JP6219156B2 - Antenna unit - Google Patents
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Description
本発明は、導波管、及び高周波回路モジュールが実装されている回路基板を備えているアンテナ用ユニットに関する。 The present invention relates to an antenna unit including a circuit board on which a waveguide and a high-frequency circuit module are mounted.
近年、ミリ波レーダを用いた車載用のセンシング装置が実用化されている。この装置では、自車両に搭載の送信アンテナから電波を送信すると共に、他車両によるその反射波を受信し、この反射波に基づいて、他車両との距離、相対速度、及び方位を測定する。 In recent years, an in-vehicle sensing device using a millimeter wave radar has been put into practical use. In this apparatus, a radio wave is transmitted from a transmission antenna mounted on the host vehicle, and a reflected wave from another vehicle is received, and a distance, a relative speed, and a direction from the other vehicle are measured based on the reflected wave.
このようなミリ波レーダを用いたセンシング装置に用いられるアンテナ用ユニットとして、例えば、特許文献１（図１４、図１５参照）に示すように、誘電体基板上に設けられた平面アンテナと電磁的に結合される導波管と、この導波管と電磁的に結合される結合素子及びマイクロストリップ線路等が設けられている回路基板とを備えたものが知られている。 As an antenna unit used in such a sensing device using a millimeter wave radar, for example, as shown in Patent Document 1 (see FIGS. 14 and 15), a planar antenna provided on a dielectric substrate and an electromagnetic unit are used. And a circuit board provided with a coupling element, a microstrip line, and the like that are electromagnetically coupled to the waveguide.
前記アンテナ用ユニットでは、回路基板に、平面アンテナを用いて行う電波の送信制御又は受信制御のための高周波回路モジュール（モノリシックマイクロ波集積回路：ＭＭＩＣ）が実装されているものもある。この場合、高周波回路モジュールに対して外部から不要な電波が侵入するのを防ぐこと等を目的として、高周波回路モジュールは金属製のシールドケースによって覆われている。 In some of the antenna units, a high-frequency circuit module (monolithic microwave integrated circuit: MMIC) for radio wave transmission control or reception control using a planar antenna is mounted on a circuit board. In this case, the high frequency circuit module is covered with a metal shield case for the purpose of preventing unnecessary radio waves from entering the high frequency circuit module from the outside.
しかし、高周波回路モジュールがシールドケースによって覆われていると、平面アンテナを制御するために高周波回路モジュールから生まれる電磁波（高周波）が、このシールドケース内で共振することがあり、この場合、高周波回路モジュールによるアンテナ制御に悪影響を及ぼすおそれがある。 However, if the high frequency circuit module is covered with a shield case, electromagnetic waves (high frequency) generated from the high frequency circuit module to control the planar antenna may resonate in the shield case. In this case, the high frequency circuit module May adversely affect antenna control.
そこで、本発明は、高周波回路モジュールから生まれる電磁波によるシールドケース内での共振を防止する対策を講じることが容易となるアンテナ用ユニットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an antenna unit that makes it easy to take measures to prevent resonance in a shield case due to electromagnetic waves generated from a high-frequency circuit module.
（１）本発明のアンテナ用ユニットは、管軸方向に電波を伝搬する導波管と、前記導波管と電磁的に結合される結合素子及びこの結合素子から延びるストリップ線路が設けられていると共に高周波回路モジュールが実装されている回路基板と、前記回路基板上の前記高周波回路モジュールを覆うシールドケース部とを備え、前記高周波回路モジュールは、前記回路基板と前記シールドケース部との間に形成されるキャビティに設けられ、前記キャビティの形状は直方体であることを特徴とする。
本発明によれば、高周波回路モジュールが設けられているキャビティの形状が直方体であるため、このキャビティの共振周波数を求めやすく、高周波回路モジュールから生まれる電磁波によるシールドケース部内での共振を防止する対策を講じることが容易となる。
(1) The antenna unit of the present invention is provided with a waveguide that propagates radio waves in the tube axis direction, a coupling element that is electromagnetically coupled to the waveguide, and a strip line that extends from the coupling element. And a circuit board on which the high-frequency circuit module is mounted, and a shield case portion that covers the high-frequency circuit module on the circuit board, and the high-frequency circuit module is formed between the circuit board and the shield case portion. The cavity is provided in a cavity, and the shape of the cavity is a rectangular parallelepiped.
According to the present invention, since the shape of the cavity in which the high-frequency circuit module is provided is a rectangular parallelepiped, it is easy to obtain the resonance frequency of the cavity, and a measure for preventing resonance in the shield case due to electromagnetic waves generated from the high-frequency circuit module is provided. It is easy to take.
（２）また、前記導波管は、貫通孔が形成された導波管ブロック部により構成され、前記導波管ブロック部と前記シールドケース部とは一体ものであるのが好ましい。
この場合、一体ものである導波管ブロック部とシールドケース部とのブロックを回路基板上に設けることで、アンテナ用ユニットを構成することができる。
(2) Moreover, it is preferable that the said waveguide is comprised by the waveguide block part in which the through-hole was formed, and the said waveguide block part and the said shield case part are integral.
In this case, the antenna unit can be configured by providing a block of the integrated waveguide block portion and shield case portion on the circuit board.
（３）また、使用周波数帯と、下記に定義する式（１）によって求められる前記キャビティの共振周波数との差が当該使用周波数帯の最大周波数の０．５％の値以上離れるようにして、前記キャビティの縦、横及び高さの寸法が設定されているのが好ましい。 (3) Further, the difference between the use frequency band and the resonance frequency of the cavity obtained by the equation (1) defined below is more than 0.5% of the maximum frequency of the use frequency band. It is preferable that the vertical, horizontal and height dimensions of the cavity are set.
この場合、キャビティの共振周波数と使用周波数帯とが離れることで、共振しにくいキャビティを有する構成となる。 In this case, since the resonance frequency of the cavity is away from the use frequency band, the cavity is less likely to resonate.
（４）また、前記（３）のアンテナ用ユニットにおいて、前記使用周波数帯には、当該使用周波数帯よりも大きくかつ当該使用周波数帯に最も近い前記式（１）によって求められる第１共振周波数と、当該使用周波数帯よりも小さくかつ当該使用周波数帯に最も近い前記式（１）によって求められる第２共振周波数との中間値が含まれるのが好ましい。
この場合、使用周波数帯は、前記第１共振周波数と前記第２共振周波数との（略）中間に位置し、共振し難いキャビティを有する構成となる。
(4) In the antenna unit according to (3), the use frequency band includes a first resonance frequency that is greater than the use frequency band and is closest to the use frequency band, according to the equation (1). It is preferable that an intermediate value with the second resonance frequency obtained by the equation (1) that is smaller than the use frequency band and closest to the use frequency band is included.
In this case, the operating frequency band is positioned (substantially) between the first resonance frequency and the second resonance frequency, and has a cavity that hardly resonates.
本発明によれば、キャビティの形状が直方体であるため、このキャビティの共振周波数を求めやすく、高周波回路モジュールから生まれる電磁波によるシールドケース部内での共振を防止する対策を講じることが容易となる。 According to the present invention, since the shape of the cavity is a rectangular parallelepiped, it is easy to obtain the resonance frequency of the cavity, and it is easy to take measures to prevent resonance in the shield case due to electromagnetic waves generated from the high frequency circuit module.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のアンテナ用ユニットの概略構成を示す分解斜視図である。図２は、組み立てた状態（非分解状態）における図１に示すアンテナ用ユニットのＡ−Ａ矢視の断面図である。本実施形態のアンテナ用ユニット２は、図外の送信用又は受信用のアンテナと接続され、ミリ波レーダを用いた車両用のセンシング装置に適用することができるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an antenna unit of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the antenna unit shown in FIG. 1 in an assembled state (non-disassembled state). The antenna unit 2 of this embodiment is connected to a transmitting or receiving antenna not shown, and can be applied to a vehicle sensing device using a millimeter wave radar.
アンテナ用ユニット２は、管軸方向に電波を伝搬する導波管４０と、高周波回路モジュール６１が実装されている回路基板６０と、この回路基板６０上の高周波回路モジュール６１を覆う金属製のシールドケース部７０とを備えている。本実施形態の導波管４０は、貫通孔が形成された導波管ブロック部７により構成されている。つまり、導波管４０は、導波管ブロック部７に形成されている貫通孔によって構成されている。
導波管ブロック部７は、金属製のブロックからなり、例えばアルミ製ブロックからなる。そして、導波管４０の一方側の開口が回路基板６０によって閉鎖されるようにして、導波管ブロック部７と回路基板６０とが重ねられた状態となる（図２参照）。
The antenna unit 2 includes a waveguide 40 that propagates radio waves in the tube axis direction, a circuit board 60 on which a high-frequency circuit module 61 is mounted, and a metal shield that covers the high-frequency circuit module 61 on the circuit board 60. And a case portion 70. The waveguide 40 of this embodiment is configured by a waveguide block portion 7 in which a through hole is formed. That is, the waveguide 40 is constituted by a through hole formed in the waveguide block portion 7.
The waveguide block unit 7 is made of a metal block, for example, an aluminum block. Then, the waveguide block 7 and the circuit board 60 are overlapped so that the opening on one side of the waveguide 40 is closed by the circuit board 60 (see FIG. 2).
更に、本実施形態のアンテナ用ユニット２は、導波管４０の他方側の開口を閉鎖する誘電体基板１５を備えている。誘電体基板１５の後面（裏面）側には、共振素子５１及び接地板５２が設けられており、貫通孔からなる導波管４０の開口にこの共振素子５１が位置するようにして、この開口が誘電体基板１５によって閉鎖される。また、誘電体基板１５の前面（表面）側には平面線路５５及び短絡板５６が設けられている。 Furthermore, the antenna unit 2 of this embodiment includes a dielectric substrate 15 that closes the opening on the other side of the waveguide 40. A resonant element 51 and a ground plate 52 are provided on the rear surface (back surface) side of the dielectric substrate 15. The resonant element 51 is positioned in the opening of the waveguide 40 formed of a through hole. Is closed by the dielectric substrate 15. A planar line 55 and a short-circuit plate 56 are provided on the front surface (front surface) side of the dielectric substrate 15.
共振素子５１、接地板５２、平面線路５５、及び短絡板５６は、導電性金属の薄膜パターンからなる。この薄膜パターンは、熱圧着法、スパッタリング法、蒸着法等により、銅などの薄膜を誘電体基板１５の所定範囲に形成した後、フォトエッチング法により薄膜をパターニングすることによって形成される。 The resonant element 51, the ground plate 52, the planar line 55, and the short-circuit plate 56 are made of a conductive metal thin film pattern. This thin film pattern is formed by forming a thin film of copper or the like in a predetermined range of the dielectric substrate 15 by a thermocompression bonding method, a sputtering method, a vapor deposition method or the like and then patterning the thin film by a photoetching method.
共振素子５１は、接地板５２と導通しないように形成された素子であり、誘電体基板１５に共振領域を形成する。共振素子５１は、誘電体基板１５を挟んで平面線路５５の先端と対向するように配置され、平面線路５５と電磁的に結合される。
平面線路５５は、誘電体基板１５の前面に形成された直線状の線路であり、その一端が短絡板５６の切り込み内に形成され、他端が短絡板５６の外側へ直線的に引き出されている。この平面線路５５に、図外の送信用又は受信用のアンテナの給電線路が繋がる。
本実施形態のアンテナ用ユニット２は、導波管−マイクロストリップ線路変換器の機能を有する。
The resonant element 51 is an element formed so as not to conduct with the ground plate 52, and forms a resonant region in the dielectric substrate 15. The resonant element 51 is disposed so as to face the tip of the planar line 55 across the dielectric substrate 15 and is electromagnetically coupled to the planar line 55.
The planar line 55 is a straight line formed on the front surface of the dielectric substrate 15, one end of which is formed in the notch of the short-circuit plate 56 and the other end is linearly drawn to the outside of the short-circuit plate 56. Yes. The planar line 55 is connected to a feeding line of an antenna for transmission or reception not shown.
The antenna unit 2 of this embodiment has a function of a waveguide-microstrip line converter.
回路基板６０は、板状の部材であり、例えば、基材に対して絶縁性のある樹脂を含浸させて基板本体を形成し、この基板本体上に銅箔など導電体により回路（パターン）配線を形成したものである。
この回路基板６０には、前記回路配線として、導波管４０と電磁的に結合される結合素子６２、及び、この結合素子６２から延びるストリップ線路６３が設けられている。
さらに、この回路基板６０には、高周波回路モジュール６１が実装されている。このモジュール６１は、結合素子６２及びストリップ線路６３が形成されている平面と同一の面に設けられている。本実施形態の高周波回路モジュール６１は、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）であり、前記平面線路５５と接続されるアンテナを用いた電波の送信（又は受信）の制御を行う機能を有している。
The circuit board 60 is a plate-like member. For example, a substrate body is formed by impregnating a base material with an insulating resin, and a circuit (pattern) wiring is formed on the substrate body by a conductor such as copper foil. Is formed.
The circuit board 60 is provided with a coupling element 62 electromagnetically coupled to the waveguide 40 and a strip line 63 extending from the coupling element 62 as the circuit wiring.
Further, a high frequency circuit module 61 is mounted on the circuit board 60. The module 61 is provided on the same plane as the plane on which the coupling element 62 and the strip line 63 are formed. The high-frequency circuit module 61 of this embodiment is a monolithic microwave integrated circuit (MMIC), and has a function of controlling transmission (or reception) of radio waves using an antenna connected to the planar line 55. .
シールドケース部７０は、金属製であり、回路基板６０上の高周波回路モジュール６１を覆って電磁波シールドとしての機能を有する。つまり、シールドケース部７０は、内部に配置される高周波回路モジュール６１へ外部から不要な電磁波が侵入するのを防ぐ機能を有する。
そして、本実施形態では、導波管ブロック部７とシールドケース部７０とが（分割されていない）一体ものからなる。つまり、単一のブロック部材の一部が導波管ブロック部７であり、このブロック部材の他部（残りの部分）がシールドケース部７０となる。導波管ブロック部７はアルミ製ブロックの一部からなり、シールドケース部７０がこのアルミ製ブロックの他部からなる。
The shield case part 70 is made of metal and covers the high-frequency circuit module 61 on the circuit board 60 and functions as an electromagnetic wave shield. That is, the shield case unit 70 has a function of preventing unnecessary electromagnetic waves from entering the high-frequency circuit module 61 disposed inside.
In the present embodiment, the waveguide block portion 7 and the shield case portion 70 are integrated (not divided). That is, a part of the single block member is the waveguide block part 7, and the other part (remaining part) of the block member is the shield case part 70. The waveguide block part 7 is made of a part of an aluminum block, and the shield case part 70 is made of another part of the aluminum block.
シールドケース部７０には、回路基板６０側に開口する凹部７１が形成されている。この凹部７１の開口を回路基板６０が塞ぐようにして、回路基板６０とシールドケース部７０とが重ねられてアンテナ２は構成される。このように回路基板６０とシールドケース部７０とが重ねられることで、図２に示すように、両者の間には直方体形状であるキャビティ７２が形成され、このキャビティ７２に高周波回路モジュール６１が位置する。
以上のように、本実施形態のアンテナ用ユニット２では、高周波回路モジュール６１は、回路基板６０とシールドケース部７０との間に形成されるキャビティ７２に設けられている。そして、このキャビティ７２の形状（つまり、キャビティ７２を構成する空間形状）は直方体である。
The shield case portion 70 is formed with a recess 71 that opens to the circuit board 60 side. The antenna 2 is configured by stacking the circuit board 60 and the shield case part 70 so that the circuit board 60 closes the opening of the recess 71. As shown in FIG. 2, the circuit board 60 and the shield case portion 70 are overlapped to form a rectangular parallelepiped cavity 72, and the high-frequency circuit module 61 is positioned in the cavity 72. To do.
As described above, in the antenna unit 2 of the present embodiment, the high frequency circuit module 61 is provided in the cavity 72 formed between the circuit board 60 and the shield case portion 70. The shape of the cavity 72 (that is, the space shape constituting the cavity 72) is a rectangular parallelepiped.
図３は、キャビティ７２の説明図である。キャビティ７２の形状は直方体であり、縦、横、高さの寸法をそれぞれ、ａ、ｂ、ｃとしている。
これに対して、図１（図２）に示すように、高周波回路モジュール６１を直方体とした場合（外寸を直方体に近似した場合）の縦、横、高さの寸法をそれぞれｄ，ｅ，ｆとしている。なお、縦寸法ｄはワイヤ６１ａ部分を含む寸法である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the cavity 72. The shape of the cavity 72 is a rectangular parallelepiped, and the vertical, horizontal, and height dimensions are a, b, and c, respectively.
On the other hand, as shown in FIG. 1 (FIG. 2), when the high-frequency circuit module 61 is a rectangular parallelepiped (when the outer dimension is approximated to a rectangular parallelepiped), the vertical, horizontal, and height dimensions are respectively d, e, f. The vertical dimension d is a dimension including the wire 61a portion.
本実施形態では、アンテナ用ユニット２に接続されるアンテナから送信（又は受信）する電波の周波数帯（以下、使用周波数帯という）は７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］であり、この場合、このアンテナを制御するための高周波回路モジュール６１の「縦×横×高さ」は「１７×８×１」の寸法により構成されているものとする。なお、本実施形態において説明する寸法の単位は、全てミリである。
そして、使用周波数帯が７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］であることから、高周波回路モジュール６１はこの周波数帯の範囲内の周波数で動作し、このモジュール６１からはこの周波数（使用周波数帯）の電磁波が生じる。
In the present embodiment, the frequency band of the radio wave transmitted (or received) from the antenna connected to the antenna unit 2 (hereinafter referred to as the used frequency band) is 73.5 to 74.5 [GHz]. It is assumed that “vertical × horizontal × height” of the high-frequency circuit module 61 for controlling the antenna is configured with a dimension of “17 × 8 × 1”. In addition, the unit of the dimension demonstrated in this embodiment is all millimeters.
Since the use frequency band is 73.5 to 74.5 [GHz], the high-frequency circuit module 61 operates at a frequency within the range of this frequency band, and this module 61 uses this frequency (use frequency band). Electromagnetic waves are generated.
この高周波回路モジュール６１を、シールドケース部７０のキャビティ７２に収容するために、キャビティ７２の内寸はモジュール６１の外寸よりも大きい。キャビティ７２の各寸法（縦、横、高さ）は、外寸を直方体に近似した高周波回路モジュール６１の各寸法よりも、１ミリ以上であって使用周波数の波長未満（７３．５〜７４．５ＧＨｚでは４．０２ミリ未満）の寸法だけ大きく設定されている。本実施形態では、高周波回路モジュール６１の「縦×横×高さ」が「１７×８×１」であるのに対して、キャビティ７２の「縦×横×高さ」が「１９×１０×２」である。 In order to accommodate the high-frequency circuit module 61 in the cavity 72 of the shield case part 70, the inner dimension of the cavity 72 is larger than the outer dimension of the module 61. Each dimension (length, width, height) of the cavity 72 is 1 mm or more and less than the wavelength of the operating frequency (73.5 to 74.74) than the dimensions of the high-frequency circuit module 61 whose outer dimensions approximate to a rectangular parallelepiped. The size is set large by 5 GHz (less than 4.02 mm). In the present embodiment, the “vertical × horizontal × height” of the high-frequency circuit module 61 is “17 × 8 × 1”, whereas the “vertical × horizontal × height” of the cavity 72 is “19 × 10 ×”. 2 ”.
そして、このキャビティ７２の共振周波数ｆ１は、次の式（１）によって算出される。なお、この式（１）は、直方体からなるキャビティにおける共振可能な電磁波の周波数の式である。ａ、ｂ、ｃは、本実施形態のキャビティ７２（図３参照）の縦、横、高さに相当する。また、式（１）中のｍ、ｎ、ｐは、以下に定義する整数（波の数）である。 The resonance frequency f1 of the cavity 72 is calculated by the following equation (1). In addition, this Formula (1) is a formula of the frequency of the electromagnetic wave which can resonate in the cavity which consists of a rectangular parallelepiped. a, b, and c correspond to the length, width, and height of the cavity 72 (see FIG. 3) of the present embodiment. Moreover, m, n, and p in Formula (1) are integers (number of waves) defined below.
前記式（１）中のｍ、ｎ、ｐは、次のように定義される。ｍについては、式「０≦ｍ≦Ｍ」の範囲に含まれる全ての整数である。なお、「Ｍ」は｛縦寸法ａ÷（使用周波数帯の波長の半分）｝である。「Ｍ」が小数となる場合は、小数点第１位を切り上げる。
本実施形態では、縦寸法ａ＝１９ミリであり、使用周波数（７３．５ＧＨｚ）の波長（４．０７９ミリ）の半分は、２．０４ミリであり、使用周波数（７４．５ＧＨｚ）の波長（４．０２４ミリ）の半分は、２．０１ミリであることから、ｍについては、式「０≦ｍ≦１０」の範囲に含まれる全ての整数である（つまり、０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０である）。
同様に、ｎについては、式「０≦ｎ≦Ｎ」の範囲に含まれる全ての整数である。なお、「Ｎ」は｛横寸法ｂ÷（使用周波数帯の波長の半分）｝である。「Ｎ」が小数となる場合は、小数点第１位を切り上げる。
本実施形態では、横寸法ｂ＝１０ミリであることから、ｎについては、式「０≦ｎ≦５」の範囲に含まれる全ての整数である（つまり、０，１，２，３，４，５である）。
そして、ｐについては、「０≦ｐ≦Ｐ」の範囲に含まれる全ての整数である。なお、「Ｐ」は｛高さ寸法ｃ÷（使用周波数帯の波長の半分）｝である。「Ｐ」が小数となる場合は、小数点第１位を切り上げる。
本実施形態では、高さ寸法ｃ＝２ミリであることから、ｐについては、式「０≦ｐ≦１」の範囲に含まれる全ての整数である（つまり、０，１である）。
M, n, and p in the formula (1) are defined as follows. m is all integers included in the range of the formula “0 ≦ m ≦ M”. “M” is {vertical dimension a ÷ (half the wavelength of the used frequency band)}. When “M” is a decimal, the first decimal place is rounded up.
In this embodiment, the vertical dimension a is 19 mm, and half of the wavelength (4.079 mm) of the use frequency (73.5 GHz) is 2.04 mm, and the wavelength (74.5 GHz) of the use frequency (74.5 GHz) ( Since half of 4.024 mm is 2.01 mm, m is all integers included in the range of the expression “0 ≦ m ≦ 10” (that is, 0, 1, 2, 3). 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10).
Similarly, n is all integers included in the range of the expression “0 ≦ n ≦ N”. Note that “N” is {lateral dimension b ÷ (half the wavelength of the used frequency band)}. When “N” is a decimal, the first decimal place is rounded up.
In the present embodiment, since the horizontal dimension b = 10 mm, n is all integers included in the range of the expression “0 ≦ n ≦ 5” (that is, 0, 1, 2, 3, 4). , 5).
And p is all integers included in the range of “0 ≦ p ≦ P”. “P” is {height dimension c ÷ (half the wavelength of the used frequency band)}. When “P” is a decimal, the first decimal place is rounded up.
In this embodiment, since the height dimension c = 2 mm, p is all integers included in the range of the expression “0 ≦ p ≦ 1” (that is, 0, 1).
上記のようにして設定される整数ｍ、ｎ、ｐを、それぞれ順に変更させ、キャビティ７２の「縦×横×高さ」＝「１９×１０×２」である場合の共振周波数ｆ１を、前記式（１）により算出し、その算出した値をまとめた表（表の一部）を図４に示す。なお、図４に示す表は、共振周波数ｆ１の値が小さいものから大きいものへと順番に並べた形式となっている。 The integers m, n, and p set as described above are sequentially changed, and the resonance frequency f1 in the case of “vertical × horizontal × height” = “19 × 10 × 2” of the cavity 72 is calculated as described above. FIG. 4 shows a table (part of the table) that is calculated by the equation (1) and summarizes the calculated values. The table shown in FIG. 4 has a format in which the resonance frequency f1 is arranged in order from the smallest value to the largest value.
本実施形態の使用周波数帯は、前記のとおり７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］である。図４に示す表によれば、共振周波数ｆ１が使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）に含まれているものは存在していない。すなわち、キャビティ７２の「縦×横×高さ」＝「１９×１０×２」とした場合、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）では、高周波回路モジュール６１から生まれる（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］の）電磁波により、このキャビティ７２における共振は発生しない。 The use frequency band of this embodiment is 73.5-74.5 [GHz] as above-mentioned. According to the table shown in FIG. 4, no resonance frequency f1 is included in the use frequency band (73.5 to 74.5 [GHz]). That is, when “vertical × horizontal × height” = “19 × 10 × 2” of the cavity 72 is generated from the high-frequency circuit module 61 in the use frequency band (73.5 to 74.5 [GHz]) (73 Resonance in this cavity 72 does not occur due to electromagnetic waves (.5 to 74.5 [GHz]).
また、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）よりも大きくかつこの使用周波数帯に最も近い第１共振周波数ｆ１−１（７５．４［ＧＨｚ］）と、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）の最大値（７４．５［ＧＨｚ］）との差は、０．９［ＧＨｚ］であり、この差は使用周波数帯の最大周波数（７４．５［ＧＨｚ］）の０．５％の値以上離れている。
また、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）よりも小さくかつこの使用周波数帯に最も近い第２共振周波数ｆ１−２（７２．６［ＧＨｚ］）と、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）の最小値（７３．５［ＧＨｚ］）との差も、０．９［ＧＨｚ］であり、この差は使用周波数帯の最大周波数（７４．５［ＧＨｚ］）の０．５％の値以上離れている。
The first resonance frequency f1-1 (75.4 [GHz]) that is larger than the use frequency band (73.5 to 74.5 [GHz]) and closest to the use frequency band and the use frequency band (73 .5-74.5 [GHz]) and the maximum value (74.5 [GHz]) are 0.9 [GHz], and this difference is the maximum frequency (74.5 [GHz] of the used frequency band. ]) Of 0.5% or more.
The second resonance frequency f1-2 (72.6 [GHz]) that is smaller than the use frequency band (73.5 to 74.5 [GHz]) and closest to the use frequency band and the use frequency band (73 The difference from the minimum value (73.5 [GHz]) of .5 to 74.5 [GHz]) is also 0.9 [GHz], and this difference is the maximum frequency (74.5 [GHz] of the used frequency band. ]) Of 0.5% or more.
以上のように、本実施形態に係るアンテナ用ユニット２では、高周波回路モジュール６１は、回路基板６０とシールドケース部７０との間に形成されるキャビティ７２に設けられており、そして、このキャビティ７２の形状は直方体である。このため、キャビティ７２の共振周波数を前記式（１）によって容易に求めることができ、高周波回路モジュール６１から生まれる電磁波によるシールドケース部７０内での共振を防止する対策として、キャビティ７２の適切な形状を設計することができる。 As described above, in the antenna unit 2 according to the present embodiment, the high frequency circuit module 61 is provided in the cavity 72 formed between the circuit board 60 and the shield case portion 70, and the cavity 72 is provided. The shape of is a rectangular parallelepiped. For this reason, the resonance frequency of the cavity 72 can be easily obtained by the above equation (1), and an appropriate shape of the cavity 72 is taken as a measure for preventing resonance in the shield case portion 70 due to electromagnetic waves generated from the high frequency circuit module 61. Can be designed.
なお、キャビティ７２を構成するシールドケース部７０の凹部７１の内壁が、本実施形態のように、平面から構成されているのではなく、凸凹部分や曲面部分を有していると、変則的な共振が生じ、共振周波数を明確にかつ容易に求めることができない。このため、キャビティの内壁が凸凹部分や曲面部分を有している場合、共振を防ぐことができるキャビティ形状を明確にかつ容易に設定することができない。 If the inner wall of the concave portion 71 of the shield case portion 70 constituting the cavity 72 is not formed of a flat surface as in the present embodiment, it has an irregular shape if it has a convex concave portion or a curved surface portion. Resonance occurs and the resonance frequency cannot be determined clearly and easily. For this reason, when the inner wall of a cavity has a convex-concave part and a curved surface part, the cavity shape which can prevent resonance cannot be set clearly and easily.
そして、前記のとおり、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）と、前記式（１）によって求められるキャビティ７２の共振周波数（ｆ１−１、ｆ１−２）との差が、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）の最大周波数（７４．５［ＧＨｚ］）の０．５％の値以上離れるようにして、キャビティ７２の縦、横及び高さの寸法（ａ、ｂ、ｃ）が設定されている。
このため、キャビティ７２の共振周波数（ｆ１−１、ｆ１−２）と、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）とが離れることで、共振しにくいキャビティ７２を有する構成となる。
And as above-mentioned, the difference of a use frequency band (73.5-74.5 [GHz]) and the resonant frequency (f1-1, f1-2) of the cavity 72 calculated | required by said Formula (1) is the following. The vertical, horizontal, and height dimensions of the cavity 72 should be separated by 0.5% or more of the maximum frequency (74.5 [GHz]) of the used frequency band (73.5 to 74.5 [GHz]). (A, b, c) is set.
For this reason, it becomes the structure which has the cavity 72 which is hard to resonate because the resonant frequency (f1-1, f1-2) of the cavity 72 and the use frequency band (73.5-74.5 [GHz]) leave | separate. .
また、図５は、前記共振周波数（ｆ１−１、ｆ１−２）と、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）との関係を示している説明図である。
使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）よりも大きくかつこの使用周波数帯に最も近い前記式（１）によって求められる第１共振周波数（ｆ１−１＝７５．４［ＧＨｚ］）と、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）よりも小さくかつこの使用周波数帯に最も近い前記式（１）によって求められる第２共振周波数（ｆ１−２＝７２．６［ＧＨｚ］）との中間値は、本実施形態の場合、７４［ＧＨｚ］である。
そして、本実施形態のアンテナ用ユニット２において、第１共振周波数（７５．４［ＧＨｚ］）と第２共振周波数（７２．６［ＧＨｚ］）との中間値（７４［ＧＨｚ］）は、使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）に含まれている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the resonance frequencies (f1-1, f1-2) and the used frequency band (73.5-74.5 [GHz]).
The first resonance frequency (f1-1 = 75.4 [GHz]) that is greater than the use frequency band (73.5 to 74.5 [GHz]) and is determined by the above equation (1) that is closest to the use frequency band. And the second resonance frequency (f1-2 = 72.6 [GHz], which is smaller than the use frequency band (73.5 to 74.5 [GHz]) and is obtained by the equation (1) closest to the use frequency band. ])) Is 74 [GHz] in the present embodiment.
In the antenna unit 2 of the present embodiment, an intermediate value (74 [GHz]) between the first resonance frequency (75.4 [GHz]) and the second resonance frequency (72.6 [GHz]) is used. It is included in the frequency band (73.5-74.5 [GHz]).
このように、中間値（７４［ＧＨｚ］）が使用周波数帯（７３．５〜７４．５［ＧＨｚ］）に含まれていることで、使用周波数帯は、第１共振周波数と第２共振周波数との（略）中間に位置し、使用周波数帯が共振周波数からより離れるようにされ、共振し難いキャビティ７２を有する構成となる。 Thus, since the intermediate value (74 [GHz]) is included in the use frequency band (73.5 to 74.5 [GHz]), the use frequency band includes the first resonance frequency and the second resonance frequency. And a cavity 72 in which the used frequency band is further away from the resonance frequency and hardly resonates.
以上のように、直方体からなるキャビティ７２の各辺の寸法（ａ、ｂ、ｃ）は、以下のようにして設定される。すなわち、使用周波数帯が決定され、高周波回路モジュール６１の寸法が決定されると、この高周波回路モジュール６１を収容可能とするキャビティ７２の縦、横、高さの各寸法を決定（仮決定）し、この決定した寸法による共振周波数を前記式（１）により求め、使用周波数帯で共振するか否かの判定を行い、共振しないと判定されるまで、前記決定（仮決定）と前記判定を行う。なお、共振すると判定された場合、別のキャビティ７２の寸法を決定（仮決定）し、その寸法のキャビティが共振するか否かの判定を行う。そして、使用周波数帯に対して共振しないキャビティ寸法が求められると、その寸法により確定する。 As described above, the dimensions (a, b, c) of each side of the cavity 72 made of a rectangular parallelepiped are set as follows. That is, when the operating frequency band is determined and the dimensions of the high-frequency circuit module 61 are determined, the vertical, horizontal, and height dimensions of the cavity 72 that can accommodate the high-frequency circuit module 61 are determined (temporarily determined). Then, the resonance frequency according to the determined dimension is obtained by the equation (1), it is determined whether or not resonance occurs in the use frequency band, and the determination (provisional determination) and the determination are performed until it is determined that the resonance does not occur. . If it is determined to resonate, the dimension of another cavity 72 is determined (temporarily determined), and it is determined whether or not the cavity of that dimension resonates. And if the cavity dimension which does not resonate with respect to a use frequency band is calculated | required, it will be decided by the dimension.
本発明のアンテナ用ユニット２は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記実施形態では、導波管ブロック部７とシールドケース部７０とが一体である場合について説明したが、別体であってもよい。 The antenna unit 2 of the present invention is not limited to the illustrated form, and may be of other forms within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the waveguide block portion 7 and the shield case portion 70 are integrated has been described, but may be separate.
２：アンテナ用ユニット ７：導波管ブロック部 ４０：導波管
６０：回路基板 ６１：高周波回路モジュール ６２：結合素子
６３：ストリップ線路 ７０：シールドケース部 ７２：キャビティ
ｆ１：共振周波数 ｆ１−１：第１共振周波数 ｆ１−２：第２共振周波数
2: Antenna unit 7: Waveguide block part 40: Waveguide 60: Circuit board 61: High frequency circuit module 62: Coupling element 63: Strip line 70: Shield case part 72: Cavity f1: Resonance frequency f1-1 1st resonance frequency f1-2: 2nd resonance frequency
Claims (3)
前記導波管と電磁的に結合される結合素子及びこの結合素子から延びるストリップ線路が設けられていると共に高周波回路モジュールが実装されている回路基板と、
前記回路基板上の前記高周波回路モジュールを覆うシールドケース部と、
を備え、
前記高周波回路モジュールは、前記回路基板と前記シールドケース部との間に形成されるキャビティに設けられ、
前記キャビティの形状は直方体であり、
前記導波管は、貫通孔が形成された導波管ブロック部により構成され、
前記導波管ブロック部及び前記シールドケース部は共に、前記回路基板の前記高周波回路モジュールが実装されている側に設けられ、当該導波管ブロック部と当該シールドケース部とは一体ものであることを特徴とするアンテナ用ユニット。 A waveguide that propagates radio waves in the tube axis direction;
A coupling element that is electromagnetically coupled to the waveguide, and a circuit board on which a high-frequency circuit module is mounted while being provided with a strip line extending from the coupling element;
A shield case portion covering the high-frequency circuit module on the circuit board;
With
The high-frequency circuit module is provided in a cavity formed between the circuit board and the shield case part,
The shape of the cavity is Ri rectangular der,
The waveguide is constituted by a waveguide block portion in which a through hole is formed,
The waveguide block part and the shield case part are both provided on the circuit board on which the high-frequency circuit module is mounted, and the waveguide block part and the shield case part are integrated. An antenna unit characterized by
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