の接続部に接続され、先端部に送信アンテナを有する第３の誘電体線路と、先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第４の誘電体線路と、前記サーキュレータの前記第３の接続部に接続され、前記送信アンテナで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端部で前記受信波を減衰させる第５の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受信器において、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記第３の誘電体線路中および前記第４の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口がそれぞれ形成されているとともに、一方の開放終端部が前記各開口に接続され他方に送信アンテナまたは受信アンテナが設けられた金属導波管がそれぞれ設けられており、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の両側面に沿っているとともに前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記の構成により、送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、その結果受信信号のノイズが低減し、ミリ波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダー等に適用した場合にその探知距離がさらに増大したものとなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のＮＲＤガイドについて以下に詳細に説明する。図１，図５，図６，図７は本発明のＮＲＤガイドを示す斜視図であり、これらの図に示すように、本発明のＮＲＤガイドは、一対の平行平板導体１，２間に、断面形状が矩形（ａ×ｂ）の誘電体線路３が配設されており、その終端部は閉じた終端部３ａとなっており、高周波信号に対して短絡状態ではなく開放状態とされた終端部３ａとなっている。このような構成のＮＲＤガイドでは、図２に示したようなＬＳＭモードによる電界の定在波が終端部３の端面からの反射波によって生じる。
【００２１】
本発明では、この定在波の電界の強い部分、即ち図２におけるＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４のいずれかの箇所に対応する平行平板導体１の部位に、Ｅ１〜Ｅ４の各箇所のいずれかを中心とする開口５を設ける。なお、Ｅ１(下記ｍについてｍ＝０)は誘電体線路３の終端部３ａ付近であり、Ｅ２（ｍ＝１），Ｅ３（ｍ＝２），Ｅ４（ｍ＝３）は終端部３ａから管内波長のｍ／２（ｍは０以上の整数）倍の長さに相当する位置に存在する。そして、誘電体線路３と金属導波管４との接続位置については、低損失の点から、Ｅ２，Ｅ３またはＥ４の箇所に開口５を設けることが良い。さらに、低損失および小型化の点からＥ２の個所がより好ましい。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、開口５が形成された平行平板導体１の内面に金属箔１００ｂが接着されている。金属箔１００ｂを接着する接着層１００ａの厚さは１００μｍ以下が好ましく、１００μmを超えると、高周波信号の反射が著しく増大して伝送損失が大きくなる。また、金属箔１００ｂの開口５に相当する部位には開口が形成されているが、この開口は開口５と略同じ形状であることが好ましい。金属箔の開口が開口５よりも小さいと、高周波信号の伝搬が妨げられて反射および伝送損失が増大する。金属箔の開口が開口５よりも大きいと、インピーダンスの不連続のため高周波信号の反射が起きて伝送損失が増大する。
【００２３】
また本発明において、誘電体線路３は金属箔１００ｂに押圧されて接しており、金属箔１００ｂの誘電体線路３に接している部位がその残部の表面から８０μｍ以下の深さで凹んでいることが好ましい。これにより、誘電体線路３と金属箔１００ｂとの間の隙間がなくなり高周波信号の伝送特性が向上する。金属箔１００ｂの誘電体線路３に接している部位が８０μｍを超えて凹んでいると、平行平板導体１，２の内面の形状が上下で非対称になることによる高周波信号の漏れが大きくなり、伝送損失が増大することになる。
【００２４】
上記ＮＲＤガイドの誘電体線路３と金属導波管４とは、平行平板導体１の開口５を介して、これらの電界方向が合致するようにして接続される。即ち、図６に示すように、開口５に金属導波管４の一方の開放終端部４１が接続される。これに加え、高周波信号（以下、信号ともいう）の漏洩等による接続損失を低減し信号の反射を小さくするために、図１に示すように、開口５の周辺で誘電体線路３の終端部３ａの両側面に沿って電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２を配設しており、高周波信号の漏洩を防ぐことができる。また、終端部３ａの端面に離隔して電磁遮蔽部材Ｂ３を設けており、終端部３ａの端面側への高周波信号の漏洩を防ぐことができる。
【００２５】
本発明の電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、電気的導体材料からなっていればよく、具体的にはＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，ＳＵＳ（ステンレススチール），真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金），Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属、合金、または上記金属元素の１種以上を主成分として含む合金が好ましい。これらは高い導電性を有し形状の加工性も比較的良好である。また、プラスチック、セラミックス等の絶縁性の基体表面に上記金属をメッキ法等により被着させたもの、あるいはプラスチック、セラミックス等の絶縁性の基体表面に上記金属の微粒子を含む導電性樹脂等をコートしたものでもよい。
【００２６】
また、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、板状のもので壁を成すもの、梯子状のものを梯子段が立設するように配置したもの、格子状のもの、網目状のもの、複数のポール状（柱状）のものを立設して配列したもの等種々の形状とし得る。梯子状のものの場合の梯子段と梯子段との間隔、格子状のものの場合の格子間隔、網目状のもの場合の網目間隔、ポール状のものの場合のポール間隔は、電磁遮蔽を行ううえでそれぞれλ／４以下（λは高周波信号の波長）とするのがよい。
【００２７】
電磁遮蔽部材Ｂ１〜Ｂ３の高さは、平行平板導体１，２の間隔ｂと同じであるのが、電磁遮蔽の点で好ましいが、電磁遮蔽部材Ｂ１〜Ｂ３の高さは間隔ｂよりも若干低くてもよい。電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２の長さｃは、誘電体線路３の終端部３ａの端面から開口５を超える長さとするのがよく、その場合信号の漏洩等を有効に抑えることができる。誘電体線路３の側面と電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２との間隔ｄ１，ｄ２は、それぞれλ／１６以上が好ましく、λ／１６未満では、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２に対向する誘電体線路３のインピーダンスが変化し、誘電体線路３中を伝搬してきた信号の反射が大きくなる。また、誘電体線路３の幅とｄ１，ｄ２との和に等しくなる電磁遮蔽部材Ｂ３の長さｄは、動作周波数で不要モードが遮断される幅ｄｘ以下であり、幅ｄｘを超えると、信号の漏洩等を有効に抑えることが困難になる。例えばｄｘは、信号の周波数が７７ＧＨｚ，誘電体線路３の比誘電率が４．９（コーディエライトセラミックス）の場合、約３．２ｍｍである。
【００２８】
また、誘電体線路３の端面と電磁遮蔽部材Ｂ３との間に間隔ｄ３が有る場合、ｄ３は特に限定するものではない。
【００２９】
平行平板導体１の開口５の形状および寸法は、図１（ａ）に示すように、誘電体線路３の管内波長の半分以下の長さＬと、誘電体線路３の幅ａと同じ程度の幅Ｗを持つ長方形等の矩形がよく、このような矩形状の開口５は接続損失が小さいうえ加工性も良好である。また、矩形状に限らず、円形、長円形等であってもよい。
【００３０】
さらに本発明において、図６に示すように、金属導波管４の他方の開放終端部４２を漸次大口径化されたホーンアンテナ６と成すことが好ましい。これにより、金属導波管４の他方の開放終端部４２をアンテナとして共用することができ、他のアンテナ部材を設ける場合と比較して、アンテナ部材との接続部による接続損失が小さくなる。また高周波信号を電波として外部に送受信可能とすることで、高効率の伝送特性を有する自動車用のミリ波レーダーシステム等に適用できる。また図７に示すように、金属導波管４の他方の開放終端部４２に、平面アンテナ７等のアンテナ部材を設けることが好適である。この場合、図６の場合よりもアンテナ部材の接続損失が若干大きくなるが、開放終端部４２にアンテナ部材を設けることで高周波信号を電波として外部に送受信可能となり、高効率の伝送特性を有する自動車用のミリ波レーダーシステム等に適用できる。
【００３１】
本発明において、金属導波管４に設けられる開口面アンテナとしてはホーンアンテナ，積層型開口面アンテナ等があり、平面アンテナとしてはパッチアンテナ，スロットアンテナ，プリントダイポールアンテナ等があり、特にミリ波帯域ではミリ波集積回路の小型化の点で平面アンテナが好ましい。このアンテナについては、上記範疇のものであればその他種々のものが使用できる。
【００３２】
本発明の金属導波管４はＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ，真鍮等の導体材料、あるいはセラミックス，樹脂等から成る絶縁材料の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。これらの導体材料は、高い電気伝導度および加工性等の点で好適である。
【００３３】
本発明の金属箔１００ｂはＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ，真鍮等の導体材料、あるいはセラミックス，樹脂等から成る絶縁材料の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。金属箔１００ｂの厚さは１〜６００μmがよく、１μm未満では、電流の流れる断面積が小さくなり、電気抵抗が大きくなるため伝送損失が増大する。６００μmを超えると、金属箔１００ｂの剛性が高くなり金属箔１００ｂによって誘電体線路３の高さバラツキを吸収するのが困難になり、金属箔１００ｂと誘電体線路３との間に隙間が発生して高周波信号の伝送損失が発生し易くなる。
【００３４】
接着層１００ａは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等から成り、その厚さは５０〜１００μmがよい。５０μm未満では接着強度が低下し易くなり、１００μmを超えると、金属導波管４と開口５との電磁的接続が不連続になってしまい伝送損失が増加し易くなる。
【００３５】
本発明の誘電体線路３の材料は、テフロン，ポリスチレン等の樹脂、またはコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）セラミックス，アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）セラミックス，ガラスセラミックス等のセラミックスが好ましく、これらは高周波帯域において低損失である。
【００３６】
本発明でいう高周波帯域は、数１０〜数１００ＧＨｚ帯域のマイクロ波帯域およびミリ波帯域に相当し、例えば３０ＧＨｚ以上、特に５０ＧＨｚ以上、さらには７０ＧＨｚ以上の高周波帯域が好適である。
【００３７】
本発明の平行平板導体１は、高い電気伝導度および加工性等の点で、Ｃｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ，真鍮等の導体板、またはセラミックス，樹脂等から成る絶縁板の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。
【００３８】
本発明のＮＲＤガイドは、高周波発生素子としてガンダイオード等の高周波ダイオードを組み込むことによって、無線ＬＡＮ，自動車のミリ波レーダー等に使用されるものであり、例えば自動車の周囲の障害物および他の自動車に対しミリ波を照射し、反射波を元のミリ波と合成して中間周波信号を得、この中間周波信号を分析することにより障害物および他の自動車までの距離、それらの移動速度等が測定できる。
【００３９】
本発明のミリ波送受信器について以下に説明する。図８〜図１１は本発明のミリ波送受信器を示し、図８は送信アンテナと受信アンテナが一体化されたものの平面図、図９は送信アンテナと受信アンテナが独立したものの平面図、図１０はミリ波信号発振部の斜視図、図１１はミリ波信号発振部用の可変容量ダイオード（バラクタダイオード）を設けた配線基板の斜視図である。
【００４０】
図８において、５１は本発明の一方の平行平板導体（他方は省略する）、５２は第１の誘電体線路５３の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部である。ミリ波信号発振部は、ガンダイオード等の高周波ダイオードと可変容量ダイオードを具備し、バイアス電圧印加方向がミリ波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路５３の高周波ダイオード（高周波発生素子）近傍に可変容量ダイオードが配置されており、その可変容量ダイオードの入出力電極間に印加するバイアス電圧を制御して、高周波ダイオードからのミリ波信号を三角波，正弦波等で周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。
【００４１】
５３は、高周波ダイオードから出力された高周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路、５４は、第１，第３，第４の誘電体線路にそれぞれ接続される第１，第２，第３の接続部５４ａ，５４ｂ，５４ｃを有するフェライト円板等から成るサーキュレータ、５５は、サーキュレータ５４の第２の接続部５４ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ５６を有する第３の誘電体線路、５６は、第３の誘電体線路５５に金属導波管を介して接続される送受信アンテナである。このサーキュレータ５４は、平行平板導体５１に平行に配設されたフェライト円板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部５４ａ，第２の接続部５４ｂおよび第３の接続部５４ｃを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト円板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるものである。
【００４２】
また５７は、送受信アンテナ５６で受信され第３の誘電体線路５５を伝搬してサーキュレータ５４の第３の接続部５４ｃより出力した受信波をミキサー５９側へ伝搬させる第４の誘電体線路、５８は、第１の誘電体線路５３に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路５３に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー５９側へ伝搬させる第２の誘電体線路、５８ａは、第２の誘電体線路５８のミキサー５９と反対側の一端部に設けられた無反射終端部（ターミネータ）である。また、図中Ｍ１は、第２の誘電体線路５８の中途と第４の誘電体線路５７の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波を混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部である。
【００４３】
本発明では、第１の誘電体線路５３と第２の誘電体線路５８とを接合する場合、誘電体線路５３，５８のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするのがよい。これにより、高周波信号を低損失に、かつ出力電力を均等に分岐させることができる。また、第２の誘電体線路５８と第４の誘電体線路５７とを接合する場合、上記と同様に誘電体線路５８，５７のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするのがよい。
【００４４】
そして、上記の各種部品はミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられており、第３の誘電体線路５５の開放状態とされた終端部から生じる定在波の電界が最大になる箇所に対応して、少なくとも一方の平行平板導体に開口が形成され、その開口から金属導波管を介して送受信アンテナ５６が設けられている。この金属導波管、送受信アンテナの構成、金属導波管と第３の誘電体線路５５との接続構造、および各誘電体線路の詳細な構成、材料、電磁遮蔽部材等については、上述した本発明のものと同様である。
【００４５】
図８のものにおいて、第１の誘電体線路５３の中途に、図１１に示した構成の変調器としてのスイッチを設け、ミリ波信号をパルス変調等することもできる。例えば、図１１のように、配線基板３８の一主面にチョーク型バイアス供給線路４０を形成し、その中途に実装されたＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードを設けたスイッチである。この配線基板３８を、第１の誘電体線路５３の第２の誘電体線路５８との信号分岐部とサーキュレータ５４との間に、ＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードなどの振幅変調用ダイオードの入出力電極に印加されるバイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するようにして、図１０に示すように第１の誘電体線路５３に介在させるものである。
【００４６】
また、第１の誘電体線路５３にもう一つのサーキュレータを介在させ、その第１，第３の接続部に第１の誘電体線路５３を接続し、第２の接続部に他の誘電体線路を接続し、その誘電体線路の先端部の端面に、図１１のようなショットキーバリアダイオードを設けたスイッチを設置してもよい。
【００４７】
本発明のミリ波送受信器の実施の形態の他の例として送信アンテナと受信アンテナを独立させた図９のタイプがある。同図において、６１は一方の平行平板導体（他方は省略する）、６２は第１の誘電体線路６３の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部である。このミリ波信号発振部は、ガンダイオード等の高周波ダイオードと可変容量ダイオードを具備しており、バイアス電圧印加方向がミリ波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路６３の高周波ダイオード近傍に可変容量ダイオードが配置されており、その可変容量ダイオードの入出力電極間に印加するバイアス電圧を制御して、高周波ダイオードからのミリ波信号を三角波，正弦波等で周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。
【００４８】
６３は、高周波ダイオードから出力された高周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路、６４は、第１，第３，第５の誘電体線路６３，６５，６７にそれぞれ接続される第１，第２，第３の接続部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを有するフェライト円板等から成るサーキュレータ、６５は、サーキュレータ６４の第２の接続部６４ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナ６６を有する第３の誘電体線路、６６は、第３の誘電体線路６５に金属導波管を介して接続される送信アンテナ、６７は、サーキュレータ６４の第３の接続部６４ｃに接続され、送信用のミリ波信号を減衰させる無反射終端部６７ａが先端に設けられた第５の誘電体線路である。
【００４９】
また６８は、第１の誘電体線路６３に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路６３に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー７１側へ伝搬させる第２の誘電体線路、６８ａは、第２の誘電体線路６８のミキサー７１と反対側の一端部に設けられた無反射終端部、６９は、受信アンテナ７０で受信された受信波をミキサー７１側へ伝搬させる第４の誘電体線路である。また、図中Ｍ２は、第２の誘電体線路６８の中途と第４の誘電体線路６９の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させることにより、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部である。
【００５０】
本発明では、第１の誘電体線路６３と第２の誘電体線路６８とを接合する場合、誘電体線路６３，６８のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするのがよい。これにより、高周波信号を低損失で、かつ出力電力を均等に分岐させることができる。また、第２の誘電体線路６８と第４の誘電体線路６９とを接合する場合、上記と同様に誘電体線路６８，６９のうちいずれか一方の接合部を円弧状となし、その円弧状部の曲率半径ｒを高周波信号の波長λ以上とするのがよい。
【００５１】
そして、これらの各種部品は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられており、第３の誘電体線路６５と第４の誘電体線路６９のそれぞれについて、それぞれの開放状態の終端部からの反射波によって生じるＬＳＭ01モードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して少なくとも一方の平行平板導体に開口が形成され、その開口に、一端に送信アンテナ６６または受信アンテナ７０が設けられた金属導波管の他端の開放終端部が接続されている。この金属導波管，送受信アンテナの構成、金属導波管と第３の誘電体線路６５，第４の誘電体線路６９との接続構造、および各誘電体線路の詳細な構成、材料、電磁遮蔽部材等については、上述した本発明のものと同様である。
【００５２】
図９において、サーキュレータ６４をなくし、第１の誘電体線路６３の先端部に送信アンテナ６６を接続した構成とすることもできる。この場合、小型化されたものとなるが、受信波の一部がミリ波信号発振部６２に混入しノイズ等の原因となり易いため、図９のタイプが好ましい。
【００５３】
また図９において、第１の誘電体線路６３の中途に、図１１に示した構成のスイッチを設け、それを振幅変調信号で制御することでミリ波信号を振幅変調することもできる。例えば、図１１のように、配線基板３８の一主面にチョーク型バイアス供給線路４０を形成し、その中途に実装されたビームリードタイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードを設けたスイッチである。この配線基板３８を、第１の誘電体線路６３の第２の誘電体線路６８との信号分岐部と、サーキュレータ６４との間に、ＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードなどの振幅変調用ダイオードの入出力電極に印加されるバイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するようにして、図１０に示すように第１の誘電体線路５３に介在させるものである。
【００５４】
また、第１の誘電体線路６３にもう一つのサーキュレータを介在させ、その第１，第３の接続部に第１の誘電体線路６３を接続し、第２の接続部に他の誘電体線路を接続し、その誘電体線路の先端部の端面に、図１１のようなショットキーバリアダイオードを設けたスイッチを設置してもよい。
【００５５】
図９のタイプにおいて、第２の誘電体線路６８が、第３の誘電体線路６５に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第３の誘電体線路６５に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー７１側へ伝搬させるように配置されていてもよい。
【００５６】
図８，図９のミリ波送受信器で、平行平板導体間の間隔は、ミリ波信号の空気中での波長であって、使用周波数での波長の２分の１以下となる。また、送受信アンテナ５６，送信アンテナ６６，受信アンテナ７０を接続するための開口が形成された平行平板導体５１，６１の内面には金属箔が接着されている。
【００５７】
図８，図９のミリ波送受信器用のミリ波信号発振部５２，６２を図１０，図１１に示す。これらの図において、３２は、ガンダイオード３３を設置するための金属ブロック等の金属部材、３３は、ミリ波を発振する高周波ダイオードの１種であるガンダイオード、３４は、金属部材３２の一側面に設置され、ガンダイオード３３にバイアス電圧を供給するとともに高周波信号の漏れを防ぐローパスフィルタとして機能するチョーク型バイアス供給線路３４ａを形成した配線基板、３５は、チョーク型バイアス供給線路３４ａとガンダイオード３３の上部導体とを接続する金属箔リボン等の帯状導体、３６は、誘電体基体に共振用の金属ストリップ線路３６ａを設けた金属ストリップ共振器、３７は、金属ストリップ共振器３６により共振した高周波信号をミリ波信号発振部外へ導く誘電体線路である。
【００５８】
さらに、誘電体線路３７の中途には、周波数変調用ダイオードであって可変容量ダイオードの１種であるバラクタダイオード３０を装荷した配線基板３８を設置している。このバラクタダイオード３０の入出力電極は、誘電体線路３７での高周波信号の伝搬方向に垂直かつ平行平板導体の主面に平行な方向（電界方向）に並んでいる。また、バラクタダイオード３０の入出力電極に印可されるバイアス電圧の印加方向は、誘電体線路３７中を伝搬するＬＳＭ01モードの高周波信号の電界方向と合致しており、これにより高周波信号とバラクタダイオード３０とを電磁結合させ、バイアス電圧を制御することによりバラクタダイオード３０の静電容量を変化させることで、高周波信号の周波数を制御できる。また、３９は、バラクタダイオード３０と誘電体線路３７とのインピーダンス整合をとるための高比誘電率の誘電体板である。
【００５９】
また図１１に示すように、配線基板３８の一主面にはチョーク型バイアス供給線路４０が形成され、チョーク型バイアス供給線路４０の中途にビームリードタイプのバラクタダイオード３０が配置される。チョーク型バイアス供給線路４０のバラクタダイオード３０との接続部には、接続用の電極３１が形成されている。
【００６０】
そして、ガンダイオード３３から発振された高周波信号は、金属ストリップ共振器３６を通して誘電体線路３７に導出される。次に、高周波信号の一部はバラクタダイオード３０部で反射されてガンダイオード３３側へ戻る。この反射信号がバラクタダイオード３０の静電容量の変化に伴って変化し、発振周波数が変化する。
【００６１】
図８，図９のミリ波送受信器はＦＭＣＷ（Frequency Modulation Continuous Waves）方式であり、その動作原理は以下のようなものである。ミリ波信号発振部の変調信号入力用のＭＯＤＩＮ端子に電圧振幅の時間変化が三角波等となる入力信号を入力し、その出力信号を周波数変調し、ミリ波信号発振部の出力周波数偏移を三角波等になるように偏移させる。そして、送受信アンテナ５６，送信アンテナ６６より出力信号（送信波）を放射した場合、送受信アンテナ５６，送信アンテナ６６の前方にターゲットが存在すると、電波の伝搬速度の往復分の時間差をともなって、反射波（受信波）が戻ってくる。この時、ミキサー５９，７１の出力側のＩＦＯＵＴ端子には、送信波と受信波の周波数差が出力される。このＩＦＯＵＴ端子の出力周波数等の周波数成分を解析することで、Ｆif＝４Ｒ・ｆｍ・Δｆ／ｃ｛Fif：ＩＦ（Intermediate Frequency）出力周波数，Ｒ：距離，ｆｍ：変調周波数，Δｆ：周波数偏移幅，ｃ：光速｝という関係式から距離を求めることができる。
【００６２】
本発明のミリ波信号発振部において、チョーク型バイアス供給線路３４ａおよび帯状導体３５の材料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｐｔ等から成り、特にＣｕ，Ａｇが、電気伝導度が良好であり、損失が小さく、発振出力が大きくなるといった点で好ましい。また、帯状導体３５は金属部材３２の表面から所定間隔をあけて金属部材３２と電磁結合しており、チョーク型バイアス供給線路３４ａとガンダイオード３３間に架け渡されている。即ち、帯状導体３５の一端はチョーク型バイアス供給線路３４ａの一端に半田付け等により接続され、帯状導体３５の他端はガンダイオード３３の上部導体に半田付け等により接続されており、帯状導体３５の中央部は宙に浮いた状態となっている。
【００６３】
そして、金属部材３２は、ガンダイオード３３の電気的な接地を兼ねているため金属導体（合金を含む）であれば良く、例えば真鍮，Ａｌ，Ｃｕ，ＳＵＳ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等から成る。また金属部材３２は、全体が金属から成る金属ブロック、セラミックスやプラスチック等の絶縁基体の表面全体または部分的に金属メッキしたもの、絶縁基体の表面全体または部分的に導電性樹脂材料等をコートしたものであっても良い。
【００６４】
かくして、本発明の図８のミリ波送受信器は、ミリ波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダーの探知距離を増大し得るものとなる。また図９のものは、送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、その結果受信信号のノイズが低減し、ミリ波レーダーの探知距離がさらに増大したものとなる。
【００６６】
図１，図６に示すＮＲＤガイドと金属導波管との接続構造を以下のように構成した。まず、図１のＮＲＤガイドを以下のように構成した。一対の平行平板導体１，２として、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ６ｍｍの２枚のＡｌ板を１．８ｍｍの間隔で平行に配置し、断面形状が幅ａが０．８ｍｍ、高さｂが１．８ｍｍで長さが６０ｍｍ、比誘電率４．８のコーディエライトセラミックスから成る誘電体線路３を平行平板導体１，２板間に設置することで、ＮＲＤガイドの本体部分を作製した。そして、誘電体線路３の終端部３ａ側の上面に、図１に示す接続構造を設けた。即ち、誘電体線路３の終端部３ａの端面から２．５２ｍｍの位置に中心を持つ、幅Ｗが１．５５ｍｍ、長さＬが３．１０ｍｍの矩形の開口５を平行平板導体１に開けた。
【００６７】
開口５が形成された平行平板導体１の内面に、厚さ８０μｍのＡｌから成る金属箔１００ｂを、厚さ５０μｍで比誘電率３程度のアクリル樹脂から成る接着層１００ａを介して接着した。
【００６８】
また、図１に示すように、Ａｌから成る板状の電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２を、終端部３ａ側の誘電体線路３の両側面に沿うように立設した。このとき、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２の高さｂは１．８ｍｍ、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２の長さｃは５．８ｍｍ、電磁遮蔽部材Ｂ１，Ｂ２と誘電体線路３の側面との間隔ｄ１，ｄ２はそれぞれ１．５５ｍｍであった。
【００６９】
そして、開口５に対して、開口５と略同じ断面形状を有する金属導波管４を接続した。この接続構造について、ＬＳＭモードからの伝送損失s２１、即ち誘電体線路３から金属導波管４へ伝搬する際の伝送損失（接続損失）を、有限要素法によりシミュレーションして算出した。この計算結果を図３のグラフ（実線）に示す。図３より、厚さ１３０μmの金属箔１００ｂおよび接着層１００ａを設けた場合、誘電体線路３側の伝送特性は７６〜７７ＧＨｚで約−０．３５ｄＢ、７６．５ＧＨｚで−０．３０ｄＢの良好な特性が得られた。
【００７０】
開口５が形成された平行平板導体１の内面と誘電体線路３との間に１３０μｍの空隙を設けた場合のシミュレーションを行った。結果を図３（破線）に示す。その結果、誘電体線路３側の反射特性は７６〜７７ＧＨｚで約−０．４８ｄＢ、７６．５ＧＨｚで−０．４７ｄＢの特性であった。
【００７１】
図３の結果から明らかなように、開口５が形成された平行平板導体１の内面と誘電体線路３との間に１３０μｍの空隙を設けた場合、伝送損失が劣化した。これに対し、本実施例のものの場合良好な伝送特性を示し、低損失な接続が可能なことが判った。
【００７２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何等差し支えない。
【００７３】
【発明の効果】
本発明は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に高周波信号を伝搬させる誘電体線路が設置されて成るＮＲＤガイドに対して、少なくとも一方の平行平板導体に誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されるとともにその開口に金属導波管の開放終端部が接続されているＮＲＤガイドと金属導波管との接続構造において、開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、誘電体線路の両側面に沿っているとともに誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることにより、ＮＲＤガイドと金属導波管とを、高周波信号の反射および伝送損失を小さくして接続できる。即ち、平行平板導体および誘電体線路の平坦度の悪さにより、平行平板導体と誘電体線路との間に空隙ができた場合、高周波信号の反射および伝送損失が著しく大きくなるが、本発明では、金属箔を設けることにより平行平板導体と誘電体線路との間の空隙を殆どなくして、高周波信号の反射および伝送損失をきわめて小さくすることができる。
【００７４】
本発明は、好ましくは金属箔を接着する接着層は厚みが１００μｍ以下であることにより、高周波信号の伝送損失の劣化をより抑えることができる。
【００７５】
また本発明は、好ましくは誘電体線路は金属箔に押圧されて接しており、金属箔の誘電体線路に接している部位がその残部の表面から８０μｍ以下の深さで凹んでいることにより、高周波信号の伝送損失の劣化をさらに抑えることができる。
【００７６】
本発明の送受信アンテナを具備したＮＲＤガイド型のミリ波送受信器は、少なくとも一方の平行平板導体に第３の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されているとともに、一方の開放終端部が開口に接続され他方に送受信アンテナが設けられた金属導波管が設けられており、開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、第３の誘電体線路の両側面に沿っているとともに第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることにより、ミリ波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダー等に適用した場合にその探知距離が増大するものとなる。
【００７７】
また、本発明の送信アンテナと受信アンテナが独立したＮＲＤガイド型のミリ波送受信器は、少なくとも一方の平行平板導体に第３の誘電体線路中および第４の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口がそれぞれ形成されているとともに、一方の開放終端部が各開口に接続され他方に送信アンテナまたは受信アンテナが設けられた金属導波管がそれぞれ設けられており、開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、第３の誘電体線路と第４の誘電体線路の各終端部の両側面に沿っているとともに第３の誘電体線路と第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材がそれぞれ設けられていることにより、送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、その結果受信信号のノイズが低減してミリ波信号の伝送特性に優れ、ミリ波レーダー等に適用した場合のその探知距離がさらに増大したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のＮＲＤガイドと金属導波管との接続構造について実施の形態の例を示す部分透過斜視図、（ｂ）は（ａ）において誘電体線路と金属導波管との接続部の断面斜視図である。
【図２】ＮＲＤガイド内の誘電体線路の電界分布を説明するための平面図である。
【図３】図１の接続構造の高周波信号の伝送特性を示すグラフである。
【図４】従来例を示し、ＮＲＤガイドの誘電体線路にマイクロストリップ線路を接続したものの斜視図である。
【図５】本発明の接続構造について実施の形態の他の例を示し、平行平板導体の主面に平行な方向で誘電体線路に金属導波管を接続したものの斜視図である。
【図６】本発明の接続構造について実施の形態の他の例を示し、平行平板導体の主面に垂直な方向において他方の開放終端部にホーンアンテナを設けた金属導波管を誘電体線路に接続したものの斜視図である。
【図７】本発明の接続構造について実施の形態の他の例を示し、平行平板導体の主面に垂直な方向において他方の開放終端部に平面アンテナを設けた金属導波管を誘電体線路に接続したものの斜視図である。
【図８】本発明のＮＲＤガイド型のミリ波送受信器について実施の形態の例を示す平面図である。
【図９】本発明のＮＲＤガイド型のミリ波送受信器について実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図１０】本発明のミリ波送受信器用のミリ波信号発振部の斜視図である。
【図１１】図１０のミリ波信号発振部用の可変容量ダイオードを設けた配線基板の斜視図である。
【符号の説明】
１，２：平行平板導体
３：誘電体線路
３ａ：誘電体線路の終端部
４：金属導波管
５：開口
１００ａ：接着層
１００ｂ：金属箔
Claims (5)
- 高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に前記高周波信号を伝搬させる誘電体線路が設置されて成る非放射性誘電体線路に対して、少なくとも一方の前記平行平板導体に前記誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されるとともに該開口に金属導波管の開放終端部が接続されている非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造において、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記誘電体線路の両側面に沿っているとともに前記誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることを特徴とする非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造。
- 前記金属箔を接着する接着層は厚みが１００μｍ以下であることを特徴する請求項１記載の非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造。
- 前記誘電体線路は前記金属箔に押圧されて接しており、前記金属箔の前記誘電体線路に接している部位がその残部の表面から８０μｍ以下の深さで凹んでいることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非放射性誘電体線路と金属導波管との接続構造。
- ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に、
高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合致するように配置され、前記バイアス電圧を周期的に制御することによって前記ミリ波信号を周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する可変容量ダイオードと、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部，第2の接続部および第3の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続されるサーキュレータと、
該サーキュレータの前記第２の接続部に接合され、先端部に送受信アンテナを有する第３の誘電体線路と、
前記送受信アンテナで受信され前記第３の誘電体線路を伝搬して前記サーキュレータの第３の接続部より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーと、を設けたミリ波送受信器において、
少なくとも一方の前記平行平板導体に前記第３の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口が形成されているとともに、一方の開放終端部が前記開口に接続され他方に送受信アンテナが設けられた金属導波管が設けられており、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記第３の誘電体線路の両側面に沿っているとともに前記第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路の終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材が設けられていることを特徴とするミリ波送受信器。 - ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体間に、
高周波発生素子が一端部に付設され、前記高周波発生素子から出力されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
バイアス電圧印加方向が前記ミリ波信号の電界方向に合致するように配置され、前記バイアス電圧を周期的に制御することによって前記ミリ波信号を周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する可変容量ダイオードと、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは一端が接合されて、前記ミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置されかつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第1の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有し、一つの前記接続部から入力された前記ミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力させるサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続されるサーキュレータと、
該サーキュレータの前記第２の接続部に接続され、先端部に送信アンテナを有する第３の誘電体線路と、
先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第４の誘電体線路と、
前記サーキュレータの前記第３の接続部に接続され、前記送信アンテナで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端部で前記受信波を減衰させる第５の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部と、を設けたミリ波送受信器において、
少なくとも一方の前記平行平板導体に前記第３の誘電体線路中および前記第４の誘電体線路中を伝搬するＬＳＭモードの定在波の電界が最大になる箇所に対応して開口がそれぞれ形成されているとともに、一方の開放終端部が前記各開口に接続され他方に送信アンテナまたは受信アンテナが設けられた金属導波管がそれぞれ設けられており、前記開口が形成された平行平板導体の内面に金属箔が接着されており、前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の両側面に沿っているとともに前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材であって、前記第３の誘電体線路と前記第４の誘電体線路の各終端部の端面に離隔して設けられた電磁遮蔽部材の長さが前記高周波信号の周波数で不要モードが遮断される長さ以下の電磁遮蔽部材がそれぞれ設けられていることを特徴とするミリ波送受信器。
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