(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に配設された高周波信号伝送用の誘電体線路の端部内に、前記平行平板導体の主面に垂直でありかつ前記高周波信号の伝送方向に平行な一面内で前記誘電体線路の幅方向の略中心位置に、前記平行平板導体の主面に垂直な方向の長さが前記誘電体線路の高さより小さく、かつ前記高周波信号の伝送方向での長さが前記高周波信号のＴＥＭモードの電磁波の波長の２分の１以下である複数の導体層を、前記高周波信号のＬＳＭモードの電磁波の波長の４分の１以下の間隔をおいて設けて成ることを特徴とする非放射性誘電体線路用のモードサプレッサ。
【請求項２】
前記導体層の厚さは０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の非放射性誘電体線路用のモードサプレッサ。
【請求項３】
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されるかまたはパルス化された前記送信用のミリ波信号をミキサー側へ伝搬させる第１の誘電体線路と、
該第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調するかまたはパルス化して前記送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端側が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をサーキュレータ側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の前記送信用のミリ波信号の出力端に第１接続部が接続されるサーキュレータと、
該サーキュレータの第２接続部に接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを有する第３の誘電体線路と、
前記送受信アンテナで受信され前記第３の誘電体線路を伝搬して前記サーキュレータの第３接続部より出力した受信波を前記ミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線路と、
前記第１の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させることにより、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合して中間周波信号を発生する前記ミキサーと、を設けたミリ波送受信器において、
前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号発振部との接続部、および前記第２の誘電体線路・第３の誘電体線路・第４の誘電体線路の前記サーキュレータとの接続部側の端部に、それぞれ請求項１または２記載のモードサプレッサを設けたことを特徴とするミリ波送受信器。
【請求項４】
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されるかまたはパルス化された前記送信用のミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
該第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調するかまたはパルス化して前記送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端側が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記第１の誘電体線路の前記送信用のミリ波信号の出力端に第１接続部が接続されるサーキュレータと、
該サーキュレータの第２接続部に接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有する第３の誘電体線路と、
先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられ、前記受信アンテナで受信した受信波を伝搬させる第４の誘電体線路と、
前記サーキュレータの第３接続部に接続され、前記送信アンテナで受信したミリ波信号を伝搬させるとともに、先端部に設けられた無反射終端部で前記送信アンテナで受信したミリ波信号を減衰させる第５の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させることにより、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合して中間周波信号を発生する前記ミキサーと、を設けたミリ波送受信器において、
前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号発振部との接続部、および前記第１の誘電体線路・第３の誘電体線路・第５の誘電体線路の前記サーキュレータとの接続部側の端部に、それぞれ請求項１または２記載のモードサプレッサを設けたことを特徴とするミリ波送受信器。
【請求項５】
前記第２の誘電体線路は、前記第３の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第３の誘電体線路に一端側が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部を前記ミキサー側へ伝搬させるように配置されていることを特徴とする請求項４記載のミリ波送受信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非放射性誘電体線路型のマイクロ波集積回路、ミリ波集積回路、ミリ波レーダーモジュール等に組み込まれ、誘電体線路の端部に設けられてＬＳＥモードおよびＴＥＭモードの電磁波を遮断するモードサプレッサ、およびそれを用いた非放射性誘電体線路構造のミリ波送受信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マイクロ波やミリ波の高周波信号を伝送させる非放射性誘電体線路（ＮｏｎＲａｄｉａｔｉｖｅ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅで、以下、ＮＲＤガイドという）の基本構成を図１１に示す。同図に示すように、所定の間隔Ａでもって平行配置された平行平板導体７１、７２との間に、断面が長方形等の矩形状の誘電体線路７３を配置した構成であり、この間隔Ａが高周波信号の波長λに対してａ≦λ／２であれば、外部から誘電体線路７３へのノイズの侵入をなくしかつ外部への高周波信号の放射をなくして、誘電体線路７３中で高周波信号を伝搬させることができる。なお、高周波信号の波長λは使用周波数における空気中（自由空間）での波長である。
【０００３】
このようなＮＲＤガイドの誘電体線路７３中を伝搬する高周波信号（電磁波）の動作モードはＬＳＭ（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ）モードであるが、ＮＲＤガイドに組み込まれるサーキュレータや高周波発振部等では不要モードのＬＳＥ（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）モードが発生する。このＬＳＥモードを効果的に減衰させ抑制するために、誘電体線路の端部にモードサプレッサが設けられる。
【０００４】
そして、従来のモードサプレッサを図３、図４に示す。これらの図において、１、２は高周波信号の波長の２分の１の間隔で平行配置された平行平板導体、３はテフロン、ポリスチレン等から成る誘電体線路、７は誘電体線路３の先端部に設けられたモードサプレッサである。このモードサプレッサ７は、誘電体線路３の先端部の内部に配置され、Ｃｕ箔等からなるストリップ線路導体であり、電界が、誘電体線路３の高周波信号の伝送方向に平行で平行平板導体１、２の主面に垂直な面に平行であるＬＳＥモードの電磁波を遮断する。またモードサプレッサ７は、平行平板導体１、２の主面に垂直方向で、誘電体線路３の幅方向の中心位置に信号伝送方向に沿って、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ等の導体層を配設したものである。そして、ストリップ線路導体部分でＬＳＥモードから変換されるＴＥＭモードを除去するために、幅の広い部分（幅Ｗ１）と幅の狭い部分（幅Ｗ２）とが、ＴＥＭモードの電磁波の波長λに対しλ／４の幅Ｌで交互に繰り返し形成された、所謂λ／４チョークパターンが施されている（従来例１：特開昭６３−１８５１０１号公報参照）。
【０００５】
また、他の従来例として、ＮＲＤガイド素子において、誘電体ストリップ内の上下導体板に対して垂直でかつ幅方向の中央位置に、信号伝送方向に沿った長さが伝送モードの誘電体線路間の波長の１／４以下の導体ピンを、伝送モードの誘電体線路間の波長の１／４以下のピッチで配置したことにより、製造特性のばらつきを均一化させた精度の高いものを低コストに製造可能なものが提案されている（従来例２：特開平９−２１９６０８号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例１のモードサプレッサ７では、ＴＥＭモードは効果的に抑制できるが、どのようなモードであるかは不明であるがモードサプレッサ７全体でＴＥＭモード以外の他の不要モードの共振が起こる場合があり、その結果ＬＳＥモード等の減衰が不十分であるという問題点があった。
【０００７】
また、従来例２のＮＲＤガイド素子用のモードサプレッサは、厚さが誘電体ストリップ用のブロックの幅の１／３以下程度とかなり厚いために、伝送モードであるＬＳＭモードの反射が起き、透過損失が大きくなり易いという問題点があった。
【０００８】
従って、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は、不要モードの共振が発生せず、その結果ＬＳＥモード等の不要モードを効果的に減衰し得るとともに、伝送モードのＬＳＭモードの透過損失を小さくすることが可能なものとすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の非放射性誘電体線路用のモードサプレッサは、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置して成る平行平板導体間に配設された高周波信号伝送用の誘電体線路の端部内に、前記平行平板導体の主面に垂直でありかつ前記高周波信号の伝送方向に平行な一面内で前記誘電体線路の幅方向の略中心位置に、前記平行平板導体の主面に垂直な方向の長さが前記誘電体線路の高さより小さく、かつ前記高周波信号の伝送方向での長さが前記高周波信号のＴＥＭモードの電磁波の波長の２分の１以下である複数の導体層を、前記高周波信号のＬＳＭモードの電磁波の波長の４分の１以下の間隔をおいて設けて成ることを特徴とする。
【００１０】
本発明の非放射性誘電体線路用のモードサプレッサによれば、平行平板導体の主面に垂直な方向の長さが誘電体線路の高さより小さく、かつ高周波信号の伝送方向での長さが高周波信号のＴＥＭモードの電磁波の波長の２分の１以下である複数の導体層間が高周波信号のＬＳＭモードの電磁波の波長の４分の１以下の間隔をおいて離間されて分割されるように構成したことにより、従来のパターンのように長いパターンが存在しないため、不要モードの共振が発生せず、その結果ＴＥＭモードおよびＬＳＥモード等の不要モードを効果的に減衰し得る。また、導体層は導体ピン等に比較して薄く形成されるため、伝送モードのＬＳＭモードの導体層による反射が起き難く、従ってその透過損失を小さくすることができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、前記導体層の厚さは０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
このような構成により、不要モードであるＴＥＭモードおよびＬＳＥモード等の電磁波を効果的に減衰し得るとともに、伝送モードのＬＳＭモードの導体層による透過損失をきわめて小さくすることができる。
【００１３】
また、本発明のミリ波送受信器は、送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、高周波発生素子から出力され周波数変調されるかまたはパルス化された前記送信用のミリ波信号をミキサー側へ伝搬させる第１の誘電体線路と、該第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調するかまたはパルス化して前記送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端側が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をサーキュレータ側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の前記送信用のミリ波信号の出力端に第１接続部が接続されるサーキュレータと、該サーキュレータの第２接続部に接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを有する第３の誘電体線路と、前記送受信アンテナで受信され前記第３の誘電体線路を伝搬して前記サーキュレータの第３接続部より出力した受信波を前記ミキサー側へ伝搬させる第４の誘電体線路と、前記第１の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させることにより、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合して中間周波信号を発生する前記ミキサーと、を設けたミリ波送受信器において、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号発振部との接続部、および前記第２の誘電体線路・第３の誘電体線路・第４の誘電体線路の前記サーキュレータとの接続部側の端部に、それぞれ本発明のモードサプレッサを設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明のミリ波送受信器によれば、上記構成により、不要モードであるＴＥＭモードおよびＬＳＥモードの電磁波を効果的に減衰し得るとともに、伝送モードのＬＳＭモードの透過損失が小さくなり、また送信波の一部がサーキュレータを介してミキサーへ混入する量が減少し、その結果ミリ波レーダー等に適用した場合にミリ波信号の伝送特性に優れ、受信波のノイズを低減してその探知距離を増大し得るものとなる。
【００１５】
また、本発明のミリ波送受信器は、送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、高周波発生素子から出力され周波数変調されるかまたはパルス化された前記送信用のミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、該第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調するかまたはパルス化して前記送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端側が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、前記第１の誘電体線路の前記送信用のミリ波信号の出力端に第１接続部が接続されるサーキュレータと、該サーキュレータの第２接続部に接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有する第３の誘電体線路と、先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられ、前記受信アンテナで受信した受信波を伝搬させる第４の誘電体線路と、前記サーキュレータの第３接続部に接続され、前記送信アンテナで受信したミリ波信号を伝搬させるとともに、先端部に設けられた無反射終端部で前記送信アンテナで受信したミリ波信号を減衰させる第５の誘電体線路と、前記第２の誘電体線路の中途と前記第４の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させることにより、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合して中間周波信号を発生するミキサーと、を設けたミリ波送受信器において、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号発振部との接続部、および前記第１の誘電体線路・第３の誘電体線路・第５の誘電体線路の前記サーキュレータとの接続部側の端部に、それぞれ本発明のモードサプレッサを設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明のミリ波送受信器によれば、このような構成により、不要モードであるＴＥＭモードおよびＬＳＥモードの電磁波を効果的に減衰し得るとともに、ＬＳＭモードの透過損失が小さくなり、また送信アンテナで受信したミリ波信号がミリ波信号発振部へ混入することがなく、従ってミリ波レーダーモジュールに適用した場合ミリ波信号の伝送特性に優れ、発振のノイズが低減してその探知距離が増大し得る。
【００１７】
また、上記構成のミリ波送受信器において、前記第２の誘電体線路は、前記第３の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第３の誘電体線路に一端側が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部を前記ミキサー側へ伝搬させるように配置されるように構成することもできる。この場合にも、上記と同様の作用効果を奏する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のＮＲＤガイド用のモードサプレッサ、およびそれを用いたミリ波送受信器としてのミリ波レーダーモジュールについて以下に説明する。図１、図２は本発明のモードサプレッサを示すものであり、これらの図において、１、２は高周波信号の波長の２分の１の間隔で平行配置された平行平板導体、３はテフロン、ポリスチレン、セラミックス等から成る誘電体線路、４は誘電体線路３の高周波信号の伝送部、６はモードサプレッサ７ａを内部に設けた誘電体線路の端部、７ａは誘電体線路３の端部６内に設けられたモードサプレッサである。なお、ここでいう波長は、使用周波数における空気中（自由空間）での波長である。
【００１９】
このモードサプレッサ７ａは、誘電体線路３の端部内に配置されたＣｕ等からなる導体層であり、電界が誘電体線路３の伝送方向に平行でありかつ平行平板導体１、２の主面に垂直な面に平行な方向である、ＬＳＥモードの電磁波を遮断する。またモードサプレッサ７ａは、平行平板導体１、２の主面に垂直でありかつ高周波信号の伝送方向に平行な一面内で誘電体線路３の幅方向の略中心位置に、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ等の導体層を配設したものである。
【００２０】
本発明のモードサプレッサ７ａ用の導体層は、高周波信号の伝送方向に沿って所定の繰り返し間隔をおいて複数設けられるが、その材質は高い電気伝導度を有する点で、Ｃｕ，Ａｌ，Ｆｅ，ＳＵＳ（ステンレススチール），Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等が好ましい。また、導体層の形状は、図２に示すような長方形、正方形、円形、楕円形等種々の形状とし得、上下方向で対称的な形状がよい。この導体層の個数（段数）は、不要モードの減衰を効果的に行ううえで３個以上とするのがよい。より好ましくは、１０個以下であり、１０個を超えるとモードサプレッサ７ａ全体が長くなりすぎ、ＮＲＤガイド全体が大型化するとともに、高周波信号の伝送損失が増大し易い。
【００２１】
また、導体層のそれぞれの高周波信号の伝送方向での長さｂ（図２）は、高周波信号のＴＥＭモードの電磁波の波長の２分の１以下であり、かつ導体層の厚さは０．１ｍｍ以下であることが好ましい。導体層の長さｂがＴＥＭモードの電磁波の波長の２分の１を超えると、ＴＥＭモードを減衰させ抑制するのが困難となる。導体層の長さｂの下限は特に限定するものではないが、０．１ｍｍ以上とするのが実用上好ましい。また、導体層の厚さが０．１ｍｍを超えると、ＬＳＭモードの電磁波が反射され易くなり、その透過損失が増大する。より好ましくは、導体層の厚さは５μｍ以上が良く、５μｍ未満では、モードサプレッサ７ａのパターンが所定通りに形成できなくなり易い。さらに、導体層の繰り返し間隔ｄ（図２）はＬＳＭモードの波長の１／４以下が伝送特性上望ましいが、間隔ｄがＬＳＭモードの波長の１／４を超えても使用可能である。
【００２２】
このようなモードサプレッサ７ａ用の導体層は、上記Ｃｕ等の金属粒子を含有する金属ペーストを印刷塗布し焼成する方法、または蒸着法，スパッタリング法，ＣＶＤ法等の薄膜形成法により被着させることで形成される。また、導体層を薄い導体板として、誘電体線路３の端部を半割りしてその内面に接着させる、または誘電体線路３の端部に形成された溝内に嵌め込むか配置することによって設けてもよい。また、誘電体線路３のモードサプレッサ７ａ部の作製および組み込みについては、誘電体線路３の伝送部４とモードサプレッサ７ａ用の端部６とを別個に作製し、平行平板導体２上に位置合わせして設置するか、伝送部４と端部６とを接着した後平行平板導体２上に設置してもよい。
【００２３】
本発明において、誘電体線路３の材料は、テフロン，ポリスチレン等の樹脂系誘電体材料、または低比誘電率のコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２  Ｏ３  ・５ＳｉＯ２  ）セラミックス，アルミナ（Ａｌ２  Ｏ３  ）セラミックス，ガラスセラミックス，フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）セラミックス等のセラミックスが好ましく、これらは高周波帯域において低損失である。特に、誘電特性、加工性、強度、小型化、信頼性等の点で、コーディエライトセラミックスから成るのが望ましい。さらに、コーディエライトセラミックスに対し、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる少なくとも１種の元素を含有させることにより、Ｑ値等の誘電特性を向上させ、低損失で高周波信号を伝送し得る。
【００２４】
また本発明のモードサプレッサ７ａは、誘電体線路３において、ＬＳＥモード等の不要モードが発生し易い、サーキュレータや発振部等のモード変換部側に設けられる。
【００２５】
本発明でいう高周波帯域は、数１０〜数１００ＧＨｚ帯域のマイクロ波帯域およびミリ波帯域に相当し、例えば３０ＧＨｚ以上、特に５０ＧＨｚ以上、更には７０ＧＨｚ以上の高周波帯域が好適である。
【００２６】
本発明のＮＲＤガイド用の平行平板導体は、高い電気伝導度および加工性等の点で、Ｃｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，ＳＵＳ（ステンレススチール），真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等の導体板、あるいはセラミックス，樹脂等から成る絶縁板の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。
【００２７】
また、本発明のＮＲＤガイドは、高周波発生素子としてガンダイオード等の高周波ダイオードを組み込むことによって、無線ＬＡＮ，自動車のミリ波レーダ等に使用されるものであり、例えば自動車の周囲の障害物および他の自動車に対しミリ波を照射し、反射波を元のミリ波と合成してビート信号（中間周波信号）を得、このビート信号を分析することにより障害物および他の自動車までの距離、それらの移動速度等が測定できる。
【００２８】
かくして、本発明のＮＲＤガイド用のモードサプレッサは、不要モードの共振が発生せず、不要モードを効果的に減衰し得、また伝送モードのＬＳＭモードの導体層による反射が起き難く、従ってその透過損失を小さくすることができるという作用効果を有する。
【００２９】
次に、本発明のミリ波送受信器としてのミリ波レーダーモジュールについて以下に説明する。図７〜図１０は本発明のミリ波レーダーモジュールについて示すものであり、図７は送信アンテナと受信アンテナが一体化されたものの平面図、図８は送信アンテナと受信アンテナが独立したものの平面図、図９はミリ波信号発振部の斜視図、図１０はミリ波信号発振部用の可変容量ダイオード（バラクタダイオード）を設けた配線基板の斜視図である。
【００３０】
図７において、１１は本発明の一方の平行平板導体（他方は省略する）、１２は第１の誘電体線路２１の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部であり、バイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路２０の高周波ダイオード（高周波発生素子）近傍に配置された可変容量ダイオードのバイアス電圧を周期的に制御して、三角波，正弦波等とすることにより、周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。
【００３１】
２０は、高周波発生素子としてのガンダイオード等の高周波ダイオードから出力された高周波信号が変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路であり、その他端側はミキサー部１６に接続される。１４は、第２，第３，第４の誘電体線路２１，２２，２３にそれぞれ接続される第１，第２，第３接続部（図示せず）を有する、２枚のフェライト円板から成るサーキュレータ、２２は、サーキュレータ１４の第２接続部に接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ１５を有する第３の誘電体線路、１５は、第３の誘電体線路２２の先端をテーパー状とすることにより設けられた送受信アンテナである。
【００３２】
また２３は、送受信アンテナ１５で受信され第３の誘電体線路２２を伝搬してサーキュレータ１４の第３接続部より出力した受信波をミキサー１６側へ伝搬させる第４の誘電体線路である。
【００３３】
そして、第１の誘電体線路２０のミリ波信号発振部１２側の一端側と第２の誘電体線路２１の一端側とが電磁結合するように近接配置されるか、または第１の誘電体線路２０の一端側が第２の誘電体線路２１の一端側に接合されることにより、ミリ波信号の一部をサーキュレータ１４側へ伝搬させる。
【００３４】
また、１７は、第２の誘電体線路２１のサーキュレータ１４と反対側の一端部に設けられた無反射終端部（ターミネータ）である。また、１６は、第１の誘電体線路２０の中途と第４の誘電体線路２３の中途を近接させて電磁結合させるか、または接合させることにより、ミリ波信号の一部と受信波を混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部である。
【００３５】
このような構成において、第１の誘電体線路２０のミリ波信号発振部１２との接続部側の端部、および第２の誘電体線路２１・第３の誘電体線路２２・第４の誘電体線路２３のサーキュレータ１４との接続部側の端部に、上記本発明のモードサプレッサ１８を設けている。
【００３６】
そして、これらの各種部品は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられている。
【００３７】
図７のものにおいて、第１の誘電体線路２０の中途に、図１０に示したものと同様に構成したスイッチを設けることで、パルス化されたミリ波信号を発振することもできる。例えば、図１０のように、配線基板５８の一主面に第２のチョーク型バイアス供給線路６０を形成し、その中途に半田実装されたビームリードタイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードを設けたスイッチである。
【００３８】
また、本発明のミリ波レーダーモジュールの他の実施形態として、送信アンテナと受信アンテナを独立させた図８のタイプがある。同図において、３１は本発明の一方の平行平板導体（他方は省略する）、３２は第１の誘電体線路３３の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部であり、バイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するように第１の誘電体線路３３の高周波ダイオード近傍に配置された可変容量ダイオードのバイアス電圧を周期的に制御して、三角波，正弦波等とすることにより、周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。
【００３９】
３３は、高周波ダイオードから出力された高周波信号が周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路、３４は、第１，第３，第５の誘電体線路３３，３５，３７にそれぞれ接続される第１，第２，第３接続部（図示せず）を有する、２枚のフェライト円板から成るサーキュレータ、３５は、サーキュレータ３４の第２接続部に接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナ３６を有する第３の誘電体線路、３６は、第３の誘電体線路３５の先端をテーパー状等にすることにより設けられた送信アンテナ、３７は、サーキュレータ３４の第３接続部に接続され、送信アンテナ３６で受信したミリ波信号を減衰させる無反射終端部３７ａが先端に設けられた第５の誘電体線路である。
【００４０】
また３８は、第１の誘電体線路３３に一端側が電磁結合するように近接配置されるか、または第１の誘電体線路３３に一端側が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー４１側へ伝搬させる第２の誘電体線路、３８ａは、第２の誘電体線路３８のミキサー４１と反対側の一端部に設けられた無反射終端部、３９は、受信アンテナ４０で受信された受信波をミキサー４１側へ伝搬させる第４の誘電体線路である。また、４２は、第２の誘電体線路３８の中途と第４の誘電体線路３９の中途を近接させて電磁結合させるか、または接合させることにより、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー部である。
【００４１】
上記構成において、第１の誘電体線路３３のミリ波信号発振部３２との接続部側の端部、および第１の誘電体線路３３・第３の誘電体線路３５・第５の誘電体線路３７のサーキュレータ３４との接続部側の端部に、本発明のモードサプレッサ４３を設けている。
【００４２】
そして、これらの各種部品は、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に設けられる。
【００４３】
この図８のものにおいて、第１の誘電体線路３３または第３の誘電体線路３５の中途に、図１０に示したものと同様に構成したスイッチを設けることで、パルス化されたミリ波信号を発振することもできる。例えば、図１０のように、配線基板５８の一主面に第２のチョーク型バイアス供給線路６０を形成し、その中途に半田実装されたビームリードタイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオードを設けたスイッチである。
【００４４】
なお、図８の構成において、第２の誘電体線路３８は、第３の誘電体線路３５に一端側が電磁結合するように近接配置されるか、または第３の誘電体線路３５に一端側が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー４１側へ伝搬させるように、配置されていてもよい。
【００４５】
また、これらのミリ波レーダーモジュールにおいて、平行平板導体間の間隔は、ミリ波信号の空気中での波長であって、使用周波数での波長の２分の１以下となる。
【００４６】
図７，図８のミリ波レーダーモジュール用のミリ波信号発振部１２，３２を図９，図１０に示す。これらの図において、５２は、ガンダイオード素子５３を設置（マウント）するための金属ブロック等の金属部材、５３は、ミリ波を発振する高周波ダイオードの１種であるガンダイオード素子、５４は、金属部材５２の一側面に設置され、ガンダイオード素子５３にバイアス電圧を供給するとともに高周波信号の漏れを防ぐローパスフィルタとして機能するチョーク型バイアス供給線路５４ａを形成した配線基板、５５は、チョーク型バイアス供給線路５４ａとガンダイオード素子５３の上部導体とを接続する金属箔リボン等の帯状導体、５６は、誘電体の基体に共振用の金属ストリップ線路５６ａを設けた金属ストリップ共振器、５７は、金属ストリップ共振器５６により共振した高周波信号をミリ波信号発振部外へ導く誘電体線路である。
【００４７】
さらに、誘電体線路５７の中途には、周波数変調用ダイオードであって可変容量ダイオードの１種であるバラクタダイオード５０を装荷した配線基板５８を設置している。このバラクタダイオード５０のバイアス電圧印加方向は、誘電体線路５７での高周波信号の伝搬方向に垂直かつ平行平板導体の主面に平行な方向（電界方向）とされている。また、バラクタダイオード５０のバイアス電圧印加方向は、誘電体線路５７中を伝搬するＬＳＭ０１モードの高周波信号の電界方向と合致しており、これにより高周波信号とバラクタダイオード５０とを電磁結合させ、バイアス電圧を制御することによりバラクタダイオード５０の静電容量を変化させることで、高周波信号の周波数を制御できる。また、５９は、バラクタダイオード５０と誘電体線路５７とのインピーダンス整合をとるための高比誘電率の誘電体板である。
【００４８】
また図１０に示すように、配線基板５８の一主面には第２のチョーク型バイアス供給線路６０が形成され、第２のチョーク型バイアス供給線路６０の中途にビームリードタイプのバラクタダイオード５０が配置される。第２のチョーク型バイアス供給線路６０のバラクタダイオード５０との接続部には、接続用の電極５１が形成されている。
【００４９】
そして、ガンダイオード素子５３から発振された高周波信号は、金属ストリップ共振器５６を通して誘電体線路５７に導出される。次いで、高周波信号の一部はバラクタダイオード５０部で反射されてガンダイオード素子５３側へ戻る。この反射信号がバラクタダイオード５０の静電容量の変化に伴って変化し、発振周波数が変化する。
【００５０】
また、図７，図８のミリ波レーダーモジュールはＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅｓ）方式、パルス方式等であり、ＦＭＣＷ方式の場合その動作原理は以下のようなものである。ミリ波信号発振部の変調信号入力用のＭＯＤＩＮ端子に、電圧振幅の時間変化が三角波，正弦波等となる入力信号を入力し、その出力信号を周波数変調し、ミリ波信号発振部の出力周波数偏移を三角波，正弦波等になるように偏移させる。そして、送受信アンテナ１５，送信アンテナ３６より出力信号（送信波）を放射した場合、送受信アンテナ１５，送信アンテナ３６の前方にターゲットが存在すると、電波の伝搬速度の往復分の時間差をともなって、反射波（受信波）が戻ってくる。この時、ミキサー部１６，４２の出力側のＩＦＯＵＴ端子には、送信波と受信波の周波数差が出力される。
【００５１】
このＩＦＯＵＴ端子の出力周波数等の周波数成分を解析することで、Ｆｉｆ＝４Ｒ・ｆｍ・Δｆ／ｃ（Ｆｉｆ：ＩＦ出力周波数，Ｒ：距離，ｆｍ：変調周波数，Δｆ：周波数偏移幅，ｃ：光速）という関係式から距離を求めることができる。
【００５２】
本発明のミリ波信号発振部において、チョーク型バイアス供給線路５４ａおよび帯状導体５５の材料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｐｔ等から成り、特にＣｕ，Ａｇが、電気伝導度が良好であり、損失が小さく、発振出力が大きくなるといった点で好ましい。
【００５３】
また、帯状導体５５は金属部材５２の表面から所定間隔をあけて金属部材５２と電磁結合しており、チョーク型バイアス供給線路５４ａとガンダイオード素子５３間に架け渡されている。即ち、帯状導体５５の一端はチョーク型バイアス供給線路５４ａの一端に半田付け等により接続され、帯状導体５５の他端はガンダイオード素子５３の上部導体に半田付け等により接続されており、帯状導体５５の接続部を除く中途部分は宙に浮いた状態となっている。
【００５４】
そして、金属部材５２は、ガンダイオード素子５３の電気的な接地（アース）を兼ねているため金属導体であれば良く、その材料は金属（合金を含む）導体であれば特に限定するものではなく、真鍮（黄銅：Ｃｕ−Ｚｎ合金），Ａｌ，Ｃｕ，ＳＵＳ（ステンレススチール），Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等から成る。また金属部材５２は、全体が金属から成る金属ブロック、セラミックスやプラスチック等の絶縁基体の表面全体または部分的に金属メッキしたもの、絶縁基体の表面全体または部分的に導電性樹脂材料等をコートしたものであっても良い。
【００５５】
かくして、本発明のミリ波送受信器としてのミリ波レーダーモジュールは、ＬＳＥモードおよびＴＥＭモード等の不要モードの電磁波を効果的に減衰し得るとともに、ＬＳＭモードの透過損失が小さくなり、その結果ミリ波レーダー等に適用した場合にその探知距離を増大し得る（図７のタイプ）。また、ＬＳＥモードおよびＴＥＭモード等の不要モードの電磁波を効果的に減衰し得るとともに、ＬＳＭモードの透過損失が小さくなり、また送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、従ってミリ波レーダーモジュールに適用した場合、ミリ波信号の伝送特性に優れ、受信信号のノイズが低減しさらに探知距離が増大し得る（図８のタイプ）。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を行うことは何等差し支えない。
【００５７】
【実施例】
本発明のＮＲＤガイド用のモードサプレッサの実施例について以下に説明する。
（実施例）
図１および図２のモードサプレッサ７ａを以下のようにして構成した。ＳｉＯ２を４４重量％、Ａｌ２Ｏ３を２９重量％、ＭｇＯを１１重量％、ＺｎＯを７重量％、Ｂ２Ｏ３を９重量％含有し、かつ平均粒径１．５〜２．５μｍのガラスに対して、ＳｉＯ２を１５重量部、ＺｎＯを１０重量部添加するように、平均粒径１．５〜２．５μｍのセラミックフィラーを加えた混合粉末を作製した。この混合粉末に有機樹脂バインダおよび溶剤を添加混合してスラリーを作製した後、ドクターブレード法によってシート状に作製した。
【００５８】
そのシートの表面に、図２に示すようなａ＝１．５ｍｍ，ｂ＝０．４８ｍｍ，ｄ＝０．４０ｍｍ，厚さ１０μｍのパターンとなるように、Ｃｕペーストをスクリーン印刷法により印刷塗布して４個の導体層を被着させた。さらにその表面に、上記と同様にして作製したシートを積層させた。得られた積層体を、非酸性雰囲気中で８５０〜１０００℃で焼成した後、高さ（厚さ）１．８ｍｍ，長さ３．５ｍｍにカットしてモードサプレッサ７ａ部（端部６）を作製した。
【００５９】
そして、平行平板導体として厚さ６ｍｍの２枚のＡｌ板を１．８ｍｍの間隔で配置し、それらの間に、断面形状が１．８ｍｍ（高さ）×０．８ｍｍ（幅）の矩形状であり比誘電率４．８のコーディエライトセラミックスから成る誘電体線路３と、この誘電体線路３の端部に接続されたモードサプレッサ７ａ部とを設置した。
【００６０】
このモードサプレッサ７ａ部についてＬＳＥモードの減衰特性を評価した。このとき、ＬＳＭモードで励振された電磁波をＬＳＥモードに変換し、またＬＳＭモードに変換するＮＲＤガイド、例えば、ＬＳＭモードが伝搬する誘電体線路の端部にその伝送方向と直角に他の誘電体線路を接続してＬＳＥモードに変換し、前記他の誘電体線路の他方の端部にその伝送方向と直角にさらに他の誘電体線路を接続してＬＳＭモードに変換する、といった構成のものを作製し、ＬＳＥモードが伝送する部分にモードサプレッサ７ａ部を挿入して、ネットワークアナライザを用いて７５〜８５ＧＨｚでの透過特性を測定した結果を図５に示す。
【００６１】
図５より、７５〜８０ＧＨｚ程度において約３０ｄＢ以上の減衰特性が得られ、８０〜８５ＧＨｚ程度では約２０ｄＢ以上の減衰特性が得られた。全体としては、最高で５０ｄＢ程度、最低で２０ｄＢ程度の減衰特性であった。なお、現状での実際の使用周波数帯域は７６〜７７ＧＨｚであるが、それよりも広い周波数帯域で優れた特性が得られた。
（比較例）
図４のパターンの導体層を形成した以外は上記実施例と同様に作製したものを、以下のように構成した。同図において、Ｌ＝０．５ｍｍ，ｗ１＝１．５ｍｍ，ｗ２＝０．２ｍｍ，厚さ１０μｍのパターンとし、上記実施例と同様に測定した結果を図６に示す。
【００６２】
図６より、７５〜７６ＧＨｚ程度において２４〜４０ｄＢ程度の減衰特性、７６〜８３ＧＨｚ程度で１３〜２８ｄＢ程度の減衰特性、８３〜８５ＧＨｚ程度で１５〜３６ｄＢ程度の減衰特性が得られた。全体としては、最高で４０ｄＢ程度、最低で１３ｄＢ程度の減衰特性であった。
【００６３】
このように、本実施例のものは比較例に比べ、広い帯域にわたって減衰特性が良好であった。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の非放射性誘電体線路用のモードサプレッサによれば、誘電体線路の端部内に、平行平板導体の主面に垂直でありかつ高周波信号の伝送方向に平行な一面内で誘電体線路の幅方向の略中心位置に、平行平板導体の主面に垂直な方向の長さが誘電体線路の高さより小さく、かつ高周波信号の伝送方向での長さが高周波信号のＴＥＭモードの電磁波の波長の２分の１以下である複数の導体層を、高周波信号のＬＳＭモードの電磁波の波長の４分の１以下の間隔をおいて設けて成ることにより、不要モードの共振が発生せず、その結果不要モードであるＴＥＭモードおよびＬＳＥモードを効果的に減衰し得る。また、導体層は導体ピン等に比較して薄く形成されるため、伝送モードのＬＳＭモードの導体層による反射が起き難く、従ってその透過損失を小さくすることができる。
【００６５】
また好ましくは、導体層の厚さは０．１ｍｍ以下であることにより、不要モードであるＴＥＭモードおよびＬＳＥモードの電磁波を効果的に減衰し得るとともに、ＬＳＭモードの導体層による透過損失をきわめて小さくすることができる。
【００６６】
また、本発明のミリ波送受信器によれば、本発明のモードサプレッサを用いることにより、不要モードであるＴＥＭモードおよびＬＳＥモードの電磁波を効果的に減衰し得るとともに、伝送モードのＬＳＭモードの透過損失が小さくなり、また送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入する量が減少し、その結果ミリ波レーダー等に適用した場合にミリ波信号の伝送特性に優れ、受信信号のノイズが減少してその探知距離を増大し得るものとなる。
【００６７】
また、本発明の送信アンテナと受信アンテナが独立したミリ波送受信器によれば、本発明のモードサプレッサを用いることにより、不要モードであるＴＥＭモードおよびＬＳＥモードの電磁波を効果的に減衰し得るとともに、ＬＳＭモードの透過損失が小さくなり、また送信アンテナで受信したミリ波信号がミリ波信号発振部へ混入することがなく、従ってミリ波レーダーモジュールに適用した場合、ミリ波信号の伝送特性に優れ、発振ノイズが低減してその探知距離が増大し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモードサプレッサを有するＮＲＤガイドの内部を一部透視したものの斜視図である。
【図２】図１のモードサプレッサ用の導体層のパターンを示すものであり、そのモードサプレッサの側面図である。
【図３】従来のモードサプレッサを有するＮＲＤガイドの内部を一部透視したものの斜視図である。
【図４】図３のモードサプレッサ用の導体層のパターンを示すものであり、そのモードサプレッサの側面図である。
【図５】本発明のモードサプレッサについて、ＬＳＥモードの透過特性を測定した結果のグラフである。
【図６】従来のモードサプレッサについて、ＬＳＥモードの透過特性を測定した結果のグラフである。
【図７】本発明のミリ波レーダーモジュールの一実施形態の平面図である。
【図８】本発明のミリ波レーダーモジュールの他の実施形態の平面図である。
【図９】本発明の電圧制御型のミリ波信号発振部の斜視図である。
【図１０】図９のミリ波信号発振部用のバラクタダイオードを設けた配線基板の斜視図である。
【図１１】従来のＮＲＤガイドの基本構成を示す部分透視斜視図である。
【符号の説明】
１：平行平板導体
２：平行平板導体
３：誘電体線路
４：誘電体線路の高周波信号の伝送部
６：誘電体線路の端部
７ａ：モードサプレッサ
【図１】
0003623146.tif 000002
【図２】
0003623146.tif 000003
【図３】
0003623146.tif 000004
【図４】
0003623146.tif 000005
【図５】
0003623146.tif 000006
【図６】
0003623146.tif 000007
【図７】
0003623146.tif 000008
【図８】
0003623146.tif 000009
【図９】
0003623146.tif 000010
【図１０】
0003623146.tif 000011
【図１１】
0003623146.tif 000012