(57)【要約】  【課題】  簡単な構成で、高周波送受信器の送信出力のオン／オフ比を高くすること。  【解決手段】  分岐器２とパルス変調器３との間の線路長もしくはミキサー６側の分岐器２とパルス変調器３との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ２、分岐器２の他方の出力端２ｃからミキサー６およびサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・πとなるように設定した高周波送受信器である。Ｗａ２とＷｂ２とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができる。【選択図】  図１
2005311970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、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、前記変調器の出力が前記第１の端子に入力されるサーキュレータと、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の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波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、前記分岐器と前記変調器との間の線路長もしくは前記ミキサー側の前記分岐器と前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ２、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したことを特徴とする高周波送受信器。
【請求項２】
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接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、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、前記変調器の出力が前記第１の端子に入力されるサーキュレータと、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の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波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、前記分岐器の前記一方の出力端に出力される高周波信号をＷａ１、その強度をＰａ１、前記分岐器の前記他方の出力端に出力される高周波信号をＷｂ１、その強度をＰｂ１とし、前記分岐器の分岐比をＲ＝Ｐｂ１／Ｐａ１（ただし、Ｒは０以上の実数である。）としたときに、前記分岐器の分岐比ＲをＲ＜１と設定したことを特徴とする高周波送受信器。
【請求項３】
オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号の透過係数をＡ１、前記ミキサーの２つの入力端子間を透過する高周波信号の透過係数をＢ１、前記サーキュレータの前記第３の端子と前記第１の端子との間を透過する高周波信号の透過係数をＢ２、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号の反射係数をＢ３としたときに、分岐比ＲをＲ＝Ａ１／（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）となるように設定したことを特徴とする請求項２記載の高周波送受信器。
【請求項４】
前記分岐器の前記一方の出力端と前記変調器との間の線路長もしくは前記分岐器の前記他方の出力端と前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通った前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ２、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の高周波送受信器。
【請求項５】
磁性体の周囲に第１の端子と第２の端子と第３の端子とを有し、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他の端子より出力する第１および第２のサーキュレータと、前記第１のサーキュレータの前記第１の端子に接続された高周波信号を発生する高周波発振器と、前記第１のサーキュレータの前記第２の端子と前記第２のサーキュレータの前記第１の端子との間に接続された、パルス信号に応じて前記高周波信号を前記第２のサーキュレータ側に送信用として透過させるかまたは前記第１のサーキュレータ側に反射する変調器と、前記第２のサーキュレータの前記第２の端子に接続された送受信アンテナと、前記第１のサーキュレータの前記第３の端子と前記第２のサーキュレータの前記第３の端子との間に接続された、前記変調器で反射されて前記第１のサーキュレータの前記第３の端子から入力される前記高周波信号と前記送受信アンテナで受信されて前記第２のサーキュレータの前記第３の端子から入力される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、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ、前記第１のサーキュレータの前記第３の端子から前記ミキサーおよび前記第２のサーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂとし、これらＷａとＷｂとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したことを特徴とする高周波送受信器。
【請求項６】
前記第１のサーキュレータと前記ミキサーとの間に減衰器もしくは可変減衰器を設けたことを特徴とする請求項５記載の高周波送受信器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに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８】
請求項７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９】
請求項７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、例えば車両や小型船舶等に搭載されるレーダ装置としてのミリ波レーダモジュールやミリ波無線通信機等に使用される高周波送受信器に関するものであり、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信され、これが高周波信号の送受信に悪影響を及ぼすことが抑制される高周波送受信器に関するものである。
【０００２】
また、本発明は、その高周波送受信器を具備するレーダ装置ならびにそのレーダ装置を備え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関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来から、ミリ波レーダモジュールやミリ波無線通信機等への応用が期待される高周波送受信器の方式として、例えば、特許文献１に開示されているようなパルス変調方式が提案されている。
【０００４】
このパルス変調方式の従来の高周波送受信器は、図10に模式的なブロック回路図で示すように、例えば、高周波信号を発生させる高周波発振器61と、この高周波発振器61の出力端側に接続された、その高周波信号を分岐して一方の出力端62ｂと他方の出力端62ｃとに出力する分岐器62と、分岐器62の一方の出力端62ｂ側に接続された、その高周波信号の一部をパルス変調し、送信用の高周波信号として出力するパルス変調器63と、第１，第２および第３の端子64ａ，64ｂ，64ｃを有し、パルス変調器63の出力端63ａに第１の端子64ａが接続された、第１の端子64ａから入力された高周波信号を第２の端子64ｂに出力し、第２の端子64ｂから入力された高周波信号を第３の端子64ｃに出力するサーキュレータ64と、サーキュレータ64の第２の端子64ｂに接続された送受信アンテナ65と、分岐器62の他方の出力端62ｃとサーキュレータ64の第３の端子64ｃとの間に接続された、分岐器62の他方の出力端62ｃに出力されたローカル信号LOとしての高周波信号と送受信アンテナ65で受信した高周波信号RFとを混合して中間周波信号を出力するミキサー66とから構成されるようなものである。
【０００５】
また、このようなパルス変調方式を採用した従来の高周波送受信器の例としては、その他にも、特許文献２〜特許文献４に開示されているようなものがある。
【０００６】
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５に開示されている。
【特許文献１】特開2000−258525号公報
【特許文献２】特開平11−183613号公報
【特許文献３】特開2000−171556号公報
【特許文献４】特開2001−74829号公報
【特許文献５】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】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜特許文献４に開示されている構成では、いずれも、図10に示すように、ローカル信号LOの一部が、ミキサー66で反射した後、サーキュレータ64の第３の端子64ｃから第１の端子64ａに漏洩し、さらにこの漏洩した高周波信号がオフ状態にあるパルス変調器63で全反射して不要な高周波信号として送受信アンテナ65から送信されてしまい、これにより、パルス変調器63がオン状態にある時とオフ状態にある時とに送受信アンテナ65から送信されるそれぞれの送信用高周波信号の強度の比であるオン／オフ比が低下し、送受信性能が低下するという問題点があった。すなわち、このような不要な高周波信号が送信されると、本来受信すべき高周波信号RFに、不要な高周波信号が混入してしまって、受信すべき高周波信号RFの一部が正しく受信できなくなるという問題点があった。
【０００８】
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、遠くの探知対象物で反射した強度の弱い高周波信号が、パルス変調器63がオフ状態にある時に送信された、ノイズである高周波信号に埋もれてしまうことにより、探知できる範囲が狭かったり、誤探知が起こりやすいために探知対象物の探知が遅れたりすることがあるという問題点があった。
【０００９】
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、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てしまうことがあるという問題点があった。
【００１０】
本発明は以上のような従来の技術における改善が望まれ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、簡単な構成で、パルス変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることにより、送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、そのような高性能な高周波送受信器を具備するレーダ装置ならびにそのレーダ装置を備えた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】
【００１２】
本発明者らは、ミキサーの２つの入力端子間のアイソレーションが、オフ状態での変調器のアイソレーションに比べて通常は小さくなる傾向にあるため、このような問題が起こりやすくなることを突き止めた。そして、変調器およびミキサーが特性上このようであっても、分岐器と変調器との間もしくはミキサー側の分岐器と変調器との間の線路長または分岐器の分岐比を適切に設定すれば、このような問題を簡単に解決することができることを見出した。なお、ミキサーの２つの入力端子間のアイソレーションが上記のような傾向となる理由としては、ミキサーの２つの入力端子間のアイソレーションはミキサーに流すバイアス電流等の動作条件に依存しており、必ずしも、ミキサーの受信特性が最良となるミキサーの動作条件においてミキサーの２つの入力端子間のアイソレーション特性が最良とはならないためである。
【００１３】
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接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、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、前記変調器の出力が前記第１の端子に入力されるサーキュレータと、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の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波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、前記分岐器と前記変調器との間の線路長もしくは前記ミキサー側の前記分岐器と前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ２、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したことを特徴とするものである。
【００１４】
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接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、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、前記変調器の出力が前記第１の端子に入力されるサーキュレータと、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の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波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、前記分岐器の前記一方の出力端に出力される高周波信号をＷａ１、その強度をＰａ１、前記分岐器の前記他方の出力端に出力される高周波信号をＷｂ１、その強度をＰｂ１とし、前記分岐器の分岐比をＲ＝Ｐｂ１／Ｐａ１（ただし、Ｒは０以上の実数である。）としたときに、前記分岐器の分岐比ＲをＲ＜１と設定したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の第２の高周波送受信器は、上記構成において、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号の透過係数をＡ１、前記ミキサーの２つの入力端子間を透過する高周波信号の透過係数をＢ１、前記サーキュレータの前記第３の端子と前記第１の端子との間を透過する高周波信号の透過係数をＢ２、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号の反射係数をＢ３としたときに、分岐比ＲをＲ＝Ａ１／（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）となるように設定したことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の第２の高周波送受信器は、上記各構成において、前記分岐器の前記一方の出力端と前記変調器との間の線路長もしくは前記分岐器の前記他方の出力端と前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通った前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ２、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第３の高周波送受信器は、磁性体の周囲に第１の端子と第２の端子と第３の端子とを有し、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他の端子より出力する第１および第２のサーキュレータと、前記第１のサーキュレータの前記第１の端子に接続された高周波信号を発生する高周波発振器と、前記第１のサーキュレータの前記第２の端子と前記第２のサーキュレータの前記第１の端子との間に接続された、パルス信号に応じて前記高周波信号を前記第２のサーキュレータ側に送信用として透過させるかまたは前記第１のサーキュレータ側に反射する変調器と、前記第２のサーキュレータの前記第２の端子に接続された送受信アンテナと、前記第１のサーキュレータの前記第３の端子と前記第２のサーキュレータの前記第３の端子との間に接続された、前記変調器で反射されて前記第１のサーキュレータの前記第３の端子から入力される前記高周波信号と前記送受信アンテナで受信されて前記第２のサーキュレータの前記第３の端子から入力される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、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ、前記第１のサーキュレータの前記第３の端子から前記ミキサーおよび前記第２のサーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂとし、これらＷａとＷｂとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の第３の高周波送受信器は、上記構成において、前記第１のサーキュレータと前記ミキサーとの間に減衰器もしくは可変減衰器を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明のレーダ装置は、上記各構成の本発明の第１，第２および第３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。
【００２０】
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。
【００２１】
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】
【００２２】
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接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、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、前記変調器の出力が前記第１の端子に入力されるサーキュレータと、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の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波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、前記分岐器と前記変調器との間の線路長もしくは前記ミキサー側の前記分岐器と前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ２、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したことから、変調器の出力端とサーキュレータとの間においてこれらＷａ２とＷｂ２とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。
【００２３】
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接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、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、前記変調器の出力が前記第１の端子に入力されるサーキュレータと、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の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波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、前記分岐器の前記一方の出力端に出力される高周波信号をＷａ１、その強度をＰａ１、前記分岐器の前記他方の出力端に出力される高周波信号をＷｂ１、その強度をＰｂ１とし、前記分岐器の分岐比をＲ＝Ｐｂ１／Ｐａ１（ただし、Ｒは０以上の実数である。）としたときに、前記分岐器の分岐比ＲをＲ＜１と設定したことから、ミキサーの２つの入力端子間のアイソレーションが、オフ状態の変調器のアイソレーションに比べて小さくても、分岐器が、一方の出力端側よりも他方の出力端側に小さい強度の高周波信号を出力し、ミキサーおよびサーキュレータを通って変調器の出力端に透過する高周波信号の強度を小さくするため、ミキサー側からサーキュレータを通って変調器の出力端で反射する高周波信号の強度を小さくすることができる。また、この高周波信号の強度を、オフ状態にある変調器を透過する高周波信号の強度と同程度に近づけることができるため、これらの高周波信号を干渉させて互いに減衰させることができる。このように動作するので、簡単な構成で、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。
【００２４】
また、本発明の第２の高周波送受信器によれば、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号の透過係数をＡ１、前記ミキサーの２つの入力端子間を透過する高周波信号の透過係数をＢ１、前記サーキュレータの前記第３の端子と前記第１の端子との間を透過する高周波信号の透過係数をＢ２、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号の反射係数をＢ３としたときに、分岐比ＲをＲ＝Ａ１／（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）となるように設定したときには、ミキサー側からサーキュレータを通って変調器の出力端で反射する高周波信号の強度と、オフ状態にある変調器を透過する高周波信号の強度とをほぼ同じにすることができるため、これらの高周波信号を効果的に干渉させて互いに減衰させることができるので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。
【００２５】
また、本発明の第２の高周波送受信器によれば、前記分岐器の前記一方の出力端と前記変調器との間の線路長もしくは前記分岐器の前記他方の出力端と前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通った前記変調器との間の線路長を、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ２、前記分岐器の前記他方の出力端から前記ミキサーおよび前記サーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したときには、変調器の出力端とサーキュレータとの間においてこれらＷａ２とＷｂ２とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って最も効果的に減衰するので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに効果的に抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。
【００２６】
本発明の第３の高周波送受信器によれば、磁性体の周囲に第１の端子と第２の端子と第３の端子とを有し、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他の端子より出力する第１および第２のサーキュレータと、前記第１のサーキュレータの前記第１の端子に接続された高周波信号を発生する高周波発振器と、前記第１のサーキュレータの前記第２の端子と前記第２のサーキュレータの前記第１の端子との間に接続された、パルス信号に応じて前記高周波信号を前記第２のサーキュレータ側に送信用として透過させるかまたは前記第１のサーキュレータ側に反射する変調器と、前記第２のサーキュレータの前記第２の端子に接続された送受信アンテナと、前記第１のサーキュレータの前記第３の端子と前記第２のサーキュレータの前記第３の端子との間に接続された、前記変調器で反射されて前記第１のサーキュレータの前記第３の端子から入力される前記高周波信号と前記送受信アンテナで受信されて前記第２のサーキュレータの前記第３の端子から入力される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、オフ状態にある前記変調器を透過する高周波信号をＷａ、前記第１のサーキュレータの前記第３の端子から前記ミキサーおよび前記第２のサーキュレータを通って前記変調器の前記出力端に透過し、前記変調器の前記出力端で反射する高周波信号をＷｂとし、これらＷａとＷｂとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定したことから、変調器の出力端と第２のサーキュレータとの間においてこれらＷａとＷｂとが逆位相で合波され、これらＷａおよびＷｂが互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して送受信性能を高くすることができる。また、第１のサーキュレータと変調器とが共同して、変調器が送信用高周波信号を出力している間にはローカル信号をミキサーに入力しないように動作するため、その送信用高周波信号の一部が第２のサーキュレータのアイソレーションの不足等により第２のサーキュレータの第１の端子から第３の端子に漏洩しても、ミキサーがその漏洩した高周波信号に対応する中間周波信号をほとんど出力しないように動作するので、受信性能を高くすることができる。このように、送信系の改善に加えて、受信系も改善された高性能な高周波送受信器となる。
【００２７】
また、本発明の第３の高周波送受信器によれば、前記第１のサーキュレータと前記ミキサーとの間に減衰器もしくは可変減衰器を設けたときには、ミキサーの２つの入力端子間のアイソレーションがオフ状態の変調器のアイソレーションに比べて小さくなっていたとしても、減衰器もしくは可変減衰器がミキサーおよび第２のサーキュレータを通って変調器の出力端に透過する高周波信号の強度を小さくするため、ミキサー側から第２のサーキュレータを通って変調器の出力端で反射する高周波信号の強度を小さくすることができる。また、この高周波信号の強度を、オフ状態にある変調器を透過する高周波信号の強度と同程度に近づけることができるため、これらの高周波信号をより効果的に逆位相で干渉させて互いに減衰させることができる。このように動作するので、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに抑制して送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となる。
【００２８】
以上のように、本発明の高周波送受信器によれば、上記各構成により、変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制することができ、簡単な構成で送受信性能を高くすることができ、従って送信出力のオン／オフ比を高くすることができるものとなる。
【００２９】
また、本発明のレーダ装置によれば、上記各構成の本発明の第１，第２および第３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、高周波送受信器が送信出力のオン／オフ比の高い良好な高周波信号を送信するため、速く確実に探知対象物を探知することができるとともに至近距離や遠方の探知対象物をも確実に探知することができるレーダ装置となる。
【００３０】
また、本発明のレーダ装置搭載車両によれば、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から、レーダ装置が速く確実に探知対象物である他の車両や障害物等を探知することができるため、例えばそれらを回避するための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。
【００３１】
また、本発明のレーダ装置搭載小型船舶によれば、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から、レーダ装置が速く確実に探知対象物である他の小型船舶障害物等を探知することができるため、例えばそれらを回避するための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】
【００３２】
まず、本発明の第１，第２および第３の高周波送受信器について、ミリ波帯の高周波信号を送受信する高周波送受信器を例にとって、図面を参照しつつ、以下に詳細に説明する。
【００３３】
図１および図２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３は本発明の第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である。また、図４および図５は、それぞれ本発明の第３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。
【００３４】
図１〜図５において、１は高周波発振器としてのミリ波発振器、２は分岐器、２’は、第１のサーキュレータ、３は変調器としてのパルス変調器、４はサーキュレータ（図４，図５に示す本発明の第３の高周波送受信器の実施の形態の例においては第２のサーキュレータ）、５は送受信アンテナ、６はミキサー、２ａは入力端、２ｂは一方の出力端、２ｃは他方の出力端、３ａは入力端、３ｂは出力端、２’ａ，４ａは第１の端子、２’ｂ，４ｂは第２の端子、２’ｃ，４ｃは第３の端子、11は平板導体、14，15はフェライト板、16，46は第１の誘電体線路、17，47は第２の誘電体線路、18，48は第３の誘電体線路、19，49は第４の誘電体線路、20，50は第５の誘電体線路、21，51は第６の誘電体線路、22は無反射終端器、14ａ，15ａは第１の接続部、14ｂ，15ｂは第２の接続部、14ｃ，15ｃは第３の接続部、30は非放射性誘電体線路型のパルス変調器３またはミキサー６に用いられる基板、31は基板30の表面に形成されたチョーク型バイアス供給線路、32はチョーク型バイアス供給線路31の途中の途切れた部位に形成された接続端子、33は高周波変調用素子としてのダイオード、34は高周波検波用素子としてのダイオードである。
【００３５】
また、図４に示すブロック回路図において、Ｉ１はミキサー６の一方の入力端子であって、送受信アンテナ５で受信したミリ波信号RF_Sを入力するための入力端子（ミキサー６のRF側の入力端子）であり、Ｉ２はミキサー６の他方の入力端子であって、ローカル信号LOを入力するための入力端子（ミキサー６のローカル側の入力端子）である。ここで、ローカル信号LOとは、ミリ波発振器１で出力させてミリ波レーダ内部でミキサー６に入力するミリ波信号である。なお、入力端子Ｉ１側をRF側、入力端子Ｉ２側をローカル（LO）側としている。
【００３６】
また、図４に示すブロック回路図において、RF_Nは、パルス変調器３によってパルス化された送信用のミリ波信号の一部がミキサー６の一方の入力端子Ｉ１側へパルス状の不要なミリ波信号として漏洩する際のそのミリ波信号を示しており、RF_Sは、送受信アンテナ５または受信アンテナ10で受信し、ミキサー６の一方の入力端子Ｉ１へ入力される受信すべきミリ波信号を示している。
【００３７】
また、LOは、ミリ波発振器１から出力されて第１のサーキュレータ２’を透過し、ミキサー６の他方の入力端子Ｉ２に入力されるローカル信号としてのミリ波信号を示している。
【００３８】
また、IF_OUTは、ミキサー６の出力端子から出力される中間周波信号であり、ミキサー６の入力端子Ｉ１に入力されたミリ波信号（ミリ波信号RF_SおよびRF_N）とミキサー６のローカル側の入力端子Ｉ２に入力されたミリ波信号（ローカル信号LO）とを混合して、ミキサー６の出力端子から出力される中間周波信号を示している。
【００３９】
本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の一例は、図１にブロック回路図で示すように、ミリ波信号を発生するミリ波発振器１と、このミリ波発振器１に接続された、ミリ波信号を分岐して一方の出力端２ｂと他方の出力端２ｃとに出力する分岐器２と、一方の出力端２ｂに接続された、この一方の出力端２ｂに分岐されたミリ波信号を変調して送信用ミリ波信号を出力するパルス変調器３と、磁性体の周囲に第１の端子４ａ，第２の端子４ｂおよび第３の端子４ｃを有し、この順に一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する次の端子より出力する、パルス変調器３の出力が第１の端子４ａに入力されるサーキュレータ４と、このサーキュレータ４の第２の端子４ｂに接続された送受信アンテナ５と、分岐器２の他方の出力端２ｃとサーキュレータ４の第３の端子４ｃとの間に接続された、他方の出力端２ｃに分岐されたミリ波信号と送受信アンテナ５で受信したミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー６とを具備しており、分岐器２とパルス変調器３との間の線路長もしくはミキサー６側の分岐器２とパルス変調器３との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ２、分岐器２の他方の出力端２ｃからミキサー６およびサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定した構成である。
【００４０】
また、図１に示す本発明の第１の高周波送受信器は、上記各構成要素間を接続するための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。）を用いている。この非放射性誘電体線路の基本的な構成は、図６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11，12間に、断面が矩形状の誘電体線路13を、間隔ａをミリ波信号の波長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13へのノイズの侵入をなくし、かつ外部へのミリ波信号の放射をなくして、誘電体線路13中によりミリ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）でのミリ波信号の波長である。
【００４１】
すなわち、図１に示す本発明の第１の高周波送受信器は、具体的には、図２に平面図で示すように、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置された平板導体11（他方の平板導体は図示していない。）間に、第１の誘電体線路16の一端が接続された、高周波ダイオードから出力されたミリ波信号を周波数変調するとともにミリ波信号として第１の誘電体線路16を伝搬させて出力するミリ波発振器１と、第１の誘電体線路16の他端に接続された、そのミリ波信号をパルス信号に応じて入力端３ａ側に反射するかまたは出力端３ｂ側に透過させるパルス変調器３と、パルス変調器３の出力端３ｂに一端が接続された第２の誘電体線路17と、平板導体11に平行に配設されたフェライト板15の周縁部に、それぞれミリ波信号の入出力端子とされた第１の端子15ａ，第２の端子15ｂおよび第３の端子15ｃを有し、この順に、一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する次の端子より出力する、第１の端子15ａが第２の誘電体線路17の他端に接続されたサーキュレータ４と、サーキュレータ４のフェライト板15の周縁部に放射状に配置され、かつ第２の端子15ｂおよび第３の端子15ｃにそれぞれの一端が接続された第３の誘電体線路18および第４の誘電体線路19と、第３の誘電体線路18の他端に接続された送受信アンテナ５と、中途を第１の誘電体線路16の中途に近接もしくは接合させた、第１の誘電体線路16を伝搬するミリ波信号の一部を分岐して伝搬させる第５の誘電体線路20と、第５の誘電体線路20のミリ波発振器１側の一端に接続された無反射終端器22と、第４の誘電体線路19の他端と第５の誘電体線路20の他端との間に接続された、第５の誘電体線路20から入力されるミリ波信号と送受信アンテナ５で受信してサーキュレータ４から入力されるミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー６とを具備しており、第１の誘電体線路16と第５の誘電体線路20とを近接もしくは接合させた部分（この部分が分岐器２を構成している。）から第１の誘電体線路16の他端までの線路長（分岐器２とパルス変調器３との間の線路長に相当する。）もしくは第１の誘電体線路16と第５の誘電体線路20とを近接もしくは接合させた部分から第５の誘電体線路20の他端までの線路長と第４の誘電体線路19の線路長と第２の誘電体線路17の線路長との合計の線路長（ミキサー６側の分岐器２とパルス変調器３との間の線路長に相当する。）を、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ２、第１の誘電体線路16と第５の誘電体線路20とを近接もしくは接合させた部分の第５の誘電体線路20からミキサー６，第４の誘電体線路19およびサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・πとなるように設定している。なお、前述のように、第１の誘電体線路16および第５の誘電体線路20は、それらの近接部もしくは接合部において分岐器２を構成している。
【００４２】
なお、図２において、第１の端子15ａ，第２の端子15ｂ，第３の端子15ｃは、それぞれ図１における第１の端子４ａ，第２の端子４ｂ，第３の端子４ｃに対応している。
【００４３】
この構成において、パルス変調器３は、図７に斜視図で示すように、基板30の表面に形成されたチョーク型バイアス供給線路31の途中の途切れた部位に形成された接続端子32に高周波変調用素子としてのダイオード33を接続したパルス変調部を、第１の誘電体線路16と第２の誘電体線路17との間に、第１の誘電体線路16から出力されるミリ波信号がダイオード33に入射するように挿入している。この構成において、高周波変調用素子としてのダイオード33には、ＰＩＮダイオードを用いればよい。
【００４４】
なお、本発明の高周波送受信器におけるパルス変調器３には、このような透過形のパルス変調器が好適である。また、透過型のパルス変調器の代わりに、高周波信号を透過させたり反射したりすることができる半導体スイッチやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電気機械システム）スイッチ等のスイッチを用いてもよい。
【００４５】
また、ミキサー６は、図８に斜視図で示すように、２つの基板30のそれぞれの表面に形成されたチョーク型バイアス供給線路31の途中の途切れた部位に形成された接続端子32に高周波検波用素子としてのダイオード34を接続したミリ波検波部を、第４の誘電体線路19および第５の誘電体線路20のそれぞれに、第４の誘電体線路19および第５の誘電体線路20のそれぞれから出力されたミリ波信号が各ダイオード34に入射するように接続し、かつ第４の誘電体線路19と第５の誘電体線路20とが電磁結合するように、第４の誘電体線路19の中途と第５の誘電体線路20の中途とを近接させるかまたは接合させている。この構成において、高周波検波用素子としてのダイオード34には、ショットキバリアダイオードを用いればよい。
【００４６】
また、位相差δがδ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定するには、第１の誘電体線路16の線路長を長くする分だけ第２の誘電体線路17の線路長を短くするか、または第１の誘電体線路16の線路長を短くする分だけ第２の誘電体線路17の線路長を長くすればよい。このようにすれば、パルス変調器３を除く他の回路要素の配置を変えなくてもよくなり、このような調整を容易にすることができる。なお、この場合において、第１の誘電体線路16と第５の誘電体線路20とを近接もしくは接合させた部分（分岐器２を構成する部分）の位置は変えないようにする。
【００４７】
以上のように構成された図１および図２に示す本発明の第１の高周波送受信器は、従来の高周波送受信器と同様に動作する。しかしながら、その際、分岐器２とパルス変調器３との間の線路長もしくはミキサー６側の分岐器２とパルス変調器３との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ２、分岐器２の他方の出力端２ｃからミキサー６およびサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・πとなるように設定したため、パルス変調器３の出力端３ｂとサーキュレータ４との間においてこれらＷａ２とＷｂ２とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の一例は、図３に示すように、ミリ波信号を発生するミリ波発振器１と、このミリ波発振器１に接続された、ミリ波信号を分岐して一方の出力端２ｂと他方の出力端２ｃとに出力する分岐器２と、一方の出力端２ｂに接続された、この一方の出力端２ｂに分岐されたミリ波信号を変調して送信用ミリ波信号を出力するパルス変調器３と、磁性体の周囲に第１の端子４ａ，第２の端子４ｂおよび第３の端子４ｃを有し、この順に一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する次の端子より出力する、パルス変調器３の出力が第１の端子４ａに入力されるサーキュレータ４と、このサーキュレータ４の第２の端子４ｂに接続された送受信アンテナ５と、分岐器２の他方の出力端２ｃとサーキュレータ４の第３の端子４ｃとの間に接続された、他方の出力端２ｃに分岐されたミリ波信号と送受信アンテナ５で受信したミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー６とを具備しており、分岐器２の一方の出力端２ｂに出力されるミリ波信号をＷａ１、その強度をＰａ１（単位：ワット）、分岐器２の他方の出力端２ｃに出力されるミリ波信号をＷｂ１、その強度をＰｂ１（単位：ワット）とし、分岐器２の分岐比をＲ＝Ｐｂ１／Ｐａ１（ただし、Ｒは０以上の実数である。）としたときに、分岐器２の分岐比ＲをＲ＜１とした構成である。
【００４９】
また、上記構成において、好ましくは、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号の透過係数をＡ１、ミキサー６の２つの入力端子間を透過するミリ波信号の透過係数をＢ１、サーキュレータ４の第３の端子４ｃと第１の端子４ａとの間を透過するミリ波信号の透過係数をＢ２、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号の反射係数をＢ３とそれぞれしたときに、分岐比ＲをＲ＝Ａ１／（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）となるように設定するとよい。
【００５０】
また、上記構成において、好ましくは、分岐器２とパルス変調器３との間の線路長もしくはミキサー６側の分岐器２とパルス変調器３との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ２、分岐器２の他方の出力端２ｃからミキサー６およびサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定するとよい。
【００５１】
また、図３に示す本発明の第２の高周波送受信器は、図２に平面図で示す本発明の第１の高周波送受信器の例と同様に、上記各構成要素間を接続するための高周波用伝送線路として、非放射性誘電体線路を用いている。
【００５２】
すなわち、図３に示す本発明の第２の高周波送受信器では、図２に示す本発明の第１の高周波送受信器に対して、第１の誘電体線路16の他端に出力されるミリ波信号をＷａ１、その強度をＰａ１（単位：ワット）、第５の誘電体線路20の他端に出力されるミリ波信号をＷｂ１、その強度をＰｂ１（単位：ワット）としたときに、例えば、第１の誘電体線路16および第５の誘電体線路20の近接部の間隔Ｄを、Ｐｂ１とＰａ１との比がＰｂ１／Ｐａ１＜１となるように設定すればよい。また、さらに、Ｒ＝Ａ１／（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）となるように設定すればよい。
【００５３】
以上のように構成された本発明の第２の高周波送受信器は、従来の高周波送受信器と同様に動作する。しかしながら、その際、分岐器２の一方の出力端２ｂに出力されるミリ波信号をＷａ１、その強度をＰａ１、分岐器２の他方の出力端２ｃに出力されるミリ波信号をＷｂ１、その強度をＰｂ１とし、分岐器２の分岐比をＲ＝Ｐｂ１／Ｐａ１としたときに、分岐器２の分岐比ＲをＲ＜１としたため、ミキサー６の２つの入力端子間のアイソレーションがパルス変調器３のオフ状態のアイソレーションに比べて悪くても、分岐器２が、一方の出力端２ｂ（第１の誘電体線路16）側よりも他方の出力端２ｃ（第５の誘電体線路20）側に小さい強度のミリ波信号を出力し、ミキサー６およびサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過するミリ波信号の強度を小さくするため、ミキサー６側から入射してパルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号の強度を小さくすることができる。また、このミリ波信号の強度を、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号の強度と同程度に近づけることができるため、これらのミリ波信号を干渉させて互いに減衰させることができる。このように動作するので、簡単な構成で、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
【００５４】
分岐比ＲをＲ＜１とするとよい理由としては、ミリ波信号Ｗａ２の強度であるＰａ２（単位：ワット）とミリ波信号Ｗｂ２の強度であるＰｂ２（単位：ワット）とを近づけることができ、ミリ波信号Ｗａ２とミリ波信号Ｗｂ２とが効果的に干渉して、これらミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２のそれぞれの強度の合計であるＰａ２＋Ｐｂ２よりも大幅に、これらミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２が合波する際の強度を小さくすることができるからである。このことは、２つの高周波信号を干渉させる場合の一般的な干渉の理論に従うものである。一方、分岐比ＲがＲ＝１のときは、前述のとおり、通常ほとんどの場合において、パルス変調器３がオフ状態にある時にＰａ２＜Ｐｂ２となるため、また、分岐比ＲをＲ＞１としたのでは、Ｐｂ２がＰａ２に比べてさらに大きくなってＰｂ２とＰａ２とが大幅に異なってしまうこととなり、ミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２が互いに干渉して弱め合う効果が小さくなるため、ミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２が合波する際の強度はミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２のそれぞれの強度の合計であるＰａ２＋Ｐｂ２と比べてあまり変わらなくなり、パルス変調器３がオフ状態にある時のミリ波信号の出力を小さくすることができず、オン／オフ比を高くすることができなくなる。
【００５５】
また、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号の透過係数をＡ１、ミキサー６の２つの入力端子間を透過するミリ波信号の透過係数をＢ１、サーキュレータ４の第３の端子４ｃと第１の端子４ａとの間を透過するミリ波信号の透過係数をＢ２、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号の反射係数をＢ３としたときに、分岐比ＲをＲ＝Ａ１／（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）となるように設定したときには、ミキサー６側から入射してパルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号の強度と、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号の強度とをほぼ同じにすることができるため、これらのミリ波信号を効果的に干渉させて互いに減衰させることができるので、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
【００５６】
分岐比ＲをＲ＝Ａ１／（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）とするとよい理由としては、ミリ波信号Ｗａ２の強度であるＰａ２（単位：ワット）とミリ波信号Ｗｂ２の強度であるＰｂ２（単位：ワット）とがほとんど同じになるように近づけることができ、ミリ波信号Ｗａ２とミリ波信号Ｗｂ２とが、Ｒ＜１としたときよりもさらに効果的に干渉して、これらミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２のそれぞれの強度の合計であるＰａ２＋Ｐｂ２よりも、これらミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２が合波する際の強度を小さくすることができるからである。
【００５７】
実際には、これらＡ１，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３のうち、Ｂ２はミリ波信号がサーキュレータ４の第３の端子４ｃから第１の端子４ａにほとんど損失なく透過するためＢ２≒１となり、Ｂ３はミリ波信号がオフ状態にあるパルス変調器３の出力端３ｂでほとんど全反射するためＢ３≒１となるので、実質的には、Ａ１とＢ１との比で分岐比Ｒを決定すればよい。その際、Ａ１は、パルス変調器３をオフ状態にしてパルス変調器３の入力端３ａと出力端３ｂとの間の透過係数Ｓ２１をミリ波帯用のネットワークアナライザで測定すればよい。また、Ｂ１は、ミキサー６に所定のバイアス電流を流した状態でミキサー６の２つの入力端子間の透過係数Ｓ２１をミリ波帯用のネットワークアナライザで測定すればよい。これらを測定するには、後述するように、第１の誘電体線路16と第２の誘電体線路17との間にミリ波変調用スイッチの代わりに電磁波を遮蔽するための金属板を挿入したり、第１の誘電体線路16と第５の誘電体線路20との間に電磁波を遮蔽するための金属板を挿入したりすれば、個々の構成要素ごとに分解して測定することなくモジュールの状態でＡ１およびＢ１を両方とも測定することができる。そして、それら２つの透過係数Ｓ２１の比をミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２の中心周波数について求めればよい。例えば、Ｂ１はＡ１に比べて、通常、10数ｄＢも大きいので、このような場合は分岐比Ｒをできるだけ−10数ｄＢに設定すればよい。このようにすれば、Ｐａ２とＰｂ２とをほぼ等しくすることができ、ミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２を効果的に干渉させることができるので、ミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２が合波する際の強度をＰａ２＋Ｐｂ２よりも大幅に小さくすることができ、このようにしない場合と比べてオン／オフ比で例えば６ｄＢ程度良好にすることができる。なお、通常はＡ１＜Ｂ１となるため、このように分岐比ＲをＲ＜１とするか、またはさらにＲ＝Ａ１／（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）とする方法が有効であるが、これ以外の場合にはこの限りではない。
【００５８】
また、分岐器２の一方の出力端２ｂとパルス変調器３との間の線路長もしくは分岐器２の他方の出力端２ｃとミキサー６およびサーキュレータ４を通ったパルス変調器３との間の線路長を、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ２、分岐器２の他方の出力端２ｃからミキサー６およびサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂ２とし、これらＷａ２とＷｂ２との中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・πとなるように設定したときには、パルス変調器３の出力端３ｂとサーキュレータ４との間においてこれらＷａ２とＷｂ２とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って最も効果的に減衰するので、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに効果的に抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
【００５９】
なお、本発明の第２の高周波送受信器においては、位相差δは、特に意図的に設定しなくても、δ＝２Ｎπという特別なときの他は、Ｗａ２とＷｂ２とが必ず干渉し合って減衰し、パルス変調器３がオフ状態にある時にＷａ２の強度Ｐａ２とＷｂ２の強度Ｐｂ２との和よりも常に小さい強度のミリ波信号を出力するのであるが、Ｗｂ２の強度Ｐｂ２とＷａ２の強度Ｐａ２とが異なっている（通常はＷｂ２がＷａ２よりも強度が大きくなっている。）ためにこの効果が十分に得られていないものに対して、意図的にＷｂ２の強度Ｐｂ２とＷａ２の強度Ｐａ２とが同じになるようにすれば、それらＷａ２とＷｂ２とが干渉し合って減衰する効果を大幅に大きくすることができるというものである。また、それに加えて、位相差δをも意図的に上記のように設定すれば、さらにその効果を大きくすることができるというものである。その原理は、マッハツェンダー干渉計等の理論で一般に知られるところである。
【００６０】
また、上記のように分岐比Ｒを設定すれば、分岐器２の他方の出力端２ｃからミキサー６に適当な強度のローカル信号が入力されるため受信感度が良好となる上、分岐器２が、分岐器２の一方の出力端２ｂからパルス変調器３側に出力されるミリ波信号の強度を大きくするため、送信用ミリ波信号の送信出力を大きくすることができるといった効果もある。
【００６１】
次に、本発明の第３の高周波送受信器の実施の形態の一例は、図４にブロック回路図で示すように、磁性体の周囲に第１の端子２’ａ，４ａと第２の端子２’ｂ，４ｂと第３の端子２’ｃ，４ｃとを有し、この順に一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する他の端子より出力する第１および第２のサーキュレータ２’，４と、第１のサーキュレータ２’の第１の端子２’ａに接続されたミリ波信号を発生するミリ波発振器１と、第１のサーキュレータ２’の第２の端子２’ｂと第２のサーキュレータ４の第１の端子４ａとの間に接続された、パルス信号に応じてミリ波信号を第２のサーキュレータ４側に送信用として透過させるかまたは第１のサーキュレータ２’側に反射するパルス変調器３と、第２のサーキュレータ４の第２の端子４ｂに接続された送受信アンテナ５と、第１のサーキュレータ２’の第３の端子２’ｃと第２のサーキュレータ４の第３の端子４ｃとの間に接続された、パルス変調器３で反射されて第１のサーキュレータ２’の第３の端子２’ｃから入力されるミリ波信号と送受信アンテナ５で受信されて第２のサーキュレータ４の第３の端子４ｃから入力されるミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー６とを具備しており、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ、第１のサーキュレータ２’の第３の端子２’ｃからミキサー６および第２のサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂとし、これらＷａとＷｂとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・π（ただし、Ｎは整数である。）となるように設定した構成である。
【００６２】
また、図４に示す本発明の第３の高周波送受信器は、図２に平面図で示す本発明の第１の高周波送受信器の例と同様に、上記各構成要素間を接続するための高周波用伝送線路として、非放射性誘電体線路を用いている。
【００６３】
すなわち、図４にブロック回路図で示す本発明の第３の高周波送受信器は、具体的には、図５に平面図で示すように、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置された平板導体11（他方の平板導体は図示していない。）間に、平板導体11に平行に配設されたフェライト板14，15の周縁部に、それぞれミリ波信号の入出力端子とされた第１の端子14ａ，15ａと第２の端子14ｂ，15ｂと第３の端子14ｃ，15ｃとを有し、この順に、一つの端子から入力されたミリ波信号を隣接する次の端子より出力する第１のサーキュレータ２’および第２のサーキュレータ４と、一端が第１のサーキュレータ２’の第１の端子14ａに接続された第１の誘電体線路46と、第１の誘電体線路46の他端に接続された、高周波ダイオードから出力されたミリ波信号を周波数変調するとともにミリ波信号として第１の誘電体線路46を伝搬させて出力するミリ波発振器１と、第２の端子14ｂに一端が接続された第２の誘電体線路47と、第２の誘電体線路47の他端に接続された、そのミリ波信号をパルス信号に応じて入力端３ａ側に反射するかまたは出力端３ｂ側に透過させるパルス変調器３と、パルス変調器３の出力端３ｂと第２のサーキュレータ４の第１の端子15ａとの間に接続された第３の誘電体線路48と、第２のサーキュレータ４の第２の端子15ｂに一端が接続された第４の誘電体線路49と、第４の誘電体線路49の他端に接続された送受信アンテナ５と、第２のサーキュレータ４の第３の端子15ｃに一端が接続された第５の誘電体線路50と、一端が第１のサーキュレータ２’の第３の端子14ｃに接続された、中途を第５の誘電体線路50の中途と電磁結合するように近接させた第６の誘電体線路51と、第５の誘電体線路50の他端と第６の誘電体線路51の他端との間に接続された、第６の誘電体線路51から入力されるミリ波信号と送受信アンテナ５で受信して第２のサーキュレータ４から入力されるミリ波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー６とを具備しており、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ、第１のサーキュレータ２’の第３の端子２’ｃからミキサー６および第２のサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂとし、これらＷａとＷｂとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・πとなるように設定している。
【００６４】
また、上記構成において、好ましくは、第１のサーキュレータ２’とミキサー６との間に減衰器もしくは可変減衰器を設けるとよい。
【００６５】
以上のように構成された本発明の第３の高周波送受信器は、従来の高周波送受信器と同様に動作する。しかしながら、その際、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号をＷａ、第１のサーキュレータ２’の第３の端子２’ｃからミキサー６および第２のサーキュレータ４を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号をＷｂとし、これらＷａとＷｂとの中心周波数における位相差をδとしたときに、δ＝（２Ｎ＋１）・πとなるように設定したため、パルス変調器３の出力端３ｂと第２のサーキュレータ４との間においてこれらＷａとＷｂとが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するので、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる。
【００６６】
また、第１のサーキュレータ２’とパルス変調器３とが共同して、パルス変調器３が送信用のミリ波信号を出力している間にはローカル信号LOをミキサー６に入力しないように動作するため、その送信用のミリ波信号の一部が第２のサーキュレータ４のアイソレーションの不足等により第２のサーキュレータ４の第１の端子４ａから第３の端子４ｃに漏洩しても、ミキサー６がその漏洩したミリ波信号に対応する中間周波信号を出力することがなくなるので、受信性能を高くすることができ、上記送信系の改善である送信出力のオン／オフ比を高くすることに加えて、受信系をも改善することができる。
【００６７】
また、第１のサーキュレータ２’とミキサー６との間に減衰器もしくは可変減衰器を設けたときには、減衰器もしくは可変減衰器が、第１のサーキュレータ２’の第３の端子２’ｃ（第３の端子14ｃ）から出力されるミリ波信号を減衰させて、ミキサー６の２つの入力端子間を透過するミリ波信号の強度を小さくすることができるため、ミキサー６側から第２のサーキュレータ４を通ってパルス変調器３に透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号Ｗｂの強度と、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号Ｗａの強度とを同程度にすることができるので、パルス変調器３の出力端３ｂと第２のサーキュレータ４との間においてＷａとＷｂとが逆位相で合波され、互いに打ち消し合ってより一層効果的に減衰するので、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることをさらに抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができ、送受信性能をさらに高くすることができる。
【００６８】
次に、本発明の高周波送受信器において、第１〜第６の誘電体線路16〜21，46〜51の材質には、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。
【００６９】
また、第１〜第６の誘電体線路16〜21，46〜51の断面形状は基本的には矩形状であるが、矩形の角部をまるめた形状であってもよく、ミリ波信号の伝送に使用される種々の断面形状のものを使用することができる。
【００７０】
また、フェライト板14，15の材質には、フェライトの中でも、例えばミリ波信号に対しては、亜鉛・ニッケル・鉄酸化物（ＺｎａＮｉｂＦｅｃＯｘ）が好適である。
【００７１】
また、フェライト板14，15の形状は、通常は円板状とされるが、その他、平面形状が正多角形状であってもよい。その場合は、接続される誘電体線路の本数をｎ本（ｎは３以上の整数）とすると、その平面形状は正ｍ角形（ｍは３以上のｎより大きい整数）とするのがよい。
【００７２】
また、平板導体11，12の材質には、高い電気伝導度および良好な加工性等の点で、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導体層を形成したものでもよい。
【００７３】
また、無反射終端器22は、例えば図６に示すような誘電体線路13に対して、誘電体線路13の内部の平板導体11，(12)に平行な面に、膜状の抵抗体または電波吸収体を付着させて構成すればよい。その際、抵抗体の材質としては、ニッケルクロム合金またはカーボンが好適である。また、電波吸収体の材質としては、パーマロイまたはセンダストが好適である。これらの材質を用いれば、効率良くミリ波信号を減衰させることができる。また、これら以外の材質で、ミリ波信号を減衰させることができるものを用いても構わない。
【００７４】
また、基板30は、四フッ化エチレン，ポリスチレン，ガラスセラミックス，ガラスエポキシ樹脂，エポキシ樹脂、いわゆる液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂等から成る板状の基体の一主面に、アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ），銅（Ｃｕ）等から成るストリップ導体等によるチョーク型バイアス供給線路31を形成したものが使用される。
【００７５】
なお、本発明の高周波送受信器においては、それぞれブロック回路図で示した回路構成が重要であり、各回路要素間を接続する高周波用伝送線路としては、非放射性誘電体線路の他にも、導波管，誘電体導波管，ストリップ線路，マイクロストリップ線路，コプレーナ線路，スロット線路，同軸線路，またはこれらを変形した高周波用伝送線路を、使用する周波数帯域や用途に応じて選択して用いても構わない。また、使用する周波数帯域は、ミリ波帯の他にも、マイクロ波帯またはそれ以下の周波数帯にも有効である。
【００７６】
また、サーキュレータ４（第２のサーキュレータ４）の代わりに、デュプレクサ，スイッチ，ハイブリッド回路等を用いても構わない。また、高周波発振器，変調器およびミキサーには、ダイオードの代わりにバイポーラトランジスタ，電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）またはこれらを集積化した集積回路（ＣＭＯＳ，ＭＭＩＣ等）を用いても構わない。
【００７７】
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。
【００７８】
本発明のレーダ装置の実施の形態の一例は、上記各構成の本発明の第１〜第３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している構成である。
【００７９】
本発明のレーダ装置によれば、上記構成としたことから、本発明の高周波送受信器が送信出力のオン／オフ比の高い良好なミリ波信号を送信するため、速く確実に探知対象物を探知することができるとともに至近距離や遠方の探知対象物をも確実に探知することができるレーダ装置を提供することができる。
【００８０】
本発明のレーダ装置搭載車両は、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構成である。
【００８１】
本発明のレーダ装置搭載車両は、このような構成としたことから、従来のレーダ装置搭載車両と同様に、レーダ装置で検出された距離情報に基づいて車両の挙動を制御したり、運転者に例えば路上の障害物や他の車両等を探知したことを音，光もしくは振動で警告したりすることができるが、本発明のレーダ装置搭載車両においては、探知対象物である路上の障害物や他の車両等をレーダ装置が早く確実に探知するため、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。
【００８２】
なお、本発明のレーダ装置搭載車両は、具体的には、汽車，電車，自動車等旅客や貨物を輸送するための車はもちろんのこと、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にも用いることができる。
【００８３】
また、本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、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構成である。
【００８４】
本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、このような構成としたことから、従来のレーダ装置搭載車両と同様に、小型船舶において、レーダ装置で検出された距離情報に基づいて小型船舶の挙動を制御したり、操縦者に例えば暗礁等の障害物，他の船舶もしくは他の小型船舶等を探知したことを音，光もしくは振動で警告したりするように動作するが、本発明のレーダ装置搭載小型船舶においては、探知対象物である暗礁等の障害物，他の船舶もしくは他の小型船舶等をレーダ装置が早く確実に探知するため、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。
【００８５】
なお、本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、具体的には、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に用いることができる。
【００８６】
かくして、本発明によれば、簡単な構成で、パルス変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器およびそれを備えたレーダ装置、ならびにそのレーダ装置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を提供することができる。
【実施例】
【００８７】
図２に示す本発明の第１の高周波送受信器を以下のようにして構成した。平行平板導体11，(12)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、比誘電率が4.8のコーディライトセラミックスから成る第１〜第５の誘電体線路16〜20を配置した。その際、サーキュレータ４は、直径が２ｍｍであり、厚さが0.23ｍｍである２枚のフェライト板15の一方を上側平板導体に、他方を下側平板導体にそれぞれ密着させ、その中心軸同士が同じ直線上にあって互いに対向するように配置し、フェライト板15の周囲に放射状に第２の誘電体線路17，第３の誘電体線路18および第４の誘電体線路19を配置して構成した。また、分岐器２は、第１の誘電体線路16の中途と第５の誘電体線路20の中途とを最近接部の間隔Ｄ＝2.1ｍｍで近接させ、第５の誘電体線路20のミリ波発振器１側の端部に無反射終端器22を接続して構成した。また、パルス変調器３は、第１の誘電体線路16と第２の誘電体線路17との間に、厚さ0.2ｍｍの低誘電率の熱可塑性樹脂から成る有機樹脂基板（比誘電率εr＝3.0）からなる基板30を用いたミリ波変調用スイッチを配置して構成した。ミリ波変調用スイッチの一主面（第１の誘電体線路16と反対側の面）には、幅の広い線路と幅の狭い線路とを交互に形成して成る銅から成るチョーク型バイアス供給線路31を形成し、幅の広い線路の長さはλ１／４＝0.7ｍｍ（ミリ波信号の周波数76.3ＧＨｚの波長約４ｍｍに対してλ１は2.8ｍｍであり、誘電体基板において短波長化されている。）とし、幅の狭い線路の長さはλ１／４＝0.7ｍｍとし、幅の広い線路の幅は1.5ｍｍ、幅の狭い線路の幅は0.2ｍｍとした。また、ミリ波発振器１として、ガンダイオード素子を用いたピル型の電圧制御発振器（ＶＣＯ）を、第１の誘電体線路16を伝搬するミリ波信号の定在波の電界の強いところの平板導体11に設けた貫通孔に一端が接続された導波管の他端に接続した。また、送受信アンテナ５として、第３の誘電体線路18のフェライト板15と反対側の端部に金属製のホーンアンテナを接続した。また、ミキサー６は、第４の誘電体線路19の中途と第５の誘電体線路20の中途とを最近接部の間隔Ｄ＝1.1ｍｍで近接させるとともに、第４の誘電体線路19のフェライト板15と反対側の端部と第５の誘電体線路20の分岐器２と反対側の端部とのそれぞれに厚さ0.2ｍｍの低誘電率の熱可塑性樹脂から成る有機樹脂基板（比誘電率εr＝3.0）からなる基板30を用いたミリ波検波部を配置して、バランス型ミキサーを構成した。ミリ波検波部の一主面（第４および第５の誘電体線路19，20と反対側の面）には、幅の広い線路と幅の狭い線路とを交互に形成して成る銅から成るチョーク型バイアス供給線路31を形成し、幅の広い線路の長さはλ１／４＝0.7ｍｍ（ミリ波信号の周波数76.3ＧＨｚの波長約４ｍｍに対してλ１は2.8ｍｍであり、誘電体基板において短波長化されている。）とし、幅の狭い線路の長さはλ１／４＝0.7ｍｍとし、幅の広い線路の幅は1.5ｍｍ、幅の狭い線路の幅は0.2ｍｍとした。
【００８８】
なお、フェライト板15には、比誘電率が13.5であり、飽和磁化が3,300Ｇ（ガウス）（ＪＩＳ  Ｃ2561直流磁気測定による磁束密度Ｂｍ）である材質のものを使用した。
【００８９】
また、分岐器２の分岐比Ｒは−14ｄＢとした。その際、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号Ｗａ２の強度Ｐａ２と、第５の誘電体線路20からミキサー６，第４の誘電体線路19およびサーキュレータ４さらに第２の誘電体線路17を通ってパルス変調器３の出力端３ｂに透過し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号Ｗｂ２の強度Ｐｂ２との比Ｐａ２／Ｐｂ２は、周波数が76.3ＧＨｚにおいて約３ｄＢ程度であった。また、このとき、ミキサー６はコンバージョンゲインが良好であった。
【００９０】
このようにして構成した高周波送受信器について、２種類のサンプルを用意した。その１つを、本発明の実施例としてサンプルＸとし、もう１つをその比較例としてサンプルＹとして、サンプルＸでは送信用のミリ波信号の中心周波数である76.3ＧＨｚにおける位相差δがほぼ（２Ｎ＋１）πとなるような条件とし、サンプルＹでは送信用のミリ波信号の中心周波数である76.3ＧＨｚにおける位相差δが（２Ｎ＋１）πから大幅にずれるような条件とした。具体的には、まず、周波数が76.3ＧＨｚにおける位相差δが1.31π＋２ＮπとなっているサンプルＹを得て、これと同じ条件のものに対して、同じ周波数における位相差δがほぼπ＋２Ｎπとなるように第１および第２の誘電体線路16，17の線路長を調整したサンプルＸを得た。その際、サンプルＸは、第１および第２の誘電体線路16，17の線路長がサンプルＹの第１および第２の誘電体線路16，17の線路長に対してそれぞれ−１ｍｍおよび＋１ｍｍ程度だけ異なるものとし、それら第１および第２の誘電体線路16，17のパルス変調器３側の端部の位置とパルス変調器３の位置とが異なる他は異ならないものとした。
【００９１】
そして、サンプルＸおよびＹについて、まず、位相差δを、ミリ波帯用のベクトルネットワークアナライザを使用して、次のように測定した。ベクトルネットワークアナライザの第１の試験端子（テストポート１）を、ＶＣＯが接続された導波管の端部にそのＶＣＯを取り外して接続し、第２の試験端子（テストポート２）を、第３の誘電体線路18のホーンアンテナが接続された端部にそのホーンアンテナを取り外して接続し、それら第１および第２の試験端子間の透過特性Ｓ２１を測定した。その際、オフ状態にあるパルス変調器３を透過するミリ波信号Ｗａ２について測定するときには、第１の誘電体線路16と第５の誘電体線路20との間に電磁波を遮蔽するための金属板を挿入してミリ波信号Ｗｂ２を遮断し、パルス変調器３の出力端３ｂで反射するミリ波信号Ｗｂ２について測定するときには、第１の誘電体線路16と第２の誘電体線路17との間にミリ波変調用スイッチの代わりに電磁波を遮蔽するための金属板を挿入し、ミリ波信号Ｗａ２を遮断した。すなわち、それらＷａ２およびＷｂ２のそれぞれについて独立に透過特性Ｓ２１を測定した。そして、これらの透過特性Ｓ２１の測定値のうち位相の値から、Ｗａ２の位相とＷｂ２の位相との差を求めて位相差δを得た。その結果を表１に示す。なお、表１において、位相差δは２Ｎπを省略して示している。
【表１】
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【００９２】
表１に示した結果から、サンプルＹではミリ波信号の周波数が76.3ＧＨｚにおいて位相差δがπから0.31πだけずれた1.31πであるのに対して、サンプルＸでは同じ周波数において位相差δが1.05πであることがわかり、サンプルＸにおいて位相差δがほぼπになっていることを確認した。
【００９３】
次に、実際にサンプルＸおよびＹを動作させて、それらのオン／オフ比特性を次のように測定した。すなわち、ＶＣＯを発振出力が変わらないように安定に発振させ、第３の誘電体線路18のホーンアンテナが接続された端部に、そのホーンアンテナを取り外してミリ波帯用のスペクトラムアナライザの試験端子を接続し、その端部から出力されるミリ波信号の強度をパルス変調器３がオン状態であるときとオフ状態であるときとのそれぞれについて測定し、それらの測定値の比であるオン／オフ比を得た。そして、その結果を図９の線図に示した。なお、パルス変調器３がオン状態であるときの送信出力としてのミリ波信号の強度（単位：ワット）をＷ_onとし、パルス変調器３がオフ状態であるときの送信出力としてのミリ波信号の強度（単位：ワット）をＷ_offとした。
【００９４】
図９は本発明の高周波送受信器の実施例および比較例について送信出力のオン／オフ比特性を示した線図であり、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）、縦軸は送信出力のオン／オフ比を逆数（−10Ｌｏｇ（Ｗ_on／Ｗ_off））（単位：ｄＢ）で表し、黒丸のプロットはサンプルＸの送信出力のオン／オフ比特性の代表的な実測値を示しており、黒四角のプロットはサンプルＹの送信出力のオン／オフ比特性の代表的な実測値を示している。なお、図９において、オン／オフ比は逆数で表されており、プロットされた実測値が小さいほどオン／オフ比が高く送信出力のオン／オフ比特性としては良好であることを示している。
【００９５】
図９に示したサンプルＸ，Ｙの測定結果から、サンプルＸでは、上記ミリ波信号Ｗａ２，Ｗｂ２の位相差δが送信用のミリ波信号の中心周波数である76.3ＧＨｚにおいてほぼπとなるように第１および第２の誘電体線路16，17の線路長を設定したことによって、その周波数の前後でオン／オフ比が高くなっていることがわかる。すなわち、Ｗａ２，Ｗｂ２の位相差δが（２Ｎ＋１）πであれば、パルス変調器３の出力端３ｂとサーキュレータ４との間においてＷａ２とＷｂ２とが逆位相で合波され、互いに打ち消し合って効果的に減衰するため、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信用ミリ波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して送信出力のオン／オフ比を高くすることができることが確認できた。なお、ここでは省略したが、パルス変調器３がオフ状態にある時に送信出力として出力されるミリ波信号の強度についても、サンプルＸはサンプルＹに比べて小さくなっていることを確認した。また、送信出力のオン／オフ比においてパルス変調器３がオフ状態にある時に送信出力として出力されるミリ波信号の強度が支配的であり、これを小さくすることにより送信出力のオン／オフ比を高くすることができることも確認した。
【００９６】
また、表１に示したサンプルＸの位相差δの測定結果および図９に示したサンプルＸの測定結果から、位相差δがδ＜0.75π（π−π／４）および1.25π（π＋π／４）＜δ（周波数では75.9ＧＨｚ未満および76.7ＧＨｚ超過）のときには送信出力のオン／オフ比が飽和していることから、位相差δが0.75π（π−π／４）≦δ≦1.25π（π＋π／４）のときに、Ｗａ２，Ｗｂ２が互いに有効に打ち消し合って減衰し、送信出力のオン／オフ比を高くする効果があることがわかる。従って、このことから、位相差δはδ＝（２Ｎ＋１）π−１／４πからδ＝（２Ｎ＋１）π＋１／４πが好適であることがわかった。なお、その中でもδ＝（２Ｎ＋１）πが最適であることは、上記のとおりであり言うまでもない。
【００９７】
なお、以上と同様の評価を本発明の第２および第３の高周波送受信器についても行なったところ、同様に送信出力のオン／オフ比が高い良好な結果が得られた。
【００９８】
そして、最後に、これらサンプルＸ，Ｙを備えたレーダ装置を構成し、レーダ装置に近づいてくる探知対象物を探知するレーダ探知テストを行なったところ、サンプルＸを備えたレーダ装置は速く確実に距離情報を出力することを確認した。
【００９９】
かくして、本発明の高周波送受信器は、簡単な構成で、パルス変調器がオフ状態にある時に送信用高周波信号の一部が不要な信号として送信されることを抑制して、送信出力のオン／オフ比を高くすることができ、送受信性能を高くすることができる高性能な高周波送受信器となった。また、本発明のレーダ装置は、速く確実にレーダ探知をすることができるレーダ装置となった。
【０１００】
なお、本発明は以上の実施の形態の例および実施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施すことは何等差し支えない。例えば、位相差δを調整するためのものとして、第１，第２，第４および第５の誘電体線路16，17，19，20，46，47，49，50のいずれかの途中に移相器を設けてもよい。この場合には、位相差δを動的に設定することができ、例えば、ミキサー６の動作条件に応じて動的に位相差δを変更したり、パルス変調器３の動作に同期させて位相差δを変更したりするといったようなことができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の一例について、その構成を模式的に示すブロック回路図である。
【図２】本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の一例について、その構成を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の一例について、その構成を模式的に示すブロック回路図である。
【図４】本発明の第３の高周波送受信器の実施の形態の一例について、その構成を模式的に示すブロック回路図である。
【図５】本発明の第３の高周波送受信器の実施の形態の一例について、その構成を模式的に示す平面図である。
【図６】非放射性誘電体線路の基本的な構成を示す部分破断斜視図である。
【図７】非放射性誘電体線路型のパルス変調器に用いられるダイオードが実装された基板の一例を模式的に示す斜視図である。
【図８】非放射性誘電体線路型のミキサーに用いられるダイオードが実装された基板の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明の高周波送受信器の実施例および比較例について送信出力のオン／オフ比特性を示す線図である。
【図１０】従来の高周波送受信器の例を示す模式的なブロック回路図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１：ミリ波発振器
２：分岐器
２’：第１のサーキュレータ
２ａ，２’ａ：第１の端子
２ｂ，２’ｂ：第２の端子
２ｃ，２’ｃ：第３の端子
３：パルス変調器
３ａ：入力端
３ｂ：出力端
４：サーキュレータ（第２のサーキュレータ）
４ａ：第１の端子
４ｂ：第２の端子
４ｃ：第３の端子
５：送受信アンテナ
６：ミキサー
11，12：平板導体
13：誘電体線路
14，15：フェライト板
14ａ，15ａ：第１の端子
14ｂ，15ｂ：第２の端子
14ｃ，15ｃ：第３の端子
16，46：第１の誘電体線路
17，47：第２の誘電体線路
18，48：第３の誘電体線路
19，49：第４の誘電体線路
20，50：第５の誘電体線路
21，51：第６の誘電体線路
22：無反射終端器
30：基板
31：チョーク型バイアス供給線路
32：接続端子
33：ダイオード（高周波変調用素子）
34：ダイオード（高周波検波用素子）
【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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