(57)【要約】【課題】高調波やスプリアスなどの不要波を抑えたマイクロ波モジュールを提供すること。【解決手段】送信信号を増幅する電力増幅器１２と、この電力増幅器１２で増幅した送信信号中の不要波成分を除去するフィルタ１５と、このフィルタ１５を通過した送信信号が供給される同軸構造のアンテナ端子１６とを具備したマイクロ波モジュールにおいて、フィルタ１５を非開放型線路で構成したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を増幅する電力増幅器と、この電力増幅器で増幅した送信信号中の不要波成分を除去するフィルタと、このフィルタを通過した前記送信信号が供給される同軸構造のアンテナ端子とを具備したマイクロ波モジュールにおいて、前記フィルタを非開放型線路で構成し、前記フィルタと前記アンテナ端子を同軸線路で接続したことを特徴とするマイクロ波モジュール。
【請求項２】
送信信号を増幅する電力増幅器と、この電力増幅器で増幅した送信信号と受信信号とを分離する送受分離器と、この送受分離器に接続し、前記送信信号中の不要波成分を除去するフィルタと、このフィルタを通過した前記送信信号が供給される同軸構造のアンテナ端子とを具備したマイクロ波モジュールにおいて、前記送受分離器をマイクロストリップ線路を用いて構成し、かつ、前記フィルタを非開放型線路で構成し、前記フィルタと前記アンテナ端子を同軸線路で接続したことを特徴とするマイクロ波モジュール。
【請求項３】
電力増幅器およびフィルタが共通のケースに収納され、前記フィルタのアンテナ側端子をアンテナ端子として使用し、同軸線路を省略した請求項１または請求項２記載のマイクロ波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅した送信信号中に含まれる高調波やスプリアスを抑圧するマイクロ波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波モジュール、たとえばレーダなどに使用される送受信モジュールは、送信信号を増幅する電力増幅器、および送信信号と受信信号を分離する送受分離器、受信信号を増幅する低雑音増幅器などから構成されている。電力増幅器や送受分離器などは、通常、共通のケース内に収納される。
【０００３】
送受信モジュールの場合、高出力の送信信号を得るために、電力増幅器をたとえば飽和領域で動作させる。しかし、飽和領域で動作させると、ほぼ最大の出力が得られるものの、電力増幅器が非線形動作し、高調波やスプリアスなどの不要な周波数成分が発生する。そのため、高調波やスプリアスが空間に放射しないように、不要な周波数成分の通過を阻止するフィルタが設けられる。
【０００４】
ここで、従来のマイクロ波モジュールについて、フィルタを有する送受信モジュールを例にとり図３を参照して説明する。
【０００５】
符号３０は送受信モジュールを構成するケースで、ケース３０内に、入力信号を増幅する電力増幅器３１および送受分離器３２、フィルタ３３、線路変換器３４、低雑音増幅器３５などが配置され、ケース３０の一部に同軸構造のアンテナ端子３６が取り付けられている。
【０００６】
上記した構成において、入力端子Ｔｉから入力した送信信号は電力増幅器３１で増幅され、送受分離器３２たとえばサーキュレータに送られる、送受分離器３２は第１〜第３の３個の端子３２１〜３２３を有し、増幅された送信信号は第１端子３２１に入力する。送信信号は、矢印Ｙで示した順方向に伝送し第２端子３２２に出力する。第２端子３２２から出力した送信信号はフィルタ３３に送られ、高調波やスプリアスなどの不要な周波数成分が除去される。
【０００７】
フィルタ３３は複数のマイクロストリップ線路３３ａ〜３３ｄから構成され、マイクロストリップ線路３３ａ〜３３ｄは隣接するどうしが所定長さ区間で並行する構造になっている。
【０００８】
フィルタ３３から出力した送信信号は、線路変換器３４において、その伝搬モードがマイクロストリップ線路モードから同軸線路モードに変換され、たとえばケース３０に取り付けられた同軸構造のアンテナ端子３６に供給される。その後、アンテナ端子３６に接続されたアンテナ（図示せず）から空間に送信される。
【０００９】
受信信号はアンテナ端子３６から線路変換器３４に供給される。受信信号は、線路変換器３４において、同軸線路モードからマイクロストリップ線路モードに変換される。そして、フィルタ３３を経て、送受分離器３２の第２端子３２２に入力し、第３端子３２３に出力する。その後、低雑音増幅器３５で増幅され、出力端子Ｔｏから外部回路に送られる。
【００１０】
上記した構造のマイクロ波モジュールは特許文献１などに記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特公表２００１−５１３９６９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマイクロ波モジュール、たとえば送受信モジュールは、電力増幅器で発生した不要な周波数成分を除去するためにフィルタ３３が設けられている。従来、送受分離器３２およびフィルタ３３は、マイクロストリップ線路を用いて構成され、フィルタ３３と同軸構造のアンテナ端子３６との間に線路変換器３４が設けられる。
【００１３】
フィルタ３３をマイクロストリップ線路で形成した場合、全体が平面状に構成され、構造が簡単で安価に製作できる。しかし、送受分離器３２とフィルタ３３との接続部や線路変換器３４など信号の伝送部分が、ケース３０内に露出する構造になっている。また、フィルタ３３を構成するマイクロストリップ線路の上方、たとえばフィルタ３３とケース３０の間に空間があり、その空間に不要波が伝搬するモードが存在する。そのため、送受分離器３２からフィルタ３３に入力する不要波が、フィルタ３３とケース３０との間の空間部分を伝搬し、同軸構造のアンテナ端子に入り込む場合があり、スプリアス成分を−６０ｄＢ以下に抑えることが困難になる。
【００１４】
近年、周波数の有効利用および混信防止などの観点から、国際条約や法令でスプリアス発射強度の低減が強化されている。たとえばスプリアス発射許容値は、レーダの場合は−４０ｄＢｃ以下、つまり基本波（Ｃａｒｒｉｅｒ）に対するスプリアス発射強度が−４０ｄＢ以下になっている。しかし、スプリアス発射強度は、より一層の低減が必要とされ、たとえば−６０ｄＢｃ以下の値が求められている。
【００１５】
本発明は、上記した欠点を解決し、高調波やスプリアスなどの不要波を抑えたマイクロ波モジュールを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、送信信号を増幅する電力増幅器と、この電力増幅器で増幅した送信信号中の不要波成分を除去するフィルタと、このフィルタを通過した前記送信信号が供給される同軸構造のアンテナ端子とを具備したマイクロ波モジュールにおいて、前記フィルタを非開放型線路で構成したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、レーダ用送受信ユニットを例にとり図１を参照して説明する。
【００１８】
入力端子Ｔｉから入力した送信信号は移相器１１で位相が制御され、電力増幅器１２で増幅される。増幅された送信信号は送受分離器１３、たとえばサーキュレータに送られる。送受分離器１３は、送信信号が入力する第１端子１３１、および送信信号が出力し受信信号が入力する第２端子１３２、受信信号が出力する第３端子１３３を有し、各端子に入力した信号は矢印Ｙで示した順方向に伝送する構成になっている。この場合、第１端子１３１に入力した送信信号は第２端子１３２に出力する。
【００１９】
第２端子１３２は線路変換器１４を介してフィルタ１５に接続されている。送受分離器１３はマイクロストリップ線路を用いて構成され、フィルタ１５は非開放型の線路、たとえば信号の伝送部分が管壁で囲まれた導波管で構成されている。したがって、線路変換器１４は、送受分離器１３から出力する送信信号の伝搬モードを、マイクロストリップ線路モードから同軸モードに変換して、フィルタ１５に供給する。
【００２０】
フィルタ１５に入力した送信信号は、電力増幅器１２で発生した高調波やスプリアスなど不要な周波数成分が除去される。その後、送信信号はアンテナ端子１６に供給され、アンテナ端子１６に接続したアンテナ（図示せず）から空間に送信される。
【００２１】
受信信号は、アンテナ端子１６からフィルタ１５および線路変換器１４を経て、送受分離器１３の第２端子１３２に入力し、第３端子１３３に出力する。その後、低雑音増幅器１７で増幅される。増幅された受信信号は、移相器１８を経て出力端子Ｔｏから外部回路に供給される。
【００２２】
レーダ用送受信装置の場合、上記した構成の送受信ユニットが複数設けられる。そして、送信信号の送信時は電力増幅器１２がオン状態に設定され、受信時は低雑音増幅器１７がオン状態に設定される。また、送信ビームの送信方向や受信ビームの受信方向を、送受信ユニットを構成する移相器１１や移相器１８の位相量で制御する。電力増幅器１２や低雑音増幅器１７の動作状態、および、移相器１１の位相量の設定は、制御回路１９により制御される。
【００２３】
ここで、上記の送受信ユニットについて、その一部を抜き出した概略の構造を図２を参照して説明する。図２は、図１に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００２４】
符号１０は送受信モジュールを構成するケースで、ケース１０内に、送信信号を増幅する電力増幅器１２および送受分離器１３、線路変換器１４、フィルタ１５、低雑音増幅器１７などが配置され、ケース１０の一部に同軸構造のアンテナ端子１６が取り付けられている。また、フィルタ１５およびアンテナ端子１６間は同軸線路２１で接続されている。
【００２５】
電力増幅部１２および送受分離器１３、線路変換器１４、低雑音増幅器１７の各部分は、たとえば回路基板上に形成され、各回路基板はねじなどでケース１０に固定される。フィルタ１５は、導波管の管壁の一部がねじなどでケース１０に固定される。
【００２６】
図２の場合、フィルタ１５とアンテナ端子１６は同軸線路２１を介して接続されているが、フィルタ１５とアンテナ端子１６は直接接続する構造にすることもできる。この場合、たとえばフィルタのアンテナ側端子がアンテナ端子として使用され、フィルタとアンテナ端子との間を接続する同軸線路が省略される。
【００２７】
上記した構成によれば、フィルタ１５が非開放型の導波管で構成されている。導波管は断面がたとえば矩形状の金属壁から構成され、フィルタ１５とケース１０との間の空間が小さくなり、不要波の伝搬が抑えられる。また、フィルタ１５およびアンテナ端子１６間も、中心導体の周囲が接地導体で囲まれた非開放型の同軸線路２１で接続されている。そのため、送受分離器１３から出力する送信信号などに含まれる不要波のアンテナ端子１６への混入が防止され、高調波やスプリアスを抑圧できる。
【００２８】
その結果、スプリアスレベル−６０ｄＢｃ以下といった厳しい抑圧要求に対しても十分に応できる。
【００２９】
上記の実施形態では、フィルタを導波管で構成している。しかし、フィルタは、フィルタとケース内に発生する空間を小さくし、アンテナ端子への不要波の混入を防止できる構造であればよく、導波管以外の非開放型線路で構成することもできる。たとえば中心導体が接地導体で囲まれた同軸線路、あるいは、通常のマイクロストリップ線路構造の線路導体上方に接地導体を配置した３導体線路などで構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、増幅時に発生した不要波の抑圧が可能なマイクロ波モジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための回路構成図である。
【図２】本発明の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図３】従来例を説明するための概略構造図である。
【符号の説明】
１０…ケース
１１…移相器
１２…電力増幅器
１３…送受分離器
１４…線路変換器
１５…フィルタ
１６…アンテナ端子
１７…低雑音増幅器
１８…移相器
１９…制御回路
Ｔｉ…入力端子
Ｔｏ…出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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