(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信系の高周波回路と、
複数の受信系の高周波回路と、
複数の導波路の設けられた第１の誘電体基板と、
貫通溝の設けられた間仕切壁を隔てて配置され、当該貫通溝によって連通する一方と他方の２つのキャビティ部から成る第１のキャビティを有した第２の誘電体基板と、
送信系の高周波回路を収納した送信系キャビティ、及び送信系キャビティから離間して配置され受信系の高周波回路を収納した受信系キャビティとを隔壁によって互いに隔てて配置して構成する第２のキャビティと、上記夫々の導波路とが設けられた第３の誘電体基板と、
上記第１のキャビティを塞ぐように上記第２の誘電体基板に接合された金属導体と、
上記第３の誘電体基板に形成され、上記第２のキャビティを構成する送信系キャビティ、及び受信系キャビティの周囲に夫々配置された複数のＲＦ線路と、
を備え、
上記第３の誘電体基板は上記第１の誘電体基板の上に積層され、上記第２の誘電体基板は上記第３の誘電体基板の上に積層されて、
上記第１のキャビティを成す一方のキャビティの内側に上記送信系キャビティを配するとともに、上記第１のキャビティを成す他方のキャビティの内側に上記受信系キャビティを配し、
上記導波路は上記第１、第３の誘電体基板の厚み方向に筒状に形成され、気密を保持したまま上記第１の誘電体基板の表裏で信号伝送がなされ、上記第３の誘電体基板の上面で上記第１のキャビティ底面に形成されたＲＦ線路と電磁的に結合され、上記送信系の高周波回路及び上記受信系の高周波回路に接続されて、
上記ＲＦ線路は、上記貫通溝内に配置され、上記送信系の高周波回路、及び受信系の高周波回路間を接続する
ことを特徴とした高周波モジュール。
【請求項２】
上記受信系のキャビティは離間して配置された３つのキャビティを有して構成され、
受信系の導波路に接続される高周波回路の収納された２つのキャビティは、上記送信系の高周波回路に接続される高周波回路の収納された他のキャビティに対して、互いに対称な位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
【請求項３】
上記貫通溝は、上記金属導体と上記第１の誘電体基板とＧＮＤ用スルーホールとに囲まれてトンネル様に空間を形成され、当該貫通溝は所望の周波数における導波管のカットオフ寸法を与えることを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
【請求項４】
上記送信系の高周波回路、及び受信系の高周波回路は、上記第１または第３の誘電体基板の内層もしくは外層に設けられた信号配線、及び上記第１または第３の誘電体基板に設けられたスルーホールを介在させて、外部回路にバイアス信号或いはＩＦ信号を伝送することを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
【請求項５】
上記第１の誘電体基板の下面に、外部機器と結合される結合部を有した金属製のキャリアが設けられたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項６】
上記第１、第２のキャビティは、キャビティ周縁の一部或いは全部及び下面の一部に、金属導体が設けられた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７】
上記第２のキャビティは、キャビティ周縁の近傍に、キャビティを囲むようにＧＮＤと導通を有する複数のスルーホールが設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項８】
上記第２のキャビティは、キャビティ周縁に、ＧＮＤと導通を有する複数のスルーホールが設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項９】
上記第２のキャビティは、キャビティ周縁に埋設された半割状のスルーホールを有したことを特徴とする請求項８記載の高周波モジュール。
【請求項１０】
上記第２のキャビティは、キャビティ周縁における上記ＲＦ線路の近傍から外れた位置がメタライズされたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項１１】
高周波変調信号を出力する第1の発振器と、上記第1の発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、中間周波数信号を2方向に出力する第2の発振器と、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記第2の発振器の出力周波数との和及び差の周波数を有する信号を出力する偶高調波ミクサと、複数存在する導波路に対応して複数配置され各導波路から得られる受信信号を低雑音増幅する増幅器と、上記増幅器の出力を電力合成する電力合成器と、上記電力合成器の出力と上記偶高調波ミクサの出力を受けて周波数変換しIF信号を出力する第1の基本波ミクサと、上記第1の基本波ミクサから出力されるIF信号と上記第2の発振器の他方の出力を受けて周波数変換しビデオ信号を出力する第2の基本波ミクサとを具備し、
上記第1の発振器、電力分配器、逓倍器、偶高調波ミクサ、増幅器、及び第1の基本波ミクサを、上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項１２】
高周波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、受信信号を得る複数の導波路に対応した数のチャンネルを有し、当該導波路を選択可能なスイッチと、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記スイッチの出力周波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具備し、
上記発振器、電力分配器、逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したことを特徴とする請求項1から１０のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項１３】
高周波変調信号を出力する第1の発振器と、上記第1の発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、中間周波数信号を2方向に出力する第2の発振器と、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記第2の発振器の出力周波数との和及び差の周波数を有する信号を出力する偶高調波ミクサと、受信信号を得る複数の導波路に対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路を選択可能なスイッチと、上記スイッチの出力と上記偶高調波ミクサの出力を受けて周波数変換しIF信号を出力する第1の基本波ミクサと、上記基本波ミクサから出力されるIF信号と上記第2の発振器の他方の出力を受けて周波数変換しビデオ信号を出力する第2の基本波ミクサとを具備し、
上記第1の発振器、電力分配器、逓倍器、偶高調波ミクサ、スイッチ、及び第1の基本波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項１４】
高周波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力周波数をN倍（Nは2以上の整数）するN逓倍器と、上記N逓倍器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、受信信号を得る複数の導波路に対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路を選択可能なスイッチと、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記スイッチを通して得る受信信号の周波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具備し、
上記発振器、電力分配器、逓倍器、Ｎ逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したことことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項１５】
高周波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出５力する逓倍器と、送信信号を出力する複数の導波路に対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路を選択し送信信号を導くことの可能なスイッチと、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記導波路とは異なる導波路から得られた受信信号の周波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具備し、
上記発振器、電力分配器、逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項１６】
上記偶高調波ミクサは、逆極性の2つ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を内蔵したことを特徴とする請求項１１から１５のいずれかに記載の高周波モジュール。
【請求項１７】
上記第２の誘電体基板は、上記第３の誘電体基板の上面で上記第１のキャビティ底面に形成されたＲＦ線路が設けられる矩形状の穴を有し、
上記導波路は、上記矩形状の穴の内周に沿う位置で、上記第１、第３の誘電体基板を貫通する複数のスルーホールを、矩形状に並べて形成されることを特徴とした請求項１記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロ波帯或いはミリ波帯等の高周波帯で動作する高周波モジュールに関するものであり、例えば高周波帯で動作するレーダ装置或いは通信装置等に利用されるものである
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、従来の高周波モジュールの構成を示す図であって、図１４（ａ）は高周波モジュールの斜視図、図１４（ｂ）はパッケージの構成図である。図において、１は金属製のシャシ、２はシャシ１の下面に接続される導波管（図示せず）との間で、シャシ１の板厚方向へマイクロ波信号等高周波のＲＦ信号を伝送する導波管端子、３は高周波回路を内含したパッケージ、４は上面にマイクロストリップ線路の形成された誘電体基板から成りＲＦ信号を伝送する接続線路、５はパッケージ３の下部に設けられたキャリヤ、６はキャリア５上に載置された誘電体基板、７はパッケージ３の気密を保持したまま高周波回路９と接続線路４との間でＲＦ信号を伝送するためのフィードスルー端子、８は金属製の枠形状のシールリング、９はＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ＩＣ）や高周波抵抗素子等の高周波回路、１０は高周波回路９との間でＤＣ信号を入出力するバイアス・制御信号ピン、１１はシールリング８の上面に接合される金属製のカバーである。
【０００３】
次に、従来の高周波モジュールの構成について説明する。従来の高周波モジュールは、図１４のように、複数の導波管端子２を有するシャシ１に、複数のパッケージ３を配置し、その間を接続線路４にて接続して構成している。また、パッケージ３は、金属製のキャリヤ５の上に誘電体基板６を複数積層し、その上にフィードスルー端子７及びシールリング８を配置することによりシールリング８内にキャビティを設け、その内部に高周波回路９を実装する。シールリングの側面には溝が設けられ、この溝にフィードスルーを配置し気密封止することによってパッケージ３内の気密を保持したまま接続線路４との間でＲＦ信号を伝送する。また、接続線路４は導波管端子２に接続され、高周波回路９と導波管端子２との間でＲＦ信号を伝送する。接続線路４から導波管端子２へ伝送されたＲＦ信号は、導波管モードで導波管端子２内を伝送され、高周波回路９へのバイアス・制御信号は誘電体基板６の下部に設けたバイアス・制御信号ピン１０を介して得られる。そして、シールリング８上にカバー１１をハンダ、接着或いは抵抗溶接等によって接合され、パッケージ３を封止する。しかし、このようにシャーシ１上に複数のパッケージ３を配置するため、それぞれのパッケージ間を接続するための接続線路４による信号の損失が大きく、高周波モジュールとしての性能が劣化する。また、このような大きなシャーシ１に接続線路４を配置し、接続線路４とパッケージ３を接続する場合、熱圧着によるワイヤボンディングなどを適用して接続することが考えられ、シャシ１全体を例えば１５０℃程度の温度で加熱する必要が生じ、加熱時間が長い、シャシ１のハンドリングが悪いなど、組立作業性が良くない。さらに、複数のパッケージ３を使用するため、低価格化が困難となる。特に、各パッケージに共通で１つにまとめることのできる機能があっても、各パッケージを個々に配置するために、まとめられる共通の機能を削減できない。このように、従来の高周波モジュールでは、性能の劣化、組立作業性の劣悪化、高価格化という問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の高周波モジュールでは、複数のパッケージを使用するため、接続線路における特性の劣化、接続線路を実装し接続する際の組立作業性の劣悪化、高価格化などの課題があった。
【０００５】
この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、複数の導波管端子を有した高周波モジュールにおいて、高周波回路を内部に搭載したパッケージの数を低減し、性能の向上、組立作業性の向上、低価格化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による高周波モジュールは、
複数の送信系の高周波回路と、
複数の受信系の高周波回路と、
複数の導波路の設けられた第１の誘電体基板と、
貫通溝の設けられた間仕切壁を隔てて配置され、当該貫通溝によって連通する一方と他方の２つのキャビティ部から成る第１のキャビティを有した第２の誘電体基板と、
送信系の高周波回路を収納した送信系キャビティ、及び送信系キャビティから離間して配置され受信系の高周波回路を収納した受信系キャビティとを隔壁によって互いに隔てて配して構成する第２のキャビティと、上記夫々の導波路とが設けられた第３の誘電体基板と、
上記第１のキャビティを塞ぐように上記第２の誘電体基板に接合された金属導体と、
上記第３の誘電体基板に形成され、上記第２のキャビティを構成する送信系キャビティ、及び受信系キャビティの周囲に夫々配置された複数のＲＦ線路と、
を備え、
上記第３の誘電体基板は上記第１の誘電体基板の上に積層され、上記第２の誘電体基板は上記第３の誘電体基板の上に積層されて、
上記第１のキャビティを成す一方のキャビティの内側に上記送信系キャビティを配するとともに、上記第１のキャビティを成す他方のキャビティの内側に上記受信系キャビティを配し、
上記導波路は上記第１、第３の誘電体基板の厚み方向に筒状に形成され、気密を保持したまま上記第１の誘電体基板の表裏で信号伝送がなされ、上記第３の誘電体基板の上面で上記第１のキャビティ底面に形成されたＲＦ線路と電磁的に結合され、上記送信系の高周波回路及び上記受信系の高周波回路に接続されて、
上記ＲＦ線路は、上記貫通溝内に配置され、上記送信系の高周波回路、及び受信系の高周波回路間を接続するものである。
【０００７】
また、第２の発明による高周波モジュールは、上記受信系のキャビティは離間して配置された３つのキャビティを有して構成され、
受信系の導波路に接続される高周波回路の収納された２つのキャビティは、上記送信系の高周波回路に接続される高周波回路の収納された他のキャビティに対して、互いに対称な位置に配置されるものである。
【００１１】
また、第３の発明による高周波モジュールは、上記貫通溝は、上記金属導体と上記第１の誘電体基板とＧＮＤ用スルーホールとに囲まれてトンネル様に空間を形成され、当該貫通溝は所望の周波数における導波管のカットオフ寸法を与えるものである。
【００１２】
また、第４の発明による高周波モジュールは、送信系の高周波回路、及び受信系の高周波回路は、上記第１または第３の誘電体基板の内層もしくは外層に設けられた信号配線、及び上記第１または第３の誘電体基板に設けられたスルーホールを介在させて、外部回路にバイアス信号或いはＩＦ信号を伝送するものである。
【００１４】
また、第５の発明による高周波モジュールは、第１の誘電体基板の下面に、外部機器と結合される結合部を有した金属製のキャリアが設けられたものである。
【００１６】
また、第６の発明による高周波モジュールは、第１、第２のキャビティは、キャビティ周縁部の一部或いは全部及び下面の一部に、金属導体が設けられたものである。
【００１７】
また、第７の発明による高周波モジュールは、第２のキャビティは、キャビティ周縁部の近傍に、キャビティを囲むようにＧＮＤと導通を有する複数のスルーホールが設けられたものである。
【００１８】
また、第８の発明による高周波モジュールは、第２のキャビティは、キャビティ周縁に、ＧＮＤと導通を有する複数のスルーホールが設けられたものである。
【００１９】
また、第９の発明による高周波モジュールは、第２のキャビティは、キャビティ周縁に埋設された半割状のスルーホールを有したものである。
【００２０】
また、第１０の発明による高周波モジュールは、第２のキャビティは、キャビティ周縁における上記ＲＦ線路の近傍から外れた位置がメタライズされたものである。
【００２１】
また、第１１の発明による高周波モジュールは、高周波変調信号を出力する第1の発振器と、上記第1の発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、中間周波数信号を2方向に出力する第2の発振器と、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記第2の発振器の出力周波数との和及び差の周波数を有する信号を出力する偶高調波ミクサと、複数存在する導波路に対応して複数配置され各導波路から得られる受信信号を低雑音増幅する増幅器と、上記増幅器の出力を電力合成する電力合成器と、上記電力合成器の出力と上記偶高調波ミクサの出力を受けて周波数変換しIF信号を出力する第1の基本波ミクサと、上記第1の基本波ミクサから出力されるIF信号と上記第2の発振器の他方の出力を受けて周波数変換しビデオ信号を出力する第2の基本波ミクサとを具備し、
上記第1の発振器、電力分配器、逓倍器、偶高調波ミクサ、増幅器、及び第1の基本波ミクサを、上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したものである。
【００２２】
また、第１２の発明による高周波モジュールは、高周波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、受信信号を得る複数の導波路に対応した数のチャンネルを有し、当該導波路を選択可能なスイッチと、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記スイッチの出力周波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具備し、
上記発振器、電力分配器、逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したものである。
【００２３】
また、第１３の発明による高周波モジュールは、高周波変調信号を出力する第1の発振器と、上記第1の発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、中間周波数信号を2方向に出力する第2の発振器と、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記第2の発振器の出力周波数との和及び差の周波数を有する信号を出力する偶高調波ミクサと、受信信号を得る複数の導波路に対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路を選択可能なスイッチと、上記スイッチの出力と上記偶高調波ミクサの出力を受けて周波数変換しIF信号を出力する第1の基本波ミクサと、上記基本波ミクサから出力されるIF信号と上記第2の発振器の他方の出力を受けて周波数変換しビデオ信号を出力する第2の基本波ミクサとを具備し、
上記第1の発振器、電力分配器、逓倍器、偶高調波ミクサ、スイッチ、及び第1の基本波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したものである。
【００２４】
また、第１４の発明による高周波モジュールは、高周波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力周波数をN倍（Nは2以上の整数）するN逓倍器と、上記N逓倍器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出力する逓倍器と、受信信号を得る複数の導波路に対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路を選択可能なスイッチと、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記スイッチを通して得る受信信号の周波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具備し、
上記発振器、電力分配器、逓倍器、Ｎ逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したものである。
【００２５】
また、第１５の発明による高周波モジュールは、高周波変調信号を出力する発振器と、上記発振器の出力を電力分配する電力分配器と、上記電力分配器の一方の出力の周波数を2逓倍して送信信号を出５力する逓倍器と、送信信号を出力する複数の導波路に対応した数だけチャンネルを有し、当該導波路を選択し送信信号を導くことの可能なスイッチと、上記電力分配器の他方の出力の2倍周波数と上記導波路とは異なる導波路から得られた受信信号の周波数の差及び和の周波数を有するビデオ信号を出力する偶高調波ミクサとを具備し、
上記発振器、電力分配器、逓倍器、スイッチ、及び偶高調波ミクサを上記高周波モジュールにおける上記第２のキャビティ内に載置したものである。
【００２６】
また、第１６の発明による高周波モジュールは、上記偶高調波ミクサは、逆極性の2つ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を内蔵したものである。
【００２７】
また、第２２の発明によれば、第１７から第２１のいずれかの発明において、上記偶高調波ミクサは、逆極性の２つ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を内蔵したものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図1は、この発明の実施の形態１を示す高周波モジュールの斜視図であり、図において、2はマイクロ波或いはミリ波信号等高周波のＲＦ信号を伝送する複数の導波管端子、6は例えばセラミック系の素材から成る複数枚の誘電体基板が積層されて成る誘電体基板、8は例えばコバール（Kv）等の金属導体から成り、誘電体基板６と共にキャビティを形成する複数の穴を有して誘電体基板６の上面に接合されたシールリング、9はＭＭＩＣ（Monolithic Microwave IC）や高周波抵抗素子等の高周波回路、11は例えばコバール（Kv）等の金属導体から成りシールリング８の上面に接合されるカバー、12は貫通溝を有した間仕切り壁を隔てて配置され、当該貫通溝によって連通する複数（図では２つ）のキャビティ（図では１２ａ、１２ｂ）から成る誘電体基板６に形成された第1のキャビティ、13は第1のキャビティ１２におけるキャビティ１２ａ、１２ｂの内側に各々配置され、互いに隔壁に隔てられた複数（図では４つ）のキャビティ（図では１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）から成る誘電体基板６に形成された第2のキャビティ、14は誘電体基板６に設けられ気密を保持したまま導波管端子２と高周波回路９との間でＲＦ信号を伝送するためのフィードスルー、15はＩＦ信号或いはＤＣ信号を入出力するバイアス・制御信号用パッド、17は金や銀等の接続用ワイヤ或いはリボンを通じて高周波回路９に接続されるバイアス・制御信号用ボンディングパッドである。
【００２９】
また、図２はこの発明の実施の形態１による高周波モジュールの分解斜視図である。図において、、６ａは誘電体基板６の下層に位置する誘電体基板、６ｂは誘電体基板６ａの上に積層され、バイアス・制御信号用パッド１５の形成された誘電体基板、６ｃは誘電体基板６ｂの上に積層され、第２のキャビティ１３が形成された誘電体基板、６ｄは誘電体基板６ｃの上に積層され、第１のキャビティ１２が形成された誘電体基板、１６は誘電体基板６ｃに形成される凹形状の穴の周囲に設けられた舌状の誘電体基板に、マイクロストリップ線路を設けて成るマイクロストリップ−導波管変換器であって、当該凹形状の穴は、誘電体基板６ａ、６ｂに同様の形状で形成される穴と共に導波管端子２の導波路を形成する。また、誘電体基板６ｄとシールリング８には各々凸状の穴が形成され、この穴が上記導波管端子２の導波路に連通して全体として導波管端子２を構成し、マイクロストリップ−導波管変換器１６から伝送されたＲＦ信号を誘電体基板６の厚み方向に下側へＲＦ信号を伝送し、誘電体基板６の下部に接続された図示しない導波管にＲＦ信号を伝える、或いは誘電体基板６の下部に接続された導波管からのＲＦ信号を誘電体基板６の厚み方向に上側へ伝送し、マイクロストリップ−導波管変換器１６に伝える。１８は誘電体基板６ｂ、６ｃに設けられたバイアス・制御信号用スルーホール、１９は誘電体基板６ａに設けられたバイアス・制御信号用配線、２０は誘電体基板６ｃに形成されたＲＦ線路である。
【００３０】
次に、構成及び機能について説明する。図において、本高周波モジュールは、一部に複数のキャビティ及び導波管を構成する穴を設けた複数の誘電体基板6ａ〜６ｄを積層することにより、モジュール内部に導波管端子2、第1のキャビティ12、第2のキャビティ13を構成する。この積層は、柔らかい状態のセラミック系の誘電体基板を加熱して焼結するような、所謂ＬＴＣＣ（低温同時焼成基板）の製法で得られる。第1のキャビティ12は、その側面の一部或いは全部及び下面の一部をメタライズすることによって、内部に配置される高周波回路9の上方に空間を形成するとともに、貫通溝によって連通する複数のキャビティ（図ではキャビティ１２ａ、１２ｂ）間における高周波信号の結合を抑圧している。第2のキャビティ13は、その側面の一部或いは全部及び下面の全部をメタライズし、その内部に高周波回路9が配置され、また隔壁によって互いに隔てられた各々のキャビティ（図ではキャビティ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）の周囲に配置されたRF線路20、及びバイアス・制御信号用ボンディングパッド17と高周波回路9との間では、それぞれRF信号及びバイアス・制御信号を授受すべく、ワイヤ接続或いはリボンボンディングなどが行なわれる。RF線路20の一部は、誘電体基板6ｃと６ｄの積層によって構成されたフィードスルー14に接続され、その後、積層した誘電体基板6によって構成されたマイクロストリップ線路−導波管変換器16に接続され、導波管端子2に効率よく導かれる。ここで、フィードスルー14を用いることによって、第１のキャビティ１２と導波管端子２間の気密を保持したまま、導波管端子２と高周波回路９との間でＲＦ信号を伝送することができる。導波管端子２は、誘電体基板６の下面にて他の図示しない気密された導波管に接続される。また、他のRF線路20は、第１のキャビティ１３における複数のキャビティ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ間に配線され（図ではキャビティ１３ａと１３ｂとの間、キャビティ１３ｂと１３ｃとの間、キャビティ１３ｂと１３ｄとの間に配線され）、各キャビティ間の信号の授受を行なう。第２のキャビティ１３では、同一のキャビティ（キャビティ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）内に複数の高周波回路９が配置され、各高周波回路９はワイヤボンディング或いはリボンボンディングで接続される。この時、例えば同一の周波数帯域で動作する回路同士を同一のキャビティ内にまとめて配置する、或いは受信系と送信系を混在させないように、受信系の高周波回路同士、送信系の高周波回路同士をそれぞれ対応するキャビティにまとめて配置する等、干渉を防ぎ同じ系統の機能のものをまとめられるように高周波回路を選択的に配置する。バイアス・制御信号は、バイアス・制御信号用ボンディングパッド17から、バイアス・制御信号用スルーホール18、バイアス・制御信号用配線19等を介して誘電体基板6の層間及び層内を経由して、バイアス・制御信号用パッド15に接続され、外部回路（図中では省略）との間でＩＦ信号及びＤＣ信号を授受される。そして、積層した誘電体基板6の上にシールリング8を配置し、その上にカバー11を接着、ハンダ或いは溶接（例えば抵抗溶接）等によって接合することにより気密封止する。ここで、シールリング６は誘電体基板６ｄの上面��接合されて共に第１のキャビティ１２を形成し、さらにシールリング６の上面に金属製のカバー１１が接合されて、第１のキャビティ１２におけるキャビティ１２ａとキャビティ１２ｂ間のＲＦ信号の結合が抑圧される。
【００３１】
この結果、積層された誘電体基板に形成されたキャビティ内に複数の高周波回路を配置することにより、従来、複数の高周波回路を内含したパッケージを複数配置して構成していた高周波モジュールを、パッケージのための余分なシャーシを用いずに一体で構成でき、かつ複数パッケージ間の接続線路が不要となるため、高周波モジュールの小型化が可能となる。また、上記パッケージに比して大きさの小さな高周波回路をキャビティ内に配置し、ワイヤボンディング或いはリボンボンディングで接続することによって、ボンディング時の加熱時間の短縮や加熱後のハンドリングが容易となり、組立作業性が向上する。さらに、各パッケージにおいて共通の機能を有した回路や線路を同一の線路で接続でき、また各パッケージ間をＲＦ信号の接続線路で接続するためのフィードスルーが不要となって、価格の低減が可能となり、  かつフィードスルーにおける信号損失が少なくなる等特性の向上が可能となる。
【００３２】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２を示す高周波モジュールの斜視図であり、図において、２、６、８、９、１１、１２、１３、１５、１７、２０は、実施の形態１と同等もしくは同一相当であり、２１は誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器である。
【００３３】
次に、構成及び機能について説明する。図において、本高周波モジュールは、一部に複数のキャビティ及び導波管を構成する穴を設けた複数の誘電体基板6を実施の形態１同様に積層し、焼結することにより、モジュール内部に導波管端子2、第1のキャビティ12、第2のキャビティ13を構成する。第1のキャビティ12は、その側面の一部或いは全部及び下面の一部をメタライズすることによって、内部の高周波回路9の上方に空間を形成するとともに、複数のキャビティ間の高周波信号の結合を抑圧している。第2のキャビティ13は、その側面の一部或いは全部及び下面の全部をメタライズし、その内部に高周波回路9を配置してし、キャビティ周囲に配置したRF線路20、バイアス・制御信号用ボンディングパッド17との間で、それぞれRF信号及びバイアス・制御信号を授受すべく、ワイヤ接続或いはリボンボンディングなどを行なう。RF線路20の一部は、積層した誘電体基板6によって構成された、誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器21に接続され、導波管端子2に効率よく導かれる。
このマイクロストリップ線路―導波管変換器２１は次のように構成される。第1のキャビティ１２の周囲を囲む壁面（誘電体基板６ｄとシールリング８で成る壁面）の一部に溝を設け、導波管端子２の上方に設けられ誘電体基板６ｄ及びシールリング８に形成された矩形状の穴にこの溝を接続し、上記溝の底面（誘電体基板６ｃの上面）にマイクロストリップ線路を設けて形成される。
この矩形状の穴は導波管端子２の一方の端部を形成し、導波管端子２の他方側の端部は誘電体基板６ａ、６ｂ、６ｃ内に筒状に設けられた導波路で構成される。すなわち、上記矩形状の穴の内周に沿う位置に、誘電体基板６ａ、６ｂ、６ｃを共に貫通する複数のスルーホールが矩形状に形成され、この各隣接するスルーホール間を接続して成る閉曲線を囲むように誘電体基板６ｃにスロット様に金属導体が配置されて、誘電体基板６a、６ｂの厚み方向にスルーホールで囲まれた筒状の導波路が形成される。誘電体基板６ｃ上に形成された上記溝の底面のマイクロストリップ線路は、この導波路と電磁的に結合されて、高周波回路９と導波管端子２との間でＲＦ信号を伝送し、導波管端子２内ではＲＦ信号が導波管モードで進行する。このとき、導波管端子２の他方側の端部は、誘電体基板に設けられたスルーホールで囲まれた導波路で成るため、導波管の開口に穴を形成する必要がなく、誘電体基板６の積層によって気密封止される。
また、他のRF線路20は、第２のキャビティにおける複数のキャビティ（13ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）間に配線され、キャビティ間の信号の授受を行なう。バイアス・制御信号は、図中では省略しているが、実施の形態1における図2と同様に、バイアス・制御信号用ボンディングパッド17から、バイアス・制御信号用スルーホール18、バイアス・制御信号用配線19等を介して誘電体基板6の層間及び層内を経由して、バイアス・制御信号用パッド15に接続され、外部回路との間で授受される。そして、積層した誘電体基板6の上にシールリング8を設置し、その上にカバー11を接着、ハンダ或いは溶接等によって接合することにより封止する。
【００３４】
この結果、従来、複数の高周波回路を内含したパッケージにて構成していた高周波モジュールを一体で構成でき、複数パッケージ間の接続線路が不要となるため、高周波モジュールの小型化、組立作業性の向上、価格の低減等が可能となる。また、誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器２１を使用することにより、導波管との接続部分においてフィードスルー１４を不要とし、構成を簡略化できると共に、フィードスルー１４による信号損失も低減できるため、更なる特性の改善が可能となる。
【００３５】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３を示す高周波モジュールの斜視図であり、図において、２、６、８、９、１１、１２、１３、１５、１７、２０、２１は、実施の形態２と同等であり、２２はＧＮＤ導通用スルーホールである。
【００３６】
次に、構成及び機能について説明する。図において、本高周波モジュールは、一部に複数のキャビティ及び導波管を構成する穴を設けた複数の誘電体基板6（6a,6b,6ｃ）を実施の形態１同様に積層後に焼結し、さらにその上に、一部に複数のキャビティ及び導波管を構成する穴を設けたシールリング8を接着、ハンダ或いは溶接等で接合することにより、モジュール内部に導波管端子2、第1のキャビティ12、第2のキャビティ13を構成する。第1のキャビティ12は、側面は金属導体製のシールリング8のみで構成されており、内部の高周波回路9の上方の空間を確保するとともに、複数のキャビティ間の高周波信号の結合を抑圧している。第2のキャビティ13は、その側面の一部或いは全部及び下面の全部をメタライズし、その内部に高周波回路9を実装し、キャビティ周囲に配置したRF線路20、バイアス・制御信号用ボンディングパッド17との間でそれぞれRF信号、バイアス・制御信号を授受すべくワイヤ或いはリボンボンディングなどを行なう。RF線路20の一部は、積層した誘電体基板6によって構成された、誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器21に接続され、導波管端子2に効率よく導かれる。また、他のRF線路20は、第２のキャビティ１３における複数のキャビティ（キャビティ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）間に配線され、キャビティ間の信号の授受を行なう。複数の第2のキャビティ13に各々配置された高周波回路９の間を接続する際、第1のキャビティ12における複数のキャビティ（キャビティ１２ａ、１２ｂ）間でＲＦ信号を通過させながら、不要な漏れ信号をカットすることが必要となる場合があり、その箇所については、図4下部に示すようにシールリング8の下面側に下向き凹状に溝を設け、誘電体基板6上に配置してRF線路20の上方にトンネル様に空間を設ける。さらに、シールリング8に設けたトンネル様の溝の側壁面の下部、つまり誘電体基板6とシールリング8の当該溝を隔てた溝近傍の接合面にGND導通用スルーホール22を設けることにより、電波伝播空間の長さＬ、高さh及び幅wを所望の周波数のカットオフ寸法とする導波管を形成し、キャビティ間の高周波信号の結合を抑圧する。このとき、カットオフする周波数を高く設定する程、高さｈ及び幅ｗを小さくし、形成される導波管部での所望周波数の損失量を大きくするようにＬを長くする必要があるが、実装密度や、加工精度及び加工し易さに応じて、適宜Ｌとｈ及びｗを選択する（Ｌが長いほど実装可能な空間が減り、ｈ及びｗが小さいほど加工が難しくなる）。なお、本発明を送信系と受信系を有したマイクロ波帯域或いはミリ波帯域の送受信モジュールに適用する場合、間仕切り壁で仕切られた複数のキャビティから成る第１のキャビティ１２において、特に送信系の高周波回路の載置されたキャビティ１２aと受信系の高周波回路の載置されたキャビティ１２ｂ間を、このトンネル様の溝で接続することによって、より送信系と受信系との干渉が少なくアイソレーションの高い送受信モジュールを得ることができる。
バイアス・制御信号は、図中では省略しているが、実施の形態1における図2と同様に、バイアス・制御信号用ボンディングパッド17から、バイアス・制御信号用スルーホール18、バイアス・制御信号用配線19等を介して誘電体基板6の層間及び層内を経由して、バイアス・制御信号用パッド15に接続され、外部回路との間で授受される。そして、積層したシールリング8の上にカバー11を接着、ハンダ或いは溶接等によって接合することにより封止する。
【００３７】
この結果、従来、複数のパッケージにて構成していた高周波モジュールを一体で構成でき、複数パッケージ間の接続線路が不要となるため、高周波モジュールの小型化、工作性の向上、性能の向上、価格の低減等が可能となる。また、誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器２１を使用することにより、フィードスルー１４を不要とし、構成を簡略化できると共に、フィードスルー１４による信号損失も低減でき、さらに、シールリング８へのトンネル様の溝加工により、キャビティ間の高周波信号の結合を抑圧できるため、更なる特性の改善が可能となる。
【００３８】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４を示す高周波モジュールの斜視図であり、図において、２、６、８、９、１１、１２、１３、１５、１７、２０、２１は、実施の形態３と同等であり、５はキャリヤ、２３はキャリア５を固定するための固定用ネジ穴である。
【００３９】
次に、構成及び機能について説明する。図において、本高周波モジュールの構成要素２、６、８、９、１１、１２、１３、１５、１７、２０、２１は、実施の形態３と同様の構成、機能を有する。キャリヤ５は、その周辺部に、ネジで高周波モジュールを固定するための固定用ネジ穴５を有し、積層した誘電体基板６の最下層の下にロー付け、ハンダ、接着などによって接合される。
【００４０】
この結果、実施の形態３と同様の効果を得る他、キャリヤ５の使用により、他の装置、例えばアンテナなど（図中では省略）との機械的固定方法に自由度が増し、容易に固定できるため、設計に自由度が増し、工作性も向上する。なお、固定用ネジ穴については、これ以外の他の固定要素として、例えば、ネジ以外の他の締結部材やキャリア５の側面部を保持する保持部品等を用いても良いことは言うまでもない。
【００４１】
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５を示す高周波モジュールのキャビティの斜視図であり、図において、１３は第２のキャビティ、２０はＲＦ線路、２２はＧＮＤ導通用スルーホールである。
【００４２】
次に、構成及び機能について説明する。図において、高周波モジュールの一部を構成する第２のキャビティ１３は、その下面全体を金属導体でメタライズし、またその側面付近まで誘電体基板６ｃ上面にＲＦ線路２０を配線させ、このＲＦ線路２０付近を除く第２のキャビティ１３の周囲に、ＧＮＤ導通用スルーホール２２を１列或いは複数列配置する（図では１列）ことにより、他のキャビティとの高周波信号の結合を抑圧している。なお、抑圧すべき信号の波長に応じてその信号の通過を遮断する間隔でＧＮＤ導通用スルーホール２２を配置すれば、ＧＮＤ導通用スルーホール２２の数を低減できることは言うまでもない。このためには、例えば抑圧すべき信号の最短の波長をλとした場合、λ／４以下の間隔でＧＮＤ導通用スルーホール２２を配置するのが好ましい。
【００４３】
この結果、本実施例による第２のキャビティ１３を実施例１〜４に適用することにより、実施例１〜４に記載した効果と同等の効果が得られる。
【００４４】
実施の形態６．
図７は、この発明の実施の形態６を示す高周波モジュールのキャビティの斜視図であり、図において、１３は第２のキャビティ、２０はＲＦ線路、２４は縦に半割したＧＮＤ導通用スルーホールである。
【００４５】
次に、構成及び機能について説明する。図において、高周波モジュールの一部を構成する第２のキャビティ１３は、その下面全体を金属導体でメタライズし、その側面付近まで誘電体基板６ｃ上面にＲＦ線路２０を配線させ、このＲＦ線路２０付近を除く第２のキャビティ１３の側面に、縦に半割したような形状を有するＧＮＤ導通用スルーホール２４の平面部分を、キャビティ周縁部の側面に面してキャビティを囲むように複数配置することにより、他のキャビティとの高周波信号の結合を抑圧している。なお、ＧＮＤ導通用スルーホール２４は、誘電体基板を積層する前の柔らかい状態でキャビティ周縁部の側面にパンチングにて窪みをつけ、積層時にその窪みに金や銀等の金属を付着させ、焼結するだけで生成できるため、比較的容易に加工できる。この実施の形態によれば、キャビティの側面にスルーホールを配置できることから、実施の形態５と比べてスルーホールを設置する周長が短く、スルーホールの数が少なくてすむため、作業が効率化するのに加えてコストもより安くなる。また、実施の形態５のスルーホールと比べてホールの穴間隔の加工に必要な精度が緩和される。
【００４６】
この結果、本実施例による第２のキャビティ１３を実施例１〜４に適用することにより、実施例１〜４に記載した効果と同等の効果が得られる。
【００４７】
実施の形態７．
図８は、この発明の実施の形態７を示す高周波モジュールのキャビティの斜視図であり、図において、１３は第２のキャビティ、２０はＲＦ線路、２５はキャビティ側面に配置した金属導体パターンである。
【００４８】
次に、構成及び機能について説明する。図において、高周波モジュールの一部を構成する第２のキャビティ１３は、その下面全体を金属導体でメタライズし、その側面付近まで誘電体基板６ｃ上面にＲＦ線路２０を配線させ、このＲＦ線路２０付近を除く第２のキャビティ１３の側面全域に、金属導体パターン２５を配置することにより、他のキャビティとの高周波信号の結合を抑圧している。
【００４９】
この結果、本実施例による第２のキャビティ１３を実施例１〜４に適用することにより、実施例１〜４に記載した効果と同等の効果が得られる。
【００５０】
実施の形態８．
図９は、この発明の実施の形態８を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路のブロック図であり、図において、２は導波管端子、２６ａ、２６ｂは第１、第２の発振器、２７ａ〜２７ｊは第１〜第１０の増幅器、２８は電力分配器、２９は逓倍器、３０はフィルタ、３１は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を内蔵した偶高調波ミクサ、３２は電力合成器、３３ａ、３３ｂは第１、第２の基本波ミクサである。
【００５１】
次に、動作について説明する。本発明は、前方目標の距離及び相対速度を得るＦＭ−ＣＷレーダを構成するための高周波回路を高周波モジュール内に実装したものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図において、第１の発振器２６ａは高周波変調信号を出力し、第１の増幅器２７ａはこの出力を電力増幅する。電力分配器２８は、第１の増幅器２７ａの出力を２方向に電力分配する。逓倍器２９は、この電力分配器２８の一方の出力を受け、その周波数を２逓倍し、出力する。第２の増幅器２７ｂは、逓倍器２９の出力を電力増幅し、導波管端子２に向けて送信信号を出力する。導波管端子２は、実施の形態１〜３にて記載したフィードスルー１４、マイクロストリップ線路−導波管変換器１６、或いは誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器２１等（図中では省略）を介して送信信号を受けて、接続される送信アンテナ（図中では省略）に導波管モードで出力する。フィルタ３０は電力分配器２８の他方の出力の不要波成分を抑圧した信号を出力する。第２の発振器２６ｂは、中間周波数信号を２方向に出力する。偶高調波ミクサ３１は、フィルタ３０の出力の２倍周波数と第２の発振器２６ｂの一方の出力の周波数の和及び差の周波数を有する信号を出力する。第３の増幅器２７ｃは、偶高調波ミクサ３１の出力を電力増幅する。第４〜第７の増幅器２７ｄ〜２７ｇは、それぞれに接続される導波管端子２が接続される受信アンテナ（図中では省略）から得られる受信信号を低雑音増幅する。電力合成器３２は、第４〜第７の増幅器２７ｄ〜２７ｇから出力される受信信号を電力合成する。第８の増幅器２７ｈは、電力合成器３２の出力を低雑音増幅する。第１の基本波ミクサ３３ａは、第８の増幅器２７ｈ及び第３の増幅器２７ｃの出力を受けて周波数変換し、両者の周波数の和及び差の周波数を有するＩＦ信号を出力する。第９の増幅器２７ｉは、このＩＦ信号を電力増幅する。第２の基本波ミクサ３３ｂは、第２の発振器２６ｂの他方の出力と第９の増幅器２７ｉの出力を受けて周波数変換し、両者の周波数の和及び差の周波数を有するビデオ信号を出力する。第１０の増幅器２７ｊは、このビデオ信号を電力増幅する。なお、各導波管端子に接続される第４〜第７の増幅器２７ｄ〜２７ｇは、外部回路（図中では省略）によってそのバイアスをｏｎ／ｏｆｆ制御され、所望の導波管端子２に接続されるもののみｏｎとすることにより、その端子のみの受信信号を得ることができ、複数構成した受信アンテナの内、所望の受信アンテナの信号のみを得る。
【００５２】
上記の高周波回路の内、第2の発振器26b、第9及び第10の増幅器27i、27j、第2の基本波ミクサ33bを除く高周波回路（図中の破線内の回路）を高周波モジュール内に実装し、レーダを構成する。これは、第2の発振器26b、第9及び第10の増幅器27i、27j、第2の基本波ミクサ33bが中間周波数帯或いは低周波数帯で動作する回路であり、回路規模が大きいため、高周波モジュール内に実装した場合、高周波モジュールが大型化するためである。
この高周波モジュール内への実装は図１（或いは図３、図４）において次のように行う。送信系の高周波回路である２６a、２７a、２７ｂ、２８、２９、３０は、第２のキャビティ１３におけるキャビティ１３a内に収納され、受信系の高周波回路である３１、２７ｃ、２７ｈ、３２、３３aは第２のキャビティ１３におけるキャビティ１３ｂ内に収納され、２７ｄ、２７ｅは第2のキャビティにおけるキャビティ１３ｃ内に収納され、２７ｆ、２７ｇは第2のキャビティにおけるキャビティ１３ｄ内に収納されており、キャビティ１３ａと１３ｂ間、キャビティ１３ｂと１３ｃ、１３ｄ間は、ＲＦ線路２０で接続される。また、第２のキャビティにおけるキャビティ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ内にそれぞれ収納された高周波回路は、導体リボンやワイヤ等で接続される。このとき、受信系の導波管端子２に接続される合成分配器３２から第4〜第7の増幅器27d〜27gまでの接続線路の長さが概ね均等となるように、キャビティ１３ｂに対して、第4〜第7の増幅器27d〜27g及びキャビティ１３ｃ、１３ｄを概ね対称な位置に配置することにより、各第4〜第7の増幅器27d〜27gをＯＮ／ＯＦＦ動作させて各増幅器２７ｄ〜２７ｇに対応する受信チャンネルを切換え動作させた場合、各受信チャンネルの受信信号レベルを一様にすることができる。
【００５３】
このように、高周波モジュール内に上記の高周波回路を実装することにより、複数の受信アンテナを切り替えて使用するＦＭ−ＣＷレーダを小型、低価格、高性能に実現することが可能となる。
また、受信系と送信系を異なる場所に離間して配置されたキャビティに各々配置することにより、受信系と送信系の干渉を抑圧することが可能となる。さらに、受信系の各低雑音増幅器を電力合成器から対称な位置に配置するように、キャビティを設けることにより、各受信チャンネルの受信信号レベルが一様となって、この高周波モジュールをレーダ装置に適用した場合に方位の探知精度が向上する。
【００５４】
実施の形態９．
図１０は、この発明の実施の形態９を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路のブロック図であり、図において、２は導波管端子、２６は発振器、２７ａ〜２７ｄは第１〜第４の増幅器、２８は電力分配器、２９は逓倍器、３０はフィルタ、３１は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を内蔵した偶高調波ミクサ、３４は受信信号を得る複数の導波管端子２に対応した数だけチャンネルを有するスイッチ（図中ではＳＰＮＴと記載）である。なお、第１〜第４の増幅器２７ａ〜２７ｄの符号は、実施の形態８と同一符号のものに対応させてなく、その機能は必ずしも同じではない。
【００５５】
次に、動作について説明する。この実施の形態は、特に前方目標の距離及び相対速度を得るＦＭ−ＣＷレーダを構成するための高周波回路を高周波モジュール内に実装したものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図において、発振器２６は高周波変調信号を出力し、第１の増幅器２７ａはこの出力を電力増幅する。電力分配器２８は、第１の増幅器２７ａの出力を２方向に電力分配する。逓倍器２９は、この電力分配器２８の一方の出力を受け、その周波数を２逓倍し、出力する。第２の増幅器２７ｂは、逓倍器２９の出力を電力増幅し、導波管端子２に向けて送信信号を出力する。導波管端子２は、フィードスルー１４、マイクロストリップ線路−導波管変換器１６、或いは誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器２１等（図中では省略）を介して送信信号を受けて、導波管モードで出力する。フィルタ３０は、電力分配器２８の他方の出力の不要波成分を抑圧する。スイッチ３４は、接続される導波管端子２の数だけチャンネルを有し、導波管端子２が接続される受信アンテナ（図中では省略）から得られる受信信号のうち、所望のチャンネルのみの信号を通過させる。第３の増幅器２７ｃはスイッチ３４の出力を低雑音増幅する。スイッチ３４はバイアス・制御信号用ボンディングパッド１７を介して外部から入力される制御信号によって接続する導波管端子を適宜選択する。偶高調波ミクサ３１は、フィルタ３０の出力の２倍周波数と第３の増幅器２７ｃの出力周波数の和及び差の周波数を有するビデオ信号を出力する。第４の増幅器２７ｄはこのビデオ信号を電力増幅する。
【００５６】
上記の高周波回路の内、第４の増幅器２７ｄを除く高周波回路（図中の破線内の回路）を高周波モジュール内に実装し、レーダを構成する。これは、第４の増幅器２７ｄが低周波数帯で動作する回路であり、回路規模が大きいため、高周波モジュール内に実装した場合、高周波モジュールが大型化するためである。また、実施の形態９と同様、受信系の高周波回路、送信系の高周波回路は、それぞれ異なる場所に離間して配置されたキャビティに各々配置される。さらに、増幅器２７ｃから受信系の導波管端子２までの距離が概ね等しくなるように、受信系の各導波管端子２とスイッチ３４４との距離が概ね等しくなるようにＲＦ線路が配置される。
【００５７】
このように、高周波モジュール内に上記の高周波回路を実装することにより、複数の受信アンテナを切り替えて使用するＦＭ−ＣＷレーダを小型、低価格、高性能に実現することが可能となる。
【００５８】
実施の形態１０．
図１１は、この発明の実施の形態１０を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路のブロック図であり、図において、２は導波管端子、２６ａ、２６ｂは第１、第２の発振器、２７ａ〜２７ｆは第１〜第６の増幅器、２８は電力分配器、２９は逓倍器、３０はフィルタ、３１は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を内蔵した偶高調波ミクサ、３３ａ、３３ｂは第１、第２の基本波ミクサ、３４は受信信号を得る複数の導波管端子２に対応した数だけチャンネルを有するスイッチ（図中ではＳＰＮＴと記載）である。なお、第１〜第６の増幅器２７ａ〜２７ｆの符号は、実施の形態８と同一符号のものに対応させてなく、その機能は必ずしも同じではない。
【００５９】
次に、動作について説明する。本発明は、前方目標の距離及び相対速度を得るＦＭ−ＣＷレーダを構成するための高周波回路を高周波モジュール内に実装したものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図において、第１の発振器２６ａは高周波変調信号を出力し、第１の増幅器２７ａはこの出力を電力増幅する。電力分配器２８は、第１の増幅器２７ａの出力を２方向に電力分配する。逓倍器２９は、この電力分配器２８の一方の出力を受け、その周波数を２逓倍し、出力する。第２の増幅器２７ｂは、逓倍器２９の出力を電力増幅し、導波管端子２に向けて送信信号を出力する。導波管端子２は、フィードスルー１４、マイクロストリップ線路−導波管変換器１６、或いは誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器２１等（図中では省略）を介して送信信号を受けて、導波管モードで出力する。フィルタ３０は電力分配器２８の他方の出力の不要波成分を抑圧する。第２の発振器２６ｂは、中間周波信号を２方向に出力する。偶高調波ミクサ３１は、フィルタ３０の出力の２倍周波数と第２の発振器２６ｂの一方の出力の周波数の和及び差の周波数を有する信号を出力する。第３の増幅器２７ｃは、偶高調波ミクサ３１の出力を電力増幅する。スイッチ３４は、接続される導波管端子２の数だけチャンネルを有し、導波管端子２が接続される受信アンテナ（図中では省略）から得られる受信信号のうち、所望のチャンネルのみの信号を通過させる。スイッチ３４はバイアス・制御信号用ボンディングパッド１７を介して外部から入力される制御信号によって接続する導波管端子を適宜選択する。第４の増幅器２７ｄはスイッチ３４の出力を低雑音増幅する。第１の基本波ミクサ３３ａは、第４の増幅器２７ｄ及び第３の増幅器２７ｃの出力を受けて周波数変換し、両者の周波数の和及び差の周波数を有するＩＦ信号を出力する。第５の増幅器２７ｅは、このＩＦ信号を電力増幅する。第２の基本波ミクサ３３ｂは、第２の発振器２６ｂの他方の出力と第５の増幅器２７ｅの出力を受けて周波数変換し、両者の周波数の和及び差の周波数を有するビデオ信号を出力する。第６の増幅器２７ｆは、このビデオ信号を電力増幅する。
【００６０】
上記の高周波回路の内、第２の発振器２６ｂ、第５及び第６の増幅器２７ｅ、２７ｆ、第２の基本波ミクサ３３ｂを除く高周波回路（図中の破線内の回路）を高周波モジュール内に実装し、レーダを構成する。これは、第２の発振器２６ｂ、第５及び第６の増幅器２７ｅ、２７ｆ、第２の基本波ミクサ３３ｂが中間周波数帯或いは低周波数帯で動作する回路であり、回路規模が大きいため、高周波モジュール内に実装した場合、高周波モジュールが大型化するためである。
【００６１】
このように、高周波モジュール内に上記の高周波回路を実装することにより、複数の受信アンテナを切り替えて使用するＦＭ−ＣＷレーダを小型、低価格、高性能に実現することが可能となる。
【００６２】
実施の形態１１．
図１２は、この発明の実施の形態１１を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路のブロック図であり、図において、２は導波管端子、２６は発振器、２７ａ〜２７ｅは第１〜第５の増幅器、２８は電力分配器、２９は逓倍器、３０はフィルタ、３１は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を内蔵した偶高調波ミクサ、３４は受信信号を得る複数の導波管端子２に対応した数だけチャンネルを有するスイッチ（図中ではＳＰＮＴと記載）、３５はＮ逓倍器である。なお、第１〜第５の増幅器２７ａ〜２７ｅの符号は、実施の形態８と同一符号のものに対応させてなく、その機能は必ずしも同じではない。
【００６３】
次に、動作について説明する。本発明は、前方目標の距離及び相対速度を得るＦＭ−ＣＷレーダを構成するための高周波回路を高周波モジュール内に実装したものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図において、発振器２６は高周波変調信号を出力し、第１の増幅器２７ａはこの出力を電力増幅する。Ｎ逓倍器３５は第１の増幅器２７ａの出力周波数をＮ逓倍（Ｎは２以上の整数）し、第２の増幅器２７ｂはこの出力を電力増幅する。電力分配器２８は、第２の増幅器２７ｂの出力を２方向に電力分配する。逓倍器２９は、この電力分配器２８の一方の出力を受け、その周波数を２逓倍し、出力する。第３の増幅器２７ｃは、逓倍器２９の出力を電力増幅し、導波管端子２に向けて送信信号を出力する。導波管端子２は、フィードスルー１４、マイクロストリップ線路−導波管変換器１６、或いは誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器２１等（図中では省略）を介して送信信号を受けて、導波管モードで出力する。フィルタ３０は、電力分配器２８の他方の出力の不要波成分を抑圧する。スイッチ３４は、接続される導波管端子２の数だけチャンネルを有し、導波管端子２が接続される受信アンテナ（図中では省略）から得られる受信信号のうち、所望のチャンネルのみの信号を通過させる。スイッチ３４はバイアス・制御信号用ボンディングパッド１７を介して外部から入力される制御信号によって接続する導波管端子を適宜選択する。第４の増幅器２７ｄはスイッチ３４の出力を低雑音増幅する。偶高調波ミクサ３１は、フィルタ３０の出力の２倍周波数と第３の増幅器２７ｃの出力周波数の和及び差の周波数を有するビデオ信号を出力する。第５の増幅器２７ｅはこのビデオ信号を電力増幅する。
【００６４】
上記の高周波回路の内、第５の増幅器２７ｅを除く高周波回路（図中の破線内の回路）を高周波モジュール内に実装し、レーダを構成する。これは、第５の増幅器２７ｅが低周波数帯で動作する回路であり、回路規模が大きいため、高周波モジュール内に実装した場合、高周波モジュールが大型化するためである。
【００６５】
このように、高周波モジュール内に上記の高周波回路を実装することにより、複数の受信アンテナを切り替えて使用するＦＭ−ＣＷレーダを小型、低価格、高性能に実現することが可能となる。
【００６６】
実施の形態１２．
図１３は、この発明の実施の形態１２を示す高周波モジュールに内蔵する高周波回路のブロック図であり、図において、２は導波管端子、２６は発振器、２７ａ〜２７ｄは第１〜第４の増幅器、２８は電力分配器、２９は逓倍器、３０はフィルタ、３１は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を内蔵した偶高調波ミクサ、３４は送信信号を出力する複数の導波管端子２に対応した数だけチャンネルを有するスイッチ（図中ではＳＰＮＴと記載）である。なお、第１〜第４の増幅器２７ａ〜２７ｄの符号は、実施の形態８と同一符号のものに対応させてなく、その機能は必ずしも同じではない。
【００６７】
次に、動作について説明する。本発明は、前方目標の距離及び相対速度を得るＦＭ−ＣＷレーダを構成するための高周波回路を高周波モジュール内に実装したものである。以下に各高周波回路の動作を示す。図において、発振器２６は高周波変調信号を出力し、第１の増幅器２７ａはこの出力を電力増幅する。電力分配器２８は、第１の増幅器２７ａの出力を２方向に電力分配する。逓倍器２９は、この電力分配器２８の一方の出力を受け、その周波数を２逓倍し、出力する。第２の増幅器２７ｂは、逓倍器２９の出力を電力増幅し、導波管端子２に向けて送信信号を出力する。スイッチ３４は、接続される導波管端子２の数だけチャンネルを有し、それぞれの導波管端子２に接続された送信アンテナ（図中では省略）のうち所望のアンテナからのみ目標（図中では省略）に送信信号を照射するために、所望のチャンネルの導波管端子２にのみ、送信信号を出力する。スイッチ３４はバイアス・制御信号用ボンディングパッド１７を介して外部から入力される制御信号によって接続する導波管端子を適宜選択する。導波管端子２は、フィードスルー１４、マイクロストリップ線路−導波管変換器１６、或いは誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器２１等（図中では省略）を介して送信信号を受けて、導波管モードで出力する。フィルタ３０は、電力分配器２８の他方の出力の不要波成分を抑圧する。第３の増幅器２７ｃは導波管端子２から得られる受信信号を低雑音増幅する。偶高調波ミクサ３１は、フィルタ３０の出力の２倍周波数と第３の増幅器２７ｃの出力周波数の和及び差の周波数を有するビデオ信号を出力する。第４の増幅器２７ｄはこのビデオ信号を電力増幅する。
【００６８】
上記の高周波回路の内、第４の増幅器２７ｄを除く高周波回路（図中の破線内の回路）を高周波モジュール内に実装し、レーダを構成する。これは、第４の増幅器２７ｄが低周波数帯で動作する回路であり、回路規模が大きいため、高周波モジュール内に実装した場合、高周波モジュールが大型化するためである。
【００６９】
このように、高周波モジュール内に上記の高周波回路を実装することにより、複数の送信アンテナを切り替えて使用するＦＭ−ＣＷレーダを小型、低価格、高性能に実現することが可能となる。
【００７０】
【発明の効果】
第1から第４、６、１０の発明によれば、従来、複数のパッケージにて構成していた高周波モジュールを一体で構成でき、複数パッケージ間の接続線路が不要となるため、高周波モジュールの小型化、組立性の向上、性能の向上、価格の低減等が可能となる。
また、導波路と高周波回路との間、及び送信系の高周波回路と受信系の高周波回路との間を、フィードスルーで接続することを不要とし、構成を簡略化できると共に、フィードスルーによる信号損失も低減できるため、更なる特性の改善が可能となる。
【００７１】
また、第５、第６の発明によれば、フィードスルーを不要とし、構成を簡略化できると共に、フィードスルーによる信号損失も低減できるため、更なる特性の改善が可能となる。
【００７３】
また、第５の発明によれば、積層誘電体基板の下面に金属製のキャリヤを設けたことにより、他の装置、例えばアンテナ等との機械的固定方法に自由度が増し、容易に固定できるため、設計に自由度が増し、組立性も向上する。
【００７４】
また、第７、８の発明によれば、第１から第4のいずれかのキャビティ周囲のメタライズを、GNDと導通を有するホールにて構成したことにより、ＲＦ信号の漏れを抑圧するメタライズを容易に得ることができる。
【００７５】
また、第９の発明によれば、第1から第4のいずれかのキャビティ周囲に埋設された半割状のスルーホールで構成したことにより、第１２の発明と比べてホールの間隔をより短くでき、さらにＲＦ信号の漏れを抑圧することができる。
【００７６】
また、第１１〜１４、１６の発明によれば、複数の受信アンテナを切り替えて使用するFM-CWレーダ等に適用した場合に、当該レーダを小型、低価格、高性能に実現することが可能となる。
また、第２の発明によれば、各受信チャンネルの受信信号レベルを一様にすることができる。
【００７７】
また、第１５、１６の発明によれば、複数の送信アンテナを切り替えて使用するFM-CWレーダ等に適用した場合に、当該レーダを小型、低価格、高性能に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による高周波モジュールの実施の形態１の斜視図である。
【図２】この発明による高周波モジュールの実施の形態１の分解斜視図である。
【図３】この発明による高周波モジュールの実施の形態２の斜視図である。
【図４】この発明による高周波モジュールの実施の形態３の斜視図である。
【図５】この発明による高周波モジュールの実施の形態４の斜視図である。
【図６】この発明による高周波モジュールの実施の形態５のキャビティの斜視図である。
【図７】この発明による高周波モジュールの実施の形態６のキャビティの斜視図である。
【図８】この発明による高周波モジュールの実施の形態７のキャビティの斜視図である。
【図９】この発明による高周波モジュールの実施の形態８に内蔵する高周波回路のブロック図である。
【図１０】この発明による高周波モジュールの実施の形態９に内蔵する高周波回路のブロック図である。
【図１１】この発明による高周波モジュールの実施の形態１０に内蔵する高周波回路のブロック図である。
【図１２】この発明による高周波モジュールの実施の形態１１に内蔵する高周波回路のブロック図である。
【図１３】この発明による高周波モジュールの実施の形態１２に内蔵する高周波回路のブロック図である。
【図１４】従来の高周波モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
１  シャシ
２  導波管端子
３  パッケージ
４  接続線路
５  キャリヤ
６  誘電体基板
７  フィードスルー端子
８  シールリング
９  高周波回路
１０  バイアス・制御信号用ピン
１１  カバー
１２  第１のキャビティ
１３  第２のキャビティ
１４  フィードスルー
１５  バイアス・制御信号用パッド
１６  マイクロストリップ線路−導波管変換器
１７  バイアス・制御信号用ボンディングパッド
１８  バイアス・制御信号用スルーホール
１９  バイアス・制御信号用配線
２０  ＲＦ線路
２１  誘電体基板の表裏で信号を伝達するマイクロストリップ線路−導波管変換器
２２  ＧＮＤ導通用スルーホール
２３  ネジ固定穴
２４  縦に半割したＧＮＤ導通用スルーホール
２５  キャビティ側面に配置した金属導体パターン
２６  発振器
２６ａ  第１の発振器
２６ｂ  第２の発振器
２７ａ  第１の増幅器
２７ｂ  第２の増幅器
２７ｃ  第３の増幅器
２７ｄ  第４の増幅器
２７ｅ  第５の増幅器
２７ｆ  第６の増幅器
２７ｇ  第７の増幅器
２７ｈ  第８の増幅器
２７ｉ  第９の増幅器
２７ｊ  第１０の増幅器
２８  電力分配器
２９  逓倍器
３０  フィルタ
３１  偶高調波ミクサ
３２  電力合成器
３３ａ  第１の基本波ミクサ
３３ｂ  第２の基本波ミクサ
３４  スイッチ（ＳＰＮＴ）
３５  Ｎ逓倍器
【図１】
0003570359.tif 000002
【図２】
0003570359.tif 000003
【図３】
0003570359.tif 000004
【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】
0003570359.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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