JPH0219747Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 この考案はマイクロ波集積回路に関し、特に方
向識別ドツプラレーダの高周波部をマイクロ波
IC化する技術に関する。

従来技術と問題点 移動物体に対しマイクロ波を発射したとき、そ
の反射波の回転ベクトルが、送信周波数を基準に
して移動物体が近づく場合はプラス方向に、遠ざ
かる場合はマイナス方向に回転することを利用し
て、移動物体との相対速度およびその変化方向を
識別する方向識別ドツプラレーダが従来より知ら
れている。

第１図はこのようなレーダの高周波部の従来構
成を示すブロツク図である。マイクロ波発振器１
の出力がアンテナ２から送信波として発射される
と共に、方向性結合器３，４で一部分岐されてロ
ーカル信号としてミキサ５，６に加えられ、アン
テナ２で受信された反射波がサーキユレータ７を
介してハイブリツド回路（等分配器）８に加えら
れ、ミキサ５は前記ローカル信号と反射波をπ／
２移相器９により位相シフトした信号とを混合
し、ミキサ６は前記ローカル信号と反射波とを混
合する。各ミキサ５，６の出力は、ローパスフイ
ルタ１０，１１に加えられ、送信波と反射波のビ
ート信号がIF出力端子１２，１３より取出され
る。また、このようにして得られたビート信号
は、第２図に示すIF入力端子２０，２１に加え
られ、増幅器２２，２３で増幅された後、波形整
形回路２４，２５で矩形波に整形され、位相比較
回路２６で両信号の位相差が求められて、相対速
度およびその変化方向がそれぞれ相対速度出力端
子２７，２８より取出される。

ところで、第１図に示す方向識別ドツプラレー
ダの高周波部は、従来導波管等の立体回路を使用
して構成されている。その為、ドツプラレーダの
小型化には限界があつた。そこで、この高周波部
をマイクロストリツプ線路を使用してマイクロ波
IC化することが考えられる。このとき、マイク
ロ波発振器１を固体発振器たとえばガン発振器を
使用した場合、そのバイアス電圧がミキサ５，６
に印加されてはならない。また２個のミキサ５，
６のIF波を完全に分離する必要がある。更に、
サーキユレータをマイクロ波IC化するには他の
回路と別基板を使用しなければならず、同一基板
を使用したマイクロ波IC化が困難でコスト高と
なる。

考案の目的 この考案は、このような事情に鑑みて為された
ものであり、その目的は、サーキユレータを使用
せず又簡単な構成でガン発振器と両ミキサ間の低
域遮断を行なうようにして上記方向識別ドツプラ
レーダの高周波部をマイクロ波IC化した経済的
なマイクロ波集積回路を提供することにある。

本発明の構成は以下に示す通りである。即ち、
本発明は方向識別ドツプラレーダの高周波部を集
積化したマイクロ波集積回路において、固体発振
器、一端が該固体発振器の出力につながり他端が
前記固体発振器のバイアス端子につながる主線路
と該主線路と直流的に分離された副線路とを有す
る第１の方向性結合器、該第１の方向性結合器の
副線路の一端に入力がつながる第１のミキサ、該
第１のミキサの出力とIF出力端子間につながる
第１のローパスフイルタ、前記第１の方向性結合
器の副線路の他端につながる低域遮断素子、一端
が該低域遮断素子につながる主線路と該主線路と
直流的に分離された副線路とを有する第２の方向
性結合器、該第２の方向性結合器の副線路の一端
に入力がつながる第２のミキサ、該第２のミキサ
の出力とIF出力端子間につながる第２のローパ
スフイルタ、前記第２の方向性結合器の主線路及
び副線路の他端並びにアンテナ端子につながるハ
イブリツド回路が同一基板上に集積化されてな
り、且つ前記ハイブリツド回路から前記第２の方
向性結合器の主線路並びに副線路を介して夫々前
記第１及び第２のミキサに至る線路長を送信波の
ほぼπ／２だけ相互に異ならせたことを特徴とす
るマイクロ波集積回路の構成を有している。

考案の実施例 第３図は方向性識別ドツプラレーダの高周波部
のマイクロ波IC化に適したこの考案の実施例を
示すブロツク図である。

同図において、３０は固体マイクロ波発振器た
とえばガン発振器であり、その出力は第１の方向
性結合器３１の端子１に入力され、そのメイン出
力は端子２から無反射終端器３２に導かれる。ガ
ン発振器３０のバアス電圧はガンバイアス端子４
４から方向性結合器３１を介して加えられる。方
向性結合器３１は、４個の端子１〜４を有し、端
子１，２と端子３，４とは直流的に分離されてい
る。端子１の入力は、例えば１０dB程度減衰し
て端子３に導かれ、例えば20dB減衰して端子４
へ導かれる。３３は低域遮断素子である。ドツプ
ラレーダのIF波は送信波（マイクロ波）に比べ
て十分に低い周波数であることに注目すると、低
域遮断素子３３は、第４図に示すようにマイクロ
ストリツプ線路５２，５３に1/4波長結合線路５
４，５５を設けて対向させたDCブロツクを採用
することができる。この低域遮断素子３３は方向
性結合器３１の端子３と方向性結合器３４の端子
１との間に接続される。

方向性結合器３４は、端子１〜端子４を有し、
方向性結合器３１と同様端子１，２と端子３，４
とは直流的に分離されている。端子１と端子２間
の伝送はほぼ無損失で行なわれ、端子１から端子
３へは例えば10dB程度の減衰で伝送する。端子
１と端子４との伝送損失は大きく設定した方が好
ましい。３５は3dBハイブリツド回路（等分配
器）である。その端子１，３は方向性結合器３４
の端子２，４に接続され、端子２はアンテナ３７
に接続され、端子４は無反射終端器３６に接続さ
れている。アンテナ３７は送受信で兼用される。
３８はミキサ回路であり、混合入力は方向性結合
器３１の端子４から入力され、混合出力はローパ
スフイルタ３９に出力される。このローパスフイ
ルタ３９はミキサ回路３８の出力成分からビート
信号成分を取出すもので、取出されたビート信号
成分はIF出力端子４０に出力される。４１もミ
キサ回路であり、混合入力は方向性結合器３４の
端子３から入力され、混合出力はローパスフイル
タ４２に出力され、ここでビート信号成分が取出
されて、IF出力端子４３に出力される。なお、
第１図に示されたπ／２位相器９は、第３図のブ
ロツク図では特に図示していないが、これはハイ
ブリツド回路３５の端子１から方向性結合器３４
の端子２，１、低域遮断素子３３、方向性結合器
３１を介してミキサ回路３８に至るマイクロスト
リツプ線路の線路長と、ハイブリツド回路３５の
端子３から方向性結合器の端子４，３を介してミ
キサ回路４１に至るマイクロストリツプ線路の線
路長とにπ／２だけの位相差が生じるように違い
を持たせているからである。

第３図のブロツク図において、ガンバイアス端
子４４からのバイアス電圧で動作するガン発信器
３０の出力の一部は、方向性結合器３１の端子
３、低域遮断素子３３、方向性結合器３４の端子
１，２、ハイブリツド回路３５の端子１，２を介
してアンテナ３７に導かれ、このアンテナ３７か
ら送信波として放射される。例えば、ガン発信器
３０の発信電力を18dBm程度にすると、5dBm程
度の送信波電力となる。また、ガン発信器３０の
出力の他の一部は方向性結合器３１の端子４より
取出され、ローカル信号としてミキサ回路３８に
入力されると共に、方向性結合器３４の端子３か
らも取出されミキサ回路４１にローカル信号とし
て入力される。アンテナ３７で受信した物体から
の反射波は、ハイブリツド回路３５の端子２より
入力されて端子１，３から取出され、端子１の出
力は、方向性結合器３４、低域遮断素子３３、方
向性結合器３１の端子３，４を介してミキサ回路
３８に入力される。またハイブリツド回路の端子
３より取出された受信波は、方向性結合器３４の
端子４，３を介してミキサ回路４１に入力され
る。ミキサ回路３８は方向性結合器３１の端子４
から入力されるローカル信号と受信波とを混合
し、ミキサ回路４１は方向性結合器３４の端子
３，４から入力されるローカル信号と受信波とを
混合する。そして、各ミキサ回路３８，４１の混
合出力がローパスフイルタ３９，４２を介して取
出される。

第３図の構成においては、方向性結合器３１，
３４間に低域遮断素子３３が設けられているの
で、各ミキサのIF出力は互いに分離され、また
方向性結合器３１の端子１，２と端子３，４間を
直流的に絶縁したのでガンバイアスが各ミキサ回
路３８，４１へ加わることは防止される。

第５図は第３図に示したブロツク図の回路をマ
イクロ波IC化したときのMICパターンを示す平
面図であり、斜線を施した部分がマイクロストリ
ツプ線路である。なお、第３図と対応する部分に
は同一符号を付してあり、６０はグラウンド端
子、６１な抵抗パターン、６２はアンテナ端子の
パターンである。方向性結合器３１は端子１，２
間が主線路となり、端子３，４間が副線路とな
る。また方向性結合器３４は端子１，２間が主線
路となり、端子３，４間が副線路となる。基板と
しては例えばアルミナ基板が使用でき、マイクロ
ストリツプ線路としてはAuが使用できる。

本発明は２つのミキサ３８，４１の線路長に
π／２だけの位相差が生じるように間隔を持たせ
ているのではなく、ハイブリツド３５より結合器
３４の主線路（１，２をむすぶ線路）を介して第
１のミキサ３８に至る線路長とハイブリツド３５
より結合器３４の副線路（４，３をむすぶ線路）
を介して第２のミキサ４１に至る線路長とにπ／
２だけの位相差が生じるように間隔を持たせた構
成となつている。この位相差は受信時のみ生じる
ものである。なぜならばハイブリツド３５と結合
器３４の副線路とを結ぶ線路（ハイブリツド３５
の端子３と結合器３４の端子４間の線路）を送信
波は通らないからである。従つて、送信波でπ／
２位相差が生じることはない。

尚、送信波の位相差は結合器３１からミキサ３
８の線路長と結合器３１から低域遮断素子３３、
結合器３４を介してミキサ回路４１に至る線路長
との差で決まる。本発明の場合、2π×ｎ（ｎは整
数）だけの位相差が生じるように両線路長に間隔
を持たせている。

即ち、方向識別を可能にするためには２つのミ
キサに到達する送信波の位相差と受信波の位相差
との和が送信波のπ／２＋2π×ｎ（ｎは整数）と
なるようにする必要がある。第１図に図示した従
来構成においてハイブリツド８から各ミキサ５，
６に至る受信波の位相をπ／２移相器９により
π／２だけずらすということは、結合器３からミ
キサ５への線路長と結合器３から結合器４を介し
てミキサ６への線路長との差、即ち、送信波の位
相差が2π×ｎに設定されているということを示
している。第３図、第５図に示す本願の構成にお
いても同様であり、ミキサ３８，４１における受
信波の位相差がπ／２であることから、送信波の
位相差は2π×ｎとなる。

考案の効果 以上説明したように、この考案では、２個のミ
キサの間にマイクロ波ICパターンだけで構成で
きるDCブロツクの低域遮断素子を挿入してある
ので、製造工程の増加やコストの上昇を招くこと
なくミキサ相互間の影響を除去して、低域遮断効
果のないマイクロストリツプ線路を用いて高周波
部をマイクロ波IC化することができた。また、
主線路と副線路とが直流的に分離された方向性結
合器３１を使用しているので、ガンバイアスが各
ミキサに加わることがない。更に、サーキユレー
タの代りにハイブリツド回路を採用したので、単
一の基板を使用して回路をマイクロ波IC化する
ことができ、更にコストの低減が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は方向識別ドツプラレーダの高周波部の
従来構成を示すブロツク図、第２図はビート信号
から相対速度および速度の変化方向を識別する回
路のブロツク図、第３図は方向性識別ドツプラレ
ーダの高周波部のマイクロ波IC化に適したこの
考案の実施例を示すブロツク図、第４図は低域遮
断素子３３の実施例を示すマイクロストリツプ線
路のパターン図、第５図は第３図に示したブロツ
ク図の回路をマイクロ波IC化したときのMICパ
ターンを示す平面図である。 ３０はガン発信器、３１，３４は方向性結合
器、３３は低域遮断素子、３５はハイブリツド回
路、３８，４１はミキサ回路、３９，４２はロー
パスフイルタである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 方向識別ドツプラレーダの高周波部を集積化し
   たマイクロ波集積回路において、固体発振器、一
   端が該固体発振器の出力につながり他端が前記固
   体発振器のバイアス端子につながる主線路と該主
   線路と直流的に分離された副線路とを有する第１
   の方向性結合器、該第１の方向性結合器の副線路
   の一端に入力がつながる第１のミキサ、該第１の
   ミキサの出力とIF出力端子間につながる第１の
   ローパスフイルタ、前記第１の方向性結合器の副
   線路の他端につながる低域遮断素子、一端が該低
   域遮断素子につながる主線路と該主線路と直流的
   に分離された副線路とを有する第２の方向性結合
   器、該第２の方向性結合器の副線路の一端に入力
   がつながる第２のミキサ、該第２のミキサの出力
   とIF出力端子間につながる第２のローパスフイ
   ルタ、前記第２の方向性結合器の主線路及び副線
   路の他端並びにアンテナ端子につながるハイブリ
   ツド回路が同一基板上に集積化されてなり、且つ
   前記ハイブリツド回路から前記第２の方向性結合
   器の主線路並びに副線路を介して夫々前記第１及
   び第２のミキサに至る線路長を送信波のほぼπ／
   ２だけ相互に異ならせたことを特徴とするマイク
   ロ波集積回路。