JPH1022864A - 送受信装置 - Google Patents

送受信装置

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JPH1022864A
JPH1022864A JP8171351A JP17135196A JPH1022864A JP H1022864 A JPH1022864 A JP H1022864A JP 8171351 A JP8171351 A JP 8171351A JP 17135196 A JP17135196 A JP 17135196A JP H1022864 A JPH1022864 A JP H1022864A
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transmission
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＲＤガイドのベンド部の曲率半径および曲
げ角に制約を受けずに、ベンド部およびカップラ部分の
専有面積を小さくして、全体に小型化できるようにした
送受信装置を提供する。 【解決手段】 ＮＲＤガイドを、ＬＳＭ０１モードの単
一モードで転送するようにし、誘電体レンズの背後に発
振器、アイソレータ、ミキサーおよびカップラ等を配置
して、送受信装置をアンテナサイズに収める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両や船
舶などの移動手段用の送受信装置に関し、特に移動手段
相互間の距離や相対速度などを計測する際に用いる送受
信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば道路を走行中に、前方または後方
を走行する車両との距離や相対速度を計測することなど
を目的として、いわゆる自動車用ミリ波レーダが開発さ
れている。このようなミリ波レーダの送受信装置は一般
に、ミリ波発振器、サーキュレータ、カップラ、ミキサ
ー、アンテナ等がモジュール化されて車両の前部または
後部に取りつけられる。
【０００３】例えば図１６において、トラックはその前
方を走行する乗用車との相対距離および相対速度を、Ｆ
Ｍ−ＣＷ方式でミリ波を送受波することによって計測す
る。図１７はミリ波レーダの全体の構成を示すブロック
図である。同図において送受信装置およびアンテナは、
図１６に示した例では、車両の前部に取り付けられ、信
号処理装置は通常任意の箇所に設けられる。信号処理装
置内の信号処理部は送受信装置を用いて、前方を走行す
る車両までの距離と相対速度を数値情報として抽出し、
制御・警報部では、自車の走行速度と車間距離との関係
から、例えば予め定めた条件を満たすときに警報を発し
たり、前方車両との相対速度が予め定めたしきい値を超
えたときに警報を発する。
【０００４】図１８は従来技術による送受信装置の構成
を示す概略平面図である。同図において２はサーキュレ
ータであり、その二辺に発振器１および終端器３を配置
している。１１は送信用１次放射器の誘電体共振器であ
り、サーキュレータ２とこの誘電体共振器１１との間に
誘電体ストリップ４を配している。１２は受信用１次放
射器の誘電体共振器、１５はミキサーであり、両者間に
誘電体ストリップ１４を配している。また直線状の誘電
体ストリップ６とそれぞれベンド部を構成する誘電体ス
トリップ５，７および終端器８，９を図に示すように配
置し、誘電体ストリップ４と５との近接部をカップラ１
０として構成し、誘電体ストリップ１４と７との近接部
をカップラ１３として構成している。また、誘電体共振
器１１，１２の上部には誘電体レンズ１６，１７を取り
付けている。
【０００５】図１９は図１８に示した送受信装置の等価
回路図である。発振器１はバラクタダイオードとガンダ
イオードが設けられてなり、その発振信号はサーキュレ
ータ２を介して誘電体共振器１１に伝搬され、誘電体レ
ンズ１６を介して放射される。サーキュレータ２と終端
器３とはアイソレータを構成している。誘電体レンズ１
７および誘電体共振器１２を介して受信されたＲＦ信号
は誘電体ストリップ１４を伝搬するが、その際カップラ
１０，１３により誘電体ストリップ１４にＬＯ信号が混
合され、ミキサー１５に入力される。ミキサー１５はシ
ョットキーバリアダイオードで構成され、ＩＦ信号（中
間周波信号）を発生する。
【０００６】図２０は送受信アンテナを共用した場合の
送受信装置の概略平面図である。同図において２はサー
キュレータであり、それぞれのポートに誘電体ストリッ
プ４，１４，１８を介して発振器１，ミキサー１５およ
び１次放射器としての誘電体共振器１１をそれぞれ配し
ている。また、両端を終端させたベンド部を成す誘電体
ストリップ１９を誘電体ストリップ４，１４に近接させ
てカップラを構成している。
【０００７】図２１は図２０に示した送受信装置の等価
回路図である。発振器１からの信号は誘電体ストリップ
４、サーキュレータ２、誘電体ストリップ１８を介して
誘電体共振器１１および誘電体レンズ１６からなるアン
テナで放射され、物体からの反射波が誘電体ストリップ
１８、サーキュレータ２、誘電体ストリップ１４を介し
てミキサー１５に入力される。その際、誘電体ストリッ
プ４，１４，１９からなるカップラによって、ＲＦ信号
＋ＬＯ信号として混合され、ミキサー１５に入力され
る。ミキサー１５はショットキーバリアダイオードで構
成され、ＩＦ信号を発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のＮＲ
Ｄガイドを用いたミリ波レーダ用の送受信装置では、そ
のＮＲＤガイドとして、図２２に示すような構造を有す
るものを基本的に用いるように設計されている。図２２
の（Ａ）において１０１，１０２はそれぞれ導電体板で
あり、この２つの導電体平面間に誘電体ストリップ１０
０ａ，１００ｂおよび基板１０３を配置している。同図
の（Ｂ）では、基板１０３を用いないで、導電体板１０
１，１０２からなる導電体平面間に誘電体ストリップ１
００を配置している。上記導電体平面間の間隔および誘
電体ストリップの寸法と比誘電率を定めることによっ
て、誘電体ストリップ部分を伝搬域、その他の領域を非
伝搬域（遮断域）としている。例えば図２３の（Ｂ）に
示すように各部の寸法および比誘電率を定めれば、同図
の（Ａ）に示す位相定数特性のように、所定の周波数以
上でのみ伝搬域での伝送を可能としている。
【０００９】ところが、ＮＲＤガイドの基本伝送モード
であるＬＳＭ０１モードとＬＳＥ０１モードとは互いに
直交しており、直線路では低損失特性を示すが、曲線路
（ベンド部）では直交性が崩れ、それぞれのモード間で
結合が生じるため、曲率半径と曲げ角に制約された範囲
でのみ低損失な特性が得られる。図２３に示した寸法で
は、例えば曲げ角θが６０°であれば、曲率半径が３
６．３ｍｍのとき最も低損失特性が得られ、曲げ角θが
９０°であれば、曲率半径が２２．５ｍｍのとき最も低
損失な特性が得られる。したがって、例えば曲げ角θが
６０°のとき、曲率半径を３６．３ｍｍ以外の値とすれ
ば損失が増大することになる。このように従来はベンド
部やベンド部によるカップラを構成するための設計上の
自由度が低く、ベンド部やベンド部によるカップラの伝
送損失を抑えつつ最も小さく設計したとしてもあまり小
型化できなかった。
【００１０】一方、アンテナの開口径は、送受信装置の
仕様に応じて定まる。すなわち、例えば送信波が１００
ｍ前方で３．５ｍの広がりに収める条件ではビーム幅は
２°となり、例えばアンテナ開口径を１７０ｍｍにする
必要がある。また、例えば送信波が５０ｍ前方で３．５
ｍの広がりに収める条件ではビーム幅は４°となり、そ
のためには例えばアンテナ開口径を８０ｍｍにする必要
がある。このようにアンテナの開口径は送受信装置の仕
様によって必然的に決まる。図１８に示したように、従
来技術による送受信装置では、発振器、サーキュレー
タ、ミキサーなどの各エレメントの形成領域がアンテナ
サイズより大きくなるため、全体に大型にならざるを得
なかった。
【００１１】この発明の目的は、上記ＮＲＤガイドのベ
ンド部の曲率半径および曲げ角に制約を受けずに、ベン
ド部およびカップラ部分の専有面積を小さくして、全体
に小型化できるようにした送受信装置を提供することに
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、送信用アン
テナと受信用アンテナとともに、少なくともミリ波発振
器とミキサーを含む複数のエレメントをそれぞれ配置
し、略平行な２つの導電体平面の間に誘電体ストリップ
を配設してなるＮＲＤガイドを用いて前記各エレメント
間をそれぞれ接続した送受信装置において、請求項１に
記載のとおり、前記送信用アンテナおよび受信用アンテ
ナを垂直１次放射器と誘電体レンズから構成して並置
し、前記ＮＲＤガイドを、ＬＳＭ０１モードの遮断周波
数がＬＳＥ０１モードの遮断周波数より低くなるよう
に、伝搬域と非伝搬域の導電体平面の間隔および伝搬域
と非伝搬域に介在する誘電体の誘電率を定めたものと
し、前記誘電体レンズの背後または該誘電体レンズの取
付領域の背後に前記複数のエレメントと前記ＮＲＤガイ
ドを配置する。このようにＬＳＭ０１モードの遮断周波
数がＬＳＥ０１モードの遮断周波数より低くなるように
したため、ＬＳＭ０１モードの単一モードのみを伝搬さ
せることになり、ベンド部の曲率半径を小さくし、曲げ
角を大きくしても常に低損失な特性が得られ、送信用ア
ンテナおよび受信用アンテナの誘電体レンズまたはその
取り付け領域の背後に発振器やミキサー等の各エレメン
トを配置できるようになり、この構成によって必要最低
限のアンテナサイズにまで全体に小型化される。
【００１３】またこの発明は、送受信用アンテナととも
に、少なくともミリ波発振器とミキサーを含む複数のエ
レメントをそれぞれ配置し、略平行な２つの導電体平面
の間に誘電体ストリップを配設してなるＮＲＤガイドを
用いて前記各エレメント間をそれぞれ接続した送受信装
置において、請求項２に記載のとおり、前記送受信用ア
ンテナを垂直１次放射器と誘電体レンズから構成し、前
記ＮＲＤガイドを、ＬＳＭ０１モードの遮断周波数がＬ
ＳＥ０１モードの遮断周波数より低くなるように、伝搬
域と非伝搬域の導電体平面の間隔および伝搬域と非伝搬
域に介在する誘電体の誘電率を定めたものとし、前記誘
電体レンズの背後または該誘電体レンズの取付領域の背
後に前記複数のエレメントと前記ＮＲＤガイドを配置す
る。
【００１４】またこの発明は、請求項３に記載のとお
り、上記の構成において前記垂直１次放射器をＨＥ１１
１モードの誘電体共振器から構成し、前記誘電体共振器
へ送信信号を与えるＮＲＤガイドの先端と前記誘電体共
振器から受信信号を受けるＮＲＤガイドの先端を、前記
誘電体共振器に対して９０°の角度をもって対向させ、
且つ両ＮＲＤガイド間で３ｄＢ方向性結合器を構成し、
ミリ波発振器とアイソレータとの間、該アイソレータと
前記３ｄＢ方向性結合器との間、該３ｄＢ方向性結合器
とミキサーとの間をぞれぞれＮＲＤガイドで接続し、送
信信号を伝送するＮＲＤガイドと受信信号を伝送するＮ
ＲＤガイドにそれぞれ結合して、前記ミキサーに送信信
号と受信信号の混合信号を与えるカップラをＮＲＤガイ
ドで構成する。この構成によって、送信信号が３ｄＢ方
向性結合器に入力されることによって、等分配され、誘
電体共振器に対して９０°の位相差で出力されるため、
ＨＥ１１１モードの誘電体共振器は円偏波の電波をその
軸方向に放射する。一方、送信波と同旋で入射した受信
波は誘電体共振器を介してその誘電体共振器に対向して
いる２つのＮＲＤガイドに対して９０°の位相差で伝搬
し、３ｄＢ方向性結合器を通って、送信波の入力ポート
側へ出力されることなくミキサーへ出力される。これに
より、分波のためのサーキュレータが不要となり、誘電
体レンズまたはその取り付け領域内への各エレメントの
配置がさらに容易となる。
【００１５】また、この発明は、上記誘電体レンズとし
て、請求項４に記載のとおり、誘電率の異なる誘電体材
料を多層化して構成する。これにより１次放射器の位置
から誘電体レンズ突端までの距離を短くして全体に薄型
化が可能となる。また、誘電体レンズ開口面を通過する
電磁波の強度を一様にしてアンテナゲインを向上させる
ことができるため、その分さらに小型化できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係る送受信装置
の構成を図１〜図９を参照して以下に説明する。
【００１７】図１はＮＲＤガイドの構成を示す部分斜視
図である。図１の（Ａ）において１０１，１０２はそれ
ぞれ導電体板であり、この２つの導電体板にそれぞれ溝
を形成するとともに、両導電体平面間に誘電体ストリッ
プ１００ａ，１００ｂおよび基板１０３を配置してい
る。同図の（Ｂ）では、基板１０３を用いないで、導電
体板１０１，１０２からなる導電体平面間に誘電体スト
リップ１００を配置している。上記導電体平面間の間隔
および誘電体ストリップの寸法と比誘電率を定めること
によって、誘電体ストリップ部分を伝搬域、その他の領
域を非伝搬域（遮断域）とする。
【００１８】図２の（Ａ）は（Ｂ）に示すように各部の
寸法および誘電率を定めたＮＲＤガイドの周波数に対す
る位相定数βの特性図である。このようにＬＳＭ０１モ
ードの遮断周波数がＬＳＥ０１モードの遮断周波数より
低くなるようにして、同図に示す例では６０ＧＨｚ帯を
用いて、ＬＳＭ０１モードの単一モードを伝搬させる。
【００１９】図３の（Ａ）は（Ｂ）に示すベンド部の曲
率半径Ｒを９．６ｍｍ、周波数を６０ＧＨｚに規定し、
曲げ角θと伝送損失との関係を、従来用いられていたＮ
ＲＤガイドに比較して示した図である。（Ａ）において
破線は図２３の（Ｂ）に示した計算モデルで求めた特
性、実線は図２の（Ｂ）に示した計算モデルで求めた特
性である。この例で従来構造によれば、曲げ角θに応じ
て伝送損失が０〜約４ｄＢの範囲で変動するが、本願発
明に係る送受信装置で用いるＮＲＤガイドのベンド部で
は、曲げ角θに関係なく損失は常に０ｄＢである。ただ
し、ここで損失計算は誘電体部分と導電体部分による損
失を無視した無損失系で行っている。
【００２０】図４は送受信装置の回路ユニットの構成を
示す平面図である。ただし上部の導電体板を取り除いた
状態として示している。同図において１０３は基板であ
り、この基板を挟んで上下面に同一パターンの誘電体ス
トリップを配置している。図中１は基板１０３上に設け
た発振器であり、誘電体ストリップ２１に直交する方向
に導電体線路を設けるとともに、ＲＦチョーク用導電体
パターンを設け、上記導電体線路にガンダイオードを接
続し、その導電体線路と上記ＲＦチョーク用導電体パタ
ーンとの間にバラクタダイオードを接続している。そし
て、バイアス端子２４にガンダイオードに対するバイア
ス電圧を印加し、ＶＣＯ−ＩＮ端子２５に変調信号を入
力することによって、バラクタダイオードの静電容量を
変化させて、ガンダイオードの発振周波数を変調させ
る。この発振器１の構成は特願平０７−１６９９４９号
の実施形態で示した、発振器として用いる非放射性誘電
体線路装置またはＦＭ−ＣＷフロントエンド部に含まれ
る発振器の構成と同様である。図４において２はサーキ
ュレータであり、中心に円板状のフェライトを上下２枚
配置するとともに、その部分を挟むように上下に永久磁
石を配置している。また、サーキュレータ２の１つのポ
ートである誘電体ストリップ２２の端部には誘電体材料
中に抵抗体材料を混入させてなる終端器３を設けてい
る。これにより、このサーキュレータと終端器とによっ
て、アイソレータを構成している。誘電体ストリップ２
１を伝搬する送信信号はサーキュレータ２を経由して誘
電体ストリップ４へ伝搬する。図では直線路と曲線路
（ベンド）部分とをそれぞれ別の部品で構成した例を示
しているが、連続的に配置された誘電体ストリップは説
明上これらをまとめて１つの符号で示している。１１は
送信アンテナの１次放射器部分の誘電体共振器であり、
誘電体ストリップ４から伝搬されて来る信号を軸方向に
放射する。１２は受信アンテナの１次放射器部分の誘電
体共振器であり、受信信号は誘電体ストリップ１４を伝
搬する。図中２３は誘電体ストリップ４，１４との間で
それぞれカップラ１０，１３を構成するとともに両カッ
プラ間を接続するための誘電体ストリップである。この
誘電体ストリップ２３の一方の端部には上記の終端器と
同様に、誘電体材料中に抵抗体材料を混入させてなる終
端器８を接続している。この誘電体ストリップ２３の他
端と誘電体ストリップ１４の端部にはミキサー１５を設
けている。このミキサー１５は２つの誘電体ストリップ
２３，１４を伝搬する電磁波にそれぞれ結合するショッ
トキーバリアダイオードと、このショットキーバリアダ
イオードの両端を接続している、基板１０３上に設けた
ＲＦチョーク用導電体パターンとからなり、端子２６，
２７を接地し、端子２８からＩＦ信号を出力する。この
ミキサー１５は平衡形ミキサー回路であるが、誘電体ス
トリップ２３の他端を終端して、特願平０７−１６９９
４９号の実施形態で示されている、ＦＭ−ＣＷフロント
エンド部に含まれるミキサーと同様に不平衡形ミキサー
としてもよい。カップラ１３は３ｄＢ方向性結合器を構
成し、誘電体ストリップ２３から伝搬されてくるＬＯ信
号を９０°の位相差をもってミキサー１５の２つの誘電
体ストリップへ等分配するとともに、誘電体ストリップ
１４から伝搬されてくる受信信号を９０°の位相差をも
ってミキサー１５に対する２つの誘電体ストリップに等
分配する。以上のように回路ユニット３０を構成してい
る。
【００２１】図５は図４に示した送受信装置全体の正面
図および断面図である。同図において３１は図４に示し
た回路ユニット３０のケース、３２はその裏蓋である。
ケース３１の一部はＨで示すホーン形状をなしていて、
前面に誘電体レンズ１６，１７を取りつけている。誘電
体レンズ１６，１７は、比誘電率εｒ＝４の誘電体レン
ズ母体１６ａ，１７ａとその前面に設けた比誘電率εｒ
＝２の整合層１６ｂ，１７ｂおよび後面に設けた整合層
３３から構成している。誘電体共振器１１から放射され
る電磁波は誘電体レンズ１６を介してそのビームが絞ら
れて所定のビーム幅で放射され、物体からの反射波は誘
電体レンズ１７を介して誘電体共振器１２に入射する。
【００２２】図６は誘電体共振器部分の構成を示す図で
あり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。導電体
板４１と４２の間には誘電体ストリップ４と誘電体共振
器１１が設けられていて、導電体板４１には誘電体共振
器１１と同軸の孔４３が形成されている。これにより、
誘電体ストリップ４の長手方向（図におけるｘ軸方向）
に直角で導電体板４１，４２に平行な方向（図における
ｙ軸方向）の成分を持つ電界と、導電体板４１，４２に
垂直な方向の成分を持つ磁界とが生じるＬＳＭモード
で、誘電体ストリップ４内を電磁波が伝搬する。そし
て、誘電体ストリップ４と誘電体共振器１１とが電磁結
合し、誘電体共振器１１内に、誘電体ストリップ４の電
界と同一方向の電界成分を持つＨＥ１１１モードが発生
する。そして、開口部４３を介して導電体板４１に垂直
な方向（図におけるｚ軸方向）に直線偏波の電磁波が放
射される。
【００２３】図７は図４に示した送受信装置の等価回路
図である。発振器１はバラクタダイオードとガンダイオ
ードが設けられてなり、その発振信号はサーキュレータ
２を介して誘電体共振器１１および誘電体レンズ１６を
介して放射される。誘電体レンズ１７および誘電体共振
器１２を介して受信されたＲＦ信号は誘電体ストリップ
１４を伝搬し、カップラ１０，１３によりＬＯ信号が混
合され、ミキサー１５に入力される。ミキサー１５は前
述したとおり、９０°の位相差を持つＲＦ信号＋ＬＯ信
号の信号から平衡形ミキサーとしてＲＦ信号とＬＯ信号
の差成分をＩＦ信号として出力する。
【００２４】図８はアンテナ部分の他の２つの構成例を
示す断面図である。図６に示した例では、誘電体共振器
１１の上部の導電体板４１に開口部４３を設けた例を示
したが、この部分に図８の（Ａ）に示すような誘電体ロ
ッド４４を設けてもよい。この誘電体ロッドによって、
その部分が誘電体ロッドアンテナとして作用し、指向性
を高めることができる。また、図８（Ｂ）の平面図およ
び（Ｃ）の断面図に示すように、誘電体共振器１１と上
部の導電体板４１との間に、金属板に開口スロットを設
けてなる、または回路基板の導電体膜にスロットパター
ンを形成してなるスロット板４５を配置してもよい。
【００２５】図９はケースに対する回路ユニットの取り
付け構造の他の例を示す断面図である。図５に示した例
では、ケース３１にホーン形状Ｈを形成したが、これは
必須ではなく、また図９の（Ａ）に示すように、誘電体
共振器１１部分の開口部に対応する箇所のみをホーン形
状Ｈとしてもよい。また、回路ユニット３０はケース３
１の下部に設ける必要はなく、例えば図９の（Ｂ）に示
すように、ケース３１の内部に配置するようにしてもよ
い。ただし、図５および図９の（Ａ）に示したように、
ケース３１の下部に回路ユニット３０を装着する構造に
よれば、１次放射器とその他のＮＲＤガイドとの接合部
からの洩れ波が誘電体レンズを介して外部へ放射された
り、逆に誘電体レンズを介して外部から上記接合部へ電
磁波が入射されたりすることがない利点がある。
【００２６】次に、第２の実施形態に係る送受信装置の
構成を図１０および図１１を基に説明する。
【００２７】図１０の（Ａ）は回路ユニットの平面図、
（Ｂ）は（Ａ）に示す回路ユニットをケースに組み込ん
で構成した送受信装置の断面図である。ただし（Ａ）に
おいては上部の導電体板を取り除いた状態として示して
いる。（Ａ）において２１，２２，５１，２３，４，５
３はそれぞれ誘電体ストリップ、２，５２はそれぞれサ
ーキュレータ、３，８はそれぞれ終端器である。また、
１０は誘電体ストリップ５１と２３とによるカップラ、
１３は誘電体ストリップ２３と５３とによる３ｄＢ方向
性結合器としてのカップラである。基板１０３上には発
振器１およびミキサー１５を構成している。この第２の
実施形態では、サーキュレータ５２を設けて送受信アン
テナを共用している。発振器１、ミキサー１５、サーキ
ュレータ２、終端器３，８、カップラ１０，１３、ミキ
サー１５の構成は、配置関係が異なる点を除いて図４に
示した例と同様である。
【００２８】図１１は図１０に示した送受信装置の等価
回路図である。同図において発振器１からの信号はサー
キュレータ２、カップラ１０、サーキュレータ５２を介
して誘電体共振器１１まで伝搬され、この誘電体共振器
１１および誘電体レンズ１６を介して外部へ放射され
る。一方、受信信号はサーキュレータ５２、カップラ１
３を介してミキサー１５に供給される。ミキサー１５は
平衡形ミキサーとしてＲＦ信号とＬＯ信号の差成分をＩ
Ｆ信号として出力する。
【００２９】図１２は上記回路ユニットの変形例であ
り、大地に対して４５°の角度で誘電体共振器１１を励
振することによって、基板１０３に対する各エレメント
の配置を容易にして、基板１０３の小型化を図ってい
る。
【００３０】次に、第３の実施形態に係る送受信装置の
回路ユニットの構成を図１３に示す。この例では、円偏
波を送受信するようにして、図１０に示したサーキュレ
ータ５２を不要にしている。すなわち、図１３において
５４は誘電体ストリップ５３と５１との平行直線路によ
る３ｄＢ方向性結合器としてのカップラであり、誘電体
ストリップ５３および５１のそれぞれの先端部をＨＥ１
１１モードの誘電体共振器１１に対して９０°の角度を
もって対向させている。この構成により、ポート＃１か
らカップラ５４に入力された送信信号は等分配されてポ
ート＃２，＃４に９０°の位相差で出力される。これに
より誘電体共振器１１は励振されて円偏波の電波を放射
する。一方、送信波と同旋で入射した受信波は誘電体共
振器１１を介してポート＃２，＃４に達したところで９
０°の位相差があるため、再びカップラ５４を通るとポ
ート＃１へは打ち消されて現れず、ポート＃３へのみ出
力される。これにより分波機能を達成している。
【００３１】図１４は上記回路ユニットの変形例であ
り、図１２に示した場合と同様に、大地に対して４５°
の角度で誘電体共振器１１に給電することによって、基
板１０３に対する各エレメントの配置を容易にして、基
板１０３の小型化を図っている。
【００３２】以上に述べた各実施形態では、基本的に比
誘電率の均質な誘電体レンズを用いたが、例えば図１５
に示すように、誘電率の異なる誘電体材料を多層化した
誘電体レンズを用いてもよい。図１５において６０は表
面が凸面を有する誘電体レンズエレメント、６１ａ，６
１ｂ・・・６１ｎはそれぞれ比誘電率の異なる誘電体層
であり、最も上の誘電体層６１ａから最も下の誘電体層
６１ｎへと比誘電率が段階的に小さくなるように比誘電
率に勾配を与えている。これらの誘電体層を積層するこ
とによって１つの誘電体レンズを構成している。このよ
うに、比誘電率に勾配を持たせた誘電体レンズを用いれ
ば、１次放射器の誘電体共振器の位置から誘電体レンズ
の頂部までの高さが低くなり、全体に薄型化が可能とな
る。また、誘電体レンズ開口面を通過する電磁波の強度
を一様にして（照度分布を一様にして）アンテナゲイン
を向上させることができるため、その分さらに小型化で
きる。
【００３３】尚、各実施形態では、単一の基板を用いて
発振器、サーキュレータ、ミキサー、カップラ等の各エ
レメントを配置した例を示したが、発振器やミキサーの
ように基板を要するエレメントのみ、上下の導電体板と
基板と誘電体ストリップとで構成し、サーキュレータや
カップラ等の基板を要しないエレメントは、それぞれ上
下の導電体板と誘電体ストリップとで構成し、これらの
個別のエレメントを組み合わせることによって、回路ユ
ニットを構成してもよい。
【００３４】また、各実施形態では直線路とベンド部と
を分割した例を示したが、これらを一体に形成してもよ
い。
【００３５】また、各実施形態では三角波で変調するＦ
Ｍ−ＣＷ方式を例としたが、その他にパルス波で周波数
変調する方式を採用してもよい。
【００３６】
【発明の効果】請求項１，２に記載の発明によれば、Ｌ
ＳＭ０１モードの遮断周波数がＬＳＥ０１モードの遮断
周波数より低くなるようにし、ＬＳＭ０１モードの単一
モードのみを伝搬させるようにして、曲率半径が小さく
曲げ角の大きなベンド部でも低損失特性を得られるよう
にしたため、アンテナの誘電体レンズまたはその取り付
け領域の背後に発振器やミキサー等の各エレメントが配
置できるようになり、この構成によって必要最低限のア
ンテナサイズにまで全体に小型化される。
【００３７】請求項３に記載の発明によれば、分波のた
めのサーキュレータが不要となり、誘電体レンズまたは
その取り付け領域内への各エレメントの配置がさらに容
易となる。
【００３８】請求項４に記載の発明によれば、１次放射
器の位置から誘電体レンズ突端までの距離を短くして全
体に薄型化が可能となり、また、アンテナゲインを向上
させて、その分さらに小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る送受信装置で用いるＮＲ
Ｄガイドの構成を示す部分斜視図である。
【図２】同ＮＲＤガイドの周波数に対する位相定数の特
性を示す図である。
【図３】同ＮＲＤガイドによるベンド部の曲げ角と損失
との関係を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る送受信装置の回路ユニッ
トの構成を示す平面図である。
【図５】同送受信装置の平面図および断面図である。
【図６】１次放射器の平面図および断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る送受信装置の等価回路図
である。
【図８】１次放射器の他の構成例を示す断面図である。
【図９】ケースに対する回路ユニットの他の取り付け構
造を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る送受信装置の回路ユニ
ットの平面図および送受信装置の断面図である。
【図１１】図１０に示す送受信装置の等価回路図であ
る。
【図１２】第２の実施形態に係る送受信装置の回路ユニ
ットの他の構成例を示す平面図である。
【図１３】第３の実施形態に係る送受信装置の回路ユニ
ットの平面図である。
【図１４】第３の実施形態に係る送受信装置の回路ユニ
ットの他の構成例を示す平面図である。
【図１５】誘電体レンズの他の構成例を示す図である。
【図１６】自動車用ミリ波レーダの使用形態および送信
波のビーム幅と探知距離との関係を示す図である。
【図１７】自動車用ミリ波レーダの構成を示すブロック
図である。
【図１８】従来技術による送受信装置の構成を示す概略
平面図である。
【図１９】図１８に示す送受信装置の等価回路図であ
る。
【図２０】従来技術による他の送受信装置の構成例を示
す概略平面図である。
【図２１】図２０に示す送受信装置の等価回路図であ
る。
【図２２】従来の送受信装置で用いられるＮＲＤガイド
の構成例を示す部分斜視図である。
【図２３】図２２に示すＮＲＤガイドの周波数に対する
位相定数の特性例を示す図である。
【符号の説明】
１−発振器 ２−サーキュレータ ３−終端器 ４〜７−誘電体ストリップ ８，９−終端器 １０，１３−カップラ １１，１２−誘電体共振器 １４−誘電体ストリップ １５−ミキサー １６，１７−誘電体レンズ １６ａ，１７ａ−誘電体レンズ母体 １６ｂ，１７ｂ−整合層 １８，１９−誘電体ストリップ ２１〜２３−誘電体ストリップ ２４−バイアス端子 ２５−ＶＣＯ−ＩＮ端子 ２６，２７−接地端子 ２８−ＩＦ−ＯＵＴ端子 ３０−回路ユニット ３１−ケース ３２−裏蓋 ３３−整合層 ４１，４２−導電体板 ４３−開口部 ４４−誘電体ロッド ４５−スロット板 ５１−誘電体ストリップ ５２−サーキュレータ ５３−誘電体ストリップ ５４−カップラ １００，１００ａ，１００ｂ−誘電体ストリップ １０１，１０２−導電体板 １０３−基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｐ 3/18 Ｈ０１Ｐ 3/18 7/10 7/10 Ｈ０１Ｑ 1/27 Ｈ０１Ｑ 1/27 15/04 15/04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信用アンテナと受信用アンテナととも
    に、少なくともミリ波発振器とミキサーを含む複数のエ
    レメントをそれぞれ配置し、略平行な２つの導電体平面
    の間に誘電体ストリップを配設してなるＮＲＤガイドを
    用いて前記各エレメント間をそれぞれ接続した送受信装
    置において、 前記送信用アンテナおよび受信用アンテナを垂直１次放
    射器と誘電体レンズから構成して並置し、前記ＮＲＤガ
    イドを、ＬＳＭ０１モードの遮断周波数がＬＳＥ０１モ
    ードの遮断周波数より低くなるように、伝搬域と非伝搬
    域の導電体平面の間隔および伝搬域と非伝搬域に介在す
    る誘電体の誘電率を定めたものとし、前記誘電体レンズ
    の背後または該誘電体レンズの取付領域の背後に前記複
    数のエレメントと前記ＮＲＤガイドを配置したことを特
    徴とする送受信装置。
  2. 【請求項２】 送受信用アンテナとともに、少なくとも
    ミリ波発振器とミキサーを含む複数のエレメントをそれ
    ぞれ配置し、略平行な２つの導電体平面の間に誘電体ス
    トリップを配設してなるＮＲＤガイドを用いて前記各エ
    レメント間をそれぞれ接続した送受信装置において、 前記送受信用アンテナを垂直１次放射器と誘電体レンズ
    から構成し、前記ＮＲＤガイドを、ＬＳＭ０１モードの
    遮断周波数がＬＳＥ０１モードの遮断周波数より低くな
    るように、伝搬域と非伝搬域の導電体平面の間隔および
    伝搬域と非伝搬域に介在する誘電体の誘電率を定めたも
    のとし、前記誘電体レンズの背後または該誘電体レンズ
    の取付領域の背後に前記複数のエレメントと前記ＮＲＤ
    ガイドを配置したことを特徴とする送受信装置。
  3. 【請求項３】 前記垂直１次放射器をＨＥ１１１モード
    の誘電体共振器から構成し、前記誘電体共振器へ送信信
    号を与えるＮＲＤガイドの先端と前記誘電体共振器から
    受信信号を受けるＮＲＤガイドの先端を、前記誘電体共
    振器に対して９０°の角度をもって対向させ、且つ両Ｎ
    ＲＤガイド間で３ｄＢ方向性結合器を構成し、ミリ波発
    振器とアイソレータとの間、該アイソレータと前記３ｄ
    Ｂ方向性結合器との間、該３ｄＢ方向性結合器とミキサ
    ーとの間をぞれぞれＮＲＤガイドで接続し、送信信号を
    伝送するＮＲＤガイドと受信信号を伝送するＮＲＤガイ
    ドにそれぞれ結合して、前記ミキサーに送信信号と受信
    信号の混合信号を与えるカップラをＮＲＤガイドで構成
    してなる請求項２に記載の送受信装置。
  4. 【請求項４】 前記誘電体レンズを、誘電率の異なる誘
    電体材料を多層化して構成したことを特徴とする請求項
    １〜３のいずれか１項に記載の送受信装置。
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