(57)【要約】【課題】更なる低コスト化、小型化。【解決手段】レーダ装置に適用され、発振器２１から出力された送信信号を目標に向けて照射する送信部３０と目標から反射した受信信号を受信する受信部４０とを備えた高周波モジュール２０において、送信部３０は、飽和動作することによって逓倍した高周波信号を送信信号として出力する増幅器２２と、増幅器２２から出力された第２高調波２ｆ０と局部発振信号ｆ０とを分波し第２高調波２ｆ０を外部に送出する分波器２３とを有し、受信部４０は、分波器２３からの局部発振信号ｆ０および受信信号に基づいて中間周波数を取り出すミキサ２５を有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ装置に適用され、発振器から出力された送信信号を目標に向けて照射する送信部と目標から反射した受信信号を受信する受信部とを備えた高周波モジュールにおいて、
前記送信部は、前記送信部に含まれる増幅器を飽和動作させることによって、逓倍した高周波信号を前記送信信号として外部に送出すること、
を特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
前記増幅器は、前記高周波信号を第２高調波信号として出力することを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
レーダ装置に適用され、発振器から出力された送信信号を目標に向けて照射する送信部と目標から反射した受信信号を受信する受信部とを備えた高周波モジュールにおいて、
前記送信部は、
飽和動作することによって逓倍した高周波信号を前記送信信号として出力する増幅器と、前記増幅器から出力された前記高周波信号と局部発振信号とを分波し前記高周波信号を外部に送出する分波器とを有し、
前記受信部は、
前記分波器からの前記局部発振信号および前記受信信号に基づいて中間周波数を取り出すミキサを有すること、
を特徴とする高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波帯またはミリ波帯などの高周波帯のレーダ装置などに用いられる高周波モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、高周波帯を用いたレーダ装置は、天候や粉塵の影響を受けにくく送受信アンテナを小型化できなどのメリットが得られる。例えば、車載ミリ波レーダ装置は、ミリ波帯を使用して、前方の車両との距離や相対速度を検知することによって、衝突不可避時のドライバーへの被害を軽減させることができる。このようなレーダ装置は、ミリ波発振器などが搭載された高周波モジュール、当該高周波モジュールに制御信号などを供給する制御基板、および送信信号を送受信する導波管プレートなどを備えて構成されているのが一般的である。従来の高周波モジュールは、送信信号より低い周波数の発振器の信号を増幅、逓倍し、送信信号を得ていたため、構成が複雑になり、コスト、寸法の増大につながっていた。そのため、より簡略化された構成の高周波モジュールが求められていた。
【０００３】
下記特許文献１の従来技術では、送信信号の1/4の周波数の発振器出力を増幅、2逓倍、更に増幅、2逓倍、増幅して、高周波モジュールを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２４３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に代表される従来技術では、ハーモニックミキサの局発電力を供給する一の増幅器の出力を、逓倍器によって逓倍し、さらに逓倍器の出力を他の増幅器によって増幅して送信信号とする構成であったので、高周波モジュールの構成が複雑になり、更なるコストの低減や小型化に課題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、更なる低コスト化、小型化を実現することができる高周波モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明は、レーダ装置に適用され、発振器から出力された送信信号を目標に向けて照射する送信部と目標から反射した受信信号を受信する受信部とを備えた高周波モジュールにおいて、前記送信部は、前記送信部に含まれる増幅器を飽和動作させることによって、逓倍した高周波信号を前記送信信号として外部に送出すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レーダ装置に搭載された高周波モジュールが、逓倍器を使用せず、送信部に含まれる増幅器を飽和動作させることによって、逓倍した高周波信号を出力するようにしたので、更なる低コスト化、小型化を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールの構成を示す図である。
【図２】図２は、従来のミリ波レーダ装置に用いられる高周波モジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる高周波モジュールの実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールの構成を示す図である。図１に示す高周波モジュール２０は、送信部３０および受信部４０を有して構成されている。
【００１２】
（送信部）
送信部３０は、周波数変調された高周波信号である局部発振信号ｆ０を出力する発振器２１、増幅器２２、および分波器２３を有して構成されている。
【００１３】
増幅器２２は、内蔵されるトランジスタを飽和領域で動作させ、トランジスタの非線形性により、基本波以外の高調波成分を発生させる。増幅器２２は、局部発振信号ｆ０を取り込み、逓倍した高周波信号である第２高調波２ｆ０を発生させ、局部発振信号ｆ０と第２高調波２ｆ０とを増幅して分波器２３に出力する。なお、逓倍した高周波信号は、第２高調波２ｆ０に限定されるものではなく、例えば、第３高調波であってもよい。
【００１４】
分波器２３は、増幅器２２の出力端に接続され、増幅器２２の出力に含まれる第２高調波２ｆ０を、例えば、図示しない導波管などの導波路を介してアンテナ基板１０に形成された送信アンテナＴＸに送出し、増幅器２２からの局部発振信号ｆ０をｎ分配器２４に送出する。なお、本実施の形態にかかる高周波モジュール２０は、ｎ分配器２４を用いて構成されているが、これに限定されるものではなく、分波器２３からの局部発振信号ｆ０を直接ミキサ２５に送出する構成であってもよい。
【００１５】
（受信部）
一方、受信部４０は、ｎ分配器２４およびミキサ２５を有して構成され、ｎ分配器２４は、分波器２３から出力された局部発振信号ｆ０を、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸｎの数量ｎ個に対応した各ミキサ２５に送出する。
【００１６】
ミキサ２５は、例えば、逆極性のダイオードを並列接続したアンチパラレルダイオードペア（図示せず）を内蔵し、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸｎから入力される第２高調波２ｆ０を、ｎ分配器２４から入力される局部発振信号ｆ０に基づいて中間周波数信号にダウンコンバートする。そして、ミキサ２５から出力された中間周波数信号は、図示しない信号処理基板に送られ、目標物との距離及び相対速度などが演算に使用される。
【００１７】
図１には、高周波モジュール２０の外部に、送信アンテナＴＸおよび受信アンテナＲＸ１〜ＲＸｎを搭載したアンテナ基板１０が示されている。送信アンテナＴＸは、分波器２３からの第２高調波２ｆ０を送信信号として空間に放射する。空間に放射された送信信号は、目標に照射され、受信アンテナＲＸ１〜ＲＸｎは、目標から反射した受信信号をミキサ２５に送出する。
【００１８】
以下、本実施の形態にかかる高周波モジュール２０が従来の高周波モジュール５０と異なる点について説明する。図２は、従来のミリ波レーダ装置に用いられる高周波モジュールの構成を示す図である。図１と同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。図２に示す高周波モジュール５０は、送信部３１および受信部４１を有して構成されている。
【００１９】
増幅器２６は、発振器２１から出力された局部発振信号ｆ０を、トランジスタの線形領域で増幅して出力し、２分配器２７は、逓倍器２９と増幅器２８に対して、増幅器２６からの局部発振信号ｆ０をそれぞれ分配して出力する。
【００２０】
逓倍器２９は、２分配器２７からの一方の出力である局部発振信号ｆ０を、例えば、２逓倍して出力する。増幅器６０は、逓倍器２９の出力を電力増幅し、送信アンテナＴＸに送出する。一方、増幅器２８は、２分配器２７の他方の出力である局部発振信号ｆ０を電力増幅し、ｎ分配器２４に送出する。
【００２１】
ここで、２分配器２７から出力された各局部発振信号ｆ０のレベルは、２分配器２７への入力レベルに対して大きく減衰しているため、増幅器２８および増幅器６０は、これらの減衰した局部発振信号ｆ０のレベルを増幅するために使用されている。しかしながら、本実施の形態にかかる高周波モジュール２０は、これらの増幅器２８、６０を必要としない。
【００２２】
また、従来の高周波モジュール５０は、逓倍器２９を用いて局部発振信号ｆ０を得ているが、本実施の形態にかかる高周波モジュール２０は、上述したように、増幅器２６が第２高調波２ｆ０を出力する。そのため、本実施の形態にかかる高周波モジュール２０は、従来の逓倍器２９を使用しなくとも、第２高調波２ｆ０を得ることができる。
【００２３】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる高周波モジュールは、分波器２３が増幅器２２と送信アンテナＴＸとの間に接続され、増幅器２２から出力された局部発振信号ｆ０および第２高調波２ｆ０を分波する分波器を備え、発振器２１と分波器２３との間に接続された増幅器２２の飽和動作によって、第２高調波２ｆ０を出力するようにしたので、従来の高周波モジュール５０に比して、送信系の構成が単純になり、その結果、高周波モジュール５０の更なる小型化と低コスト化とを実現可能である。また、部品点数を低減できるため、従来技術に比して信頼性を向上させることが可能である。また、増幅器６０や逓倍器２９が不要となるため、増幅器６０や逓倍器２９の工程における化学薬品や排水処理に伴う環境負荷が低減される。また、増幅器６０や逓倍器２９が不要となるため、製品の処分や燃焼時に発生する塩素ガスおよびダイオキシン等の有害物質の発生量が低減され、環境保全性を向上させることが可能である。また、増幅器６０および逓倍器２９によるエネルギー損失がなくなるため、高周波モジュール全体としてのエネルギー消費量を削減可能である。
【００２４】
また、本実施の形態に示した高周波モジュール２０の構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明に係る高周波モジュールは、ミリ波帯、マイクロ波帯の高周波信号を入出力する無線通信装置やレーダに適用可能であり、特に、更なる小型化と低コスト化を実現することが可能な発明として有用である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  アンテナ基板
２０，５０  高周波モジュール
２１  発振器
２２，２６，２８，６０  増幅器
２３  分波器
２４  ｎ分配器
２５  ミキサ
２７  ２分配器
２９  逓倍器
３０，３１  送信部
４０，４１  受信部
ｆ０  局部発振信号（高周波信号）
２ｆ０  第２高調波（逓倍した高周波信号）
ＴＸ  送信アンテナ
ＲＸ１，ＲＸ２，ＲＸｎ  受信アンテナ
【図１】
2010243412.tif 000003
【図２】
2010243412.tif 000004