JP3780411B2 - Transceiver and radar device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロ波帯やミリ波帯等の高周波を用いた送受信装置およびレーダ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、たとえば車載用ミリ波レーダのRF部は、オシレータとミキサとアンテナとから構成されている。オシレータはミリ波信号を発生し、アンテナは、オシレータが発生したミリ波信号を送信し、物標からの反射信号を受信する。ミキサは受信信号に対して送信信号の一部をローカル信号として混合し、その周波数差成分の信号を中間周波信号として出力する。
【0003】
図11は、従来の連続波によるミリ波レーダのRF部のブロック図である。図11において、100はオシレータ、101はサーキュレータ、102はこのサーキュレータ101の所定のポートに接続した無反射終端器である。106,107はカップラ、108,109はこれらのカップラの所定のポートに接続した無反射終端器である。103はサーキュレータ、104はアンテナ、105はミキサである。
【0004】
オシレータ100は、ガンダイオードとそのバイアス回路により構成されていて、ミリ波信号を発生する。サーキュレータ101は、オシレータへの戻り信号を無反射終端器102へ通過させ、その無反射終端器102で戻り信号を吸収し、オシレータ100を安定動作させる。サーキュレータ103は、送信信号をアンテナ104へ出力し、アンテナ104からの受信信号をミキサ105側へ出力する。カップラ106,107は、送信信号の一部をLo信号(ローカル信号)としてミキサ105へ与える。ミキサ105は、受信信号とローカル信号との差の周波数成分をIF信号(中間周波信号)として出力する。
【0005】
ところが、このような従来のレーダ装置においては、オシレータ1の出力信号の一部をローカル信号として取り出すためにカップラ106,107が必須であった。
【0006】
そこで、装置全体の構成を簡略化すると共に構成部品点数を削減するために、上記カップラ106,107等を不要とした装置が特開平10−41849で提案されている。その構成例を図11の(B)に示す。ここでは、サーキュレータ103の第2ポート#2とアンテナ104との間に受動素子110を設けている。この構造により、アイソレータ103の第1ポート1#1から第2ポート#2へ伝搬される信号の一部が受動素子110で反射し、第2ポート#2から第3ポート#3方向へ伝搬される。この信号は、ローカル信号としてミキサ105へ与えられる。従って、図11の(A)に示したようなカップラ106,107等が不要となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図11の(B)に示した構造によれば、2つのカップラが不要となるので、小型軽量化および低コスト化の面で有利である。しかし、ミキサ105へ与えられる反射信号は、受動素子110による反射信号に限らず、他のインピーダンス不整合の部分でも反射が生じるので、その制御が必ずしも容易ではない。
【0008】
この発明の目的は、前述した、ローカル信号を生成するための、カップラまたは受動素子、を設けることなく、安定したローカル信号をミキサへ与えられるようにした、送受信装置およびレーダ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の送受信装置は、第1ポートからの入力信号を第2ポートへ出力し、第2ポートからの入力信号を第3ポートへ出力するサーキュレータと、オシレータと、アンテナと、ミキサとを備えた送受信装置において、
前記サーキュレータの第1ポートにオシレータを接続し、第2ポートにアンテナを接続し、第3ポートにミキサを接続し、前記サーキュレータの前記第1ポートへ前記オシレータから発振信号を入力し、第1ポートから第3ポートへの漏れ信号を、ローカル信号として前記ミキサへ与えるようにする。
【0010】
すなわち、サーキュレータの第1ポートから第3ポートへ漏れて出力される送信信号の一部をローカル信号としてミキサへ与える。この構造により、図11の(A)に示したようなカップラ106,107および図11の(B)に示した受動素子110の何れもが不要となる。
【0011】
前記サーキュレータとしては、磁石によって直流磁界が印加されるフェライト板を含むフェライト部と、該フェライト部にそれぞれ結合する前記第1〜第3のポートを備えていて、前記フェライト部と該フェライト部に対する前記第1〜第3のポートの結合位置が120°回転対称形である状態から前記フェライト部の位置を前記第1〜第3のポートに対して相対的にずらせるとともに、そのずれによって、第1ポートから第3ポートへの漏れ信号の量を定める。
【0012】
また、前記サーキュレータとしては、前記フェライト部と該フェライト部に対する前記第1〜第3のポートの結合位置が120°回転対称形である状態から、前記フェライト部の構造を回転非対称形にすることによって、または前記フェライト部を構成する材料配置を非回転対称にするとともに、その非回転対称性によって、第1ポートから第3ポートへの漏れ信号の量を定める。
【0013】
また、前記サーキュレータとしては、前記フェライト部と該フェライト部に対する前記第1〜第3のポートの結合位置が120°回転対称形である状態から、前記フェライトに印加する直流磁界を非回転対称にするとともに、その非回転対称性によって、第1ポートから第3ポートへの漏れ信号の量を定める。
【0014】
また、前記サーキュレータとしては、前記フェライト部と該フェライト部に対する前記第1〜第3のポートの結合位置が120°回転対称形である状態から、フェライト部に対する前記第1〜第3のポートの結合位置を非回転対称形にするとともに、その非回転対称性によって、または、前記第1〜第3の3つのポートのうち少なくとも一つを非合同にするとともに、その非合同性によって、前記漏れ信号の量を定める。
【0015】
また、この発明のレーダ装置は、上記の何れかの構造を有する送受信装置と、その送受信装置による送信信号と受信信号により物標の探知を行う制御部とを備えて構成する。
【0016】
【発明の実施の形態】
第1の実施形態に係るレーダ用送受信装置およびレーダ装置について、図1〜図7を参照して説明する。
図1の(A)は、レーダ用送受信装置の構成を示すブロック図、(B)はレーダ装置の構成を示すブロック図である。図1において100はオシレータ、101はサーキュレータ、102は無反射終端器、111は非対称特性のサーキュレータ、104はアンテナ、105はミキサである。また、200は制御部である。制御部200以外の上記各構成要素間は高周波伝送線路を介して接続している。
【0017】
オシレータ100は、制御部200からの変調信号により周波数変調されるVCOから成る。制御部200は、オシレータ100の発振周波数を、例えば三角波状に変調する。サーキュレータ101は、発振信号をサーキュレータ111側へ伝搬させ、サーキュレータ111側からの反射信号を無反射終端器102へ伝搬させる。すなわち、サーキュレータ101と無反射終端器102とでアイソレータを構成している。サーキュレータ111は、発振信号を送信信号としてアンテナ104へ伝搬させる。また、このサーキュレータ111は、アンテナ104からの受信信号をミキサ105へ伝搬させる。ミキサ105は、受信信号Rxとローカル信号Loとをミキシングして中間周波信号IFに変換し、それを制御部200へ与える。制御部200は、オシレータ100に対する周波数制御信号と、ミキサ105から出力されたIF信号とによって、物標の相対距離および相対速度を検知し、その結果をホスト装置へ出力する。
【0018】
図1に示した非対称特性のサーキュレータ111の第1ポート#1から第3ポート#3への漏れ量を−10dB、第2ポート#2から第1ポート#1への漏れ量、および第3ポート#3から第2ポート#2への漏れ量をそれぞれ−20dBとし、さらにサーキュレータ101を介してサーキュレータ111の第1ポート#1へ入力される信号のレベルが10dBmであれば、ミキサ105へ与えられるローカル信号Loのレベルは0dBmとなる。
【0019】
図2は、ミキサ105に対する入力信号強度とミキサ105の変換損失との関係を示す図である。一般に、シングルミキサは、入力信号強度が0dBm以上であれば一定の変換損失を示すが、入力信号強度がそれより小さければ、変換損失は増大する。従って上述の例のように、サーキュレータ111へ入力される発振信号の強度が10dBm以上であれば、サーキュレータ111の第1ポート#1から第3ポート#3への漏れ量を−10dBとすることによって、ミキサ105へは0dBm以上のローカル信号Loが与えられて、低変換損失の下でミキシングが行える。
【0020】
因みに、図1に示したサーキュレータ111として、3つのポート間の漏れ量が等しい従来のサーキュレータを用いた場合を想定し、そのアイソレーションが20dBとすれば、第1ポート#1への入力信号強度が10dBmの時、ミキサ105へは、−10dBmのローカル信号Loしか供給されず、ミキサとして動作しない。また、同様に3つのポート間の漏れ量が等しく、各ポート間のアイソレーションが15dBのサーキュレータを用い、第1ポート#1へ入力される信号強度を15dBmに高めれば、ミキサ105へ0dBmのローカル信号が供給される。このため、ミキサ105は一応機能する。ところが、第1ポート#1−第2ポート#2間のアイソレーション、および第2ポート#2−第3ポート#3間のアイソレーションが悪いため、ノイズ等の発生により、送受信装置およびレーダとして機能しない。
【0021】
次に、上記非対称特性のサーキュレータ111の構成を、図3〜図7を基に説明する。ここで用いる伝送線路は非放射性誘電体線路(NRDガイド)であり、サーキュレータもNRDガイドに適合するように構成する。
まず、3つのポート間のアイソレーションが等しい対称型のサーキュレータの構成について図3および図4に示す。
【0022】
図3はサーキュレータの主要部の分解斜視図である。図4の(A)は導体板2の上面図、(B)は導体板2に対してフェライト板7と共に誘電体ストリップ3a,3b,3cを載置した状態での上面図である。図中の1,2はそれぞれ導体板であり、対向面が略平行な導体平面を構成する。導体板2には3つの側壁17を突出させていて、導体板1と重ね合わせた際に、隣接する2つの側壁間で挟まれる領域に誘電体ストリップ3a,3b,3cが通る空間を構成する。導体板1の下面と導体板2の上面には誘電体ストリップが嵌め込まれる溝14b,15a,15b,15cを形成している。誘電体ストリップ3a,3b,3cの主要部は中心部から放射状に伸びていて、中心部で隣接する誘電体ストリップ同士を連結する連結部16を設けている。6,7はそれぞれ円板形状のフェライト板であり、これを3つの誘電体ストリップの連結部16に嵌め込むように配置する。
【0023】
導体板2には、フェライト板7が配置される周囲に、導体板2の面方向に広がる空間部8を形成している。
【0024】
上述した構造により、3つの空間部8と、それらの空間部8で囲まれる、フェライト板6,7を含む領域とによって、フェライト部を構成している。
【0025】
さて、図5は図4の(B)に示した部分と同様の導体板2に対してフェライト板7と共に誘電体ストリップ3a,3b,3cを載置した状態での上面図である。図5の(A)に示す例では、フェライト板7が配置される周囲に、導体板2の面方向に広がる3つの空間部8,8,8′の内、誘電体ストリップ3bが中央から伸びる方向の反対側、すなわち誘電体ストリップ3a,3cの間に挟まれる側の空間部8′を、他の2つの空間部8より小さく形成している。
【0026】
この構造により、非可逆特性を示す周波数帯域の中心周波数を、第1ポート#1−第3ポート#3間について上昇させる。結果的に、使用周波数帯において、第3ポート#3から第1ポート#1側への逆方向のアイソレーション(漏れ量)を−10dB程度に定める。第1ポート#1−第2ポート#2間、および第2ポート#2−第3ポート#3間については、それぞれ例えば−20dB程度の高いアイソレーションを確保する。
【0027】
図5の(B)に示す例では、3つの誘電体ストリップ3a,3b,3c同士を連結する3つの連結部16,16,16′の内、誘電体ストリップ3a−3c間を連結する連結部16′部分を、他の連結部16より太く形成している。この構造により、第2ポート#2から第1ポート#1へのアイソレーションおよび第3ポート#3から第2ポート#2へのアイソレーションをそれぞれ十分に確保しつつ、第1ポート#1から第3ポート#3へのアイソレーションを所定量だけ低下させる。
【0028】
図5に示した例では、3つの空間部8と、それらの空間部8で囲まれる領域とから成るフェライト部の構造を非対称としたが、共振器を構成する材料配置を非対称にしてもよい。例えば、図4の(B)において、誘電体ストリップ3a−3c間の連結部16に、他の連結部16より比誘電率を高い材料を用いる。これにより、第1ポート#1から第3ポート#3への漏れ量を設定する。
【0029】
図6は、その他の構造により非可逆特性に非対称性を持たせた構造と、その構造を有するサーキュレータのアイソレーション特性(逆方向通過特性)を示す図である。但し、図6では3つの誘電体ストリップ3a,3b,3cとフェライト板6との位置関係についてのみ示している。図5に示した例では、3つの誘電体ストリップによる3つのポートの内、隣接するポート間の角度間隔を120度で等間隔にしたが、この図6に示すように、角度間隔を非等間隔にすることによって、第1ポート#1から第3ポート#3への漏れ信号の量を定める。
【0030】
図6の(A)は、3つのポート間の角度間隔を等間隔にした例、(B)は、それを非等間隔にした例である。このように、第1ポート#1−第3ポート#3間の角度を広げたことにより、第1ポート#1から第3ポート#3への逆方向通過特性S31を、他の2つのポート間の逆方向通過特性S12,S23とは異なった特性とする。
【0031】
図7は、上記フェライト部に備えるフェライト6,7と、それに対して直流磁界を印加する永久磁石18,19との位置関係について示している。但し、この図7に示す例では、誘電体ストリップ、フェライト板6,7の支持部および導体板を図では省略している。(A)に示す例では、永久磁石18,19の中心軸が、フェライト板6,7の中心軸に一致している。これに対し(B)に示す例では、永久磁石18,19の中心軸とフェライト板6,7の中心軸とが異なるように両者を配置している。この構造により、フェライト板6,7に印加する直流磁界が回転非対称形となり、各ポート間のアイソレーション特性も非対称となる。
【0032】
この特性変化を利用して、上述の例では、第2ポートから第1ポート方向および第3ポートから第2ポート方向へのそれぞれのアイソレーションを十分に確保しつつ、第1ポートから第3ポートへの漏れ量が所定量となるように、非対称性を定めればよい。
【0033】
次に、第2の実施形態に係るレーダ用送受信装置に用いるサーキュレータの構造を図8に示す。このサーキュレータは、伝送線路として導波管30a,30b,30cを用いた導波管型のサーキュレータである。6はフェライト板であり、図外の永久磁石により、紙面に垂直方向にフェライト板6に対して直流磁界を印加する。
【0034】
図8の(A)に示す例では、円板形状のフェライト板6を用い、3つの導波管30a,30b,30cの中心軸が交わる点から、紙面に平行な所定方向にずれた位置に配置することによって、3つのポート間のアイソレーション特性を非対称にする。
【0035】
また、図8の(B)に示す例では、フェライト板6として、3の倍数の角を備えた正多角形板状または円板状とすることなく、例えば矩形板状のフェライト板6を用いることによって、3つのポート間のアイソレーション特性を非対称にする。その際、例えば第2ポート#2の導波管30bの中心軸を線対称の軸としてフェライト板6を配置する。これにより、第1ポート#1−第2ポート#2間のアイソレーションおよび第2ポート#2−第3ポート#3間のアイソレーションを等しくし、第1ポート#1−第3ポート#3間のアイソレーションをそれらとは異なった特性とする。
【0036】
次に、第3の実施形態に係るレーダ用送受信装置に用いるサーキュレータの構成を図9および図10を参照して説明する。
このサーキュレータはマイクロストリップライン型サーキュレータである。図9の(A)は、そのマイクロストリップライン型サーキュレータに設ける誘電体基板の平面図である。誘電体基板20には円形の中心導体21と、補正容量用導体22を途中に有するマイクロストリップラインとを形成している。この誘電体基板20の上下に、中心導体21を挟むように円板状のフェライト板を配置し、更にその外側に、フェライト板に対して直流磁界を印加する永久磁石を配置する。
【0037】
上記中心導体21と、その上下のフェライト板とによってフェライト部を構成する。このフェライト部に結合するマイクロストリップラインによる3つのポート#1,#2,#3の内、所定のポート部分の線路を非合同にする。このことによって、アイソレーション特性に非対称性を生じさせる。すなわち、各ポート#1,#2,#3のマイクロストリップラインの線路幅(特に中心導体21から引き出される部分の線路幅)をそれぞれw1,w2,w3とする。これらの線路幅w1,w2,w3の設定によって非可逆特性に非対称性を持たせる。
【0038】
図9の(B)は、(A)に示した線路幅w1とw2とを等しくし、w2とw3との比を変化させた時のアイソレーション特性を示している。ここで、黒丸は第2ポート#2から第1ポート#1方向へのアイソレーション特性、白丸は第1ポート#1から第3ポート#3方向へのアイソレーション特性である。このように、w3/w2比を小さくするほど、第1ポート#1から第3ポート#3方向へのアイソレーションが低下する。すなわち信号の漏れ量が増大する。このようなアイソレーション特性の非対称性は、フェライト部に対して非対称なマイクロストリップラインが接続されることによって、その結合状態が異なることに起因している。
【0039】
図10は誘電体基板の他の構成を示す図である。(A)に示す例では、中心導体21の外縁の一部に切り欠き部dを設けている。(B)に示す例では、中心導体21の外縁部の所定個所に突出部pを設けている。(C)に示す例では、中心導体21の外縁部付近に導体削除部hを設けている。これらの構造により、中心導体21を含む上記フェライト部の回転対称性を崩し、その結果、所定のポート間のアイソレーションを弱め、逆方向への信号の漏れ量を所定量に定める。
【0040】
図10の(D)に示す例では、中心導体21から引き出す3つのポート間の角度間隔を非等間隔にしている。この例では、θ13>θ12=θ23としている。これにより、上記フェライト部の回転対称性を崩し、所定ポート間の信号の漏れ量を定める。
【0041】
【発明の効果】
この発明によれば、サーキュレータの第1ポートから第3ポートへ漏れて出力される送信信号の一部をローカル信号としてミキサへ与えるようにしたので、従来必要であったカップラまたは反射点としての受動素子が不要となる。そのため、小型軽量化、低コスト化を図り、且つ安定したローカル信号がミキサへ与えられ、特性ばらつきの少ない送受信装置が得られる。さらに、その送受信装置を備えた、小型・軽量・低コストで、特性の安定したレーダ装置が得られる。
【0042】
また、この発明によれば、フェライト部と該フェライト部に対する前記第1〜第3のポートの結合位置が120°回転対称形である状態から前記フェライト部の位置を前記第1〜第3のポートに対して相対的にずらせるとともに、そのずれによって、サーキュレータの第1ポートから第3ポートへの漏れ信号の量を定めることにより、サーキュレータを容易に構成できる。
【0043】
また、この発明によれば、フェライト部の構造を回転非対称形にすることによって、または前記フェライト部を構成する材料配置を非回転対称にするとともに、その非回転対称性によって、サーキュレータの第1ポートから第3ポートへの漏れ信号の量を定めることにより、サーキュレータを容易に構成できる。
【0044】
また、この発明によれば、フェライトに印加する直流磁界を非回転対称にするとともに、その非回転対称性によって、第1ポートから第3ポートへの漏れ信号の量を定めることにより、サーキュレータを容易に構成できる。
【0045】
また、この発明によれば、フェライト部に対する前記第1〜第3のポートの結合位置を非回転対称形にするとともに、その非回転対称性によって、または、前記第1〜第3の3つのポートのうち少なくとも一つを非合同にするとともに、その非合同性によって、第1ポートから第3ポートへの漏れ信号の量を定めることにより、サーキュレータを容易に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係るレーダ用送受信装置およびレーダ装置のブロック図
【図2】同装置に用いるミキサの入力信号強度に対する変換損失の関係を示す図
【図3】サーキュレータの主要部の構成を示す分解斜視図
【図4】同サーキュレータの下部導体板の上面図
【図5】他の構成から成るサーキュレータの下部導体板の上面図
【図6】フェライト板と3つの誘電体ストリップとの位置関係、およびそれによる特性を示す図
【図7】フェライト板と磁石との位置関係を示す図
【図8】第2の実施形態に係るサーキュレータの構成を示す図
【図9】第3の実施形態に係るレーダ用送受信装置に用いるサーキュレータの構成およびその特性を示す図
【図10】同アイソレータの他の構成例を示す図
【図11】従来のレーダ用送受信装置およびレーダ装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1,2−導体板
3−誘電体ストリップ
6,7−フェライト板
8−空間部
12−凹部
14,15−溝
16−連結部
17−側壁
18,19−磁石
20−誘電体基板
21−中心導体
22−補正容量用導体
30−導波管
100−オシレータ
101−サーキュレータ
102−無反射終端器
103−サーキュレータ
104−アンテナ
105−ミキサ
106,107−カップラ
108,109−無反射終端器
110−受動素子
111−サーキュレータ
200−制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission / reception apparatus and a radar apparatus using high frequency waves such as a microwave band and a millimeter wave band.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, an RF unit of an in-vehicle millimeter wave radar is composed of an oscillator, a mixer, and an antenna. The oscillator generates a millimeter wave signal, and the antenna transmits the millimeter wave signal generated by the oscillator and receives the reflected signal from the target. The mixer mixes a part of the transmission signal with the received signal as a local signal, and outputs a signal of the frequency difference component as an intermediate frequency signal.
[0003]
FIG. 11 is a block diagram of an RF unit of a conventional millimeter wave radar using continuous waves. In FIG. 11, 100 is an oscillator, 101 is a circulator, and 102 is a non-reflective terminator connected to a predetermined port of the
[0004]
The
[0005]
However, in such a conventional radar apparatus, the
[0006]
In view of this, in order to simplify the configuration of the entire apparatus and reduce the number of components, an apparatus that eliminates the need for the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to the structure shown in FIG. 11B, two couplers are unnecessary, which is advantageous in terms of reduction in size and weight and cost. However, the reflected signal given to the
[0008]
An object of the present invention is to provide a transmission / reception apparatus and a radar apparatus which can supply a stable local signal to a mixer without providing a coupler or a passive element for generating a local signal as described above. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The transmission / reception apparatus of the present invention includes a circulator that outputs an input signal from the first port to the second port and outputs an input signal from the second port to the third port, an oscillator, an antenna, and a mixer. In the transmitting / receiving device,
An oscillator is connected to the first port of the circulator, an antenna is connected to the second port, a mixer is connected to the third port, an oscillation signal is input to the first port of the circulator from the oscillator, and the first port To the third port is supplied as a local signal to the mixer.
[0010]
That is, a part of the transmission signal leaked and output from the first port to the third port of the circulator is given to the mixer as a local signal. With this structure, both the
[0011]
The circulator includes a ferrite part including a ferrite plate to which a DC magnetic field is applied by a magnet, and the first to third ports respectively coupled to the ferrite part, and the ferrite part and the ferrite part relatively shifting Rutotomoni the position of the ferrite portion in the state coupled position of the first to third ports are 120 ° rotationally symmetrical with respect to the first to third ports, by its displacement, the first Determine the amount of leakage signal from the port to the third port.
[0012]
Further, as the circulator, from the state bond position is 120 ° rotationally symmetrical of the first to third ports for the ferrite portion and the ferrite portion, by the structure of the ferrite portion in the rotational asymmetrical , or with a material placement constituting the ferrite portion to the non-rotationally symmetrical, its by rotational asymmetry, determine the amount of leakage signal from the first port to the third port.
[0013]
Further, as the circulator, the DC magnetic field applied to the ferrite is made non- rotationally symmetric from the state where the ferrite portion and the coupling position of the first to third ports to the ferrite portion are 120 ° rotationally symmetric. together, determine the amount of that to the non-rotational symmetry Therefore, the leakage signal from the first port to the third port.
[0014]
In addition, the circulator may be configured such that the first to third ports are coupled to the ferrite portion from a state where the first and third ports are coupled to the ferrite portion at 120 ° rotational symmetry. while position to a non-rotationally symmetrical, depending on the non-rotational symmetry, or, while the non-congruent at least one of the first to third three-port, by its non-congruence, the leakage Determine the amount of signal.
[0015]
A radar apparatus according to the present invention includes a transmission / reception apparatus having any one of the structures described above, and a control unit that detects a target based on transmission signals and reception signals from the transmission / reception apparatus.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A radar transmitting / receiving apparatus and a radar apparatus according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration of a radar transceiver device, and FIG. 1B is a block diagram illustrating a configuration of a radar device. In FIG. 1, 100 is an oscillator, 101 is a circulator, 102 is a non-reflective terminator, 111 is an asymmetrical circulator, 104 is an antenna, and 105 is a mixer.
[0017]
The
[0018]
The amount of leakage from the
[0019]
FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the input signal strength to the
[0020]
Incidentally, assuming that the conventional circulator with the same amount of leakage between the three ports is used as the
[0021]
Next, the configuration of the
First, FIGS. 3 and 4 show the configuration of a symmetric circulator in which the isolation between three ports is equal.
[0022]
FIG. 3 is an exploded perspective view of the main part of the circulator. 4A is a top view of the
[0023]
In the
[0024]
With the structure described above, the ferrite portion is configured by the three
[0025]
FIG. 5 is a top view showing a state in which the
[0026]
With this structure, the center frequency of the frequency band showing irreversible characteristics is raised between the
[0027]
In the example shown in FIG. 5B, of the three connecting
[0028]
In the example shown in FIG. 5, the structure of the ferrite portion composed of the three
[0029]
FIG. 6 is a diagram showing a structure in which the irreversible characteristics are made asymmetric by other structures, and an isolation characteristic (reverse pass characteristic) of a circulator having the structure. However, FIG. 6 shows only the positional relationship between the three
[0030]
6A shows an example in which the angular intervals between the three ports are equally spaced, and FIG. 6B shows an example in which the angular intervals are not evenly spaced. In this way, by increasing the angle between the
[0031]
FIG. 7 shows the positional relationship between the
[0032]
By utilizing this characteristic change, in the above example, the first port to the third port are sufficiently secured while ensuring sufficient isolation from the second port to the first port direction and from the third port to the second port direction. What is necessary is just to define asymmetry so that the amount of leaks to a predetermined amount may become.
[0033]
Next, the structure of the circulator used in the radar transceiver according to the second embodiment is shown in FIG. This circulator is a waveguide type
[0034]
In the example shown in FIG. 8A, a disk-shaped
[0035]
Further, in the example shown in FIG. 8B, for example, a rectangular plate-shaped
[0036]
Next, the configuration of the circulator used in the radar transceiver according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
This circulator is a microstrip line type circulator. FIG. 9A is a plan view of a dielectric substrate provided in the microstrip line type circulator. The
[0037]
And the
[0038]
FIG. 9B shows the isolation characteristics when the line widths w1 and w2 shown in FIG. 9A are equalized and the ratio of w2 and w3 is changed. Here, the black circle is the isolation characteristic from the
[0039]
FIG. 10 is a diagram showing another configuration of the dielectric substrate. In the example shown in (A), a notch d is provided in a part of the outer edge of the
[0040]
In the example shown in FIG. 10D, the angular intervals between the three ports drawn out from the
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, a part of the transmission signal leaked and output from the first port to the third port of the circulator is supplied to the mixer as a local signal. An element becomes unnecessary. Therefore, it is possible to reduce the size and weight, reduce the cost, provide a stable local signal to the mixer, and obtain a transmission / reception apparatus with little characteristic variation. Furthermore, a radar device having the transmission / reception device and having a small size, light weight, low cost, and stable characteristics can be obtained.
[0042]
Further, according to the present invention, the relative ferrite portion and the ferrite portion first to third port coupled position 120 ° from the state that is rotationally symmetrical to the position of the ferrite part and the first to third port relatively shifted Rutotomoni respect, by its displacement, by determining the amount of leakage signal from the first port of the circulator to the third port, it can be easily configured the circulator.
[0043]
Further, according to the present invention, by the structure of ferrite portion in the rotation asymmetric or as to the material placement constituting the ferrite portion to the non-rotationally symmetrical, by their non-rotational symmetry, the first port of the circulator, The circulator can be easily configured by determining the amount of the leakage signal from to the third port.
[0044]
Further, according to the present invention, as well as a DC magnetic field applied to the ferrite rotationally asymmetric, depending on the non-rotational symmetry, by determining the amount of leakage signal from the first port to the third port, the circulator Easy to configure.
[0045]
Further, according to the present invention, as well as the coupling position of the first through third ports for the ferrite portion to the non-rotationally symmetrical, its rotational asymmetry Accordingly, or, the first to third three The circulator can be easily configured by making at least one of the ports non-congruent and determining the amount of leakage signal from the first port to the third port by the non- congruity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a radar transmitting / receiving device and a radar device according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a relationship of conversion loss to input signal intensity of a mixer used in the device. FIG. 4 is a top view of the lower conductor plate of the circulator. FIG. 5 is a top view of the lower conductor plate of the circulator having another configuration. FIG. 6 is a positional relationship between the ferrite plate and the three dielectric strips. FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between a ferrite plate and a magnet. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a circulator according to the second embodiment. FIG. 9 is a diagram showing the third embodiment. FIG. 10 is a diagram showing a configuration and characteristics of a circulator used in the radar transceiver device. FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the isolator. Block diagram showing the configuration of a device [Description of symbols]
1, 2-conductor plate 3-
Claims (6)
前記サーキュレータの第1ポートから第3ポートへのアイソレーションを第2ポートから第1ポートへのアイソレーションおよび第3ポートから第2ポートへのアイソレーションより所定量低下させることにより、第1ポートから第3ポートへ漏れる漏れ信号を前記ローカル信号として前記ミキサへ与えるようにした送受信装置。A millimeter-wave or microwave-band circulator that outputs an input signal from the first port to the second port and an input signal from the second port to the third port, and a millimeter-wave band to the first port of the circulator Or an oscillator that inputs a transmission signal in the microwave band, and an antenna that receives the transmission signal from the second port of the circulator and receives a reception signal due to reception of a reflected wave from a target to the second port of the circulator , In a transmission / reception apparatus comprising: a mixer that mixes a local signal having the same frequency as the transmission signal and the reception signal output from the third port of the circulator to output an intermediate frequency signal ;
By reducing the isolation from the first port to the third port of the circulator by a predetermined amount from the isolation from the second port to the first port and from the third port to the second port, transceiver apparatus that provide to the mixer leakage signal leaking to the third port as said local signal.
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