JP3952610B2 - Ｆｍｃｗレーダ装置の高周波回路及びｆｍｃｗレーダ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波やミリ波からなり照射方向が互いに異なった複数のレーダビームを用いて目標物体の位置情報を得るＦＭＣＷレーダ装置、及び該ＦＭＣＷレーダ装置を構成する高周波回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マイクロ波帯或いはミリ波帯のレーダ波を送受信することにより目標物体の位置情報を獲得するレーダ装置は、航空管制や気象観測をはじめとする様々な用途に幅広く用いられている。
【０００３】
近年、このようなレーダ装置を車両に搭載し、車両前方に存在する衝突危険性のある障害物を検知して、運転者に警告を発したり、車両の動作（制動力等）を制御して危険を回避することが行われている。このような車載用レーダ装置では、小型で安価であることの他、比較的広い範囲に渡って障害物の検出を行う必要があるためレーダビームの走査が可能であることが要求される。
【０００４】
ところで、レーダビームの走査方法としては、レーダ波を送受信するアンテナの向きを機械的に切り替える方法と、複数のアンテナを用いて電子的にビームの照射方向を切り替える方法とが知られている。しかし、機械的な切替方法では切替速度が遅いという問題があり、現状では、電子的な切替方法を用いたレーダ装置が数多く提案されている。
【０００５】
この電子的な切替方法を用いたレーダ装置として、例えば、特開昭６２−２５９０７７号には、互いに異なる方向に向けて配置された複数のアンテナに、インパット発振器で発生させた送信信号を電力分配器によって分配し、この電力分配された送信信号を各アンテナに供給することにより、各方向にてレーダ波を送受信するものが開示されている。
【０００６】
一方、これらレーダ装置の小型化，低コスト化を図るための技術としては、マイクロ波やミリ波を扱う高周波回路を、半導体製造技術により小さな半導体チップに集積化してなるモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のようなレーダ装置の高周波回路をＭＭＩＣ化する場合、送信信号やローカル信号を生成するために設けられたガンダイオードやインパットダイオードなどのいわゆる固体素子を、トランジスタやスタブ等にて構成された発振回路に置き換えなければならない。
【０００８】
そして、このＭＭＩＣ化された発振回路では、回路を構成する各素子が極めて小さく、固体素子のように大電力の信号を供給することができないため、発振回路の出力を分配して、複数のアンテナに供給すると、検知距離が大幅に低下してしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、例えば、特開平４−３１０８８７号に記載されているように、各アンテナ毎に送信回路（即ち送信信号を生成する発振回路）を設けることが考えられるが、ＭＭＩＣとして構成された発振回路は、固体素子を用いた場合と比較して、各送信回路が生成する送信信号の周波数を、正確に揃えることが困難であるという問題があった。
【００１０】
即ち、ＭＭＩＣでは、基板状の素子やパタンは製版技術を用いて印刷により形成されるため、印刷時に発振回路を構成する素子の大きさやパタンがばらつくと、発振回路の発振周波数がずれてしまい、しかも、ＭＭＩＣでは、通常、固体素子に設けられているような周波数を微調整するための手段を設けることができないため、製造時のばらつきによってずれた周波数を微調整することができないのである。
【００１１】
そして、特に車載用レーダ装置として多用されるＦＭＣＷ方式のレーダ装置では、周波数を連続的に変化させたレーダ波を用いて目標物体の検出を行っているが、その周波数変調幅が、目標物体との距離や相対速度の検知精度に直接影響するため、各アンテナ毎に周波数変調幅の異なるレーダ波が送受信されていると、各アンテナ毎（即ち検知する方位毎）に距離の精度が異なってしまうという事態も発生しかねないため、各送信回路間にて送信信号を生成する発振器の特性を揃える必要性は高い。
【００１２】
なお、例えば、外部から発振周波数を制御できる電圧制御発信器（ＶＣＯ）を用いて個別に制御電圧を調節することにより、各々の周波数を揃えることも考えられるが、調整作業に手間を要するだけでなく、調整によって周波数を正確に合わせることができたとしても、経時変化により各発振器の周波数がずれてしまうため、長期間に渡って安定して使用することができないという問題があった。
【００１３】
また更に、レーダ装置の高周波回路をＭＭＩＣ化できたとしても、レーダ波によって広い範囲を走査するには、多くのアンテナが必要であったり、送出方向によって送信信号の位相を調節する等の複雑な構成が必要であったりするため、アンテナを含んだレーダ装置全体の小型化が強く望まれている。
【００１４】
本発明は、上記問題点を解決するために、送信信号やローカル信号を生成するため複数設けられた高周波発振器の発振周波数を、アンテナに供給される送信信号の出力を低下させることなく全て揃えることができ、しかもＭＭＩＣ化が可能なＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路、及びこのような高周波回路を用いるのに好適な小型のＦＭＣＷレーダ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた発明である請求項１記載のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路は、送信アンテナに供給されレーダ波として送出される送信信号を生成するための高周波発振器を少なくとも含んだ高周波処理部を複数備えており、基準信号注入手段が、基準信号生成手段にて生成された基準信号を、高周波処理部のそれぞれに注入する。
【００１６】
なお、高周波処理部を構成する高周波発振器は、基準信号が注入されると、注入同期現象（インジェクションロックともいう）により発振周波数が基準信号の周波数にロックするように構成されている。従って、各送信信号生成手段が生成する送信信号は、すべて基準信号の周波数や位相と正確に一致することになる。
【００１７】
このように、本発明のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路によれば、各送信アンテナ毎に、送信信号を生成する高周波発振器が備えられているので、ＭＭＩＣ化しても送信信号の強度を十分に確保でき、また、いずれの高周波発振器も発振周波数や位相が正確に一致しているので、どの高周波処理部を用いても高感度かつ均一な距離精度にて目標物体の検出を行うことができる。
【００１８】
しかも注入同期現象を利用することにより、高周波発振器の発振を制御しているので、高周波発振器での発振周波数や位相を揃えるのに、煩雑な調整作業を行う必要がなく、また経時変化によって各高周波発振器間で発振周波数がずれてしまうこともないので、装置の信頼性及び保守性を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路では、基準信号の周波数の増減に同期して、高周波発振器の固有発振周波数を増減させる周波数同期手段を備えており、更に、基準信号生成手段は、三角波発生器により生成された変調信号によって、基準信号の周波数を三角波状に連続的に変化させると共に、周波数同期手段は、その変調信号によって、高周波発振器の固有発振周波数を増減させるように構成されている。
従って、本発明のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路によれば、高周波発振器が注入同期現象を起こす周波数範囲が限られている（固有発振周波数を中心周波数として広がっている）にも関わらず、基準信号の周波数の増減に応じて固有発振周波数を増減させることで、基準信号の周波数が、そのロック可能な周波数範囲内に常に含まれるようにすることができる。
【００２０】
即ち、ＦＭＣＷレーダ装置では、送信信号の周波数を変調する場合、その周波数変調幅がロック可能な周波数範囲より大きければ、高周波発振器を基準信号に追従させることができなくなってしまうが、このような問題を解決することができる。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
次に、請求項２記載のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路では、各送信信号生成手段は、送信信号の生成を個別に起動停止可能に構成されている。
このように構成された本発明のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路では、例えば、目的の送信方向に最も近い方向に向いたレーダビームを有する送信アンテナへの送信信号を生成する送信信号生成手段のみを動作させ、他の送信信号生成手段からの送信信号の供給を停止させるように制御すれば、上記目的の送信方向以外にビームが送信されないため、仮に、目的の送信方向以外から反射波を受信しても、これをマルチパス（複数の物体に反射したレーダ波の受信）等を原因とする不要な反射波として特定でき、後段の処理にて除去できるため、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
次に、上述の請求項１または請求項２記載の高周波回路を備えたＦＭＣＷレーダ装置では、該高周波回路に接続され、送信アンテナ，受信アンテナ，或いは共用アンテナのいずれかとして使用されるレーダ用アンテナとして、例えば請求項３記載のように、複数の素子アンテナを直線的に配列してなるアレイアンテナと、各高周波処理部からの信号の入射位置によって、アレイアンテナから異なる方向へ平面波が放射されるよう前記各素子アンテナに分配される信号の位相を変化させるロットマンレンズとからなるものを用いることができる。
【００３２】
このように構成されたＦＭＣＷレーダ装置は、レーダ用アンテナを極めて薄型に構成でき、また
高周波回路もＭＭＩＣ化が可能なため、極めて薄型且つ小型に構成することができる。
また、同様に請求項１または請求項２記載の高周波回路を備えたＦＭＣＷレーダ装置では、レーダ用アンテナとして、請求項４記載のように、レーダ波を収束する誘電体レンズと、該誘電体レンズの焦点位置付近に、レーダ波の走査方向に沿って配置された複数のパッチアンテナとからなり、このパッチアンテナが、前記高周波回路の送信信号出力端毎又は受信信号入力端毎或いは送受信信号入出力端毎に設けられているものを用いてもよい。
【００３３】
このように構成されたＦＭＣＷレーダ装置は、誘電体レンズによりビームが絞られアンテナ利得が高められるので、レーダの感度を向上させることができ、同じ感度を得るのであれば、より低出力（即ち小型）の送信信号生成手段／ＩＦ信号生成手段を用いることができ、レーダ装置をより小型化できる。
【００３４】
なお、このようにパッチアンテナを用いる場合には、請求項５記載のように、パッチアンテナとして、給電面と放射面とが別面となるように構成されているものを用いることが望ましい。
即ち、パッチアンテナが形成される基板の給電面側に送信信号生成手段やＩＦ信号生成手段を簡単に設けることができるため、装置のレイアウトが簡易化され、アンテナを含むレーダ装置全体の構成を小型化することができるのである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の参考例及び実施例を図面と共に説明する。
［第１参考例］
図１は、第１参考例のレーダ装置の高周波回路の構成を表すブロック図である。
【００３６】
図１に示すように、本参考例の高周波回路１０は、制御端子Ｔｃを介して入力される制御信号Ｃに従って起動／停止し、起動時には、送信信号Ｓを送信アンテナＡｓが接続される送信端子Ｔｓから出力する高周波処理部としての３つの送信部１２（１２ａ〜１２ｃ）と、受信アンテナＡｒが接続される受信端子Ｔｒからの受信信号Ｒに、ローカル信号ＬＯを混合して中間周波信号ＩＦを生成するＩＦ信号生成手段としてのミキサＭＩＸからなり、生成した中間周波信号ＩＦを出力端子Ｔｏを介して外部に出力する受信部１４とを備えている。
【００３７】
また、本参考例の高周波回路１０は、送信部１２が生成する送信信号Ｓの基準となる基準信号Ｆを生成する高周波発振器ＯＳＣｆ及び該高周波発振器ＯＳＣｆの出力を増幅する増幅器ＡＭＰｆからなる基準信号生成手段としての基準信号生成部１６と、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆを伝送する共通伝送線ＣＬと、共通伝送線ＣＬにて伝送される基準信号Ｆの一部を分岐し、各送信部１２ａ〜１２ｃに供給する方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３、及び同じく基準信号Ｆの一部を分岐しローカル信号ＬＯとして受信部１４を構成するミキサＭＩＸに供給する方向性結合器ＤＪ４とを備えている。なお、共通伝送線ＣＬ及び方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３が基準信号注入手段に相当する。
【００３８】
なお、送信部１２ａ〜１２ｃは、いずれも全く同じ構成をしており、送信信号Ｓを生成する送信信号生成手段としての高周波発振器ＯＳＣを備えている。
この高周波発振器ＯＳＣは、図２に示すように、高電子移動度電界効果トランジスタ（ＨＥＭＴ：high electron mobility transistor ）２０ａ、及びＨＥＭＴ２０ａに正帰還を加えるためＨＥＭＴ２０ａのソースに接続された帰還用スタブ２０ｂからなる負性抵抗回路２０と、一端がＨＥＭＴ２０ａのゲートに接続され、他端がコンデンサ２４を介して接地された伝送線からなる共振回路２２と、一端がコンデンサ２４の非接地端，他端が方向性結合器ＤＪｎ（ｎ＝１〜３）に接続され、方向性結合器ＤＪｎ側に信号が漏洩しないよう入力インピーダンスを調整するためのスタブ２６と、一端がＨＥＭＴ２０ａのドレイン，他端が送信部１２の送信端子Ｔｓに接続された伝送線２８ａ、及び一端が送信端子Ｔｓ接続され、他端がコンデンサ３０を介して接地されると共に抵抗３２を介して送信部１２の制御端子Ｔｃに接続された伝送線２８ｂからなり、当該高周波発振器ＯＳＣの出力インピーダンスを調整する出力整合回路２８とを備えている。
【００３９】
このように構成された高周波発振器ＯＳＣは、制御端子Ｔｃを介して電力供給を受けると起動し、方向性結合器ＤＪｎから基準信号Ｆの供給がなければ、回路構成によって決まる固有発振周波数にて発振する。一方、方向性結合器ＤＪｎから基準信号Ｆの供給があれば、注入同期現象（インジェクションロック）により、発振周波数がロックされ、基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを生成する。
【００４０】
なお、基準信号生成部１６を構成する高周波発振器ＯＳＣｆは、上述の高周波発振器ＯＳＣにおいて、スタブ２６が省略され、制御端子Ｔｃへの電力供給が常時行われる以外は、全く同様の構成をしており、各高周波発振器ＯＳＣ，ＯＳＣｆの固有発振周波数は、いずれもほぼ等しくなるように設定されている。
【００４１】
以上のように構成された本参考例の高周波回路１０では、制御信号Ｃにより送信信号Ｓの出力が許可（即ち、制御端子Ｔｃを介して電力供給）されている送信部１２でのみ高周波発振器ＯＳＣが起動し、その高周波発振器ＯＳＣにて生成された送信信号Ｓが送信端子Ｔｓから出力される。そして、送信端子Ｔｓに送信アンテナＡｓが接続されていれば、その送信アンテナＡｓからレーダ波として送出される。
【００４２】
この時、基準信号生成部１６により生成された基準信号Ｆが、共通伝送線ＣＬ，方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３を介して各送信部１２ａ〜１２ｃの高周波発振器ＯＳＣに分配，注入されるため、起動中の高周波発振器ＯＳＣは、インジェクションロックにより、注入された基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを出力することになる。
【００４３】
また、基準信号Ｆの一部は、共通伝送線ＣＬ，方向性結合器ＤＪ４を介して受信部１４のミキサＭＩＸにもローカル信号ＬＯとして供給され、ミキサＭＩＸは、このローカル信号ＬＯを受信端子Ｔｒから入力される受信信号Ｒに混合して中間周波信号ＩＦを生成し、出力端子Ｔｏから外部に出力する。
【００４４】
従って、本参考例の高周波回路１０と、送信端子Ｔｓ及び受信端子Ｔｒに接続するアンテナＡｓ，Ａｒと、制御端子Ｔｃに印加する制御信号Ｃを生成すると共に、出力端子Ｔｏから出力される中間周波信号ＩＦを処理する信号処理装置とを組み合わせれば、簡単にレーダ装置を構成することができる。
【００４５】
以上説明したように、本参考例の高周波回路１０によれば、それぞれが別々のレーダ波として送出される複数の送信信号Ｓを、それぞれ専用の高周波発振器ＯＳＣを用いて生成しているので、当該高周波回路１０をＭＭＩＣ化しても、各送信信号Ｓの信号強度を十分に確保でき、しかも、基準信号Ｆを分岐することにより、送信信号Ｓの強度を低下させることなく信号強度の十分に大きなローカル信号ＬＯを生成しているので、ミキサＭＩＸでの変換ゲインも向上させることができる。つまり、本参考例の高周波回路１０を用いてレーダ装置を構成すれば、高感度な検出を行うことができる。
【００４６】
ところで、複数の送信アンテナＡｓを備えたレーダ装置を、前方を走行する車両や路側帯の障害物などを検出する車載用レーダ装置として用いる場合、送信アンテナＡｓとして指向性の強い（即ち絞られたレーダビームを有する）ものが使用され、それぞれが異なる方向にレーダ波を送出するように配置される。
【００４７】
具体的には、送信アンテナＡｓのビーム幅を１０°、車両正面の方位角を０°とすると、各送信アンテナＡｓを、各ビームが水平面（道路面）に沿って連続してつながるように、方位角−１０°，０°，＋１０°（但し、正面を向いて左側がマイナス、右側がプラスとする）に向けて配置すれば、−１５°〜＋１５°までの全ての範囲を漏れなくスキャンすることができる。なお、この場合、どの送信アンテナＡｓからのレーダ波も受信できるようにするには、ビーム幅３０°の受信アンテナＡｒを方位角０°に向けて配置すればよい。
【００４８】
そして、このようなレーダ装置に本参考例の高周波回路１０を適用すれば、高周波発振器ＯＳＣのインジェクションロックを利用して、各送信部１２ａ〜１２ｃにて生成される送信信号Ｓの周波数や位相をすべて一致させているので、どの方向にある目標物体も、均一な精度にて検出を行うことができる。
【００４９】
また、本参考例の高周波回路１０では、各送信部１２ａ〜１２ｃ毎に、制御端子Ｔｃが設けられ、個別に起動／停止できるようにされているので、送信したい方向のみ高周波発振器ＯＳＣを起動させることにより、対応する方向以外からの受信されたレーダ波を、マルチパス等による不要な反射波として特定することができ、より信頼性の高い検出を行うことができる。
【００５０】
なお、本参考例では、高周波回路１０を受信部１４を含めて構成したが、受信部１４及びローカル信号を生成する方向性結合器ＤＪ４を省略して、レーダ波の送信のみを行う高周波回路を構成してもよい。
［第２参考例］
次に、第２参考例について説明する。
【００５１】
本参考例の高周波回路１０ａは、第１参考例の高周波回路１０とは、一部構成が異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
即ち、図３に示すように、本参考例の高周波回路１０ａでは、基準信号注入手段に相当する構成として、基準信号Ｆを伝送する共通伝送線ＣＬ，各送信部１２ａ〜１２ｃに基準信号Ｆを分配する方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３の代わりに、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆを電波にして、各送信部１２ａ〜１２ｃの高周波発振器ＯＳＣに照射，注入する注入用アンテナＡｔが設けられている。また、ローカル信号ＬＯを生成する方向性結合器ＤＪ４は、基準信号生成部１６と注入用アンテナＡｔとを接続する伝送線上に設けられている。
【００５２】
なお、送信部１２ａ〜１２ｃを構成する高周波発振器ＯＳＣとしては、方向性結合器ＤＪｎから基準信号Ｆの供給を受けるために設けられていたスタブ２６（図２参照）を省略したものを用いてもよい。このように構成された本実施例の高周波回路１０ａでは、基準信号生成部１６にて生成され注入用アンテナＡｔを介して高周波発振器ＯＳＣに照射された基準信号Ｆは、高周波発振器ＯＳＣを構成するスタブや伝送線にて受信され、高周波発振器ＯＳＣの内部に注入される。
【００５３】
すると、高周波発振器ＯＳＣは、インジェクションロックにより、注入された基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを出力する。
このように、本参考例の高周波回路１０ａによれば、第１参考例の高周波回路１０と同様に、複数の送信信号Ｓをそれぞれ専用の高周波発振器ＯＳＣを用いて作成し、しかも、インジェクションロックを利用して各高周波発振器ＯＳＣの発振状態を制御し、また、基準信号Ｆを分岐してローカル信号ＬＯを生成し、更に、送信部１２ａ〜１２ｃを個別に起動／停止するようにされているので、第１参考例の高周波回路１０と全く同様の効果を得ることができる。
【００５４】
これらの効果に加えて、本参考例の高周波回路１０ａでは、注入用アンテナＡｔを用いて基準信号Ｆを電波にして高周波発振器ＯＳＣに注入しており、共通伝送線ＣＬや方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３が不要なため、回路構成が簡単となるだけでなく、送信部１２と基準信号生成部１６とを物理的に接続する必要がないため、回路のレイアウトの自由度が増大し、レイアウトの制約が多い装置に適用する場合にも柔軟に対応できる。
【００５５】
なお、本参考例では、高周波回路１０ａを受信部１４を含めて構成したが、受信部１４及び方向性結合器ＤＪ４を省略して、レーダ波の送信のみを行う高周波回路を構成してもよい。また、本参考例では、基準信号Ｆを方向性結合器ＤＪ４にて分岐することによりローカル信号ＬＯを生成しているが、この方向性結合器ＤＪの代わりに、注入用アンテナＡｔからの電波が照射される位置にインジェクションロック可能な高周波発振器を設け、この高周波発振器の出力をローカル信号ＬＯとしてミキサＭＩＸに供給するようにしてもよい。
【００５６】
この場合、受信部１４と基準信号生成部１６との間も物理的に接続する必要がないため、より回路のレイアウトの自由度が大きくなる。また、第１及び第２参考例の高周波回路１０，１０ａは、送信部１２を３つ備えているが、送信部１２の数はこれに限るものではなく、２つ或いは４つ以上備えていてもよい。
［第３参考例］
次に、第３参考例について説明する。
【００５７】
本参考例の高周波回路１０ｂは、第１参考例の高周波回路１０とは、一部構成が異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
図４に示すように、本参考例の高周波回路１０ｂには、第１参考例の高周波回路１０における送信部１２及び受信部１４の代わりに、３つの送受信部１８（１８ａ〜１８ｃ）が設けられ、ローカル信号ＬＯ生成用の方向性結合器ＤＪ４が削除されている。本参考例ではこの送受信部１８が高周波処理部に相当する。
【００５８】
そして、送受信部１８ａ〜１８ｃは、いずれも全く同一の構成をしており、送信信号Ｓを生成する高周波発振器ＯＳＣと、制御端子Ｔｃを介して入力される制御信号Ｃに従って起動／停止し、起動時には高周波発振器ＯＳＣにて生成された送信信号Ｓを増幅して、送信アンテナＡｓが接続される送信端子Ｔｓに出力する増幅器ＡＭＰｓと、高周波発振器ＯＳＣにて生成された送信信号Ｓの一部を分岐してローカル信号ＬＯを生成するローカル信号生成手段としての方向性結合器ＤＪｓと、受信アンテナＡｒが接続される受信端子Ｔｒからの受信信号Ｒに、方向性結合器ＤＪｓからのローカル信号ＬＯを混合することにより中間周波信号ＩＦを生成して出力端子Ｔｏから出力するＩＦ信号生成手段としてのミキサＭＩＸとを備えている。各送受信部１８ａ〜１８ｃの高周波発振器ＯＳＣは、それぞれ方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３を介して基準信号Ｆが供給されるように接続されている。
【００５９】
なお、本参考例の高周波発振器ＯＳＣでは、第１参考例において制御端子Ｔｃに接続されていた端子（図２参照）から常時に電力供給を受け、発振動作を常時行うように設定されている。また、制御信号Ｃによる増幅器ＡＭＰｓの起動／停止は、例えば、高周波発振器ＯＳＣの場合と同様に、制御信号Ｃによって電源供給を制御することで実現してもよいし、制御信号Ｃによって増幅率を変化させること、具体的には、ＨＥＭＴを用いて構成されていれば、そのゲートバイアスを変化させることで実現してもよい。
【００６０】
このように構成された本参考例の高周波回路１０ｂでは、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆが、共通伝送線ＣＬ，方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３を介して各送受信部１８ａ〜１８ｃの高周波発振器ＯＳＣに分配，注入される。このため、高周波発振器ＯＳＣは、インジェクションロックにより、注入された基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを出力する。
【００６１】
そして、制御信号Ｃにより送信信号Ｓの出力が許可されている（増幅器ＡＭＰｓが起動されている）送受信部１８でのみ、増幅器ＡＭＰｓにて増幅された送信信号Ｓが送信端子Ｔｓから出力され、送信端子Ｔｓに送信アンテナＡｓが接続されていれば、その送信アンテナＡｓからレーダ波として送出される。
【００６２】
この時、高周波発振器ＯＳＣにて生成された送信信号Ｓは、方向性結合器ＤＪｓにより一部分岐されてローカル信号ＬＯとしてミキサＭＩＸに供給され、ミキサＭＩＸは、このローカル信号ＬＯを受信端子Ｔｒから入力される受信信号Ｒに混合して中間周波信号ＩＦを生成し、出力端子Ｔｏから外部に出力する。
【００６３】
従って、本参考例の高周波回路１０ｂと、送信端子Ｔｓ及び受信端子Ｔｒに接続するアンテナＡｓ，Ａｒと、制御端子Ｔｃに印加する制御信号Ｃを生成すると共に、出力端子Ｔｏから出力される中間周波信号ＩＦを処理する信号処理装置とを組み合わせれば、簡単にレーダ装置を構成することができる。
【００６４】
以上説明したように、本参考例の高周波回路１０ｂによれば、送受信部１８毎に高周波発振器ＯＳＣが設けられており、この高周波発振器ＯＳＣの出力は２分岐されるだけであるため、送信信号Ｓの信号強度を大きく低下させてしまうことがなく、当該高周波回路１０をＭＭＩＣ化しても、送信信号Ｓの信号強度を十分に確保できる。
【００６５】
また、本参考例の高周波回路１０ｂでは、高周波発振器ＯＳＣのインジェクションロックを利用して、各送受信部１８にて生成される送信信号Ｓの周波数や位相を全て一致させているので、第１参考例の高周波回路１０の場合と同様に、本参考例の高周波回路１０ｂを用いて構成されたレーダ装置では、どの方向にある目標物体も均一な精度にて検出を行うことができる。
【００６６】
更に、本参考例の高周波回路１０ｂでは、各送受信部１８ａ〜１８ｃ毎に、制御端子Ｔｃが設けられ、個別に送信信号Ｓの出力を許可／禁止できるようにされているので、第１参考例の場合と同様に、送信したい方向のみ高周波発振器ＯＳＣを起動させれば、対応する方向以外からの受信されたレーダ波を、マルチパス等による不要な反射波として特定することができ、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００６７】
また更に、本参考例の高周波回路１０ｂでは、受信信号Ｒを処理するミキサＭＩＸについては、すべての送受信部１８のものが動作しているので、例えば、受信アンテナＡｒをレーダビームが互いに重なり合うように設定しておけば、複数の送受信部１８から同一目標物体についての出力（中間周波信号ＩＦ）を同時に得ることができ、これら出力の強度や位相を比較することにより、受信アンテナＡｒにて受信されたレーダ波の到来方向を精度よく検出することができる。
［第４参考例］
次に第４参考例について説明する。
【００６８】
本参考例の高周波回路１０ｃは、第３参考例の高周波回路１０ｂとは、一部構成が異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。即ち、図５に示すように、本参考例の高周波回路１０ｃでは、基準信号注入手段に相当する構成として、基準信号Ｆを伝送する共通伝送線ＣＬや各送受信部１８ａ〜１８ｃに基準信号Ｆを分配する方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３の代わりに、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆを電波にして、各送受信部１８ａ〜１８ｃの高周波発振器ＯＳＣに照射，注入する注入用アンテナＡｔが設けられている。
【００６９】
なお、送受信部１８ａ〜１８ｃを構成する高周波発振器ＯＳＣとしては、第２参考例と同様に、方向性結合器ＤＪｎから基準信号Ｆの供給を受けるために設けられていたスタブ２６（図２参照）を省略したものを用いてもよい。このように構成された本参考例の高周波回路１０ｃでは、基準信号生成部１６にて生成され注入用アンテナＡｔを介して高周波発振器ＯＳＣに照射された基準信号Ｆは、高周波発振器ＯＳＣを構成するスタブや伝送線路にて受信され、高周波発振器ＯＳＣの内部に注入される。
【００７０】
すると、高周波発振器ＯＳＣは、インジェクションロックにより、注入された基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを生成する。そして、その送信信号Ｓは、送信端子Ｔｓから出力されると共に、その一部は、同じ送受信部１８を構成するミキサＭＩＸに供給される。
【００７１】
このように、本参考例の高周波回路１０ｃによれば、第３参考例の高周波回路１０ｂとは、高周波発振器ＯＳＣへの基準信号Ｆの注入方法が異なる以外は、全く同様に構成されているので、第３参考例の高周波回路１０ｂ同様の効果を得ることができる。
【００７２】
それに加えて、本参考例の高周波回路１０ｃでは、第２参考例の高周波回路１０ａと同様に、注入用アンテナＡｔを用いて基準信号Ｆを電波にして高周波発振器ＯＳＣに注入しており、共通伝送線ＣＬや方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３が不要なため、回路構成が簡単となるだけでなく、送受信部１８と基準信号生成部１６とを物理的に接続する必要がないため、回路のレイアウトの自由度が増大し、レイアウトの制約が多い装置に適用する場合にも柔軟に対応できる。
［第５参考例］
次に第５参考例について説明する。
【００７３】
本参考例の高周波回路１０ｄは、第３参考例の高周波回路１０ｂとは、送受信部の構成が一部異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
即ち、図６に示すように、本参考例の高周波回路１０ｄでは、各送受信部１９（１９ａ〜１９ｃ）は、ローカル信号生成手段に相当する構成として、方向性結合器ＤＪｓの代わりに、インジェクションロック可能な高周波発振器ＯＳＣｒを備えている。なお、この高周波発振器ＯＳＣｒは、送信信号Ｓを生成する高周波発振器ＯＳＣと全く同様に構成されたものであり、各送受信部１９ａ〜１９ｃの高周波発振器ＯＳＣｒは、それぞれ方向性結合器ＤＪ４〜ＤＪ６を介して基準信号が供給されるように接続されている。
このように構成された本参考例の高周波回路１０ｄでは、基準信号Ｆが注入されることによりインジェクションロックした高周波発振器ＯＳＣが、基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相のローカル信号を生成する以外は、第３参考例の高周波回路１０ｂと全く同様に動作する。
【００７４】
従って、本参考例の高周波回路１０ｄによれば、第３参考例の高周波回路１０ｂと全く同様の効果を得ることができる。それに加えて、本参考例の高周波回路１０ｄでは、送信信号Ｓが分岐されることがなく、しかも、個別の高周波発振器ＯＳＣｒにて信号強度の大きなローカル信号ＬＯをミキサＭＩＸに供給でき、ミキサＭＩＸでの変換利得を向上させることができるため、検出感度をより一層向上させることができる。
【００７５】
なお、本参考例では、送受信部１９ａ〜１９ｃを構成する高周波発振器ＯＳＣ，ＯＳＣｒは、いずれも共通伝送線ＣＬ及び方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ６を介して基準信号Ｆを注入するように構成されているが、第２参考例や第４参考例と同様に、共通伝送線ＣＬ、及び方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ６の代わりに、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆを電波として送受信部１９ａ〜１９ｃに照射，注入する注入用アンテナＡｔを設けてもよい。
［第６参考例］
次に第６参考例について説明する。
【００７６】
本参考例の高周波回路１０ｅは、第３参考例の高周波回路１０ｂとは構成が一部異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
即ち、図７に示すように、本参考例の高周波回路１０ｅは、送受信部１８ａ〜１８ｃのそれぞれに、伝送線をリング状に接続してなる信号分離手段としてのハイブリッドカプラ４０が接続されている。なお、本図では、図面を見やすくするため、一つの送受信部１８の周辺のみ示している。
【００７７】
このハイブリッドカプラ４０は、送受信兼用の共用アンテナＡｍが接続される送受信端子Ｔｍを備え、送受信部１８の送信端子Ｔｓから入力される送信信号Ｓを、送受信端子Ｔｍにのみ通過させ、また、この送受信端子Ｔｍから入力される受信信号Ｒを、送受信部１８の受信端子Ｔｒにのみ通過させるように構成された周知のものである。
【００７８】
このように構成された本参考例の高周波回路１０ｅを用いてレーダ装置を構成すれば、アンテナ数を削減できるため、装置を小型化できるだけでなく、各共用アンテナＡｍでは、レーダビームが送信時と受信時とで全く一致しているため、アンテナＡｍの能力を最大限に有効利用できる。
【００７９】
なお、本参考例では、第３参考例の高周波回路１０ｂにハイブリッドカプラ４０を適用したが、これに限らず、第４及び第５参考例にて説明した高周波回路１０ｃ，１０ｄ等のように、送信端子Ｔｓ及び受信端子Ｔｒをいずれも有する送受信部を備えたものであれば、同様に適用することができる。
【００８０】
また、本参考例では、ハイブリッドカプラ４０を用いているが、これと同様の動作が得られる、永久磁石を用いたサーキュレータやラットレース回路等を用いてもよい。
［第１実施例］
次に第１実施例について説明する。
本実施例の高周波回路１０ｆは、第３参考例の高周波回路１０ｂとは構成が一部異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
【００８１】
即ち、本実施例の高周波回路１０ｆは、周波数が三角波状に連続的に変化するレーダ波を用いて目標物体の検出を行うＦＭＣＷ方式のレーダ装置に適用されるものであって、図８に示すように、送受信部１８ａ〜１８ｃを構成する高周波発振器ＯＳＣ、及び基準信号生成部１６を構成する高周波発振器ＯＳＣｆが、変調信号Ｍに従って、固有発振周波数を変化させることができるように構成されていると共に、この変調信号Ｍを生成する三角波発生器４２が設けられている。なお、図８では、図面を見やすくするため、送受信部１８を一つだけ示しているが、他の送受信部１８の高周波発振器ＯＳＣも同様に三角波発生器４２から変調信号Ｍの供給を受けるように構成されている。この三角波発生器４２及び該三角波発生器４２から高周波発振器ＯＳＣに変調信号Ｍを伝送する伝送線が周波数同期手段に相当する。
【００８２】
ここで、各送受信部１８を構成する高周波発振器ＯＳＣは、図９に示すように、図２を用いて先に説明した高周波発振器の構成に加えて、抵抗３６ａ，３６ｂ，３６ｃからなり、三角波発生器４２からの変調信号Ｍを分圧してなるバイアス電圧を、共振回路２２とコンデンサ２４との接続端に印加することにより、共振回路２２を介してＨＥＭＴ２０ａのゲートに印加するバイアス印加回路３６を備えている。但し、一端が伝送線２８ｂ及びコンデンサ３０の接続端に接続された抵抗３２の他端には、電源電圧或いは電源電圧を分圧してなる一定電圧が印加されている。
【００８３】
この高周波発振器ＯＳＣでは、変調信号Ｍ（の電圧値）に応じて、ＨＥＭＴ２０ａのゲート・ソース間に印加するバイアス電圧が変化し、これに伴ってゲート・ソース間容量が変化することにより固有発振周波数が変化し、ひいてはインジェクションロックが可能な周波数範囲（以下、ロック可能範囲という）が変化する。
【００８４】
なお、送受信部１６を構成する高周波発振器ＯＳＣｆは、スタブ２６が省略されている以外は、全く同様に構成されており、高周波発振器ＯＳＣ，ＯＳＣｆは、いずれも、同じ大きさの変調信号Ｍに対してほぼ同じ周波数で発振するように設定されている。
【００８５】
このように構成された本実施例の高周波回路１０ｆによれば、図１０（ａ）に示すように、基準信号Ｆ（即ち送信信号Ｓ）の周波数の変化と共に、この基準信号Ｆが注入される高周波発振器ＯＳＣのロック可能範囲が変化するため、基準信号Ｆの周波数変調幅がロック可能範囲より大きい場合でも確実にインジェクションロックを行うことができ、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置を構成する際に好適に用いることができる。
【００８６】
なお、図１０（ｂ）に示すように、基準信号Ｆの周波数変調幅が送受信部１８を構成する高周波発振器ＯＳＣのロック可能範囲より小さい場合は、高周波発振器ＯＳＣに変調信号Ｍを印加することなく、高周波発振器ＯＳＣの固有発振周波数を周波数変調幅の中心付近に固定して用いてもよい。
【００８７】
また、本実施例では、第３参考例の高周波回路１０ｂに三角波発生器４２を追加した構成について説明したが、この送信信号Ｓを生成する高周波発振器ＯＳＣの固有発振周波数を基準信号Ｆの周波数と同様に変化させる技術は、上述の他の参考例に適用してもよい。
【００８８】
また、第３ないし第５参考例の高周波回路１０ｂ〜１０ｄでは、送受信部１８，１９を３つ備えたものについて説明したが、送受信部１８，１９の数はこれに限るものではなく、２つ或いは４つ以上備えていてもよい。
［第７参考例］
次に、第１参考例の高周波回路１０を適用して構成したレーダ装置について説明する。
【００８９】
図１１（ａ）は本参考例のレーダ装置５０の全体構成を表すブロック図、図１１（ｂ）はそのアンテナ部を前方及び後方から見た斜視図である。
図１１（ａ）に示すように、本参考例のレーダ装置５０は、レーダ波を送信するアンテナ部５２と、図１に示された高周波回路１０の送信部１２をＭＭＩＣ化してなる送信部５４（５４ａ〜５４ｇ）を複数備えた高周波回路５６と、各送信部５４の制御端子Ｔｃに印加する制御信号Ｃを生成すると共に、高周波回路５６の出力端子Ｔｏから得られる中間周波信号ＩＦに基づいて、目標物体の検出を行う信号処理回路５８とを備えている。即ち、高周波回路５６は、第１実施例の高周波回路１０において送信部１２が増設された構成となっている。
【００９０】
このうち、アンテナ部５２は、図１１（ｂ）に示すように、平面アンテナＡ〜Ｇをレーダ波の走査方向に沿って直線的に配列してなるアレイアンテナ５２ａと、各送信部５４ａ〜５４ｇの送信端子Ｔｓから送出される送信信号Ｓの位相を調節して各平面アンテナＡ〜Ｇに分配する周知のロットマンレンズ５２ｂとからなり、高周波回路５６及び信号処理回路５８は、ロットマンレンズ５２ｂの裏面（平面アンテナＡ〜Ｈの取り付け面とは反対側）に取りつけられている。なお、各送信部５４の送信端子Ｔｓは、平面アンテナＡ〜Ｇと同様に、レーダ波の走査方向に沿って一列に配置されている。
【００９１】
そして、ロットマンレンズ５２ｂでは、送信部５４ａから入力された送信信号Ｓは、平面アンテナＡには最も位相遅れが小さく、逆に平面アンテナＧには最も位相遅れが大きくなるように伝達されると共に、その間の平面アンテナＢ〜Ｆには、Ｆ側になるほど位相遅れが等間隔で順次大きくなるように伝達される。このため、アレイアンテナ５２ａからは、アレイアンテナ５２ａの正面より平面アンテナＨ側に傾いた方向に平面波が放射されることになる。
【００９２】
一方、中央に配列された送信部５４ｄから入力された送信信号Ｓは、平面アンテナＡ〜Ｇのすべてに同じ位相遅れで伝達される。このため、アレイアンテナ５２ａからは、アレイアンテナ５２ａの正面に向けて平面波が放射されることになる。
【００９３】
従って、本参考例のレーダ装置５０によれば、制御信号Ｃを用いて、送信部５４の起動／停止を制御して、いずれか一つの送信部５４のみを順次起動させるように信号処理回路５８を構成すれば、送信ビームのスキャンを行うことができ、上述したように、マルチパス等の不要反射波を確実に除去可能な信頼性の高い検出を行うことができる。
【００９４】
また、本参考例のレーダ装置５０では、アンテナ部５２を平面アンテナＡ〜Ｇと、ロットマンレンズ５２ｂにより構成しているので、極めて薄型の装置を構成することができる。
なお、本参考例では、上記第１参考例の高周波回路１０を適用したレーダ装置について説明したが、これに限らず、上述したどの高周波回路１０ａ〜１０ｆを適用してもよい。
【００９５】
特に、送信部の代わりに送受信部を有する高周波回路１０ｂ〜１０ｄを適用した場合には、送信端子Ｔｓ用と受信端子Ｔｒ用とでアンテナ部５２を２組用意する必要がある。但し、送受信部にハイブリッドカプラ４０を追加してなる高周波回路１０ｅを適用した場合には、別途受信アンテナを設ける必要がなく１組のアンテナ部５２だけ設ければよい。
［第２実施例］
第７参考例のレーダ装置において、高周波回路１０の代わりに第１実施例の高周波回路１０ｆを適用したものが第２実施例のレーダ装置である。
［第８参考例］
次に第３参考例の高周波回路１０ｂを適用したレーダ装置６０について説明する。
【００９６】
図１２（ａ）は、本参考例のレーダ装置６０の外観を表す斜視図、図１２（ｂ）は、ビームの放射方向を表す説明図である。
図１２（ａ）に示すように、本参考例のレーダ装置６０は、図４に示した高周波回路１０ｂの送受信部１８をＭＭＩＣ化してなる送受信部６２、送信用及び受信用のためにそれぞれ設けられた一対のパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒが実装された基板６４を、複数個（本参考例では７個）一列に配列してなるキャリア６６と、送信用のパッチアンテナＰＡｓから放射されたレーダ波のビーム幅を絞ると共に、外部から入射されるレーダ波を受信用のパッチアンテナＰＡｒ上に収束させる誘電体レンズ６８とを備えている。
【００９７】
ここで、図１３（ａ）は、キャリア６６の正面図及びそのＸ−Ｘ断面図、図１３（ｂ）はキャリア６６の背面図である。図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、パッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒは、基板６４の一方の面に電波の入出射面が形成され、他方の面に給電面が形成されたものが用いられている。そして、基板６４の中央部に送受信部６２が実装され、この送受信部６２を挟んで両側にパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒが実装されている。この基板６４は、パッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒの入出射面が形成された側をキャリア６６の背面に対向させるようにして、キャリア６６に取り付けられている。
【００９８】
なお、キャリア６６には、各パッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒと対向する位置に、その入射面を露出させるための窓７６ａが形成されている。また、キャリア６６の背面には、基準信号Ｆを伝送する共通伝送線ＣＬの他、制御信号Ｃ，中間周波信号ＩＦを伝送するための伝送線群や、共通伝送線ＣＬから、基準信号Ｆの一部を分岐して送受信部６２に供給する方向性結合器ＤＪｎが実装され、更に、基準信号Ｆを生成する基準信号生成部１６（図示せず）も実装されている。つまり、キャリア６６上には、第３参考例の高周波回路１０ｂにおいて送受信部１８を増設した構成の高周波回路が実装されている。
【００９９】
このように構成されたキャリア６６は、誘電体レンズ６８の焦点位置近傍に、誘電体レンズ６８と平行に、且つレーダ波の走査方向に沿って各基板６４が並ぶように配置されている。そして、図１２（ｂ）に示すように、レーダ波の放射方向を正面として、正面に向かって最も右に配置された基板６４ａのパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒのビームは、誘電体レンズ６８の作用により、正面に向かって左に傾いた方向に放射され、また、中央に配置された基板６４ｄのパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒのビームは、正面に向かって放射される。即ち、各基板６４（６４ａ〜６４ｇ）は、その配置位置に応じて、それぞれ異なる方向にレーダ波を送受信するように構成されている。
【０１００】
以上説明したように、本参考例のレーダ装置６０によれば、基板６４の異なる面に放射面と給電面とが形成されるパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒを用いているので、基板６４の背面（給電面と同じ面）に、送受信部６２等を無理なく配置することができ、コンパクトな装置を構成することができる。
【０１０１】
また、本参考例のレーダ装置６０では、誘電体レンズ６８を用いることにより、キャリア６６に対する基板６４（即ちパッチアンテナＰＡｒ，ＰＡｓ）の取り付け角度を各基板６４毎に変化させることなく、レーダビームの放射方向をそれぞれ変化させているので、装置の作成を容易化できる。
［第９参考例］
次に第４参考例の高周波回路１０ｃを適用したレーダ装置について説明する。
【０１０２】
本実施例のレーダ装置７０は、第８参考例のレーダ装置６０とは、キャリア６６部分の構成が異なるだけであるため、このキャリア７６についてのみ説明する。なお図１４は、本参考例のレーダ装置におけるキャリア部分の正面図、及びそのＹ−Ｙ断面図である。
【０１０３】
図１４に示すように、本参考例のレーダ装置におけるキャリア７６は、図５に示した高周波回路１０ｃの送受信部１８をＭＭＩＣ化してなる送受信部７２、送信用及び受信用のためにそれぞれ設けられた一対のパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒが実装された基板７４を複数備えており、これら基板７４は、第８参考例の場合と同様に、キャリア６６に取りつけられている。なお、キャリア７６の背面には、制御信号Ｃ，中間周波信号ＩＦを伝送するための伝送線群ＭＬのみが設けられている。
【０１０４】
そして、キャリア７６の後方（背面と対向する側）には、図５に示した高周波回路１０ｃの基準信号生成部１６をＭＭＩＣ化した回路７３と、注入用アンテナＡｔとしてのパッチアンテナＰＡｔとが実装された基板７５を取りつけてなる第２のキャリア７７が配置されている。なお、基板７５は、第２のキャリア７７の背面に取り付けられており、第２のキャリア７７には、パッチアンテナＰＡｔと対向する部分に、これを露出させるための窓７７ａが設けられている。
【０１０５】
更に、キャリア７６と第２のキャリア７７との間には、金属板等からなり電波の通過を阻止する遮蔽手段としての遮蔽板８０が設けられている。但し、遮蔽板８０には、図１４（ａ）に示すように、送受信部７２中の高周波発振器ＯＳＣの実装位置と対向する部分に、第２のキャリア７７からの電波（基準信号Ｆ）を通過させるための開口部８０ａが設けられている。
【０１０６】
また、第２のキャリア７７に形成された窓７７ａは、図１４（ｂ）に示すように、送受信部７２を実装する基板７４の配列方向に電波が広がるよう横長に形成されている。
このように構成された本参考例のレーダ装置７０では、第２のキャリア７７のパッチアンテナＰＡｔから放射された電波（基準信号Ｆ）は、遮蔽板８０により制限され、高周波発振器ＯＳＣのみに照射されるため、ミキサＭＩＸ等に照射されてミキサＭＩＸが飽和する等の不都合が生じてしまうことがなく、装置の信頼性を向上させることができる。
【０１０７】
なお、本参考例では、第４参考例の高周波回路１０ｃを適用したレーダ装置について説明したが、上述の遮蔽板８０は、これに限らず、注入用アンテナＡｔを用いて電波により基準信号Ｆを高周波回路に注入するように構成されてさえいれば、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図２】 高周波発振器の詳細な構成を表す回路図である。
【図３】 第２参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図４】 第３参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図５】 第４参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図６】 第５参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図７】 第６参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図８】 第１実施例の高周波回路の概略構成図である。
【図９】 高周波発振器の詳細な構成を表す回路図である。
【図１０】 第１実施例の高周波回路の動作を表す説明図である。
【図１１】 第７参考例のレーダ装置の構成を表すブロック図、及び斜視図である。
【図１２】 第８参考例のレーダ装置の構成を表す説明図である。
【図１３】 キャリアの正面図、背面図、及び断面図である。
【図１４】 第９参考例のレーダ装置におけるキャリアの正面図、及び断面図である。
【図１５】 遮蔽板の形状、及び基準波送出部の構成を外観を表す説明図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ〜１０ｆ，５６…高周波回路１２（１２ａ〜１２ｃ），５４（５４ａ〜５４ｄ）…送信部１４（１４ａ〜１４ｃ）…受信部 １６，７３…基準信号生成部１６（１６ａ〜１６ｃ），１８（１８ａ〜１８ｃ），１９（１９ａ〜１９ｃ），６２，７２…送受信部 ２０…負性抵抗回路 ２２…共振回路２４，３０…コンデンサ ２６…スタブ ２８…出力整合回路３２…抵抗 ３６…バイアス印加回路 ４０…ハイブリッドカプラ４２…三角波発生器 ５０，６０，７０…レーダ装置 ５２…アンテナ部５２ａ…アレイアンテナ ５２ｂ…ロットマンレンズ５８…信号処理回路 ６４（６４ａ〜６４ｄ），７４，７５…基板６６…キャリア ６８…誘電体レンズ ７６，７７…キャリア７６ａ，７７ａ…窓 ８０…遮蔽板 ８０ａ…開口部Ａ〜Ｇ…平面アンテナ ＡＭＰｆ，ＡＭＰｓ…増幅器Ａｍ…共用アンテナ Ａｒ…受信アンテナ Ａｓ…送信アンテナＡｔ…注入用アンテナ ＣＬ…共通伝送線 ＭＬ…伝送線群ＤＪｎ（ＤＪ１〜ＤＪ６），ＤＪｓ…方向性結合器 ＭＩＸ…ミキサＯＳＣ，ＯＳＣｆ，ＯＳＣｒ…高周波発振器ＰＡｒ，ＰＡｓ，ＰＡｔ…パッチアンテナ Ｔｓ…送信端子Ｔｒ…受信端子 Ｔｍ…送受信端子 Ｔｃ…制御端子 Ｔｏ…出力端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波やミリ波からなり照射方向が互いに異なった複数のレーダビームを用いて目標物体の位置情報を得るＦＭＣＷレーダ装置、及び該ＦＭＣＷレーダ装置を構成する高周波回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マイクロ波帯或いはミリ波帯のレーダ波を送受信することにより目標物体の位置情報を獲得するレーダ装置は、航空管制や気象観測をはじめとする様々な用途に幅広く用いられている。
【０００３】
近年、このようなレーダ装置を車両に搭載し、車両前方に存在する衝突危険性のある障害物を検知して、運転者に警告を発したり、車両の動作（制動力等）を制御して危険を回避することが行われている。このような車載用レーダ装置では、小型で安価であることの他、比較的広い範囲に渡って障害物の検出を行う必要があるためレーダビームの走査が可能であることが要求される。
【０００４】
ところで、レーダビームの走査方法としては、レーダ波を送受信するアンテナの向きを機械的に切り替える方法と、複数のアンテナを用いて電子的にビームの照射方向を切り替える方法とが知られている。しかし、機械的な切替方法では切替速度が遅いという問題があり、現状では、電子的な切替方法を用いたレーダ装置が数多く提案されている。
【０００５】
この電子的な切替方法を用いたレーダ装置として、例えば、特開昭６２−２５９０７７号には、互いに異なる方向に向けて配置された複数のアンテナに、インパット発振器で発生させた送信信号を電力分配器によって分配し、この電力分配された送信信号を各アンテナに供給することにより、各方向にてレーダ波を送受信するものが開示されている。
【０００６】
一方、これらレーダ装置の小型化，低コスト化を図るための技術としては、マイクロ波やミリ波を扱う高周波回路を、半導体製造技術により小さな半導体チップに集積化してなるモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のようなレーダ装置の高周波回路をＭＭＩＣ化する場合、送信信号やローカル信号を生成するために設けられたガンダイオードやインパットダイオードなどのいわゆる固体素子を、トランジスタやスタブ等にて構成された発振回路に置き換えなければならない。
【０００８】
そして、このＭＭＩＣ化された発振回路では、回路を構成する各素子が極めて小さく、固体素子のように大電力の信号を供給することができないため、発振回路の出力を分配して、複数のアンテナに供給すると、検知距離が大幅に低下してしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、例えば、特開平４−３１０８８７号に記載されているように、各アンテナ毎に送信回路（即ち送信信号を生成する発振回路）を設けることが考えられるが、ＭＭＩＣとして構成された発振回路は、固体素子を用いた場合と比較して、各送信回路が生成する送信信号の周波数を、正確に揃えることが困難であるという問題があった。
【００１０】
即ち、ＭＭＩＣでは、基板状の素子やパタンは製版技術を用いて印刷により形成されるため、印刷時に発振回路を構成する素子の大きさやパタンがばらつくと、発振回路の発振周波数がずれてしまい、しかも、ＭＭＩＣでは、通常、固体素子に設けられているような周波数を微調整するための手段を設けることができないため、製造時のばらつきによってずれた周波数を微調整することができないのである。
【００１１】
そして、特に車載用レーダ装置として多用されるＦＭＣＷ方式のレーダ装置では、周波数を連続的に変化させたレーダ波を用いて目標物体の検出を行っているが、その周波数変調幅が、目標物体との距離や相対速度の検知精度に直接影響するため、各アンテナ毎に周波数変調幅の異なるレーダ波が送受信されていると、各アンテナ毎（即ち検知する方位毎）に距離の精度が異なってしまうという事態も発生しかねないため、各送信回路間にて送信信号を生成する発振器の特性を揃える必要性は高い。
【００１２】
なお、例えば、外部から発振周波数を制御できる電圧制御発信器（ＶＣＯ）を用いて個別に制御電圧を調節することにより、各々の周波数を揃えることも考えられるが、調整作業に手間を要するだけでなく、調整によって周波数を正確に合わせることができたとしても、経時変化により各発振器の周波数がずれてしまうため、長期間に渡って安定して使用することができないという問題があった。
【００１３】
また更に、レーダ装置の高周波回路をＭＭＩＣ化できたとしても、レーダ波によって広い範囲を走査するには、多くのアンテナが必要であったり、送出方向によって送信信号の位相を調節する等の複雑な構成が必要であったりするため、アンテナを含んだレーダ装置全体の小型化が強く望まれている。
【００１４】
本発明は、上記問題点を解決するために、送信信号やローカル信号を生成するため複数設けられた高周波発振器の発振周波数を、アンテナに供給される送信信号の出力を低下させることなく全て揃えることができ、しかもＭＭＩＣ化が可能なＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路、及びこのような高周波回路を用いるのに好適な小型のＦＭＣＷレーダ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた発明である請求項１記載のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路は、送信アンテナに供給されレーダ波として送出される送信信号を生成するための高周波発振器を少なくとも含んだ高周波処理部を複数備えており、基準信号注入手段が、基準信号生成手段にて生成された基準信号を、高周波処理部のそれぞれに注入する。
【００１６】
なお、高周波処理部を構成する高周波発振器は、基準信号が注入されると、注入同期現象（インジェクションロックともいう）により発振周波数が基準信号の周波数にロックするように構成されている。従って、各送信信号生成手段が生成する送信信号は、すべて基準信号の周波数や位相と正確に一致することになる。
【００１７】
このように、本発明のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路によれば、各送信アンテナ毎に、送信信号を生成する高周波発振器が備えられているので、ＭＭＩＣ化しても送信信号の強度を十分に確保でき、また、いずれの高周波発振器も発振周波数や位相が正確に一致しているので、どの高周波処理部を用いても高感度かつ均一な距離精度にて目標物体の検出を行うことができる。
【００１８】
しかも注入同期現象を利用することにより、高周波発振器の発振を制御しているので、高周波発振器での発振周波数や位相を揃えるのに、煩雑な調整作業を行う必要がなく、また経時変化によって各高周波発振器間で発振周波数がずれてしまうこともないので、装置の信頼性及び保守性を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路では、基準信号の周波数の増減に同期して、高周波発振器の固有発振周波数を増減させる周波数同期手段を備えており、更に、基準信号生成手段は、三角波発生器により生成された変調信号によって、基準信号の周波数を三角波状に連続的に変化させると共に、周波数同期手段は、その変調信号によって、高周波発振器の固有発振周波数を増減させるように構成されている。
従って、本発明のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路によれば、高周波発振器が注入同期現象を起こす周波数範囲が限られている（固有発振周波数を中心周波数として広がっている）にも関わらず、基準信号の周波数の増減に応じて固有発振周波数を増減させることで、基準信号の周波数が、そのロック可能な周波数範囲内に常に含まれるようにすることができる。
【００２０】
即ち、ＦＭＣＷレーダ装置では、送信信号の周波数を変調する場合、その周波数変調幅がロック可能な周波数範囲より大きければ、高周波発振器を基準信号に追従させることができなくなってしまうが、このような問題を解決することができる。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
次に、請求項２記載のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路では、各送信信号生成手段は、送信信号の生成を個別に起動停止可能に構成されている。
このように構成された本発明のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路では、例えば、目的の送信方向に最も近い方向に向いたレーダビームを有する送信アンテナへの送信信号を生成する送信信号生成手段のみを動作させ、他の送信信号生成手段からの送信信号の供給を停止させるように制御すれば、上記目的の送信方向以外にビームが送信されないため、仮に、目的の送信方向以外から反射波を受信しても、これをマルチパス（複数の物体に反射したレーダ波の受信）等を原因とする不要な反射波として特定でき、後段の処理にて除去できるため、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
次に、上述の請求項１または請求項２記載の高周波回路を備えたＦＭＣＷレーダ装置では、該高周波回路に接続され、送信アンテナ，受信アンテナ，或いは共用アンテナのいずれかとして使用されるレーダ用アンテナとして、例えば請求項３記載のように、複数の素子アンテナを直線的に配列してなるアレイアンテナと、各高周波処理部からの信号の入射位置によって、アレイアンテナから異なる方向へ平面波が放射されるよう前記各素子アンテナに分配される信号の位相を変化させるロットマンレンズとからなるものを用いることができる。
【００３２】
このように構成されたＦＭＣＷレーダ装置は、レーダ用アンテナを極めて薄型に構成でき、また
高周波回路もＭＭＩＣ化が可能なため、極めて薄型且つ小型に構成することができる。
また、同様に請求項１または請求項２記載の高周波回路を備えたＦＭＣＷレーダ装置では、レーダ用アンテナとして、請求項４記載のように、レーダ波を収束する誘電体レンズと、該誘電体レンズの焦点位置付近に、レーダ波の走査方向に沿って配置された複数のパッチアンテナとからなり、このパッチアンテナが、前記高周波回路の送信信号出力端毎又は受信信号入力端毎或いは送受信信号入出力端毎に設けられているものを用いてもよい。
【００３３】
このように構成されたＦＭＣＷレーダ装置は、誘電体レンズによりビームが絞られアンテナ利得が高められるので、レーダの感度を向上させることができ、同じ感度を得るのであれば、より低出力（即ち小型）の送信信号生成手段／ＩＦ信号生成手段を用いることができ、レーダ装置をより小型化できる。
【００３４】
なお、このようにパッチアンテナを用いる場合には、請求項５記載のように、パッチアンテナとして、給電面と放射面とが別面となるように構成されているものを用いることが望ましい。
即ち、パッチアンテナが形成される基板の給電面側に送信信号生成手段やＩＦ信号生成手段を簡単に設けることができるため、装置のレイアウトが簡易化され、アンテナを含むレーダ装置全体の構成を小型化することができるのである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の参考例及び実施例を図面と共に説明する。
［第１参考例］
図１は、第１参考例のレーダ装置の高周波回路の構成を表すブロック図である。
【００３６】
図１に示すように、本参考例の高周波回路１０は、制御端子Ｔｃを介して入力される制御信号Ｃに従って起動／停止し、起動時には、送信信号Ｓを送信アンテナＡｓが接続される送信端子Ｔｓから出力する高周波処理部としての３つの送信部１２（１２ａ〜１２ｃ）と、受信アンテナＡｒが接続される受信端子Ｔｒからの受信信号Ｒに、ローカル信号ＬＯを混合して中間周波信号ＩＦを生成するＩＦ信号生成手段としてのミキサＭＩＸからなり、生成した中間周波信号ＩＦを出力端子Ｔｏを介して外部に出力する受信部１４とを備えている。
【００３７】
また、本参考例の高周波回路１０は、送信部１２が生成する送信信号Ｓの基準となる基準信号Ｆを生成する高周波発振器ＯＳＣｆ及び該高周波発振器ＯＳＣｆの出力を増幅する増幅器ＡＭＰｆからなる基準信号生成手段としての基準信号生成部１６と、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆを伝送する共通伝送線ＣＬと、共通伝送線ＣＬにて伝送される基準信号Ｆの一部を分岐し、各送信部１２ａ〜１２ｃに供給する方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３、及び同じく基準信号Ｆの一部を分岐しローカル信号ＬＯとして受信部１４を構成するミキサＭＩＸに供給する方向性結合器ＤＪ４とを備えている。なお、共通伝送線ＣＬ及び方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３が基準信号注入手段に相当する。
【００３８】
なお、送信部１２ａ〜１２ｃは、いずれも全く同じ構成をしており、送信信号Ｓを生成する送信信号生成手段としての高周波発振器ＯＳＣを備えている。
この高周波発振器ＯＳＣは、図２に示すように、高電子移動度電界効果トランジスタ（ＨＥＭＴ：high electron mobility transistor ）２０ａ、及びＨＥＭＴ２０ａに正帰還を加えるためＨＥＭＴ２０ａのソースに接続された帰還用スタブ２０ｂからなる負性抵抗回路２０と、一端がＨＥＭＴ２０ａのゲートに接続され、他端がコンデンサ２４を介して接地された伝送線からなる共振回路２２と、一端がコンデンサ２４の非接地端，他端が方向性結合器ＤＪｎ（ｎ＝１〜３）に接続され、方向性結合器ＤＪｎ側に信号が漏洩しないよう入力インピーダンスを調整するためのスタブ２６と、一端がＨＥＭＴ２０ａのドレイン，他端が送信部１２の送信端子Ｔｓに接続された伝送線２８ａ、及び一端が送信端子Ｔｓ接続され、他端がコンデンサ３０を介して接地されると共に抵抗３２を介して送信部１２の制御端子Ｔｃに接続された伝送線２８ｂからなり、当該高周波発振器ＯＳＣの出力インピーダンスを調整する出力整合回路２８とを備えている。
【００３９】
このように構成された高周波発振器ＯＳＣは、制御端子Ｔｃを介して電力供給を受けると起動し、方向性結合器ＤＪｎから基準信号Ｆの供給がなければ、回路構成によって決まる固有発振周波数にて発振する。一方、方向性結合器ＤＪｎから基準信号Ｆの供給があれば、注入同期現象（インジェクションロック）により、発振周波数がロックされ、基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを生成する。
【００４０】
なお、基準信号生成部１６を構成する高周波発振器ＯＳＣｆは、上述の高周波発振器ＯＳＣにおいて、スタブ２６が省略され、制御端子Ｔｃへの電力供給が常時行われる以外は、全く同様の構成をしており、各高周波発振器ＯＳＣ，ＯＳＣｆの固有発振周波数は、いずれもほぼ等しくなるように設定されている。
【００４１】
以上のように構成された本参考例の高周波回路１０では、制御信号Ｃにより送信信号Ｓの出力が許可（即ち、制御端子Ｔｃを介して電力供給）されている送信部１２でのみ高周波発振器ＯＳＣが起動し、その高周波発振器ＯＳＣにて生成された送信信号Ｓが送信端子Ｔｓから出力される。そして、送信端子Ｔｓに送信アンテナＡｓが接続されていれば、その送信アンテナＡｓからレーダ波として送出される。
【００４２】
この時、基準信号生成部１６により生成された基準信号Ｆが、共通伝送線ＣＬ，方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３を介して各送信部１２ａ〜１２ｃの高周波発振器ＯＳＣに分配，注入されるため、起動中の高周波発振器ＯＳＣは、インジェクションロックにより、注入された基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを出力することになる。
【００４３】
また、基準信号Ｆの一部は、共通伝送線ＣＬ，方向性結合器ＤＪ４を介して受信部１４のミキサＭＩＸにもローカル信号ＬＯとして供給され、ミキサＭＩＸは、このローカル信号ＬＯを受信端子Ｔｒから入力される受信信号Ｒに混合して中間周波信号ＩＦを生成し、出力端子Ｔｏから外部に出力する。
【００４４】
従って、本参考例の高周波回路１０と、送信端子Ｔｓ及び受信端子Ｔｒに接続するアンテナＡｓ，Ａｒと、制御端子Ｔｃに印加する制御信号Ｃを生成すると共に、出力端子Ｔｏから出力される中間周波信号ＩＦを処理する信号処理装置とを組み合わせれば、簡単にレーダ装置を構成することができる。
【００４５】
以上説明したように、本参考例の高周波回路１０によれば、それぞれが別々のレーダ波として送出される複数の送信信号Ｓを、それぞれ専用の高周波発振器ＯＳＣを用いて生成しているので、当該高周波回路１０をＭＭＩＣ化しても、各送信信号Ｓの信号強度を十分に確保でき、しかも、基準信号Ｆを分岐することにより、送信信号Ｓの強度を低下させることなく信号強度の十分に大きなローカル信号ＬＯを生成しているので、ミキサＭＩＸでの変換ゲインも向上させることができる。つまり、本参考例の高周波回路１０を用いてレーダ装置を構成すれば、高感度な検出を行うことができる。
【００４６】
ところで、複数の送信アンテナＡｓを備えたレーダ装置を、前方を走行する車両や路側帯の障害物などを検出する車載用レーダ装置として用いる場合、送信アンテナＡｓとして指向性の強い（即ち絞られたレーダビームを有する）ものが使用され、それぞれが異なる方向にレーダ波を送出するように配置される。
【００４７】
具体的には、送信アンテナＡｓのビーム幅を１０°、車両正面の方位角を０°とすると、各送信アンテナＡｓを、各ビームが水平面（道路面）に沿って連続してつながるように、方位角−１０°，０°，＋１０°（但し、正面を向いて左側がマイナス、右側がプラスとする）に向けて配置すれば、−１５°〜＋１５°までの全ての範囲を漏れなくスキャンすることができる。なお、この場合、どの送信アンテナＡｓからのレーダ波も受信できるようにするには、ビーム幅３０°の受信アンテナＡｒを方位角０°に向けて配置すればよい。
【００４８】
そして、このようなレーダ装置に本参考例の高周波回路１０を適用すれば、高周波発振器ＯＳＣのインジェクションロックを利用して、各送信部１２ａ〜１２ｃにて生成される送信信号Ｓの周波数や位相をすべて一致させているので、どの方向にある目標物体も、均一な精度にて検出を行うことができる。
【００４９】
また、本参考例の高周波回路１０では、各送信部１２ａ〜１２ｃ毎に、制御端子Ｔｃが設けられ、個別に起動／停止できるようにされているので、送信したい方向のみ高周波発振器ＯＳＣを起動させることにより、対応する方向以外からの受信されたレーダ波を、マルチパス等による不要な反射波として特定することができ、より信頼性の高い検出を行うことができる。
【００５０】
なお、本参考例では、高周波回路１０を受信部１４を含めて構成したが、受信部１４及びローカル信号を生成する方向性結合器ＤＪ４を省略して、レーダ波の送信のみを行う高周波回路を構成してもよい。
［第２参考例］
次に、第２参考例について説明する。
【００５１】
本参考例の高周波回路１０ａは、第１参考例の高周波回路１０とは、一部構成が異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
即ち、図３に示すように、本参考例の高周波回路１０ａでは、基準信号注入手段に相当する構成として、基準信号Ｆを伝送する共通伝送線ＣＬ，各送信部１２ａ〜１２ｃに基準信号Ｆを分配する方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３の代わりに、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆを電波にして、各送信部１２ａ〜１２ｃの高周波発振器ＯＳＣに照射，注入する注入用アンテナＡｔが設けられている。また、ローカル信号ＬＯを生成する方向性結合器ＤＪ４は、基準信号生成部１６と注入用アンテナＡｔとを接続する伝送線上に設けられている。
【００５２】
なお、送信部１２ａ〜１２ｃを構成する高周波発振器ＯＳＣとしては、方向性結合器ＤＪｎから基準信号Ｆの供給を受けるために設けられていたスタブ２６（図２参照）を省略したものを用いてもよい。このように構成された本実施例の高周波回路１０ａでは、基準信号生成部１６にて生成され注入用アンテナＡｔを介して高周波発振器ＯＳＣに照射された基準信号Ｆは、高周波発振器ＯＳＣを構成するスタブや伝送線にて受信され、高周波発振器ＯＳＣの内部に注入される。
【００５３】
すると、高周波発振器ＯＳＣは、インジェクションロックにより、注入された基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを出力する。
このように、本参考例の高周波回路１０ａによれば、第１参考例の高周波回路１０と同様に、複数の送信信号Ｓをそれぞれ専用の高周波発振器ＯＳＣを用いて作成し、しかも、インジェクションロックを利用して各高周波発振器ＯＳＣの発振状態を制御し、また、基準信号Ｆを分岐してローカル信号ＬＯを生成し、更に、送信部１２ａ〜１２ｃを個別に起動／停止するようにされているので、第１参考例の高周波回路１０と全く同様の効果を得ることができる。
【００５４】
これらの効果に加えて、本参考例の高周波回路１０ａでは、注入用アンテナＡｔを用いて基準信号Ｆを電波にして高周波発振器ＯＳＣに注入しており、共通伝送線ＣＬや方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３が不要なため、回路構成が簡単となるだけでなく、送信部１２と基準信号生成部１６とを物理的に接続する必要がないため、回路のレイアウトの自由度が増大し、レイアウトの制約が多い装置に適用する場合にも柔軟に対応できる。
【００５５】
なお、本参考例では、高周波回路１０ａを受信部１４を含めて構成したが、受信部１４及び方向性結合器ＤＪ４を省略して、レーダ波の送信のみを行う高周波回路を構成してもよい。また、本参考例では、基準信号Ｆを方向性結合器ＤＪ４にて分岐することによりローカル信号ＬＯを生成しているが、この方向性結合器ＤＪの代わりに、注入用アンテナＡｔからの電波が照射される位置にインジェクションロック可能な高周波発振器を設け、この高周波発振器の出力をローカル信号ＬＯとしてミキサＭＩＸに供給するようにしてもよい。
【００５６】
この場合、受信部１４と基準信号生成部１６との間も物理的に接続する必要がないため、より回路のレイアウトの自由度が大きくなる。また、第１及び第２参考例の高周波回路１０，１０ａは、送信部１２を３つ備えているが、送信部１２の数はこれに限るものではなく、２つ或いは４つ以上備えていてもよい。
［第３参考例］
次に、第３参考例について説明する。
【００５７】
本参考例の高周波回路１０ｂは、第１参考例の高周波回路１０とは、一部構成が異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
図４に示すように、本参考例の高周波回路１０ｂには、第１参考例の高周波回路１０における送信部１２及び受信部１４の代わりに、３つの送受信部１８（１８ａ〜１８ｃ）が設けられ、ローカル信号ＬＯ生成用の方向性結合器ＤＪ４が削除されている。本参考例ではこの送受信部１８が高周波処理部に相当する。
【００５８】
そして、送受信部１８ａ〜１８ｃは、いずれも全く同一の構成をしており、送信信号Ｓを生成する高周波発振器ＯＳＣと、制御端子Ｔｃを介して入力される制御信号Ｃに従って起動／停止し、起動時には高周波発振器ＯＳＣにて生成された送信信号Ｓを増幅して、送信アンテナＡｓが接続される送信端子Ｔｓに出力する増幅器ＡＭＰｓと、高周波発振器ＯＳＣにて生成された送信信号Ｓの一部を分岐してローカル信号ＬＯを生成するローカル信号生成手段としての方向性結合器ＤＪｓと、受信アンテナＡｒが接続される受信端子Ｔｒからの受信信号Ｒに、方向性結合器ＤＪｓからのローカル信号ＬＯを混合することにより中間周波信号ＩＦを生成して出力端子Ｔｏから出力するＩＦ信号生成手段としてのミキサＭＩＸとを備えている。各送受信部１８ａ〜１８ｃの高周波発振器ＯＳＣは、それぞれ方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３を介して基準信号Ｆが供給されるように接続されている。
【００５９】
なお、本参考例の高周波発振器ＯＳＣでは、第１参考例において制御端子Ｔｃに接続されていた端子（図２参照）から常時に電力供給を受け、発振動作を常時行うように設定されている。また、制御信号Ｃによる増幅器ＡＭＰｓの起動／停止は、例えば、高周波発振器ＯＳＣの場合と同様に、制御信号Ｃによって電源供給を制御することで実現してもよいし、制御信号Ｃによって増幅率を変化させること、具体的には、ＨＥＭＴを用いて構成されていれば、そのゲートバイアスを変化させることで実現してもよい。
【００６０】
このように構成された本参考例の高周波回路１０ｂでは、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆが、共通伝送線ＣＬ，方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３を介して各送受信部１８ａ〜１８ｃの高周波発振器ＯＳＣに分配，注入される。このため、高周波発振器ＯＳＣは、インジェクションロックにより、注入された基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを出力する。
【００６１】
そして、制御信号Ｃにより送信信号Ｓの出力が許可されている（増幅器ＡＭＰｓが起動されている）送受信部１８でのみ、増幅器ＡＭＰｓにて増幅された送信信号Ｓが送信端子Ｔｓから出力され、送信端子Ｔｓに送信アンテナＡｓが接続されていれば、その送信アンテナＡｓからレーダ波として送出される。
【００６２】
この時、高周波発振器ＯＳＣにて生成された送信信号Ｓは、方向性結合器ＤＪｓにより一部分岐されてローカル信号ＬＯとしてミキサＭＩＸに供給され、ミキサＭＩＸは、このローカル信号ＬＯを受信端子Ｔｒから入力される受信信号Ｒに混合して中間周波信号ＩＦを生成し、出力端子Ｔｏから外部に出力する。
【００６３】
従って、本参考例の高周波回路１０ｂと、送信端子Ｔｓ及び受信端子Ｔｒに接続するアンテナＡｓ，Ａｒと、制御端子Ｔｃに印加する制御信号Ｃを生成すると共に、出力端子Ｔｏから出力される中間周波信号ＩＦを処理する信号処理装置とを組み合わせれば、簡単にレーダ装置を構成することができる。
【００６４】
以上説明したように、本参考例の高周波回路１０ｂによれば、送受信部１８毎に高周波発振器ＯＳＣが設けられており、この高周波発振器ＯＳＣの出力は２分岐されるだけであるため、送信信号Ｓの信号強度を大きく低下させてしまうことがなく、当該高周波回路１０をＭＭＩＣ化しても、送信信号Ｓの信号強度を十分に確保できる。
【００６５】
また、本参考例の高周波回路１０ｂでは、高周波発振器ＯＳＣのインジェクションロックを利用して、各送受信部１８にて生成される送信信号Ｓの周波数や位相を全て一致させているので、第１参考例の高周波回路１０の場合と同様に、本参考例の高周波回路１０ｂを用いて構成されたレーダ装置では、どの方向にある目標物体も均一な精度にて検出を行うことができる。
【００６６】
更に、本参考例の高周波回路１０ｂでは、各送受信部１８ａ〜１８ｃ毎に、制御端子Ｔｃが設けられ、個別に送信信号Ｓの出力を許可／禁止できるようにされているので、第１参考例の場合と同様に、送信したい方向のみ高周波発振器ＯＳＣを起動させれば、対応する方向以外からの受信されたレーダ波を、マルチパス等による不要な反射波として特定することができ、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００６７】
また更に、本参考例の高周波回路１０ｂでは、受信信号Ｒを処理するミキサＭＩＸについては、すべての送受信部１８のものが動作しているので、例えば、受信アンテナＡｒをレーダビームが互いに重なり合うように設定しておけば、複数の送受信部１８から同一目標物体についての出力（中間周波信号ＩＦ）を同時に得ることができ、これら出力の強度や位相を比較することにより、受信アンテナＡｒにて受信されたレーダ波の到来方向を精度よく検出することができる。
［第４参考例］
次に第４参考例について説明する。
【００６８】
本参考例の高周波回路１０ｃは、第３参考例の高周波回路１０ｂとは、一部構成が異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。即ち、図５に示すように、本参考例の高周波回路１０ｃでは、基準信号注入手段に相当する構成として、基準信号Ｆを伝送する共通伝送線ＣＬや各送受信部１８ａ〜１８ｃに基準信号Ｆを分配する方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３の代わりに、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆを電波にして、各送受信部１８ａ〜１８ｃの高周波発振器ＯＳＣに照射，注入する注入用アンテナＡｔが設けられている。
【００６９】
なお、送受信部１８ａ〜１８ｃを構成する高周波発振器ＯＳＣとしては、第２参考例と同様に、方向性結合器ＤＪｎから基準信号Ｆの供給を受けるために設けられていたスタブ２６（図２参照）を省略したものを用いてもよい。このように構成された本参考例の高周波回路１０ｃでは、基準信号生成部１６にて生成され注入用アンテナＡｔを介して高周波発振器ＯＳＣに照射された基準信号Ｆは、高周波発振器ＯＳＣを構成するスタブや伝送線路にて受信され、高周波発振器ＯＳＣの内部に注入される。
【００７０】
すると、高周波発振器ＯＳＣは、インジェクションロックにより、注入された基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相の送信信号Ｓを生成する。そして、その送信信号Ｓは、送信端子Ｔｓから出力されると共に、その一部は、同じ送受信部１８を構成するミキサＭＩＸに供給される。
【００７１】
このように、本参考例の高周波回路１０ｃによれば、第３参考例の高周波回路１０ｂとは、高周波発振器ＯＳＣへの基準信号Ｆの注入方法が異なる以外は、全く同様に構成されているので、第３参考例の高周波回路１０ｂ同様の効果を得ることができる。
【００７２】
それに加えて、本参考例の高周波回路１０ｃでは、第２参考例の高周波回路１０ａと同様に、注入用アンテナＡｔを用いて基準信号Ｆを電波にして高周波発振器ＯＳＣに注入しており、共通伝送線ＣＬや方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ３が不要なため、回路構成が簡単となるだけでなく、送受信部１８と基準信号生成部１６とを物理的に接続する必要がないため、回路のレイアウトの自由度が増大し、レイアウトの制約が多い装置に適用する場合にも柔軟に対応できる。
［第５参考例］
次に第５参考例について説明する。
【００７３】
本参考例の高周波回路１０ｄは、第３参考例の高周波回路１０ｂとは、送受信部の構成が一部異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
即ち、図６に示すように、本参考例の高周波回路１０ｄでは、各送受信部１９（１９ａ〜１９ｃ）は、ローカル信号生成手段に相当する構成として、方向性結合器ＤＪｓの代わりに、インジェクションロック可能な高周波発振器ＯＳＣｒを備えている。なお、この高周波発振器ＯＳＣｒは、送信信号Ｓを生成する高周波発振器ＯＳＣと全く同様に構成されたものであり、各送受信部１９ａ〜１９ｃの高周波発振器ＯＳＣｒは、それぞれ方向性結合器ＤＪ４〜ＤＪ６を介して基準信号が供給されるように接続されている。
このように構成された本参考例の高周波回路１０ｄでは、基準信号Ｆが注入されることによりインジェクションロックした高周波発振器ＯＳＣが、基準信号Ｆと同一周波数かつ同一位相のローカル信号を生成する以外は、第３参考例の高周波回路１０ｂと全く同様に動作する。
【００７４】
従って、本参考例の高周波回路１０ｄによれば、第３参考例の高周波回路１０ｂと全く同様の効果を得ることができる。それに加えて、本参考例の高周波回路１０ｄでは、送信信号Ｓが分岐されることがなく、しかも、個別の高周波発振器ＯＳＣｒにて信号強度の大きなローカル信号ＬＯをミキサＭＩＸに供給でき、ミキサＭＩＸでの変換利得を向上させることができるため、検出感度をより一層向上させることができる。
【００７５】
なお、本参考例では、送受信部１９ａ〜１９ｃを構成する高周波発振器ＯＳＣ，ＯＳＣｒは、いずれも共通伝送線ＣＬ及び方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ６を介して基準信号Ｆを注入するように構成されているが、第２参考例や第４参考例と同様に、共通伝送線ＣＬ、及び方向性結合器ＤＪ１〜ＤＪ６の代わりに、基準信号生成部１６にて生成された基準信号Ｆを電波として送受信部１９ａ〜１９ｃに照射，注入する注入用アンテナＡｔを設けてもよい。
［第６参考例］
次に第６参考例について説明する。
【００７６】
本参考例の高周波回路１０ｅは、第３参考例の高周波回路１０ｂとは構成が一部異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
即ち、図７に示すように、本参考例の高周波回路１０ｅは、送受信部１８ａ〜１８ｃのそれぞれに、伝送線をリング状に接続してなる信号分離手段としてのハイブリッドカプラ４０が接続されている。なお、本図では、図面を見やすくするため、一つの送受信部１８の周辺のみ示している。
【００７７】
このハイブリッドカプラ４０は、送受信兼用の共用アンテナＡｍが接続される送受信端子Ｔｍを備え、送受信部１８の送信端子Ｔｓから入力される送信信号Ｓを、送受信端子Ｔｍにのみ通過させ、また、この送受信端子Ｔｍから入力される受信信号Ｒを、送受信部１８の受信端子Ｔｒにのみ通過させるように構成された周知のものである。
【００７８】
このように構成された本参考例の高周波回路１０ｅを用いてレーダ装置を構成すれば、アンテナ数を削減できるため、装置を小型化できるだけでなく、各共用アンテナＡｍでは、レーダビームが送信時と受信時とで全く一致しているため、アンテナＡｍの能力を最大限に有効利用できる。
【００７９】
なお、本参考例では、第３参考例の高周波回路１０ｂにハイブリッドカプラ４０を適用したが、これに限らず、第４及び第５参考例にて説明した高周波回路１０ｃ，１０ｄ等のように、送信端子Ｔｓ及び受信端子Ｔｒをいずれも有する送受信部を備えたものであれば、同様に適用することができる。
【００８０】
また、本参考例では、ハイブリッドカプラ４０を用いているが、これと同様の動作が得られる、永久磁石を用いたサーキュレータやラットレース回路等を用いてもよい。
［第１実施例］
次に第１実施例について説明する。
本実施例の高周波回路１０ｆは、第３参考例の高周波回路１０ｂとは構成が一部異なるだけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成が相違する部分を中心に説明する。
【００８１】
即ち、本実施例の高周波回路１０ｆは、周波数が三角波状に連続的に変化するレーダ波を用いて目標物体の検出を行うＦＭＣＷ方式のレーダ装置に適用されるものであって、図８に示すように、送受信部１８ａ〜１８ｃを構成する高周波発振器ＯＳＣ、及び基準信号生成部１６を構成する高周波発振器ＯＳＣｆが、変調信号Ｍに従って、固有発振周波数を変化させることができるように構成されていると共に、この変調信号Ｍを生成する三角波発生器４２が設けられている。なお、図８では、図面を見やすくするため、送受信部１８を一つだけ示しているが、他の送受信部１８の高周波発振器ＯＳＣも同様に三角波発生器４２から変調信号Ｍの供給を受けるように構成されている。この三角波発生器４２及び該三角波発生器４２から高周波発振器ＯＳＣに変調信号Ｍを伝送する伝送線が周波数同期手段に相当する。
【００８２】
ここで、各送受信部１８を構成する高周波発振器ＯＳＣは、図９に示すように、図２を用いて先に説明した高周波発振器の構成に加えて、抵抗３６ａ，３６ｂ，３６ｃからなり、三角波発生器４２からの変調信号Ｍを分圧してなるバイアス電圧を、共振回路２２とコンデンサ２４との接続端に印加することにより、共振回路２２を介してＨＥＭＴ２０ａのゲートに印加するバイアス印加回路３６を備えている。但し、一端が伝送線２８ｂ及びコンデンサ３０の接続端に接続された抵抗３２の他端には、電源電圧或いは電源電圧を分圧してなる一定電圧が印加されている。
【００８３】
この高周波発振器ＯＳＣでは、変調信号Ｍ（の電圧値）に応じて、ＨＥＭＴ２０ａのゲート・ソース間に印加するバイアス電圧が変化し、これに伴ってゲート・ソース間容量が変化することにより固有発振周波数が変化し、ひいてはインジェクションロックが可能な周波数範囲（以下、ロック可能範囲という）が変化する。
【００８４】
なお、送受信部１６を構成する高周波発振器ＯＳＣｆは、スタブ２６が省略されている以外は、全く同様に構成されており、高周波発振器ＯＳＣ，ＯＳＣｆは、いずれも、同じ大きさの変調信号Ｍに対してほぼ同じ周波数で発振するように設定されている。
【００８５】
このように構成された本実施例の高周波回路１０ｆによれば、図１０（ａ）に示すように、基準信号Ｆ（即ち送信信号Ｓ）の周波数の変化と共に、この基準信号Ｆが注入される高周波発振器ＯＳＣのロック可能範囲が変化するため、基準信号Ｆの周波数変調幅がロック可能範囲より大きい場合でも確実にインジェクションロックを行うことができ、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置を構成する際に好適に用いることができる。
【００８６】
なお、図１０（ｂ）に示すように、基準信号Ｆの周波数変調幅が送受信部１８を構成する高周波発振器ＯＳＣのロック可能範囲より小さい場合は、高周波発振器ＯＳＣに変調信号Ｍを印加することなく、高周波発振器ＯＳＣの固有発振周波数を周波数変調幅の中心付近に固定して用いてもよい。
【００８７】
また、本実施例では、第３参考例の高周波回路１０ｂに三角波発生器４２を追加した構成について説明したが、この送信信号Ｓを生成する高周波発振器ＯＳＣの固有発振周波数を基準信号Ｆの周波数と同様に変化させる技術は、上述の他の参考例に適用してもよい。
【００８８】
また、第３ないし第５参考例の高周波回路１０ｂ〜１０ｄでは、送受信部１８，１９を３つ備えたものについて説明したが、送受信部１８，１９の数はこれに限るものではなく、２つ或いは４つ以上備えていてもよい。
［第７参考例］
次に、第１参考例の高周波回路１０を適用して構成したレーダ装置について説明する。
【００８９】
図１１（ａ）は本参考例のレーダ装置５０の全体構成を表すブロック図、図１１（ｂ）はそのアンテナ部を前方及び後方から見た斜視図である。
図１１（ａ）に示すように、本参考例のレーダ装置５０は、レーダ波を送信するアンテナ部５２と、図１に示された高周波回路１０の送信部１２をＭＭＩＣ化してなる送信部５４（５４ａ〜５４ｇ）を複数備えた高周波回路５６と、各送信部５４の制御端子Ｔｃに印加する制御信号Ｃを生成すると共に、高周波回路５６の出力端子Ｔｏから得られる中間周波信号ＩＦに基づいて、目標物体の検出を行う信号処理回路５８とを備えている。即ち、高周波回路５６は、第１実施例の高周波回路１０において送信部１２が増設された構成となっている。
【００９０】
このうち、アンテナ部５２は、図１１（ｂ）に示すように、平面アンテナＡ〜Ｇをレーダ波の走査方向に沿って直線的に配列してなるアレイアンテナ５２ａと、各送信部５４ａ〜５４ｇの送信端子Ｔｓから送出される送信信号Ｓの位相を調節して各平面アンテナＡ〜Ｇに分配する周知のロットマンレンズ５２ｂとからなり、高周波回路５６及び信号処理回路５８は、ロットマンレンズ５２ｂの裏面（平面アンテナＡ〜Ｈの取り付け面とは反対側）に取りつけられている。なお、各送信部５４の送信端子Ｔｓは、平面アンテナＡ〜Ｇと同様に、レーダ波の走査方向に沿って一列に配置されている。
【００９１】
そして、ロットマンレンズ５２ｂでは、送信部５４ａから入力された送信信号Ｓは、平面アンテナＡには最も位相遅れが小さく、逆に平面アンテナＧには最も位相遅れが大きくなるように伝達されると共に、その間の平面アンテナＢ〜Ｆには、Ｆ側になるほど位相遅れが等間隔で順次大きくなるように伝達される。このため、アレイアンテナ５２ａからは、アレイアンテナ５２ａの正面より平面アンテナＨ側に傾いた方向に平面波が放射されることになる。
【００９２】
一方、中央に配列された送信部５４ｄから入力された送信信号Ｓは、平面アンテナＡ〜Ｇのすべてに同じ位相遅れで伝達される。このため、アレイアンテナ５２ａからは、アレイアンテナ５２ａの正面に向けて平面波が放射されることになる。
【００９３】
従って、本参考例のレーダ装置５０によれば、制御信号Ｃを用いて、送信部５４の起動／停止を制御して、いずれか一つの送信部５４のみを順次起動させるように信号処理回路５８を構成すれば、送信ビームのスキャンを行うことができ、上述したように、マルチパス等の不要反射波を確実に除去可能な信頼性の高い検出を行うことができる。
【００９４】
また、本参考例のレーダ装置５０では、アンテナ部５２を平面アンテナＡ〜Ｇと、ロットマンレンズ５２ｂにより構成しているので、極めて薄型の装置を構成することができる。
なお、本参考例では、上記第１参考例の高周波回路１０を適用したレーダ装置について説明したが、これに限らず、上述したどの高周波回路１０ａ〜１０ｆを適用してもよい。
【００９５】
特に、送信部の代わりに送受信部を有する高周波回路１０ｂ〜１０ｄを適用した場合には、送信端子Ｔｓ用と受信端子Ｔｒ用とでアンテナ部５２を２組用意する必要がある。但し、送受信部にハイブリッドカプラ４０を追加してなる高周波回路１０ｅを適用した場合には、別途受信アンテナを設ける必要がなく１組のアンテナ部５２だけ設ければよい。
［第２実施例］
第７参考例のレーダ装置において、高周波回路１０の代わりに第１実施例の高周波回路１０ｆを適用したものが第２実施例のレーダ装置である。
［第８参考例］
次に第３参考例の高周波回路１０ｂを適用したレーダ装置６０について説明する。
【００９６】
図１２（ａ）は、本参考例のレーダ装置６０の外観を表す斜視図、図１２（ｂ）は、ビームの放射方向を表す説明図である。
図１２（ａ）に示すように、本参考例のレーダ装置６０は、図４に示した高周波回路１０ｂの送受信部１８をＭＭＩＣ化してなる送受信部６２、送信用及び受信用のためにそれぞれ設けられた一対のパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒが実装された基板６４を、複数個（本参考例では７個）一列に配列してなるキャリア６６と、送信用のパッチアンテナＰＡｓから放射されたレーダ波のビーム幅を絞ると共に、外部から入射されるレーダ波を受信用のパッチアンテナＰＡｒ上に収束させる誘電体レンズ６８とを備えている。
【００９７】
ここで、図１３（ａ）は、キャリア６６の正面図及びそのＸ−Ｘ断面図、図１３（ｂ）はキャリア６６の背面図である。図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、パッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒは、基板６４の一方の面に電波の入出射面が形成され、他方の面に給電面が形成されたものが用いられている。そして、基板６４の中央部に送受信部６２が実装され、この送受信部６２を挟んで両側にパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒが実装されている。この基板６４は、パッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒの入出射面が形成された側をキャリア６６の背面に対向させるようにして、キャリア６６に取り付けられている。
【００９８】
なお、キャリア６６には、各パッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒと対向する位置に、その入射面を露出させるための窓７６ａが形成されている。また、キャリア６６の背面には、基準信号Ｆを伝送する共通伝送線ＣＬの他、制御信号Ｃ，中間周波信号ＩＦを伝送するための伝送線群や、共通伝送線ＣＬから、基準信号Ｆの一部を分岐して送受信部６２に供給する方向性結合器ＤＪｎが実装され、更に、基準信号Ｆを生成する基準信号生成部１６（図示せず）も実装されている。つまり、キャリア６６上には、第３参考例の高周波回路１０ｂにおいて送受信部１８を増設した構成の高周波回路が実装されている。
【００９９】
このように構成されたキャリア６６は、誘電体レンズ６８の焦点位置近傍に、誘電体レンズ６８と平行に、且つレーダ波の走査方向に沿って各基板６４が並ぶように配置されている。そして、図１２（ｂ）に示すように、レーダ波の放射方向を正面として、正面に向かって最も右に配置された基板６４ａのパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒのビームは、誘電体レンズ６８の作用により、正面に向かって左に傾いた方向に放射され、また、中央に配置された基板６４ｄのパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒのビームは、正面に向かって放射される。即ち、各基板６４（６４ａ〜６４ｇ）は、その配置位置に応じて、それぞれ異なる方向にレーダ波を送受信するように構成されている。
【０１００】
以上説明したように、本参考例のレーダ装置６０によれば、基板６４の異なる面に放射面と給電面とが形成されるパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒを用いているので、基板６４の背面（給電面と同じ面）に、送受信部６２等を無理なく配置することができ、コンパクトな装置を構成することができる。
【０１０１】
また、本参考例のレーダ装置６０では、誘電体レンズ６８を用いることにより、キャリア６６に対する基板６４（即ちパッチアンテナＰＡｒ，ＰＡｓ）の取り付け角度を各基板６４毎に変化させることなく、レーダビームの放射方向をそれぞれ変化させているので、装置の作成を容易化できる。
［第９参考例］
次に第４参考例の高周波回路１０ｃを適用したレーダ装置について説明する。
【０１０２】
本実施例のレーダ装置７０は、第８参考例のレーダ装置６０とは、キャリア６６部分の構成が異なるだけであるため、このキャリア７６についてのみ説明する。なお図１４は、本参考例のレーダ装置におけるキャリア部分の正面図、及びそのＹ−Ｙ断面図である。
【０１０３】
図１４に示すように、本参考例のレーダ装置におけるキャリア７６は、図５に示した高周波回路１０ｃの送受信部１８をＭＭＩＣ化してなる送受信部７２、送信用及び受信用のためにそれぞれ設けられた一対のパッチアンテナＰＡｓ，ＰＡｒが実装された基板７４を複数備えており、これら基板７４は、第８参考例の場合と同様に、キャリア６６に取りつけられている。なお、キャリア７６の背面には、制御信号Ｃ，中間周波信号ＩＦを伝送するための伝送線群ＭＬのみが設けられている。
【０１０４】
そして、キャリア７６の後方（背面と対向する側）には、図５に示した高周波回路１０ｃの基準信号生成部１６をＭＭＩＣ化した回路７３と、注入用アンテナＡｔとしてのパッチアンテナＰＡｔとが実装された基板７５を取りつけてなる第２のキャリア７７が配置されている。なお、基板７５は、第２のキャリア７７の背面に取り付けられており、第２のキャリア７７には、パッチアンテナＰＡｔと対向する部分に、これを露出させるための窓７７ａが設けられている。
【０１０５】
更に、キャリア７６と第２のキャリア７７との間には、金属板等からなり電波の通過を阻止する遮蔽手段としての遮蔽板８０が設けられている。但し、遮蔽板８０には、図１４（ａ）に示すように、送受信部７２中の高周波発振器ＯＳＣの実装位置と対向する部分に、第２のキャリア７７からの電波（基準信号Ｆ）を通過させるための開口部８０ａが設けられている。
【０１０６】
また、第２のキャリア７７に形成された窓７７ａは、図１４（ｂ）に示すように、送受信部７２を実装する基板７４の配列方向に電波が広がるよう横長に形成されている。
このように構成された本参考例のレーダ装置７０では、第２のキャリア７７のパッチアンテナＰＡｔから放射された電波（基準信号Ｆ）は、遮蔽板８０により制限され、高周波発振器ＯＳＣのみに照射されるため、ミキサＭＩＸ等に照射されてミキサＭＩＸが飽和する等の不都合が生じてしまうことがなく、装置の信頼性を向上させることができる。
【０１０７】
なお、本参考例では、第４参考例の高周波回路１０ｃを適用したレーダ装置について説明したが、上述の遮蔽板８０は、これに限らず、注入用アンテナＡｔを用いて電波により基準信号Ｆを高周波回路に注入するように構成されてさえいれば、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図２】 高周波発振器の詳細な構成を表す回路図である。
【図３】 第２参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図４】 第３参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図５】 第４参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図６】 第５参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図７】 第６参考例の高周波回路の概略構成図である。
【図８】 第１実施例の高周波回路の概略構成図である。
【図９】 高周波発振器の詳細な構成を表す回路図である。
【図１０】 第１実施例の高周波回路の動作を表す説明図である。
【図１１】 第７参考例のレーダ装置の構成を表すブロック図、及び斜視図である。
【図１２】 第８参考例のレーダ装置の構成を表す説明図である。
【図１３】 キャリアの正面図、背面図、及び断面図である。
【図１４】 第９参考例のレーダ装置におけるキャリアの正面図、及び断面図である。
【図１５】 遮蔽板の形状、及び基準波送出部の構成を外観を表す説明図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ〜１０ｆ，５６…高周波回路１２（１２ａ〜１２ｃ），５４（５４ａ〜５４ｄ）…送信部１４（１４ａ〜１４ｃ）…受信部 １６，７３…基準信号生成部１６（１６ａ〜１６ｃ），１８（１８ａ〜１８ｃ），１９（１９ａ〜１９ｃ），６２，７２…送受信部 ２０…負性抵抗回路 ２２…共振回路２４，３０…コンデンサ ２６…スタブ ２８…出力整合回路３２…抵抗 ３６…バイアス印加回路 ４０…ハイブリッドカプラ４２…三角波発生器 ５０，６０，７０…レーダ装置 ５２…アンテナ部５２ａ…アレイアンテナ ５２ｂ…ロットマンレンズ５８…信号処理回路 ６４（６４ａ〜６４ｄ），７４，７５…基板６６…キャリア ６８…誘電体レンズ ７６，７７…キャリア７６ａ，７７ａ…窓 ８０…遮蔽板 ８０ａ…開口部Ａ〜Ｇ…平面アンテナ ＡＭＰｆ，ＡＭＰｓ…増幅器Ａｍ…共用アンテナ Ａｒ…受信アンテナ Ａｓ…送信アンテナＡｔ…注入用アンテナ ＣＬ…共通伝送線 ＭＬ…伝送線群ＤＪｎ（ＤＪ１〜ＤＪ６），ＤＪｓ…方向性結合器 ＭＩＸ…ミキサＯＳＣ，ＯＳＣｆ，ＯＳＣｒ…高周波発振器ＰＡｒ，ＰＡｓ，ＰＡｔ…パッチアンテナ Ｔｓ…送信端子Ｔｒ…受信端子 Ｔｍ…送受信端子 Ｔｃ…制御端子 Ｔｏ…出力端子
Claims (5)
- 送信アンテナに供給されレーダ波として送出される送信信号を生成するための高周波発振器を少なくとも含んだ高周波処理部を複数備えるＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路において、
前記送信信号の周波数を規定するための基準信号を生成する基準信号生成手段と、
該基準信号生成手段にて生成された基準信号を、前記高周波処理部のそれぞれに注入する基準信号注入手段と、
前記基準信号の周波数の増減に同期して、前記高周波発振器の固有発振周波数を増減させる周波数同期手段と、
を備え、前記高周波発振器として、前記基準信号が注入されると、注入同期現象により発振周波数が前記基準信号の周波数にロックするものを用いると共に、
前記基準信号生成手段は、三角波発生器により生成された変調信号によって、前記基準信号の周波数を三角波状に連続的に変化させ、前記周波数同期手段は、前記変調信号によって、前記高周波発振器の固有発振周波数を増減させるように構成されていることを特徴とするＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路。 - 請求項１記載のＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路において、
前記各送信信号生成手段は、前記送信信号の生成を個別に起動停止可能に構成されていることを特徴とするＦＭＣＷレーダ装置の高周波回路。 - 請求項１または請求項２記載の高周波回路と、
該高周波回路に接続され、前記送信アンテナ，受信アンテナ，或いは共用アンテナのいずれかとして使用されるレーダ用アンテナと、
を備えたＦＭＣＷレーダ装置において、
前記レーダ用アンテナが、
複数の素子アンテナを直線的に配列してなるアレイアンテナと、
各高周波処理部からの信号の入射位置によって、前記アレイアンテナから異なる方向へ平面波が放射されるよう前記各素子アンテナに分配される信号の位相を変化させるロットマンレンズと、
からなることを特徴とするＦＭＣＷレーダ装置。 - 請求項１または請求項２記載の高周波回路と、
該高周波回路に接続され、前記送信アンテナ，受信アンテナ，或いは共用アンテナのいずれかとして使用されるレーダ用アンテナと、
を備えたＦＭＣＷレーダ装置において、
前記レーダ用アンテナが、
レーダ波を収束する誘電体レンズと、
該誘電体レンズの焦点位置付近に、レーダ波の走査方向に沿って配置された複数のパッチアンテナと、
からなり、前記高周波回路の送信信号出力端毎又は受信信号入力端毎或いは送受信信号入出力端毎に、前記パッチアンテナが設けられていることを特徴とするＦＭＣＷレーダ装置。 - 請求項４記載のＦＭＣＷレーダ装置において、
前記パッチアンテナは、該パッチアンテナが形成された基板のいずれか一方の面側から給電され、いずれか他方の面側からレーダ波を放射するよう構成されていることを特徴とするＦＭＣＷレーダ装置。
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