(57)【要約】  【課題】  上下に積層された複数の誘電体線路間の接続損失が小さく、特性が安定であり、製造が容易であり、かつ小型である非放射性誘電体線路ならびにそれを用いた高周波送受信器およびレーダ装置を提供すること。  【解決手段】  それぞれミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置した平板導体１，２間および平板導体２，３間にそれぞれ誘電体線路４，５を配置し、平板導体２を挟んで上下に位置する２つの誘電体線路４，５をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所で交差させ、この交差部の平板導体２に貫通孔２ａを設けた非放射性誘電体線路Ｈ１である。上下に積層された複数の誘電体線路４，５間の接続損失を小さくすることができる。【選択図】  図１
2005277755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３枚以上の平板導体が、順次、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置されているとともに、各平板導体間に誘電体線路が配置されており、前記平板導体を挟んで上下に位置する２つの前記誘電体線路をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所で交差させ、この交差部の前記平板導体に貫通孔を設けたことを特徴とする非放射性誘電体線路。
【請求項２】
３枚以上の平板導体が、順次、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置されているとともに、各平板導体間に誘電体線路およびこの誘電体線路に前記高周波信号が電磁結合する誘電体部材が配置されており、前記平板導体を挟んで上下に位置する２つの前記誘電体部材をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所で交差させ、この交差部の前記平板導体に貫通孔を設けたことを特徴とする非放射性誘電体線路。
【請求項３】
前記２つの誘電体線路もしくは前記２つの誘電体部材に挟まれた前記平板導体の前記交差部以外の部位または前記２つの誘電体線路もしくは前記２つの誘電体部材の上下に位置する前記平板導体に、前記２つの誘電体線路もしくは前記２つの誘電体部材の少なくとも一方のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に他の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の非放射性誘電体線路。
【請求項４】
前記他の貫通孔は、導波管の開放終端部が接続され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。
【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の端子に第１の高周波用伝送線路で接続された、前記送信用高周波信号を送信するとともに探知対象物で反射して戻ってきた高周波信号を受信する送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第３の端子との間に第２および第３の高周波用伝送線路で接続された、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、前記第１乃至第３の高周波用伝送線路の少なくとも１つが請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の非放射性誘電体線路であることを特徴とする高周波送受信器。
【請求項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、ミリ波集積回路等に組み込まれ、高周波信号の伝送用として用いられる非放射性誘電体線路であって、上下に積層された複数の誘電体線路間を接続する構造を有する非放射性誘電体線路ならびにそれを用いた高周波送受信器およびレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、誘電体線路を１対の導体板によって挟持した単純な構造からなる非放射性誘電体線路（以下、ＮＲＤガイドともいう。）が、高周波信号の伝送線路の１つとして用いられている。そして、この非放射性誘電体線路をミリ波集積回路等に用いる場合においては、回路の集積度を大幅に向上させるための方策として、上下に積層された複数の非放射性誘電体線路間を伝送特性の劣化なく接続することが重要である。
【０００３】
従来、上下に積層された複数の誘電体線路間を接続する構造を有する積層型の非放射性誘電体線路は、例えば、特許文献１に開示されているように、複数の非放射性誘電体線路を重層立体交差させた交差点で、上下２つの非放射性誘電体線路が共用する平板導体に貫通孔を設け、また、その貫通孔に臨む位置で各非放射性誘電体線路の誘電体線路をそれぞれ切断して開放し、さらに各非放射性誘電体線路の誘電体線路の切断端面に対し貫通孔を隔てて対向する部位にそれぞれ電波反射物を設置し、各非放射性誘電体線路それぞれの誘電体線路の切断端面と電波反射物とに囲まれた交わる位置の貫通孔を通じて複数層の各非放射性誘電体線路間を連結する自由空間を構成させ、一つの非放射性誘電体線路の誘電体線路内を伝送されて来た信号の電波が、誘電体線路の切断端面から放射され、一旦、自由空間内の電波となってこの自由空間内を伝搬して他の非放射性誘電体線路の誘電体線路の切断端面に達し、再びその非放射性誘電体線路の誘電体線路内を信号波動として所望方向に伝送されるようにして構成されていた。
【０００４】
また、他の従来例としては、図７（ａ）および（ｂ）にそれぞれ斜視図および断面図で示すように、平行に配置した３枚の平板導体11，12，13の間に上下に誘電体線路14，15および誘電体共振器16，17を配設して、上下の非放射性誘電体線路で共用している平板導体12の誘電体共振器16，17が対向する部分に貫通孔12ａを設け、誘電体線路14と誘電体共振器16との間および誘電体共振器17と誘電体線路15との間をそれぞれ結合させるとともに、この貫通孔12ａを介して誘電体共振器16，17間を結合させることによって、異なる層間で誘電体線路回路の接続を行なっているものもあった（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００５】
また、非放射性誘電体線路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３に開示されている。
【特許文献１】特開平８−181502号公報
【特許文献２】特開平10−41712号公報
【特許文献３】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】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されているような従来の非放射性誘電体線路では、通常は非放射性誘電体線路と自由空間との間では特性インピーダンスが整合しないために、その間で非放射性誘電体線路を伝搬してきた高周波信号が反射され、他の非放射性誘電体線路への伝送損失が大きくなってしまうという問題点があった。また、新たに電波反射物といった部材を用いる必要があることや、組立て時に誘電体線路と電波反射物との位置関係およびこの電波反射物と貫通孔との位置関係の両方を合わせる必要があることから、組立てが複雑化するため困難であるという問題点があった。また、自由空間を設けるスペースが必要であるために小型化に不向きであるという問題点もあった。
【０００７】
また、特許文献２に開示されているような従来の非放射性誘電体線路では、誘電体共振器が有しているインピーダンスが狭帯域であるために、誘電体共振器によって結合された非放射性誘電体線路間の伝送特性が狭帯域となってしまうという問題点があった。また、新たに誘電体共振器といった部材を用いる必要があることや、組立て時に誘電体線路と誘電体共振器との位置関係およびこの誘電体共振器と貫通孔との位置関係の両方を合わせる必要があることから、組立てが複雑化するため困難であるという問題点があった。また、誘電体共振器を設けるスペースが必要であるために小型化に不向きであるという問題点もあった。
【０００８】
本発明は、以上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、上下に積層された複数の誘電体線路間の接続損失が小さく、特性が安定であり、製造が容易であり、かつ小型である非放射性誘電体線路ならびにそれを用いた高周波送受信器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】
【０００９】
本発明の非放射性誘電体線路は、３枚以上の平板導体が、順次、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置されているとともに、各平板導体間に誘電体線路が配置されており、前記平板導体を挟んで上下に位置する２つの前記誘電体線路をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所で交差させ、この交差部の前記平板導体に貫通孔を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の非放射性誘電体線路は、３枚以上の平板導体が、順次、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置されているとともに、各平板導体間に誘電体線路およびこの誘電体線路に前記高周波信号が電磁結合する誘電体部材が配置されており、前記平板導体を挟んで上下に位置する２つの前記誘電体部材をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所で交差させ、この交差部の前記平板導体に貫通孔を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の非放射性誘電体線路は、上記各構成において、前記２つの誘電体線路もしくは前記２つの誘電体部材に挟まれた前記平板導体の前記交差部以外の部位または前記２つの誘電体線路もしくは前記２つの誘電体部材の上下に位置する前記平板導体に、前記２つの誘電体線路もしくは前記２つの誘電体部材の少なくとも一方のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に他の貫通孔を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の非放射性誘電体線路は、上記構成において、前記他の貫通孔は、導波管の開放終端部が接続されることを特徴とするものである。
【００１３】
また、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前記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の端子に第１の高周波用伝送線路で接続された、前記送信用高周波信号を送信するとともに探知対象物で反射して戻ってきた高周波信号を受信する送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第３の端子との間に第２および第３の高周波用伝送線路で接続された、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、前記第１乃至第３の高周波用伝送線路の少なくとも１つが上記各構成のいずれかの本発明の非放射性誘電体線路であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、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】
【００１５】
本発明の非放射性誘電体線路によれば、３枚以上の平板導体が、順次、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置されているとともに各平板導体間に誘電体線路が配置されており、平板導体を挟んで上下に位置する２つの誘電体線路をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所で交差させ、この交差部の平板導体に貫通孔を設けたことから、誘電体共振器や電波反射物等を用いなくても、誘電体線路の交差部のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に設けられた貫通孔が、ほとんど損失なく良好に一方の誘電体線路から貫通孔を介して対向する他方の誘電体線路に高周波信号を通すという働きをするので、上下に積層された複数の誘電体線路間の接続損失を小さくすることができる非放射性誘電体線路となる。また、その貫通孔が導波管のように機能してその貫通孔を透過する電磁波をその内側に閉じ込め、上下の誘電体線路間を、共振器等を介さなくても直接電磁結合させるため、誘電体線路において特に共振をさせる必要はないので、広い周波数帯域で接続損失を小さくすることができる非放射性誘電体線路となる。また、上下の非放射性誘電体線路の接続に誘電体共振器や電波反射物等は用いないことから、誘電体線路のみを平板導体の所定位置に配置すればよく、部材間の位置ずれによる非放射性誘電体線路間の接続特性の不安定性を抑えやすくできるとともに、部材が少ないことにより製造が容易である非放射性誘電体線路となる。また、誘電体共振器や電波反射物等を設けるスペースを確保する必要もないので、小型にすることができる非放射性誘電体線路となる。
【００１６】
また、本発明の非放射性誘電体線路によれば、３枚以上の平板導体が、順次、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置されているとともに各平板導体間に誘電体線路およびこの誘電体線路に高周波信号が電磁結合する誘電体部材が配置されており、平板導体を挟んで上下に位置する２つの誘電体部材をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所で交差させ、この交差部の平板導体に貫通孔を設けたことから、誘電体共振器や電波反射物等を用いなくても、誘電体部材の交差部のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に設けられた貫通孔が、ほとんど損失なく良好に一方の誘電体線路から貫通孔を介して対向するそれら誘電体部材を経て他方の誘電体線路に高周波信号を通すという働きをするので、上下に積層された複数の誘電体線路間の接続損失を小さくすることができる非放射性誘電体線路となる。また、その貫通孔が導波管のように機能してその貫通孔を透過する電磁波をその内側に閉じ込め、上下の誘電体部材間を、共振器等を介さなくても直接電磁結合させるため、誘電体部材において特に共振をさせる必要はないので、広い周波数帯域で接続損失を小さくすることができる非放射性誘電体線路となる。
【００１７】
また、本発明の非放射性誘電体線路によれば、２つの誘電体線路もしくは２つの誘電体部材に挟まれた平板導体の交差部以外の部位または２つの誘電体線路もしくは２つの誘電体部材の上下に位置する平板導体に、２つの誘電体線路もしくは前記２つの誘電体部材の少なくとも一方のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に他の貫通孔を設けたときには、誘電体共振器や電波反射物等を用いなくても、誘電体線路もしくは誘電体部材のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に設けた他の貫通孔においても同様に他の誘電体線路または誘電体部材と接続することができ、その接続損失の小さくなる非放射性誘電体線路となる。
【００１８】
また、本発明の非放射性誘電体線路によれば、他の貫通孔は、導波管の開放終端部が接続されるときには、この他の貫通孔を介して誘電体線路と導波管とを接続する際に、非放射性誘電体線路の導波モードと導波管の導波モードとが貫通孔の近傍で良好に整合するので、導波管との接続損失が小さく、導波管との間で高周波信号の入出力を良好に行なうことができる非放射性誘電体線路となる。
【００１９】
また、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の端子に第１の高周波用伝送線路で接続された、送信用高周波信号を送信するとともに探知対象物で反射して戻ってきた高周波信号を受信する送受信アンテナと、分岐器の他方の出力端とサーキュレータの第３の端子との間に第２および第３の高周波用伝送線路で接続された、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しており、第１乃至第３の高周波用伝送線路の少なくとも１つが上記各構成のいずれかの本発明の非放射性誘電体線路であることから、非放射性誘電体線路を用いた高周波送受信器において、複数層に配置された非放射性誘電体線路間を広い周波数帯域で低損失に接続して高周波信号を伝送することができるので、その非放射性誘電体線路で接続される各構成要素を別々の層に配置して小型化を図ることができ、かつ送受信性能の高い高周波送受信器となる。
【００２０】
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、高周波送受信器が小型であるためその設置スペースを小さくすることができ、しかも高周波送受信器の送受信性能が高いため探知対象物を正確に探知することができるレーダ装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の非放射性誘電体線路ならびにそれを用いた高周波送受信器およびレーダ装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の一例である非放射性誘電体線路Ｈ１を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれそのＡ−Ａ’線断面図およびＢ−Ｂ’線断面図である。また、図２は図１に示す非放射性誘電体線路Ｈ１においてＬＳＭモードの定在波が励振される様子を模式的に示す平面図である。また、図３は本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の他の例である非放射性誘電体線路Ｈ２を示す、線路方向の模式的な断面図である。また、図４は本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態のさらに他の例である非放射性誘電体線路Ｈ３を示す、線路方向の模式的な断面図である。また、図５は本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態のさらに他の例である非放射性誘電体線路Ｈ３に導波管が接続された例を示す、線路方向の模式的な断面図である。さらに、図６は本発明の高周波送受信器および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。
【００２３】
これら図１乃至図５において、１は下側の平板導体、２は平板導体１の上側に位置する平板導体、３は平板導体２の上側に位置する平板導体、４，５は誘電体線路、６，７は誘電体部材、８は導波管の開放終端部、２ａは平板導体２に設けられた貫通孔、３ａは平板導体板３に設けられた貫通孔、４ａ，５ａはそれぞれ誘電体線路４，５の貫通孔２ａ側の端部である。また、図２において、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４はそれぞれＬＳＭモードの電界が強い箇所を示している。
【００２４】
また、図６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、27は距離情報検出器、22ａ，22ｂおよび22ｃはそれぞれ分岐器22の入力端，一方の出力端および他方の出力端、24ａ，24ｂおよび24ｃはそれぞれサーキュレータ24の第１の端子，第２の端子および第３の端子である。
【００２５】
図１に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ１は、それぞれ高周波信号、例えばミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置した３枚以上（この例では３枚）の平板導体１，２，３に対して、平板導体１，２間に誘電体線路４を、および平板導体２，３間に誘電体線路５を配置し、平板導体２を挟んで上下に位置する２つの誘電体線路４，５をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所（この例においては図２に示すＰ２）で交差させ、この交差部（Ｐ２）の平板導体２に貫通孔２ａを設けたものである。
【００２６】
また、上記構成において、誘電体線路４および誘電体線路５は、それぞれ端部が開放終端部４ａおよび開放終端部５ａとなっている。このような構造の非放射性誘電体線路Ｈ１においては、図２に円形の矢印線で模式的に表すようなＬＳＭモードによる電界の定在波が生じる。なお、図２において、円形の矢印線は、ＬＳＭモードの励振による電界ベクトルが同じ場所で時間的に回転している様子を示している。
【００２７】
本発明の非放射性誘電体線路Ｈ１においては、このように誘電体線路４および誘電体線路５の両方のＬＳＭモードの定在波の電界の強い箇所に対応する部分の平板導体２に貫通孔２ａを設ける。すなわち、平板導体２に対して、図２に平面図で示すＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のいずれかの箇所（例えばＰ２）の位置に貫通孔２ａの中心が合うように、貫通孔２ａを設ければよい。なお、誘電体線路４，５の接続を良好に行なう観点からは、誘電体線路４の端部４ａ（図２に示すＰ１に相当する位置）、または誘電体線路５の端部５ａ（図２に示すＰ３に相当する位置）、またはそれぞれその次のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所（図２に示すＰ２に相当する位置）に貫通孔２ａを設けることが望ましい。
【００２８】
また、貫通孔２ａの平面視した形状は、通常は非放射性誘電体線路Ｈ１の管内波長の半分以下の長さ（Ｌ）と、非放射性誘電体線路Ｈ１の誘電体線路４，５と同じ程度の幅（Ｗ）とを持つ、図１に示すような矩形状とすればよいが、その他、円形状や長孔状であってもよい。
【００２９】
また、貫通孔２ａは、通常は平板導体２の表裏で開口の大きさを同じにすればよいが、平板導体２の表裏で開口の大きさを異なるものとしてもよい。この場合には、誘電体線路４と誘電体線路５との大きさが異なっても、貫通孔２ａの開口の大きさを誘電体線路４および誘電体線路５のそれぞれの大きさに整合させることによって接続損失を小さくすることができる。その際、好ましくは貫通孔２ａの表側の開口と裏側の開口との間を滑らかな傾斜面とするとよい。そのようにすれば、貫通孔２ａがこの貫通孔２ａ内に閉じ込められているミリ波信号等の高周波信号の電磁界領域の大きさを平板導体２の裏側から表側あるいは表側から裏側にかけて次第に変化させるため、貫通孔２ａの表裏間で高周波信号の電磁界を滑らかに変化させ、不要な電磁界モードの発生を抑制するように働くので、接続損失がさらに小さい接続部とすることができる。
【００３０】
また、貫通孔２ａの開口の大きさが表裏で異なっている場合には、その貫通孔２ａは表側または裏側に向かって抜き勾配が設けられるものとなることから、貫通孔２ａが設けられた平板導体２を金型を用いて作製する際に、貫通孔２ａから製造用の金型が抜きやすくなり、金型を用いて貫通孔２ａが設けられた平板導体２を容易に成型することができるものとなる。また、このように金型を用いて安定して製造できることから、貫通孔２ａの縦断面形状が横断面形状とともに均一になり、大量生産に適したものとなる。なお、その際の金型の抜き勾配の角度としては0.5〜２゜程度が好適である。0.5゜よりも小さいと金型が抜きにくくなる傾向があり、２゜よりも大きいと貫通孔２ａでの高周波信号の反射が大きくなる傾向がある。
【００３１】
図１に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ１によれば、上記構成としたことから、誘電体共振器や電波反射物等を用いなくても、誘電体線路４，５の交差部のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に設けられた貫通孔２ａがほとんど損失なく良好に一方の誘電体線路４（５）から対向する他方の誘電体線路５（４）に高周波信号を通すという働きをするので、上下に積層された複数の誘電体線路間の接続損失を小さくすることができるものとなる。また、上下の誘電体線路４，５の接続部に誘電体共振器や電波反射物等は用いないことから、誘電体線路４，５のみを平板導体１，２，３の間の所定位置に配置すればよく、部材間の位置ずれによる誘電体線路間の接続特性の不安定性を抑えやすくできるとともに、部材が少ないことにより製造が容易なものとなる。また、誘電体共振器や電波反射物等を設けるスペースを確保する必要もないので、小型にすることができるものとなる。
【００３２】
次に、図３に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の他の例である非放射性誘電体線路Ｈ２は、３枚以上（この例においては３枚）の平板導体１，２，３が、順次、高周波信号の波長の２分の１以下の間隔で平行に配置されているとともに、平板導体１，２間に誘電体線路４およびこの誘電体線路４に電磁結合する誘電体部材６が、平板導体２，３間に誘電体線路５およびこの誘電体線路５に電磁結合する誘電体部材７がそれぞれ配置されている非放射性誘電体線路であって、平板導体２を挟んで上下に位置する２つの誘電体部材６，７をそれぞれのＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所で交差させ、この交差部の平板導体２に貫通孔２ａを設けた構成である。
【００３３】
図３に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ２は、誘電体線路４，５のそれぞれから誘電体部材６，７のそれぞれに高周波信号が伝送されるように、それら誘電体線路４，５にそれぞれ電磁結合するように誘電体部材６，７を配置し、誘電体部材６，７が交差する交差部の平板導体２に貫通孔２ａを設ける以外は、図１に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ１と同様に構成すればよい。
【００３４】
図３に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ２が図１に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ１とは異なる構成については、例えば、誘電体部材６，７の形状は、誘電体部材６，７が平板導体１，２，３に当接する面について誘電体部材６，７が平板導体１，２，３に密着するような形状とした上で、平板導体１，２，３に対して垂直な方向から見たときに、それぞれ長方形，円形，楕円形または多角形と見えるような、直方体状，円柱状，楕円柱状または多角柱状とすればよい。また、誘電体部材６，７の誘電率は、通常は誘電体線路４，５と同じにすればよいが、誘電体線路４，５と異なっていてもよい。誘電体部材６，７と誘電体線路４，５とで誘電率が異なるときには、誘電体部材６，７の高周波信号が入出力される端部から貫通孔２ａまでの長さを、誘電体線路６，７に伝送される高周波信号の波長のＮ／４倍（ただし、Ｎは自然数である。）程度であって、その誘電体線路６，７に伝送される高周波信号の伝送損失が小さくなるように調整した長さに設定すればよい。また、誘電体部材６，７の幅は、通常は誘電体線路４，５の幅と同程度とすればよい。また、誘電体部材６，７と誘電体線路４，５との間隔は、誘電体線路６，７により伝送される高周波信号の波長の１／８以下が好適である。これら誘電体部材６，７は誘電体線路４，５と同様に高周波信号を伝送する伝送線路として働くものであり、誘電体部材６，７において特に高周波信号が共振するように設計する必要はない。
【００３５】
図３に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ２によれば、上記構成としたことから、誘電体共振器や電波反射物等を用いなくても、誘電体部材６，７の交差部のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に設けられた貫通孔２ａが、ほとんど損失なく良好に一方の誘電体線路４から貫通孔２ａを介して対向するそれら誘電体部材６，７を経て他方の誘電体線路５に高周波信号を通すという働きをするので、上下に積層された複数の誘電体線路間の接続損失を小さくすることができるものとなる。また、誘電体部材６，７間を、共振器等を介さずに直接電磁結合させるため、誘電体部材６，７において特に共振をさせる必要はないので、広い周波数帯域で接続損失を小さくすることができるものとなる。
【００３６】
次に、図４に示す本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態のさらに他の例である非放射性誘電体線路Ｈ３は、図１に示す非放射性誘電体線路Ｈ１に対して、２つの誘電体線路４，５に挟まれた平板導体２の前記交差部（より具体的には貫通孔２ａを設けた部位）以外の部位または２つの誘電体線路４，５の上下に位置する平板導体１，３（この例においては平板導体３）に、誘電体線路４，５の少なくとも一方（この例においては誘電体線路５）のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に他の貫通孔３ａを設けたものである。このような構成により、誘電体共振器や電波反射物等を用いなくても、他の貫通孔３ａにおいても、貫通孔２ａと同様に、他の誘電体線路（図示せず）を接続することができ、その接続損失を小さくすることができるものとなる。このような他の貫通孔は、図３に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ２に対する場合であれば、２つの誘電体部材６，７に挟まれた平板導体２の前記交差部（より具体的には貫通孔２ａを設けた部位）以外の部位または誘電体部材６，７の上下に位置する平板導体１，３に、誘電体線路４，５もしくは誘電体部材６，７の少なくとも一方のＬＳＭモードの定在波の電界が強い箇所に他の貫通孔を設ければよく、それにより、その他の貫通孔を介して貫通孔２ａと同様に他の誘電体線路または他の誘電体部材と接続することができ、その接続損失を小さくすることができるものとなる。
【００３７】
本発明の非放射性誘電体線路において、平板導体１，２，３のいずれかに設ける貫通孔以上の例では平板導体２，３に設ける貫通孔２ａ，３ａは、それぞれ複数個設けても構わない。この場合には、これら複数個の貫通孔２ａ，３ａの開口の条件（形状および平板導体２，３の表裏における開口の大きさ）を個々に設定すればよく、それにより、それぞれの貫通孔２ａ，３ａを透過する高周波信号の透過損失をいずれも小さくすることができるものとなる。
【００３８】
また、以上の例においては誘電体線路４，５を直線状に配置して交差させた例を示したが、平板導体２を挟んで上下に位置する誘電体線路４と誘電体線路５とは、例えば鋭角や直角や鈍角の角度を持って交差させてもよい。
【００３９】
図４に示す例の非放射性誘電体線路Ｈ３に対しては、例えば、図５に同様の断面図で示すように、その貫通孔３ａに導波管Ｇの開放終端部８を接続すればよい。この構成において、導波管Ｇには、金属導波管または誘電体導波管を用いればよい。このように接続することにより、非放射性誘電体線路Ｈ３と導波管Ｇとの間で貫通孔３ａを介して高周波信号が安定に透過するものとなる。そして、このような構成の本発明の非放射性誘電体線路Ｈ３によれば、非放射性誘電体線路を用いた高周波回路に導波管Ｇによって高周波信号の入出力を行なう導波管入出力型の高周波装置を接続したモジュールを小型に構成することができ、特に、導波管Ｇを介してアンテナを接続したモジュールに好適に用いることができる。これは、平板導体１，２，３に対して垂直に導波管Ｇが接続されているため、平板導体１，３の外側平面上に、それらアンテナ等の導波管入出力型の高周波装置を接続して組み付けることができ、平板導体１，３の外側平面上のスペースを効率的に用いてモジュールを構成することができるからである。例えば、アンテナを接続する場合には、アンテナの放射面を外側にして、平板導体１，３の外側平面上に収まるようにアンテナを接続することができる。また、特に、このようなアンテナを接続したモジュールを例えば車載用レーダモジュールとして用いる場合には、アンテナの放射面に垂直な方向に平板導体１，３を利用してモジュールの底部を設けて、このモジュールの底部を車両の前部等に安定に取り付けることができるので、モジュールの車両への取り付け性に優れたものとなる。なお、導波管入出力型の高周波装置としては、アンテナの他にも例えばピル型のガンダイオード発振器がある。
【００４０】
次に、図６にブロック回路図で例を示す本発明の高周波送受信器およびレーダ装置について詳細に説明する。なお、本発明のレーダ装置は、構成要素の１つとして本発明の高周波送受信器を備えているものであり、図６は、それら本発明の高周波送受信器およびレーダ装置の実施の形態の一例をブロック回路図で示したものである。
【００４１】
図６に示す本発明の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生する高周波発振器21と、この高周波発振器21に入力端22ａが接続された、その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変調器である例えば振幅変調器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に第１の高周波用伝送線路31で接続された、送信用高周波信号を送信するとともに探知対象物で反射して戻ってきた高周波信号を受信する送受信アンテナ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との間に第２の高周波用伝送線路32および第３の高周波用伝送線路33で接続された、他方の出力端22ｃに分岐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25で受信してサーキュレータ24の第３の端子24ｃから出力された高周波信号RFとを混合して中間周波信号を出力するミキサー26とを具備しており、第１〜第３の高周波用伝送線路31〜33の少なくとも１つが上記いずれかの本発明の非放射性誘電体線路である構成である。
【００４２】
また、同図に示す本発明のレーダ装置の実施の形態の一例は、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とを具備している構成である。
【００４３】
図６に示す本発明の高周波送受信器およびレーダ装置の実施の形態の一例は、上記構成としたことから、本発明の非放射性誘電体線路で構成されている第１〜第３の高周波用伝送線路31〜33によって複数層に配置された非放射性誘電体線路間を広い周波数帯域で低損失に接続して高周波信号を伝送することができるので、それら本発明の非放射性誘電体線路で接続される各構成要素を別々の層に配置して小型化を図ることができ、かつ送受信性能の高い高周波送受信器となる。そして、この本発明の高周波送受信器を用いたレーダ装置は、高周波送受信器が小型であるためその設置スペースを小さくすることができ、しかも高周波送受信器の送受信性能が高いため探知対象物を正確に探知することができる。
【００４４】
かくして、本発明によれば、上下に積層された複数の誘電体線路間の接続損失が小さく、特性が安定であり、製造が容易であり、かつ小型である非放射性誘電体線路ならびにそれを用いた高周波送受信器およびレーダ装置を提供することができる。
【００４５】
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、本発明のレーダ装置は、いわゆるＦＭパルス方式のレーダ装置に好適に対応するものであるが、いわゆるＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置を構成してもよい。本発明のレーダ装置をＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置として使用するには、例えば、図６に示す本発明のレーダ装置の例において、振幅変調器23を動作させずに分岐器22から入力された送信用高周波信号をそのままサーキュレータ24に入力するようにすればよい。この場合、振幅変調器23を動作させたり動作させなかったりすることによって、ＦＭパルス方式のレーダ装置として使用したり、方式を切り替えてＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置として使用したりすることもできる。この場合には、ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置としても、小型であり、かつ探知対象物を正確に探知することができるものとなる。なお、本発明の非放射性誘電体線路を用いて単にＦＭ−ＣＷ方式の高周波送受信器およびレーダ装置として構成するには、変調器を用いず、分岐器22の一方の出力端22ｂとサーキュレータ24の第１の端子24ａとを直接接続するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の一例である非放射性誘電体線路Ｈ１を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれそのＡ−Ａ’線断面図およびＢ−Ｂ’線断面図である。
【図２】図１に示す非放射性誘電体線路Ｈ１においてＬＳＭモードの定在波が励振される様子を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態の他の例である非放射性誘電体線路Ｈ２を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態のさらに他の例である非放射性誘電体線路Ｈ３を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の非放射性誘電体線路の実施の形態のさらに他の例である非放射性誘電体線路Ｈ３に導波管Ｇが接続された例を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の高周波送受信器および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７】従来例の非放射性誘電体線路Ｈを示す模式図であり、（ａ）は透視斜視図（平板導体は図示していない。）、（ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，２，３：平板導体
２ａ，３ａ：貫通孔
４，５：誘電体線路
４ａ，５ａ：端部
６，７：誘電体部材
８：開放終端部
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
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３：非放射性誘電体線路
Ｇ：導波管
【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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