(57)【要約】  【課題】  簡単な構成で受信性能が高い高周波送受信器を提供すること。  【解決手段】  第１のサーキュレータ２と、第１のサーキュレータ２に接続された第２のサーキュレータ４と、第１のサーキュレータ２に接続されたミリ波発振器１と、第１のサーキュレータ２に接続されたパルス変調器３と、第２のサーキュレータ４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とパルス変調器３との間に接続されたミキサー６とを具備する高周波送受信器である。第２のサーキュレータ４の第３の端子４ｃから不要なミリ波信号が漏洩する時にローカル信号がミキサー６に入力されていないため、受信すべきミリ波信号を劣化させることなく、その不要なミリ波信号に対応する中間周波信号のみを効果的に抑制することができるので、高周波送受信器の受信性能が向上する。【選択図】  図１
2005274331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する第１のサーキュレータと、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する、前記第１の端子が前記第１のサーキュレータの前記第３の端子に接続された第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の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、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２のサーキュレータの前記第３の端子と前記パルス変調器の前記他端との間に接続された、前記パルス変調器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して前記第２のサーキュレータ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することを特徴とする高周波送受信器。
【請求項２】
前記高周波発振器と前記第１のサーキュレータとの間および前記第１のサーキュレータと前記第２のサーキュレータとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備することを特徴とする請求項１記載の高周波送受信器。
【請求項３】
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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する第１のサーキュレータと、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する、前記第１の端子が前記第１のサーキュレータの前記第２の端子に接続された第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２のサーキュレータの前記第２の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、前記第２のサーキュレータの前記第３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の端子と前記パルス変調器の前記他端との間に接続された、前記パルス変調器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して前記第２のサーキュレータを経て前記第１のサーキュレータ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することを特徴とする高周波送受信器。
【請求項４】
前記高周波発振器と前記第１のサーキュレータとの間および前記パルス変調器と前記ミキサーとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備することを特徴とする請求項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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力するサーキュレータと、こ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、前記サーキュレータの前記第２の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、前記サーキュレータの前記第３の端子に接続された、前記高周波信号を透過させるアイソレータと、このアイソレータに接続された、前記高周波信号を送信する送信アンテナと、前記パルス変調器の前記他端側に接続された受信アンテナと、前記パルス変調器と前記受信アンテナとの間に接続された、前記パルス変調器から入力される前記高周波信号と前記受信アンテナで受信して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することを特徴とする高周波送受信器。
【請求項６】
前記高周波発振器と前記サーキュレータとの間および前記受信アンテナと前記ミキサーとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備する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、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が不要な信号として受信系に漏洩し、これが受信性能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】
しかしながら、パルス変調方式では、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が送受信器の送信系と受信系との間のアイソレーションの不足等により受信系に不要な信号として漏洩し、これが受信系の後段の増幅器を飽和させてしまうことにより受信性能に悪影響を及ぼすという問題点があった。
【０００５】
従来から、これに類する問題点に対する解決策はいくつか提案されている。例えば、特許文献２，特許文献３には、レーダ送信機が送信パルスを発生する期間だけ低雑音増幅器のバイアス電圧を切ることにより、その低雑音増幅器が飽和状態にならないようにするための低雑音増幅器駆動回路を内部に設けたレーダ受信器が開示されている。また、特許文献４〜特許文献６には、低雑音増幅器の前後に２つのスイッチを備え、２つのスイッチの他のポート同士を接続する構成とし、受信信号レベルが大きい時には、２つのスイッチにより低雑音増幅器がない経路に切り換えるようにしたレーダ受信機が開示されている。また、特許文献７には、受信アンテナからの高周波信号を遮断するメカニカルシャッタを備えたレーダ用受信機が開示されている。
【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８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】実開平５−8480号公報
【特許文献３】実開平５−11079号公報
【特許文献４】実開平５−11081号公報
【特許文献５】実開平５−73581号公報
【特許文献６】特開平５−80144号公報
【特許文献７】特開平10−39001号公報
【特許文献８】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２〜特許文献７に開示されている構成では、いずれも、受信した高周波信号に含まれる不要な信号を取り除くために受信した高周波信号そのものを一定時間だけ遮断するものであることから、その処理が新たに加わったがために、受信した高周波信号が損失を受けたり、歪んだり、あるいは別の不要なノイズが加わったりしてしまって、受信すべき高周波信号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。この問題点は、受信した高周波信号を遮断する一定時間の前後を避けて受信するようにすれば幾分かは改善できるが、その場合には受信することができる時間帯が狭くなってしまうという別の問題点が生ずることとなる。また、このような受信性能の低下により、至近距離または遠距離と送受信することができなくなったり、信号検出に誤りが生じやすくなったりするという問題点もあった。
【０００８】
具体的には、特許文献２〜特許文献６に開示されている構成では、ミキサーの入力部の前に設けられたスイッチや低雑音増幅器が受信した微弱な高周波信号を透過させるときに、この受信した微弱な高周波信号がスイッチや低雑音増幅器の透過損失のためにさらに弱められてしまい、ミキサーの受信感度を下回ってしまって受信することができなくなるか、または受信する高周波信号の強度を確保するために送受信することができる距離が短くなるという問題点があった。また、このように受信された高周波信号が微弱なために、Ｓ／Ｎ（信号対ノイズ）比が悪くなって、信号検出に誤り（符号誤りあるいは誤検知等）が生じやすくなるという問題点があった。また、それらスイッチや低雑音増幅器を駆動するための駆動回路を別途設ける必要があるので構成が複雑化するという問題点や、その駆動回路の駆動用の信号が受信された高周波信号にノイズとして混入したり、スイッチや低雑音増幅器の動作に付随して発生するノイズが受信された高周波信号に混入したりして、この受信された高周波信号を歪ませてしまうため、このノイズや歪みを含んだ高周波信号を避けて受信しようとすれば、受信することができる時間帯が狭くなり、特に至近距離の対象に対して送受信することができなくなるという問題点もあった。
【０００９】
また、特許文献７に開示されている構成では、メカニカルシャッタが受信された高周波信号を透過させる際の透過損失のため、この受信された高周波信号が弱められて、上記と同様に受信性能が低下するという問題点があった。また、メカニカルシャッタを駆動するための駆動回路を別途設ける必要があるので構成が複雑化するという問題点もあった。また、メカニカルシャッタは一般的には開閉動作が遅いため、パルス変調された送信用の高周波信号を送出する時間の前後で、不要な高周波信号を透過させたり、必要な高周波信号を透過させなかったりしてしまうことがあるため、この時を避けて送受信せざるを得ず、高周波信号を正常に受信することができる時間帯が狭くなり、特に至近距離の対象に対して送受信することができなくなるという問題点もあった。
【００１０】
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、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が不要な信号として受信系に漏洩する際に、受信すべき高周波信号を劣化させることなく、その不要な高周波信号に対応する中間周波信号のみ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を提供することにある。
【００１３】
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】
【００１４】
本発明の第１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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する第１のサーキュレータと、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する、前記第１の端子が前記第１のサーキュレータの前記第３の端子に接続された第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の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、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２のサーキュレータの前記第３の端子と前記パルス変調器の前記他端との間に接続された、前記パルス変調器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して前記第２のサーキュレータ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することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の第１の高周波送受信器は、上記構成において、前記高周波発振器と前記第１のサーキュレータとの間および前記第１のサーキュレータと前記第２のサーキュレータとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備する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、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する第１のサーキュレータと、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する、前記第１の端子が前記第１のサーキュレータの前記第２の端子に接続された第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２のサーキュレータの前記第２の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、前記第２のサーキュレータの前記第３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の端子と前記パルス変調器の前記他端との間に接続された、前記パルス変調器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して前記第２のサーキュレータを経て前記第１のサーキュレータ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することを特徴とするものである。
【００１７】
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、前記高周波発振器と前記第１のサーキュレータとの間および前記パルス変調器と前記ミキサーとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備する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、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力するサーキュレータと、こ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、前記サーキュレータの前記第２の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、前記サーキュレータの前記第３の端子に接続された、前記高周波信号を透過させるアイソレータと、このアイソレータに接続された、前記高周波信号を送信する送信アンテナと、前記パルス変調器の前記他端側に接続された受信アンテナと、前記パルス変調器と前記受信アンテナとの間に接続された、前記パルス変調器から入力される前記高周波信号と前記受信アンテナで受信して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することを特徴とするものである。
【００１９】
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、前記高周波発振器と前記サーキュレータとの間および前記受信アンテナと前記ミキサーとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明のレーダ装置は、上記各構成の本発明の第１乃至第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。
【００２１】
また、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。
【００２２】
また、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】
【００２３】
本発明の第１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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する第１のサーキュレータと、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する、前記第１の端子が前記第１のサーキュレータの前記第３の端子に接続された第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の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、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２のサーキュレータの前記第３の端子と前記パルス変調器の前記他端との間に接続された、前記パルス変調器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して前記第２のサーキュレータ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することから、第１のサーキュレータとパルス変調器とが、共同して、パルス変調器が第１のサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力している（高周波信号を反射している）間には、パルス変調器は高周波信号を反射して第１のサーキュレータの第３の端子から第２のサーキュレータの第１の端子および第２の端子を介して送受信アンテナへ送ってその高周波信号を送信用の高周波信号として出力するとともに、ミキサー側にはローカル信号としての高周波信号を出力しないように動作する。一方、パルス変調器が第１のサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用の高周波信号を出力する前までには、パルス変調器はミキサー側にローカル信号としての高周波信号を透過させて出力するとともに第１のサーキュレータの第３の端子へは送信用としての高周波信号を反射しないように動作する。従って、パルス変調器が第１のサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を反射して出力している間には、送信用のパルス化された高周波信号が第２のサーキュレータの第１の端子に入力され、その一部がパルス状の不要な高周波信号として第３の端子から漏洩されて、それがミキサーの一方の入力端子に入力されるが、この時、パルス変調器がローカル信号としての高周波信号を出力していないことによりミキサーの他方の入力端子にはローカル信号としての高周波信号が入力されないため、ミキサーからは、そのパルス状の不要な高周波信号に対応した不要な中間周波信号が出力されないように動作する。一方、パルス変調器が第１のサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用の高周波信号を出力する前までの間は、送信用のパルス化された高周波信号の送出が終わっており、その一部であるパルス状の不要な高周波信号が第２のサーキュレータの第３の端子からミキサーへ漏洩することはなく、送受信アンテナで受信した受信すべき高周波信号のみが第２のサーキュレータの第２の端子から第３の端子を通ってミキサーの一方の入力端子に入力されるとともに、この時、パルス変調器がローカル信号としての高周波信号を透過させてミキサーへ出力することによりミキサーの他方の入力端子にはそのローカル信号としての高周波信号が入力されるように動作するため、ミキサーからは送受信アンテナで受信した受信すべき高周波信号に対応した中間周波信号のみが出力されるように動作する。そして、全体としてこのように動作する結果、従来のように受信した高周波信号そのものを一定時間だけ遮断するといった処理や、ミキサーよりも後の中間周波信号を処理する回路において中間周波信号を一定時間だけ遮断するといった処理をしなくても、不要な中間周波信号が増幅器を飽和させるような不具合を効果的に回避することができ、そのような処理のために受信すべき高周波信号が劣化するということがなくなるので、受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。また、そのような処理の前後で受信することができない時間が発生するといったこともなくなり、広い時間帯で受信することができる高周波送受信器となる。
【００２４】
また、本発明の第１の高周波送受信器によれば、従来のパルス変調方式の高周波送受信器においては主に方向性結合器等のカプラが用いられていたところに第１のサーキュレータを用いることによって、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が不要な信号として受信系に漏洩して受信性能に悪影響を及ぼすことを抑制できる高周波送受信器を実現することができ、新たにスイッチあるいは増幅器等の開閉制御等を行なう回路といった複雑な回路要素を付加する必要はないので、高性能でありながら構成を簡単にすることができる高周波送受信器となる。
【００２５】
また、本発明の第１の高周波送受信器によれば、前記高周波発振器と前記第１のサーキュレータとの間および前記第１のサーキュレータと前記第２のサーキュレータとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備するときには、高周波発振器と第１のサーキュレータとの間に接続されたアイソレータは、第２のサーキュレータ側もしくはパルス変調器側から高周波発振器へ戻ってくる高周波信号を吸収するため高周波発振器を安定に発振させることができ、また、第１のサーキュレータと第２のサーキュレータとの間に接続されたアイソレータは、パルス変調器を透過したローカル信号としての高周波信号の一部がミキサーから第２のサーキュレータ側に漏れ込んでさらに第１のサーキュレータ側に漏洩したとしても、この漏洩した不要な高周波信号を吸収することができるので、安定した受信性能を得ることができる高周波送受信器となる。
【００２６】
本発明の第２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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する第１のサーキュレータと、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する、前記第１の端子が前記第１のサーキュレータの前記第２の端子に接続された第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２のサーキュレータの前記第２の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、前記第２のサーキュレータの前記第３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の端子と前記パルス変調器の前記他端との間に接続された、前記パルス変調器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して前記第２のサーキュレータを経て前記第１のサーキュレータ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することから、第２のサーキュレータとパルス変調器とが、共同して、パルス変調器が第２のサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力している（高周波信号を反射している）間には、パルス変調器は高周波信号を反射して第２のサーキュレータの第３の端子から送受信アンテナへ送ってその高周波信号を送信用の高周波信号として出力するとともに、ミキサー側にはローカル信号としての高周波信号を出力しないように動作する。一方、パルス変調器が第２のサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用の高周波信号を出力する前までには、パルス変調器はミキサー側にローカル信号としての高周波信号を透過させて出力するとともに第２のサーキュレータの第３の端子へは送信用としての高周波信号を反射しないように動作する。従って、パルス変調器が第２のサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を反射して出力している間には、送信用のパルス化された高周波信号が第２のサーキュレータの第３の端子に入力され、その一部がパルス状の不要な高周波信号として第２の端子および第１の端子ならびに第１のサーキュレータの第２の端子を経て第１のサーキュレータの第３の端子から漏洩されて、それがミキサーの一方の入力端子に入力されるが、この時、パルス変調器がローカル信号としての高周波信号を出力していないことによりミキサーの他方の入力端子にはローカル信号としての高周波信号が入力されないため、ミキサーからは、そのパルス状の不要な高周波信号に対応した不要な中間周波信号が出力されないように動作する。一方、パルス変調器が第２のサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用の高周波信号を出力する前までの間は、送信用のパルス化された高周波信号の送出が終わっており、その一部であるパルス状の不要な高周波信号が第１のサーキュレータの第３の端子からミキサーへ漏洩することはなく、送受信アンテナで受信した受信すべき高周波信号のみが第２のサーキュレータの第３の端子および第１の端子ならびに第１のサーキュレータの第２の端子を経て第１のサーキュレータの第３の端子からミキサーの一方の入力端子に入力されるとともに、この時、パルス変調器がローカル信号としての高周波信号を透過させてミキサーへ出力することによりミキサーの他方の入力端子にはそのローカル信号としての高周波信号が入力されるように動作するため、ミキサーからは送受信アンテナで受信した受信すべき高周波信号に対応した中間周波信号のみが出力されるように動作する。そして、全体としてこのように動作する結果、従来のように受信した高周波信号そのものを一定時間だけ遮断するといった処理や、ミキサーよりも後の中間周波信号を処理する回路において中間周波信号を一定時間だけ遮断するといった処理をしなくても、不要な中間周波信号が増幅器を飽和させるような不具合を効果的に回避することができ、そのような処理のために受信すべき高周波信号が劣化するということがなくなるので、受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。また、そのような処理の前後で受信することができない時間が発生するといったこともなくなり、広い時間帯で受信することができる高周波送受信器となる。
【００２７】
また、本発明の第２の高周波送受信器によれば、従来のパルス変調方式の高周波送受信器においては主に方向性結合器等のカプラが用いられていたところに第１のサーキュレータを用いることによって、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が不要な信号として受信系に漏洩して受信性能に悪影響を及ぼすことを抑制できる高周波送受信器を実現することができ、新たにスイッチあるいは増幅器等の開閉制御等を行なう回路といった複雑な回路要素を付加する必要はないので、高性能でありながら構成を簡単にすることができる高周波送受信器となる。
【００２８】
また、本発明の第２の高周波送受信器によれば、前記高周波発振器と前記第１のサーキュレータとの間および前記パルス変調器と前記ミキサーとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備するときには、高周波発振器と第１のサーキュレータとの間に接続されたアイソレータは、ミキサーの入力端子側から第１のサーキュレータを介して高周波発振器へ戻ってくる高周波信号を吸収するため高周波発振器を安定に発振させることができ、また、パルス変調器とミキサーとの間に接続されたアイソレータは、パルス変調器を透過したローカル信号としての高周波信号の一部がミキサーで反射して再びパルス変調器に戻り、高周波信号を透過させる状態にあるパルス変調器を通ってから第２のサーキュレータ側に漏れ込んでさらに送受信アンテナ側に漏洩する不要な高周波信号をパルス変調器に戻る前に吸収することができるので、送受信アンテナからはこのような不要な高周波信号が送出されず、安定した受信性能を得ることができる高周波送受信器となる。
【００２９】
また、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、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力するサーキュレータと、こ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、前記サーキュレータの前記第２の端子に一端が接続された、この一端から入力される前記高周波信号をパルス信号に応じて前記一端側に反射するかまたは他端側に透過させるパルス変調器と、前記サーキュレータの前記第３の端子に接続された、前記高周波信号を透過させるアイソレータと、前記アイソレータに接続された、前記高周波信号を送信する送信アンテナと、前記パルス変調器の前記他端側に接続された受信アンテナと、前記パルス変調器と前記受信アンテナとの間に接続された、前記パルス変調器から入力される前記高周波信号と前記受信アンテナで受信して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することから、サーキュレータとパルス変調器とが、共同して、パルス変調器がサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力している（高周波信号を反射している）間には、パルス変調器は高周波信号を反射してサーキュレータの第３の端子から送信アンテナへ送ってその高周波信号を送信用の高周波信号として出力するとともに、ミキサー側にはローカル信号としての高周波信号を出力しないように動作する。一方、パルス変調器がサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用の高周波信号を出力する前までには、パルス変調器はミキサー側にローカル信号としての高周波信号を透過させて出力するとともにサーキュレータの第３の端子へは送信用としての高周波信号を反射しないように動作する。従って、パルス変調器がサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を反射して出力している間には、送信用のパルス化された高周波信号が送信アンテナから漏洩し、その一部が受信アンテナでされてパルス状の不要な高周波信号としてミキサーの一方の入力端子に入力されるが、この時、パルス変調器がローカル信号としての高周波信号を出力していないことによりミキサーの他方の入力端子にはローカル信号としての高周波信号が入力されないため、ミキサーからは、そのパルス状の不要な高周波信号に対応した不要な中間周波信号が出力されないように動作する。一方、パルス変調器がサーキュレータ側にパルス化された送信用の高周波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用の高周波信号を出力する前までの間は、送信用のパルス化された高周波信号の送出が終わっており、その一部であるパルス状の不要な高周波信号が第１のサーキュレータの第２の端子から第３の端子を経て送信アンテナからは漏洩することはなく、受信アンテナで受信した受信すべき高周波信号のみがミキサーの一方の入力端子に入力されるとともに、この時、パルス変調器がローカル信号としての高周波信号を出力することによりミキサーの他方の入力端子にはそのローカル信号としての高周波信号が入力されるように動作するため、ミキサーからは受信アンテナで受信した受信すべき高周波信号に対応した中間周波信号のみが出力されるように動作する。そして、全体としてこのように動作する結果、従来のように受信した高周波信号そのものを一定時間だけ遮断するといった処理や、ミキサーよりも後の中間周波信号を処理する回路において中間周波信号を一定時間だけ遮断するといった処理をしなくても、不要な中間周波信号が増幅器を飽和させるような不具合を効果的に回避することができ、そのような処理のために受信すべき高周波信号が劣化されるということがなくなるので、受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。また、そのような処理の前後で受信することができない時間が発生するといったこともなくなり、広い時間帯で受信することができる高周波送受信器となる。
【００３０】
また、本発明の第３の高周波送受信器によれば、従来のパルス変調方式の高周波送受信器においては主に方向性結合器等のカプラが用いられていたところに第１のサーキュレータを用いることによって、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が不要な信号として受信系に漏洩して受信性能に悪影響を及ぼすことを抑制できる高周波送受信器を実現することができ、新たにスイッチあるいは増幅器等の開閉制御を行なう回路といった複雑な回路要素を付加する必要はないので、高性能でありながら構成を簡単にすることができる高周波送受信器となる。
【００３１】
また、本発明の第３の高周波送受信器によれば、前記高周波発振器と前記サーキュレータとの間および前記受信アンテナと前記ミキサーとの間の少なくとも一方に接続されたアイソレータを具備するときには、高周波発振器とサーキュレータとの間に接続されたアイソレータは、送信アンテナ側または受信アンテナ側からサーキュレータを介して高周波発振器へ戻ってくる高周波信号を吸収するため高周波発振器を安定に発振させることができ、また、パルス変調器とミキサーとの間に接続されたアイソレータは、パルス変調器を透過したローカル信号としての高周波信号の一部がミキサーを透過して受信アンテナ側に漏洩したとしても、この漏洩した不要な高周波信号を受信アンテナに到達する前に途中で吸収することができるので、受信アンテナからはこのような不要な高周波信号が送出されず、安定した受信性能を得ることができる高周波送受信器となる。
【００３２】
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、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が不要な信号として受信系に漏洩して受信性能に悪影響を及ぼすことを抑制することができ、簡単な構成で受信性能を高くすることができるものとなる。
【００３３】
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乃至第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、高周波送受信器の受信性能が高く、また安定しているため、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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】
【００３６】
まず、本発明の第１、第２および第３の高周波送受信器およびそれらを用いたレーダ装置について、これらをミリ波レーダに適用した場合を例にとって、図面を参照しつつ、以下に詳細に説明する。
【００３７】
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１の高周波送受信器の実施の形態の他の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６は本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の他の例を示す模式的なブロック回路図である。また、図７および図８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。また、図９は本発明の第３の高周波送受信器の実施の形態の他の例を示す模式的なブロック回路図である。また、図10（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１、第２および第３の高周波送受信器を用いたミリ波レーダの実施の形態の各例において、それらミリ波レーダを動作させた際のミキサーに入出力される信号の状態をそれぞれタイミングチャートとして模式的に示した線図である。また、図11は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り、図12は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り、図13は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。なお、図２、図５および図８において、上側に配置された平板導体（12）は図示していない。
【００３８】
図１〜図13において、１は高周波発振器としてのミリ波発振器、２は第１のサーキュレータ（図７〜図９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、サーキュレータ）、３はパルス変調器、４は第２のサーキュレータ、４’は図７〜図９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けるアイソレータ、５は送受信アンテナ、６はミキサー、７，８はアイソレータ、９は送信アンテナ、10は受信アンテナ、２ａ，４ａは第１の端子、２ｂ，４ｂは第２の端子、２ｃ，４ｃは第３の端子、11，12は平板導体、13は誘電体線路、14，15はフェライト板、16は第１の誘電体線路、17は第２の誘電体線路、18は第３の誘電体線路、19は第４の誘電体線路、20は第５の誘電体線路、21は第６の誘電体線路、22は第７の誘電体線路、23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またはミキサーに用いられる基板、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。
【００３９】
また、図10および各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り、送受信アンテナ５または受信アンテナ10で受信したミリ波信号を入力するための入力端子（ミキサーの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り、ローカル信号を入力するための入力端子（ミキサーのローカル側の入力端子）である。ここで、ローカル信号とは、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Ｉ３側をローカル（LO）側としている。
【００４０】
また、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。
【００４１】
また、LOは、パルス変調器３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。
【００４２】
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。
【００４３】
初めに、図１および図２のそれぞれに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およびそれを用いたレーダ装置の実施の形態の一例であるミリ波レーダについて詳細に説明する。
【００４４】
図１にブロック回路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、磁性体の周囲に第１の端子２ａと第２の端子２ｂと第３の端子２ｃ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と、磁性体の周囲に第１の端子４ａと第２の端子４ｂと第３の端子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次の端子より出力する第１の端子４ａが第１のサーキュレータ２の第３の端子２ｃに接続された第２のサーキュレータ４と、第１のサーキュレータ２の第１の端子２ａ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２ｂに一端が接続された、ミリ波信号をパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させるパルス変調器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２のサーキュレータ４の第３の端子４ｃとパルス変調器３の他端３ｂとの間に接続された、パルス変調器３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とを具備する構成である。
【００４５】
また、図１にブロック回路図で示す本発明の第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11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。
【００４６】
すなわち、図１にブロック回路図で示す本発明の第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，（12）間に、平板導体11，（12）に平行に配設されたフェライト板14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の接続部14ａと第２の接続部14ｂと第３の接続部14ｃとを有し、この順に、一つの接続部から入力されたミリ波信号を隣接する次の接続部より出力する第１のサーキュレータ２と、第１のサーキュレータ２のフェライト板14の周縁部に放射状に配置され、かつ第１の接続部14ａ、第２の接続部14ｂおよび第３の接続部14ｃにそれぞれの一端が接続された第１の誘電体線路16、第２の誘電体線路17および第３の誘電体線路18と、平板導体11，（12）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の接続部15ａと第２の接続部15ｂと第３の接続部15ｃとを有し、この順に、一つの接続部から入力されたミリ波信号を隣接する次の接続部より出力する第１の接続部15ａが第３の誘電体線路18の他端に接続された第２のサーキュレータ４と、第２のサーキュレータ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の接続部15ｂおよび第３の接続部15ｃに、それぞれの一端が接続された第４の誘電体線路19および第５の誘電体線路20と、第１の誘電体線路16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16を伝搬させて第１のサーキュレータ２の第１の接続部14ａに入力するミリ波発振器１と、第２の誘電体線路17の他端に一端３ａが接続された、ミリ波信号をパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させるパルス変調器３と、第４の誘電体線路19の他端に接続された送受信アンテナ５と、パルス変調器３の他端３ｂに一端が接続された第６の誘電体線路21と、第５の誘電体線路20の他端と第６の誘電体線路21の他端との間に接続された、パルス変調器３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とを具備している。
【００４７】
なお、図２において、第１の接続部14ａ，第２の接続部14ｂ，第３の接続部14ｃおよび第１の接続部15ａ，第２の接続部15ｂ，第３の接続部15ｃは、それぞれ図１における第１の端子２ａ，第２の端子２ｂ，第３の端子２ｃおよび第１の端子４ａ，第２の端子４ｂ，第３の端子４ｃに対応している。
【００４８】
そして、本発明の第１の高周波送受信器を用いたレーダ装置であるミリ波レーダは、上記構成に対して、ミキサー６の出力端に、中間周波信号を処理し探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器を接続した構成である。
【００４９】
この構成において、パルス変調器３は、図12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２の誘電体線路17と第６の誘電体線路21との間に、第２の誘電体線路17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、ダイオード33には、ＰＩＮダイオードを用いればよい。
【００５０】
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替わりに、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。
【００５１】
また、ミキサー６は、図13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５の誘電体線路20と第６の誘電体線路21のそれぞれに、第５の誘電体線路20および第６の誘電体線路21のそれぞれから出力されたミリ波信号がダイオード34に入射するように接続し、かつ第５の誘電体線路20と第６の誘電体線路21とが電磁結合するように、第５の誘電体線路20の中途と第６の誘電体線路21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、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。
【００５２】
以上のように構成された図１および図２にそれぞれブロック回路図および平面図で示す高周波送受信器を用いたミリ波レーダおよびその構成要素は、次のように動作する。
【００５３】
パルス変調器３は、チョーク型バイアス供給線路31に印加する電圧を変化させることにより、ダイオード33に順方向電圧が印加されるときに、ミリ波信号を第２の誘電体線路17から第６の誘電体線路21へ透過させ、ダイオード33に逆方向電圧が印加されるかまたは電圧を印加されないときに、第２の誘電体線路17から入射したミリ波信号を反射するように動作する。すなわち、パルス変調器３は、ミリ波信号をチョーク型バイアス供給線路31に印加されるパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させることができ、その際、パルス変調器３は、ミリ波信号を反射する時に、一端３ａ側に送信用としてのミリ波信号を出力するとともに他端３ｂ側にはローカル信号としてのミリ波信号を出力しない状態となり、ミリ波信号を透過させる時に、他端３ｂ側にローカル信号としてのミリ波信号を出力するとともに一端３ａ側には送信用としてのミリ波信号を出力しない状態となる。
【００５４】
そして、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が第１のサーキュレータ２側にパルス化された送信用としてのミリ波信号を出力している間には、第１のサーキュレータ２の第３の接続部14ｃから送信用としてのミリ波信号を出力するとともにミキサー６側にはローカル信号LOとしてのミリ波信号を出力しないように動作する一方、パルス変調器３が第１のサーキュレータ２側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用のミリ波信号を出力する前までには、パルス変調器３がミキサー６側にローカル信号LOとしてのミリ波信号を出力するとともに第１のサーキュレータ２の第３の接続部14ｃからは送信用としてのミリ波信号を出力しないように動作する。
【００５５】
そして、全体としては、パルス変調器３が第１のサーキュレータ２側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力している間には、送信用のパルス化されたミリ波信号の一部が、パルス状の不要なミリ波信号RF_Nとして第２のサーキュレータ４の第１の接続部15ａを経て第２のサーキュレータ４の第３の接続部15ｃから漏洩されて、それがミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力されるが、この時、パルス変調器３がローカル信号LOを出力していないことによりミキサー６の他方の入力端子Ｉ２にはローカル信号LOが入力されないため、ミキサー６からはそのパルス状の不要なミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTが出力されないように動作する。一方、パルス変調器３が第１のサーキュレータ２側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用のミリ波信号を出力する前までには、送信用のパルス化されたミリ波信号の送出が終わっているのでその一部であるパルス状の不要なミリ波信号RF_Nは第２のサーキュレータ４の第３の接続部15ｃからは漏洩されることはなく、送受信アンテナ５で受信した受信すべきミリ波信号RF_Sのみが第２のサーキュレータ４の第２の接続部15ｂを経て第３の接続部15ｃからミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力されるとともに、パルス変調器３がローカル信号LOを出力していることによりミキサー６の他方の入力端子Ｉ２にはそのローカル信号LOが入力されるように動作するため、ミキサー６からは、そのパルス状の不要なミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTは出力されずに、送受信アンテナ５で受信した受信すべきミリ波信号RF_Sに対応した中間周波信号IF_OUTのみが出力されるように動作する。
【００５６】
従って、このような本発明の第１の高周波送受信器によれば、従来のように、受信したミリ波信号そのものを一定時間だけ遮断するといった処理や、ミキサー６よりも後の中間周波信号IF_OUTを処理する回路において中間周波信号IF_OUTを一定時間だけ遮断するといった処理をしなくても、中間周波信号IF_OUTが増幅器を飽和させるような不具合を効果的に回避することができ、そのような処理のために受信すべきミリ波信号RF_Sが劣化するということがなくなり、受信性能を高くすることができる。また、そのような処理の前後で受信することができない時間が発生するといったこともなくなり、広い時間帯で受信することができる。また、これによって、至近距離または遠距離にある探知対象物をも探知することができる。
【００５７】
以上の作用効果について、さらに詳細に、図10に示すタイミングチャートとしての線図を用いて次に説明する。図10（ａ）〜（ｃ）は、それぞれミキサー６に入出力される信号の様子を同じタイミングで表したタイミングチャートを示しており、横軸は時間であり、縦軸は（ａ）においては入力端子Ｉ１のミリ波信号強度、（ｂ）においては入力端子Ｉ２のミリ波信号強度、（ｃ）においては中間周波信号電圧である。なお、ミリ波信号強度は、ミリ波信号の電磁波のパワー（単位：Ｗ）であり、定量値としてミリ波検波器等で測定して表すことができるものである。
【００５８】
まず、図10（ａ）を用いて、第２のサーキュレータ４側（RF側）からミキサー６に入力されるミリ波信号の挙動を詳細に説明する。この図は、ミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力されるミリ波信号の様子を示しており、実線の波形は送信用のパルス化されたミリ波信号の一部が第２のサーキュレータ４の第３の接続部４ｃから漏洩したパルス状の不要なミリ波信号RF_Nを示し、破線の波形は受信すべきミリ波信号RF_Sを示している。
【００５９】
同図において、ミリ波信号RF_Nのパルスが立ち上がってから立ち下がるまでの時がパルス変調器３が送信用のミリ波信号を出力している時に対応しており、そうでない時がパルス変調器３がローカル信号LOを出力している時に対応している。また、ミリ波信号RF_Nのパルスが立ち下がる時が、パルス変調器３が送信用のミリ波信号を出力し終えて、そのミリ波信号が送受信アンテナ５から送出され、レーダ探知が開始される時に対応しており、その時から次のミリ波信号RF_Nが立ち上がる前までの期間が、その送受信アンテナ５から送出されたミリ波信号が探知対象物で反射されて帰ってくるのを待ち構え、その帰ってきたミリ波信号を受信して探知対象物までの距離等を計測するといったレーダ探知をするレーダ探知期間に対応している。
【００６０】
すなわち、図２に平面図で示す高周波送受信器を用いたミリ波レーダは、図10（ａ）に示すように、パルス変調器３がパルス化された送信用のミリ波信号を出力している間に、パルス変調器３が反射したミリ波信号の一部がパルス状の不要なミリ波信号RF_Nとして第２のサーキュレータ４の第１の接続部15ａを経て第２のサーキュレータ４の第３の接続部15ｃから漏洩されて、それがミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力される。一方、パルス変調器３がパルス化された送信用のミリ波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用のミリ波信号を出力する前まで、すなわちレーダ探知期間には、送信用のミリ波信号を送受信アンテナ５から送出し終えており、その一部であるミリ波信号RF_Nが第２のサーキュレータ４の第３の接続部15ｃから漏洩されることはなく、送受信アンテナ５で受信した受信すべきミリ波信号RF_Sのみが第２のサーキュレータ４の第２の接続部15ｂを経て第３の接続部15ｃからミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力される。
【００６１】
次に、図10（ａ）および（ｂ）を用いて、ローカル信号LOの挙動を詳細に説明する。図10（ｂ）はミキサー６の他方の入力端子Ｉ２に入力されるLO側（ローカル側）のミリ波信号の様子を示しており、実線の波形はパルス変調器３の他端３ｂから出力されるローカル信号LOを示している。
【００６２】
図10（ｂ）において、ローカル信号LOが立ち下がる時と立ち上がる時とは、それぞれ図10（ａ）に示すミリ波信号RF_Nが立ち上がる時と立ち下がる時とに対応している。
【００６３】
すなわち、図２に平面図で示す高周波送受信器において、ローカル信号LOは、図10（ａ）および（ｂ）に示すように、ミリ波信号RF_Nのパルス立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングと連動して、ミキサー６の他方の入力端子Ｉ２に入力されたり入力されなかったりする。パルス変調器３がミリ波信号を反射して送信用のミリ波信号を出力している時には、パルス変調器３の他端３ｂからミキサー６側へはミリ波信号がほとんど出力されないか、もしくは大きく減衰されて出力されるので、ローカル信号LOはミキサー６の他方の入力端子Ｉ２には入力されるとしても大きく減衰されて入力されることとなる。一方この時、第１のサーキュレータ２の第３の接続部14ｃからはミリ波信号RF_Nが漏洩して出力されるので、ミキサー６の一方の入力端子Ｉ１にはこのミリ波信号RF_Nが入力されることとなる。逆に、パルス変調器３が、ミリ波信号を透過させている時であるレーダ探知期間には、ローカル信号LOがパルス変調器３の他端３ｂから出力され、ミキサー６の他方の入力端子Ｉ２に入力される。一方この時、第１のサーキュレータ２の第３の接続部14ｃからはミリ波信号RF_Nがほとんど出力されないので、第１のサーキュレータ２側からミキサー６の一方の入力端子Ｉ１にはミリ波信号RF_Nはほとんど入力されない。
【００６４】
最後に、図10（ａ），（ｂ）および（ｃ）を用いて、その結果、ミキサー６の出力端に発生する中間周波信号IF_OUTの挙動を詳細に説明する。図10（ｃ）は、入力端子Ｉ１，Ｉ２に入力されたミリ波信号を混合して発生させた中間周波信号IF_OUTの様子を示しており、一点鎖線の波形はミリ波信号RF_S，RF_Nとローカル信号LOとを混合して発生させた中間周波信号IF_OUTを示している。
【００６５】
図10（ｃ）において、図10（ａ）に示すミリ波信号RF_Nの立ち上がり時および立ち下がり時とミリ波信号RF_Sの立ち上がり時および立ち下がり時とが、それぞれミリ波信号RF_Nに対応する中間周波信号IF_OUTの立ち上がり時および立ち下がり時とミリ波信号RF_Sに対応する中間周波信号IF_OUTの立ち上がり時および立ち下がり時とに対応している。
【００６６】
すなわち、図２に平面図で示す高周波送受信器を用いたミリ波レーダは、以上のようなパルス変調器３および第１のサーキュレータ２の動作によって、レーダ探知期間には、入力端子Ｉ１には基本的に受信すべきミリ波信号RF_Sのみが入力されるとともに入力端子Ｉ２にローカル信号LOが入力されるので、ミキサー６からは受信すべきミリ波信号RF_Sのみに対応した中間周波信号IF_OUTが出力されることとなる。また、そのレーダ探知期間以外の時間には、入力端子Ｉ１にパルス状の不要なミリ波信号RF_Nが入力されることとなるが、入力端子Ｉ２にはローカル信号LOが入力されないか、もしくは大きく減衰されて入力されるので、ミキサー６からはパルス状の不要なミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTが出力されないか、もしくは大きく減衰されて出力されることとなる。その際、ミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTが出力される場合は、ミキサー６の後段に接続されている増幅器を飽和させない程度に減衰させればよく、それにはパルス変調器３のオフ時の減衰量を20ｄＢ〜40ｄＢ程度確保すればよい。このようにすれば、このミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTをミキサー６の後段の回路やローカル信号LOが通る回路以外の回路で遮断する必要もなく、このように簡便な構成で受信系の回路を正常に動作させることができる。
【００６７】
このように、本発明の高周波送受信器によれば、不要なミリ波信号RF_Nの発生の原因になっているパルス変調器３の動作に連動させてローカル信号LOを用い、その不要なミリ波信号RF_Nに対応するミキサー６からの中間周波信号IF_OUTを出力させないか、もしくは大きく減衰させて出力させるようにしたので、RF側のミリ波回路（送受信アンテナ５から第４の誘電体線路19、第２のサーキュレータ４の第２の接続部15ｂおよび第３の接続部15ｃ、第５の誘電体線路20を経てミキサー６に至る回路）の途中でミリ波信号を開閉する必要がなく、また、中間周波信号IF_OUTをミキサー６の後段の回路で開閉する必要もなく、このように簡便な構成でも不要なミリ波信号RF_Nによる受信性能への悪影響を取り除くことができる。またその上、そのような開閉のための回路要素を用いたことにより受信したミリ波信号が損失を受けたり、歪んだり、受信したミリ波信号にノイズが混入したりするといったことがなくなる。また、開閉のために中間周波信号IF_OUTが損失を受けたり、歪んだり、中間周波信号IF_OUTにノイズが混入したりするといったこともなくなる。また、そのような歪みやノイズを避けて受信する必要もないので、受信できる時間帯を広くすることができる。
【００６８】
また、不要なミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTが出力されないか、もしくは非常に小さく減衰されて出力されるため、ミキサー６の出力端の後段に接続された増幅器の増幅度を大きくしたり、送受信アンテナ５から送出される送信用のミリ波信号のパワーを大きくしたりすることができ、これによりＳ／Ｎ比を高めることができ、ミリ波送受信性能を高めることができる。
【００６９】
また、不要なミリ波信号RF_Nを遮断するタイミングと上記レーダ探知期間以外の時間帯とが同期しているから、他の方法にありがちな、不要なミリ波信号RF_Nを遮断するタイミングがずれて受信すべきミリ波信号RF_Sをも遮断してしまい、レーダ探知期間を狭くしてしまうといった問題も起こらない。
【００７０】
これにより、レーダ探知期間を広い時間帯としてレーダ探知をすることができるものとなるので、特に、至近距離にある探知対象物に対しても良好な受信が可能となる。
【００７１】
また、ミリ波発振器１で発生させたミリ波信号は、従来のカプラを用いてローカル信号LOを出力させる方法のように、送信用のミリ波信号が例えば３ｄＢ分岐されて用いられるようなことがないので、送信出力を高くすることができる。
【００７２】
次に、図３にブロック回路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他の例は、図１にブロック回路図で示す高周波送受信器に対して、ミリ波発振器１と第１のサーキュレータ２との間および第１のサーキュレータ２と第２のサーキュレータ４との間の少なくとも一方（この例では両方）に接続されたアイソレータ７，８を具備する構成である。
【００７３】
図３に示す高周波送受信器は、上記構成としたことから、図１に示す高周波送受信器と同じ作用効果を有する上、アイソレータ７，８が第２のサーキュレータ４側もしくはパルス変調器３側からミリ波発振器１へ戻ってくるミリ波信号を吸収するため、ミリ波発振器１を安定に発振させることができる。また第１のサーキュレータ２と第２のサーキュレータ４との間に接続されたアイソレータ８がパルス変調器３を透過したローカル信号LOの一部がミキサー６から第２のサーキュレータ４側に漏れ込んでさらに第１のサーキュレータ２側に漏洩する不要なミリ波信号を吸収するため、受信性能を安定にすることができる。
【００７４】
次に、図４および図５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、およびそれを用いたレーダ装置の実施の形態の一例であるミリ波レーダについて詳細に説明する。
【００７５】
図４にブロック回路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、磁性体の周囲に第１の端子２ａと第２の端子２ｂと第３の端子２ｃ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と、磁性体の周囲に第１の端子４ａと第２の端子４ｂと第３の端子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次の端子より出力する、第１の端子４ａが第１のサーキュレータ２の第２の端子２ｂに接続された第２のサーキュレータ４と、第１のサーキュレータ２の第１の端子２ａ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２のサーキュレータ４の第２の端子４ｂに一端３ａが接続された、この一端３ａから入力されるミリ波信号をパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させるパルス変調器３と、第２のサーキュレータ４の第３の端子４ｃ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２ｃとパルス変調器３の他端３ｂとの間に接続された、パルス変調器３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を経て第１のサーキュレータ２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とを具備する構成である。
【００７６】
また、図４に示す高周波送受信器は、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を用いている。
【００７７】
図４に示す高周波送受信器は、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，（12）間に、平板導体11に平行に配設されたフェライト板14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の接続部14ａと第２の接続部14ｂと第３の接続部14ｃとを有し、この順に、一つの接続部から入力されたミリ波信号を隣接する次の接続部より出力する第１のサーキュレータ２と、第１のサーキュレータ２のフェライト板14の周縁部に放射状に配置され、かつ第１の接続部14ａ、第２の接続部14ｂおよび第３の接続部14ｃにそれぞれの一端が接続された第１の誘電体線路16、第２の誘電体線路17および第３の誘電体線路18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の接続部15ａと第２の接続部15ｂと第３の接続部15ｃとを有し、この順に、一つの接続部から入力されたミリ波信号を隣接する次の接続部より出力する第１の接続部15ａが第２の誘電体線路17の他端に接続された第２のサーキュレータ４と、第２のサーキュレータ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の接続部15ｂおよび第３の接続部15ｃにそれぞれの一端が接続された第４の誘電体線路19および第５の誘電体線路20と、第１の誘電体線路16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16を伝搬させて第１のサーキュレータ２の第１の接続部14ａに入力するミリ波発振器１と、第４の誘電体線路19の他端に一端３ａが接続された、この一端３ａから入力されるミリ波信号をパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させるパルス変調器３と、第５の誘電体線路20の他端に接続された送受信アンテナ５と、パルス変調器３の他端３ｂに一端が接続された第６の誘電体線路21と、第３の誘電体線路18の他端と第６の誘電体線路21の他端との間に接続された、パルス変調器３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を経て第１のサーキュレータ２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とを具備している。
【００７８】
そして、本発明の第２の高周波送受信器を用いたレーダ装置であるミリ波レーダは、上記構成に対して、ミキサー６の出力端に、中間周波信号を処理し探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器を接続した構成である。
【００７９】
この構成において、パルス変調器３およびミキサー６の詳細な構成は、前述のミリ波レーダの例と同様である。
【００８０】
なお、図５において、第１の接続部14ａ，第２の接続部14ｂ，第３の接続部14ｃおよび第１の接続部15ａ，第２の接続部15ｂ，第３の接続部15ｃは、それぞれ図４における第１の端子２ａ，第２の端子２ｂ，第３の端子２ｃおよび第１の端子４ａ，第２の端子４ｂ，第３の端子４ｃに対応している。
【００８１】
以上のように構成された図４および図５に示す高周波送受信器を用いたミリ波レーダおよびその構成要素は、次のように動作する。
【００８２】
パルス変調器３は、チョーク型バイアス供給線路31に印加する電圧を変化させることにより、ダイオード33に順方向電圧が印加されるときにミリ波信号を第４の誘電体線路19から第６の誘電体線路21へ透過させ、ダイオード33に逆方向電圧が印加されるかまたは電圧を印加されないときに第４の誘電体線路19から入射したミリ波信号を反射するように動作する。すなわち、パルス変調器３は、ミリ波信号をチョーク型バイアス供給線路31に印加されるパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させることができ、その際、パルス変調器３は、ミリ波信号を反射する時に、一端３ａ側に送信用としてのミリ波信号を出力するとともに他端３ｂ側にはローカル信号としてのミリ波信号を出力しない状態となり、ミリ波信号を透過させる時に、他端３ｂ側にローカル信号としてのミリ波信号を出力するとともに一端３ａ側には送信用としてのミリ波信号を出力しない状態となる。
【００８３】
そして、第２のサーキュレータ４とパルス変調器３とが、共同して、パルス変調器３が第２のサーキュレータ４側にパルス化された送信用としてのミリ波信号を出力している間には、第２のサーキュレータ４の第３の接続部15ｃから送信用としてのミリ波信号を出力するとともにミキサー６側にはローカル信号LOとしてのミリ波信号を出力しないように動作する一方、パルス変調器３が第２のサーキュレータ４側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用のミリ波信号を出力する前までには、パルス変調器３がミキサー６側にローカル信号LOとしてのミリ波信号を出力するとともに第２のサーキュレータ４の第３の接続部15ｃからは送信用としてのミリ波信号を出力しないように動作する。
【００８４】
そして、全体としては、パルス変調器３が第２のサーキュレータ４側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力している間には、送信用のパルス化されたミリ波信号の一部が、パルス状の不要なミリ波信号RF_Nとして第２のサーキュレータ４の第２の接続部15ｂおよび第１の接続部15ａならびに第１のサーキュレータ２の第２の接続部14ｂを経て第１のサーキュレータの第３の接続部14ｃから漏洩されて、それがミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力されるが、この時、パルス変調器３がローカル信号LOを出力していないことによりミキサー６の他方の入力端子Ｉ２にはローカル信号LOが入力されないため、ミキサー６からはそのパルス状の不要なミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTが出力されないように動作する。一方、パルス変調器３が第２のサーキュレータ４側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用のミリ波信号を出力する前までには、送信用のパルス化されたミリ波信号の送出が終わっているのでその一部であるパルス状の不要なミリ波信号RF_Nは第２のサーキュレータ４の第２の接続部15ｂおよび第１の接続部15ａならびに第１のサーキュレータ２の第２の接続部14ｂを経て第１のサーキュレータの第３の接続部14ｃからは漏洩されることはなく、送受信アンテナ５で受信した受信すべきミリ波信号RF_Sのみが第２のサーキュレータ４の第３の接続部15ｃおよび第１の接続部15ａならびに第１のサーキュレータ２の第２の接続部14ｂを経て第１のサーキュレータの第３の接続部14ｃからミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力されるとともに、パルス変調器３がローカル信号LOを出力していることによりミキサー６の他方の入力端子Ｉ２にはそのローカル信号LOが入力されるように動作するため、ミキサー６からは、そのパルス状の不要なミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTは出力されずに、送受信アンテナ５で受信した受信すべきミリ波信号RF_Sに対応した中間周波信号IF_OUTのみが出力されるように動作する。
【００８５】
従って、このような本発明の第２の高周波送受信器によれば、従来のように、受信したミリ波信号そのものを一定時間だけ遮断するといった処理や、ミキサー６よりも後の中間周波信号IF_OUTを処理する回路において中間周波信号IF_OUTを一定時間だけ遮断するといった処理をしなくても、中間周波信号IF_OUTが増幅器を飽和させるような不具合を効果的に回避することができ、そのような処理のために受信すべきミリ波信号RF_Sが劣化するということがなくなり、受信性能を高くすることができる。また、そのような処理の前後で受信することができない時間が発生するといったこともなくなり、広い時間帯で受信することができる。また、これによって、至近距離または遠距離にある探知対象物をも探知することができる。
【００８６】
この本発明の第２の高周波送受信器を用いたミリ波レーダの作用効果は、さらに詳細には前述の本発明の第１の高周波送受信器を用いたミリ波レーダと同様であり、図10に示すタイミングチャートとしての線図におけるミリ波信号RF_N，ミリ波信号RF_Sおよび中間周波信号IF_OUTの各動作も同様であり、それによる効果も同様である。
【００８７】
次に、図６にブロック回路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他の例は、図４にブロック回路図で示す高周波送受信器に対して、ミリ波発振器１と第１のサーキュレータ２との間およびパルス変調器３とミキサー６との間の少なくとも一方（この例においては両方）に接続されたアイソレータ７，８を具備する構成である。
【００８８】
図６に示す高周波送受信器は、上記構成としたことから、図４に示す高周波送受信器と同じ作用効果を有する上、アイソレータ７がミキサー６の入力端子Ｉ１側から第１のサーキュレータ２を介してミリ波発振器１へ戻ってくるミリ波信号を、サーキュレータ８がミキサー６の入力端子Ｉ２側から反射されパルス変調器３を透過して第２のサーキュレータ４および第１のサーキュレータ２を介してミリ波発振器１へ戻ってくるミリ波信号をそれぞれ吸収するため、ミリ波発振器１を安定に発振させることができる。またパルス変調器３とミキサー６との間に接続されたアイソレータ８が、パルス変調器３を透過したローカル信号LOとしてのミリ波信号の一部がミキサー６で反射して再びパルス変調器３に戻り、ミリ波信号を透過させる状態にあるパルス変調器３を通ってから第２のサーキュレータ４側に漏れ込んでさらに送受信アンテナ５側に漏洩する不要なミリ波信号をパルス変調器３に戻る前に途中で吸収することができるため、送受信アンテナ５からはこのような不要なミリ波信号が送出されず、安定した受信性能を得ることができる。
【００８９】
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３の高周波送受信器の実施の形態の一例、およびそれを用いたレーダ装置の実施の形態の一例であるミリ波レーダについて詳細に説明する。
【００９０】
図７にブロック回路図で示す本発明の第３の高周波送受信器の実施の形態の一例は、磁性体の周囲に第１の端子２ａと第２の端子２ｂと第３の端子２ｃ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サーキュレータ２と、このサーキュレータ２の第１の端子２ａに接続された、ミリ波信号を発生するミリ波発振器１と、サーキュレータ２の第２の端子２ｂに一端３ａが接続された、この一端３ａから入力されるミリ波信号をパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させるパルス変調器３と、サーキュレータ２の第３の端子２ｃに接続された、ミリ波信号を透過させるアイソレータ４’と、アイソレータ４’に接続された、ミリ波信号を送信する送信アンテナ９と、パルス変調器３の他端３ｂ側に接続された受信アンテナ10と、パルス変調器３と受信アンテナ10との間に接続された、パルス変調器３から入力されるミリ波信号と受信アンテナ10で受信して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とを具備する構成である。
【００９１】
そして、図７に示す高周波送受信器は、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を用いている。
【００９２】
図７に示す高周波送受信器は、具体的には、図８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，（12）間に、平板導体11に平行に配設されたフェライト板14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の接続部14ａと第２の接続部14ｂと第３の接続部14ｃとを有し、この順に、一つの接続部から入力されたミリ波信号を隣接する次の接続部より出力するサーキュレータ２と、サーキュレータ２のフェライト板14の周縁部に放射状に配置され、かつ第１の接続部14ａ、第２の接続部14ｂおよび第３の接続部14ｃにそれぞれの一端が接続された第１の誘電体線路16、第２の誘電体線路17および第３の誘電体線路18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の接続部15ａと第２の接続部15ｂと第３の接続部15ｃとを有し、この順に、一つの接続部から入力されたミリ波信号を隣接する次の接続部より出力する第１の接続部15ａが第３の誘電体線路18の他端に接続されたアイソレータ４’と、アイソレータ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の接続部15ｂおよび第３の接続部15ｃにそれぞれの一端が接続された第４の誘電体線路19および第５の誘電体線路20と、第１の誘電体線路16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16を伝搬させてサーキュレータ２の第１の接続部14ａに入力するミリ波発振器１と、第２の誘電体線路17の他端に一端３ａが接続された、この一端３ａから入力されるミリ波信号をパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させるパルス変調器３と、第４の誘電体線路19の他端に接続された送信アンテナ９と、第５の誘電体線路20の他端に接続された無反射終端器23と、パルス変調器３の他端３ｂに一端が接続された第６の誘電体線路21と、パルス変調器３の他端３ｂ側に接続された受信アンテナ10と、受信アンテナ10に一端が接続された第７の誘電体線路22と、第６の誘電体線路21の他端と第７の誘電体線路22の他端との間に接続された、パルス変調器３から入力されるミリ波信号と受信アンテナ10で受信して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とを具備している。
【００９３】
そして、本発明の第３の高周波送受信器を用いたレーダ装置であるミリ波レーダは、上記構成に対して、ミキサー６の出力端に、中間周波信号を処理し探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器を接続した構成である。
【００９４】
この構成において、パルス変調器３およびミキサー６の詳細な構成は、前述のミリ波レーダの各例と同様である。
【００９５】
なお、図８に示す高周波送受信器において、アイソレータ４’は、基本的な構成はサーキュレータ４と同様であるが、第３の端子15ｃに接続された第５の誘電体線路20に無反射終端器23が接続されていることによって、第３の誘電体線路18から入力されたミリ波信号を第４の誘電体線路19に透過させるものとして、図８におけるアイソレータ４’を構成している。また、第１の接続部14ａ，第２の接続部14ｂ，第３の接続部14ｃおよび第１の接続部15ａ，第２の接続部15ｂは、それぞれ図７における第１の端子２ａ，第２の端子２ｂ，第３の端子２ｃおよび第１の端子４ａ’，第２の端子４ｂ’に対応している。
【００９６】
以上のように構成された図７および図８に示す高周波送受信器を用いたミリ波レーダおよびその各構成要素は、次のように動作する。
【００９７】
パルス変調器３は、チョーク型バイアス供給線路31に印加する電圧を変化させることにより、ダイオード33に順方向電圧が印加されるときにミリ波信号を第２の誘電体線路17から第６の誘電体線路21へ透過させ、ダイオード33に逆方向電圧が印加されるかまたは電圧を印加されないときに第２の誘電体線路17から入射したミリ波信号を反射するように動作する。すなわち、パルス変調器３は、ミリ波信号をチョーク型バイアス供給線路31に印加されるパルス信号に応じて一端３ａ側に反射するかまたは他端３ｂ側に透過させることができ、その際、パルス変調器３は、ミリ波信号を反射する時に、一端３ａ側に送信用としてのミリ波信号を出力するとともに他端３ｂ側にはローカル信号としてのミリ波信号を出力しない状態となり、ミリ波信号を透過させる時に、他端３ｂ側にローカル信号としてのミリ波信号を出力するとともに一端３ａ側には送信用としてのミリ波信号を出力しない状態となる。
【００９８】
そして、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がサーキュレータ２側にパルス化された送信用としてのミリ波信号を出力している間には、サーキュレータ２の第３の接続部14ｃから送信用としてのミリ波信号を出力するとともにミキサー６側にはローカル信号LOとしてのミリ波信号を出力しないように動作する一方、パルス変調器３がサーキュレータ２側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用のミリ波信号を出力する前までには、パルス変調器３がミキサー６側にローカル信号LOとしてのミリ波信号を出力するとともにサーキュレータ２の第３の接続部14ｃからは送信用としてのミリ波信号を出力しないように動作する。
【００９９】
そして、全体としては、パルス変調器３がサーキュレータ２側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力している間には、送信用のパルス化されたミリ波信号の一部が、パルス状の不要なミリ波信号RF_Nとしてサーキュレータ２の第３の接続部14ｃ、アイソレータ４’および送信アンテナ９を経て受信アンテナ10に受信される経路で漏洩されて、それがミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力されるが、この時、パルス変調器３がローカル信号LOを出力していないことによりミキサー６の他方の入力端子Ｉ２にはローカル信号LOが入力されないため、ミキサー６からはそのパルス状の不要なミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTが出力されないように動作する。一方、パルス変調器３がサーキュレータ２側にパルス化された送信用のミリ波信号を出力し終わってから次のパルス化された送信用のミリ波信号を出力する前までには、送信用のパルス化されたミリ波信号の送出が終わっているのでその一部であるパルス状の不要なミリ波信号RF_Nは送信アンテナ９および受信アンテナ10からは漏洩されることはなく、受信アンテナ10で受信した受信すべきミリ波信号RF_Sのみが受信アンテナ10からミキサー６の一方の入力端子Ｉ１に入力されるとともに、パルス変調器３がローカル信号LOを出力していることによりミキサー６の他方の入力端子Ｉ２にはそのローカル信号LOが入力されるように動作するため、ミキサー６からは、そのパルス状の不要なミリ波信号RF_Nに対応した中間周波信号IF_OUTは出力されずに、受信アンテナ10で受信した受信すべきミリ波信号RF_Sに対応した中間周波信号IF_OUTのみが出力されるように動作する。
【０１００】
従って、このような本発明の第３の高周波送受信器によれば、従来のように、受信したミリ波信号そのものを一定時間だけ遮断するといった処理や、ミキサー６よりも後の中間周波信号IF_OUTを処理する回路において中間周波信号IF_OUTを一定時間だけ遮断するといった処理をしなくても、中間周波信号IF_OUTが増幅器を飽和させるような不具合を効果的に回避することができ、そのような処理のために受信すべきミリ波信号RF_Sが劣化するということがなくなり、受信性能を高くすることができる。また、そのような処理の前後で受信することができない時間が発生するといったこともなくなり、広い時間帯で受信することができる。また、これによって、至近距離または遠距離にある探知対象物をも探知することができる。
【０１０１】
この本発明の第３の高周波送受信器を用いたミリ波レーダの作用効果は、さらに詳細には前述の本発明の第１または第２の高周波送受信器を用いたミリ波レーダと同様であり、図10に示すタイミングチャートとしての線図におけるミリ波信号RF_N，ミリ波信号RF_Sおよび中間周波信号IF_OUTの各動作も同様であり、それによる効果も同様である。
【０１０２】
次に、図９にブロック回路図で示す本発明の第３の高周波送受信器の実施の形態の他の例は、図７にブロック回路図で示す高周波送受信器に対して、ミリ波発振器１とサーキュレータ２との間および受信アンテナ10とミキサー６との間の少なくとも一方（この例においては両方）に接続されたアイソレータ７，８を具備する構成である。
【０１０３】
図９に示す高周波送受信器は、上記構成としたことから、図７に示す高周波送受信器と同じ作用効果を有する上、アイソレータ７が送信アンテナ９側から、または受信アンテナ10側からミキサー６，パルス変調器３およびサーキュレータ２を介してミリ波発振器１へ戻ってくるミリ波信号を吸収するため、ミリ波発振器１を安定に発振させることができる。また受信アンテナ10とミキサー６との間に接続されたアイソレータ８が、パルス変調器３を透過したローカル信号LOとしてのミリ波信号の一部がミキサー６から受信アンテナ10側に漏洩する不要なミリ波信号を途中で吸収するため、受信アンテナ10からはこのような不要なミリ波信号が送出されることはなく、安定した受信性能を得ることができる。
【０１０４】
次に、本発明の高周波送受信器において、誘電体線路16〜22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。
【０１０５】
また、誘電体線路16〜22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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
なお、本発明の高周波送受信器においては、図１，図４および図７に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。
【０１１１】
また、本発明の第１の高周波送受信器においては、アイソレータ７，８を用いなくても、ローカル信号LOとしての高周波信号の一部が、その高周波信号が入力されるミキサー６の入力端子Ｉ２とは別の他の入力端子Ｉ１に不要な高周波信号として漏洩したとしても、第２のサーキュレータ４が、このような不要な高周波信号を送受信アンテナ５側に漏洩させないように阻止するので、このような不要な高周波信号が送受信アンテナ５から送出されるようなことはない。
【０１１２】
次に、本発明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について詳細に説明する。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
かくして、本発明によれば、簡単な構成で、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が不要な信号として受信系に漏洩することによって受信すべき高周波信号を劣化させることなく、その不要な高周波信号に対応する中間周波信号のみを抑制して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用いたレーダ装置、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。
【０１２０】
なお、本発明は上記の実施の形態の例に限定されず、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、本発明の高周波送受信器において、ローカル信号LOが伝送される第１のサーキュレータ２（サーキュレータ２）の第２の端子２ｂからミキサー６の他方の入力端子Ｉ２までの伝送経路の電気長と、不要なミリ波信号RF_Nが伝送させる第１のサーキュレータ２（サーキュレータ２）の第３の端子２ｃからミキサー６の一方の入力端子Ｉ１までの伝送経路の電気長との差を、ローカル信号LOと不要なミリ波信号RF_Nとのミキサー６における位相差δがδ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数。）となるような長さとしてもよい。
【０１２１】
このように伝送経路の電気長の差を設定するには、不要なミリ波信号RF_Nがミキサー６に入力されている時のミキサー６から出力される中間周波信号IF_OUTの電圧が最小となるように、これら構成要素間を接続する高周波用伝送線路の線路長もしくは実効誘電率、あるいはこの伝送経路の途中に接続されているパルス変調器３または第２のサーキュレータ４（アイソレータ４’）の入出力間の長さもしくは実効誘電率を調整すればよい。例えば、ミキサー６から出力される中間周波信号IF_OUTの出力電圧値は、ｓｉｎδに比例して変化し、δ＝（２Ｎ−１）πのときに極小値をとるから、このような電気長の差を変化させて、そのいくつかの電気長の差について、不要なミリ波信号RF_Nがミキサー６に入力されている時のミキサー６から出力される中間周波信号IF_OUTの電圧値を複数測定し、これら複数の測定値を、横軸が電気長の差であり縦軸が中間周波信号IF_OUTの電圧である線図上にプロットした後、このプロット上に正弦曲線をフィッティングさせ、そのフィッティング曲線が極小となるところから、位相差δがδ＝（２Ｎ−１）πとなる上記電気長の差を設定すればよい。
【０１２２】
このようにすれば、ローカル信号LOと不要なミリ波信号RF_Nとが、ミキサー６で逆位相となり弱めあって混合されるので、不要なミリ波信号RF_Nがミキサー６に入力されている時にわずかながらローカル信号LOがパルス変調器３から漏洩してミキサー６に入力されたとしても、そのようなときの不要なミリ波信号RF_Nに対応する中間周波信号IF_OUTをも抑制することができるものとなる。なお、電気長とは、伝送経路の物理的な長さを、その伝送経路に伝送される高周波信号の波長で除した数値で表される量である。
【０１２３】
なお、本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の例に対して、パルス変調器３の出力端を第２のサーキュレータ４の第１の端子４ａに接続するとともに、第１のサーキュレータ２の第３の端子２ｃをミキサーの他方の入力端子Ｉ２に接続するようにしても、本発明の第１の高周波送受信器と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【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１の高周波送受信器の実施の形態の他の例について、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５】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平面図である。
【図６】本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の他の例について、その構成を模式的に示すブロック回路図である。
【図７】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８】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９】本発明の第３の高周波送受信器の実施の形態の他の例について、その構成を模式的に示すブロック回路図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１、第２および第３の高周波送受信器が適用されるミリ波レーダの実施の形態の各例において、それらミリ波レーダを動作させた際のミキサーに入出力される信号の状態をタイミングチャートとしてそれぞれ模式的に示した線図である。
【図１１】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１２】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１３】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。
【符号の説明】
【０１２５】
１：ミリ波発振器
２：第１のサーキュレータ（サーキュレータ）
２ａ：第１の端子
２ｂ：第２の端子
２ｃ：第３の端子
３：パルス変調器
４：第２のサーキュレータ
４’：アイソレータ
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
７：アイソレータ
８：アイソレータ
９：送信アンテナ
10：受信アンテナ
11：平板導体
12：平板導体
13：誘電体線路
14：フェライト板
14ａ：第１の接続部
14ｂ：第２の接続部
14ｃ：第３の接続部
15：フェライト板
15ａ：第１の接続部
15ｂ：第２の接続部
15ｃ：第３の接続部
16：第１の誘電体線路
17：第２の誘電体線路
18：第３の誘電体線路
19：第４の誘電体線路
20：第５の誘電体線路
21：第６の誘電体線路
22：第７の誘電体線路
23：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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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