JP5209610B2 - 高周波回路基板、高周波回路モジュールおよびレーダ装置 - Google Patents
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Description
前記誘電体基板の表面に設けられ、電子部品が搭載される搭載部と、
前記誘電体基板に形成される導波管と、
前記搭載部および前記導波管の間にわたって形成され、前記誘電体基板の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する熱伝導体とを含み、
前記導波管は、
互いの表面を対向させて同じ向きに延びて配置され、導電性を有する1対の主導体層と、
導電性を有し、前記1対の主導体層の間にわたって形成され、電気信号の伝送方向に遮断波長以下の間隔を互いにあけて、前記伝送方向に沿って2列に配列される複数の導体柱とを含み、
前記1対の主導体層の各主面は、それぞれ、前記誘電体基板の表面に平行に設けられることを特徴とする高周波回路基板である。
前記搭載部に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器とを含み、
前記高周波回路基板には、一端が前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送し、かつ高周波信号を放射する送信用アンテナと電磁結合するアンテナポートを他端に有する伝送線路が設けられ、
前記導波管は、前記伝送線路の少なくとも一部を構成する、高周波回路モジュールである。
前記搭載部に搭載され、高周波信号を検波する高周波検波器とを含み、
前記高周波回路基板には、一端が前記高周波検波器に接続され、高周波信号を補捉する受信用アンテナと電磁結合するアンテナポートを他端に有し、前記アンテナポートから与えられる高周波信号を伝送する伝送線路が設けられ、
前記導波管は、前記伝送線路の少なくとも一部を構成する、高周波回路モジュールである。
前記搭載部に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器とを含み、
前記高周波回路基板には、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第1伝送線路と、
第1、第2および第3端子を有し、前記1端子が前記第1伝送線路に接続され、前記第1端子に与えられる高周波信号を前記第2端子または前記第3端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第2端子に接続され、前記第2端子から与えられる高周波信号を伝送する第2伝送線路と、
第4、第5および第6端子を有し、前記第2伝送線路を介して前記第4端子に与えられる高周波信号を前記第5端子に出力し、かつ前記第5端子に与えられる高周波信号を前記第6端子に出力する分波器と、
前記第5端子に一端が接続され、他端に高周波信号を放射および補捉する送受信用アンテナと電磁結合するアンテナポートを有し、前記第5端子から出力される高周波信号を前記アンテナポートに伝送し、前記アンテナポートから与えられる高周波信号を前記第5端子に伝送する第3伝送線路と、
前記第3端子に接続され、前記第3端子から出力される高周波信号を伝送する第4伝送線路と、
前記第6端子に接続され、前記第6端子から出力される高周波信号を伝送する第5伝送線路と、
前記第4および第5伝送線路に接続され、前記第4および第5伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとが設けられ、
前記導波管は、前記第1〜第5伝送線路のうち少なくともいずれか1つの少なくとも一部を構成する、高周波回路モジュールである。
前記搭載部に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器とを含み、
前記高周波回路基板には、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第1伝送線路と、
第1、第2および第3端子を有し、前記第1端子が前記第1伝送線路に接続され、前記第1端子に与えられる高周波信号を前記第2端子または前記第3端子に選択的に出力する分岐器と、
一端に高周波信号を放射する送信用アンテナと電磁結合する送信用のアンテナポートを有し、前記第2端子に他端が接続され、前記第2端子から与えられる高周波信号を前記送信用のアンテナポートに伝送する第2伝送線路と、
一端に高周波信号を捕捉する受信用アンテナと電磁結合する受信用のアンテナポートを有し、前記受信用のアンテナポートから与えられる高周波信号を伝送する第3伝送線路と、
前記第3端子に一端が接続され、前記第3端子から出力される高周波信号を伝送する第4伝送線路と、
前記第3伝送線路の他端および第4伝送線路の他端に接続され、前記第3および第4伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとが設けられ、
前記導波管は、前記第1〜第4伝送線路のうち少なくともいずれか1つの少なくとも一部を構成する、高周波回路モジュールである。
前記アンテナポートに電磁結合される送受信用アンテナと、
前記ミキサからの中間周波信号に基づいて、前記高周波回路モジュールから探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むレーダ装置である。
前記送信用のアンテナポートに電磁結合される送信用アンテナと、
前記受信用のアンテナポートに電磁結合される受信用アンテナと、
前記ミキサからの中間周波信号に基づいて、前記高周波回路モジュールから探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むレーダ装置である。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の高周波回路基板1を示す平面図である。図2は、図1の切断面線II−IIから見た高周波回路基板1の断面図である。高周波回路基板1には、MMICおよび受動電子部品などの電子部品2が実装され、高周波回路基板1に形成された回路と電子部品2とを電気的に接続することによって電子装置が実現される。
図3は、本発明の第2の実施形態の高周波回路基板31を示す断面図である。本実施形態の高周波回路基板31は、第1の実施形態の高周波回路基板1とほぼ同様の構成であり、対応する構成については同一の名称に同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
図4は、本発明の第3の実施形態の高周波回路基板33を示す断面図である。本実施形態の高周波回路基板33は、第2の実施形態の高周波回路基板31とほぼ同様の構成であり、対応する構成については同一の名称に同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
図5は、本発明の第4の実施形態の高周波回路基板35を示す断面図である。本実施形態の高周波回路基板35は、前述の各実施形態の高周波回路基板1,31,33とほぼ同様の構成であり、対応する構成については同一の名称に同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
図6は、本発明の第5の実施形態の高周波回路基板37を示す平面図である。図7は、図6の切断面線VII−VIIから見た高周波回路基板37を示す断面図である。本実施形態の高周波回路基板37は、前述の各実施形態の高周波回路基板1,31,33,35とほぼ同様の構成であり、対応する構成については同一の名称に同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
図8は、本発明の第6の実施形態の高周波回路基板38を示す断面図である。本実施形態の高周波回路基板38は、前述の各実施形態の高周波回路基板1,31,33,35,37の構成に類似するので、対応する構成については同一の名称に同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。前述の各実施形態の高周波回路基板1,31,33,35,37では、誘電体層を積層することによって導波管5を形成したけれども、高周波回路基板38では、誘電体基板3を形成した後に、導波管5を誘電体基板3に埋め込んで形成する。たとえば誘電体基板3の他表面3bから一表面3aに延びる凹所を形成し、この凹所にたとえば矩形の導波管5を埋め込み、さらに凹所のうちの導波管5によって埋められていない部分をたとえば熱硬化性樹脂などの絶縁層39で充填することによって、導波管5を誘電体基板3に埋め込むことができる。誘電体基板3には、一表面3aから前記凹所に連なる貫通孔が形成され、この貫通孔に熱伝導体6が設けられる。この場合、導波管5は、中空の導波管でも、誘電体導波管でもよい。導波管5を誘電体導波管で構成した場合には、中空の導波管に比べて電気信号の波長が短くなるので、導波管5を小形化することができ、これによって高周波回路基板も小形化することができる。
図9は、本発明の第7の実施形態の送信器41を示す断面図である。図10は、送信器41を示す下面図である。図11は、送信器41の構成を示す模式図である。送信器41は、前述した各実施形態の高周波回路基板のいずれか1つの高周波回路基板42と、搭載部4に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器43とを含む高周波回路モジュールと、送信用アンテナ45とを含んで構成される。本実施形態の高周波回路基板42は、図4に示す高周波回路基板33とほぼ同じ構成であるが、第4誘電体層14に凹所を形成して、中間導体層21が搭載部4および熱伝導体6を兼ね、さらに、放熱用導体柱24が裏面導体層22に接続される。
図12は、本発明の第8の実施形態の送信器の断面図である。本実施形態の送信器は、前述の図9および図10に示す送信器41において、送信用アンテナ45をホーンアンテナによって実現した構成であり、他の構成は送信器41と同様である。ホーンアンテナは、アンテナポート46に開口を臨ませて設けられる。このような構成であっても、送信器41と同様の効果を達成することができる。
図13は、本発明の第9の実施形態の受信器51の構成を示す模式図である。受信器51は、前述した各実施形態の高周波回路基板のいずれか1つの高周波回路基板と、搭載部4に搭載され、高周波信号を検波する高周波発振器43とを含む高周波回路モジュールと、受信用アンテナ53とを含んで構成される。本実施形態の高周波回路基板42は、前述の実施形態の高周波回路基板42と同様であるので説明を省略する。
図14は、本発明の第10の実施形態のレーダ装置61の構成を示す模式図である。レーダ装置61は、前述した各実施形態の高周波回路基板のいずれか1つの高周波回路基板42と、搭載部4に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器43とを含む高周波回路モジュールと、送受信用アンテナ62とを含んで構成される。
図15は、本発明の第11の実施形態のレーダ装置75の構成を示す模式図である。レーダ装置75は、前述した各実施形態の高周波回路基板のいずれか1つの高周波回路基板42と、搭載部4に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器43とを含む高周波回路モジュールと、送信用アンテナ45と、受信用アンテナ53とを含んで構成される。本実施形態のレーダ装置75において、図14に示す前述のレーダ装置61の対応する構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
図16は、本発明の第12の実施形態のレーダ装置77の構成を模式的に示す図である。本実施形態のレーダ装置77は、図14に示す第10の実施形態のレーダ装置61とほぼ同様の構成なので、対応する構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
図17は、本発明の第13の実施形態の送信器141を構成を模式的に示す図である。本実施形態の送信器141は、図11に示す第7の実施形態の送信器41とほぼ同様の構成なので、対応する構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。送信器41は、1つの送信用アンテナ45を備える構成であるが、送信器141は、複数の送信用アンテナ45を備えている。この場合には、伝送線路44は、他端に複数の前記アンテナポートを有し、一端と複数のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチ78をさらに含む。複数の送信用アンテナ45は、各アンテナポートにそれぞれ電磁結合して設けられる。このような送信器41では、複数の送信用アンテナ45から順次選択的に電波を送信することができる。
図18は、本発明の第14の実施形態の受信器151を構成を模式的に示す図である。本実施形態の受信器151は、図13に示す第9の実施形態の受信器51とほぼ同様の構成なので、対応する構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。受信器51は、1つの受信用アンテナ53を備える構成であるが、受信器151では、複数の受信用アンテナ53を備えている。この場合には、伝送線路44は、他端に複数の前記アンテナポートを有し、一端と複数のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチ78をさらに含む。複数の受信用アンテナ53は、各アンテナポートにそれぞれ電磁結合して設けられる。このような受信器51では、複数の受信用アンテナ53から順次選択的に電波を受信することができる。
図19は、本発明の第15の実施形態のレーダ装置175の構成を模式的に示す図である。本実施形態のレーダ装置175は、図15に示す第11の実施形態のレーダ装置75とほぼ同様の構成なので、対応する構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。レーダ装置75は、1つの送信用アンテナ45および1つの受信用アンテナ53を備える構成であるが、レーダ装置175は、送信用アンテナ45および受信用アンテナ53の両者について、複数のアンテナを備えている。複数の送信用アンテナ45を備える場合には、第2伝送線路65は、一端に複数の前記アンテナポートを有し、他端と複数のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチ78をさらに含んで構成され、各送信用アンテナ45が各アンテナポートに電磁結合されて設けられる。また複数の受信用アンテナ53を備える場合には、第3伝送線路67は、他端に複数の前記アンテナポートを有し、一端と複数のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチ78をさらに含んで構成され、各受信用アンテナ53が各アンテナポートに電磁結合されて設けられる。このようなレーダ装置75では、たとえば複数の送受信用アンテナ62から順次選択的に電波を送信するとともに、複数の送受信用アンテナ62から順次選択的に電波を受信することによって、検知対象物の方位、距離および相対速度などを検出することができる。レーダ装置175では、送信用アンテナ45および受信用アンテナ53の両者について、それぞれ複数のアンテナを備えているが、送信用アンテナ45および受信用アンテナ53のうちの少なくともいずれか一方について、複数のアンテナを備える構成であってもよい。
Claims (17)
- 誘電体基板と、
前記誘電体基板の表面に設けられ、電子部品が搭載される搭載部と、
前記誘電体基板に形成される導波管と、
前記搭載部および前記導波管の間にわたって形成され、前記誘電体基板の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する熱伝導体とを含み、
前記導波管は、
互いの表面を対向させて同じ向きに延びて配置され、導電性を有する1対の主導体層と、
導電性を有し、前記1対の主導体層の間にわたって形成され、電気信号の伝送方向に遮断波長以下の間隔を互いにあけて、前記伝送方向に沿って2列に配列される複数の導体柱とを含み、
前記1対の主導体層の各主面は、それぞれ、前記誘電体基板の表面に平行に設けられることを特徴とする高周波回路基板。 - 前記導波管は、前記電気信号の伝送方向に沿って延び、前記複数の導体柱を列ごとにそれぞれ個別に電気的に接続する導電性を有する少なくとも1対の副導体層を含むことを特徴とする請求項1記載の高周波回路基板。
- 前記導波管の一部と、前記搭載部と、前記熱伝導体とが一体に形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の高周波回路基板。
- 前記導波管は、少なくとも前記誘電体基板の一表面から他表面側に離間して形成され、
前記1対の主導体層のうちの、前記誘電体基板の前記一表面寄りの主導体層から延びて形成され、前記主導体層と一体に形成される接地導体層と、
前記誘電体基板の厚み方向の一方から見て前記接地導体が形成される領域において、前記誘電体基板の前記一表面上に設けられ、導電性を有する線路とをさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の高周波回路基板。 - 前記導波管は、少なくとも前記誘電体基板の一表面から他表面側に離間して形成され、
前記誘電体基板には、前記一表面から前記導波管に連なる凹所が形成され、
前記導波管のうちの前記凹所を通して前記誘電体基板から露出する部分と、前記搭載部と、前記熱伝導体とが一体に形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の高周波回路基板。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の高周波回路基板と、
前記搭載部に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器とを含み、
前記高周波回路基板には、一端が前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送し、かつ高周波信号を放射する送信用アンテナと電磁結合するアンテナポートを他端に有する伝送線路が設けられ、
前記導波管は、前記伝送線路の少なくとも一部を構成することを特徴とする高周波回路モジュール。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の高周波回路基板と、
前記搭載部に搭載され、高周波信号を検波する高周波検波器とを含み、
前記高周波回路基板には、一端が前記高周波検波器に接続され、高周波信号を補捉する受信用アンテナと電磁結合するアンテナポートを他端に有し、前記アンテナポートから与えられる高周波信号を伝送する伝送線路が設けられ、
前記導波管は、前記伝送線路の少なくとも一部を構成することを特徴とする高周波回路モジュール。 - 前記伝送線路は、他端に複数の前記アンテナポートを有し、一端と複数のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項6または7記載の高周波回路モジュール。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載の高周波回路基板と、
前記搭載部に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器とを含み、
前記高周波回路基板には、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第1伝送線路と
第1、第2および第3端子を有し、前記1端子が前記第1伝送線路に接続され、前記第1端子に与えられる高周波信号を前記第2端子または前記第3端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第2端子に接続され、前記第2端子から与えられる高周波信号を伝送する第2伝送線路と、
第4、第5および第6端子を有し、前記第2伝送線路を介して前記第4端子に与えられる高周波信号を前記第5端子に出力し、かつ前記第5端子に与えられる高周波信号を前記第6端子に出力する分波器と、
前記第5端子に一端が接続され、他端に高周波信号を放射および補捉する送受信用アンテナと電磁結合するアンテナポートを有し、前記第5端子から出力される高周波信号を前記アンテナポートに伝送し、前記アンテナポートから与えられる高周波信号を前記第5端子に伝送する第3伝送線路と、
前記第3端子に接続され、前記第3端子から出力される高周波信号を伝送する第4伝送線路と、
前記第6端子に接続され、前記第6端子から出力される高周波信号を伝送する第5伝送線路と、
前記第4および第5伝送線路に接続され、前記第4および第5伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとが設けられ、
前記導波管は、前記第1〜第5伝送線路のうち少なくともいずれか1つの少なくとも一部を構成することを特徴とする高周波回路モジュール。 - 前記分波器は、ハイブリッド回路またはサーキュレータによって形成されることを特徴とする請求項9記載の高周波回路モジュール。
- 前記第3伝送線路は、他端に複数の前記アンテナポートを有し、一端と複数のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項9または10記載の高周波回路モジュール。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載の高周波回路基板と、
前記搭載部に搭載され、高周波信号を発生する高周波発振器とを含み、
前記高周波回路基板には、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第1伝送線路と、
第1、第2および第3端子を有し、前記第1端子が前記第1伝送線路に接続され、前記第1端子に与えられる高周波信号を前記第2端子または前記第3端子に選択的に出力する分岐器と、
一端に高周波信号を放射する送信用アンテナと電磁結合する送信用のアンテナポートを有し、前記第2端子に他端が接続され、前記第2端子から与えられる高周波信号を前記送信用のアンテナポートに伝送する第2伝送線路と、
一端に高周波信号を捕捉する受信用アンテナと電磁結合する受信用のアンテナポートを有し、前記受信用のアンテナポートから与えられる高周波信号を伝送する第3伝送線路と、
前記第3端子に一端が接続され、前記第3端子から出力される高周波信号を伝送する第4伝送線路と、
前記第3伝送線路の他端および第4伝送線路の他端に接続され、前記第3および第4伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとが設けられ、
前記導波管は、前記第1〜第4伝送線路のうち少なくともいずれか1つの少なくとも一部を構成することを特徴とする高周波回路モジュール。 - 前記第2伝送線路は、一端に複数の送信用のアンテナポートを有し、他端と複数の送信用のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項12記載の高周波回路モジュール。
- 前記第3伝送線路は、一端に複数の受信用のアンテナポートを有し、他端と複数の受信用のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項12記載の高周波回路モジュール。
- 前記第2伝送線路は、一端に複数の送信用のアンテナポートを有し、他端と複数の送信用のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチをさらに含み、
前記第3伝送線路は、一端に複数の受信用のアンテナポートを有し、他端と複数の受信用のアンテナポートのうちのいずれか1つとを選択的に接続可能な切替スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項12記載の高周波回路モジュール。 - 請求項9〜11のうちのいずれか1つに記載の高周波回路モジュールと、
前記アンテナポートに電磁結合される送受信用アンテナと、
前記ミキサからの中間周波信号に基づいて、前記高周波回路モジュールから探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とするレーダ装置。 - 請求項12〜15のうちのいずれか1つに記載の高周波回路モジュールと、
前記送信用のアンテナポートに電磁結合される送信用アンテナと、
前記受信用のアンテナポートに電磁結合される受信用アンテナと、
前記ミキサからの中間周波信号に基づいて、前記高周波回路モジュールから探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とするレーダ装置。
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