JP4776225B2 - 高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置 - Google Patents

高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4776225B2
JP4776225B2 JP2004373177A JP2004373177A JP4776225B2 JP 4776225 B2 JP4776225 B2 JP 4776225B2 JP 2004373177 A JP2004373177 A JP 2004373177A JP 2004373177 A JP2004373177 A JP 2004373177A JP 4776225 B2 JP4776225 B2 JP 4776225B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
transmission line
line
frequency signal
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004373177A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006180337A5 (ja
JP2006180337A (ja
Inventor
信樹 平松
裕司 岸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2004373177A priority Critical patent/JP4776225B2/ja
Publication of JP2006180337A publication Critical patent/JP2006180337A/ja
Publication of JP2006180337A5 publication Critical patent/JP2006180337A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4776225B2 publication Critical patent/JP4776225B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

Landscapes

  • Waveguide Connection Structure (AREA)
  • Waveguides (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

本発明は、集積回路,レーダモジュール等に組み込まれ、高周波信号を伝送する高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器に関するものである。
また、本発明は、その高周波送受信器を具備するレーダ装置に関するものである。
従来、マイクロ波やミリ波の高周波信号を伝送させるための高周波用伝送線路としては金属導波管が多く用いられてきたが、近年の高周波モジュールの小型化の要求により、誘電体線路を高周波信号の導波路として用いた高周波モジュールが開発されている。中でも、高周波信号の伝送損失の少ない非放射性誘電体線路(NonRadiative Dielectric Waveguideで、以下、NRDガイドともいう。)が注目されている。
このNRDガイドの基本構成を図11に部分破断斜視図で示す。同図に示すように、所定の間隔aをもって平行に配置された平板導体51,52の間に、断面形状が長方形等の矩形状の誘電体線路53を配置した構成であり、この間隔aが高周波信号の波長λに対してa≦λ/2であれば、外部から誘電体線路53へのノイズの侵入をなくし、かつ外部への高周波信号の放射をなくして、誘電体線路53中で高周波信号を効率良く伝搬させることができる。なお、高周波信号の波長λは使用周波数における空気中(自由空間)での波長である。
また、一方、例えばマイクロ波モノリシック集積回路(MMIC)の分野においては、高周波用伝送線路としてマイクロストリップ線路やコプレーナ線路等のいわゆるTEM伝送線路が多用されている。
以上のような高周波用伝送線路においては、2つの接続部の間に接続される高周波用伝送線路の線路長を、伝送する高周波信号の波長の4分の1の奇数倍とすればよいことが広く知られている(例えば、特許文献1〜特許文献5を参照。)。
また、従来の高周波送受信器の例は、例えば、特許文献6および特許文献7に開示されている。
また、従来のレーダ装置およびそれを搭載したレーダ装置搭載車両の例は、例えば、特許文献8に開示されている。
実開平5−051305号公報 特開平5−063597号公報 特開平9−139601号公報 特開2004−146919号公報 特開2002−016405号公報 特開平7−077576号公報 特開2000−258525号公報 特開2003−035768号公報
しかしながら、特許文献1〜特許文献5に開示されているような従来の高周波用伝送線路では、他の高周波用伝送線路等との接続部で高周波信号が反射する際に、実際には、高周波信号の位相の進み方が変化するために、このような位相の変化がないという前提のもとで線路長を透過特性が良好となるように上記の設定としたのでは、高周波用伝送線路の入力端で反射して入力側に戻る高周波信号と高周波用伝送線路の出力端で反射して入力側に戻る高周波信号とが逆位相からずれて合波されることとなるので、高周波用伝送線路の入力側に戻る高周波信号を十分に抑制することができないために高周波用伝送線路を透過する高周波信号の透過特性が十分に良好なものとすることができないという問題点があった。
また、従来の高周波用伝送線路を用いた高周波送受信器では、高周波用伝送線路の透過特性が不安定となったり、透過損失が大きくなったりする等して送信出力や内部で使用するローカル信号が不安定となるために送受信を安定に行なうことができないことがあるという問題点があった。
本発明は従来の技術における以上のような改善が望まれる問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、接続部で反射する高周波信号が十分に抑制されることにより高周波信号の透過特性が改善された高周波用伝送線路を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、送信出力や内部で使用するローカル信号を安定に伝送して動作することができる高性能な高周波送受信器を提供することにある。
また、本発明のさらに別の目的は、その高性能な高周波送受信器を具備するレーダ装置を提供することにある。
本発明の高周波用伝送線路は、高周波信号を伝送する高周波用伝送線路であって、第1の伝送線路と、マイクロ波モノリシック集積回路基板上に設けられたストリップ導体層である第2の伝送線路と、誘電体基板上に設けられたストリップ導体層である第3の伝送線路であって、前記第1の伝送線路との間に第1の接続部を介して接続されるとともに、第2の伝送線路との間に第2の接続部を介して接続された第3の伝送線路と、を有し、前記第1〜第3の伝送線路は、互いに分割され不連続となっているとともに、特性インピーダンスが1つの所定値に設定されており、前記第2の接続部は、前記高周波信号の波長の4分の1よりも長さが短いワイヤボンドであり、前記マイクロ波モノリシック集積回路基板は、前記誘電体基板に実装されている。さらに、前記第3の伝送線路を伝搬する高周波信号の波長をλとし、nを自然数とすると、前記第3の伝送線路の線路長を(2n−1)λ/4に設定した際の、前記第1の伝送線路から前記第3の伝送線路の入力端に入射される高周波信号のうち、前記入力端側で反射して前記第1の伝送線路に漏洩する信号の反射点と前記入力端との見かけ上の間隔をL1、前記ワイヤボンドを所定の形状とした際の前記第3の伝送線路の出力端側で反射して前記第1の伝送線路に漏洩する信号の反射点と前記出力端との見かけ上の間隔をL2として、前記第3の伝送線路線路長を(2n−1)λ/4−(L1+L2)に設定したことを特徴とするものである。

また、本発明の第1の高周波用伝送線路は、上記構成において、前記接続部の少なくとも1つは、前記高周波信号の波長の4分の1よりも長さが短いワイヤボンドであることを特徴とするものである。
本発明の第2の高周波用伝送線路は、高周波信号の波長の2分の1以下の間隔で平行に配置した平板導体間に、第1、第2および第3の誘電体線路が配置されるとともに前記第1および第2の誘電体線路の間に間隔をおいて前記第3の誘電体線路が接続されて配置されており、該第3の誘電体線路は、線路長を、前記第1の誘電体線路から前記第3の誘電体線路の入力端へ入力される高周波信号のうち、前記第3の誘電体線路の前記入力端側の接続部で反射して前記第1の誘電体線路に漏洩する一部の高周波信号をWa、前記第3の誘電体線路の出力端側の接続部で反射して前記Waと同じく前記第1の誘電体線路に漏洩する他の一部の高周波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=±πとなるように設定したことを特徴とするものである。
また、本発明の第2の高周波用伝送線路は、上記構成において、前記第1,第2および第3の誘電体線路は、前記平板導体との間に介在させた金属シートに少なくとも1つが他よりも深くめり込んでいることを特徴とするものである。
本発明の第1の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、該高周波発振器に第1の高周波伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号として出力し、他方の出力端にローカル信号として出力する分岐器と、磁性体の周囲に第1の端子,第2の端子および第3の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記分岐器の前記一方の出力端に前記第1の端子が第2の高周波伝送線路で接続されたサーキュレータと、該サーキュレータの前記第2の端子に第3の高周波伝送線路で接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第3の端子との間に第4の高周波伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力された前記ローカル信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記第1の高周波伝送線路は上記各構成の本発明の高周波用伝送線路であることを特徴とするものである。
本発明の第2の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、該高周波発振器に第1の高周波伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号として出力し、他方の出力端にローカル信号として出力する分岐器と、該分岐器の前記一方の出力端に入力端が第2の高周波伝送線路で接続された、出力端側に前記送信用高周波信号を出力するアイソレータと、該アイソレータの前記出力端に第3の高周波伝送線路で接続された、前記送信用高周波信号を送信する送信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端側に第4の高周波伝送線路で接続された受信アンテナと、該受信アンテナと前記分岐器の前記他方の出力端との間に第5の高周波伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記第1の高周波伝送線路は上記各構成の本発明の高周波用伝送線路であることを特徴とするものである。
また、本発明のレーダ装置は、上記本発明の第1および第2のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することを特徴とするものである。
本発明の第1の高周波用伝送線路によれば、第1および第2の伝送線路の間に接続部を介して第3の伝送線路が接続されており、前記第3の伝送線路は、線路長を、前記第1の伝送線路から前記第3の伝送線路の入力端へ入力される高周波信号のうち、前記第3の伝送線路の前記入力端側の前記接続部で反射して前記第1の伝送線路に漏洩する一部の高周波信号をWa、前記第3の伝送線路の出力端側の前記接続部で反射して前記Waと同じく前記第1の伝送線路に漏洩する他の一部の高周波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=±πとなるように設定したことから、WaとWbとの位相差δがδ=±πとなるため、接続部で高周波信号が反射する際に高周波信号の位相の進み方が変化するのに対しても、第1の伝送線路に漏洩する上記2つの一部の高周波信号を確実に互いに丁度逆位相にして、効果的に互いが打ち消し合うようにすることができるので、第1の伝送線路から第2の伝送線路に第3の伝送線路を通して透過する高周波信号の透過特性を良好にすることができる高周波用伝送線路となる。
また、本発明の第1の高周波用伝送線路は、前記接続部の1つが、前記高周波信号の波長の4分の1よりも長さが短いワイヤボンドであるので、ワイヤボンドが、第3の伝送線路と第2の伝送線路との間に段差や分離部等の不連続部があっても両者を適切に接続する働きをするとともに、ワイヤボンドが、集中定数として取り扱うことができる長さであることから、接続された接続部における高周波信号の位相変化を第3の伝送線路の線路長の補正用の値として予め与えて位相差δが±πとなるように適切に設定することができるため、第3の伝送線路と第2の伝送線路との間に段差や分離部等の不連続部があっても第1の伝送線路から第2の伝送線路に第3の伝送線路を通して透過する高周波信号の透過特性を良好にすることができる高周波用伝送線路となる。
本発明の第2の高周波用伝送線路によれば、高周波信号の波長の2分の1以下の間隔で平行に配置した平板導体間に、第1,第2および第3の誘電体線路が配置されるとともに前記第1および第2の誘電体線路の間に間隔をおいて前記第3の誘電体線路が接続されて配置されており、前記第3の誘電体線路は、線路長を、前記第1の誘電体線路から前記第3の誘電体線路の入力端へ入力される高周波信号のうち、前記第3の誘電体線路の前記入力端側の接続部で反射して前記第1の誘電体線路に漏洩する一部の高周波信号をWa、前記第3の誘電体線路の出力端側の接続部で反射して前記Waと同じく前記第1の誘電体線路に漏洩する他の一部の高周波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=±πとなるように設定したことから、WaとWbとの位相差δがδ=±πとなるため、接続部で高周波信号が反射する際に高周波信号の位相の進み方が変化するのに対しても、第1の誘電体線路に漏洩する上記2つの一部の高周波信号を確実に互いに丁度逆位相にして、効果的に互いが打ち消し合うようにすることができるので、第1の誘電体線路から第2の誘電体線路に第3の誘電体線路を通して透過する高周波信号の透過特性を良好にすることができる高周波用伝送線路となる。また、複数の誘電体線路を接続することにより高周波用伝送線路を構成しても接続部における透過特性を良好なものとすることができることから、個々の誘電体線路は形状が比較的単純なものとすることができるため、製造時に誘電体線路が応力等により破壊されることが少なくなったり設計変更への対応が容易になったりするといった効果がある。
また、本発明の第2の高周波用伝送線路によれば、前記第1,第2および第3の誘電体線路は、前記平板導体との間に介在させた金属シートに少なくとも1つが他よりも深くめり込んでいるときには、第1,第2および第3の誘電体線路のそれぞれの高さに製造時のばらつきがあっても金属シートがそのばらつきを吸収して第1,第2および第3の誘電体線路のそれぞれにしっかりと密着する働きをするため、第1,第2および第3の誘電体線路のいずれからも高周波信号が放射しないようにすることができるので、より確実に第1の誘電体線路から第2の誘電体線路に第3の誘電体線路を通して透過する高周波信号の透過特性を良好にすることができる高周波用伝送線路となる。
本発明の第1の高周波送受信器によれば、高周波用伝送線路の透過特性が安定であり、送信出力や内部で使用するローカル信号が安定となるため、受信側で識別しやすい良好な高周波信号を送信する高性能な高周波送受信器となる。
本発明の第2の高周波送受信器によれば、送受別体のアンテナを用いた高周波送受信器においても、高周波用伝送線路の透過特性が安定であり、送信出力や内部で使用するローカル信号が安定となるため、受信側で識別しやすい良好な高周波信号を送信する高性能な高周波送受信器となる。
本発明のレーダ装置によれば、上記本発明の第1および第2のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することから、高周波送受信器が、受信側で識別しやすい良好な高周波信号を送信するため、速く確実に探知対象物を探知することができるとともに至近距離や遠方の探知対象物をも確実に探知することができるレーダ装置となる。
本発明の高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器、その高周波送受信器を具備するレーダ装置ならびにそのレーダ装置を備えたレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶について以下に詳細に説明する。
初めに、本発明の第1および第2の高周波用伝送線路、ならびに第1および第2の高周波送受信器について、図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。
図1は本発明の第1の高周波用伝送線路の実施の形態の一例を示す模式的な図であり、(a)はブロック回路図、(b)は断面図である。また、図2は本発明の第2の高周波用伝送線路の実施の形態の一例を模式的に示す斜視図である。また、図3(a),(b)は本発明の第2の高周波用伝送線路の実施の形態の他の例を模式的に示す断面図である。また、図4および図5は、それぞれ本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図および平面図である。また、図6および図7は、それぞれ本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図および平面図である。また、図8および図9は、それぞれ本発明の第1および第2の高周波送受信器の実施の形態の他の例を模式的に示すブロック回路図である。また、図10は本発明のレーダ装置の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。
図1において、1,2および3はそれぞれ第1,第2および第3の伝送線路としてのマイクロストリップ線路、4は誘電体基板、4aおよび4bはそれぞれ誘電体基板4の下面および上面に形成された、マイクロストリップ線路1,2の構成要素であるストリップ導体層、4cは誘電体基板4に形成された、ストリップ導体層4a,4b間を接続する貫通導体、5はマイクロ波モノリシック集積回路(MMIC)基板、5aはMMIC基板5上に形成された、マイクロストリップ線路3の構成要素であるストリップ導体層、6はストリップ導体層4b,5a間を接続するワイヤボンドである。
また、図2および図3において、7,8は平板導体、9は誘電体線路であり、9a,9bおよび9cはそれぞれ第1、第2および第3の誘電体線路である。また、7a,8aは接着材層、8bは金属シートである。
また、図4〜図10において、11は高周波発振器、12は分岐器、13は変調器、14はサーキュレータ、15は送受信アンテナ、16はミキサー、17はスイッチ、18はアイソレータ、18aおよび18bはそれぞれアイソレータ18の入力端および出力端、19は送信アンテナ、20は受信アンテナ、21,31は平板導体、22,32は第1の誘電体線路、23,33は第2の誘電体線路、24,34は第3の誘電体線路、25,35は第4の誘電体線路、36は第5の誘電体線路、27,37は磁性体としてのフェライト板、14a,27a,37aは第1の端子、14b,27b,37bは第2の端子、14c,27c,37cは第3の端子、24a,35a,36aは無反射終端器である。なお、図5および図7において上側の平板導体は図示していない。
図1に示す本発明の第1の高周波用伝送線路の実施の形態の一例は、第1および第2の伝送線路としてのマイクロストリップ線路1,2の間に接続部1a,2aを介して第3の伝送線路としてのマイクロストリップ線路3が接続されており、マイクロストリップ線路3は、線路長Dを、マイクロストリップ線路1からマイクロストリップ線路3の入力端3aへ入力される高周波信号のうち、マイクロストリップ線路3の入力端3a側の接続部1aで反射してマイクロストリップ線路1に漏洩する一部の高周波信号をWa、第3の伝送線路3の出力端3b側の接続部2aで反射してWaと同じくマイクロストリップ線路1に漏洩する他の一部の高周波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=±πとなるように設定した構成である。
より具体的には、マイクロストリップ線路1,3は、例えば図1(b)に断面図で示すように、通称FR−4等のプリント基板である誘電体基板4の上面および下面にストリップ導体層4a,4bが形成されたものであり、ストリップ導体層4a,4bはスルーホール導体等の貫通導体4cで接続されている。また、マイクロストリップ線路2は、例えば砒化ガリウム(GaAs)製のMMIC基板5上にストリップ導体層5aが形成されたものである。また、ストリップ導体層4bおよびストリップ導体層5aは、端部がワイヤボンドにより接続されている。また、ストリップ導体層4a,4b,5aの幅、誘電体基板4の厚さおよびMMIC基板5の厚さは、特性インピーダンスが例えば50Ω等の所定値になるように設定されている。
そして、マイクロストリップ線路3は、ストリップ導体層4bの線路長Dが、接続部1aで反射してストリップ導体層4aに漏洩する高周波信号Waと、接続部2aで反射してストリップ導体層4aに漏洩する高周波信号Wbとの位相差δがδ=±πとなるように設定する。このように位相差δを設定するには、例えば、WaとWbとが合波してマイクロストリップ線路1から出力される高周波信号の強度はA・sinδ(Aは比例係数である。)に従って変化し、δ=±πのときに極大値をとるから、ストリップ導体層4bの線路長Dを変化させて、そのいくつかについてマイクロストリップ線路1から入力した高周波信号の反射特性S11を測定し、その測定値を横軸が間隔D、縦軸がS11である線図上にプロットした後、このプロット上に正弦曲線をフィッティングさせ、そのフィッティング曲線が極大となるところから、位相差δがδ=±πとなる線路長Dを設定すればよい。なお、線路長Dは、マイクロストリップ線路1,2間を透過する高周波信号の透過特性S21を測定してその測定値の極小値から設定しても構わない。
なお、一般的には、このような線路長Dは、D=(2n−1)λ/4(ただしnは、自然数、λはマイクロストリップ線路3を伝搬する高周波信号の波長である。)とすればよいことが知られているが、実際には、高周波信号が接続部1a,2aで反射される際に、その高周波信号の位相が進んだり遅れたりして、見かけ上、反射点がマイクロストリップ線路3の両端である接続部1aおよび接続部2aから、それぞれLおよびLだけずれてしまうため、接続部1aで反射してストリップ導体層4aに漏洩する高周波信号Waと、接続部2aで反射してストリップ導体層4aに漏洩する高周波信号Wbとが、大抵は、丁度逆位相とならず、これらを合波させてもこれらを十分に減衰させることはできない。接続部1aで反射してストリップ導体層4aに漏洩する高周波信号Waと、接続部2aで反射してストリップ導体層4aに漏洩する高周波信号Wbとを丁度逆位相にするには、上記線路長Dから、マイクロストリップ線路3の両端である接続部1aからの長さおよび接続部2aからの長さである、それぞれLおよびLだけ補正したD=(2n−1)λ/4−(L+L)とする必要があるが、そのようにするには、上記のようにこれら高周波信号の位相差δがδ=±πとなるように線路長Dを設定すれば、確実に、接続部1aで反射してストリップ導体層4a(マイクロストリップ線路1)に漏洩する高周波信号Waと、接続部2aで反射してストリップ導体層4a(マイクロストリップ線路1)に漏洩する高周波信号Wbとを丁度逆位相にすることができる。
また、図1(b)に断面図で示すように、誘電体基板4上にMMIC基板5を実装するような場合には、双方とも同じ種類の伝送線路であるマイクロストリップ線路を用いても、接続部2aのような不連続部が生じてしまうが、マイクロストリップ線路3,2間の接続用の線路導体としてワイヤボンド6を用いることにより、そのような不連続部である接続部2aがあっても、マイクロストリップ線路3,2間を適切に接続することができるとともに他の接続部1aとの伝送線路上における位置関係を線路長Dにより規定する本発明の趣旨が適用されるため、ワイヤボンド6のインダクタンスにより接続部2aで反射する高周波信号の位相が変化しても接続部2aで反射してストリップ導体層4a(マイクロストリップ線路1)に漏洩する高周波信号Wbを、そのWbに対して位相が丁度逆位相となる接続部1aで反射してストリップ導体層4a(マイクロストリップ線路1)に漏洩する高周波信号Waで打ち消して小さくすることができる。また、集中定数であるワイヤボンド6のインダクタンスは、ループ形状等の一定の形状に対して、電磁界シミュレーション等やインピーダンスアナライザ等による実測から予め知ることができるから、そのようにして得た集中定数であるインダクタンスから位相変化に対する補正長Lを補正値として線路長Dを補正するようにすればよい。
なお、この例においては、第1,第2および第3の伝送線路としてマイクロストリップ線路について例示したが、第1,第2および第3の伝送線路は、ストリップ線路,コプレーナ線路,グランド付きコプレーナ線路,スロット線路,同軸線路,導波管および誘電体導波管等の他の伝送線路にも適用することができる。また、第1,第2および第3の伝送線路は、それぞれが異なる種類かまたは異なる寸法の伝送線路であっても構わず、それら異なる種類または異なる寸法の伝送線路間の接続部では必然的に特性インピーダンスの不連続部が形成される。このような不連続部も本発明でいう「接続部」とみることができる。また、接続部1a,2aとしては、スルーホール導体やワイヤボンド以外にも、特性インピーダンスの不連続部を形成する線路導体であって、長さがλ/4よりも短くて集中定数として取り扱えるようなものでもよい。また、接続部1a,2aとしては、コンデンサ,インダクタ,抵抗,ダイオードおよびトランジスタ等の集中定数素子としての電子部品が接続された部位でも構わない。
図1に示す本発明の第1の高周波用伝送線路によれば、WaとWbとの位相差δがδ=±πとなるため、接続部1a,2aで高周波信号が反射する際に高周波信号の位相の進み方が変化するのに対しても、第1の伝送線路としてのマイクロストリップ線路1に漏洩する上記2つの一部の高周波信号を確実に互いに丁度逆位相にして、効果的に互いが打ち消し合うようにすることができるので、第1の伝送線路としてのマイクロストリップ線路1から第2の伝送線路としてのマイクロストリップ線路2に第3の伝送線路としてのマイクロストリップ線路3を通して透過する高周波信号の透過特性を良好にすることができるものとなる。また、接続部1a,2aの少なくとも1つ(この例では接続部2a)が高周波信号の波長の4分の1よりも長さが短いワイヤボンド6であるときには、ワイヤボンド6が、第3の伝送線路としてのマイクロストリップ線路3と第2の伝送線路としてのマイクロストリップ線路2との間に段差や分離部等の不連続部があっても両者を適切に接続する働きをするとともに、ワイヤボンド6が、集中定数として取り扱うことができる長さであることから、接続された接続部2aにおける高周波信号の位相変化を第3の伝送線路としてのマイクロストリップ線路3の線路長Dの補正用の値として予め与えて位相差δが±πとなるように適切に設定することができるため、第3の伝送線路としてのマイクロストリップ線路3と第2の伝送線路としてのマイクロストリップ線路2との間に段差や分離部等の不連続部があっても第1の伝送線路としてのマイクロストリップ線路1から第2の伝送線路としてのマイクロストリップ線路2に第3の伝送線路としてのマイクロストリップ線路3を通して透過する高周波信号の透過特性を良好にすることができるものとなる。
次に、図2に示す本発明の第2の高周波用伝送線路の実施の形態の一例は、高周波信号の波長の2分の1以下の間隔で平行に配置した平板導体7,8間に、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cが配置されるとともに第1および第2の誘電体線路9a,9bの間に間隔Lをおいて第3の誘電体線路9cが接続されており、第3の誘電体線路9cは、線路長Laを、第1の誘電体線路9aから第3の誘電体線路9cの入力端9c1へ入力される高周波信号のうち、第3の誘電体線路9cの入力端9c1側の接続部9a1で反射して第1の誘電体線路9aに漏洩する一部の高周波信号をWa、第3の誘電体線路9cの出力端9c2側の接続部9b1で反射してWaと同じく第1の誘電体線路9aに漏洩する他の一部の高周波信号をWbとし、これらWaとWbとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ=±πとなるように設定した構成である。なお、図2に示す本発明の第2の高周波用伝送線路は非放射性誘電体線路(NRDガイド)を構成していることは言うまでもない。
上記構成において、第1,第2および第3の誘電体線路は、図1に示す例における第1,第2および第3の伝送線路に相当するものであり、図1に示す本発明の第1の高周波用伝送線路と同様に、第3の誘電体線路9cは、線路長Laが、接続部9a1で反射して第1の誘電体線路9aに漏洩する高周波信号Waと、接続部9b1で反射して第1の誘電体線路9aに漏洩する高周波信号Wbとの位相差δがδ=±πとなるように設定する。このように位相差δを設定するには、例えば、WaとWbとが合波して第1の誘電体線路9aから出力される高周波信号の強度はA・sinδ(Aは比例係数である。)に従って変化し、δ=±πのときに極大値をとるから、第3の誘電体線路9cの線路長Laを変化させて、そのいくつかについて第1の誘電体線路9aから入力した高周波信号の反射特性S11を測定し、その測定値を横軸が間隔D、縦軸がS11である線図上にプロットした後、このプロット上に正弦曲線をフィッティングさせ、そのフィッティング曲線が極大となるところから、位相差δがδ=±πとなる線路長Laを設定すればよい。なお、線路長Laは、第1および第2の誘電体線路9a,9b間を透過する高周波信号の透過特性S21を測定してその測定値の極小値から設定しても構わない。
図2に示す本発明の第2の高周波用伝送線路によれば、上記構成とすることから、図1に示す本発明の第1の高周波用伝送線路と同様の作用効果を有するものとなる。すなわち、WaとWbとの位相差δがδ=±πとなるため、接続部9a1,9b1で高周波信号が反射する際に高周波信号の位相の進み方が変化するのに対しても、第1の誘電体線路9aに漏洩する上記2つの一部の高周波信号を確実に互いに丁度逆位相にして、効果的に互いが打ち消し合うようにすることができるので、第1の誘電体線路9aから第2の誘電体線路9bに第3の誘電体線路9cを通して透過する高周波信号の透過特性を良好にすることができるものとなる。
なお、非放射性誘電体線路(NRDガイド)においては、このような第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cを一体成形することが知られているが、本発明の第2の高周波用伝送線路のように、誘電体線路を分割して構成すれば、曲げ等の複雑な形状の誘電体線路に対しても、分割した個々の誘電体線路は形状が比較的単純なものとすることができるため、製造時に誘電体線路が応力等により破壊されることが少なくなったり、単純な形状である個々の誘電体線路は設計の自由度が高くなるから、自由度の高い誘電体線路の組合せにより設計変更への対応が容易になったりするといった長所がある。また、複数の誘電体線路を接続することにより高周波用伝送線路を構成しても接続部における透過特性を良好なものとすることができる。
次に、図3に示す本発明の第2の高周波用伝送線路の実施の形態の他の例は、上記構成に対して、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cは、平板導体7,8との間に介在させた金属シート8bに少なくとも1つが他よりも深くめり込んでいる(この例では、第1の誘電体線路9aよりも第3の誘電体線路9cのほうが深くめり込んでいる。)構成である。なお、図3において、第2の誘電体線路9bは図示していない。なお、誘電体線路9は第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cを示している。
上記構成において、金属シート8bは、良導体である金属から成るものであり、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cの上面のいずれにもこの良導体を均一に密着させることによって、平板導体8が電気的に第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cに密着された状態で伝送方向に線路構造を均一にできるため、所望の伝送モード以外の別のモードへの結合を抑制するように働くものである。なお、その際、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cは、平板導体7,8との間に介在させた金属シート8bに少なくとも1つが他よりも深くめり込んでいるから、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cのそれぞれの高さに製造時のばらつきがあっても、高さが高いものが金属シート8bにより深くめり込むことにより、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cの上面をいずれも均一に金属シート8bに密着させることができる。そして、そのような理由により、所望の伝送モード以外の別のモードへの結合が抑制されれば、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cに伝送される高周波信号の伝送特性を安定にすることができ、また、伝送損失を小さくすることができる。
また、図3に示す例では、好ましい構成として、下側の平板導体7と誘電体線路9の下面との間には接着材層7aを介在させており(図3(b)において第1の誘電体線路9aの断面の様子で示している。)、また、上側の平板導体8と金属シート8bとの間には接着材層8aを介在させている。この接着材層8aが介在していることによって、金属シート8bとともにこの接着剤層8aも誘電体線路9が押圧されることにより変形する層となり、誘電体線路9を金属シート8bにより深くめり込ませることができ、より確実に誘電体線路9を金属シート8bにめり込ませて密着させることができる。また、本発明の第2の高周波用伝送線路の好ましい構成として、金属シート8bが介在していない平板導体7と誘電体線路9との間に介在させて接着材層7aを用いると、誘電体線路9に対して平板導体7と誘電体線路9との当接面に水平な方向の力が加わっても、誘電体線路9の固定位置が変わらないように強固に固定することができる。
図3に示す本発明の第2の高周波用伝送線路によれば、上記構成とすることから、図2に示す例と同様の作用効果を有するものとなる上に、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cのそれぞれの高さに製造時のばらつきがあっても金属シート8bがそのばらつきを吸収して第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cのそれぞれにしっかりと密着する働きをするため、第1,第2および第3の誘電体線路9a,9b,9cのいずれからも高周波信号が放射しないようにすることができるので、より確実に、第1の誘電体線路9aから第2の誘電体線路9bに第3の誘電体線路9cを通して透過する高周波信号の透過特性を良好にすることができるものとなる。
次に、本発明の第2の高周波用伝送線路の各構成要素についてさらに詳細に説明する。本発明の第2の高周波用伝送線路において、金属シート8bは、薄板状に成型された金属製のシートや薄く圧延された金属箔、あるいは金属テープを用いればよい。金属シート8bの材料には、銅,アルミニウム(Al),鉄(Fe),銀(Ag),金(Au),白金(Pt),SUS(ステンレススチール),真鍮(Cu−Zn合金)等を用いればよい。中でも、アルミニウム(Al),金(Au),白金(Pt),真鍮(Cu−Zn合金)は、程良い柔らかさがあって誘電体線路9をめり込ませやすく、またその後は誘電体線路9を確実に保持しやすいため好適である。これらの材料から成る金属シート8bを用いれば、誘電体線路9を金属シート8bにめり込ませて確実に密着させ、保持することができる。
金属シート8bには、予め平板導体8側の面(平板導体7側に配置する場合であれば平板導体7側の面)に、接着材層8aとしての粘着質の層を形成しておいてもよい。このようにすれば、平板導体7または平板導体8の特定の領域のみに金属シート8bを貼り付けたい場合に、予め接着材層8aが形成された金属シート8bを所望の形状にパターン形成すれば、金属シート8bおよび接着材層8aが一度に加工できるので都合がよい。
接着材層8aの材質には、アクリル系樹脂であって粘着質のもの(市販のアルミテープに塗布されているようなもののうち、例えば、アクリル系重合体成分の平均分子量,ガラス転移温度,カルボキシル基の含有量および水酸基の含有量等を最適化することにより耐熱性が改良されたもので構わない。)、またはアクリル系樹脂,エポキシ系樹脂もしくはシリコン系樹脂の接着材を用いればよい。また、接着材層8aの厚さは、例えば、ミリ波信号に対しては50μm程度が好適である。接着材層8aが厚すぎる場合には、金属シート8bの表面が波打ってしまい、非放射性誘電体線路構造に上下の非対称性を生じることとなって高周波信号が所望の伝送モード以外のモードに結合しやすくなる傾向があり、接着材層8aが薄すぎる場合には、誘電体線路9のめり込む深さが大きくなる効果が十分に得られなくなる傾向がある。
平板導体7と誘電体線路9との間に介在させる接着材層7aの材質には、アクリル系樹脂,エポキシ系樹脂もしくはシリコン系樹脂の接着材を用いればよい。この接着材層7aには、樹脂製の接着材に代えて半田や金属ろう材を用いても構わない。
また、金属シート8bは、接着材層8aを介さずに直接、平板導体7または平板導体8に圧着や融着等で貼り付けてもよい。この場合には、接着材層8aを用いたときよりも、非放射性誘電体線路構造の上下の対称性が良好になり、高周波信号が所望の伝送モード以外のモードに結合しにくくなる。金属シート8bは、平板導体7または平板導体8に対して、調整時には仮留めしておいた後、上記のように固定してもよい。
誘電体線路9の材料は、四フッ化エチレン,ポリスチレン等の樹脂、または低比誘電率のコーディエライト(2MgO・2Al・5SiO)セラミックス,アルミナ(Al)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、これらはミリ波帯域において低損失である。
また、誘電体線路9の断面形状は基本的には矩形状であるが、矩形の角部をまるめた形状であってもよく、高周波信号の伝送に使用される種々の断面形状のものを使用することができる。
平板導体7,8には、高い電気伝導度および良好な加工性等の点で、銅,アルミニウム,鉄(Fe),銀(Ag),金(Au),白金(Pt),SUS(ステンレススチール),真鍮(Cu−Zn合金)等の金属から成る導体板が好適である。あるいは、セラミックス,樹脂等から成る絶縁板の表面にこれらの金属から成る導体層を形成したものでもよい。
なお、本発明の第1および第2の高周波用伝送線路は、特にミリ波帯の高周波信号を伝送するのに好適に用いることができるものであるが、高周波信号の周波数がそれよりも低い例えばマイクロ波帯であっても有効に用いることができる。
次に、本発明の第1および第2の高周波送受信器について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図4および図5にそれぞれブロック回路図および平面図で示す本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生する高周波発振器11と、この高周波発振器11に第1の高周波伝送線路で接続された、その高周波信号を分岐して一方の出力端12bに送信用高周波信号RFとして出力し、他方の出力端12cにローカル信号LOとして出力する分岐器12と、磁性体としてのフェライト板27の周囲に第1の端子27a,第2の端子27bおよび第3の端子27cを有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、分岐器12の一方の出力端12bに第1の端子14aが第2の高周波伝送線路で接続されたサーキュレータ14と、このサーキュレータ14の第2の端子14bに第3の高周波伝送線路で接続された送受信アンテナ15と、分岐器12の他方の出力端12cとサーキュレータ14の第3の端子14cとの間に第4の高周波伝送線路で接続された、他方の出力端12cに出力されたローカル信号LOと送受信アンテナ15で受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー16とを具備しており、各構成要素間を接続する第1〜第4の高周波伝送線路の少なくとも1つは本発明の第1および第2のいずれかの高周波用伝送線路(この例では図3に示した例)である構成である。
この構成により、FMCW方式のレーダ装置に対応する高周波送受信器とすることができる。なお、図3に示す本発明の第2の高周波用伝送線路は、図5における第1の高周波伝送線路である第1の誘電体線路22,第2の高周波伝送線路である第2の誘電体線路23,第3の高周波伝送線路である第3の誘電体線路24および第4の高周波伝送線路である第4の誘電体線路25に適用している。なお、図4に示す第1の端子14a,第2の端子14bおよび第3の端子14cは、図5において、それぞれ第1の端子27a,第2の端子27bおよび第3の端子27cに対応している。また、図5において、分岐器12は、第1の誘電体線路22と第3の誘電体線路24とを電磁結合するように近接させたところで構成されている。また、第3の誘電体線路24の高周波発振器11側の端部には無反射終端器24aが接続されている。また、図5において、21は下側の平板導体であり、図3における平板導体7に相当するものである。
また、上記構成に対して、図8に図4と同様のブロック回路図で示すように、分岐器12の一方の出力端12bとサーキュレータ14の第1の端子14aとの間に接続された、分岐器12の一方の出力端12bから出力された高周波信号を変調して送信用高周波信号RFとしてサーキュレータ14の第1の端子14aに出力する変調器13を備えるものとして、FMパルス方式のレーダ装置に対応する高周波送受信器としてもよい。
図4および図5にそれぞれブロック回路図および平面図で示す本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の一例によれば、上記構成とすることから、第1〜第4の高周波用伝送線路の透過特性が安定であり、送信出力や内部で使用するローカル信号が安定となるため、受信側で識別しやすい良好な高周波信号を送信する高性能なものとなる。
なお、図8に示す本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の他の例においても同様の作用効果を有するものとなる。図8に示す例では、分岐器12の一方の出力端12bとサーキュレータ14の第1の端子14aとの間に高周波伝送線路で接続された、分岐器12の一方の出力端12bから出力された高周波信号を変調して送信用高周波信号としてサーキュレータ14の第1の端子14aに出力する変調器13を備えるものとしている。この場合には、周波数変調(FM変調)された送信用高周波信号RFを変調器13でさらにパルス変調することにより、高周波送受信器をレーダ装置として用いるときに、FM変調のみの場合と比べて探知対象部までの距離と探知対象物の速度とを一意的に精度良く求められるようになるため例えば複数の探知対象物があってもそれぞれを探知しやすくすることができる等の利点がある。
次に、図6および図7にそれぞれブロック回路図および平面図で示す本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生する高周波発振器11と、この高周波発振器11に第1の高周波伝送線路で接続された、高周波信号を分岐して一方の出力端12bに送信用高周波信号RFとして出力し、他方の出力端12cにローカル信号LOとして出力する分岐器12と、この分岐器12の一方の出力端12bに入力端18aが第2の高周波伝送線路で接続された、出力端18b側に送信用高周波信号RFを出力するアイソレータ18と、このアイソレータ18の出力端18bに第3の高周波伝送線路で接続された、送信用高周波信号RFを送信する送信アンテナ19と、分岐器12の他方の出力端12c側に第4の高周波伝送線路で接続された受信アンテナ20と、受信アンテナ20と分岐器12の他方の出力端12cとの間に第5の高周波伝送線路で接続された、他方の出力端12cに出力されたローカル信号LOと受信アンテナ20で受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー16とを具備しており、各構成要素間を接続する第1〜第5の高周波伝送線路の少なくとも1つは本発明の第1および第2のいずれかの高周波用伝送線路(この例では図3に示した例)である構成である。
この構成により、FMCW方式のレーダ装置に対応する高周波送受信器とすることができる。なお、図3に示す本発明の第2の高周波用伝送線路は、図7における第1の高周波伝送線路である第1の誘電体線路32,第2の高周波伝送線路である第2の誘電体線路33,第3の高周波伝送線路である第3の誘電体線路34,第4の高周波伝送線路である第4の誘電体線路35および第5の高周波伝送線路である第5の誘電体線路36に適用している。なお、図7において、分岐器12は、第1の誘電体線路32と第4の誘電体線路35とを電磁結合するように近接させたところで構成されている。また、アイソレータ18は、磁性体としてのフェライト板37の周囲に第1の端子37a,第2の端子37bおよび第3の端子37cを有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力するサーキュレータの第3の端子37cに、一端に無反射終端器36aが接続された第5の誘電体線路36の他端を接続して構成されている。なお、第1の端子37aおよび第2の端子37bはそれぞれアイソレータ18の入力端18aおよび出力端18bに対応している。また、第4の誘電体線路35の高周波発振器11側の端部には無反射終端器35aが接続されている。また、図7において、31は下側の平板導体であり、図3における平板導体7に相当するものである。
また、上記構成に対して、図9に図6と同様のブロック回路図で示すように、分岐器12の一方の出力端12bとアイソレータ18の入力端18aとの間に高周波伝送線路で接続された、分岐器12の一方の出力端12bから出力された高周波信号を変調して送信用高周波信号RFとしてアイソレータ18の入力端18aに出力する変調器13を備えるものとして、FMパルス方式のレーダ装置に対応する高周波送受信器としてもよい。
図6および図7にそれぞれブロック回路図および平面図で示す本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の一例によれば、上記構成とすることから、送受別体のアンテナを用いた高周波送受信器においても、高周波用伝送線路の透過特性が安定であり、送信出力や内部で使用するローカル信号が安定となるため、受信側で識別しやすい良好な高周波信号を送信する高性能なものとなる。
なお、図9に示す本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の他の例においても同様の作用効果を有するものとなる。図9に示す例では、分岐器12の一方の出力端12bとアイソレータ18の入力端18aとの間に接続された、分岐器12の一方の出力端12bから出力された高周波信号を変調して送信用高周波信号RFとしてアイソレータ18の入力端18aに出力する変調器13を備えるものとしている。この場合には、周波数変調(FM変調)された送信用高周波信号RFを変調器13でさらにパルス変調することにより、高周波送受信器をレーダ装置として用いるときに、FM変調のみの場合と比べて探知対象部までの距離と探知対象物の速度とを一意的に精度良く求められるようになるため例えば複数の探知対象物があってもそれぞれを探知しやすくすることができる等の利点がある。
本発明の第1および第2の高周波送受信器においては、図4および図6に示すように、ミキサー16の出力端に、中間周波信号を適当なタイミングで遮断するCMOS等の半導体集積回路素子等から成るスイッチ17を接続してもよい。この場合には、ノイズが含まれていて受信する必要のないミキサー出力を遮断し、受信性能を高めることができる高周波送受信器となる。
次に、本発明のレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶について説明する。
図10にブロック回路図で示す本発明のレーダ装置は、上記本発明の第1および第2のいずれか(この例では第1)の高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器100とを備えている構成である。本発明のレーダ装置は、このような構成とすることから、高周波送受信器の送受信性能が高くて安定しているため、誤探知を起こしにくくて、早く確実に探知対象物を探知することができるとともに遠方の探知対象物をも探知することができるレーダ装置となる。
そして、このような本発明のレーダ装置は、車両や小型船舶に搭載して、探知対象物として他の車両や小型船舶あるいは障害物等を探知し、それらとの衝突を回避する等の目的で使用することができる。このような目的に本発明のレーダ装置を使用すれば、レーダ装置が誤探知を起こしにくくて、速く確実に他の車両や小型船舶あるいは障害物等を探知することができるので、車両や小型船舶に急激な挙動を起こさせることなく安全にそれらとの衝突を回避することができる。また、探知に用いる高周波信号の送信出力が安定しているため、所定の最大出力を超えない範囲で送信出力を大きくすることができるので、安定に探知をしつつ、そのレーダ装置で使用する周波数に近接する周波数を使用する周囲の他の通信に対して通信障害等を与えにくくすることができる。
なお、本発明のレーダ装置を搭載して使用することができる車両としては、汽車,電車,自動車等旅客や貨物を輸送するための車,自転車,原動機付き自転車,遊園地の乗り物,ゴルフ場のカート等がある。また、本発明のレーダ装置を搭載して使用することができる小型船舶としては、小型船舶の免許もしくは免許なしで操縦することができる船舶であって、総トン数20トン未満の船舶である手漕ぎボート,ディンギー,水上オートバイ,船外機搭載の小型バスボート,船外機搭載のインフレータブルボート(ゴムボート),漁船,遊漁船,作業船,屋形船,トーイングボート,スポーツボート,フィッシングボート,ヨット,外洋ヨット,クルーザーまたは総トン数20トン以上のプレジャーボート等がある。
かくして、本発明によれば、両端の接続部間で多重反射する高周波信号が十分に抑制されることにより高周波信号の透過特性が改善された高周波用伝送線路を提供することができる。
また、それを用いた、送信出力や内部で使用するローカル信号を安定に伝送して動作することができる高性能な高周波送受信器を提供することができる。
さらには、その高性能な高周波送受信器を具備するレーダ装置ならびにそのレーダ装置を備えたレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することができる。
なお、本発明は以上の実施の形態の例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なうことは何等差し支えない。例えば、本発明において、接続部1a,2aは伝送線路の曲がり部や他の伝送線路等との近接部であってもよい。この場合には、伝送線路の曲がり部や他の伝送線路等との近接部における局所的な特性インピーダンスの変化を接続部1a,2aにおける容量等の集中定数として捉えて本発明の趣旨を適用することにより伝送線路の曲がり部や他の伝送線路等との近接部における局所的な特性インピーダンスの変化があっても線路長を適切に設定することができるので、同様に透過特性を良好にすることができるものとなる。
(a)および(b)は、それぞれ本発明の第1の高周波用伝送線路の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図および断面図である。 本発明の第2の高周波用伝送線路の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。 (a)および(b)は本発明の第2の高周波用伝送線路の実施の形態の他の例を示す模式的な断面図である。 本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図である。 図4に示す高周波送受信器の模式的な平面図である。 本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図である。 図6に示す高周波送受信器の模式的な平面図である。 本発明の第1の高周波送受信器の実施の形態の他の例を示す模式的なブロック回路図である。 本発明の第2の高周波送受信器の実施の形態の他の例を示す模式的なブロック回路図である。 本発明のレーダ装置の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図である。 非放射性誘電体線路の基本的構成を示す模式的な部分破断斜視図である。
符号の説明
1:第1の伝送線路(第1のマイクロストリップ線路)
1a:接続部
2:第2の伝送線路(第2のマイクロストリップ線路)
2a:接続部
3:第3の伝送線路(第3のマイクロストリップ線路)
3a:入力端
3b:出力端
4:誘電体基板
4a,4b:ストリップ導体層
5:マイクロ波モノリシック集積回路(MMIC)基板
5a:ストリップ導体層
6:ワイヤボンド
7,8:平板導体
7a,8a:接着材層
8b:金属シート
9:誘電体線路
9a:第1の誘電体線路
9b:第2の誘電体線路
9c:第3の誘電体線路
9a1:接続部
9b1:接続部
9c1:入力端
9c2:出力端
11:高周波発振器
12:分岐器
12a:入力端
12b:一方の出力端
12c:他方の出力端
13:変調器
14:サーキュレータ
14a:第1の端子
14b:第2の端子
14c:第3の端子
15:送受信アンテナ
16:ミキサー
17:スイッチ
18:アイソレータ
18a:入力端
18b:出力端
19:送信アンテナ
20:受信アンテナ
21,31:平板導体(下側)
22,32:第1の誘電体線路
23,33:第2の誘電体線路
24,34:第3の誘電体線路
24a:無反射終端器
25,35:第4の誘電体線路
35a:無反射終端器
36:第5の誘電体線路
36a:無反射終端器
27,37:フェライト板

Claims (4)

  1. 高周波信号を伝送する高周波用伝送線路であって、
    第1の伝送線路と、
    マイクロ波モノリシック集積回路基板上に設けられたストリップ導体層である第2の伝送線路と、
    誘電体基板上に設けられたストリップ導体層である第3の伝送線路であって、前記第1の伝送線路との間に第1の接続部を介して接続されるとともに、第2の伝送線路との間に第2の接続部を介して接続された第3の伝送線路と、を有し、
    前記第1〜第3の伝送線路は、互いに分割され不連続となっているとともに、特性インピーダンスが1つの所定値に設定されており、
    前記第2の接続部は、前記高周波信号の波長の4分の1よりも長さが短いワイヤボンドであり、
    前記マイクロ波モノリシック集積回路基板は、前記誘電体基板に実装され、
    前記第3の伝送線路線路長を(2n−1)λ/4に設定した際の(ただしn自然数とし当該第3の伝送線路を伝搬する高周波信号の波長をλとする)、前記第1の伝送線路から前記第3の伝送線路の入力端に入射される高周波信号のうち、前記入力端側で反射して前記第1の伝送線路に漏洩する信号の反射点と前記入力端との見かけ上の間隔をL1、前記ワイヤボンドを所定の形状とした際の前記第3の伝送線路の出力端側で反射して前記第1の伝送線路に漏洩する信号の反射点と前記出力端との見かけ上の間隔をL2として、当該第3の伝送線路の線路長を(2n−1)λ/4−(L1+L2)に再度設定し直した、高周波用伝送線路。
  2. 高周波信号を発生する高周波発振器と、
    該高周波発振器に第1の高周波伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号として出力し、他方の出力端にローカル信号として出力する分岐器と、
    磁性体の周囲に第1の端子,第2の端子および第3の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記分岐器の前記一方の出力端に前記第1の端子が第2の高周波伝送線路で接続されたサーキュレータと、
    該サーキュレータの前記第2の端子に第3の高周波伝送線路で接続された送受信アンテナと、
    前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第3の端子との間に第4の高周波伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力された前記ローカル信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、を
    具備しており、
    前記第1の高周波伝送線路は請求項1に記載の高周波用伝送線路である高周波送受信器。
  3. 高周波信号を発生する高周波発振器と、
    該高周波発振器に第1の高周波伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号として出力し、他方の出力端にローカル信号として出力する分岐器と、
    該分岐器の前記一方の出力端に入力端が第2の高周波伝送線路で接続された、出力端側に前記送信用高周波信号を出力するアイソレータと、
    該アイソレータの前記出力端に第3の高周波伝送線路で接続された、前記送信用高周波信号を送信する送信アンテナと、
    前記分岐器の前記他方の出力端側に第4の高周波伝送線路で接続された受信アンテナと、該受信アンテナと前記分岐器の前記他方の出力端との間に第5の高周波伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、を具備しており、
    前記第1の高周波伝送線路は請求項1に記載の高周波用伝送線路である高周波送受信器。
  4. 請求項2または請求項3記載の高周波送受信器と、
    該高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器と、を具備するレーダ装置。
JP2004373177A 2004-12-24 2004-12-24 高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置 Expired - Fee Related JP4776225B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004373177A JP4776225B2 (ja) 2004-12-24 2004-12-24 高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004373177A JP4776225B2 (ja) 2004-12-24 2004-12-24 高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008142176A Division JP4776657B2 (ja) 2008-05-30 2008-05-30 高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006180337A JP2006180337A (ja) 2006-07-06
JP2006180337A5 JP2006180337A5 (ja) 2007-05-10
JP4776225B2 true JP4776225B2 (ja) 2011-09-21

Family

ID=36733995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004373177A Expired - Fee Related JP4776225B2 (ja) 2004-12-24 2004-12-24 高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4776225B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8022793B2 (en) * 2008-11-25 2011-09-20 The Boeing Company Sandwich vehicle structure having integrated electromagnetic radiation pathways
JP5287390B2 (ja) * 2009-03-16 2013-09-11 ソニー株式会社 半導体装置、伝送システム、半導体装置の製造方法及び伝送システムの製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08171985A (ja) * 1994-12-19 1996-07-02 Hitachi Ltd マイクロ波加熱装置
JP2002016405A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Kyocera Corp 非放射性誘電体線路およびミリ波送受信器
CN1751412A (zh) * 2003-02-21 2006-03-22 松下电器产业株式会社 高频电路

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006180337A (ja) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6249242B1 (en) High-frequency transmitter-receiver apparatus for such an application as vehicle-onboard radar system
JP4446785B2 (ja) 高周波送受信器およびそれを具備するレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
US11277902B2 (en) Single layer radio frequency integrated circuit package and related low loss grounded coplanar transmission line
US8706050B2 (en) Matching circuit, wiring board, and transmitter, receiver, transceiver, and radar apparatus that have the matching circuit
US11145961B2 (en) Vehicle radar signaling device including a substrate integrated waveguide
US20060017607A1 (en) Amplitude modulator, selector switch, high frequency transmitting/receiving apparatus including the same, and radar apparatus, and radar apparatus-mounting vehicle and radar apparatus-mounting small ship
CN108494430B (zh) 一种小型化毫米波射频前端
JP4776225B2 (ja) 高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置
JP4776657B2 (ja) 高周波用伝送線路およびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置
JP4498065B2 (ja) 方向性結合器型分岐器、それを具備する高周波送受信器およびレーダ装置
JP4624195B2 (ja) 高周波送受信器およびレーダ装置
JP4712083B2 (ja) 高周波送受信器およびレーダ装置
JP2006157289A (ja) 減衰器ならびにそれを用いた高周波送受信器、レーダ装置、レーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
CN209894970U (zh) 小型化测距组件
JP2005337864A (ja) 高周波送受信器およびそれを具備するレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
JP4745943B2 (ja) 電子回路、送信器、受信器、送受信器
JP4707731B2 (ja) アイソレータ、それを用いた高周波発振器、高周波送受信器およびレーダ装置
JP4377739B2 (ja) 高周波送受信器およびそれを具備するレーダ装置ならびにレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
JP2006211180A (ja) ミキサーおよびそれを用いた高周波送受信器ならびにレーダ装置、レーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
JP2006064401A (ja) 変調器、それを用いた高周波送受信器およびレーダ装置ならびにレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
JP2006128928A (ja) 減衰器ならびにそれを用いた高周波送受信器、レーダ装置、レーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
EP4283777A1 (en) Vertical microstrip-to-waveguide transition
JP4446798B2 (ja) 高周波送受信器およびそれを具備するレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
JP2006041789A (ja) 非放射性誘電体線路、それを用いた高周波送受信器およびレーダ装置ならびにレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
JP2006128810A (ja) 減衰器ならびにそれを用いた高周波送受信器、レーダ装置、レーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070314

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080918

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080924

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100420

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100611

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110531

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees