(57)【要約】  【課題】  実用的であって簡単かつ緻密に特性インピーダンスを調整することができる非放射性誘電体線路を提供すること。  【解決手段】  高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置された平板導体１，２間に高周波信号を伝搬させる誘電体線路３が配置されており、平板導体１，２の少なくとも一方の内面に誘電体線路３の一部に対向する凹部４が形成されている非放射性誘電体線路である。誘電体線路３を伝播する電磁波が凹部４へと漏れ出し、凹部４がスタブのように定在波を形成するような働きをするため、凹部４の底部４ｂまでの深さを変えることにより、入力端３ａから出力端３ｂ側を見た反射係数を連続的に変化させることができるので、凹部４の深さを変えるだけで簡単に、非放射性誘電体線路の特性インピーダンスを所望の条件に合うように連続的に変化させることができる。【選択図】  図１
2006014202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置された平板導体間に前記高周波信号を伝搬させる誘電体線路が配置されており、前記平板導体の少なくとも一方の内面に前記誘電体線路の一部に対向する凹部が形成されていることを特徴とする非放射性誘電体線路。
【請求項２】
前記凹部は、前記平板導体に形成された貫通孔と、該貫通孔を塞ぐ導体部材とで形成されてい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。
【請求項３】
前記凹部は、開口の形状が前記誘電体線路に沿った長方形状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非放射性誘電体線路。
【請求項４】
前記凹部は、開口の形状が円形状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非放射性誘電体線路。
【請求項５】
前記凹部は、その中央部が前記誘電体線路の中央部に対向していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非放射性誘電体線路。
【請求項６】
高周波信号を発生する高周波発振器と、該高周波発振器に第１の高周波用伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号を出力し、他方の出力端にローカル信号を出力する分岐器と、磁性体の周囲に第１の端子，第２の端子および第３の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記分岐器の前記一方の出力端に第２の高周波用伝送線路で前記第１の端子が接続されたサーキュレータと、該サーキュレータの前記第２の端子に第３の高周波用伝送線路で接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第３の端子との間に第４および第５の高周波用伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力された前記ローカル信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記第１乃至第５の高周波用伝送線路の少なくとも１つが請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の非放射性誘電体線路であることを特徴とする高周波送受信器。
【請求項７】
高周波信号を発生する高周波発振器と、該高周波発振器に第１の高周波用伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号を出力し、他方の出力端にローカル信号を出力する分岐器と、該分岐器の前記一方の出力端に入力端が第２の高周波用伝送線路で接続された、出力端側に前記送信用高周波信号を出力するアイソレータと、該アイソレータの前記出力端に第３の高周波用伝送線路で接続された、前記送信用高周波信号を送信する送信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端側に第４の高周波用伝送線路で接続された受信アンテナと、該受信アンテナと前記分岐器の前記他方の出力端との間に前記第４の高周波用伝送線路および第５の高周波用伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記第１乃至第５の高周波用伝送線路の少なくとも１つが請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の非放射性誘電体線路であることを特徴とする高周波送受信器。
【請求項８】
請求項６または請求項７記載の高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することを特徴とするレーダ装置。
【請求項９】
請求項８記載のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするレーダ装置搭載車両。
【請求項１０】
請求項８記載のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするレーダ装置搭載小型船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載レーダ装置等で用いられるミリ波集積回路等に組み込まれ、高周波信号の伝送用として用いられる非放射性誘電体線路において、回路整合等を目的とした特性インピーダンスの調整をすることができる非放射性誘電体線路ならびにそれを用いた高周波送受信器、レーダ装置、レーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特にミリ波帯（30ＧＨｚ〜300ＧＨｚ）の高周波信号を伝送する高周波用伝送線路として、非放射性誘電体線路（NonRadiative Dielectric Waveguide、以下、ＮＲＤガイドともいう。）が知られている。
【０００３】
この非放射性誘電体線路の基本的構成は、図13に部分破断斜視図で示すように、所定の間隔ａをもって平行に配置された平板導体41，42間に、断面が矩形状の誘電体線路43を、間隔ａを高周波信号の波長λに対してａ≦λ／２として配置したものである。これにより、外部から誘電体線路43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43中により高周波信号をほとんど損失なく伝搬させることができる。なお、波長λは使用周波数における空気中（自由空間）での高周波信号の波長である。
【０００４】
このような非放射性誘電体線路を用いて各種の高周波回路を構成しようとする場合に、例えば高周波発振器のように特性インピーダンスが異なる高周波回路要素を使用することがあるが、高周波回路要素に対して効率良く信号電力を供給するために、非放射性誘電体線路と高周波回路要素との間でインピーダンス整合を行なうことが必要となる。かかる目的に対して、従来、例えば、誘電体線路の一部の形状を変化させる方法や誘電体線路の一部の近傍に導体を配設する方法によって非放射性誘電体線路の特性インピーダンスを変化させることが提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。
【０００５】
また、従来の非放射性誘電体線路の例として、その他にも、例えば、特許文献４に開示されているように、平板導体の誘電体線路が接触する部分に多数の貫通孔である調整孔を形成し、高周波の伝送特性が最適となるように、その多数の調整孔を選択的に導電ペースト等の導電性部材で塞ぐこととしたようなものがある。
【０００６】
また、従来の高周波送受信器の例は、例えば、特許文献５および特許文献６に開示されている。
【０００７】
また、従来のレーダ装置およびそれを搭載したレーダ装置搭載車両の例は、例えば、特許文献７に開示されている。
【特許文献１】特開平７−288408号公報
【特許文献２】特開平11−186817号公報
【特許文献３】特開2003−209412号公報
【特許文献４】特開2000−323906号公報
【特許文献５】特開平７−77576号公報
【特許文献６】特開2000−258525号公報
【特許文献７】特開2003−35768号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、誘電体線路の一部の形状を変化させる方法においては、誘電体線路に高周波信号としての電磁波を適切に伝搬させるための誘電体線路の線路断面形状の条件に制限があるために、線路断面形状の変更により誘電体線路の特性インピーダンスを変化させることができる範囲（調整範囲）に制限があることや、さらに所望の調整のためには非常に高精度の加工が必要となることから、特性インピーダンスの調整を実用的に行なうことができないという問題点があった。
【０００９】
また、誘電体線路への加工を不要にすることを主眼に提案された、誘電体線路の一部の近傍に導体を配設する方法においても、同様に調整範囲に制限があるとともに、その導体の所望の形状への加工および配設時に高精度が要求されることから、特性インピーダンスの調整を実用的に行なうことができないという問題点があった。
【００１０】
また、いずれの方法においても、特性インピーダンスの変化を把握するには、誘電体線路の一部において、形状が変化している部分かまたは近傍に導体が配設されている部分で反射する高周波信号の反射係数の実部を知る必要があり、それには複雑な計算を要するために特性インピーダンスを正確に予測することが難しいことから、様々な特性インピーダンスを適切に設定することには不向きであるという問題点があった。
【００１１】
また、いずれの方法においても、誘電体線路を一対の導体板で挟持した後に調整を行なうことが困難となるために、特に高周波回路要素に応じた個別の調整をすることや、高周波回路要素として例えば高周波発振器等を動作させながら特性インピーダンスを調整するといった動的なチューニングをすることが容易ではないという問題点もあった。
【００１２】
また、特許文献４に開示されているような従来の非放射性誘電体線路では、特性インピーダンスの調整は、貫通孔である調整孔が導電性部材で塞がれているかまたは塞がれていないかという違いに対応する２つの異なる特性インピーダンスの間における二値的な変化しか与えることができないため、特性インピーダンスを広い範囲で緻密に調整することができないという問題点があった。また、特許文献４において、「多数の調整孔」と開示されているとおり、多くの調整孔を設けたとしても、複数の反射点が分散して存在することとなって、それら反射点の配置のさせ方とインピーダンス整合との関係は不明確であり、理論的根拠が不明確であることから、高周波回路要素に応じた個別の調整をすることや動的なチューニングをする目的に対して適切に用いることが困難であるという問題点があった。
【００１３】
また、一度塞がれてしまった調整孔を再度塞がれていない状態に戻すような調整は困難であるという問題点や、多数の調整孔を設けたり、それらの調整孔を塞いだりするといった作業は、製造工程を煩雑なものにするという問題点もあった。
【００１４】
また、従来の非放射性誘電体線路を用いた高周波送受信器では、高周波発振器に接続された非放射性誘電体線路に設けられる特性インピーダンスの調整手段が、その高周波発振器を安定に発振させるための最適な条件になるようには非放射性誘電体線路の特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをしたりすることができないため、周囲の温度や湿度等の環境条件により高周波発振器の発振がその最適な条件からはずれて不安定なものとなりやすく、従って、このような高周波発振器を具備する高周波送受信器は、環境条件の変化によって正常に送受信をすることができなくなることがあるという問題点があった。
【００１５】
また、このような高周波送受信器を用いたレーダ装置では、環境条件によっては誤探知を起こしやすくなったり探知することができる探知対象物までの距離が短くなったりすることがあるという問題点があった。
【００１６】
また、このようなレーダ装置を搭載した車両や小型船舶では、探知対象物をレーダ装置で探知することによってその情報に基づいて回避や制動等の適切な挙動をとることが行なわれているが、レーダ装置が誤探知を起こしたり探知することができる探知対象物までの距離が短くなったり、探知対象物の探知が遅れるために、その探知の後にそれら車両や小型船舶に急激な挙動を起こさせたりしてしまうことがあるという問題点があった。
【００１７】
本発明は上記のような従来の技術における問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、実用的であって簡単かつ緻密に特性インピーダンスの調整や動的なチューニングを行なうことができ、しかも小型にすることができる非放射性誘電体線路ならびにそれを用いた高周波送受信器、レーダ装置、レーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の非放射性誘電体線路は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置された平板導体間に前記高周波信号を伝搬させる誘電体線路が配置されており、前記平板導体の少なくとも一方の内面に前記誘電体線路の一部に対向する凹部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の非放射性誘電体線路は、上記構成において、前記凹部は、前記平板導体に形成された貫通孔と、この貫通孔を塞ぐ導体部材とで形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の非放射性誘電体線路は、上記各構成において、前記凹部は、開口の形状が前記誘電体線路に沿った長方形状であることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の非放射性誘電体線路は、上記各構成において、前記凹部は、開口の形状が円形状であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の非放射性誘電体線路は、上記各構成において、前記凹部は、その中央部が前記誘電体線路の中央部に対向していることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第１の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に第１の高周波用伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号を出力し、他方の出力端にローカル信号を出力する分岐器と、磁性体の周囲に第１の端子，第２の端子および第３の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記分岐器の前記一方の出力端に第２の高周波用伝送線路で前記第１の端子が接続されたサーキュレータと、このサーキュレータの前記第２の端子に第３の高周波用伝送線路で接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第３の端子との間に第４および第５の高周波用伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力された前記ローカル信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記第１乃至第５の高周波用伝送線路の少なくとも１つが上記のいずれかの本発明の非放射性誘電体線路であることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の第２の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に第１の高周波用伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号を出力し、他方の出力端にローカル信号を出力する分岐器と、この分岐器の前記一方の出力端に入力端が第２の高周波用伝送線路で接続された、出力端側に前記送信用高周波信号を出力するアイソレータと、このアイソレータの前記出力端に第３の高周波用伝送線路で接続された、前記送信用高周波信号を送信する送信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端側に第４の高周波用伝送線路で接続された受信アンテナと、この受信アンテナと前記分岐器の前記他方の出力端との間に前記第４の高周波用伝送線路および第５の高周波用伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記第１乃至第５の高周波用伝送線路の少なくとも１つが上記のいずれかの本発明の非放射性誘電体線路であることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明のレーダ装置は、上記本発明の第１および第２のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明のレーダ装置搭載車両は、上記構成の本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、上記構成の本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の非放射性誘電体線路によれば、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置された平板導体間に前記高周波信号を伝搬させる誘電体線路が配置されており、前記平板導体の少なくとも一方の内面に前記誘電体線路の一部に対向する凹部が形成されていることから、誘電体線路を伝播する高周波信号である電磁波の一部が、平板導体の内面に形成された、誘電体線路の一部に対向する凹部へと漏れ出し、その凹部を伝播した後、その凹部の底部でほぼ全反射して、スタブのように定在波を形成するような働きをその凹部がするため、その凹部の底部までの深さに応じて、誘電体線路の入力端側からその凹部も含めて出力端側をみた反射係数を連続的に変化させることができる。また、凹部の底部までの深さがスタブの電気長に対応するようなパラメータとなるので、その深さとそれに応じた反射係数の変化による特性インピーダンスの変化との関係を容易に予測することができる。そして、凹部の底部までの深さを変えるだけで簡単に特性インピーダンスを所望の条件に合うように連続的に変化させることができるので、実用的であって簡単かつ緻密に特性インピーダンスを調整することができる非放射性誘電体線路となる。
【００２９】
また、本発明の非放射性誘電体線路によれば、上記構成において、前記凹部が、前記平板導体に形成された貫通孔と、この貫通孔を塞ぐ導体部材とで形成されているときには、貫通孔を塞ぐ導体部材が、貫通孔内で位置が変わることにより凹部の底部までの深さを変化させて特性インピーダンスを変化させる働きをし、また、その貫通孔を塞いでいる導体部材は非放射性誘電体線路の外側から引っ張ったり押し込んだりする等の何らかの操作によりその位置を連続的かつ可逆的に変えるようにすることができるため、非放射性誘電体線路の外側から操作して非放射性誘電体線路の特性インピーダンスを連続的かつ可逆的に変化させることができるので、非放射性誘電体線路の組み立て中や組み立て後においても簡単かつ緻密に特性インピーダンスを調整することができ、また、動的にチューニングをもすることができる非放射性誘電体線路となる。
【００３０】
また、本発明の非放射性誘電体線路によれば、上記各構成において、前記凹部が、開口の形状が前記誘電体線路に沿った長方形状であるときには、非放射性誘電体線路においては通常ＬＳＭモードで伝送される高周波信号が、その凹部の開口において、矩形導波管のＴＥｍ０（ｍは自然数）モードに類似した電磁界の分布を良好に誘起することができるため、その凹部へ電磁波であるその高周波信号を効率的かつ安定に導くことができるので、特性インピーダンスを効率的かつ安定に変化させることができる非放射性誘電体線路となる。また、凹部の開口の形状が長方形状であれば、性質のよく知られた矩形導波管と同様にその凹部を取り扱うことができるため、特性を予測しやすくなるので特性インピーダンスの制御性に優れた非放射性誘電体線路となる。
【００３１】
また、本発明の非放射性誘電体線路によれば、上記構成において、前記凹部が、開口の形状が円形状であるときには、非放射性誘電体線路においては通常ＬＳＭモードで伝送される高周波信号が、その凹部の開口において、円形導波管の基本モードであるＴＥ１１モードに類似した電磁界の分布を良好に誘起することができるため、その凹部へ電磁波であるその高周波信号を効率的かつ安定に導くことができるので、特性インピーダンスを効率的かつ安定に変化させることができる非放射性誘電体線路となる。また、凹部の開口の形状が円形状であれば、性質のよく知られた円形導波管と同様にその凹部を取り扱うことができるため、特性を予測しやすくなるので特性インピーダンスの制御性に優れた非放射性誘電体線路となる。
【００３２】
また、本発明の非放射性誘電体線路によれば、上記構成において、前記凹部が、その中央部が前記誘電体線路の中央部に対向しているときには、誘電体線路を伝搬する高周波信号とその凹部を伝搬する高周波信号との結合効率が良好となるため、電磁波である高周波信号を効率よくその凹部へ導くことが可能となるので、特性インピーダンスの調整の範囲を大きくとることができる非放射性誘電体線路となる。
【００３３】
本発明の第１の高周波送受信器によれば、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に第１の高周波用伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号を出力し、他方の出力端にローカル信号を出力する分岐器と、磁性体の周囲に第１の端子，第２の端子および第３の端子を有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、前記分岐器の前記一方の出力端に第２の高周波用伝送線路で前記第１の端子が接続されたサーキュレータと、このサーキュレータの前記第２の端子に第３の高周波用伝送線路で接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第３の端子との間に第４および第５の高周波用伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力された前記ローカル信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記第１乃至第５の高周波用伝送線路の少なくとも１つが上記のいずれかの本発明の非放射性誘電体線路であることから、各高周波用伝送線路として用いられる非放射性誘電体線路が、高周波回路要素である上記各構成要素との間で良好にインピーダンス整合をするように、緻密に特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをする働きを有しているため、それを用いて各高周波用伝送線路が各高周波回路要素間を低損失に接続することができるので、送受信性能が向上する高性能な高周波送受信器となる。また、高周波発振器に接続された非放射性誘電体線路が、緻密に特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをする働きを有しているため、それを用いて高周波発振器に接続された高周波用伝送線路を、高周波発振器の発振が最も安定となるような特性インピーダンスに調整することができ、環境条件が多少変化しても、その発振が不安定となりにくくすることができるので、安定した送受信性能を有する高性能な高周波送受信器となる。
【００３４】
本発明の第２の高周波送受信器によれば、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に第１の高周波用伝送線路で接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端に送信用高周波信号を出力し、他方の出力端にローカル信号を出力する分岐器と、該分岐器の前記一方の出力端に入力端が第２の高周波用伝送線路で接続された、出力端側に前記送信用高周波信号を出力するアイソレータと、このアイソレータの前記出力端に第３の高周波用伝送線路で接続された、前記送信用高周波信号を送信する送信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端側に第４の高周波用伝送線路で接続された受信アンテナと、この受信アンテナと前記分岐器の前記他方の出力端との間に前記第４の高周波用伝送線路および第５の高周波用伝送線路で接続された、前記他方の出力端に出力されたローカル信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーとを具備しており、前記第１乃至第５の高周波用伝送線路の少なくとも１つが上記のいずれかの本発明の非放射性誘電体線路であることから、送受別体のアンテナを用いた高周波送受信器においても、各高周波用伝送線路として用いられる非放射性誘電体線路が、高周波回路要素である上記各構成要素との間で良好にインピーダンス整合をするように、緻密に特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをする働きを有しているため、それを用いて各高周波用伝送線路が各高周波回路要素間を低損失に接続することができるので送受信性能が向上する高性能な高周波送受信器となる。また、高周波発振器に接続された非放射性誘電体線路が、緻密に特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをする働きを有しているため、それを用いて高周波発振器に接続された高周波用伝送線路を、高周波発振器の発振が最も安定となるような特性インピーダンスに調整することができ、環境条件が多少変化しても、その発振が不安定となりにくくすることができるので、安定した送受信性能を有する高性能な高周波送受信器となる。
【００３５】
本発明のレーダ装置によれば、上記本発明の第１および第２のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することから、高周波送受信器の送受信性能が高いため、早く確実に探知対象物を探知することができるとともに遠方の探知対象物をも探知することができるレーダ装置となる。
【００３６】
本発明のレーダ装置搭載車両によれば、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることから、レーダ装置が早く確実に探知対象物である他の車両を探知するため、急激な挙動を車両に起こさせることなく、車両の適切な制御や運転者への適切な警告をすることができるレーダ装置搭載車両となる。
【００３７】
本発明のレーダ装置搭載船舶によれば、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることから、レーダ装置が早く確実に探知対象物である他の小型船舶を探知するため、急激な挙動を小型船舶に起こさせることなく、小型船舶の適切な制御や操縦者への適切な警告をすることができるレーダ装置搭載小型船舶となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の非放射性誘電体線路、それを用いた第１および第２の高周波送受信器、それを具備したレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶について、以下に詳細に説明する。
【００３９】
図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図およびその要部断面図である。また、図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の他の例を示す模式的な斜視図およびその要部断面図である。また、図３（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例における凹部の開口の形状の例を示す模式的な平面図である。また、図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例における誘電体線路に対する凹部の配置の例を示す模式的な平面図である。また、図５および図６は、それぞれ本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図および平面図である。また、図７および図８は、それぞれ本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の一例を示す模式的なブロック回路図および平面図である。また、図９および図10は、それぞれ本発明の第１および第２の高周波送受信器の実施の形態の他の例を模式的に示すブロック回路図である。また、図11は本発明のレーダ装置の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。また、図12は本発明の非放射性誘電体線路の実施例の反射特性を示す極座標チャートとしての線図である。
【００４０】
図１〜図４において、１，２は平板導体、３は誘電体線路、３ａおよび３ｂはそれぞれ誘電体線路３の入力端および出力端、４は凹部、４ａは凹部４の開口、５は貫通孔、６は導体部材である。
【００４１】
また、図５〜図11において、11は高周波発振器、12は分岐器、13は変調器、14はサーキュレータ、15は送受信アンテナ、16はミキサー、17はスイッチ、18はアイソレータ、18ａおよび18ｂはそれぞれアイソレータ18の入力端および出力端、19は送信アンテナ、20は受信アンテナ、21，31は平板導体、22，32は第１の誘電体線路、23，33は第２の誘電体線路、24，34は第３の誘電体線路、25，35は第４の誘電体線路、36は第５の誘電体線路、27，37は磁性体としてのフェライト板、14ａ，27ａ，37ａは第１の端子、14ｂ，27ｂ，37ｂは第２の端子、14ｃ，27ｃ，37ｃは第３の端子、24ａ，35ａ，36ａは無反射終端器である。なお、図６および図８において上側の平板導体は図示していない。
【００４２】
まず、本発明の第１および第２の非放射性誘電体線路について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００４３】
図１に示す本発明の第１の非放射性誘電体線路の実施の形態の一例は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置された平板導体１，２間に高周波信号を伝搬させる誘電体線路３が配置されており、平板導体１，２の少なくとも一方（この例では上側の平板導体２）の内面に誘電体線路３の一部に対向する凹部４が形成されている構成である。
【００４４】
上記構成において、凹部４は、内側が中空であるかもしくは誘電体が詰まっている、導体壁で囲まれる管状の一端が開口４ａとして誘電体線路３側に開いており、他端が底部４ｂとして導体壁で塞がれているようなものとしており、導波管のように機能するような開口４ａの形状や幅としている。これにより、凹部４は、導波管のように導体で囲まれる領域に電磁波を閉じ込めて伝搬させ、導体であるその底部４ｂで短絡終端して反射する働きをする。凹部４に、このような働きをさせるには、通常の導波管の設計と同様に、例えば電磁界シミュレーション等を行なって、開口４ａの形状や幅を適当なものとすればよい。開口４ａの形状は、通常は、後述するように、性質がよく知られている長方形状や円形状とすればよいが、これら以外であっても構わない。このようにすれば、凹部４に高周波信号を所望の伝送モードで伝搬させることができ、底部４ｂで反射させることができる。
【００４５】
また、誘電体線路３に対して凹部４を形成する位置は、誘電体線路３側の電磁界と凹部４側の電磁界との重畳（重なり）積分が最大となるような位置、すなわち平板導体１または平板導体２の誘電体線路３が対向する位置であって、凹部４の中央部と凹部４が対向する誘電体線路３の中央部とが凹部４の底部４ｂ側から見てできるだけ一致するようにすればよい。凹部４がそのような位置からややずれていても構わないが、それら中央部が凹部４の底部４ｂ側から見て一致していれば、高周波信号を誘電体線路３から凹部４に最も効率良く伝搬させることができる。
【００４６】
そして、全体としては、誘電体線路３の入力端３ａから入力された高周波信号の一部は、誘電体線路３から、開口４ａの少なくとも一部分が誘電体線路３に対向する部位から凹部４に入射して、凹部４を伝搬し、凹部４の底部４ｂでほぼ全反射した後、逆の経路で誘電体線路３の入力端３ａに戻り、定在波を形成するように動作する。その際、誘電体線路３の入力端３ａから出力端３ｂ側を見たインピーダンスは、その戻ってくる高周波信号の位相に依存することとなる。また、その位相は、誘電体線路３の入力端３ａから凹部４の開口４ａが対向する部位までの電気長または凹部４の開口４ａが誘電体線路３に接する部位から凹部４の底部４ｂまで（凹部４の深さに対応する。）の電気長の変化に応じて変化するため、誘電体線路３の入力端３ａから出力端３ｂ側を見たインピーダンスは、凹部４の配置と凹部４の深さとを変化させることにより連続的に制御することができる。本発明の非放射性誘電体線路によれば、凹部４がこのように機能するので、インピーダンスを調整して誘電体線路３の入力端３ａに接続される高周波回路要素とインピーダンス整合をすることができる非放射性誘電体線路となる。
【００４７】
なお、このような凹部４の働きは、スタブによるインピーダンス整合と同様のものであり、その一般的な理論に従って凹部４を設計すれば、凹部４によりそのようなインピーダンス整合を確実に行なうことができる。
【００４８】
図１に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例によれば、上記構成とすることから、誘電体線路３を伝播する高周波信号である電磁波の一部が、平板導体２の内面に形成された、誘電体線路３に対向する凹部４へと漏れ出し、その凹部４を伝播した後、その凹部４の底部４ｂでほぼ全反射し、スタブのように定在波を形成するような働きをその凹部４がするため、その凹部４の底部４ｂまでの深さに応じて、誘電体線路３の入力端３ａからその凹部４も含めて出力端３ｂ側を見た反射係数を連続的に変化させることができ、また、凹部４の深さが、スタブの電気長に対応するようなパラメータとなるので、その深さとそれに応じた反射係数の変化による特性インピーダンスの変化との関係を容易に予測することができる。そして、凹部４の深さを変えるだけで簡単に特性インピーダンスを所望の条件に合うように連続的に変化させることができるので、実用的であって簡単かつ緻密に特性インピーダンスを調整することができる。
【００４９】
次に、図２に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の他の例は、図１に示す例に対して、凹部４は、平板導体２に形成された貫通孔５と、貫通孔５を塞ぐ導体部材６とで形成されている構成である。
【００５０】
図２に示す例において、貫通孔５は、内側が中空である導体壁で囲まれる管状とされており、一方端（誘電体線路３と反対側）が導体部材６で塞がれており、他方端（誘電体線路３側）が開口４ａとして開いている。これにより、貫通孔５と導体部材６とは、凹部４を構成して例１における凹部４と同様の働きをし、全体として、図１に示す本発明の非放射性誘電体線路と同様の作用効果が得られるものとなる。
【００５１】
ただし、図２に示す非放射性誘電体線路においては、凹部４の底部４ｂに相当する部位が平板導体２とは別体である導体部材６で形成されるため、図１に示す非放射性誘電体線路では凹部４の深さが平板導体２の作製時に決定されるのに対して、平板導体２の作製後でも凹部４の深さを、平板導体２に設けられている貫通孔５を塞ぐ導体部材６の位置を変えることによって変化させることができる点が異なっている。それゆえ、非放射性誘電体線路の組み立て中や組み立て後においても、凹部４の深さの調整によって特性インピーダンスを調整することができる非放射性誘電体線路となる。このように特性インピーダンスを調整するには、貫通孔５に導体部材６をぴったりと適度な摩擦で挿入して、非放射性誘電体線路の外側から引っ張ったり押し込んだりするようにすればよい。また、貫通孔５にねじ穴を形成しておいて、その貫通孔５に導体部材６を適度な摩擦でねじ込むようにしてもよい。このようにすれば、簡単に精度良く凹部４の深さを連続的かつ可逆的に調整することができる。
【００５２】
図２に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例によれば、上記構成とすることから、貫通孔５を塞ぐ導体部材６が、貫通孔５内で位置が変わることにより凹部４の深さを変化させて、誘電体線路３の特性インピーダンスを変化させる働きをし、また、その貫通孔５を塞いでいる導体部材６は非放射性誘電体線路の外側から引っ張ったり押し込んだりする等の何らかの操作によりその位置を連続的かつ可逆的に変えることができるため、非放射性誘電体線路の外側から操作して非放射性誘電体線路の特性インピーダンスを連続的かつ可逆的に変化させることができるので、非放射性誘電体線路の組み立て中や組み立て後においても簡単かつ緻密に特性インピーダンスを調整することができ、また、動的にチューニングをもすることができる非放射性誘電体線路となる。
【００５３】
次に、本発明の非放射性誘電体線路は、さらに詳細には、次のように構成すればよい。
【００５４】
図１および図２に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例において、好ましくは、凹部４は、開口４ａの形状を誘電体線路３に沿った長方形状とするとよい。ここで、凹部４の開口４ａの形状が長方形状とは、凹部４の穴が見える方向から見た凹部４の断面形状が長方形状となっているということであり、その断面形状は、任意の断面で相似形とするかもしくは好ましくは同じ形状（立体的には凹部４が直方体状であることに対応する。）とすればよい。また、長方形状とは、例えば図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に平面図でそれぞれ示すように、理想的な長方形に加えてその辺に若干の歪みや小さな凹凸が多少あるものも、あるいは角部が丸みを有しているものも含んでいるということであり、そのようなものでも高周波信号の伝搬に支障ない程度であれば構わない。また、そのような若干の歪みや小さな凹凸は任意の断面で異なる位置にあっても構わない。しかしながら、そのようなものがなるべく少ない理想的な直方体に近い形状の方が、凹部４に最も良好に高周波信号を伝搬させることができるのでよい。また、凹部４は、できるだけ誘電体線路３に沿わせた方がよい。すなわち、長方形状の長辺が誘電体線路３の延長方向に並んでおり、図３（ａ）に示すように、理想的には、開口４ａの長方形の長辺が、誘電体線路３の凹部４が対向している部分における誘電体線路３の延長方向の接線に平行であるようにするとよい。
【００５５】
このようにすれば、誘電体線路３の凹部４が対向する部分において、誘電体線路３をＬＳＭモードで伝搬する高周波信号である電磁波が、矩形導波管のＴＥｍ０（ｍは自然数）モードに類似した電磁界の分布を良好に誘起することができるため、その凹部４へ電磁波であるその高周波信号を効率的かつ安定に導くことができるので、凹部４によって誘電体線路３の特性インピーダンスを効率的かつ安定に変化させることができる。また、凹部４の開口４ａの形状が長方形状であれば、性質のよく知られた矩形導波管と同様にその凹部４を取り扱うことができるため、特性を予測しやすくなるので特性インピーダンスの制御性に優れたものとなる。
【００５６】
また、図１および図２に示す本発明の非放射性誘電体線路の例において、好ましくは、凹部４は、開口４ａの形状を円形状としてもよい。ここで、凹部４の開口４ａの形状が円形状とは、凹部４の穴が見える方向から見た凹部４の断面形状が円形状となっているということであり、その断面形状は、任意の断面で相似形とするかもしくは好ましくは同じ形状（立体的には凹部４円柱状であることに対応する。）とすればよい。また、円形状とは、例えば図３（ｄ），（ｅ），（ｆ）に平面図でそれぞれ示すように、理想的な円形に加えてその円周に若干の歪みや小さな凹凸が多少あるものも含んでいるということであり、そのようなものでも高周波信号の伝搬に支障ない程度であれば構わない。また、そのような若干の歪みや小さな凹凸は任意の断面で異なる位置にあっても構わない。しかしながら、そのようなものがなるべく少ない理想的な円柱に近い形状の方が、凹部４に最も良好に高周波信号を伝搬させることができるのでよい。また、このような開口４ａが円形状の凹部４は、できるだけその中心を誘電体線路３の中心に合わせた方がよい。
【００５７】
このようにすれば、誘電体線路３の凹部４が対向する部分において、誘電体線路３をＬＳＭモードで伝搬する高周波信号である電磁波が、円形導波管の基本モードであるＴＥ１１モードに類似した電磁界の分布を良好に誘起することができるため、その凹部４へ電磁波であるその高周波信号を効率的かつ安定に導くことができるので、凹部４によって誘電体線路３の特性インピーダンスを効率的かつ安定に変化させることができる。また、凹部４の開口４ａの形状が円形状であれば、性質のよく知られた円形導波管と同様にその凹部４を取り扱うことができるため、特性を予測しやすくなるので特性インピーダンスの制御性に優れたものとなる。
【００５８】
また、凹部４の開口４ａの形状が円形状であれば、凹部４を貫通孔５および導体部材６で形成する場合に、貫通孔５を雌ねじとし導体部材６を雄ねじとして深さの微調整を行ないやすいねじ構造の凹部４を構成しやすいという利点がある。
【００５９】
また、図１および図２に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例において、好ましくは前述のように、凹部４は、図４（ｂ）に平面図で示すようにその開口４ａの中央部を誘電体線路３の中央部からずらせて配置するのではなく、図４（ａ）に平面図で示すように、開口４ａの中央部が誘電体線路３の中央部に対向しているとよい。このようにすれば、誘電体線路３を伝搬する高周波信号と凹部４を伝搬する高周波信号との結合効率が良好となるため、電磁波である高周波信号を効率よくその凹部４へ導くことが可能となるので、誘電体線路３に対する特性インピーダンスの調整の範囲を大きくとることができる。
【００６０】
また、図１および図２に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例において、凹部４の開口４ａの形状が長方形状である場合には、好ましくは、長方形状の長辺の長さを誘電体線路３を伝播する電磁波の管内波長の0.4から0.6倍の長さとするとよい。また、凹部４の開口４ａの形状が円形状である場合には、円形状の直径を誘電体線路３を伝播する電磁波の管内波長の0.5から0.6倍の長さとするとよい。このようにすれば、誘電体線路３を伝播する電磁波が凹部４においては導波管の高次モードとして伝播し得ないために、モード変換による損失を抑えることができる。また導波管としての凹部４の遮断周波数は、誘電体線路３を伝播する電磁波の周波数よりも十分に低くなるために、基本モードとしての伝送損失も低く抑えることができることから、低損失なインピーダンス整合を実現することが可能となる。
【００６１】
また、図１および図２に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例において、複数の凹部４を適切な間隔で設けてもよい。このようにすれば、より自由度の高い特性インピーダンスの調整が可能となる。凹部４を複数設けるときの間隔としては、例えば、このような凹部４を２つ設けて、ダブルスタブの設計のようにスミスチャート上で凹部４に入射する高周波信号を凹部４の底部４ｂから反射してきた高周波信号で打ち消すような長さとすればよい。その際、凹部４の深さもダブルスタブの設計に従って適切な深さとすればよい。このようにすれば、比較的容易に広い範囲で確実にインピーダンス整合をすることができる。また、複数の凹部４間の間隔は、通常は高周波信号の波長の１／４の間隔とすればよい。凹部４を２つ設けることで１つの凹部４のみよりもインピーダンス整合をより広範囲の条件で行なうことができ、凹部４を３つ設けることにより原理上は全ての条件範囲でインピーダンス整合を行なうことができるようになる。
【００６２】
次に、本発明の非放射性誘電体線路の各構成要素についてさらに詳細に説明する。本発明において、誘電体線路３の材料は、四フッ化エチレン，ポリスチレン等の樹脂、または低比誘電率のコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）セラミックス，アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミックス，ガラスセラミックス等のセラミックスが好ましく、これらはミリ波帯域において低損失である。
【００６３】
また、平板導体１，２および導体部材６には、高い電気伝導度および良好な加工性等の点で、銅，アルミニウム，鉄（Ｆｅ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），ＳＵＳ（ステンレススチール），真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等の金属から成る導体板が好適である。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金属から成る導体層を形成したものでもよい。
【００６４】
また、平板導体１，２に設けられる凹部４の開口４ａに誘電体を詰める場合には、その誘電体の材料は、誘電体線路３と同様のものを用いればよい。
【００６５】
なお、本発明の非放射性誘電体線路は、特にミリ波帯の高周波信号を伝搬させるのに好適に用いることができるものであるが、高周波信号の周波数がそれよりも低い例えばマイクロ波帯であっても有効に用いることができる。
【００６６】
次に、本発明の第１および第２の高周波送受信器について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００６７】
図５および図６にそれぞれブロック回路図および平面図で示す本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生する高周波発振器11と、この高周波発振器11に第１の高周波用伝送線路で接続された、その高周波信号を分岐して一方の出力端12ｂに送信用高周波信号RFを出力し、他方の出力端12ｃにローカル信号LOを出力する分岐器12と、磁性体としてのフェライト板27の周囲に第１の端子27ａ，第２の端子27ｂおよび第３の端子27ｃを有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、分岐器12の一方の出力端12ｂに第２の高周波用伝送線路で第１の端子14ａが接続されたサーキュレータ14と、このサーキュレータ14の第２の端子14ｂに第３の高周波用伝送線路で接続された送受信アンテナ15と、分岐器12の他方の出力端12ｃとサーキュレータ14の第３の端子14ｃとの間に第４および第５の高周波用伝送線路で接続された、他方の出力端12ｃに出力されたローカル信号LOと送受信アンテナ15で受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー16とを具備しており、第１乃至第５の高周波用伝送線路の少なくとも１つ（この例では第１の高周波用伝送線路）を上記各構成の本発明の非放射性誘電体線路（この例では図１に示した例）としている構成である。
【００６８】
この構成により、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置に対応する高周波送受信器とすることができる。なお、これら第１および第２，第３，第４，第５の高周波用伝送線路は、図６においては、それぞれ第１の誘電体線路22，第２の誘電体線路23，第３の誘電体線路24，第４の誘電体線路25に対応している。また、第１の端子14ａ，第２の端子14ｂおよび第３の端子14ｃは、図６において、それぞれ第１の端子27ａ，第２の端子27ｂおよび第３の端子27ｃに対応している。また、図６において、分岐器12は、第１の誘電体線路22と第３の誘電体線路24とを電磁結合するように近接させたところで構成されており、第１の誘電体線路22のその近接させたところから高周波発振器11側の部分が第１の高周波用伝送線路に対応しており、第１の誘電体線路22のその他の部分が第２の高周波用伝送線路に対応している。また、第３の誘電体線路24の高周波発振器11側の端部には無反射終端器24ａが接続されている。また、図６において、21は下側の平板導体である。
【００６９】
また、上記構成に対して、図９に図５と同様のブロック回路図で示すように、第２の高周波用伝送線路の途中に挿入されて分岐器12の一方の出力端12ｂとサーキュレータ14の第１の端子14ａとの間に接続された、分岐器12の一方の出力端12ｂから出力された高周波信号を変調して送信用高周波信号としてサーキュレータ14の第１の端子14ａに出力する変調器13を備えるものとして、ＦＭパルス方式のレーダ装置に対応する高周波送受信器としてもよい。
【００７０】
図５および図６にそれぞれブロック回路図および平面図で示す本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の一例によれば、上記構成とすることから、各高周波用伝送線路として用いられる非放射性誘電体線路が、高周波回路要素である上記各構成要素との間で良好にインピーダンス整合をするように、緻密に特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをする働きを有しているため、その非放射性誘電体線路を用いて各高周波用伝送線路が各高周波回路要素間を低損失に接続することができるので、送受信性能が向上する高性能な高周波送受信器となる。また、高周波発振器11に本発明の非放射性誘電体線路が接続される場合には、非放射性誘電体線路が、緻密に特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをする働きを有しているため、その非放射性誘電体線路を用いて高周波発振器11に接続された高周波用伝送線路を高周波発振器11の発振が最も安定となるような特性インピーダンスに調整することによって、環境条件が多少変化してもその発振が不安定となりにくくすることができるので、安定した送受信性能を有する高性能な高周波送受信器となる。なお、図９に示す高周波送受信器においても同様の作用効果を有するものとなる。
【００７１】
次に、図７および図８にそれぞれブロック回路図および平面図で示す本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生する高周波発振器11と、この高周波発振器11に第１の高周波用伝送線路で接続された、高周波信号を分岐して一方の出力端12ｂに送信用高周波信号RFを出力し、他方の出力端12ｃにローカル信号LOを出力する分岐器12と、この分岐器12の一方の出力端12ｂに入力端18ａが第２の高周波用伝送線路で接続された、出力端18ｂ側に送信用高周波信号RFを出力するアイソレータ18と、このアイソレータ18の出力端18ｂに第３の高周波用伝送線路で接続された、送信用高周波信号RFを送信する送信アンテナ19と、分岐器12の他方の出力端12ｃ側に第４の高周波用伝送線路で接続された受信アンテナ20と、受信アンテナ20と分岐器12の他方の出力端12ｃとの間に第４および第５の高周波用伝送線路で接続された、他方の出力端12ｃに出力されたローカル信号LOと受信アンテナ20で受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー16とを具備しており、第１乃至第５の高周波用伝送線路の少なくとも１つ（この例では第１の高周波用伝送線路）を上記各構成の本発明の非放射性誘電体線路（この例では図１に示した例）としている構成である。
【００７２】
この構成により、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置に対応する高周波送受信器とすることができる。なお、第１および第２，第３，第４，第５の高周波用伝送線路は、図８においては、それぞれ第１の誘電体線路32，第２の誘電体線路33，第３の誘電体線路34，第４の誘電体線路35に対応している。なお、図８において、分岐器12は、第１の誘電体線路32と第４の誘電体線路35とを電磁結合するように近接させたところで構成されており、第１の誘電体線路32のその近接させたところから高周波発振器11側の部分が第１の高周波用伝送線路に対応しており、第１の誘電体線路32のその他の部分が第２の高周波用伝送線路に対応している。また、アイソレータ18は、磁性体としてのフェライト板37の周囲に第１の端子37ａ，第２の端子37ｂおよび第３の端子37ｃを有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力するサーキュレータの第３の端子37ｃに、一端に無反射終端器36ａが接続された第５の誘電体線路36の他端を接続して構成されている。なお、第１の端子37ａおよび第２の端子37ｂはそれぞれアイソレータ18の入力端18ａおよび出力端18ｂに対応している。また、第４の誘電体線路35の高周波発振器11側の端部には無反射終端器35ａが接続されている。
【００７３】
また、上記構成に対して、図10に図７と同様のブロック回路図で示すように、第２の高周波用伝送線路の途中に挿入されて分岐器12の一方の出力端12ｂとアイソレータ18の入力端18ａとの間に接続された、分岐器12の一方の出力端12ｂから出力された高周波信号を変調して送信用高周波信号としてアイソレータ18の入力端18ａに出力する変調器13を備えるものとして、ＦＭパルス方式のレーダ装置に対応する高周波送受信器としてもよい。
【００７４】
図７および図８にそれぞれブロック回路図および平面図で示す本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の一例によれば、上記構成とすることから、送受別体のアンテナを用いた高周波送受信器においても、各高周波用伝送線路として用いられる非放射性誘電体線路が、高周波回路要素である上記各構成要素との間で良好にインピーダンス整合をするように、緻密に特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをする働きを有しているため、その非放射性誘電体線路を用いて各高周波用伝送線路が各高周波回路要素間を低損失に接続することができるので、送受信性能が向上する高性能な高周波送受信器となる。また、高周波発振器11に本発明の非放射性誘電体線路が接続される場合には、非放射性誘電体線路が、緻密に特性インピーダンスを調整したり動的なチューニングをする働きを有しているため、その非放射性誘電体線路を用いて高周波発振器11に接続された高周波用伝送線路を高周波発振器11の発振が最も安定となるような特性インピーダンスに調整することによって、環境条件が多少変化してもその発振が不安定となりにくくすることができるので、安定した送受信性能を有する高性能な高周波送受信器となる。なお、図10に示す高周波送受信器においても同様の作用効果を有するものとなる。
【００７５】
なお、本発明の第１および第２の高周波送受信器においては、図５および図７に示すようにミキサー16の出力端に、中間周波信号を適当なタイミングで遮断するＣＭＯＳ等の半導体集積回路素子等から成るスイッチ17を接続してもよい。この場合には、ノイズが含まれており受信する必要のない中間周波信号を遮断し、受信性能を高めることができる高周波送受信器となる。
【００７６】
次に、本発明のレーダ装置ならびにそれを搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶について説明する。
【００７７】
図11にブロック回路図で示す本発明のレーダ装置は、上記本発明の第１および第２のいずれか（この例では第１）の高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器100とを備えている構成である。本発明のレーダ装置は、このような構成とすることから、高周波送受信器の送受信性能が高くて安定しているため、誤探知を起こしにくくて、早く確実に探知対象物を探知することができるとともに遠方の探知対象物をも探知することができるレーダ装置となる。
【００７８】
そして、このような本発明のレーダ装置は、車両や小型船舶に搭載して、探知対象物として他の車両や小型船舶あるいは障害物等を探知し、それらとの衝突を回避する等の目的で使用することができる。このような目的に本発明のレーダ装置を使用すれば、レーダ装置が誤探知を起こしにくくて、速く確実に他の車両や小型船舶あるいは障害物等を探知することができるので、車両や小型船舶に急激な挙動を起こさせることなく安全にそれらとの衝突を回避することができる。また、探知に用いる高周波信号の送信出力が安定しているため、所定の最大出力を超えない範囲で送信出力を大きくすることができるので、安定に探知をしつつ、そのレーダ装置で使用する周波数に近接する周波数を使用する周囲の他の通信に対して通信障害等を与えにくくすることができる。
【００７９】
なお、本発明のレーダ装置を搭載して使用することができる車両としては、汽車，電車，自動車等旅客や貨物を輸送するための車，自転車，原動機付き自転車，遊園地の乗り物，ゴルフ場のカート等がある。また、本発明のレーダ装置を搭載して使用することができる小型船舶としては、小型船舶の免許もしくは免許なしで操縦することができる船舶であって、総トン数20トン未満の船舶である手漕ぎボート，ディンギー，水上オートバイ，船外機搭載の小型バスボート，船外機搭載のインフレータブルボート（ゴムボート），漁船，遊漁船，作業船，屋形船，トーイングボート，スポーツボート，フィッシングボート，ヨット，外洋ヨット，クルーザーまたは総トン数20トン以上のプレジャーボート等がある。
【００８０】
かくして、本発明によれば、実用的であって簡単かつ緻密に特性インピーダンスの調整や動的なチューニングを行なうことができ、しかも小型にすることができる非放射性誘電体線路を提供することができる。また、それを用いた高性能な高周波送受信器、レーダ装置、レーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することができる。
【００８１】
なお、本発明は以上の実施の形態の例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で種々の変更を行なうことは何等差し支えない。例えば、本発明の非放射性誘電体線路において、導体部材６の平板導体２の外側に位置する端部に貫通孔５に挿入される部分の太さよりも太いストッパ部を設けたものとしてもよい。この場合には、導体部材６を貫通孔５に挿入する際に、ストッパ部が導体部材６を所定の位置で位置決めして止める働きをするとともに平板導体２に密着して導体部材６の固定位置を安定に保持する働きをするため、ストッパ部が平板導体２に密着するまで導体部材６を貫通孔５に挿入してストッパ部を平板導体２に接着等するといった簡単な方法で確実に所定の特性インピーダンスに調整してその状態を維持することができるので、さらに簡単かつ確実に誘電体線路３の特性インピーダンスの調整や動的なチューニングを行なうことができるものとなる。また、上記のようなストッパ部を設けた長さが異なる複数の導体部材６を、高周波信号の波長の１／４等の所定の間隔で配置された複数の貫通孔５のそれぞれに挿入するものとしてもよい。この場合には、上記の作用効果に加えて非放射性誘電体線路の特性インピーダンスをさらに緻密に制御することができるものとなる。
【実施例】
【００８２】
図１に示す非放射性誘電体線路を次のように作製して測定した。平板導体１，２として、厚さ８ｍｍのアルミ板を1.8ｍｍの間隔で平行に配設し、断面形状が幅0.8ｍｍ、高さが1.8ｍｍ、比誘電率が4.9の誘電体線路３をそれらアルミ板間に設けて試料を作製した。その際、平板導体２の誘電体線路３が対向する領域に、開口４ａが長方形状であってその長辺の長さが3.0ｍｍ、短辺の長さが1.5ｍｍであり、深さがｄである直方体状の凹部４を、誘電体線路３の延長方向にその長辺が沿うようにするとともに開口４ａの中央部が誘電体線路３の中央部に位置するように穿設した。そして、凹部４の深さｄを2.0ｍｍから4.0ｍｍまで0.2ｍｍずつ変化させた複数の試料について、76.5ＧＨｚにおける反射特性Ｓ１１を、ネットワークアナライザを用いて、誘電体線路３の入力端３ａにそのネットワークアナライザの試験端子（テストポート）を接続して測定した。その結果を図12に極座標チャートとしての線図で示す。
【００８３】
図12において、極座標の中心からの長さが規格化された反射係数の大きさであり、極座標の回転方向の角度が位相（単位：ラジアン）であり、反射係数の大きさは規格化された値で表されている。また、黒丸が非放射性誘電体線路の入力端３ａからみた反射係数Ｓ１１の測定値であり、曲線が計算値である。図12に線図で示すように、凹部４の深さｄに応じて、非放射性誘電体線路の入力端３ａから見た反射係数Ｓ１１が変化しており、入力インピーダンスを調整することが可能となっていることがわかる。そして、図５および図６に示す高周波送受信器を、第１の高周波用伝送路としてこの非放射性誘電体線路を用いて作製した。その際、凹部４の深さｄは高周波発振器11が良好に発振する長さとした。そして、この高周波送受信器について送受信テストを行なったところ、周囲の温度が変化しても従来の非放射性誘電体線路を用いたものと比べて安定な送受信性能が得られることを確認することができた。
【００８４】
かくして、本発明によれば、実用的であって簡単かつ緻密に特性インピーダンスの調整を行なうことができる非放射性誘電体線路となった。また、それを用いた高周波送受信器は高性能なものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の一例を模式的に示す斜視図およびその要部断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の他の例を模式的に示す斜視図およびその要部断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例における凹部の開口の形状の例を模式的に示す平面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の例における誘電体線路に対する凹部の配置の例を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。
【図６】図５に示す高周波送受信器の模式的な平面図である。
【図７】本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。
【図８】図７に示す高周波送受信器の模式的な平面図である。
【図９】本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の他の例を模式的に示すブロック回路図である。
【図１０】本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の他の例を模式的に示すブロック回路図である。
【図１１】本発明のレーダ装置の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。
【図１２】本発明の非放射性誘電体線路の実施例の反射特性を示す極座標チャートとしての線図である。
【図１３】非放射性誘電体線路の基本的構成を模式的に示す部分破断斜視図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２：平板導体
３    ：誘電体線路
３ａ：入力端
３ｂ：出力端
４    ：凹部
４ａ：開口
４ｂ：底部
５    ：貫通孔
６    ：導体部材
11    ：高周波発振器
12    ：分岐器
12ａ：入力端
12ｂ：一方の出力端
12ｃ：他方の出力端
13    ：変調器
14    ：サーキュレータ
14ａ：第１の端子
14ｂ：第２の端子
14ｃ：第３の端子
15    ：送受信アンテナ
16    ：ミキサー
17    ：スイッチ
18    ：アイソレータ
18ａ：入力端
18ｂ：出力端
19    ：送信アンテナ
20    ：受信アンテナ
21，31：平板導体（下側）
22，32：第１の誘電体線路
23，33：第２の誘電体線路
24，34：第３の誘電体線路
24ａ  ：無反射終端器
25，35：第４の誘電体線路
35ａ  ：無反射終端器
36    ：第５の誘電体線路
36ａ  ：無反射終端器
27，37：フェライト板
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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