JPH10341113A

JPH10341113A - マイクロ波検出器

Info

Publication number: JPH10341113A
Application number: JP9166703A
Authority: JP
Inventors: Motoji Sawada; 元司澤田; Yuichi Kajita; 裕一梶田; Tetsuya Hosoi; 哲也細井; Takehiko Sugiura; 岳彦杉浦; Hisao Ono; 久雄尾野
Original assignee: Yupiteru Industries Co Ltd
Current assignee: Yupiteru Industries Co Ltd
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1998-12-22
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: US6049313A; EP0884854A2; JP3229564B2

Abstract

(57)【要約】【課題】予め回路部品が有する固有のインピーダンス
自体を小さくなるような構造とすることにより、ミキサ
回路の周波数変換損を小さくし、高感度のマイクロ波検
出器を提供すること【解決手段】プリント配線基板１０の金属膜１１を覆
うように下面が開口した立体回路部品１２を取り付け
る。これでホーンアンテナとキャビティとを構成する。
ホーンアンテナのスロート部に取り付けるミキサダイオ
ード３０を両端に突起部３０ａ，３０ｂを有する基板３
０の表面中央にフリップチップ型ダイオード３１を装着
し、そのダイオードのアノード及びカソードは、突起部
を含む基板の表面に分離して形成されたアノード電極パ
ターン３２ａとカソード電極パターン３２ｂに面実装し
て導通される。この突起部が、ボス部１２ｃとスルーホ
ール１３に装着されることにより、各回路と接続され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計測機器などから
発せられるマイクロ波を検出して報知するマイクロ波検
出器に関し、特に、ホーンアンテナによる受信電波と局
部発振器の出力とを周波数混合する受信周波数変換部の
構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーダー式スピード測定器から発射され
たマイクロ波を検出してアラームを発するように構成さ
れたマイクロ波検出器が従来から知られている。一般的
な交通監視用レーダー式スピード測定器の場合、１０Ｇ
Ｈｚ帯（Ｘバンド）、２４ＧＨｚ帯（Ｋバンド）、３５
ＧＨｚ帯（Ｋａバンド）のいずれかの帯域のマイクロ波
を使用している。この種のスピード測定器を検出対象機
器とするマイクロ波検出器は、所定のバンドのマイクロ
波を以下のような構成のスーパーヘテロダイン方式の回
路で受信するようになっている。

【０００３】受信アンテナとしては一般にホーンアンテ
ナが使用されている。そのホーンアンテナのスロート部
の給電点にミキサダイオードが設置される。また、ホー
ンアンテナのスロート部の奥に局部発振器を構成するマ
イクロ波回路が設けられる。ホーンアンテナによる受信
信号と局部発振器の出力とがミキサダイオードにて周波
数混合される。また、ホーンアンテナによる受信入力が
局部発振器の動作に悪影響を与えないように、ミキサ段
と局部発振器との間に適宜なフィルタを設ける。そして
導波管を使用する立体回路によりミキサ及び局部発振器
を構成するタイプと、マイクロストリップラインを使用
するマイクロ波集積回路でミキサ部分及び局部発振器を
構成するタイプとが知られている。

【０００４】本発明が対象とする前者の立体回路により
構成するタイプとして、従来たとえば、特開平５−３０
８２１９号公報等があった。この公報に開示された発明
は、図１のようになっている。すなわち同図に示すよう
に、プリント配線基板１０の上面側に広い面積の金属膜
（銅箔）１１が所定パターンで形成されている。そして
アルミニウムダイキャスト製の立体回路部品１２がプリ
ント配線基板１０の金属膜１１の部分に覆い被さるよう
にネジにより取り付けられる。立体回路部品１２はホー
ンアンテナ部１２ａとキャビティ部１２ｂとを有する
が、下面が完全に開口しており、これをプリント配線基
板１０上に取り付けることで立体回路部品１２の開口し
た下面が金属膜１１によって塞がれる。このように立体
回路部品１２をプリント配線基板１０上に取り付けるこ
とで、ホーンアンテナと、そのスロート部の奥につなが
るキャビティが構成される。また、立体回路部品１２の
ホーンアンテナスロート部の近くにはネジ式のピン整合
器２０ａ，２０ｂが取り付けられている。

【０００５】立体回路部品１２のホーンアンテナ部１２
ａのスロート部にはボス部１２ｃが一体に形成されてお
り、このボス部１２ｃと対向するプリント配線基板１０
側にはスルーホール１３が形成されている。このスルー
ホール１３に金属製の台座１５のピン状の脚部１５ａが
バネワッシャー１６を介して嵌め込まれる。この台座１
５の上面側の穴と前記ボス部１２ｃの穴は同一軸線上に
あり、ここにビル型ミキサダイオード１４の両端のピン
部分がボス部１２ｃと台座１５とにそれぞれ嵌め込まれ
ている。これによってミキサダイオード１４はプリント
配線基板１０と立体回路部品１２とに挟み込まれた状態
でホーンアンテナのスロート部給電点に配置されること
になる。

【０００６】さらに、プリント配線基板１０の金属膜１
１と立体回路部品１２のキャビティ部１２ｂとで囲まれ
たキャビティ内にマイクロ波基板１７が収納されてい
る。このマイクロ波基板１７には局部発振器が実装され
ている。局部発振器の発振出力はキャビティ内の空間に
放射され、前記ホーンアンテナのスロート部に達する。
上記したように、このスロート部にミキサダイオード１
４が配置されているため、アンテナ入力と第１局部発振
出力とが立体回路モードで周波数混合される。

【０００７】なお、図示省略するが、プリント配線基板
１０の下面の前記スルーホール１３の周辺部分に中間周
波処理回路部が平面実装方式により実装される。この中
間周波処理回路部には、ミキサダイオード１４の出力を
入力とする第１中間周波フィルタと、第２局部発振器
と、第２局部発振出力と第１中間周波フィルタの出力と
を周波数混合する第２ミキサ回路などが含まれる。そし
て、この中間周波処理回路部を覆い被すようにシールド
ケースがプリント配線基板１０の下面側に取り付けられ
る。

【０００８】なおプリント配線基板１０の上面側の前記
金属膜１１のパターンは、立体回路部品１２の下面の開
口を塞ぐだけでなく、中間周波処理回路部のシールドと
しても機能するようにそのパターンが設定されている。
また、検波回路、受信信号弁別回路、アラーム回路など
の低周波回路はプリント配線基板１０の他の領域に実装
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記したミキサダイオ
ードの構造は、図２に示すように両端開口された円筒状
のセラミック筒１４ａの両端に、アノード電極１４ｂと
カソード電極１４ｃを装着して閉塞する。そして、カソ
ード電極１４ｃの上端（セラミック筒１４ａ内）にダイ
オードチップ１４ｄが実装され、そのダイオードチップ
１４ｄとアノード電極１４ｂとはボンディングワイヤ１
４ｅにより導通がとられるようになっている。

【００１０】ところで、上記のように受信した信号と局
部発振器の出力をミキサダイオード１４で周波数混合し
て中間周波に直接変換する回路方式では、増幅回路を有
しないためミキサ回路の周波数変換損が感度に大きく影
響する。従って、感度をよくするためには、変換損をい
かに少なくするかが重要な要素となる。そして、この変
換損に与える要素は、ミキサダイオードの特性、局部発
振器からの注入電圧、ミキサダイオードとアンテナとの
インピーダンスマッチング及びミキサダイオードと局部
発振器とのインピーダンスマッチングなど多くの要素が
ある。

【００１１】上記のビル型の構成において、ミキサダイ
オード１４のインピーダンスを構成する主な要素として
は、ダイオード内部の接合容量や直列抵抗の他に、パッ
ケージ容量やボンディングワイヤ１４ｅのインダクタン
スなどがあげられる。そしてマイクロ波やミリ波などの
周波数が高くなるほどこれらの要素が大きく影響する。

【００１２】また、マイクロ波のミキサダイオード１４
としては、一般にＧａ−Ａｓのショットキーバリア型ダ
イオードが用いられる。このダイオード内部の接合容量
は、半導体としての特性であり、半導体材料やデバイス
構造により決定される。同様にパッケージ容量やボンデ
ィングワイヤのインダクタンスは、パッケージ材料や構
造により決定される。そして、変換損を小さくするため
には、インピーダンスを小さくできればよいが、上記の
予め回路部品が有する固有のインピーダンス成分を除去
するのは困難である。

【００１３】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、予め回路部品が有する固有のインピーダンス自体を
小さくなるような構造とすることにより、ミキサ回路の
周波数変換損を小さくし、高感度のマイクロ波検出器を
提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明者らは、ビームリードやフリップチップ型
のダイオードを用いることを考えた。このフリップチッ
プ型等であれば、パッケージを使用しないでベアチップ
を直接回路に面実装することになるので、ボンディング
ワイヤも不要となるため、上記したインピーダンス成分
を発生する部品がなくなり、しかも、チップ自体のイン
ピーダンスも小さくなるので、ミキサ回路の周波数変換
損を小さくできる。しかし、本発明の前提となる立体回
路に実装することを考えると、係るフリップチップ型等
のダイオードは、非常に小さく機械強度も弱いので直接
実装することはできない。

【００１５】そこで、フリップチップ型のダイオードを
使いつつ、かつ、インピーダンスマッチングをとり、ミ
キサ回路の周波数変換損を低下させる構造を考えた。そ
して、具体的なマイクロ波検出器の構成としては、以下
の要件（１）〜（４）を備えるように構成した（請求項
１）。（１）ホーンアンテナと、ホーンアンテナのスロート部
の奥につながるキャビティが、導電性の立体回路部品に
よって一体的に形成されており、その立体回路部品がプ
リント配線基板の上面に取り付けられている。（２）前記キャビティ内にマイクロ波回路基板に実装さ
れた局部発振器が収納されている。（３）前記立体回路部品の上面側に形成される前記ホー
ンアンテナのスロート部の給電点に対向する前記立体回
路部品の下面側には貫通孔が形成されており、前記ホー
ンアンテナの前記給電点に位置するミキサダイオード
は、その一端側が前記給電点に直接または間接的に接続
されるとともに、他端がプリント配線基板に直接または
間接的に接続される。他端側と前記立体回路との間は、
前記貫通孔により短絡しないようになっている。（４）前記ミキサダイオードは、両端に突起部を有する
基板の表面中央付近にビームリード或いはフリップチッ
プ型のダイオードを装着し、そのダイオードのアノード
及びカソードは、前記突起部を含む前記基板の表面に分
離して形成されたアノード電極パターンとカソード電極
パターンに面実装して導通されており、かつ前記突起部
が直接または間接的に、前記立体回路部品及びプリント
配線基板に接続される。

【００１６】上記した構成は、ホーンアンテナとキャビ
ティを総てアルミダイキャストなどにより形成される立
体回路部品により形成するタイプのものに適用した例を
示している。また、適用するタイプは、これに限ること
はなく、ホーンアンテナとキャビティの一部を立体回路
部品で構成するものでも良い。係るタイプの具体的な構
成としては、以下の要件（５）〜（８）を備えるように
構成することである（請求項２）。（５）下面が開口した導電性の立体回路部品がプリント
配線基板の上面に取り付けられ、この基板の上面に形成
されている金属膜によって前記立体回路部品の開口した
下面が塞がれた状態となり、前記立体回路部品と前記金
属膜とによってホーンアンテナと、このホーンアンテナ
のスロート部の奥につながるキャビティとが構成されて
いる。（６）前記キャビティ内にマイクロ波回路基板に実装さ
れた局部発振器が収納されている。（７）前記ホーンアンテナのスロート部の給電点に位置
し、前記立体回路部品と前記プリント配線基板とに挟み
込まれた状態でミキサダイオードが取り付けられてい
る。（８）前記ミキサダイオードは、両端に突起部を有する
基板の表面中央付近にビームリード或いはフリップチッ
プ型のダイオードを装着し、そのダイオードのアノード
及びカソードは、前記突起部を含む前記基板の表面に分
離して形成されたアノード電極パターンとカソード電極
パターンに面実装して導通されている。前記突起部が直
接または間接的に、前記立体回路部品及びプリント配線
基板に接続される。

【００１７】上記した各発明において、「面実装」を行
うには、例えば、ダイオードのアノード，カソードとア
ノード電極パターン，カソード電極パターンを直接接触
させた状態で周囲に接着剤や半田などの接続部材を塗布
等して固定する場合と、その間に半田，導電性接着剤な
どを介在させて間接的に導通を図るものの両方を含み、
後者の場合には、例えば金バンプなどによって接続する
ようにかならずしも面接触しないものも含む。

【００１８】また、導電性の立体回路部品は、実施の形
態では金属（具体的にはアルミダイキャストとしたがそ
れ以外でも可）を用いて形成しているが、本発明はその
様に金属製のものに限ることはなく、例えば導電性樹脂
等の非金属材料で導電性を有するものでも良く、或い
は、プラスチック・樹脂等により成形した部品の表面及
びまたは裏面にメッキ等を施すことにより導電性を発揮
させるものでも良い。ようするに、アンテナ等の必要な
機能を発揮するものであれば良い。

【００１９】請求項１の発明では、立体回路部品によっ
てホーンアンテナとキャビティが形成されまた請求項２
の発明では、前記の立体回路部品とプリント配線基板上
の金属膜とによってホーンアンテナとキャビティとが構
成される。そしていずれの発明でも、キャビティ内に局
部発振器が収容され、その出力とアンテナ入力とが立体
回路モードで前記ミキサダイオードにて周波数混合され
る。ミキサダイオードの出力端子はその取り付け点にて
前記プリント配線基板の所定の中間周波処理回路部に導
入されることになる。

【００２０】ここで構成要件（４），（８）のようにす
ることにより、フリップチップ型等のダイオードは、そ
れ自体のインピーダンスが小さく、損失が少ない。ま
た、小型で強度的に弱いという欠点は、基板に装着する
ことにより、解消できる。しかも、基板に装着する際
に、ダイオードのアノード・カソードを電極パターンに
面実装することにより、ボンディングワイヤなどを用い
る必要がなく、不要なインピーダンス成分の発生を極力
抑制・除去できる。

【００２１】さらに、アノード電極パターンとカソード
電極パターンの少なくとも一方のパターンの幅や長さな
どのパターン形状を変えることにより、立体回路部品と
ミキサダイオードの間にインダクタンスやキャパシタン
ス成分を挿入することができ、インピーダンスの整合等
に利用でき、最適な条件に設定しやすい。もちろん、製
造後或いは所定のタイミングでパターンの一部を除去し
て微調整をすることもできる。

【００２２】そして好ましくは、前記基板は、弾性体の
弾性復元力により前記立体回路部品側或いは前記プリン
ト配線基板側に付勢されるように構成することである
（請求項３）。これにより、ミキサダイオードと立体回
路部品及びまたはプリント配線基板との間での接触不良
がなくなる。また、前記弾性体は導電性材料から形成さ
れ、その弾性体を介して前記ミキサダイオードと前記立
体回路部品または前記プリント配線基板上の回路と導通
するようにしてもよい（請求項４）。

【００２３】そして、前記アノード電極パターンと前記
カソード電極パターンの少なくとも一方が、前記基板の
前記突起部の両側面にも延長形成されるようにパターン
形成してもよい（請求項５）。なお、表面の電極パター
ンは、プリント基板を用いることにより簡単に形成で
き、また側面については、例えばメッキしたり導電材料
を塗布することなどによって簡単に形成できる。また、
前記アノード電極パターンと前記カソード電極パターン
の少なくとも一方に対向する前記基板の裏面側にも電極
パターンを形成し、前記基板を挟んで対向する電極パタ
ーン同士をスルーホールで接続するようにしてもよい
（請求項６）。なお、ここでいうスルーホールは、基板
に形成した孔部の内周面に導電膜を被膜したものはもち
ろんのこと、その孔部内に導電材料を充填し、孔部を閉
塞したビアホールと称されるものも含む。

【００２４】側面に形成することにより、電極パターン
が立体的に形成され、インダクタンスが低下する。ま
た、請求項６のように構成すると、スルーホールを設け
ることにより、突起部の表裏面に形成された電極パター
ン同士が電気的に強く結合することになり、またスルー
ホールにより電極部分の肉厚が等価的に厚くなることも
相俟って、インダクタンスが低下する。その結果、電気
パターンのインピーダンスが低下する。

【００２５】一方、前記立体回路部品と前記ミキサダイ
オードの突起部とを接続する孔部と、前記プリント配線
基板と前記ミキサダイオードの突起部とを接続する孔部
の少なくとも一方が、前記突起部と接触する部分の内形
状がその突起部の外形状と略一致する形状からなり、か
つ、その孔部に対応する突起部を挿入することにより、
前記立体回路部品に対する前記ミキサダイオードの角度
位置が所望の状態に決定されるようにしてもよい（請求
項７）。

【００２６】さらにまた、前記基板の長さを前記立体回
路部品と前記プリント配線基板間の距離よりも短くし、
前記基板と直列的に金属製の連結部材を連結した状態
で、前記立体回路部品と前記プリント配線基板間に実装
するようにしてもよい（請求項８）。ここで、金属製の
連結部材は、実施の形態では、プリント配線基板側に１
個設けた例を示したが、本発明はこれに限ることはな
く、立体回路部品側でもよく、両方に設けてももちろん
よい。

【００２７】

【発明の実施の形態】マイクロ波検出器としての基本的
な構成は、上記した図１に示す従来のものと同様であ
り、本実施の形態では、ミキサ回路を構成するミキサダ
イオードの構造を変更している。したがって、以下の変
更点について説明する。

【００２８】図３は、本発明の要部となるミキサ回路部
分を拡大して示している。なお、図中図１と同一符号は
同一部材を示している。同図（Ｂ）に示すように、基板
３０の表面にフリップチップ型のダイオード３１を実装
することにより、ミキサダイオード３２が構成される。
なお、フリップチップ型のダイオード３１に替えて、ビ
ームリード型のダイオードを用いてももちろんよい。

【００２９】基板３０は、ダイオード３１を装着するた
めの実装ボードとなるとともに、ダイオード３１のアノ
ード及びカソードをそれぞれプリント配線基板１０と立
体回路部品１２（ホーンアンテナ１２ａ）に電気・機械
的に接続する機能を有する。具体的には以下のような構
造となる。

【００３０】まず、ガラスエポキシ、テフロン（登録商
標）、セラミックなどの誘電体を基材としたプリント基
板から構成される。そして、その形状は、扁平な矩形状
の４角が除去されることにより、長手方向両端に突起部
３０ａ，３０ｂが形成される。基板３０の表面側の両突
起部３０ａ，３０ｂの幅Ｗは、先端に行くにつれて徐々
に狭くなるように構成される。これにより、突起部３０
ａ，３０ｂの側面３０ａ′，３０ｂ′の少なくとも一部
は湾曲面となる。

【００３１】両突起部３０ａ，３０ｂの周囲を含む基板
上の所定領域にアノード電極パターン３３ａとカソード
電極パターン３３ｂをパターン形成する。アノード電極
パターン３３ａは、突起部３０ａの４つの側面からダイ
オード３１のアノードと面実装するように基板３０の表
面の中央付近まで形成される。また、カソード電極パタ
ーン３３ｂは、突起部３０ｂの４つの側面からダイオー
ド３１のカソードと面実装するように基板３０の表面の
中央付近まで形成される。

【００３２】これにより、ダイオード３１を基板３０の
表面中央に実装すると、そのダイオード３１のアノード
・カソードがそれぞれアノード電極パターン３３ａ，カ
ソード電極パターン３３ｂに面実装される。

【００３３】上記したように、立体回路部品１２は、ア
ルミニウムダイキャストによってホーンアンテナ部１２
ａと局部発振器用のキャビティ部１２ｂとが一体に形成
されている。そして、ホーンアンテナ部１２ａのスロー
ト部にはボス部１２ｃが一体に形成されており、このボ
ス部１２ｃと対向するプリント配線基板１０側にはスル
ーホール１３が形成されている。そこで、ボス部１２ｃ
に形成した孔部内に突起部３０ａを挿入し、スルーホー
ル１３内に突起部３０ｂを挿入することにより、立体回
路部１２とプリント配線基板１０間にミキサダイオード
３２を実装する。これにより、両突起部３０ａ，３０ｂ
は、それぞれボス部１２ｃとスルーホール１３に接触す
るので、その突起部３０ａ，３０ｂの表面に形成された
電極パターン３３ａ，３３ｂは、ボス部１２ｃとスルー
ホール１３に対して電気的に導通されることになる。

【００３４】その結果、ダイオード３１のアノードは、
アノード電極パターン３３ａ，ボス部１２ｃを介してホ
ーンアンテナ１２ａとキャビティ１２ｂとに電気的に接
続されるので、受信した信号と局部発振器からの出力と
がダイオード３１にて周波数混合される。また、係る周
波数混合された信号は、ダイオード３１のカソードから
カソード電極パターン３３ｂ，スルーホール１３を介し
てプリント配線基板１０に形成された中間周波処理回路
部に与えられ、目的とするマイクロ波の有無の検知など
の所定の信号処理が行われる。これによってミキサダイ
オード３２はプリント配線基板１０と立体回路部品１２
とに挟み込まれた状態でホーンアンテナのスロート部給
電点に配置されることにより、ミキサ回路を構成する。
なお、アノードとカソードの配置位置は、上記と逆にし
てももちろんよい。

【００３５】また、本形態では、突起部３０ａ，３０ｂ
の外形状が四角形となっている。従って、ボス部１２ｃ
の孔部の形状やスルーホール１３の形状を、突起部３０
ａ，３０ｂにあわせて所定の大きさからなる平断面を四
角形とすることにより、突起部３０ａ，３０ｂをボス部
１２ｃなどに挿入するだけで、簡単に立体回路に対する
基板３０（ミキサダイオード３２）の向きを、所定の角
度に設定することができる。

【００３６】つまり、電極パターン３３ａ，３３ｂは、
板状であるので、立体回路に挿入したときの基板３０の
向きにより立体回路のインピーダンスが変わる。従っ
て、インピーダンスが最適になるようにボス部１２ｃの
孔部の形状を設定しておくことにより、組み立てる際に
は角度調整を考えることなくそのボス部１２ｃ内に突起
部３０ａを挿入するだけで自動的に最適なインピーダン
スが得られ、周波数変換損が低減される。なお、角度合
わせをするためには、ボス部１２ｃとスルーホール１３
の少なくとも一方の内形状を突起部の外形の寸法形状に
合わせておけばよい。

【００３７】図４は、本発明の別の実施の形態を示して
いる。本実施の形態では、同図（Ｂ）に示すように、板
バネ３５を用い、その板バネ３５の弾性復元力を利用し
て、ミキサダイオード３２のアノード電極パターン３３
ａとボス部１２ｃとをしっかりと接触させている。これ
により、接続不良による回路的に不導通になったり、大
きな抵抗損を生じることがなくなる。これにともない、
カソード電極パターン３３ｂとスルーホール１３との間
では隙間が形成されるおそれがあるが、この場合にスル
ーホール１３側で半田付けなど行うことにより、電気・
機械的に接続することができる。また、板バネ３５を金
属板などの導電性材料で形成した場合には、その板バネ
３５を介して中間周波処理回路部と導通を図るようにす
ることもできる。さらに本形態では、板バネ３５に形成
した透孔３５ａに基板３０の突起部３０ｂを挿入するよ
うにしているが、その透孔３５ａの形状を突起部３０ｂ
の外形状に符合するようにし、この透孔３５ａに上記し
た角度合わせの機能を発揮させている。

【００３８】なお、図示の例では板バネ３５をプリント
配線基板１０側に取り付けたが、本発明はこれに限るこ
とはなく、立体回路部品１２側に取り付けてももちろん
よい。弾性体としても、板バネに限ることはなく、コイ
ルスプリングその他各種のバネ材を用いることができ
る。また、Ｃリング等のバネ性を有するワッシャーであ
ったり、さらには、弾性力を有するパッキンのようなも
のでもよい。

【００３９】図５は、本発明の別の実施の形態を示して
いる。本実施の形態では、図４に示すのと同様に、スプ
リング３６（バネワッシャー）を用いて接続不良の発生
を可及的に抑制している。さらに、ミキサダイオード３
２とプリント配線基板１０のスルーホール１３との間に
金属製の連結部材３８を介在させている。

【００４０】基板３０に形成した電極パターン３３ａ，
３３ｂは、金属箔であり、インダクタンス成分を有して
いる。従って、その電極パターンが長くなると、インダ
クタンス成分も大きくなり、せっかくフリップチップ型
のダイオード３１を用いてインピーダンス成分の低下を
図っても、電極パターン３３ａ，３３ｂで大きなインダ
クタンスを発生してしまうため、ミキサ回路全体でのイ
ンピーダンスはさほど低下できなくなる。

【００４１】そこで、インダクタンス成分の増加の原因
となる電極パターン３３ａ，３３ｂの長さを小さくする
ため、基板３０自体の長さも短くした。すると、立体回
路部品１２とプリント配線基板１０間の間隔よりも基板
３０の方が短くなり、そのままでは装着できなくなる。
そこで上記したように連結部材３８を介在させ、上記不
足分を補うようにしている。そして、連結部材３８は導
電性を有するので、ダイオード３２のカソードは、連結
部材３８を介してスルーホール１３に導通させる。

【００４２】また、インダクタンスの発生を抑制するた
め、その連結部材３８の平断面積は比較的大きく、稠密
に形成している。さらに、連結部材３８の下端には、ス
ルーホール１３内に挿入するための突起部３８ａが形成
され、連結部材３８の上面には、ミキサダイオード３２
の突起部３０ｂが挿入されるように凹部３８ｂが形成さ
れている。

【００４３】図６，図７は本発明の別実施の形態を示し
ている。上記した各実施の形態では、図１に示したよう
にホーンアンテナなどを立体回路部品１２とプリント配
線基板１０上に形成した金属膜１１とによって構成する
タイプに適用した列について説明したが、本実施の形態
では、ホーンアンテナ等を立体回路部品のみにより形成
したタイプに適用した例を示している。

【００４４】すなわち、例えばアルミダイキャストなど
により半割りした上側部品（カバー）４１と下側部品
（ベース）４２を形成し、それらを接合することにより
立体回路部品４０を形成する。そして、この金属製の立
体回路部品４０によって、ホーンアンテナ部４０ａと局
部発振器用のキャビティ部４０ｂとが一体に形成されて
いる。このように、ホーンアンテナと、ホーンアンテナ
のスロート部の奥につながる局部発振器を実装するキャ
ビティが、すべて金属製の立体回路部品４０で構成され
る一般的な構成からなる。そして、この立体回路部品４
０を、プリント配線基板１０上に取り付ける。

【００４５】上側部品４１の形状は、上記した実施の形
態における下側開口した立体部品１２の形状とほぼ同じ
で高さが短くなっている。また、下側部品４２は上側部
品４１とほぼ同形状となるが、以下の点で異なる。すな
わち、立体回路部品４０の上側部品４１の下面における
ホーンアンテナ部４０ａのスロート部にはボス部４０ｃ
が一体に形成されている。このボス部４０ｃに対向する
下側部品４２には、貫通孔４４が形成されている。ま
た、プリント配線基板１０には、上記と同様にスルーホ
ール１３が形成されており、ボス部４０ｃ，貫通孔４
４，スルーホール１３は、上下方向に一直線状に配置さ
れる。

【００４６】そして、上記と同様に、ミキサダイオード
３２のアノード電極パターン３３ａが形成された突起部
３０ａをボス部４０ｃに装着して電気的に導通を図る。
また、ミキサダイオード３２のカソード電極パターン３
３ｂが形成された突起部３０ｂは、接続部材３８を介し
てプリント配線基板１０のスルーホール１３と導通を図
る。この時、接続部材３８が立体回路４０の下側部品４
１と非接触状態になるように、その貫通孔４４の内径
は、接続部材３８の外形状に比べて十分大きくしてい
る。なお、本実施の形態では、ホーンアンテナ等を構成
する立体回路部品等の構造が相違するだけで、本発明の
要部となるミキサダイオード等の構成は上記した実施の
形態と同様であるので、その他の説明は省略する。

【００４７】なおまた、図６，図７に示したタイプのも
のにおいても、上記した図２等に示す実施の形態と同様
に、接続部材３８を設けることなく、直接ミキサダイオ
ード３２をプリント配線基板１０に接続するようにして
ももちろん良い。さらには、適宜位置に板バネやスプリ
ングなどの弾性体を配置し、ミキサダイオードを所定方
向に付勢するようにした構造ももちろんとれる。

【００４８】図８は、ミキサダイオード３２の改良を示
している。上記した実施の形態では、突起部３０ａ，３
０ｂの４つの周囲に電極パターンを形成している。した
がってダイオード３１を装着した基板３０の表面側はも
ちろんのこと、それに対向する裏面側にも電極パターン
が形成されている。そこで本形態では、基板３０を貫通
するスルーホール４６を設けている。これにより、基板
３０の表裏面に形成した電極パターン同士は、外周面を
介してを導通されるとともに、そのスルーホール４６を
介して内部側からも導通される。

【００４９】なお、上記した各実施の形態では、突起部
３０ａ，３０ｂの４つの周囲を囲むようにして電極パタ
ーンを形成したが、本発明はこれに限ることはなく、例
えば突起部３０ａ，３０ｂの側面３０ａ′，３０ｂ′に
は導電性膜を形成しないようにしても良い。そして、そ
の様に側面に形成しない場合において、スルーホールは
設けても良いし設けなくても良い。さらには、裏面側に
電極パターンを設けずに、基板の表面側のみに電極パタ
ーンを設けるようにしてももちろん良い。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明に係るマイクロ波検
出器では、ミキサダイオードの構造を基板に所定のダイ
オードを面実装し、その基板を用いて立体回路部品やプ
リント配線基板に接続するようにしたため、ダイオード
自体のインピーダンスを小さくするとともに、不要なイ
ンピーダンス成分が発生する要因を極力抑制・除去でき
るようになる。その結果、予め回路部品が有する固有の
インピーダンス自体を小さくなるような構造とすること
により、ミキサ回路の周波数変換損を小さくし、高感度
のマイクロ波検出器を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のマイクロ波検出器の一例を示す分解斜視
図である。

【図２】従来のミキサダイオードの構造を示す図であ
る。

【図３】本発明に係るマイクロ波検出器の一例を示す図
である。

【図４】本発明に係るマイクロ波検出器の別の実施の形
態を示す図である。

【図５】本発明に係るマイクロ波検出器の別の実施の形
態を示す図である。

【図６】本発明に係るマイクロ波検出器の別の実施の形
態を示す図である。

【図７】本発明に係るマイクロ波検出器の別の実施の形
態を示す図である。

【図８】ミキサダイオードの別の実施の形態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０プリント配線基板１１金属膜１２立体回路部品１２ａホーンアンテナ部１２ｂキャビティ部１２ｃボス部１３スルーホール１７マイクロ波基板１８中間周波処理回路部３０基板３１ダイオード３２ミキサダイオード３３ａ，３３ｂ電極パターン４０立体回路部品４４貫通孔４６スルーホール

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【手続補正書】

【提出日】平成９年８月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】マイクロ波検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉浦岳彦東京都港区芝浦３丁目19番18号ユピテル工業株式会社内 (72)発明者尾野久雄東京都港区芝浦３丁目19番18号ユピテル工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の要件（１）〜（４）を備えている
ことを特徴とするマイクロ波検出器。（１）ホーンアンテナと、ホーンアンテナのスロート部
の奥につながるキャビティが、導電性の立体回路部品に
よって一体的に形成されており、その立体回路部品がプ
リント配線基板の上面に取り付けられている。（２）前記キャビティ内にマイクロ波回路基板に実装さ
れた局部発振器が収納されている。（３）前記立体回路部品の上面側に形成される前記ホー
ンアンテナのスロート部の給電点に対向する前記立体回
路部品の下面側には貫通孔が形成されており、前記ホー
ンアンテナの前記給電点に位置するミキサダイオード
は、その一端側が前記給電点に直接または間接的に接続
されるとともに、他端が前記プリント配線基板に直接ま
たは間接的に接続される。他端側と前記立体回路部品と
の間は、前記貫通孔により短絡しないようになってい
る。（４）前記ミキサダイオードは、両端に突起部を有する
基板の表面中央付近にビームリード或いはフリップチッ
プ型のダイオードを装着し、そのダイオードのアノード
及びカソードは、前記突起部を含む前記基板の表面に分
離して形成されたアノード電極パターンとカソード電極
パターンに面実装して導通されており、かつ前記突起部
が直接または間接的に、前記立体回路部品及びプリント
配線基板に接続される。
【請求項２】以下の要件（５）〜（８）を備えている
ことを特徴とするマイクロ波検出器。（５）下面が開口された導電性の立体回路部品がプリン
ト配線基板の上面に取り付けられ、この基板の上面に形
成されている金属膜によって前記立体回路部品の開口し
た下面が塞がれた状態となり、前記立体回路部品と前記
金属膜とによってホーンアンテナと、このホーンアンテ
ナのスロート部の奥につながるキャビティが構成されて
いる。（６）前記キャビティ内にマイクロ波回路基板に実装さ
れた局部発振器が収納されている。（７）前記ホーンアンテナのスロート部の給電点に位置
し、前記立体回路部品と前記プリント配線基板とに挟み
込まれた状態でミキサダイオードが取り付けられてい
る。（８）前記ミキサダイオードは、両端に突起部を有する
基板の表面中央付近にビームリード或いはフリップチッ
プ型のダイオードを装着し、そのダイオードのアノード
及びカソードは、前記突起部を含む前記基板の表面に分
離して形成されたアノード電極パターンとカソード電極
パターンに面接触して導通されている。前記突起部が直
接または間接的に、前記立体回路部品及びプリント配線
基板に接続される。
【請求項３】前記基板は、弾性体の弾性復元力により
前記立体回路部品側または前記プリント配線基板側に付
勢されることを特徴とする請求項１または２に記載のマ
イクロ波検出器。
【請求項４】前記弾性体は導電性材料から形成され、
その弾性体を介して前記ミキサダイオードと前記立体回
路部品または前記プリント配線基板上の回路と導通する
ようにしたことを特徴とする請求項３に記載のマイクロ
波検出器。
【請求項５】前記アノード電極パターンと前記カソー
ド電極パターンの少なくとも一方が、前記基板の前記突
起部の両側面にも延長形成されるようにパターン形成さ
れたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記
載のマイクロ波検出器。
【請求項６】前記アノード電極パターンと前記カソー
ド電極パターンの少なくとも一方に対向する前記基板の
裏面側にも電極パターンを形成し、前記基板を挟んで対向する電極パターン同士をスルーホ
ールで接続したことを特徴とする請求項１〜５のいずれ
か１項に記載のマイクロ波検出器。
【請求項７】前記立体回路部品と前記ミキサダイオー
ドの突起部とを接続する孔部と、前記プリント配線基板
と前記ミキサダイオードの突起部とを接続する孔部の少
なくとも一方が、前記突起部と接触する部分の内形状が
その突起部の外形状と略一致する形状からなり、かつ、
その孔部に対応する突起部を挿入することにより、前記
立体回路部品に対する前記ミキサダイオードの角度位置
が所望の状態に決定されるようにしたことを特徴とする
請求項１〜６のいずれか１項に記載のマイクロ波検出
器。
【請求項８】前記基板の長さを前記立体回路部品と前
記プリント配線基板間の距離よりも短くし、前記基板と直列的に金属製の連結部材を連結した状態
で、前記立体回路部品と前記プリント配線基板間に実装
するようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれ
か１項に記載のマイクロ波検出器。