(57)【要約】  【課題】  変調器特性が安定な非放射性誘電体線路用の変調器を提供すること。  【解決手段】  平行平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２がそれらの端部間にＰＩＮダイオード５を挟んで配置され、第１の入出力用誘電体線路１の他方の端部に第１の接続用誘電体線路６が、第２の入出力用誘電体線路２の他方の端部に第２の接続用誘電体線路７が間隔ｄ１，ｄ２をおいて接続されており、第１の入出力用誘電体線路１と第１の接続用誘電体線路６との間隔ｄ１は第１の入出力用誘電体線路１と高周波変調部との間隔ｄ３よりも大きく、かつ第２の入出力用誘電体線路２と第２の接続用誘電体線路７との間隔ｄ２は第２の入出力用誘電体線路２と高周波変調部との間隔ｄ４よりも大きい振幅変調器Ｍ１である。特性要因である間隔ｄ３，ｄ４が安定し、高周波変調部の近傍のインピーダンスが安定することにより変調器特性を安定させることができる。【選択図】  図１
2005311969.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以下の間隔で配置した平行平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路がそれらの対向する端部間に基板上の配線に高周波変調用素子を接続した高周波変調部の前記高周波変調用素子を挟んで配置され、前記第１の入出力用誘電体線路の他方の端部には第１の接続用誘電体線路が、前記第２の入出力用誘電体線路の他方の端部には第２の接続用誘電体線路がそれぞれ間隔をおいて接続されており、前記第１の入出力用誘電体線路と前記第１の接続用誘電体線路との間隔は前記第１の入出力用誘電体線路と前記高周波変調部との間隔よりも大きく、かつ前記第２の入出力用誘電体線路と前記第２の接続用誘電体線路との間隔は前記第２の入出力用誘電体線路と前記高周波変調部との間隔よりも大きいことを特徴とする非放射性誘電体線路用の変調器。
【請求項２】
前記高周波変調用素子は、前記基板に設けられた凹部または前記第１もしくは第２の入出力用誘電体線路の前記端部に設けられた凹部に収容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用の変調器。
【請求項３】
平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路をそれらの対向する端部間に基板上の配線に高周波変調用素子を接続した高周波変調部の前記高周波変調用素子を挟んで配置し、前記第１の入出力用誘電体線路の他方の端部には第１の接続用誘電体線路を前記第１の入出力用誘電体線路と前記高周波変調部との間隔よりも大きな間隔をおいて、前記第２の入出力用誘電体線路の他方の端部には第２の接続用誘電体線路を前記第２の入出力用誘電体線路と前記高周波変調部との間隔よりも大きな間隔をおいてそれぞれ接続し、しかる後、前記平板導体を高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に固定することを特徴とする非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法。
【請求項４】
前記基板に、または前記第１もしくは第２の入出力用誘電体線路の前記端部に凹部を設け、この凹部に前記高周波変調用素子を収容することを特徴とする請求項３記載の非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法。
【請求項５】
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、請求項１または請求項２記載の変調器と、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することを特徴とする高周波送受信器。
【請求項６】
請求項５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非放射性誘電体線路型のミリ波集積回路やミリ波レーダモジュール等に用いられる非放射性誘電体線路用の変調器およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
また、本発明は、その変調器を具備する高周波送受信器およびレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来から、マイクロ波やミリ波等の高周波信号を伝送する非放射性誘電体線路（Non-Radiative Dielectric Waveguide、以下、ＮＲＤガイドともいう。）を用いた振幅変調器に関する技術が提案されている。従来の変調器の例について、図５〜図７を用いて説明する。図５は非放射性誘電体線路の基本的構成を示す部分破断斜視図、図６（ａ）および（ｂ）はそれぞれ従来の非放射性誘電体線路用の変調器の例を示す斜視図および平面図、図７は図６に示す変調器を構成する基板の例を示す平面図である。
【０００４】
変調器を構成する非放射性誘電体線路の基本的構成は、図５に示すように、所定の間隔ａをもって平行に配置された平行平板導体11，12間に、断面が長方形等の矩形状の誘電体線路13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13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13中で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。このような非放射性誘電体線路は、例えば70ＧＨｚ程度のミリ波帯の高周波信号の伝送に好適に用いることができ、これに種々のミリ波帯用の高周波装置を組み込んで回路を形成したミリ波回路が開発されている。
【０００５】
次に、このような非放射性誘電体線路を用いた従来の非放射性誘電体線路用の変調器の例を図６に示す（例えば、非特許文献１を参照）。なお、図６において、非放射性誘電体線路を構成する平行平板導体は図示を省略している。
【０００６】
図６に示す従来の非放射性誘電体線路用の変調器の例は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路14，15がそれらの対向する端部間に基板16上に形成されたチョーク型バイアス供給線路17に高周波変調用素子18を接続した高周波変調部のその高周波変調用素子18を挟んで配置されている構成である。この構成において、基板16上に形成されたチョーク型バイアス供給線路17は、図７に平面図で示すように、幅の広い線路と幅の狭い線路とが周期的に接続された導体線路からなる。このようなチョーク型バイアス供給線路17の中途に高周波変調用素子18が接続され、チョーク型バイアス供給線路17の両端に直流バイアス電圧が重畳された変調用の信号電圧が印加されて、その信号電圧が高周波変調用素子18に印加されることによって、このような高周波変調部はミリ波帯の高周波信号に対する透過型の変調器として使用される。高周波変調用素子18としては、例えば、ＰＩＮダイオード，バラクタダイオード等が用いられる。
【０００７】
以上のような構成により透過型の変調器が構成され、このような透過型の変調器は、次のように動作する。入出力用誘電体線路14を伝搬した高周波信号は、基板16上の高周波変調用素子18を信号電圧に応じた変調が行なわれた高周波信号として透過し、入出力用誘電体線路15から出力される。詳細には、入出力用誘電体線路14から入力された高周波信号は、高周波変調用素子18を透過する際に、高周波変調用素子18に印加される信号電圧に応じてその高周波信号が振幅変調，周波数変調または位相変調され、その振幅変調，周波数変調または位相変調された高周波信号が入出力用誘電体線路15から出力される。
【０００８】
このような従来の非放射性誘電体線路用の変調器は、誘電体線路の途中に介在させて使用される。
【０００９】
また、このような従来の非放射性誘電体線路用の変調器は、ミリ波集積回路やミリ波レーダモジュール等のミリ波回路の構成要素として、通常は、入出力用誘電体線路14，15が他のミリ波回路要素に接続するための接続用誘電体線路に接続されて使用される（例えば、特許文献１を参照）。
【００１０】
また、このような変調器を用いた従来の高周波送受信器およびレーダ装置の例は、特許文献２に開示されている。
【非特許文献１】黒木  太司、米山  務，「ビームリードダイオードを用いた非放射性誘電体線路回路素子」，電子通信学会論文誌Ｃ−Ｉ，社団法人電子情報通信学会，1989年２月，Vol.Ｊ73−Ｃ−Ｉ，No.２，p.71−76
【特許文献１】特開平11−88453号公報
【特許文献２】特開2000−258525号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、非特許文献１または特許文献１には、入出力用誘電体線路14，15の高周波変調部が接続されていない側の端部に接続される接続用誘電体線路との関係については開示されておらず、それら従来の非放射性誘電体線路用の変調器では、接続用誘電体線路の配置に対して、入出力用誘電体線路14，15または高周波変調部の製造における寸法公差のために、入出力用誘電体線路14，15が接続用誘電体線路と物理的に干渉してしまい、このサーキュレータを用いた高周波回路を正常に組み立て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。
【００１２】
また、これに対して入出力用誘電体線路14，15または高周波変調部の製造における寸法公差以上に大きい間隔を入出力用誘電体線路14，15の端部と高周波変調部との間に設ける場合には、その間隔が、実際の製造上は、組み立て装置が持っている部品の取付け精度の性能やその性能の安定性のために、それら入出力用誘電体線路14，15および高周波変調部を平行平板導体11，12に取り付ける際に、それらの取り付け位置の再現性が十分に確保されないことから一定とならないことがある。そのため、高周波信号の入出力の透過特性や高周波変調部での反射特性が変動したり、それら透過特性や反射特性の周波数依存性が変動したりして、変調器特性が不安定になるという問題点があった。
【００１３】
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、非放射性誘電体線路用の変調器において、他の高周波回路部品と接続するための接続用誘電体線路を含み、これと高周波信号を入出力させる入出力用誘電体線路とを物理的に干渉することなく安定に組み込み可能であり、変調器特性が安定である非放射性誘電体線路用の変調器およびその製造方法ならびにその変調器を具備する高周波送受信器およびレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の非放射性誘電体線路用の変調器は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路がそれらの対向する端部間に基板上の配線に高周波変調用素子を接続した高周波変調部の前記高周波変調用素子を挟んで配置され、前記第１の入出力用誘電体線路の他方の端部には第１の接続用誘電体線路が、前記第２の入出力用誘電体線路の他方の端部には第２の接続用誘電体線路がそれぞれ間隔をおいて接続されており、前記第１の入出力用誘電体線路と前記第１の接続用誘電体線路との間隔は前記第１の入出力用誘電体線路と前記高周波変調部との間隔よりも大きく、かつ前記第２の入出力用誘電体線路と前記第２の接続用誘電体線路との間隔は前記第２の入出力用誘電体線路と前記高周波変調部との間隔よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の非放射性誘電体線路用の変調器は、上記構成において、前記高周波変調用素子は、前記基板に設けられた凹部または前記第１もしくは第２の入出力用誘電体線路の前記端部に設けられた凹部に収容されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法は、平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路をそれらの対向する端部間に基板上の配線に高周波変調用素子を接続した高周波変調部の前記高周波変調用素子を挟んで配置し、前記第１の入出力用誘電体線路の他方の端部には第１の接続用誘電体線路を前記第１の入出力用誘電体線路と前記高周波変調部との間隔よりも大きな間隔をおいて、前記第２の入出力用誘電体線路の他方の端部には第２の接続用誘電体線路を前記第２の入出力用誘電体線路と前記高周波変調部との間隔よりも大きな間隔をおいてそれぞれ接続し、しかる後、前記平板導体を高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に固定することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法は、上記構成において、前記基板に、または前記第１もしくは第２の入出力用誘電体線路の前記端部に凹部を設け、この凹部に前記高周波変調用素子を収容することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明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、上記構成のいずれかの本発明の変調器と、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することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明のレーダ装置は、上記構成の本発明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。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の非放射性誘電体線路用の変調器によれば、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路がそれらの対向する端部間に基板上の配線に高周波変調用素子を接続した高周波変調部の前記高周波変調用素子を挟んで配置され、第１の入出力用誘電体線路の他方の端部には第１の接続用誘電体線路が、第２の入出力用誘電体線路の他方の端部には第２の接続用誘電体線路がそれぞれ間隔をおいて接続されており、第１の入出力用誘電体線路と第１の接続用誘電体線路との間隔は第１の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔よりも大きく、かつ第２の入出力用誘電体線路と第２の接続用誘電体線路との間隔は第２の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔よりも大きいことから、第１および第２の入出力用誘電体線路の線路長に製造における寸法公差を設定し、第１および第２の接続用誘電体線路ならびに高周波変調部を予め所定位置に位置決めしても、第１の入出力用誘電体線路と第１の接続用誘電体線路との間の間隔および第２の入出力用誘電体線路と第２の接続用誘電体線路との間の間隔が、第１および第２の入出力用誘電体線路の線路長の製造における寸法公差を吸収する働きをするとともに、第１の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔および第２の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔を狭くするために第１および第２の接続用誘電体線路ならびに高周波変調部のいずれかと物理的に干渉させることなく第１および第２の入出力用誘電体線路を確実に配置することができる。しかも、第１および第２の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔が安定するので、変調器の透過特性の周波数依存性等の変調器特性を安定にすることができる非放射性誘電体線路用の変調器となる。また、第１の入出力用誘電体線路と高周波変調用素子が接続された基板の誘電体線路が対向する部分とが広帯域にインピーダンス整合するように調節できるので、様々なインピーダンスを有する高周波変調用素子に対して所望の動作周波数でインピーダンス整合ができる非放射性誘電体線路用の変調器となる。
【００２１】
また、本発明の非放射性誘電体線路用の変調器によれば、高周波変調用素子は、基板に設けられた凹部または第１もしくは第２の入出力用誘電体線路の端部に設けられた凹部に収容されているときには、第１および第２の入出力用誘電体線路をそれらが高周波変調部に当接するまで近接させても、第１もしくは第２の入出力用誘電体線路の端部が高周波変調用素子に衝突して高周波変調用素子を破壊してしまうことを防止できるため、第１および第２の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔をより狭くして安定にすることができるので、変調器特性をさらに安定にすることができる非放射性誘電体線路用の変調器となる。
【００２２】
また、本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法によれば、平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路をそれらの対向する端部間に基板上の配線に高周波変調用素子を接続した高周波変調部の前記高周波変調用素子を挟んで配置し、第１の入出力用誘電体線路の他方の端部には第１の接続用誘電体線路を第１の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔よりも大きな間隔をおいて、第２の入出力用誘電体線路の他方の端部には第２の接続用誘電体線路を第２の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔よりも大きな間隔をおいてそれぞれ接続し、しかる後、平板導体を高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に固定することから、予め位置決めされている第１および第２の接続用誘電体線路ならびに高周波変調部は、他の物に物理的に干渉することなく確実に所定位置に配置されるとともに、その後に位置決めされる第１および第２の入出力用誘電体線路は、高周波変調部側に寄せて配置されるため、第１および第２の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔が狭くなり、製造におけるその間隔のばらつきが少なくなるので、変調器特性の安定した変調器を製造することができる非放射性誘電体線路の変調器の製造方法となる。
【００２３】
また、本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法によれば、基板に、または第１もしくは第２の入出力用誘電体線路の端部に凹部を設け、この凹部に高周波変調用素子を収容するときには、第１および第２の入出力用誘電体線路を当接させても第１もしくは第２の入出力用誘電体線路の端部が高周波変調用素子に衝突して高周波変調用素子を破壊してしまうことがないため、第１および第２の入出力用誘電体線路を高周波変調部に当接させて、簡単かつ確実に第１および第２の入出力用誘電体線路と高周波変調部との位置関係を一定にすることができるので、変調器特性のさらに安定した変調器を製造することができる非放射性誘電体線路の変調器の製造方法となる。
【００２４】
本発明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、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、その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、上記構成のいずれかの本発明の変調器と、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、変調器の出力が第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第２の端子に接続された送受信アンテナと、分岐器の他方の出力端とサーキュレータの第３の端子との間に接続された、他方の出力端に分岐された高周波信号と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することから、変調器が高周波信号を透過させるときの変調器の透過特性の周波数依存性が安定することにより送信する高周波信号の送信出力が安定するため、送受信をする相手との通信を安定に行なうことができる高周波送受信器となる。
【００２５】
また、本発明のレーダ装置によれば、上記構成の本発明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することから、高周波送受信器が送信用高周波信号を出力するときの送信出力が安定することにより変調された高周波信号がレーダ装置から探知対象物に向かって安定した出力で送信されるため、送受信を安定にすることができ、誤探知を起こしにくいレーダ装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の非放射性誘電体線路用の変調器およびその製造方法ならびにその変調器を具備する本発明の高周波送受信器および本発明のレーダ装置の実施の形態の例について、変調器が振幅変調器である場合を例にとって以下に詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の実施の形態の一例としての振幅変調器Ｍ１を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。また、図２は本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の実施の形態の他の例としての振幅変調器Ｍ２を示す横断面図である。また、図３は図１に示す振幅変調器Ｍ１の構成要素である基板の例を示す平面図である。また、図４は本発明の高周波送受信器および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１〜図３において、１および２はそれぞれ第１および第２の入出力用誘電体線路、３は基板、４は配線としてのチョーク型バイアス供給線路、５は高周波変調用素子としてのＰＩＮダイオード、６および７はそれぞれ第１および第２の接続用誘電体線路である。また、３ａは基板３に設けられた凹部である。なお、図１および図２において、平行平板導体は図示していない。また、図４において、21は高周波発振器、22は分岐器、23は振幅変調器、24はサーキュレータ、25は送受信アンテナ、26はミキサーである。
【００２８】
図１に示す本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の実施の形態の一例である振幅変調器Ｍ１は、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２がそれらの対向する端部間に基板３上のチョーク型バイアス供給線路４にＰＩＮダイオード５を接続した高周波変調部のそのＰＩＮダイオード５を挟んで配置され、第１の入出力用誘電体線路１の他方の端部には第１の接続用誘電体線路６が、第２の入出力用誘電体線路２の他方の端部には第２の接続用誘電体線路７がそれぞれ間隔ｄ１，ｄ２をおいて接続されており、第１の入出力用誘電体線路１と第１の接続用誘電体線路６との間隔ｄ１は第１の入出力用誘電体線路１と高周波変調部、ここではＰＩＮダイオード５が実装された基板３との間隔ｄ３よりも大きく、かつ第２の入出力用誘電体線路２と第２の接続用誘電体線路７との間隔ｄ２は第２の入出力用誘電体線路２と高周波変調部、ここでは同じくＰＩＮダイオード５が実装された基板３との間隔ｄ４よりも大きくなっている構成である。
【００２９】
上記構成において、ＰＩＮダイオード５は基板３に実装されている。ここで、基板３は、図７に平面図で示すような構成のものである。例えば、図３に示す基板３の一主面にチョーク型バイアス供給線路４を形成し、その中途にフリップチップ実装されたＰＩＮダイオード５を設けたものである。このＰＩＮダイオード５の順方向電流をオン／オフすることにより、このＰＩＮダイオード５を透過するミリ波信号に対してオン／オフ制御（スイッチング制御）等の振幅制御を行なうことができる。
【００３０】
そして、第１の入出力用誘電体線路１の先端部の延長方向上に、その先端部に対向させてＰＩＮダイオード５が実装された基板３を挟むようにして、第２の入出力用誘電体線路２が配置される。その際、基板３のＰＩＮダイオード５が実装される側は、第１の入出力用誘電体線路１および第２の入出力用誘電体線路２のどちらに対向していても構わない。しかしながら、少なくとも、基板３のＰＩＮダイオード５が実装される側と第１の入出力用誘電体線路１または第２の入出力用誘電体線路２との間には、第１の入出力用誘電体線路１の端面または第２の入出力用誘電体線路２の端面がＰＩＮダイオード５に接触しないように間隔を設ける必要がある。その理由は、ＰＩＮダイオード５が第１の入出力用誘電体線路１の端面または第２の入出力用誘電体線路２の端面に接触すると、ＰＩＮダイオード５と基板３との接続部の接続状態が不安定となり変調器特性が不安定となったり、ＰＩＮダイオード５が基板３から脱落したり、もしくはＰＩＮダイオード５が破壊されて変調器特性が得られなくなったりすることがあるためである。
【００３１】
また、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２と高周波変調部であるＰＩＮダイオード５が実装された基板３との間隔ｄ３，ｄ４は、ＰＩＮダイオード５を透過する高周波信号に対するインピーダンスおよびＰＩＮダイオード５で反射する高周波信号に対するインピーダンスに大きな影響を与え、変調器特性である変調器のオン／オフ比特性の周波数依存性およびオン状態にある変調器の透過特性の周波数依存性を大きく変化させる要因となるため、なるべく一定となるようにすることが望ましい。それには、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２と高周波変調部であるＰＩＮダイオード５が実装された基板３との間隔ｄ３，ｄ４をなるべく狭くすることが有効となる。すなわち、そのようにすれば、特性要因である間隔ｄ３，ｄ４が安定し、高周波変調部の近傍のインピーダンスが安定することにより、上記変調器特性を安定させることができる。
【００３２】
また、一方、このように第１の入出力用誘電体線路１と第２の入出力用誘電体線路２との間に間隔ｄ３，ｄ４をおいて高周波変調部であるＰＩＮダイオード５が実装された基板３が設けられ、さらに、他の高周波回路要素と接続するために、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２は、それぞれ第１および第２の接続用誘電体線路６，７に間隔ｄ１，ｄ２をおいて接続される。その際、非放射性誘電体線路用の変調器と他の高周波回路要素との回路配置上、まず、第１および第２の接続用誘電体線路１，２およびＰＩＮダイオード５が実装された基板３を位置決めする必要があるが、そのようにしても、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２と第１および第２の接続用誘電体線路６，７とのそれぞれの間に設けられた間隔ｄ１，ｄ２が、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２の線路長についての製造における寸法公差を吸収するため、第１および第２の接続用誘電体線路６，７とＰＩＮダイオード５が実装された基板３とのそれぞれの間に第１および第２の入出力用誘電体線路１，２を確実に配置することができる。なお、第１および第２の接続用誘電体線路６，７によって接続される他の高周波回路要素としては、例えば、サーキュレータ，アイソレータ，カプラ，ターミネータ，ミキサーもしくは他の変調器または非放射性誘電体線路の外部に設けられるアンテナや発振器等と接続するための導波管の開放終端部等がある。
【００３３】
その際、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２と第１および第２の接続用誘電体線路６，７とのそれぞれの間に設けられた間隔ｄ１，ｄ２は、それらの間を透過する高周波信号の透過特性に影響を与えることとなるが、その影響は、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２とＰＩＮダイオード５が実装された基板３とのそれぞれの間に設けられた間隔ｄ３，ｄ４がＰＩＮダイオード５および基板３を透過する高周波信号の透過特性に与える影響よりも小さい。その理由は、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２と第１および第２の接続用誘電体線路６，７とのそれぞれの間には、基板３のように非放射性誘電体線路を構成しない大きな部分がないためである。なお、間隔ｄ１，ｄ２は、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２ならびに第１および第２の接続用誘電体線路６，７に伝送される高周波信号の波長（λ）の８分の１以下の長さとすることが好適である。
【００３４】
従って、変調器特性を安定にするには、第１の入出力用誘電体線路１と第１の接続用誘電体線路６との間隔ｄ１は第１の入出力用誘電体線路１と高周波変調部との間隔ｄ３よりも大きく、かつ第２の入出力用誘電体線路２と第２の接続用誘電体線路７との間隔ｄ２は第２の入出力用誘電体線路２と高周波変調部との間隔ｄ４よりも大きくするとよい。
【００３５】
図１に示す本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の実施の形態の一例である振幅変調器Ｍ１は、上記構成としたことから、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２の線路長についての製造における寸法公差を、第１および第２の接続用誘電体線路６，７ならびに基板３を所定位置に配置し、その後、この第１および第２の入出力用誘電体線路１，２を配置する際、間隔ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４のそれぞれが、０よりも大きく、かつλ／８以下（０＜ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４≦λ／８）となるように設定するとともに、第１および第２の接続用誘電体線路６，７ならびに高周波変調部であるＰＩＮダイオード５が実装された基板３を先に所定位置に位置決めするとしても、第１の入出力用誘電体線路１と第１の接続用誘電体線路６との間の間隔ｄ１および第２の入出力用誘電体線路２と第２の接続用誘電体線路７との間の間隔ｄ２が、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２の線路長の製造における寸法公差を吸収する働きをするとともに、第１の入出力用誘電体線路１とＰＩＮダイオード５が実装された基板３との間隔ｄ３および第２の入出力用誘電体線路２とＰＩＮダイオード５が実装された基板３との間隔ｄ４を狭くするために第１および第２の接続用誘電体線路６，７ならびにＰＩＮダイオード５が実装された基板３のいずれかと物理的に干渉させることなく第１および第２の入出力用誘電体線路１，２を確実に配置することができる。しかも、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２とＰＩＮダイオード５が実装された基板３との間隔ｄ３，ｄ４が安定するので、変調器特性を安定にすることができる。また、インピーダンスの不連続部である間隔ｄ３，ｄ４が狭くなることにより第１もしくは第２の入出力用誘電体線路１，２とＰＩＮダイオード５が実装された基板３のその第１もしくは第２の誘電体線路１，２が対向する部分とが広帯域にインピーダンス整合するように調節できるので、様々なインピーダンスを有するＰＩＮダイオード５に対して所望の動作周波数でインピーダンスを整合させることができる。
【００３６】
次に、図２に示す本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の実施の形態の他の例である振幅変調器Ｍ２は、図１に示す振幅変調器Ｍ１に対して、ＰＩＮダイオード５が基板３に設けられた凹部３ａに収容されている構成である。なお、この凹部３ａは、基板３に設ける代わりに第１もしくは第２の入出力用誘電体線路１，２の端部に設けても構わない。
【００３７】
上記構成において、ＰＩＮダイオード５は、図１に示す振幅変調器Ｍ１と同様に、基板３に形成されたチョーク型バイアス供給線路４に接続されるが、この場合には、チョーク型バイアス供給線路４は、基板３の内部に形成され、凹部３ａにおいてその一部が露出され、この凹部３ａ内に露出したチョーク型バイアス供給線路４の中途に直列にＰＩＮダイオード５が接続される。また、基板３には、凹部３ａ以外にスルーホール（図示せず）が設けられ、このスルーホールを介してチョーク型バイアス供給線路４は外部回路に接続される。また、凹部３ａの深さは、凹部３ａの内側においてチョーク型バイアス供給線路４にＰＩＮダイオード５を接続した際にＰＩＮダイオード５が凹部３ａの開口部から外側に飛び出さないような深さとされる。このようにすれば、第１もしくは第２の入出力用誘電体線路１，２の端部を基板３の凹部３ａを含む領域に当接させても、その第１もしくは第２の入出力用誘電体線路１，２がＰＩＮダイオード５に接触してＰＩＮダイオード５を破壊するといったことがなく、上記のような不具合を回避することができる。
【００３８】
図２に示す本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の実施の形態の他の例である振幅変調器Ｍ２は、上記構成としたことから、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２を、それらの端部が高周波変調部であるＰＩＮダイオード５が実装された基板３に当接するまで近接させても、その第１もしくは第２の入出力用誘電体線路１，２の端部がＰＩＮダイオード５に衝突してＰＩＮダイオード５を破壊してしまうといったことが防止されるため、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２とＰＩＮダイオード５が実装された基板３との間隔をより狭くして安定にすることができるので、さらに変調器特性を安定にすることができる。
【００３９】
次に、本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法の実施の形態の一例は、平板導体間に、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２をそれらの対向する端部間に基板３上のチョーク型バイアス供給線路４にＰＩＮダイオード５を接続した高周波変調部のそのＰＩＮダイオード５を挟んで配置し、第１の入出力用誘電体線路１の他方の端部には第１の接続用誘電体線路６を第１の入出力用誘電体線路１とその高周波変調部との間隔ｄ３よりも大きな間隔ｄ１をおいて、第２の入出力用誘電体線路２の他方の端部には第２の接続用誘電体線路７を第２の入出力用誘電体線路２とその高周波変調部との間隔ｄ４よりも大きな間隔ｄ２をおいてそれぞれ接続し、しかる後、平板導体を高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に固定する構成である。
【００４０】
本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法の実施の形態の一例によれば、上記構成とすることから、先に位置決めされている第１および第２の接続用誘電体線路６，７ならびに高周波変調部であるＰＩＮダイオード５が実装された基板３は、他の物に物理的に干渉されることなく確実に所定位置に配置されるとともに、その後に位置決めされる第１および第２の入出力用誘電体線路１，２は高周波変調部側に寄せて配置されるため、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２と高周波変調部との間隔が狭くなり、その間隔の製造におけるばらつきが少なくなるので、変調器特性の安定した変調器を製造することができる。
【００４１】
また、本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の製造方法の実施の形態の他の例は、基板３に、または第１もしくは第２の入出力用誘電体線路１，２の端部に（この例においては基板３に）凹部３ａを設け、この凹部３ａにＰＩＮダイオード５を収容するときには、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２の端部を基板３に当接させても第１もしくは第２の入出力用誘電体線路１，２の端部がＰＩＮダイオード５に衝突してＰＩＮダイオード５を破壊してしまうといったことがないため、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２を高周波変調部に当接させることによって第１および第２の入出力用誘電体線路１，２と高周波変調部との位置関係を簡単確実に一定にすることができるので、変調器特性のさらに安定した変調器を製造することができる。
【００４２】
次に、本発明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、第１および第２の入出力用誘電体線路１，２ならびに第１および第２の接続用誘電体線路６，７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。また、ＰＩＮダイオード５はヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）製のものが好ましく、これは応答速度が速く急峻な振幅変調を行なうのに適している。
【００４３】
また、基板３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４を形成したものが使用される。
【００４４】
また、非放射性誘電体線路用の平板導体には、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。
【００４５】
なお、本発明でいう高周波信号の周波数帯域は、数10〜数100ＧＨｚ帯域のマイクロ波帯域およびミリ波帯域に相当し、例えば30ＧＨｚ以上、特に50ＧＨｚ以上、さらには70ＧＨｚ以上の高周波帯域が好適である。特に、76〜77ＧＨｚが好ましく、本発明の振幅変調器Ｍ１を作動周波数が76〜77ＧＨｚ程度である自動車用のミリ波レーダモジュール等のミリ波送受信器に用いた場合には、ＰＩＮダイオードを用いた振幅変調器は入力されるミリ波信号の出力が変化しても安定に動作するので、振幅変調器に入力されるミリ波信号の強度が発振器の不安定性等で変化しても、安定な振幅変調特性が得られるものとなる。
【００４６】
次に、本発明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、高周波信号を発生する高周波発振器21と、この高周波発振器21に接続された、高周波信号を分岐して一方の出力端22ｂと他方の出力端22ｃとに出力する分岐器22と、一方の出力端22ｂに接続された、この一方の出力端22ｂ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、上記本発明の変調器、ここでは振幅変調器23と、磁性体の周囲に第１の端子24ａ，第２の端子24ｂおよび第３の端子24ｃ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、振幅変調器23の出力が第１の端子24aに入力されるサーキュレータ24と、このサーキュレータ24の第２の端子24ｂに接続された送受信アンテナ25と、分岐器22の他方の出力端22ｃとサーキュレータ24の第３の端子24ｃとの間に接続された、他方の出力端22ｃに分岐された高周波信号と送受信アンテナ25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26とを具備する構成である。
【００４７】
また、本発明のレーダ装置の実施の形態の一例は、同じ図４にブロック回路図で示すように、上記本発明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27とを具備する構成である。
【００４８】
図４に示す本発明の高周波送受信器および本発明のレーダ装置の実施の形態の一例は、上記構成とすることから、高周波送受信器は、振幅変調器23が高周波信号を透過させるときの振幅変調器23の透過特性の周波数依存性が安定することにより送信する高周波信号の送信出力が安定するため、送受信をする相手との通信を安定に行なうことができる高周波送受信器となり、このような送受信性能が安定する高周波送受信器をレーダ装置に備えるために、高周波信号の送受信を安定に行なうことができ、誤探知を起こしにくいレーダ装置となる。
【００４９】
かくして、本発明によれば、非放射性誘電体線路用の変調器において、他の高周波回路部品と接続するための接続用誘電体線路を含み、これと高周波信号を入出力させる入出力用誘電体線路とを物理的に干渉することなく安定に組み込み可能であり、変調器特性が安定である非放射性誘電体線路用の変調器およびその製造方法ならびにその変調器を具備する高周波送受信器およびレーダ装置を提供することができる。
【００５０】
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いため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、所定の最大出力を越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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、本発明の変調器は、振幅変調器以外に周波数変調器または位相変調器を構成してそれら変調に用いてもよい。この場合には、特性要因である間隔ｄ３，ｄ４が安定し、変調器の反射特性の周波数依存性または透過特性の位相成分の周波数依存性が安定することにより、周波数変調器における周波数変化範囲を、あるいは位相変調器における位相変化範囲をそれぞれ安定にすることができる非放射性誘電体線路用の変調器およびその製造方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の実施の形態の一例としての振幅変調器Ｍ１を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の非放射性誘電体線路用の変調器の実施の形態の他の例としての振幅変調器Ｍ２を示す横断面図である。
【図３】図１に示す振幅変調器Ｍ１の構成要素である基板３の例を示す平面図である。
【図４】本発明の高周波送受信器および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５】非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）の基本的構成を示す部分破断斜視図である。
【図６】従来の非放射性誘電体線路用の変調器の例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図７】従来の非放射性誘電体線路用の変調器を構成する基板の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１：第１の入出力用誘電体線路
２：第２の入出力用誘電体線路
３：基板
３ａ：凹部
４：チョーク型バイアス供給線路（配線）
５：ＰＩＮダイオード（高周波変調用素子）
６：第１の接続用誘電体線路
７：第２の接続用誘電体線路
21：高周波発振器
22：分岐器
22ａ：入力端
22ｂ：一方の出力端
22ｃ：他方の出力端
23：振幅変調器
24：サーキュレータ
24ａ：第１の端子
24ｂ：第２の端子
24ｃ：第３の端子
25：送受信アンテナ
26：ミキサー
27：距離情報検出器
Ｍ１，Ｍ２：振幅変調器
ｄ１：第１の入出力用誘電体線路と第１の接続用誘電体線路との間隔
ｄ２：第２の入出力用誘電体線路と第２の接続用誘電体線路との間隔
ｄ３：第１の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔
ｄ４：第２の入出力用誘電体線路と高周波変調部との間隔
【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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