(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路部が搭載されたベースシャーシを、カバーで覆って構成されたミリ波ユニットの構造であって、
前記電気回路部の主要部で生成された高周波電気信号の送受信用の導波管を、前記ベースシャーシに一体的に形成すると共に、
前記カバーの前記導波管の対向部近傍を前記ベースシャーシ側に膨出させて、その先端部が前記ベースシャーシに密着するように構成し、
この密着面に前記導波管と同形状の凹部を、前記導波管に重なるように形成することによって、前記導波管のショート部を設けると共に、前記カバーの膨出させた部分の前記導波管に干渉しない外周面側を陥没させたことを特徴とするミリ波ユニットの構造。
【請求項２】
周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から前記目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、
前記ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、前記電気回路部と前記ベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、
前記ベースシャーシには一体的に導波管を形成すると共に、前記周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部を前記ベースシャーシの中央部に搭載し、前記周波数変調信号をマイクロ波に変換して前記導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板を前記主要部に接続させて設け、
前記カバーの前記導波管に対向する部位の近傍は、前記カバー取り付け時に前記カバーの内周面を前記ベースシャーシ側に膨出させて、その先端部が前記ベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に前記導波管と同形状の凹部を、前記導波管に重なるように形成することによって、前記導波管のショート部を設けると共に、前記カバーの膨出させた部分の前記導波管に干渉しない外周面側を陥没させたことを特徴とするミリ波ユニットの構造。
【請求項３】
周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から前記目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、
前記ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、前記電気回路部と前記ベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、
前記ベースシャーシには導波管を形成すると共に、前記周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部と、前記周波数変調信号をマイクロ波に変換して前記導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板とを設け、
前記カバーの前記導波管に対向する部位の近傍には前記カバーから分離できる蓋部材を設け、前記カバー取り付け時にこの蓋部材の内面が前記ベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に前記導波管と同形状の凹部を、前記導波管に重なるように形成することによって、前記導波管のショート部を設けたことを特徴とするミリ波ユニットの構造。
【請求項４】
周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から前記目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、
前記ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、前記電気回路部と前記ベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、
前記ベースシャーシには導波管を形成すると共に、前記周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部と、前記周波数変調信号をマイクロ波に変換して前記導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板とを設け、
前記カバーの前記導波管と前記電気回路の主要部の両方に対向する部位の近傍には前記カバーから分離できる第２のカバーを設け、前記カバー取り付け時にこの第２のカバーの前記導波管の近傍の内面が前記ベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に前記導波管と同形状の凹部を、前記導波管に重なるように形成することによって、前記導波管のショート部を設けたことを特徴とするミリ波ユニットの構造。
【請求項５】
前記導波管を角丸孔に形成したことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のミリ波ユニットの構造。
【請求項６】
前記導波管の角丸孔の短い方の対向内壁間距離を１．２７ｍｍ±０．１ｍｍとし、長い方の対向内壁間距離を２．７ｍｍ±０．１ｍｍとし、前記カバーに設けた凹部の底部の前記マイクロストリップ線路からの距離を１〜１．２ｍｍとしたことを特徴とする請求項５に記載のミリ波ユニットの構造。
【請求項７】
前記電気回路の主要部を、発振器と前記周波数変調信号の処理回路を内蔵する集積回路とで構成し、
前記電気回路部の主要部、及び、前記マイクロストリップ線路／導波管変換基板とをマイクロストリップ線路で接続し、
前記カバー又は前記第２のカバーの前記マイクロストリップ線路に対向する部位の近傍の内周面を、前記マイクロストリップ線路に近接するように膨出すると共にその外周面を陥没させ、この膨出面に前記マイクロストリップ線路に沿った凹部を設けたことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のミリ波ユニットの構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はミリ波ユニットの構造に関し、特に、車両等に搭載されて先行する目標物との距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の保有台数の増大に伴い、自動車の衝突等による事故も年々増加する傾向にある。特に、一定の高速度で走行することが多い高速道路における走行では運転が単調になって注意力が散漫になり易く、このような場合に、先行する車両が急ブレーキをかけたり、渋滞で停車しているのに気づくのが遅れると、大きな衝突事故になりかねない。このような状況の下で、先行する自動車との間の距離を常時測定し、この距離の減少度合いが大きい時に自動的に自動車の走行速度を減速したり、自動車にブレーキをかけて衝突を未然に防止するレーダ装置が実用段階にある。
【０００３】
このようなレーダ装置には一般にＦＭＣＷ（周波数変調連続波）レーダやパルスドライブレーダ等の方式がある。この中で、ＦＭＣＷレーダ装置では、送信用電圧制御発振器（ＶＣＯ）に三角波のベースバンド信号を加え、周波数変調を行って送信アンテナから送信して目標物体に当てて反射した信号を受信する一方、ＶＣＯから得られる高周波信号を一部分岐して受信アンテナの受信信号が供給される受信ミキサに加えるだけで、目標物体からの距離や相対速度に応じた信号がビート信号として得られ、目標物体との相対速度と距離が測定できる。よって、ＦＭＣＷレーダ装置は、特に、小型化、低コスト化が要求される自動車用レーダ装置への応用検討が活発になっている。
【０００４】
これまでのＦＷＣＭレーダ装置では、送信用アンテナと受信用アンテナとが必要であり、装置が大型化し、かつ、コストが高くなるという問題点があった。そこで、周波数変調信号を送信し、目標物体で反射された信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から目標物体の距離及び相対速度を得るＦＭＣＭレーダ装置において、単一のアンテナを使用して送受信を時分割で行うことにより、装置の小型化及び低コスト化が可能なＦＭＣＷレーダ装置が提案されている（特開平９−２４３７３８号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような送受信アンテナが共通化されたＦＭＣＷレーダ装置においても、ＶＣＯからの高周波信号（ミリ波）を送信アンテナに加えたり、受信アンテナからの受信信号とＶＣＯから得られるミリ波の一部とを混合する受信ミキサとを備えた送受信回路を備えたユニット（以後ミリ波ユニットと呼ぶ）では、以下のような問題点があった。
【０００６】
(1) ベースシャーシ、回路基板、導波管を内蔵するユニットに、回路基板部を覆うカバー、集積回路部分を覆うカバー、及び、導波管のショート部を覆うカバーが、それぞれの部位を独立に調整するために別体で設けられており、部品点数が多く、組立性が悪くコストが高い。
(2) マイクロストリップ線路から導波管路に変換するショート部の導波管寸法が導波管性能に合わせた規格で決められていたため、導波管形状が矩形であり、量産に不向きであった。
【０００７】
(3) ベースシャーシ上に実装された集積回路を結ぶマイクロストリップ線路から漏れる高周波成分を遮蔽する構造が不十分であるため、ミリ波の相互干渉が生じて装置特性が低下していた。
そこで、本発明は、前記従来のミリ波ユニットの有する部品点数が多く、組立性が悪くコストが高い点、導波管形状が矩形で量産に不向きである点、及び、ミリ波の相互干渉が生じて装置特性が低下する点、を解消することができるミリ波ユニットの構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の特徴は、以下に第１から第７の発明として示される。
第１の発明の構成上の特徴は、電気回路部が搭載されたベースシャーシを、カバーで覆って構成されたミリ波ユニットの構造において、電気回路部の主要部で生成された高周波電気信号の送受信用の導波管をベースシャーシに一体的に形成すると共に、カバーの導波管の対向部近傍をベースシャーシ側に膨出させて、その先端部がベースシャーシに密着するように構成し、この密着面に導波管と同形状の凹部を、導波管に重なるように形成することによって、導波管のショート部を設けると共に、カバーの膨出させた部分の導波管に干渉しない外周面側を陥没させたことにある。
【０００９】
第２の発明の構成上の特徴は、周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、電気回路部とベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、ベースシャーシには一体的に導波管を形成すると共に、周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部をベースシャーシの中央部に搭載し、周波数変調信号をマイクロ波に変換して導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板を主要部に接続させて設け、カバーの導波管に対向する部位の近傍は、カバー取り付け時にカバーの内周面をベースシャーシ側に膨出させて、その先端部がベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に前記導波管と同形状の凹部を、前記導波管に重なるように形成することによって、導波管のショート部を設けると共に、カバーの膨出させた部分の導波管に干渉しない外周面側を陥没させたことにある。
【００１０】
第３の発明の構成上の特徴は、周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、電気回路部とベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、ベースシャーシには導波管を形成すると共に、周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部と、周波数変調信号をマイクロ波に変換して導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板とを設け、カバーの導波管に対向する部位の近傍にはカバーから分離できる蓋部材を設け、カバー取り付け時にこの蓋部材の内面がベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に導波管と同形状の凹部を、導波管に重なるように形成することによって、導波管のショート部を設けたことにある。
【００１１】
第４の発明の構成上の特徴は、周波数変調信号を送信し、目標物で反射して戻ってきた信号を受信して送信信号と混合して得たビート信号から目標物までの距離を測定するレーダ装置におけるミリ波ユニットの構造であって、ミリ波ユニットを、少なくとも電気回路部、ベースシャーシ、及び、電気回路部とベースシャーシとを覆うカバーとから構成し、ベースシャーシには導波管を形成すると共に、周波数変調信号を生成する電気回路部の主要部と、周波数変調信号をマイクロ波に変換して導波管内を伝播させるマイクロストリップ線路／導波管変換基板とを設け、カバーの導波管と電気回路の主要部の両方に対向する部位の近傍にはカバーから分離できる第２のカバーを設け、カバー取り付け時にこの第２のカバーの導波管の近傍の内面がベースシャーシに密着するように構成すると共に、この密着面に導波管と同形状の凹部を、導波管に重なるように形成することによって、導波管のショート部を設けたことにある。
【００１２】
第５の発明の構成上の特徴は、第１から第４の発明において、導波管を角丸孔に形成したことにある。この場合、導波管の角丸孔の短い方の対向内壁間距離を１．２７ｍｍ±０．１ｍｍとし、長い方の対向内壁間距離を２．７ｍｍ±０．１ｍｍとし、カバーに設けた凹部の底部のマイクロストリップ線路からの距離を１〜１．２ｍｍとすることができる。
【００１３】
第６の発明の構成上の特徴は、第１から第５の発明の何れかにおいて、電気回路の主要部を、発振器と周波数変調信号の処理回路を内蔵する集積回路とで構成し、電気回路部の主要部、及び、マイクロストリップ線路／導波管変換基板とをマイクロストリップ線路で接続し、カバー又は第２のカバーのマイクロストリップ線路に対向する部位の近傍の内周面を、前記マイクロストリップ線路に近接するように膨出すると共に、この膨出面に前記マイクロストリップ線路に沿った凹部を設けたことにある。
【００１４】
第７の発明の構成上の特徴は、マイクロストリップ線路を用いて高周波電気信号を伝達する電気回路部を、カバーで覆って構成されたミリ波ユニットの構造において、カバーのマイクロストリップ線路に対向する部位の近傍の内周面を、マイクロストリップ線路に近接するように膨出すると共にその外周面を陥没させ、この膨出面にマイクロストリップ線路に沿った凹部を設けたことにある。
【００１５】
第１及び２の発明では、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管路をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
第３の発明では、導波管のショート部を除いてカバーを一体化したので、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管路をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００１６】
第４の発明では、カバーを周辺回路基板用と集積回路用の２つに分け、導波管のショート部は集積回路用のカバーに一体的に設けたので、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管路をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００１７】
第５の発明では、第１から第４の発明において、導波管を角丸孔に形成したことにより、装置の量産性を向上させることができる。
第６の発明では、第１から第５の発明において、集積回路間を接続するマイクロストリップ線路とカバーの膨出部に設けた凹部とを対向させることにより、ミリ波帯の相互干渉を抑制することができ、装置性能が向上する。
【００１８】
第７の発明では、マイクロストリップ線路がカバーの膨出部に設けた凹部に覆われるので、ミリ波帯の相互干渉を抑制することができ、装置性能が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明のミリ波ユニット２を備えたレーダ装置１００の全体構成を示すブロック図である。レーダ装置１００には、信号処理部１、ミリ波ユニット２、及びアンテナ１０が設けられている。信号処理部１にはマイコン（マイクロコンピュータ）１１、ＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）１２、送信・受信制御回路１４と受信回路１５を備えたアナログ回路１３、及び電源１６が内蔵されている。また、信号処理部１にフラットケーブル１７で接続するミリ波ユニット２には、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９が内蔵されている。このミリ波ユニット２は、通常はカバー内に収められてアンテナ１０に取り付けられている。信号処理部１の電源１６は、フラットケーブル１７を通じてミリ波ユニット２にも供給されるようになっている。
【００２０】
ここで、以上のように構成されたレーダ装置１００の動作について説明する。レーダ装置１００では、ミリ波ユニット２内の発振器３で生成された高周波電気信号が逓倍器４で逓倍された後に二分岐され、その一方がマイクロストリップ線路で結ばれた増幅器５、アンテナ共用回路６を通じてアンテナ１０に供給される。アンテナ共用回路６にはマイクロストリップ線路／導波管変換基板が接続されており、高周波電気信号がアンテナを通じて放射される。この時は、送信・受信制御回路１４からの送信スイッチ信号によってアンテナ共用回路６が増幅器５に接続している。アンテナからのマイクロ波の放射が終了すると送信スイッチ信号によってアンテナ共用回路６の増幅器５との接続がオフされ、代わりに送信・受信制御回路１４からの受信スイッチ信号によってアンテナ共用回路６が増幅器７に接続される。この結果、目標物体で反射して戻ってきたマイクロ波がアンテナ１０で受信されると、受信波はアンテナ共用回路６、増幅器７，８を通じてミキサ９に供給される。ミキサ９には逓倍器４から高周波信号が直接入力されているので、目標物体からの距離や相対速度に応じた信号がビート信号として得られる。このビート信号は信号処理部１の受信回路１５を通じてＤＳＰ１２に送られ、マイコン１１によってこの信号から目標物体との相対速度と距離が測定される。
【００２１】
例えば、このレーダ装置１００が自動車に搭載される場合は、信号処理部１からのデータはエンジン制御装置やブレーキ制御装置（共に図示せず）に接続されている。この場合は、信号処理部１のマイコン１１によって測定されたデータは先行する自動車との距離と相対速度である。そして、マイコン１１によって測定されたデータが、相対速度が大きく、距離が小さいことを示す場合は、信号処理部１からのデータにより、エンジン制御装置がエンジンの回転数を下げ、ブレーキ制御装置がブレーキングを行う等して、このレーダ装置１００を備えた自動車と先行する自動車の衝突が防止されるようになっている。
【００２２】
図２は本発明の一実施例のミリ波ユニット２をアンテナ１０に取り付けた状態を示す斜視図である。この実施例のアンテナ１０はミリ波ユニット２よりも大きな平板状をしている。ミリ波ユニット２はカバー２０の中に収納されており、このカバー２０の中に、ベースシャーシ３０と電気回路基板４０がある。図１に示したフラットケーブル１７は、カバー２０に設けられた開口２７を通じて電気回路基板４０の上に取り付けられたコネクタ４１に接続している。この実施例ではカバー２０はねじ２９により３ヵ所でベースシャーシ３０に取り付けられている。２６はカバー２０の中に設けられたベースシャーシ３０の一部をカバー２０の外部に出すための切欠である。また、２８は凹部であり、カバー２０の内面側に突出する膨出部（後述）の裏面側に位置していてカバー２０の重量を低減するものである。
【００２３】
図３は図２に示したミリ波ユニット２のカバー２０からねじ２９を取り去ってカバー２０を取り外した状態を示すものである。図３において３９が取り去ったねじ２９のねじ孔を示している。カバー２０の内部にはアンテナ１０にねじ止めされたベースシャーシ３０があり、このベースシャーシ３０に電気回路基板４０がねじ４８によってねじ止めされている。また、図１で説明した発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９がベースシャーシ３０の上に実装されている。電気回路基板４０には逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の駆動回路が設けられている。そして、アンテナ共用回路６にはマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０が接続されており、その先端部がベースシャーシ３０に設けられた導波管３１に重なるようになっている。
【００２４】
図４は図３に示したミリ波ユニット２のベースシャーシ３０からねじ４８を取り去って電気回路基板４０を取り外した状態を示すものである。図４において３８が取り去ったねじ４８のねじ孔を示している。この実施例ではベースシャーシ３０の外周部には段差部３４が設けられており、電気回路基板４０はこの段差部３４に載置された後に４つのねじ４８でベースシャーシ３０に取り付けられるようになっている。
【００２５】
図５は図４のベースシャーシ３０に、図４で説明した発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の機能を内蔵する集積回路（ＭＭＩＣ：モノリシックマイクロウェーブＩＣ）４２を取り付ける状態を示すものである。ベースシャーシ３０上には、発振器３を取り付ける発振器ＩＣ取付孔３３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の機能を備えたＭＭＩＣ４２を収納するための６つのＭＭＩＣ収納孔３２が設けられている。ここで、符号３８は電気回路基板４０をベースシャーシ３０上に固定するためのねじ４８（図３参照）が取り付けられるねじ孔であり、符号３９はカバー２０をベースシャーシ３０に固定するためのねじ２９（図２参照）が取り付けられるねじ孔である。また、発振器ＩＣ取付孔３３側のベースシャーシ３０の端部には、ベースシャーシ３０を図４で示したアンテナ１０から浮かして取り付けるための第２のアンテナ取付部としての支持脚３５が設けられており、他端側には導波管３１が設けられた第１のアンテナ取付部としてのポスト３６が設けられている。なお、支持脚３５とポスト３６に設けられたねじ孔３７は、ベースシャーシ３０をアンテナ１０（図４参照）に取り付けるためのものである。そして、ポスト３６に設けられた導波管３１内にその先端が重なるように、マイクロストリップ線路／導波管変換基板５０がベースシャーシ３０に取り付けられてアンテナ共用回路６に接続される。
【００２６】
図６は電気回路基板４０を取り付けたベースシャーシ３０をアンテナ１０に固定する様子を示すものである。この実施例では、まず、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９が取り付けられたベースシャーシ３０の周囲の段差部３４に、電気回路基板４０がねじ４８をねじ孔３８にねじ込むことにより固定される。この状態では電気回路基板４０の表面と逓倍器４、増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の表面が略面一となる。次いで、ベースシャーシ３０の支持脚３５とポスト３６のねじ孔３７に、アンテナ１０側からねじ１８がねじ込まれることにより、ベースシャーシ３０がアンテナ１０に固定される。この状態が図３に示した状態である。これにカバー２０が取り付けられると図２に示した状態となる。
【００２７】
このように、前述の実施例では、ミリ波ユニット２が電気回路基板４０、ベースシャーシ３０、カバー２０、及び、アンテナ１０とから構成されており、電気回路基板４０はベースシャーシ３０の周辺に取り付けることができ、ベースシャーシ３０にはＭＭＩＣ４２に収納された発振器３、逓倍器４、増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、ミキサ９、及びマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０が実装されると共に、導波管３１が形成されている。そして、このベースシャーシ３０は支持脚３５とポストの３ヵ所でアンテナ１０に取り付けることができるので、部品点数を削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上する。この結果、ミリ波ユニット２の特性が安定し、更に、導波管３１をベースシャーシ３０に一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００２８】
図７(a) ，(b) は図２に示したカバー２０の裏面側の構成を示す斜視図と底面図である。図３，４，及び６で説明したベースシャーシ３０の上に実装された発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９に対向する部位のカバー２０の内面には膨出部２３が設けられている。また、ベースシャーシ３０に設けられた導波管３１を備えたポスト３６に対向する部位のカバー２０の内面には、カバー２０をベースシャーシ３０に取り付けた時にポスト３６の頂面に密着するポスト蓋２４が形成されている。ポスト蓋２４のカバー２０の内面からの高さは、この実施例では膨出部２３の頂面のカバー２０の内面からの高さよりも僅かに高くなっている。２５はボスであり、図２で説明したねじ２９を挿通するためのねじ孔２９Ａが設けられている。また、２６は切欠、２７は開口であり、図２で説明したように、それぞれベースシャーシ３０とフラットケーブル１７をカバー２０の外部に引き出すためのものである。
【００２９】
膨出部２３は略直方体状にカバー２０の裏面から突出しており、その頂面にはカットオフ溝２２が設けられている。このカットオフ溝２２は、図３や図６等に示したマイクロストリップ線路４３の上に重なるように設けられている。一方、ポスト蓋２４には、図２に示したねじ２９が螺着されるねじ孔２９Ａの他に、ベースシャーシ３０に設けられた導波管３１に重ね合わされるショート溝２１が設けられている。そして、カットオフ溝２２の内の１つがこのショート溝２１に連通している。
【００３０】
図８は、ＭＭＩＣ４２を取り付けたベースシャーシ３０に電気回路基板４０を搭載し、この上に図７で説明したカバー２０を被せた状態のマイクロストリップ線路４３の近傍の状態を示すものである。電気回路基板４０はベースシャーシ３０の段差部３４に取り付けられている。また、ＭＭＩＣ４２はそのセラミック製のベースプレート４２Ｂが導電性接着剤１９を介してベースシャーシ３０に取り付けられており、ＭＭＩＣ４２がベースシャーシ３０の収納孔３２内に位置している。ＭＭＩＣ４２の配線はベースプレート４２Ｂ上に露出している。ここでは、後述するミリ波が流れる主要なマイクロストリップ線路４３のみが誇張して描かれている。この実施例では、電気回路基板４０上の回路とＭＭＩＣ４２のベースプレート４２Ｂ上のマイクロストリップ線路とが金ワイヤ４５で接続されている。また、電気回路基板４０のグランド回路は導電性接着剤１９を介して、或いは、スルホール４９と導電性接着剤１９を介してベースシャーシ３０の段差部３４に接続されている。
【００３１】
このように電気回路基板４０とＭＭＩＣ４２とが取り付けられたベースシャーシ３０にカバー３０を図２に示したように取り付けると、膨出部２３の頂面に設けられたカットオフ溝２２が、ＭＭＩＣ４２のベースプレート４２Ｂ上に設けられたミリ波の流れるマイクロストリップ線路４３の上に重なった状態となる。この状態では、膨出部２３の頂面とＭＭＩＣ４２のベースプレート４２Ｂとの間の距離Ｈ１は２００μｍ程度であり、殆ど隙間はない。また、カットオフ溝２２の深さＨ２は、１ｍｍ程度である。この状態ではカットオフ溝２２が擬似的な導波管となり、隣接するカットオフ溝２２に収納されたマイクロストリップ線路４３を流れるミリ波の相互干渉の影響を受けにくくなる。これは、２本のマイクロストリップ線路４３の間に、膨出部２３の肉厚による遮蔽壁が存在するからである。実験によれば、この遮蔽壁の存在によって、ミリ波帯の相互干渉を、遮蔽壁がない場合に比べて−１０ｄＢ程度改善することができた。
【００３２】
この結果、この実施例では、隣接するＭＭＩＣ４２のベースプレート４２Ｂ上に設けられたマイクロストリップ線路４３を流れるミリ波が相互干渉の影響を受け難くなるので、ＭＭＩＣ４２を隣接させて２個並べた状態でベースシャーシ３０上に実装することができる。即ち、同一平面上に２本の隣接するマイクロストリップ線路４３を配置することができる。
【００３３】
図９(a) は図７で説明した本発明の第１の実施例のカバー２０の平面図であり、この実施例ではカバー２０は一体的に形成されている。これに対して、従来のミリ波ユニットのカバーは、ベースシャーシ、回路基板、導波管を内蔵するユニットに、回路基板部を覆うカバー、集積回路部分を覆うカバー、及び、導波管のショート部を覆うカバーが、それぞれの部位を独立に調整するために別体で設けられていて、部品点数が多く、組立性が悪くコストが高かった。従って、このように、カバー２０を全て一体で構成することにより、部品点数の削減、締結部材の削減、及び、ミリ波ユニット２の特性の安定化を図ることができる。
【００３４】
一方、本発明に使用するカバー２０を、ミリ波ユニットにおいて最も重要な導波管の部分のみを点検できるように、部品点数が増えない範囲で最大２つに分割することも可能である。例えば、図９(b) に示す第２の実施例は、ポスト蓋２４が設けられた部分を別体のカバー２０Ｂとして、本体２０Ａから分離して構成したものである。また、図９(c) に示す第３の実施例は、ポスト蓋２４が設けられた部分と内部のＭＭＩＣに対向する部分を別体のカバー２０Ｄとして、本体２０Ｃから分離して構成したものである。即ち、前述のように、カバー２０は一体で形成することが望ましいが、カバー２０を最大２個に分割して構成するようにしても従来に比べれば効果はあり、本発明はこれを否定するものではない。
【００３５】
図１０(a) ，(b) は本発明のミリ波ユニット２における導波管３１、ショート溝２１、カットオフ溝２２とマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０の構造を示すものである。従来はマイクロストリップ線路４３から導波管３１に変換するショート部の導波管３１の寸法が導波管性能に合わせた規格で決められていたため、導波管３１の断面形状が矩形であり、量産に不向きであった。そこで、本発明では、導波管３１を角丸孔に形成して量産性を良くすると共に、導波管性能を従来と同じにした。導波管３１を角丸孔にすると、角部がＲになることにより、金型の寿命の向上を図ることができた。
【００３６】
一方、従来の導波管性能と同性能を得るため、本発明では、導波管３１の断面形状を長手方向を２．７ｍｍ±０．１ｍｍ、短手方向を１．２７ｍｍ±０．１ｍｍとし、四隅の円弧の半径を０．５ｍｍとした。更に、ベースシャーシ３０のポスト３６の頂面にカバー２０のポスト蓋２４を密着させ、この状態で、マイクロストリップ線路４３を備えて導波管３１内に突出するマイクロストリップ線路／導波管変換基板５０から、ポスト蓋２４に設けられたショート溝２１の底部までの距離を１〜１．２ｍｍに形成した。
【００３７】
なお、以上の実施例では、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９が、それぞれ１つずつのＭＭＩＣ４２に組み込まれており、合計７個のＭＭＩＣ４２がベースシャーシ３０の上に実装されていたが、発振器３、逓倍器４、３つの増幅器５，７，８、アンテナ共用回路６、及びミキサ９の機能の幾つかを１つのＭＭＩＣにまとめてに組み込むことにより、ＭＭＩＣ４２の数を減らすようにしても良いものである。
【００３８】
また、以上説明した実施例では、ミリ波ユニットを含む自動車搭載用のレーダ装置について説明を行ったが、自動車以外の他の用途についても本発明を有効に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のミリ波ユニットの構造によれば、以下のような効果がある。
第１及び２の発明では、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００４０】
第３の発明では、導波管のショート部を除いてカバーを一体化したので、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
第４の発明では、カバーを周辺回路基板用と集積回路用の２つに分け、導波管のショート部は集積回路用のカバーに一体的に設けたので、部品点数が削減でき、組み付け性が向上して組立精度が向上するので、ミリ波ユニットの特性が安定する。また、導波管をベースシャーシに一体的に形成したので、信号ロスが低減できる。
【００４１】
第５の発明では、第１から第４の発明において、導波管を角丸孔に形成したことにより、装置の量産性を向上させることができる。
第６の発明では、第１から第５の発明において、集積回路間を接続するマイクロストリップ線路とカバーの膨出部に設けた凹部とを対向させることにより、ミリ波帯の相互干渉を抑制することができ、装置性能が向上する。
【００４２】
第７の発明では、マイクロストリップ線路がカバーの膨出部に設けた凹部に覆われるので、ミリ波帯の相互干渉を抑制することができ、装置性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のミリ波ユニットを備えたレーダ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例のミリ波ユニットをアンテナに取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】図２のミリ波ユニットからカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図４】図３のミリ波ユニットのベースシャーシから電気回路基板を取り外した状態を示す斜視図である。
【図５】図４のベースシャーシに電気信号の処理回路を内蔵する集積回路を取り付ける状態を示す組立斜視図である。
【図６】アンテナに電気回路基板を取り付けたベースシャーシを固定する様子を示す組立斜視図である。
【図７】  (a) は図２に示したカバーの裏面側の構成を示す斜視図、(b) は同底面図である。
【図８】集積回路を取り付けたベースシャーシに電気回路基板を搭載し、カバーを被せた状態のマイクロストリップ線路近傍の状態を示す部分断面図である。
【図９】  (a) は本発明のカバーの第１の実施例の平面図、(b) は本発明のカバーの第２の実施例の平面図、(c) は本発明のカバーの第３の実施例の平面図である。
【図１０】  (a) は本発明のミリ波ユニットにおける導波管、ショート溝、カットオフ溝とマイクロストリップ線路／導波管変換基板の構造を示す部分断面図、(b) は導波管の断面形状を示す説明図である。
【符号の説明】
１…信号処理部
２…ミリ波ユニット部
３…発振器
４…逓倍器
５，７，８…増幅器
６…アンテナ共用回路
９…ミキサ
１０…アンテナ部
２０…カバー
２１…ショート溝
２２…カットオフ溝
２３…膨出部
２４…ポスト蓋
２８…凹部
３０…ベースシャーシ
３１…導波管
３４…段差部
３６…ポスト
４０…電気回路基板
４２…ＭＭＩＣ
４３…マイクロストリップ線路
５０…マイクロストリップ線路／導波管変換基板
１００…レーダ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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