(57)【要約】  【課題】  ２つのサーキュレータにそれぞれ設けたＰＩＮダイオードへの順方向電流を制御することにより、所定値以上のオン／オフ比が広い周波数帯域幅で得られる振幅変調器を提供すること。  【解決手段】  ＰＩＮダイオードが設けられた変調部を具備した第１および第２のサーキュレータが、第１のサーキュレータの出力用誘電体線路１ｃが第２のサーキュレータの入力用誘電体線路１ｃを兼ねることによって接続されており、第１および第２のサーキュレータ側のＰＩＮダイオードを透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性がそれぞれ異なる、振幅変調器である。２つのＰＩＮダイオードを用いることにより、入射する高周波信号の強度が変化してもオン／オフ比の周波数特性に影響がなく、オフ／オフ比が高くとれる周波数帯域を広くし、オン／オフ比の周波数特性の制御に対する攪乱要因を減らして安定な特性を確実に得ることができる。【選択図】  図６
2005160014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を伝送する伝送線路と、変調信号に応じて前記高周波信号を反射するかもしくは透過させる非検波型変調用素子であって、前記伝送線路の途中に間隔をとって設けられた第１および第２の非検波型変調用素子とを具備しており、前記間隔を、前記伝送線路の入力端から入力された高周波信号のうち、前記第１および第２の非検波型変調用素子で少なくとも１回ずつ反射して前記伝送線路の出力端もしくは前記入力端に漏洩する一部の高周波信号をＷａ、前記第１および第２の非検波型変調用素子で反射しないかもしくはどちらかで１回だけ反射して前記Ｗａと同じ前記出力端もしくは前記入力端に漏洩する一部の高周波信号を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変調器。
【請求項２】
前記第１および第２の非検波型変調用素子は、前記高周波信号に対する反射特性もしくは透過特性の周波数依存性が異なることを特徴とする請求項１記載の変調器。
【請求項３】
前記伝送線路が誘電体部および導体部を有しており、前記第１および第２の非検波型変調用素子は、前記変調信号の印加電圧に応じて前記誘電体部における前記高周波信号の電界に平行な方向に電流が流れるように前記誘電体部に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の変調器。
【請求項４】
フェライト板に対して放射状に配置された、高周波信号を入力する入力用伝送線路と、先端部に変調信号に応じて前記高周波信号を反射するかもしくは吸収する検波型変調用素子または反射するかもしくは透過させる非検波型変調用素子が設けられた変調用伝送線路と、前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子によって変調された高周波信号を出力する出力用伝送線路とをそれぞれ具備した第１および第２のサーキュレータが、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路が前記第２のサーキュレータの前記入力用伝送線路を兼ねることによって接続されて設けられており、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路の線路長を、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路に入力された高周波信号のうち、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して前記第２のサーキュレータの前記出力用伝送線路に漏洩する高周波信号をＷａ、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路の出力端および入力端で反射せずに前記第２のサーキュレータの前記出力用伝送線路に漏洩する高周波信号を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変調器。
【請求項５】
前記第１のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子および第２のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子は、前記高周波信号に対する透過特性または反射特性の周波数依存性が異なることを特徴とする請求項４記載の変調器。
【請求項６】
前記変調用伝送線路が誘電体部および導体部を有しており、前記第１のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子および第２のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子は、前記変調信号の印加電圧に応じて前記誘電体部における前記高周波信号の電界に平行な方向に電流が流れるように前記誘電体部にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項４または請求項５記載の変調器。
【請求項７】
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、該平行平板導体の内面に互いに対向させて配置された２枚のフェライト板と、該２枚のフェライト板に対して略放射状に配置された、高周波信号を入力する入力用誘電体線路、先端部にＰＩＮダイオードが設けられた変調用誘電体線路、該変調用誘電体線路の前記先端部の延長方向上に前記ＰＩＮダイオードを透過した前記高周波信号を終端するように配置された無反射終端器および前記ＰＩＮダイオードによって振幅変調された高周波信号を出力する出力用誘電体線路をそれぞれ具備した第１および第２のサーキュレータが接続されて設けられており、該第１および第２のサーキュレータは、前記第１のサーキュレータの前記出力用誘電体線路が前記第２のサーキュレータの前記入力用誘電体線路を兼ねることによって接続されており、前記第１のサーキュレータの前記ＰＩＮダイオードを透過する前記高周波信号の透過特性の周波数依存性と前記第２のサーキュレータの前記ＰＩＮダイオードを透過する前記高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なることを特徴とする振幅変調器。
【請求項８】
前記第１のサーキュレータの前記出力用誘電体線路の線路長を、前記第１のサーキュレータの前記出力用誘電体線路に入力された高周波信号のうち、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して前記第２のサーキュレータの前記出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号と、前記第１のサーキュレータの前記出力用誘電体線路の前記出力端および前記入力端で反射せずに前記第２のサーキュレータの前記出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、δ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるようにしていることを特徴とする請求項７記載の振幅変調器。
【請求項９】
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、高周波信号を入力する入力用誘電体線路と、該入力用誘電体線路の先端部に設けられた第１のＰＩＮダイオードと、前記入力用誘電体線路の前記先端部の延長方向上に前記第１のＰＩＮダイオードを透過した高周波信号が入力されるように配置された第２のＰＩＮダイオードと、該第２のＰＩＮダイオードを透過した高周波信号が入力されるように配置され、前記第１および第２のＰＩＮダイオードの少なくとも一方によって振幅変調された高周波信号を出力する出力用誘電体線路とが設けられており、前記第１のＰＩＮダイオードを透過する前記高周波信号の透過特性の周波数依存性と前記第２のＰＩＮダイオードを透過する前記高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なることを特徴とする振幅変調器。
【請求項１０】
前記第１のＰＩＮダイオードによって振幅変調された高周波信号が入力されるとともに該高周波信号を前記第２のＰＩＮダイオードに入力するように出力する入力兼出力用誘電体線路を設け、該入力兼出力用誘電体線路の線路長を、前記第１および第２のＰＩＮダイオードに順方向バイアス電圧を印加していないときに、前記第１のＰＩＮダイオードから入力され前記第２のＰＩＮダイオードで反射され前記第１のＰＩＮダイオードで反射されて前記第２のＰＩＮダイオードから前記出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号と、前記第１のＰＩＮダイオードから入力され前記第１および第２のＰＩＮダイオードで反射されずに前記第２のＰＩＮダイオードから前記出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、δ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるようにしていることを特徴とする請求項９記載の振幅変調器。
【請求項１１】
前記周波数依存性は前記第１および第２のＰＩＮダイオードに流れるバイアス電流によってそれぞれ調整されていることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の振幅変調器。
【請求項１２】
前記高周波信号は周波数が７６〜７７ＧＨｚとされていることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載の振幅変調器。
【請求項１３】
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乃至請求項６のいずれかに記載の変調器または請求項７乃至請求項１２のいずれかに記載の振幅変調器と、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、前記変調器または前記振幅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１４】
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乃至請求項６のいずれかに記載の変調器または請求項７乃至請求項１２のいずれかに記載の振幅変調器と、この変調器または振幅変調器の出力端に一端が接続された、前記一端側から他端側へ前記送信用高周波信号を透過させるアイソレータと、このアイソレータの前記他端に接続された送信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端側に接続された受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記受信アンテナ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１５】
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
該第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有する第１のサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続される第１のサーキュレータと、
該第１のサーキュレータの前記第２の接続部に一端が接続され、前記ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端に接続された第３の誘電体線路と、
前記第１のサーキュレータの前記第３の接続部に一端が接続された第４の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第４の接続部，第５の接続部および第６の接続部を有する第２のサーキュレータであって、前記第４の接続部に前記第４の誘電体線路の他端が接続された第２のサーキュレータと、
前記第２のサーキュレータの前記第５の接続部に一端が接続され、前記ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端に接続された第５の誘電体線路と、
前記第２のサーキュレータの前記第６の接続部に一端が接続された第６の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第７の接続部，第８の接続部および第９の接続部を有する第３のサーキュレータであって、前記第７の接続部に前記第６の誘電体線路の他端が接続された第３のサーキュレータと、
該第３のサーキュレータの前記第８の接続部に一端が接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを有する第７の誘電体線路と、
前記送受信アンテナで受信され前記第７の誘電体線路を伝搬して前記第３のサーキュレータの前記第９の接続部より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第８の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第８の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーとを具備しており、
前記第１および第２のサーキュレータが請求項７、請求項８、請求項１１および請求項１２のいずれかに記載の振幅変調器を構成していることを特徴とする高周波送受信器。
【請求項１６】
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
該第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有する第１のサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続される第１のサーキュレータと、
該第１のサーキュレータの前記第２の接続部に一端が接続され、前記ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端に接続された第３の誘電体線路と、
一端が該第３の誘電体線路の前記他端に対向させて配置され、前記ＰＩＮダイオードに接続された無反射終端器と、
前記第１のサーキュレータの前記第３の接続部に一端が接続された第４の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第４の接続部，第５の接続部および第６の接続部を有する第２のサーキュレータであって、前記第４の接続部に前記第４の誘電体線路の他端が接続された第２のサーキュレータと、
前記第２のサーキュレータの前記第５の接続部に一端が接続され、前記ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端に接続された第５の誘電体線路と、
一端が該第５の誘電体線路の前記他端に対向させて配置され、前記ＰＩＮダイオードに接続された無反射終端器と、
前記第２のサーキュレータの前記第６の接続部に一端が接続された第６の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第７の接続部，第８の接続部および第９の接続部を有する第３のサーキュレータであって、前記第７の接続部に前記第６の誘電体線路の他端が接続された第３のサーキュレータと、
該第３のサーキュレータの前記第８の接続部に一端が接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有する第７の誘電体線路と、
前記第３のサーキュレータの前記第９の接続部に接続され、前記送信アンテナで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端部で前記受信混入した受信波を減衰させる第８の誘電体線路と、
先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第９の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第９の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーとを具備しており、
前記第１および第２のサーキュレータが請求項７、請求項８、請求項１１および請求項１２のいずれかに記載の振幅変調器を構成していることを特徴とする高周波送受信器。
【請求項１７】
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
該第１の誘電体線路の一端に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記第１の誘電体線路の他端に付設され、前記送信用のミリ波信号を振幅変調する第１のＰＩＮダイオードと、
一端に前記第１のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第３の誘電体線路と、
該第３の誘電体線路の他端に付設され、前記第１のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号を振幅変調する第２のＰＩＮダイオードと、
一端に前記第２のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第４の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有するサーキュレータであって、前記第１の接続部に前記第４の誘電体線路の他端が接続されたサーキュレータと、
該サーキュレータの前記第２の接続部に一端が接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを有する第５の誘電体線路と、
前記送受信アンテナで受信され前記第５の誘電体線路を伝搬して前記サーキュレータの前記第３の接続部より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第６の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第６の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーとを具備しており、
前記第１および第２のＰＩＮダイオードが請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の振幅変調器を構成していることを特徴とする高周波送受信器。
【請求項１８】
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
該第１の誘電体線路の一端に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記第１の誘電体線路の他端に付設され、前記送信用のミリ波信号を振幅変調する第１のＰＩＮダイオードと、
一端に前記第１のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第３の誘電体線路と、
該第３の誘電体線路の他端に付設され、前記第１のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号を振幅変調する第２のＰＩＮダイオードと、
一端に前記第２のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第４の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有するサーキュレータであって、前記第１の接続部に前記第４の誘電体線路の他端が接続されたサーキュレータと、
該サーキュレータの前記第２の接続部に一端が接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有する第５の誘電体線路と、
前記サーキュレータの前記第３の接続部に接続され、前記送信アンテナで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端部で前記受信混入した受信波を減衰させる第６の誘電体線路と、
先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第７の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第７の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーとを具備しており、
前記第１および第２のＰＩＮダイオードが請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の振幅変調器を構成していることを特徴とする高周波送受信器。
【請求項１９】
請求項１３乃至請求項１８のいずれかに記載の高周波送受信器と、該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２０】
請求項１９記載のレーダ装置を備え、該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２１】
請求項１９記載のレーダ装置を備え、該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、集積回路，レーダモジュール等に組み込まれ、高周波信号をスイッチングまたは変調させる変調器、振幅変調器およびそのいずれかを用いた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、マイクロ波やミリ波の高周波信号を伝送させるためには金属導波管が多く用いられてきたが、近年の高周波モジュールの小型化の要求により、誘電体線路を高周波信号の導波路として用いた高周波モジュールが開発されている。中でも、高周波信号の伝送損失の少ない非放射性誘電体線路（NonRadiative Dielectric Waveguideで、以下、ＮＲＤガイドともいう。）が注目されている。
【０００４】
このＮＲＤガイドの基本構成を図16に部分破断斜視図で示す。同図に示すように、所定の間隔ａをもって平行配置された平行平板導体11，12の間に、断面形状が長方形等の矩形状の誘電体線路13を配置した構成であり、この間隔ａが高周波信号の波長λに対してａ≦λ／２であれば、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中で高周波信号を効率良く伝搬させることができる。なお、高周波信号の波長λは使用周波数における空気中（自由空間）での波長である。
【０００５】
このようなＮＲＤガイドに組み込まれる、高周波信号の変調器の従来例を図17（ａ）および（ｂ）に示す（例えば、非特許文献１を参照。）。図17（ａ）は変調器の従来例を示す斜視図、（ｂ）はその変調器を上方から見たときの平面図である。この変調器は、サーキュレータ（circulatorで、以下、ＣＬＴともいう。）とショットキーバリアダイオードとを組み合わせて使用することにより、高周波信号を振幅変調（スイッチング制御を含む。）するものであり、この変調器を用いたミリ波送受信器やミリ波レーダモジュール等が開発されている。
【０００６】
図17において、20ａ，20ｂ，20ｃは、四フッ化エチレン，ポリスチレン等の誘電体線路からなる、ＬＳＥ（Longitudinal Section Electric）モードの電磁波を遮断するモードサプレッサ、21は周囲にモードサプレッサ20ａ〜20ｃが120°の間隔で放射状に配置されるＣＬＴ用の２枚のフェライト円板、22はモードサプレッサ20ａ〜20ｃの内部に配置された、銅箔等から成るストリップ線路導体であり、電界が平行平板導体の主面に垂直方向であるＬＳＥモードの電磁波を遮断する。また、ストリップ導体線路22は、ＴＥＭ（Transverse ElectroMagnetic）モードを除去するためにλ／４チョークパターンとして形成されている。
【０００７】
また、モードサプレッサ20ｂのフェライト円板21と反対側の他端には、所定の空隙を設けて、四フッ化エチレン，ポリスチレン等から成る誘電体線路23ａが配置され、さらに、アルミナセラミックス等から成り、誘電体線路23ａとは誘電率の異なる誘電体シート24が配置されている。この誘電体シート24の後方には、銅箔等から成るチョーク型バイアス供給線路構造のストリップ線路導体25が形成され、その中途にショットキーバリアダイオード（以下、ＳＢＤともいう。）26が実装された配線基板27が配置されている。さらに、配線基板27の後方には、四フッ化エチレン，ポリスチレン等から成る誘電体線路23ｂが配置されている。
【０００８】
そして、モードサプレッサ20ａ中を伝搬してきた電磁波は、フェライト円版21によって波面が時計方向または反時計方向に回転されてモードサプレッサ20ｂへ伝搬され、モードサプレッサ20ｃへは伝搬しない。そして、モードサプレッサ20ｂを伝搬した電磁波は、その先の配線基板27上のＳＢＤ26において、ＳＢＤ26に順方向にバイアス電圧をかけたとき（順方向電流を入力したとき）には、ＳＢＤ26に検波電流が流れて、その電磁波は吸収されて出力されずにオフ状態となる。一方、ＳＢＤ26に逆方向にバイアス電圧をかけたとき（順方向電流を流さないとき）には、その電磁波は反射されて出力され、オン状態となる。このＳＢＤ26で反射された電磁波は、再びモードサプレッサ20ｂ中を伝搬し、フェライト円板21によって波面が回転され、モードサプレッサ20ｃへ伝搬される。
【０００９】
このように、ＳＢＤ26にバイアス電圧をかけることにより、電磁波をＡＳＫ変調（振幅変調）することができる。なお、振幅変調の度合いを大きくすると、スイッチング制御することもできる。
【００１０】
このようなＳＢＤを用いた変調器に関する技術は、例えば非特許文献１，特許文献１および特許文献２に開示されている。
【００１１】
さらに、本出願人は、平行平板導体の内面に互いに対向させて設置された２枚のフェライト板と、２枚のフェライト板に対して略放射状に複数配置された、ＬＳＭモードの電磁波を伝送するとともにＬＳＥモードの電磁波を遮断する誘電体線路から成るモードサプレッサと、モードサプレッサの一方の端面に設置された、誘電体線路と異なる比誘電率を有するインピーダンス整合部材とから成るＣＬＴが設けられており、誘電体配線基板上のチョーク型バイアス供給線路の中途にＳＢＤを接続したパルス変調スイッチを、モードサプレッサの他方の端面に、ＳＢＤのバイアス電圧印加方向がＬＳＭモードの電磁波の電界方向に合致するように設置したＮＲＤガイド用のパルス変調器において、フェライト板の端からＳＢＤまでの距離が略ｎλ／２（ｎは２以上の整数であり、λは高周波信号の波長である。）である構成とすることにより、部品点数が削減されて組立再現性が向上するとともに、所望の周波数で動作させるためのインピーダンスの整合が容易になり、パルス変調器の特性を再現性良く安定して得られ、信頼性の高いものを生産性良く製造できる、ＮＲＤガイド用のパルス変調器を提案した（特願2001−22711：特許文献３を参照。）。
【００１２】
また、本出願人は、高周波信号を伝搬させる誘電体線路と、誘電体線路の一端側に空隙および他の誘電体線路を介して、配線基板上のチョーク型バイアス供給線路の中途にＳＢＤが接続されているとともにＳＢＤのバイアス電圧印加方向がＬＳＭモードの電磁波の電界方向に合致するように設置されているパルス変調用スイッチとを具備したことにより、部品点数が削減されて組立再現性が向上するとともに、所望の周波数で動作させるためのインピーダンス整合が容易になり、パルス変調器の良好な特性を再現性良く安定して得られ、信頼性の高いものを生産性良く製造できる、ＮＲＤガイド用のパルス変調器を提案した（特願2001−161506：特許文献４を参照。）。
【００１３】
また、本出願人は、先端部にＬＳＥモードの電磁波を遮断するモードサプレッサが設けられるとともに高周波信号が伝送される複数の誘電体線路が、平行平板導体の内面に主面が平行かつ同心状に対向配置された２枚のフェライト板に対して各モードサプレッサの先端が接続されるとともに略放射状に配置されているＣＬＴを、一つの接続用誘電体線路を介して２つ接続したＮＲＤガイド用の２段型のＣＬＴにおいて、平行平板導体の外面に、磁力線が平行平板導体の内面に略垂直になっている領域内にフェライト板が存在するように一対の磁石が設置されていることにより、２段型のＣＬＴのそれぞれの回転方向が同じになるため、ＣＬＴが組み込まれるミリ波送受信器等が容易に構成でき、製造が容易化されて量産性に優れたものとなり、また、各ＣＬＴを互いに近接配置することができるので小型化され、さらに、２段型のＣＬＴは磁力線が平行平板導体の内面に略垂直になっている領域内に配置されることから、高周波信号の伝搬損失が小さくなる、ＮＲＤガイド用のＣＬＴを提案した（特願2002−14789：特許文献５を参照。）。
【００１４】
さらにまた、本出願人は、高周波信号を入力する入力用誘電体線路、先端部にＳＢＤが設けられた変調用誘電体線路およびそのＳＢＤによって振幅変調された高周波信号を出力する出力用誘電体線路をそれぞれ備えた第１および第２のＣＬＴが接続されて設けられており、その第１および第２のＣＬＴは、第１のＣＬＴの出力用誘電体線路が第２のＣＬＴの入力用誘電体線路を兼ねることによって接続されており、第１のＣＬＴ側のＳＢＤの順方向電流を第１のＣＬＴに入力される高周波信号の電圧振幅に対して所定値以上のオン／オフ比が得られるように制御するとともに第２のＣＬＴ側のＳＢＤの順方向電流を第１のＣＬＴのオン／オフ比によって低下した高周波信号の電圧振幅に対して所定値以上のオン／オフ比が得られるように制御する制御回路が設けられていることから、２つのＣＬＴにそれぞれ設けられたＳＢＤに入力する順方向電流をそれぞれ制御することにより、所定値以上のオン／オフ比が得られる、ＮＲＤガイド用の振幅変調器を提案した（特願2002−361333）。
【非特許文献１】黒木太司、外４名（Futoshi Kuroki，Masayuki Sugioka，Shinji Matsukawa，Kengo Ikeda，and T．Yoneyama），“ハイ−スピード・ＡＳＫ・トランシーバ・ベースト・オン・ザ・ＮＲＤ−ガイド・テクノロジー・アット・60ＧＨｚ・バンド（High-Speed ASK Transceiver Based on the NRD-Guide Technology at 60-GHz Band）”，アイイーイーイー・トランザクション・オン・マイクロウエーブ・セオリー・アンド・テクニクス（IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniqes），（米国），アイイーイーイー（IEEE），第46巻，第６号，1988年６月，p.806−810
【非特許文献２】黒木太司、池田研吾、米山務，「ショットキバリアダイオードを用いたＮＲＤガイド高速ＡＳＫ変調器」，1997年電子情報通信学会総合大会講演論文集，社団法人電子情報通信学会，1997年３月６日発行，Vol.１，Ｃ−２−65，p.120
【特許文献１】特開平10−270944号公報
【特許文献２】米国特許第6,034,574号明細書
【特許文献３】特開2002−232212号公報
【特許文献４】特開2002−353710号公報
【特許文献５】特開2003−218609号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図17に示すような２つのＣＬＴおよびＳＢＤからなる従来の変調器は、図18に高周波信号の反射損失の周波数特性を示すグラフを示すように、オン／オフ比（アイソレーション）が周波数によって大きく異なり、オン／オフ比を例えば15ｄＢ以上と大きくとるためには、使用する周波数帯域が限られるという問題点があった。
【００１６】
また、従来の変調器をミリ波レーダモジュール等に組み込んで使用する場合には、ミリ波レーダモジュールは温度変化が激しい自動車のエンジンルーム等に搭載されることとなるが、変調器の周波数特性は温度に依存するため、環境温度によりオン／オフ比が変化するという問題点があった。
【００１７】
また、本出願人が特願2002−361333において提案した技術においても、変調器に入射する高周波信号の強度が刻々と変化したとき、その変化に追従して制御をかけやすいものとしたいという、さらに改善が望まれている点があった。また、２つのＳＢＤの間で多重反射する高周波信号が変調に与える悪影響を少なくして、高周波送受信器で用いる際に、受信側で識別しやすい高周波信号を送信することができるようにしたいという、さらに改善が望まれる点もあった。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は、入射する高周波信号の強度が変化しても安定に動作し、所定値以上のオン／オフ比が得られるようにすることができ、また、振幅変調の周波数特性が使用環境温度に左右されるのを抑制することができる変調器およびそれを用いた高周波送受信器を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の別の目的は、受信側で識別しやすい高周波信号を出力することができる変調器およびそれを用いた高性能な高周波送受信器を提供することにある。
【００２０】
また、本発明のさらに別の目的は、その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】
【００２１】
従来、ＰＩＮダイオードは応答速度が遅く変調器には好適に用いることができないとされていた。これに対し、今日では、ＰＩＮダイオードは非放射性誘電体線路の変調器の技術分野においても十分に使用に耐えうるものが開発されてきており、その特長を活かした開発が待たれているところである。本発明者らは、ＰＩＮダイオードが高周波信号に対する検波作用を有していないことから、これを用いた変調器を２段に構成して、各変調器それぞれの周波数特性を調整して２段構成の変調器の周波数特性を制御するときに、制御の攪乱要因が減って安定な特性を確実に得やすいことを見出した。また、非放射性誘電体線路およびＰＩＮダイオードの代わりに、コプレーナ線路等の高周波伝送用線路および砒化ガリウム（ＧａＡｓ）製電界効果トランジスタ（いわゆるＧａＡｓ  ＭＥＳＦＥＴ）等の半導体素子を構成要素として用いても同様の効果が得られることを見出した。また、このような２段構成の変調器に用いられている２つの半導体素子間を適切な線路長の高周波用伝送線路で接続すると、変調器特性を向上させることができることを見出した。さらには、このような変調器を、高周波信号をスイッチングする高周波スイッチに用いても有効であることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて案出されたものである。
【００２２】
本発明の第１の変調器は、高周波信号を伝送する伝送線路と、変調信号に応じて前記高周波信号を反射するかもしくは透過させる非検波型変調用素子であって、前記伝送線路の途中に間隔をとって設けられた第１および第２の非検波型変調用素子とを具備しており、前記間隔を、前記伝送線路の入力端から入力された高周波信号のうち、前記第１および第２の非検波型変調用素子で少なくとも１回ずつ反射して前記伝送線路の出力端もしくは前記入力端に漏洩する一部の高周波信号をＷａ、前記第１および第２の非検波型変調用素子で反射しないかもしくはどちらかで１回だけ反射して前記Ｗａと同じ前記出力端もしくは前記入力端に漏洩する一部の高周波信号を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。
【００２３】
また、本発明の第１の変調器は、上記構成において、前記第１および第２の非検波型変調用素子は、前記高周波信号に対する反射特性もしくは透過特性の周波数依存性が異なることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の第１の変調器は、上記各構成において、前記伝送線路が誘電体部および導体部を有しており、前記第１および第２の非検波型変調用素子は、前記変調信号の印加電圧に応じて前記誘電体部における前記高周波信号の電界に平行な方向に電流が流れるように前記誘電体部に配置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第２の変調器は、フェライト板に対して放射状に配置された、高周波信号を入力する入力用伝送線路と、先端部に変調信号に応じて前記高周波信号を反射するかもしくは吸収する検波型変調用素子または反射するかもしくは透過させる非検波型変調用素子が設けられた変調用伝送線路と、前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子によって変調された高周波信号を出力する出力用伝送線路とをそれぞれ具備した第１および第２のサーキュレータが、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路が前記第２のサーキュレータの前記入力用伝送線路を兼ねることによって接続されて設けられており、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路の線路長を、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路に入力された高周波信号のうち、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して前記第２のサーキュレータの前記出力用伝送線路に漏洩する高周波信号をＷａ、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路の出力端および入力端で反射せずに第２のサーキュレータの前記出力用伝送線路に漏洩する高周波信号を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。
【００２６】
また、本発明の第２の変調器は、上記構成において、前記第１のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子および第２のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子は、前記高周波信号に対する透過特性または反射特性の周波数依存性が異なることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第２の変調器は、上記各構成において、前記変調用伝送線路が誘電体部および導体部を有しており、前記第１のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子および第２のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子は、前記変調信号の印加電圧に応じて前記誘電体部における前記高周波信号の電界に平行な方向に電流が流れるように前記誘電体部にそれぞれ配置されていることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第１の振幅変調器は、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、この平行平板導体の内面に互いに対向させて配置された２枚のフェライト板と、この２枚のフェライト板に対して略放射状に配置された、高周波信号を入力する入力用誘電体線路、先端部にＰＩＮダイオードが設けられた変調用誘電体線路、該変調用誘電体線路の前記先端部の延長方向上に前記ＰＩＮダイオードを透過した前記高周波信号を終端するように配置された無反射終端器および前記ＰＩＮダイオードによって振幅変調された高周波信号を出力する出力用誘電体線路をそれぞれ具備した第１および第２のサーキュレータが接続されて設けられており、これら第１および第２のサーキュレータは、前記第１のサーキュレータの前記出力用誘電体線路が前記第２のサーキュレータの前記入力用誘電体線路を兼ねることによって接続されており、前記第１のサーキュレータの前記ＰＩＮダイオードを透過する前記高周波信号の透過特性の周波数依存性と前記第２のサーキュレータの前記ＰＩＮダイオードを透過する前記高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なることを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の第１の振幅変調器は、上記構成において、前記第１のサーキュレータの前記出力用誘電体線路の線路長を、前記第１のサーキュレータの前記出力用誘電体線路に入力された高周波信号のうち、前記第１のサーキュレータの前記出力用伝送線路の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して前記第２のサーキュレータの前記出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号と、前記第１のサーキュレータの前記出力用誘電体線路の前記出力端および前記入力端で反射せずに前記第２のサーキュレータの前記出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、δ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるようにしていることを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の第２の振幅変調器は、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、高周波信号を入力する入力用誘電体線路と、この入力用誘電体線路の先端部に設けられた第１のＰＩＮダイオードと、前記入力用誘電体線路の前記先端部の延長方向上に前記第１のＰＩＮダイオードを透過した高周波信号が入力されるように配置された第２のＰＩＮダイオードと、この第２のＰＩＮダイオードを透過した高周波信号が入力されるように配置され、前記第１および第２のＰＩＮダイオードの少なくとも一方によって振幅変調された高周波信号を出力する出力用誘電体線路とが設けられており、前記第１のＰＩＮダイオードを透過する前記高周波信号の透過特性の周波数依存性と前記第２のＰＩＮダイオードを透過する前記高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なることを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明の第２の振幅変調器は、上記構成において、前記第１のＰＩＮダイオードによって振幅変調された高周波信号が入力されるとともにこの高周波信号を前記第２のＰＩＮダイオードに入力するように出力する入力兼出力用誘電体線路を設け、この入力兼出力用誘電体線路の線路長を、前記第１および第２のＰＩＮダイオードに順方向バイアス電圧を印加していないときに、前記第１のＰＩＮダイオードから入力され前記第２のＰＩＮダイオードで反射され前記第１のＰＩＮダイオードで反射されて前記第２のＰＩＮダイオードから前記出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号と、前記第１のＰＩＮダイオードから入力され前記第１および第２のＰＩＮダイオードで反射されずに前記第２のＰＩＮダイオードから前記出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、δ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるようにしていることを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明の第１および第２の振幅変調器は、上記構成において、前記周波数依存性は前記ＰＩＮダイオードに流れるバイアス電流によって調整されていることを特徴とするものである。
【００３３】
また、本発明の第１および第２の振幅変調器は、上記各構成において、前記高周波信号は周波数が76〜77ＧＨｚとされていることを特徴とするものである。
【００３４】
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もしくはスイッチングして送信用高周波信号を出力する上記本発明の第１および第２のいずれかの変調器または上記本発明の第１および第２のいずれかの振幅変調器と、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、前記変調器または前記振幅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。
【００３５】
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もしくはスイッチングして送信用高周波信号を出力する上記本発明の第１および第２のいずれかの変調器または上記本発明の第１および第２のいずれかの振幅変調器と、この変調器または振幅変調器の出力端に一端が接続された、前記一端側から他端側へ前記送信用高周波信号を透過させるアイソレータと、このアイソレータの前記他端に接続された送信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端側に接続された受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記受信アンテナ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。
【００３６】
本発明の第３の高周波送受信器は、
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
この第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有する第１のサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続される第１のサーキュレータと、
この第１のサーキュレータの前記第２の接続部に一端が接続され、前記ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端に接続された第３の誘電体線路と、
前記第１のサーキュレータの前記第３の接続部に一端が接続された第４の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第４の接続部，第５の接続部および第６の接続部を有する第２のサーキュレータであって、前記第４の接続部に前記第４の誘電体線路の他端が接続された第２のサーキュレータと、
前記第２のサーキュレータの前記第５の接続部に一端が接続され、前記ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端に接続された第５の誘電体線路と、
前記第２のサーキュレータの前記第６の接続部に一端が接続された第６の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第７の接続部，第８の接続部および第９の接続部を有する第３のサーキュレータであって、前記第７の接続部に前記第６の誘電体線路の他端が接続された第３のサーキュレータと、
この第３のサーキュレータの前記第８の接続部に一端が接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを有する第７の誘電体線路と、
前記送受信アンテナで受信され前記第７の誘電体線路を伝搬して前記第３のサーキュレータの前記第９の接続部より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第８の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第８の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーとを具備しており、
前記第１および第２のサーキュレータが上記各構成の本発明の第１の振幅変調器を構成していることを特徴とするものである。
【００３７】
また、本発明の第４の高周波送受信器は、
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
この第１の誘電体線路に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有する第１のサーキュレータであって、前記第１の誘電体線路の前記ミリ波信号の出力端に前記第１の接続部が接続される第１のサーキュレータと、
この第１のサーキュレータの前記第２の接続部に一端が接続され、前記ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端に接続された第３の誘電体線路と、
一端がこの第３の誘電体線路の前記他端に対向させて配置され、前記ＰＩＮダイオードに接続された無反射終端器と、
前記第１のサーキュレータの前記第３の接続部に一端が接続された第４の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第４の接続部，第５の接続部および第６の接続部を有する第２のサーキュレータであって、前記第４の接続部に前記第４の誘電体線路の他端が接続された第２のサーキュレータと、
前記第２のサーキュレータの前記第５の接続部に一端が接続され、前記ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端に接続された第５の誘電体線路と、
一端がこの第５の誘電体線路の前記他端に対向させて配置され、前記ＰＩＮダイオードに接続された無反射終端器と、
前記第２のサーキュレータの前記第６の接続部に一端が接続された第６の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第７の接続部，第８の接続部および第９の接続部を有する第３のサーキュレータであって、前記第７の接続部に前記第６の誘電体線路の他端が接続された第３のサーキュレータと、
この第３のサーキュレータの前記第８の接続部に一端が接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有する第７の誘電体線路と、
前記第３のサーキュレータの前記第９の接続部に接続され、前記送信アンテナで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端部で前記受信混入した受信波を減衰させる第８の誘電体線路と、
先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第９の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第９の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーとを具備しており、
前記第１および第２のサーキュレータが上記各構成の本発明の第１の振幅変調器を構成していることを特徴とするものである。
【００３８】
本発明の第５の高周波送受信器は、
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
この第１の誘電体線路の一端に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記第１の誘電体線路の他端に付設され、前記送信用のミリ波信号を振幅変調する第１のＰＩＮダイオードと、
一端に前記第１のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第３の誘電体線路と、
この第３の誘電体線路の他端に付設され、前記第１のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号を振幅変調する第２のＰＩＮダイオードと、
一端に前記第２のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第４の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有するサーキュレータであって、前記第１の接続部に前記第４の誘電体線路の他端が接続されたサーキュレータと、
このサーキュレータの前記第２の接続部に一端が接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナを有する第５の誘電体線路と、
前記送受信アンテナで受信され前記第５の誘電体線路を伝搬して前記サーキュレータの前記第３の接続部より出力した受信波をミキサー側へ伝搬させる第６の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第６の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーとを具備しており、
前記第１および第２のＰＩＮダイオードが上記各構成の本発明の第２の振幅変調器を構成していることを特徴とするものである。
【００３９】
また、本発明の第６の高周波送受信器は、
送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置した平行平板導体間に、
高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路と、
この第１の誘電体線路の一端に付設され、前記高周波発生素子から出力された高周波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し前記第１の誘電体線路中を伝搬させるミリ波信号発振部と、
前記第１の誘電体線路に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは前記第１の誘電体線路に一端が接合されて、前記送信用のミリ波信号の一部をミキサー側へ伝搬させる第２の誘電体線路と、
前記第１の誘電体線路の他端に付設され、前記送信用のミリ波信号を振幅変調する第１のＰＩＮダイオードと、
一端に前記第１のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第３の誘電体線路と、
この第３の誘電体線路の他端に付設され、前記第１のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号を振幅変調する第２のＰＩＮダイオードと、
一端に前記第２のＰＩＮダイオードを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第４の誘電体線路と、
前記平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれ前記ミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部，第２の接続部および第３の接続部を有するサーキュレータであって、前記第１の接続部に前記第４の誘電体線路の他端が接続されたサーキュレータと、
このサーキュレータの前記第２の接続部に一端が接続され、前記送信用のミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナを有する第５の誘電体線路と、
前記サーキュレータの前記第３の接続部に接続され、前記送信アンテナで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端部で前記受信混入した受信波を減衰させる第６の誘電体線路と、
先端部に受信アンテナ、他端部にミキサーが各々設けられた第７の誘電体線路と、
前記第２の誘電体線路の中途と前記第７の誘電体線路の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、前記送信用のミリ波信号の一部と前記受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサーとを具備しており、
前記第１および第２のＰＩＮダイオードが上記各構成の本発明の第２の振幅変調器を構成していることを特徴とするものである。
【００４０】
また、本発明のレーダ装置は、上記本発明の第１乃至第６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。
【００４１】
また、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ことを特徴とするものである。
【００４２】
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ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の第１の変調器によれば、高周波信号を伝送する伝送線路と、変調信号に応じて前記高周波信号を反射するかもしくは透過させる非検波型変調用素子であって、前記伝送線路の途中に間隔をとって設けられた第１および第２の非検波型変調用素子とを具備しており、前記間隔を、前記伝送線路の入力端から入力された高周波信号のうち、前記第１および第２の非検波型変調用素子で少なくとも１回ずつ反射して前記伝送線路の出力端もしくは入力端に漏洩する一部の高周波信号をＷａ、前記第１および第２の非検波型変調用素子で反射しないかもしくはどちらかで１回だけ反射して前記Ｗａと同じ前記出力端もしくは前記入力端に漏洩する一部の高周波信号を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、この変調器を振幅変調器として用いる場合には、第１および第２の両方または第１および第２のいずれかの非検波型変調用素子が高周波信号をほぼ全反射する状態にある際に、第１および第２の非検波型変調用素子間で少なくとも１回ずつ反射して伝送線路の出力端に漏洩する一部の高周波信号と第１および第２の非検波型変調用素子で反射せずに出力端に漏洩する一部の高周波信号とが、互いに丁度逆位相となって弱め合うように合波され、それら漏洩する高周波信号が出力端で抑制されるため、オン／オフ比を高くすることができる。また、この変調器を周波数変調器もしくは位相変調器等として用いる場合には、第１および第２の非検波型変調用素子で少なくとも１回ずつ反射して伝送線路の出力端もしくは入力端に漏洩する一部の高周波信号が、第１および第２の非検波型変調用素子で反射しないかもしくはどちらかで１回だけ反射して同じ出力端もしくは入力端に漏洩する一部の高周波信号と、丁度逆位相で合波して出力端もしくは入力端で減衰されることとなるため、第１および第２の非検波型変調用素子で多重反射されることにより異なる変調度で変調された高周波信号が同じ時間に存在することが効果的に抑制されるので、歪みの少ない周波数変調もしくは位相変調等を行なうことができる。
【００４４】
また、本発明の第１の変調器によれば、第１および第２の非検波型変調用素子が、高周波信号に対する反射特性もしくは透過特性の周波数依存性が異なるときには、第１および第２の非検波型変調用素子として個々にオン／オフ比の周波数特性が異なったものを組み合わせた変調器として、オフ／オフ比が高くとれる周波数帯域を広くすることができる変調器となる。
【００４５】
さらに、本発明の第１の変調器によれば、前記伝送線路が誘電体部および導体部を有しており、第１および第２の非検波型変調用素子が、変調信号の印加電圧に応じて誘電体部における高周波信号の電界に平行な方向に電流が流れるように誘電体部に配置されているときには、そのように誘電体部に配置された第１および第２の非検波型変調用素子が、伝送線路の導体部に流れる高周波信号による高周波電流を直接制御するのではなく、その高周波電流とは独立に流される変調電流によって、伝送線路の誘電体部の電磁界に作用を及ぼすから、その伝送線路の導体部の全体にわたってその変調電流が流れて、その変調電流に含まれる雑音や歪み等が高周波信号に影響を与えてしまうということはなく、また、伝送線路の導体部が第１および第２の非検波型変調用素子に接続されないから、第１および第２の非検波型変調用素子やそれらのバイアス供給線路が高周波信号に影響を与えにくいため、高周波信号の透過特性が周波数領域で平坦でなくなったり、高周波信号が歪んだり、高周波信号に雑音が混入したりすることが抑制されるので、確実に変調信号のみを高周波信号に作用させることができる変調器となる。
【００４６】
本発明の第２の変調器によれば、フェライト板に対して放射状に配置された、高周波信号を入力する入力用伝送線路と、先端部に変調信号に応じて高周波信号を反射するかもしくは吸収する検波型変調用素子または反射するかもしくは透過させる非検波型変調用素子が設けられた変調用伝送線路と、検波型変調用素子または非検波型変調用素子によって変調された高周波信号を出力する出力用伝送線路とをそれぞれ具備した第１および第２のサーキュレータが、第１のサーキュレータの出力用伝送線路が第２のサーキュレータの入力用伝送線路を兼ねることによって接続されて設けられており、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の線路長を、第１のサーキュレータの出力用伝送線路に入力された高周波信号のうち、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して第２のサーキュレータの出力用伝送線路に漏洩する高周波信号をＷａ、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で反射せずに第２のサーキュレータの出力用伝送線路に漏洩する高周波信号を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、この変調器を振幅変調器として用いる場合には、第１および第２の両方または第１および第２のいずれかのサーキュレータの検波型変調用素子または非検波型変調用素子が高周波信号をほぼ透過させる状態にある際に、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で多重反射して第２のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端に漏洩する高周波信号と、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で反射せずに第２のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端に漏洩する高周波信号とが、互いに丁度逆位相となって弱め合うように合波され、それら高周波信号の漏洩が第２のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端で抑制されるため、オン／オフ比を高くすることができる。また、この変調器を周波数変調器もしくは位相変調器等として用いる場合には、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で多重反射して第２のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端に漏洩する高周波信号が、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で反射せずに第２のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端に漏洩する高周波信号と、丁度逆位相で合波して第２のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端で減衰されることとなるため、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で多重反射されることにより異なる変調度で変調された高周波信号が同じ時間に存在することが効果的に抑制されるので、歪みの少ない周波数変調もしくは位相変調等を行なうことができる。
【００４７】
また、本発明の第２の変調器によれば、第１のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子および第２のサーキュレータの前記検波型変調用素子または非検波型変調用素子で、高周波信号に対する透過特性または反射特性の周波数依存性が異なるときには、２つのサーキュレータの検波型変調用素子または非検波型変調用素子として個々にオン／オフ比の周波数特性が異なったものを組み合わせた変調器として、オフ／オフ比が高くとれる周波数帯域を広くすることができる変調器となる。
【００４８】
さらに、本発明の第２の変調器によれば、変調用伝送線路が誘電体部および導体部を有しており、第１のサーキュレータの検波型変調用素子または非検波型変調用素子および第２のサーキュレータの検波型変調用素子または非検波型変調用素子が、変調信号の印加電圧に応じて誘電体部における高周波信号の電界に平行な方向に電流が流れるように誘電体部にそれぞれ配置されているときには、そのように誘電体部に配置された検波型変調用素子または非検波型変調用素子が、変調用伝送線路の導体部に流れる高周波信号による高周波電流を直接制御するのではなく、その高周波電流とは独立に流される変調電流によって、変調用伝送線路の誘電体部の電磁界に作用を及ぼすから、その変調用伝送線路の導体部の全体にわたってその変調電流が流れて、その変調電流に含まれる雑音や歪み等が高周波信号に影響を与えてしまうということはなく、また、変調用伝送線路の導体部が第１検波型変調用素子または非検波型変調用素子に接続されないから、第１および第２のサーキュレータの検波型変調用素子または非検波型変調用素子やそれらのバイアス供給線路が高周波信号に影響を与えにくいため、高周波信号の透過特性が周波数領域で平坦でなくなったり、高周波信号が歪んだり、高周波信号に雑音が混入したりすることが抑制されるので、確実に変調信号のみを高周波信号に作用させることができる変調器となる。
【００４９】
本発明の第１の振幅変調器によれば、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、この平行平板導体の内面に互いに対向させて配置された２枚のフェライト板と、この２枚のフェライト板に対して略放射状に配置された、高周波信号を入力する入力用誘電体線路、先端部にＰＩＮダイオードが設けられた変調用誘電体線路、この変調用誘電体線路の先端部の延長方向上にＰＩＮダイオードを透過した高周波信号を終端するように配置された無反射終端器およびＰＩＮダイオードによって振幅変調された高周波信号を出力する出力用誘電体線路をそれぞれ具備した第１および第２のサーキュレータが接続されて設けられており、これら第１および第２のサーキュレータは、第１のサーキュレータの出力用誘電体線路が第２のサーキュレータの入力用誘電体線路を兼ねることによって接続されており、第１のサーキュレータのＰＩＮダイオードを透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性と第２のサーキュレータのＰＩＮダイオードを透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なるものとされていることから、２つのＣＬＴにそれぞれ設けられたＰＩＮダイオードに入力する順方向電流をそれぞれ制御することによって、ＰＩＮダイオードは高周波信号に対する検波作用を有していないので、入射する高周波信号の強度が変化してもそれはＰＩＮダイオードに流れる電流を変化させることがなくオン／オフ比の周波数特性に影響を与えないため、２つのＰＩＮダイオードとして個々にオン／オフ比の周波数特性が異なったものを組み合わせた振幅変調器として、オフ／オフ比が高くとれる周波数帯域を広くした上で、オン／オフ比の周波数特性の制御に対する攪乱要因を減らして安定な特性を確実に得ることができるものとなる。その結果、入射する高周波信号の強度が変化しても安定に動作し、所定値以上のオン／オフ比が安定して得られるようにすることができ、また、振幅変調の周波数特性が使用環境温度に左右されるのを抑制することができる。
【００５０】
また、本発明の第１の振幅変調器によれば、第１のサーキュレータの出力用誘電体線路の線路長を、第１のサーキュレータの出力用誘電体線路に入力された高周波信号のうち、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して第２のサーキュレータの出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号と、第１のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端および入力端で反射せずに第２のサーキュレータの出力用誘電体線路の出力端に漏洩する高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、δ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるようにしているときには、それらの高周波信号が逆位相で干渉し、互いに弱めあって合波するようになるため、無反射終端器側へ透過させて遮断するときに第２のサーキュレータの出力用伝送線路の出力端に漏洩する高周波信号の強度を弱めることができ、高いオン／オフ比が得られるものとなる。
【００５１】
本発明の第２の振幅変調器によれば、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、高周波信号を入力する入力用誘電体線路と、この入力用誘電体線路の先端部に設けられた第１のＰＩＮダイオードと、入力用誘電体線路の先端部の延長方向上に第１のＰＩＮダイオードを透過した高周波信号が入力されるように配置された第２のＰＩＮダイオードと、この第２のＰＩＮダイオードを透過した高周波信号が入力されるように配置され、第１および第２のＰＩＮダイオードの少なくとも一方によって振幅変調された高周波信号を出力する出力用誘電体線路とが設けられており、第１のＰＩＮダイオードを透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性と第２のＰＩＮダイオードを透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なるものとされていることから、２つのＰＩＮダイオードに入力する順方向電流をそれぞれ制御することによって、ＰＩＮダイオードは高周波信号に対する検波作用を有していないので、入射する高周波信号の強度が変化してもそれはＰＩＮダイオードに流れる電流を変化させることがなくオン／オフ比の周波数特性に影響を与えないため、２つのＰＩＮダイオードとして個々にオン／オフ比の周波数特性が異なったものを組み合わせた振幅変調器として、オフ／オフ比が高くとれる周波数帯域を広くした上で、オン／オフ比の周波数特性の制御に対する攪乱要因を減らして安定な特性を確実に得ることができるものとなる。その結果、入射する高周波信号の強度が変化しても安定に動作し、所定値以上のオン／オフ比が安定して得られるようにすることができ、また、振幅変調の周波数特性が使用環境温度に左右されるのを抑制することができる。
【００５２】
また、本発明の第２の振幅変調器によれば、第１のＰＩＮダイオードによって振幅変調された高周波信号が入力されるとともにこの高周波信号を第２のＰＩＮダイオードに入力するように出力する入力兼出力用誘電体線路を設け、この入力兼出力用誘電体線路の線路長を、第１および第２のＰＩＮダイオードに順方向バイアス電圧を印加していないときに、第１のＰＩＮダイオードから入力され第２のＰＩＮダイオードで反射され第１のＰＩＮダイオードで反射されて第２のＰＩＮダイオードから出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号と、第１のＰＩＮダイオードから入力され第１および第２のＰＩＮダイオードで反射されずに第２のＰＩＮダイオードから出力用誘電体線路に漏洩する高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、δ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるようにしたときには、それらの高周波信号が第２のＰＩＮダイオードにおいて逆位相で干渉し、互いに弱めあって合波するようになるため、第２のＰＩＮダイオードで高周波信号を反射させて遮断するときに第２のＰＩＮダイオードから漏洩する高周波信号の強度を弱めることができ、高いオン／オフ比が得られるものとなる。
【００５３】
また、本発明の第１および第１の振幅変調器によれば、ＰＩＮダイオードを透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性はＰＩＮダイオードに流れるバイアス電流によって調整されているときには、ＰＩＮダイオードに流れるバイアス電流は入射する高周波信号の強度に依存せず、独立にバイアス電流を制御できるので、所望のオン／オフ動作を確実に選択できて特性が安定なものとなる。
【００５４】
また、本発明の第１および第２の振幅変調器によれば、高周波信号は周波数が76〜77ＧＨｚとされているときには、本発明の第１および第２のいずれかの振幅変調器を作動周波数が76〜77ＧＨｚ程度である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、発振器の発振周波数が温度等で変化しても広い帯域で高周波信号の高いオン／オフ比が得られるものとなる。
【００５５】
以上のような本発明の第１および第２の振幅変調器によれば、上記各構成により、高いオン／オフ比でもって高周波信号を振幅変調したりスイッチングしたりできる高性能のものとなる。
【００５６】
なお、以上のような本発明の第１および第２の変調器ならびに第１および第２の振幅変調器は、高周波信号をスイッチングする高周波スイッチとしても用いられるものであり、その場合には、オフ時に高周波信号を大きな減衰量で減衰させることができるため、オン／オフ比が高く、オフ時に確実に高周波信号を遮断することができる高周波スイッチとなる。
【００５７】
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、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もしくはスイッチングして送信用高周波信号を出力する上記本発明の第１および第２のいずれかの変調器または上記本発明の第１および第２のいずれかの振幅変調器と、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、変調器または振幅変調器の出力が第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、変調器または振幅変調器がオン／オフ比の高い振幅変調もしくはスイッチングをするか、または変調器が歪みの少ない周波数変調もしくは位相変調等をするため、受信する相手側の高周波送受信器もしくはこの高周波送受信器自身の受信部において識別しやすい良好な高周波信号を送信することができるので、誤りの少ない送受信をすることができるか、または送受信する相手側の高周波送受信器や探知対象物等が遠方にあっても確実に送受信することができる高周波送受信器となる。
【００５８】
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、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もしくはスイッチングして送信用高周波信号を出力する上記本発明の第１および第２のいずれかの変調器または上記本発明の第１および第２のいずれかの振幅変調器と、この変調器または振幅変調器の出力端に一端が接続された、一端側から他端側へ送信用高周波信号を透過させるアイソレータと、このアイソレータの他端に接続された送信アンテナと、分岐器の他方の出力端側に接続された受信アンテナと、分岐器の他方の出力端と受信アンテナ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、送受別体のアンテナを用いた高周波送受信器として、変調器または振幅変調器がオン／オフ比の高い振幅変調もしくはスイッチングをするか、または変調器が歪みの少ない周波数変調もしくは位相変調等をするため、受信する相手側の高周波送受信器もしくはこの高周波送受信器自身の受信部において識別しやすい高周波信号を送信することができるので、誤りの少ない送受信をすることができるか、または送受信する相手側の高周波送受信器や探知対象物等が遠方にあっても確実に送受信することができる高周波送受信器となる。
【００５９】
本発明の第３の高周波送受信器によれば、送受信アンテナを有するものの場合は、本発明の第１の振幅変調器を用いていることにより、高いオン／オフ比が得られる高性能のものとなるとともに、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、その結果、ミリ波レーダ等に適用した場合にその探知距離を増大し得るものとなる。
【００６０】
また、本発明の第４の高周波送受信器によれば、送信アンテナと受信アンテナとが独立したものの場合は、高いオン／オフ比が得られる高性能のものとなるとともに、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、また送信用のミリ波信号がＣＬＴを介してミキサーへ混入することがなく、従ってミリ波レーダモジュールに適用した場合に受信信号のノイズを低減させることができ、ミリ波信号の伝送特性に優れるとともに探知距離をさらに増大し得るものとなる。
【００６１】
本発明の第５の高周波送受信器によれば、送受信アンテナを有するものの場合、本発明の第２の振幅変調器を用いていることにより、高いオン／オフ比が得られる高性能のものとなるとともに、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、その結果、ミリ波レーダ等に適用した場合にその探知距離を増大し得るものとなる。
【００６２】
また、本発明の第６の高周波送受信器によれば、送信アンテナと受信アンテナとが独立したものの場合、高いオン／オフ比が得られる高性能のものとなるとともに、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、また送信用のミリ波信号がＣＬＴを介してミキサーへ混入することがなく、従ってミリ波レーダモジュールに適用した場合に受信信号のノイズを低減させることができ、ミリ波信号の伝送特性に優れるとともに探知距離をさらに増大し得るものとなる。
【００６３】
本発明のレーダ装置によれば、上記本発明の第１乃至第６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、受信側で識別しやす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。
【００６４】
本発明のレーダ装置搭載車両によれば、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。
【００６５】
本発明のレーダ装置搭載小型船舶によれば、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】
【００６６】
本発明の変調器、振幅変調器およびそのいずれかを用いた高周波送受信器、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ついて以下に詳細に説明する。
【００６７】
初めに、本発明の第１および第２の変調器、ならびに第１および第２の高周波送受信器について、図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。
【００６８】
図１（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の第１の変調器の実施の形態の例を模式的に示す平面図である。また、図２は本発明の第２の変調器の実施の形態の一例を模式的に示す平面図である。また、図３は本発明の第１の変調器の実施の形態の他の例を模式的に示す平面図である。また、図４は本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の例を模式的に示すブロック回路図である。また、図５は本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の例を模式的に示すブロック回路図である。
【００６９】
図１において、200は伝送線路としてのコプレーナ線路、200ａおよび200ｂはそれぞれコプレーナ線路200の中心導体および接地導体、201および202はそれぞれ第１および第２の非検波型変調用素子としての砒化ガリウム（ＧａＡｓ）製金属半導体型電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ；MEtal Semiconductor Field Effect Transistor）、203，204はそれぞれ第１および第２の非検波型変調用素子に変調信号を入力するバイアス供給線路である。
【００７０】
また、図２において、205，206はフェライト板、207，208はそれぞれ入力用伝送線路としてのマイクロストリップ線路、209，210はそれぞれ変調用伝送線路としてのマイクロストリップ線路、211，212はそれぞれ出力用伝送線路としてのマイクロストリップ線路、213，214は接地導体、215，216はそれぞれ非検波型変調用素子としてのＰＩＮダイオード、217，218はＰＩＮダイオード215，216にバイアス電圧を供給するためのバイアスＴである。なお、図２において、マイクロストリップ線路207〜212の背面の接地導体は図示していない。
【００７１】
また、図３において、201および202は第１および第２の非検波型変調用素子としてのＭＥＳＦＥＴ、219は伝送線路としてのスロット線路、220，221はチョーク型バイアス供給線路である。
【００７２】
また、図４および図５において、231は高周波発振器、232は分岐器、233はパルス変調器、234はサーキュレータ、235は送受信アンテナ、236はミキサー、237は中間周波信号をオン／オフするスイッチ、238はアイソレータ、239は送信アンテナ、240は受信アンテナである。
【００７３】
まず、本発明の第１の変調器の実施の形態の例は、図１（ａ）〜（ｂ）にそれぞれ平面図で示すように、高周波信号を伝送する伝送線路であるコプレーナ線路200と、このコプレーナ線路200の途中に間隔Ｄをとって設けられた第１のＭＥＳＦＥＴ201および第２のＭＥＳＦＥＴ202とを具備しているとともに、第１のＭＥＳＦＥＴ201と第２のＭＥＳＦＥＴ202との間隔Ｄを、コプレーナ線路200の入力端200ａ１から入力された高周波信号のうち、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で少なくとも１回ずつ反射して出力端200ａ２に漏洩する一部の高周波信号をＷａ、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で反射せずに出力端200ａ２に漏洩する一部の高周波信号を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構成である。
【００７４】
また、上記構成に加えて、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202のそれぞれに接続された、これら第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202にバイアス電圧を印加するバイアス供給線路203，204を備えている。
【００７５】
これらの構成において、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202は、それぞれそれらのドレイン端子およびソース端子がコプレーナ線路200の中心導体200ａの途中に直列に接続されるか、または第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202のいずれかもしくは両方は、それらのドレイン端子およびソース端子がそれぞれコプレーナ線路200の中心導体200ａおよび接地導体200ｂに接続される。すなわち、図１（ａ）に示す例のように、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202の両方がコプレーナ線路200の中心導体200ａの途中に直列に接続されるか、図１（ｂ）に示す例のように、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202の両方がそれぞれコプレーナ線路200の中心導体200ａと接地導体200ｂとの間に接続されるか、または図１（ｃ）に示す例のように、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202のいずれか一方（この例では、第１のＭＥＳＦＥＴ201）がコプレーナ線路200の中心導体200ａと接地導体200ｂとの間に接続され、他方がコプレーナ線路200の中心導体200ａの途中に直列に接続される。ここで、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202のいずれかをコプレーナ線路200の中心導体200ａと接地導体200ｂとの間に接続する場合には、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、コプレーナ線路200に伝送される高周波信号の伝送モードの対称性の観点から、中心導体200ａから両側の接地導体200ｂにそれぞれ１つずつのＭＥＳＦＥＴを接続することが好ましいが、中心導体200ａからいずれか片側の接地導体200ｂに１つのＭＥＳＦＥＴを接続しても構わない。
【００７６】
また、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202のそれぞれのゲート端子には、バイアス供給線路203，204を接続する。その際、バイアス供給線路203，204には、図示したようにそれぞれ負荷抵抗を設けることが好ましい。これにより、ＭＥＳＦＥＴ201，202に適切な電圧の変調信号を入力することができ、ＭＥＳＦＥＴ201，202を高速に動作させることができる。また、バイアス供給線路203，204は、コプレーナ線路200に伝送される高周波信号に悪影響を及ぼさないように、できるだけコプレーナ線路200から離した方がよい。これには、例えば、ワイヤボンドやリボンボンド等の空中配線が好適である。また、コプレーナ線路200は、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202のいずれかを中心導体200ａの途中に直列に接続する場合には、中心導体200ａの途中の途切れる部分の長さをできるだけ短くするとよい。また、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202のいずれかを中心導体200ａと接地導体200ｂとの間に接続する場合には、第１もしくは第２のＭＥＳＦＥＴ201，202との接続部分の大きさをできるだけ小さくするとよい。この理由は、このような中心導体200ａの途中の途切れる部分や第１もしくは第２のＭＥＳＦＥＴ201，202との接続部分においては特性インピーダンスの不連続が生じることとなるので、このような特性インピーダンスの不連続部の幅を狭くすることによって、高い周波数においても高周波信号を良好に透過させるためである。このような特性インピーダンスが不連続部の幅は、コプレーナ線路200に伝送される高周波信号の波長の１／８以下が好適である。このようにするには、例えば、いわゆるフリップチップタイプのＭＥＳＦＥＴ201，202を用い、半田バンプ等を介してＭＥＳＦＥＴ201，202をコプレーナ線路200に接続すればよい。
【００７７】
また、第１のＭＥＳＦＥＴ201と第２のＭＥＳＦＥＴ202との間隔Ｄは、それぞれのＭＥＳＦＥＴのゲート端子の位置を基準に調整すればよい。すなわち、第１のＭＥＳＦＥＴ201および第２のＭＥＳＦＥＴ202を通過する高周波信号はゲート端子下部の容量が形成される部分で反射されるので、この部分を基準に調整すれば、位相差δがδ＝（２Ｎ−１）πとなるように正確に第１のＭＥＳＦＥＴ201と第２のＭＥＳＦＥＴ202との間隔Ｄを調整することができる。具体的には、第１のＭＥＳＦＥＴ201と第２のＭＥＳＦＥＴ202との間隔Ｄを調整するには、例えば、出力端200ａ２から出力される高周波信号の強度は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、第１のＭＥＳＦＥＴ201と第２のＭＥＳＦＥＴ202との間隔Ｄを変化させて、そのいくつかについて入力端200ａ１と出力端200ａ２との間の高周波信号の透過特性Ｓ２１を測定し、その測定値を横軸が間隔Ｄ、縦軸がＳ２１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となる間隔Ｄを設定すればよい。なお、ＭＥＳＦＥＴ以外の非検波型変調用素子の場合にも、接合部等の容量が形成される部分を基準に間隔Ｄを調整すればよい。
【００７８】
なお、一般的には、このような間隔Ｄは、Ｄ＝（２ｎ−１）λ／４（ただしｎは、自然数、λはコプレーナ線路200を伝搬する高周波信号の波長である。）とすればよいことが知られているが、実際には、高周波信号がＭＥＳＦＥＴで反射される際に、その高周波信号の位相が進んだり遅れたりして、見かけ上、反射点が第１のＭＥＳＦＥＴ201のゲート端子下部の容量形成部からの長さおよび第２のＭＥＳＦＥＴ202のゲート端子下部の容量形成部からの長さである、それぞれＬ１およびＬ２だけずれてしまうため、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201,202で少なくとも１回ずつ反射して出力端200ａ２に漏洩する高周波信号と第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で反射しないで出力端200ａ２に漏洩する高周波信号とが、大抵は、丁度逆位相とならず、これらを合波させてもこれらを十分に減衰させることはできない。これら第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で少なくとも１回ずつ反射して出力端200ａ２に漏洩する高周波信号と第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で反射しないで出力端200ａ２に漏洩する高周波信号とを丁度逆位相にするには、上記間隔Ｄから、第１のＭＥＳＦＥＴ201のゲート端子下部の容量形成部からの長さおよび第２のＭＥＳＦＥＴ202のゲート端子下部の容量形成部からの長さである、それぞれＬ１およびＬ２だけ補正したＤ＝（２ｎ−１）λ／４−（Ｌ１＋Ｌ２）とする必要があるが、そのようにするには、上記のようにこれら高周波信号の位相差δがδ＝（２Ｎ−１）πとなるように間隔Ｄを設定すれば、確実に、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で少なくとも１回ずつ反射して出力端200ａ２に出力される高周波信号と第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で反射しないで出力端200ａ２に出力される高周波信号とを丁度逆位相にすることができる。
【００７９】
また、図１（ａ）〜（ｃ）に平面図で示す本発明の第１の変調器の実施の形態の例は、好ましくは、上記各構成において、第１のＭＥＳＦＥＴ201を透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性と第２のＭＥＳＦＥＴ202を透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なるものとするとよい。
【００８０】
具体的には、第１のＭＥＳＦＥＴ201と第２のＭＥＳＦＥＴ202とで静特性が異なるものとするか、または第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202を動作させる際に第１のＭＥＳＦＥＴ201と第２のＭＥＳＦＥＴ202とで異なるバイアス電圧を印加するようにすればよい。
【００８１】
図１（ａ）〜（ｃ）に平面図で示す本発明の第１の変調器の実施の形態の例は、このように非検波型変調用素子としてＭＥＳＦＥＴを用いることにより、次のように振幅変調器として動作させることができる。第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202は、ゲート端子に印加される電圧の大きさに応じて、ドレイン端子とソース端子との間のインピーダンスを変化させ、ドレイン端子とソース端子との間を透過する高周波信号の透過特性を変化させるように動作する。その際、中心導体200ａの途中に直列に接続されている第１もしくは第２のＭＥＳＦＥＴ201，202は、そのインピーダンスが高いときに高周波信号を反射し、そのインピーダンスが低いときに高周波信号を透過させる。また、中心導体200ａと接地導体200ｂとの間に接続されている第１もしくは第２のＭＥＳＦＥＴ201，202は、そのインピーダンスが低いときに高周波信号を反射し、そのインピーダンスが高いときに高周波信号を透過させる。そして、コプレーナ線路200の入力端200ａ１から直流バイアスを重畳した高周波信号を入力するとともに、バイアス供給線路203，204から第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202のゲート端子に変調信号を入力すると、コプレーナ線路200の出力端200ａ２に、その変調信号の振幅に応じて強度が変化する振幅変調された高周波信号を出力することができる。その際、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で少なくとも１回ずつ反射して出力端200ａ２に漏洩する高周波信号と第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で反射しないで出力端200ａ２に漏洩する高周波信号とが丁度逆位相となって互いに弱めあって合波し、オフ時に不要な高周波信号が出力されないから、オン／オフ比の高い振幅変調をすることができる。
【００８２】
また、本発明の第１の変調器の実施の形態の他の例としては、第１および第２の非検波型変調用素子としてバラクタダイオード等の可変容量ダイオードを用いてもよい。この場合には、可変容量ダイオードを間隔Ｄをとってコプレーナ線路200の中心導体200ａの途中に直列に接続するか、または中心導体200ａと接地導体200ｂとの間に接続すればよい。また、コプレーナ線路200の途中にいわゆるバイアスＴを設け、このバイアスＴの低周波入力端子にバイアス供給線路を接続すればよい。また、第１および第２の非検波型変調用素子の間隔Ｄは、上記と同様に位相差δがδ＝（２Ｎ−１）πとなるように設定すればよい。
【００８３】
また、周波数変調するときには、コプレーナ線路200の入力端200ａ１側に発振回路を設け、第１および第２の非検波型変調用素子として用いる可変容量ダイオードを可変リアクタンス素子として動作させればよい。このようにすれば、第１および第２の非検波型変調用素子で少なくとも１回ずつ反射して発振回路側へ戻る高周波信号を抑制することができ、位相の揃った第１および第２の非検波型変調用素子で反射する高周波信号を発振回路に戻すことができるため、歪みの少ない周波数変調を安定に行なうことができる。
【００８４】
また、位相変調するときには、第１および第２の非検波型変調用素子を遅延回路要素として動作させればよい。すなわち、第１および第２の非検波型変調用素子としての可変容量ダイオードの容量を制御することにより、コプレーナ線路200に伝送され、この可変容量ダイオードを通過する高周波信号の遅延を制御することができる。その際、この第１および第２の非検波型変調用素子としての可変容量ダイオードの間隔Ｄが、位相差δがδ＝（２Ｎ−１）πとなるように設定されているので、第１および第２の非検波型変調用素子で少なくとも１回ずつ反射して出力端200ａ２側に漏洩する高周波信号を抑制することができ、第１および第２の非検波型変調用素子を透過する高周波信号を、それに不要な遅延を生じさせることなく出力端200ａ２から出力させることができるため、歪みの少ない位相変調を安定に行なうことができる。
【００８５】
図１（ａ）〜（ｃ）に平面図で示す本発明の第１の変調器の実施の形態の例は、上記各構成としていることから、この変調器を振幅変調器として用いる場合には、第１および第２の両方または第１および第２のいずれかの非検波型変調用素子が高周波信号をほぼ全反射する状態にある際に、第１および第２の非検波型変調用素子で少なくとも１回ずつ反射して出力端200ａ２に漏洩する一部の高周波信号と第１および第２の非検波型変調用素子で反射しないで出力端200ａ２に漏洩する一部の高周波信号とが、互いに丁度逆位相となって弱め合うように合波され、それら漏洩する高周波信号が出力端200ａ２側で抑制されるため、オン／オフ比を高くすることができる。また、この変調器を周波数変調器もしくは位相変調器等として用いる場合には、第１および第２の非検波型変調用素子で少なくとも１回ずつ反射する高周波信号が、第１および第２の非検波型変調用素子で多重反射せずに反射もしくは透過する高周波信号と丁度逆位相で合波して入力端200ａ１側もしくは出力端200ａ２側で減衰されるため、多重反射により異なる変調度で変調された高周波信号が同じ時間に存在することが効果的に抑制されるので、歪みの少ない周波数変調もしくは位相変調等を行なうことができる。
【００８６】
また、第１のＭＥＳＦＥＴ201を透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性と第２のＭＥＳＦＥＴ202を透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なるものとするときには、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202で高周波信号の透過特性の周波数依存性が異なっているから、透過させるべきでない時に第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202の一方を透過してしまった高周波信号を、他方でその高周波信号の透過を抑制するようにできるので、所定のオン／オフ比が得られる周波数帯域を広くすることができる。
【００８７】
なお、本発明の第１の変調器において、伝送線路としては、コプレーナ線路200の他にも非対称コプレーナ線路，グランド付きコプレーナ線路，ストリップ線路またはマイクロストリップ線路等を用いることができる。また、非検波型変調用素子としては、ＭＥＳＦＥＴやバラクタダイオードの他にも、ＰＩＮダイオード，バイポーラトランジスタ，ＭＯＳ型もしくは接合形の電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ，ＪＦＥＴ）またはそれらを集積したマイクロ波モノリシック集積回路（ＭＭＩＣ）等を用いることができる。
【００８８】
次に、本発明の第２の変調器の実施の形態の一例は、図２に平面図で示すように、フェライト板205，206に対して放射状に配置された、高周波信号を入力する入力用伝送線路としてのマイクロストリップ線路207，208と、先端部に非検波型変調用素子としてのＰＩＮダイオード215，216が設けられた変調用伝送線路としてのマイクロストリップ線路209，210と、ＰＩＮダイオード215，216によって変調された高周波信号を出力する出力用伝送線路としてのマイクロストリップ線路211，212とをそれぞれ備えた第１および第２のサーキュレータＣ１，Ｃ２が第１のサーキュレータＣ１のマイクロストリップ線路208が第２のサーキュレータＣ２のマイクロストリップ線路211を兼ねることによって接続されて設けられており、このマイクロストリップ線路208（211）の線路長を、マイクロストリップ線路208（211）に入力された高周波信号のうち、マイクロストリップ線路208（211）の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して第２のサーキュレータＣ２のマイクロストリップ線路212に漏洩する高周波信号をＷａ、マイクロストリップ線路208（211）の出力端および入力端で反射せずに第２のサーキュレータＣ２のマイクロストリップ線路212に漏洩する高周波信号を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構成である。
【００８９】
上記構成において、第２のサーキュレータＣ２の入力用伝送線路であるマイクロストリップ線路208は、第１のサーキュレータＣ１の出力用伝送線路であるマイクロストリップ線路211を兼ねているので、同一のマイクロストリップ線路で構成されている。
【００９０】
また、ＰＩＮダイオード215，216には、それぞれバイアス電圧を供給するためのバイアスＴ217，218が接続されている。このバイアスＴ217，218は、主にコンデンサとインダクタとで構成されたものである。バイアスＴ217，218のコンデンサは、バイアスＴ217，218に入力されるバイアス電圧がマイクロストリップ線路209，210のフェライト板205，206側に漏洩しないようにするために、マイクロストリップ線路209，210の接地導体213，214側に直列に接続される。
【００９１】
また、ＰＩＮダイオード215，216は、それぞれ、それらのアノード端子およびカソード端子がマイクロストリップ線路209，210と接地導体213，214との間に直列に接続される。また、接地導体213，214は、基板（図示せず）の上面にマイクロストリップ線路209，210とともに形成されている場合には、その形成面に対向する面（背面）に形成された接地導体にスルーホールおよび終端抵抗（図示せず）を介して接続されている。
【００９２】
また、マイクロストリップ線路209，210と接地導体213，214との間隔は、できるだけ短くするとよい。この理由は、このようなマイクロストリップ線路209，210と接地導体213，214との間においては特性インピーダンスの不連続が生じる傾向にあるが、このような特性インピーダンスの不連続部の幅を狭くすることによって、高い周波数においても高周波信号を良好に終端させるためである。このような特性インピーダンスが不連続部の幅は、マイクロストリップ線路209，210に伝送される高周波信号の波長の１／８以下が好適である。このようにするには、例えば、いわゆるフリップチップタイプのＰＩＮダイオードを用い、半田バンプ等を介してＰＩＮダイオード215，216をマイクロストリップ線路209，210および接地導体213，214に接続すればよい。
【００９３】
また、マイクロストリップ線路208（211）の出力端と入力端との間の線路長は、マイクロストリップ線路208（211）の線路導体長もしくは実効誘電率を調整すればよい。
【００９４】
また、図２に示す本発明の第２の変調器の実施の形態の一例は、好ましくは、上記構成において、第１のサーキュレータＣ１側のＰＩＮダイオード215で反射する高周波信号の反射特性の周波数依存性と第２のサーキュレータＣ２側のＰＩＮダイオード216で反射する高周波信号の反射特性の周波数依存性とが異なる構成とするとよい。
【００９５】
具体的に、このようにするには、ＰＩＮダイオード215とＰＩＮダイオード216とで静特性が異なるものとするか、またはＰＩＮダイオード215，216を動作させる際にＰＩＮダイオード215とＰＩＮダイオード216とで異なるバイアス電流を流すようにすればよい。
【００９６】
図２に示す本発明の第２の変調器の実施の形態の一例は、このように非検波型変調用素子としてＰＩＮダイオードを用いることにより、次のように振幅変調器として動作させることができる。ＰＩＮダイオード215，216は、印加されるバイアス電圧の大きさに応じて、それらそれぞれのアノード端子とカソード端子との間のインピーダンスを変化させ、ＰＩＮダイオード215，216で反射する高周波信号の反射特性を変化させるように動作する。その際、ＰＩＮダイオード215，216は、そのインピーダンスが高いときに高周波信号を反射し、そのインピーダンスが低いときに高周波信号を透過させる。そして、入力用伝送線路であるマイクロストリップ線路207の入力端207ａから高周波信号を入力するとともに、バイアスＴ217，218の入力端217ａ，218ａから変調信号を入力すると、第２のサーキュレータＣ２の出力用伝送線路であるマイクロストリップ線路212の出力端212ａに、その高周波信号の強度が振幅変調された高周波信号を出力することができる。その際、第１のサーキュレータＣ１の出力伝送線路としてのマイクロストリップ線路208（211）の線路長が、位相差δがδ＝（２Ｎ−１）πとなるように設定されているため、マイクロストリップ線路208（211）の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して第２のサーキュレータＣ２のマイクロストリップ線路212に漏洩する高周波信号とマイクロストリップ線路208（211）の出力端および入力端で反射しないで第２のサーキュレータＣ２のマイクロストリップ線路212に漏洩する高周波信号とが、マイクロストリップ線路212の出力端212ａ側で、丁度逆位相となって互いに弱めあって合波し、オフ時に不要な高周波信号が出力されないので、オン／オフ比の高い振幅変調を行なうことができる。
【００９７】
また、本発明の第２の変調器の実施の形態の他の例としては、第１および第２の非検波型変調用素子としてバラクタダイオード等の可変容量ダイオードを用いてもよい。この場合には、ＰＩＮダイオードの替わりに可変容量ダイオードを、前述のようにマイクロストリップ線路209，210と接地導体213，214との間に接続すればよい。
【００９８】
また、周波数変調するときには、マイクロストリップ線路212の出力端212ａ側に発振回路を設け、第１および第２の非検波型変調用素子として用いる可変容量ダイオードを可変リアクタンス素子として動作させればよい。このようにすれば、マイクロストリップ線路208（211）の出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して発振回路側へ戻る高周波信号を抑制することができ、位相の揃った第１および第２の非検波型変調用素子で反射する高周波信号を発振回路に戻すことができるため、歪みの少ない周波数変調を安定に行なうことができる。
【００９９】
また、位相変調するときには、第１および第２の非検波型変調用素子を遅延回路要素として動作させればよい。すなわち、第１および第２の非検波型変調用素子としての可変容量ダイオードの容量を制御することにより、マイクロストリップ線路209，210に伝送され、この可変容量ダイオードで反射する高周波信号の遅延を制御することができる。その際、マイクロストリップ線路208（211）の線路長が、位相差δがδ＝（２Ｎ−１）πとなるように設定されているので、マイクロストリップ線路208（211）出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射してマイクロストリップ線路212の出力端212ａ側に漏洩する高周波信号を抑制することができ、第１および第２の非検波型変調用素子で反射する高周波信号を、それに不要な遅延を生じさせることなくマイクロストリップ線路212の出力端212ａから出力させることができるため、歪みの少ない位相変調を安定に行なうことができる。
【０１００】
また、上記本発明の第２の変調器の例は、非検波型変調用素子を用いる場合について説明したが、非検波型変調用素子としてのＰＩＮダイオード215，216に代えて、検波型変調用素子を用いても同様に動作させることができる。この場合には、検波型変調用素子としては、例えばミリ波帯の高周波信号に対してはショットキーバリアダイオードを用いればよい。また、検波型変調用素子としてのショットキーバリアダイオードは、高周波信号が、ショットキーバリアダイオードで検波され、吸収されるので、接地導体との間に終端抵抗を接続しなくてもよい。そのため、この場合には、構成を簡単にすることができる。なお、検波型変調用素子とは、高周波信号の強度に比例した大きさの電圧もしくは電流を出力するといった検波作用を有する変調用素子であり、ここで、非検波型変調用素子として用いた例えばＰＩＮダイオードのようなものであっても、伝送する高周波信号の周波数が低ければ、検波型変調用素子として用いることができる場合もある。
【０１０１】
また、第１のサーキュレータＣ１側のＰＩＮダイオード215で反射する高周波信号の反射特性の周波数依存性と第２のサーキュレータＣ２側のＰＩＮダイオード216で反射する高周波信号の反射特性の周波数依存性とが異なる構成とするときには、ＰＩＮダイオード215，216で反射する高周波信号の反射特性の周波数依存性が異なっているから、反射するべきでない時にＰＩＮダイオード215，216の一方で反射してしまった高周波信号を、他方でその高周波信号の反射を抑制するようにできるので、所定のオン／オフ比が得られる周波数帯域を広くすることができる。
【０１０２】
なお、本発明の第２の変調器において、伝送線路としては、マイクロストリップ線路の他にもストリップ線路，コプレーナ線路，非対称コプレーナ線路またはグランド付きコプレーナ線路等を用いることができる。また、非検波型変調用素子としては、ＰＩＮダイオードやバラクタダイオードの他にも、バイポーラトランジスタ，電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）またはそれらを集積したマイクロ波モノリシック集積回路（ＭＭＩＣ）等を用いることができる。
【０１０３】
次に、図３に示す本発明の第１の変調器の実施の形態の他の例は、第１および第２の非検波型変調用素子としてのＭＥＳＦＥＴ201，202を、伝送線路としての誘電体部219ａおよび導体部219ｂを有しているスロット線路219の誘電体部219ａに対して、変調信号の印加電圧に応じて高周波信号の電界に平行な方向にＭＥＳＦＥＴ201，202に電流が流れるようにその誘電体部219ａに配置している構成である。
【０１０４】
なお、この構成においても前述のように、第１および第２のＭＥＳＦＥＴ201，202の間隔Ｄは、ＭＥＳＦＥＴ201，202で少なくとも１回ずつ反射して出力端219ａ２側に漏洩する一部の高周波信号と、ＭＥＳＦＥＴ201，202で反射しないで出力端219ａ２側に漏洩する一部の高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、δ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるようにしている。
【０１０５】
また、ＭＥＳＦＥＴ201，202のドレイン端子およびソース端子には、それぞれチョーク型バイアス供給線路220，221が接続されている。このチョーク型バイアス供給線路220，221は、スロット線路219が形成された基板（図示せず）の表面上に配置された絶縁部材と、この絶縁部材上に形成された、λ／４（λはスロット線路219を伝搬する高周波信号の波長。）周期で交互に繰り返される幅の広い線路導体と幅の広い線路導体とから構成されるものである。その絶縁部材としては、絶縁性が良好な窒化シリコン（ＳｉＮ）膜や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜等か、または石英やセラミックス製の基体を用いればよい。また、線路導体としては、銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），金ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）合金，白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ）等の導体パターンを用いればよい。
【０１０６】
図３に示す本発明の第１の変調器の実施の形態の他の例は、上記本発明の第１の変調器と同様に動作し、それによる効果も基本的に同様であるが、異なる点としては、ＭＥＳＦＥＴ201，202を動作させるためのバイアス供給線路220，221が、伝送線路としてのスロット線路219の導体部219ｂと絶縁されている点にある。すなわち、この例では、スロット線路219の誘電体部219ａに配置されたＭＥＳＦＥＴ201，202が、スロット線路219の導体部219ｂに流れる高周波信号による高周波電流を直接制御するのではなく、その高周波電流とは独立にバイアス供給線路220，221から流される変調信号の動作電流によってスロット線路219の誘電体部219ａの電磁界に作用を及ぼすことによって、スロット線路219に伝送される高周波信号を変調することができる。その際、スロット線路219の導体部219ｂの全体にわたってその動作電流が流れて、その動作電流に含まれる雑音や歪み等が高周波信号に影響を与えてしまうということはなく、また、スロット線路219の導体部219ｂがＭＥＳＦＥＴ201，202には接続されないから、ＭＥＳＦＥＴ201，202やそれらのバイアス供給線路220，221が高周波信号に影響を与えにくいため、高周波信号の透過特性が周波数領域で平坦でなくなったり高周波信号が歪んだり高周波信号に雑音が混入したりすることが抑制されるので、確実に変調信号のみを高周波信号に作用させることができる。
【０１０７】
以上の本発明の第１および第２の変調器は、高周波信号をスイッチングする高周波スイッチとして用いることができる。これら変調器を高周波スイッチとして用いるには、変調信号を入力する代わりに、高周波信号をオン状態またはオフ状態とするようなパルス状のバイアス電圧を入力すればよい。このようにすれば、オフ時に高周波信号を大きな減衰量で減衰させることができるため、オン／オフ比が高く、オフ時に確実に高周波信号を遮断する高周波スイッチとして機能させることができる。
【０１０８】
本発明の第１および第２の変調器において、伝送線路を形成するための基板としては、抵抗率が高く、かつ誘電正接の低い材料であるセラミックス，ガラスエポキシ，石英，サファイア等が好適である。また、その伝送線路を形成するための基板上に非検波型変調用素子または検波型変調用素子を形成する場合には、例えば、抵抗率が10000Ω・ｃｍ以上といった高抵抗であるＧａＡｓ等のIII−Ｖ族半導体単結晶基板等が好適である。
【０１０９】
次に、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231と、この高周波発振器231に接続された、その高周波信号を分岐して一方の出力端232ｂと他方の出力端232ｃとに出力する分岐器232と、一方の出力端232ｂに接続された、この一方の出力端232ｂに分岐された高周波信号を変調もしくはスイッチングして送信用高周波信号を出力する上記本発明の第１または第２の変調器233と、磁性体の周囲に第１の端子234ａ，第２の端子234ｂおよび第３の端子234ｃ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233の出力が第１の端子234ａに入力されるサーキュレータ234と、このサーキュレータ234の第２の端子234ｂに接続された送受信アンテナ235と、分岐器232の他方の出力端232ｃとサーキュレータ234の第３の端子234ｃとの間に接続された、他方の出力端232ｃに分岐された高周波信号と送受信アンテナ235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236とを備えている構成である。
【０１１０】
また、上記構成において、好ましくは、ミキサー236の出力端に中間周波信号をオン／オフするスイッチ237を設けるとよい。
【０１１１】
また、好ましくは、高周波発振器231と分岐器232との間にアイソレータ（図示せず）を設けるとよい。
【０１１２】
図４に示す本発明の第１の高周波送受信器の実施の形態の一例は、上記構成とすることから、変調器233がオン／オフ比の高い振幅変調をするため、受信する相手側の高周波送受信器もしくはこの高周波送受信器自身の受信部において識別しやすい良好な高周波信号を送信することができるので、誤りの少ない送受信をすることができるか、または送受信する相手側の高周波送受信器や探知対象物等が遠方にあっても確実に送受信することができる。
【０１１３】
また、ミキサー236の出力端に中間周波信号をオン／オフするスイッチ237を設けるときには、サーキュレータ234のアイソレーションの不足等によりサーキュレータ234の入力端234ａから他方の出力端234ｃに漏洩する高周波信号等を遮断し、ほとんど受信すべき高周波信号のみを受信することができる受信性能の高い高周波送受信器とすることができる。
【０１１４】
また、高周波発振器231と分岐器232との間にアイソレータを設けるときには、このアイソレータが分岐器232から高周波発振器231側に戻ってくる高周波信号を抑制し、高周波発振器231を安定に発振させることができるので、安定に高周波信号を送受信することができる。
【０１１５】
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５に図４と同様のブロック図で示すように、高周波信号を発生する高周波発振器231と、この高周波発振器231に接続された、その高周波信号を分岐して一方の出力端232ｂと他方の出力端232ｃとに出力する分岐器232と、一方の出力端232ｂに接続された、この一方の出力端232ｂに分岐された高周波信号を変調もしくはスイッチングして送信用高周波信号を出力する上記本発明の第１または第２の変調器233と、この変調器233の出力端に一端が接続された、その一端側から他端側へその送信用高周波信号を透過させるアイソレータ238と、このアイソレータ238に接続された送信アンテナ239と、分岐器232の他方の出力端232ｃ側に接続された受信アンテナ240と、分岐器232の他方の出力端232ｃと受信アンテナ240との間に接続された、他方の出力端232ｃに分岐された高周波信号と受信アンテナ240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236とを備えている構成である。
【０１１６】
また、上記構成において、好ましくは、ミキサー236の出力端に中間周波信号をオン／オフするスイッチ237を設けるとよい。
【０１１７】
また、好ましくは、高周波発振器231と分岐器232との間にアイソレータ（図示せず）を設け、分岐器232側に高周波信号を伝送させるようにするとよい。
【０１１８】
なお、本発明の第１の高周波送受信器において、サーキュレータ234の代わりに、デュプレクサー，ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）スイッチまたはハイブリッド回路等を用いても、送受信アンテナ235で送信と受信とを同時にすることができる送受一体型の高周波送受信器を構成することができる。
【０１１９】
図５に示す本発明の第２の高周波送受信器の実施の形態の一例は、上記構成とすることから、送受別体のアンテナを用いた高周波送受信器においても、変調器233がオン／オフ比の高い振幅変調をするため、受信する相手側の高周波送受信器もしくはこの高周波送受信器自身の受信部において識別しやすい良好な高周波信号を送信することができるので、誤りの少ない送受信をすることができるか、または送受信する相手側の高周波送受信器や探知対象物等が遠方にあっても確実に送受信することができる。
【０１２０】
また、ミキサー236の出力端に中間周波信号をオン／オフするスイッチ237を設けるときには、送信アンテナ239と受信アンテナ240との間のアイソレーションの不足等により送信アンテナ239から受信アンテナ240に漏洩する高周波信号等を遮断し、ほとんど受信すべき高周波信号のみを受信することができる受信性能の高い高周波送受信器とすることができる。
【０１２１】
また、変調器233と送信アンテナ239との間に設けられたアイソレータ238は、送信アンテナ239から変調器233に戻ってくる高周波信号を抑制し、変調器233を安定に動作させるように働くため、安定に高周波信号を変調することができる。
【０１２２】
また、高周波発振器231と分岐器232との間にアイソレータを設けるときには、このアイソレータが分岐器232から高周波発振器231側に戻ってくる高周波信号を抑制し、高周波発振器231を安定に発振させることができるので、安定に高周波信号を送受信することができる。
【０１２３】
次に、本発明の第１および第２の振幅変調器ならびに第３および第４の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて以下に詳細に説明する。
【０１２４】
図６は本発明の第１の振幅変調器の実施の形態の一例を示す透視斜視図である。同図において、１ａ〜１ｅおよび４ａ〜４ｄは誘電体線路であり、誘電体線路１ａ〜１ｅの先端部にはＣＬＴのアイソレーションを向上させるためにＬＳＥモードの電磁波を遮断するモードサプレッサ（図示せず）が設けられている。モードサプレッサの内部には、ＴＥＭモードを除去するためにλ／４チョークパターンのＣｕ製の導体が設けられており、モードサプレッサの先端にはインピーダンス整合用の誘電体板６ａ〜６ｆが接合されている。なお、図６において、平行平板導体は図示していない。
【０１２５】
また、２ａ，２ｂは周囲に誘電体線路１ａ〜１ｅが120°の間隔で放射状に配置されるＣＬＴ用の１対のフェライト円板である。また、平行平板導体を介してフェライト円板２ａ，２ｂの上下には、ＣＬＴとして機能させるための磁石が配置される。
【０１２６】
第１のＣＬＴ（図６では右側のＣＬＴ）では、誘電体線路１ａ中を伝搬してきた高周波信号（電磁波）は、フェライト円板２ａによって波面が時計方向（または反時計方向）に回転されて誘電体線路１ｂへ伝搬され、誘電体線路１ｃへは伝搬されない。同様に、誘電体線路１ｂ中を伝搬してきた電磁波は、第１のＣＬＴの出力用誘電体線路としての誘電体線路１ｃへ伝搬される。このようにして、電磁波の伝搬路が変換される。また、第２のＣＬＴにおいては、第２のＣＬＴの入力用誘電体線路を兼ねる誘電体線路１ｃ中を伝搬してきた電磁波は、フェライト円板２ｂによって波面が時計方向（または反時計方向）に回転されて誘電体線路１ｄへ伝搬され、誘電体線路１ｅへは伝搬されない。同様に、誘電体線路１ｄ中を伝搬してきた電磁波は、第２のＣＬＴの出力用誘電体線路としての誘電体線路１ｅへ伝搬される。このようにして、電磁波の伝搬路が変換される。なお、フェライト円板２ａ，２ｂの主面に略垂直に印加される直流磁界のＳ極とＮ極の位置を逆にすると、高周波信号の波面の回転方向も逆転することは言うまでもない。
【０１２７】
本発明の第１の振幅変調器においては、誘電体線路４ｂ，４ｃの先端部にミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードを設けた配線基板５ａ，５ｂが設けられている。これらの配線基板５ａ，５ｂは、図７に斜視図で示すような構成のものである。例えば、図７における配線基板30の一主面にチョーク型バイアス供給線路33を形成し、その中途にフリップチップ実装，バンプ実装またはハンダ実装されたＰＩＮダイオード31を設けたものである。このＰＩＮダイオード31の順方向電流をオン／オフすることにより、ミリ波信号をオン／オフ制御（スイッチング制御）等の振幅制御することができる。そして、誘電体線路４ｂ，４ｃの先端部の延長方向上に、その先端部に対向させＰＩＮダイオード31が実装された配線基板５ａ，５ｂを挟むようにして無反射終端器７ａ，７ｂが配置される。無反射終端器７ａ，７ｂは配線基板５ａ，５ｂに実装されたＰＩＮダイオードを透過した高周波信号を吸収し、終端するものである。
【０１２８】
また、本発明の第１の振幅変調器において、好ましくは、第１のＣＬＴの出力用誘電体線路１ｃの線路長を、この出力用誘電体線路１ｃに入力された高周波信号のうち、出力用伝送線路１ｃの出力端および入力端で少なくとも１回ずつ反射して第２のＣＬＴの出力用誘電体線路１ｅに漏洩するミリ波信号と、第１のＣＬＴの出力用誘電体線路１ｃの出力および入力端で反射せずに第２のＣＬＴの出力用誘電体線路１ｅに漏洩する高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、δ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるようにするとよい。このようにしているときには、それらの高周波信号が逆位相で干渉し、互いに弱めあって合波するようになるため、高周波信号を、無反射終端器側へ透過させて遮断するときに出力端側に漏洩する高周波信号の強度を弱めることができ、高いオン／オフ比が得られ、識別しやすい高周波信号を出力することができるものとなる。
【０１２９】
本発明において、２枚の同一形状のフェライト円板２ａ，２ｂは平行平板導体の内面に対してその主面が平行にかつ同心状に対向配置されるが、平行平板導体の内面にそれらの主面が接していてもよく、また平行平板導体の内面から所定の間隔をあけて設置してもよい。なお、図６に示す例では、２枚のフェライト円板２ａ，２ｂの主面と誘電体線路１ａ〜１ｅの主面とは面一とされ、それらは平行平板導体の内面に接した状態である。これらフェライト円板２ａ，２ｂの代わりに正多角形のフェライト板を用いてもよい。その場合は、接続される誘電体線路の本数をｎ本（ｎは２以上の整数）とすると、その平面形状は正ｍ角形（ｍは３以上の整数）とするのがよい。
【０１３０】
本発明において、誘電体線路１ａ〜１ｅ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、これらは高周波帯域において低損失である。
【０１３１】
本発明でいう高周波帯域は、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、この場合、本発明の第４の変調器を作動周波数が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、発振器の発振周波数が温度等で変化しても広い帯域で高周波信号の高い透過特性が得られるものとなる。
【０１３２】
本発明のＮＲＤガイド用の平行平板導体は、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。
【０１３３】
また、本発明の第１の振幅変調器ならびに第３および第４の高周波送受信器は、高周波発生素子としてガンダイオード等の高周波ダイオードを用い、高周波発生素子から出力された高周波信号の伝搬路に設けられたバラクタダイオード等の可変容量ダイオードのバイアス電圧を電圧制御することによって周波数変調する電圧制御発振器（Voltage Control Oscillator：ＶＣＯ）を組み込むことによって、無線ＬＡＮ，自動車のミリ波レーダ等に使用される。例えば、自動車の周囲の障害物および他の自動車に対してミリ波信号を照射し、その障害物および他の自動車からの反射波を元のミリ波信号と合成して中間周波信号を得て、この中間周波信号を分析することにより、障害物および他の自動車までの距離、ならびにそれらの移動速度等を測定することができる。
【０１３４】
そして、本発明の第１の振幅変調器によれば、２つのＣＬＴにそれぞれ設けられたＰＩＮダイオードに入力する順方向電流をそれぞれ制御することにより、それぞれのオン／オフ比の周波数特性を独立に設定してオン／オフ比が高くとれる周波数帯域幅を調整することができる。このとき、ＰＩＮダイオードには入射した高周波信号による検波電流が流れないので、入射した高周波信号に影響されずにＰＩＮダイオードに入力する順方向電流を設定することができる。
【０１３５】
すなわち、ＰＩＮダイオードは、順方向にバイアス電圧をかけたとき（順方向電流を流したとき；ＰＩＮダイオードのオン時）は、高周波信号の大部分を透過させて無反射終端器７ａ，７ｂで吸収させるのでその反射がほとんどなく、逆方向にバイアス電圧をかけたとき（順方向電流を流さないとき；ＰＩＮダイオードのオフ時）は、高周波信号の大部分を反射するものであるが、ＰＩＮダイオードのオフ時の高周波信号の反射特性は高周波信号の入力パワー（電圧振幅）によって変化しないため、高周波信号のある入力パワーに対して適当な順方向電流によって常に一定のオン／オフ比が得られる。また、２つのＰＩＮダイオードは、双方ともオンかオフとされて駆動されるが、第１のＣＬＴ側のＰＩＮダイオードと第２のＣＬＴ側のＰＩＮダイオードとにかける順方向バイアス電圧をそれぞれ異なるようにすれば、それら２つのＰＩＮダイオードについて、高周波信号がＰＩＮダイオードを透過するときの透過特性が違うように設定することができる。これはＰＩＮダイオードの容量（キャパシタンス）成分が電流依存性を有することによるものであり、他にも、配線基板５ａ，５ｂの高周波信号に対するインピーダンスによって、同様の作用を起こさせ、これを補助的に用いてもよい。
【０１３６】
そして、２つのＰＩＮダイオードにおいて、それぞれのバイアス電流を調整して最も透過率が最大となる周波数をずらせば、広い帯域にわたって２つのＰＩＮダイオードを透過する高周波信号の透過率を高くすることができる。これにより、２つのＣＬＴを通過した高周波信号について広い帯域幅で所定値以上のオン／オフ比が得られることとなる。
【０１３７】
本発明において、所定値以上とは、例えば２つのＣＬＴで合わせて20ｄＢ以上という値であり、20ｄＢ未満ではオン／オフ比（アイソレーション）が小さいため、十分なＳ／Ｎ比がとれず、ＣＬＴをミリ波レーダに組み込んだ場合に最大検知距離が不十分であったり、誤検知が生じたりする可能性がある。
【０１３８】
上記のような制御を行なう制御回路（図示せず）は、本発明の第１の振幅変調器が組み込まれるＮＲＤガイドやミリ波送受信器等の外部に設けることもできるが、ＮＲＤガイドを構成する平行平板導体の内面または外面に設けることが好ましい。この場合、振幅変調器が小型化され、また、制御回路とＰＩＮダイオードとの間の信号線が短縮化されて信号線に余計なインダクタンスやキャパシタンスが発生しにくくなるため、ＰＩＮダイオードを高精度に制御することができ、その結果、所定値以上のオン／オフ比を得るのに有利なものとなる。
【０１３９】
次に、本発明の第３および第４の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて以下に説明する。
【０１４０】
図８〜図11は本発明の第３および第４の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて実施の形態の例を示すものであり、図８は送信アンテナと受信アンテナとが一体化されたものの平面図、図９は送信アンテナと受信アンテナとが独立したものの平面図、図10はミリ波信号発振部の斜視図、図11はミリ波信号発振部用の可変容量ダイオード（バラクタダイオード）を設けた配線基板の斜視図である。
【０１４１】
図８に示す本発明の第３の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールは、送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体（他方は図示を省略する。）51間に高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路53と、第１の誘電体線路53に付設され、ミリ波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し、第１の誘電体線路53中を伝搬させるミリ波信号発振部52と、第１の誘電体線路53に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路53に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー62側へ伝搬させる第２の誘電体線路61とが設けられている。
【０１４２】
また、平行平板導体51間に、平行平板導体51に平行に対向配置された２枚のフェライト板55ａの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部55ａ１，第２の接続部55ａ２および第３の接続部55ａ３を有する第１のサーキュレータ（ＣＬＴ）Ａであって、第１の誘電体線路53のミリ波信号の出力端に第１の接続部55ａ１が接続される第１のサーキュレータＡと、第１のサーキュレータＡの第２の接続部55ａ２に一端が接続され、ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端部（先端部）に接続された第３の誘電体線路56と、一端が第３の誘電体線路56の先端部に対向するように配置され、ＰＩＮダイオードに接続された無反射終端器91ａと、第１のサーキュレータＡの第３の接続部55ａ３に一端が接続された第４の誘電体線路54ｃとが設けられている。
【０１４３】
また、平行平板導体間51に、平行平板導体51に平行に対向配置された２枚のフェライト板55ｂの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第４の接続部55ｂ１，第５の接続部55ｂ２および第６の接続部55ｂ３を有する第２のサーキュレータＢであって、第４の誘電体線路54ｃのミリ波信号の出力端に第４の接続部55ｂ１が接続される第２のサーキュレータＢと、第２のサーキュレータＢの第５の接続部55ｂ２に一端が接続され、ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端部（先端部）に接続された第５の誘電体線路58と、一端が第５の誘電体線路58の先端部に対向するように配置され、ＰＩＮダイオードに接続された無反射終端器91ｂと、第２のサーキュレータＢの第６の接続部55ｂ３に一端が接続された第６の誘電体線路54ｅとが設けられている。
【０１４４】
また、平行平板導体間51に、平行平板導体51に平行に対向配置された２枚のフェライト板55ｃの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第７の接続部55ｃ１，第８の接続部55ｃ２および第９の接続部55ｃ３を有する第３のサーキュレータＣであって、第７の接続部55ｃ１に第６の誘電体線路54ｅの他端が接続された第３のサーキュレータＣと、第３のサーキュレータＣの第８の接続部55ｃ２に一端が接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ59ａを有する第７の誘電体線路59と、送受信アンテナ59ａで受信され第７の誘電体線路59を伝搬して第３のサーキュレータＣの第９の接続部55ｃ３より出力した受信波をミキサー62側へ伝搬させる第８の誘電体線路60と、第２の誘電体線路61の中途と第８の誘電体線路60の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合して中間周波数信号を発生するミキサー62とが設けられている。
【０１４５】
そして、ＰＩＮダイオードがそれぞれ設けられた第１および第２のサーキュレータＡ，Ｂが本発明の第１の振幅変調器である。なお、図中のＭ１は中間周波数信号を発生するミキサー部であり、61ａは第２の誘電体線路61のミキサー62と反対側の端部に設けられた無反射終端部（ターミネータ）である。
【０１４６】
第１の誘電体線路53の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部52は、バイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路53の高周波発生素子（高周波ダイオード等）の近傍に配置された可変容量ダイオードのバイアス電圧を周期的に制御して、三角波，正弦波等とすることにより、周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。なお、高周波ダイオードと可変容量ダイオードとの組み合わせと同等の機能を有するＶＣＯ（ＶＣＯ（電圧制御発振器）は制御電圧によって発振周波数を変化させる発振器であり、例えば可変容量ダイオードを用いずにガンダイオード（高周波発生素子）のバイアス電圧を変化させるものも実現可能である。）をミリ波信号発振部として用いてもよく、これによっても同じ目的を達成できることは言うまでもない。
【０１４７】
なお、図８において、54ａ〜54ｇはモードサプレッサが設けられた誘電体線路である。また、57ａ，57ｂはミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが設けられた配線基板であり、図７に示すような構成である。例えば、図７の配線基板30の一主面にチョーク型バイアス供給線路33を形成し、その中途にフリップチップ実装，バンプ実装またはハンダ実装されたＰＩＮダイオード31を設けたスイッチである。このＰＩＮダイオード31の順方向電流を流す、または流さないという制御をすることにより、ミリ波信号をオフ（吸収）−オン（反射）制御（スイッチング制御）または振幅変調することができる。
【０１４８】
また、送受信アンテナ59ａは、第７の誘電体線路59の先端をテーパー状とすることにより設けられる。または、送受信アンテナ59ａは、平行平板導体51に開口を設け、平行平板導体51の外面にその開口に金属導波管を介してホーンアンテナ等のアンテナを接続した構成のものでもよい。
【０１４９】
第４，第６の誘電体線路54ｃ，54ｅは接続用誘電体線路であり、その略全体がモードサプレッサとなっている。
【０１５０】
また、第１の誘電体線路53は第１のサーキュレータＡの入力用誘電体線路、第３の誘電体線路56は第１のサーキュレータＡの変調用誘電体線路、第４の誘電体線路54ｃは第１のサーキュレータＡの出力用誘電体線路に相当する。同様に、第４の誘電体線路54ｃは第２のサーキュレータＢの入力用誘電体線路、第５の誘電体線路58は第２のサーキュレータＢの変調用誘電体線路、第６の誘電体線路54ｅは第２のサーキュレータＢの出力用誘電体線路に相当する。
【０１５１】
また、本発明の第４の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについての実施の形態の他の例として、送信アンテナと受信アンテナとを独立させた図９に平面図で示すタイプがある。
【０１５２】
図９に示すものは、送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体（他方は図示を省略する。）65間に高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路67と、第１の誘電体線路67に付設され、ミリ波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し、第１の誘電体線路67中を伝搬させるミリ波信号発振部66と、第１の誘電体線路67に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路67に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー76側へ伝搬させる第２の誘電体線路69とが設けられている。
【０１５３】
また、平行平板導体65間に、平行平板導体65に平行に対向配置された２枚のフェライト板70ａの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部70ａ１，第２の接続部70ａ２および第３の接続部70ａ３を有する第１のサーキュレータＡであって、第１の誘電体線路67のミリ波信号の出力端に第１の接続部70ａ１が接続される第１のサーキュレータＡと、第１のサーキュレータＡの第２の接続部70ａ２に一端が接続され、ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端部（先端部）に接続された第３の誘電体線路71と、一端が第３の誘電体線路71の先端部に対向するように配置され、ＰＩＮダイオードに接続された無反射終端器92ａと、第１のサーキュレータＡの第３の接続部70ａ３に一端が接続された第４の誘電体線路68ｃとが設けられている。
【０１５４】
また、平行平板導体65間に、平行平板導体65に平行に対向配置された２枚のフェライト板70ｂの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第４の接続部70ｂ１，第５の接続部70ｂ２および第６の接続部70ｂ３を有する第２のサーキュレータＢであって、第４の誘電体線路68ｃのミリ波信号の出力端に第４の接続部70ｂ１が接続される第２のサーキュレータＢと、第２のサーキュレータＢの第５の接続部70ｂ２に一端が接続され、ミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが他端部（先端部）に接続された第５の誘電体線路72と、一端が第５の誘電体線路72の先端部に対向するように配置され、ＰＩＮダイオードに接続された無反射終端器92ｂと、第２のサーキュレータＢの第６の接続部70ｂ３に一端が接続された第６の誘電体線路68ｅとが設けられている。
【０１５５】
また、平行平板導体65間に、平行平板導体65に平行に対向配置された２枚のフェライト板70ｃの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第７の接続部70ｃ１，第８の接続部70ｃ２および第９の接続部70ｃ３を有する第３のサーキュレータＣであって、第７の接続部70ｃ１に第６の誘電体線路68ｅの他端が接続された第３のサーキュレータＣと、第３のサーキュレータＣの第８の接続部70ｃ２に一端が接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナ73ａを有する第７の誘電体線路73と、送信アンテナ73ａで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端74ａで受信波を減衰させる第８の誘電体線路74と、先端部に受信アンテナ75ａ、他端部にミキサー76が各々設けられた第９の誘電体線路75と、第２の誘電体線路69の中途と第９の誘電体線路75の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合して中間周波数信号を発生するミキサー76とが設けられている。
【０１５６】
そして、それぞれＰＩＮダイオードが設けられた第１および第２のサーキュレータＡ，Ｂが本発明の第１の振幅変調器である。なお、図中のＭ２は中間周波数信号を発生させるミキサー部であり、69ａは第２の誘電体線路69のミキサー76と反対側の端部に設けられた無反射終端部（ターミネータ）である。
【０１５７】
第１の誘電体線路67の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部66は、バイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路67の高周波発生素子の近傍に配置された可変容量ダイオードのバイアス電圧を周期的に制御して、三角波，正弦波等とすることにより、周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。なお、高周波ダイオードと可変容量ダイオードとの組み合わせと同等の機能を有するＶＣＯをミリ波信号発振部として用いてもよく、これによっても同じ目的を達成できることは言うまでもない。
【０１５８】
なお、図９において、68ａ〜68ｇはモードサプレッサが設けられた誘電体線路である。また、77ａ，77ｂはミリ波信号を振幅変調するＰＩＮダイオードが設けられた配線基板であり、図７に示すような構成である。
【０１５９】
また、送信アンテナ73ａおよび受信アンテナ75ａは、第７の誘電体線路73および第９の誘電体線路75の先端をテーパー状とすることによりそれぞれ設けられる。または、送信アンテナ73ａ，受信アンテナ75ａは、それぞれ平行平板導体65に開口を設け、平行平板導体65の外面にその開口に金属導波管を介してホーンアンテナ等のアンテナを接続した構成のものでもよい。
【０１６０】
第４，第６の誘電体線路68ｃ，68ｅは接続用誘電体線路であり、その略全体がモードサプレッサとなっている。
【０１６１】
また、第１の誘電体線路67は第１のサーキュレータＡの入力用誘電体線路、第３の誘電体線路71は第１のサーキュレータＡの変調用誘電体線路、第４の誘電体線路68ｃは第１のサーキュレータＡの出力用誘電体線路に相当する。第４の誘電体線路68ｃは第２のサーキュレータＢの入力用誘電体線路、第５の誘電体線路72は第２のサーキュレータＢの変調用誘電体線路、第６の誘電体線路68ｅは第２のサーキュレータＢの出力用誘電体線路に相当する。
【０１６２】
以上のような図８，図９に示すミリ波レーダモジュール用のミリ波信号発振部52，66をガンダイオードで構成したものを図10，図11に示す。図10，図11において、82はガンダイオード83を設置（マウント）するための略直方体の金属ブロック等の金属部材、83はミリ波を発振する高周波ダイオードの１種であるガンダイオード、84は金属部材82の一側面に設置され、ガンダイオード83にバイアス電圧を供給するとともに高周波信号の漏れを防ぐローパスフィルタとして機能するチョーク型バイアス供給線路84ａを形成した配線基板、85はチョーク型バイアス供給線路84ａとガンダイオード83の上部導体とを接続する金属箔リボン等の帯状導体、86は誘電体基体に共振用の金属ストリップ線路86ａを設けた金属ストリップ共振器、87は金属ストリップ共振器86により共振した高周波信号をミリ波信号発振部外へ導く誘電体線路である。
【０１６３】
さらに、誘電体線路87の中途には、周波数変調用ダイオードであって可変容量ダイオードの１種であるバラクタダイオード80を実装した配線基板88を設置している。このバラクタダイオード80のバイアス電圧印加方向は、誘電体線路87での高周波信号の伝搬方向に垂直かつ平行平板導体の主面に平行な方向（電界方向）とされている。また、バラクタダイオード80のバイアス電圧印加方向は、誘電体線路87中を伝搬するＬＳＭ０１モードの高周波信号の電界方向と合致しており、これにより高周波信号とバラクタダイオード80とを電磁結合させ、バイアス電圧を制御することによりバラクタダイオード80の静電容量を変化させることで、高周波信号の周波数を制御できる。また、89はバラクタダイオード80と誘電体線路87とのインピーダンス整合をとるための高比誘電率の誘電体板である。
【０１６４】
また、図11に示すように、配線基板88の一主面には第２のチョーク型バイアス供給線路90が形成され、第２のチョーク型バイアス供給線路90の中途にバラクタダイオード80が配置される。第２のチョーク型バイアス供給線路90のバラクタダイオード80との接続部には、接続用の電極81が形成されている。
【０１６５】
そして、ガンダイオード83から発振された高周波信号は、金属ストリップ共振器86を通して誘電体線路87に導出される。次に、高周波信号の一部はバラクタダイオード80部で反射されてガンダイオード83側へ戻る。この反射信号がバラクタダイオード80の静電容量の変化に伴って変化し、発振周波数が変化する。
【０１６６】
また、図８，図９に示すミリ波レーダモジュールはＦＭＣＷ（Frequency Modulation Continuous Waves）方式もしくはＦＭ（Frequency Modulation）パルス方式のものであり、その動作原理は以下のようなものである。ミリ波信号発振部の変調信号入力用のＭＯＤＩＮ端子に、電圧振幅の時間変化が三角波，正弦波等となる入力信号を入力し、その出力信号を周波数変調し、ミリ波信号発振部の出力周波数偏移を三角波，正弦波等になるように偏移させる。また、ＦＭパルス方式の場合には、そのように周波数変調をし、さらにパルス変調をする。そして、送受信アンテナ59ａ，送信アンテナ73ａより出力信号（送信波）を放射した場合、送受信用アンテナ59ａ，送信アンテナ73ａの前方にターゲットが存在すると、電波の伝搬速度の往復分の時間差を伴って、反射波（受信波）が戻ってくる。このとき、ミキサー62，76の出力側のＩＦＯＵＴ端子には、送信波と受信波との周波数差に対応した中間周波信号が出力される。
【０１６７】
このＩＦＯＵＴ端子の出力の出力周波数等の周波数成分を解析することで、Ｆｉｆ＝４Ｒ・ｆｍ・Δｆ／ｃ（Ｆｉｆ：ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）出力周波数であり、Ｒ：距離，ｆｍ：変調周波数，Δｆ：周波数偏移幅，ｃ：光速である。）という関係式から距離を求めることができる。
【０１６８】
本発明の第３および第４の高周波送受信器を構成するミリ波信号発振部において、チョーク型バイアス供給線路84ａおよび帯状導体85の材料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｐｔ等から成り、特にＣｕ，Ａｇが、電気伝導度が良好であり、損失が小さく、発振出力が大きくなるといった点で好ましい。
【０１６９】
また、帯状導体85は金属部材82の表面から所定間隔をあけて金属部材82と電磁結合しており、チョーク型バイアス供給線路84ａとガンダイオード83間に架け渡されている。すなわち、帯状導体85の一端はチョーク型バイアス供給線路84ａの一端に半田付け等により接続され、帯状導体85の他端はガンダイオード83の上部導体に半田付け等により接続されており、帯状導体85の接続部を除く中途部分は宙に浮いた状態となっている。
【０１７０】
そして、金属部材82は、ガンダイオード83の電気的な接地（アース）を兼ねているため、金属等の導体であればよく、その材料は金属（合金を含む）であれば特に限定されるものではなく、真鍮（黄銅：Ｃｕ−Ｚｎ合金），Ａｌ，Ｃｕ，ＳＵＳ（ステンレススチール），Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等から成る。また金属部材82は、全体が金属から成る金属ブロック，セラミックスやプラスチック等の絶縁基体の表面全体または部分的に金属メッキしたもの，絶縁基体の表面全体または部分的に導電性樹脂材料等をコートしたものであってもよい。
【０１７１】
かくして、本発明の第３および第４の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールは、高いオン／オフ比（アイソレーション）を有する本発明の第１の振幅変調器を有することによって高性能のものとなり、また、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、その結果、探知距離を増大させることが可能となる（図８に示す例。）。また、高いオン／オフ比（アイソレーション）を有する本発明の第１の振幅変調器を有することによって高性能のものとなり、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、さらに送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、その結果、受信信号のノイズが低減し探知距離をさらに増大させることが可能なものとなる（図９に示す例。）。
【０１７２】
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施すことは何等差し支えない。例えば、本発明の第１の振幅変調器において、ＰＩＮダイオードが設けられた配線基板をさらにもう１つ加えて、それぞれにＰＩＮダイオードが設けられた２つの配線基板をＰＩＮダイオード同士が接触しないように互いに平行な配置でもってサーキュレータに接続された誘電体線路の先端部と無反射終端器との間に挟むように設けるようにしてもよく、その場合には、振幅変調器に用いられるサーキュレータが１つであっても、同様に２つのＰＩＮダイオードのそれぞれに流れるバイアス電流を独立に制御して、所望のオン／オフ比が広い帯域にわたって得られるようにでき、特にサーキュレータのアイソレーションが良好であるとき、小型かつ高性能な振幅変調器となる。
【０１７３】
次に、本発明の第２の振幅変調器および本発明の第５および第６の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて以下に詳細に説明する。
【０１７４】
図12は本発明の第２の振幅変調器の実施の形態の一例を示す図であり、（ａ）は透視斜視図であり、（ｂ）は平面図である。同図において、101ａ〜101ｃは誘電体線路、102ａは第101のＰＩＮダイオード、102ｂは第２のＰＩＮダイオード、103ａは第１のＰＩＮダイオード102ａを設けた配線基板、103ｂは第２のＰＩＮダイオード102ｂを設けた配線基板、104ａは誘電体線路101ａと第１のＰＩＮダイオード102ａを設けた配線基板103ａとのインピーダンス整合を行なうために挿入された誘電体板、104ｂは誘電体線路101ｂと第２のＰＩＮダイオード102ｂを設けた配線基板103ｂとのインピーダンス整合を行なうために挿入された誘電体板である。なお、図12において、平行平板導体は図示していない。
【０１７５】
本発明の第２の振幅変調器は、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、高周波信号を入力する入力用誘電体線路101ａと、入力用誘電体線路101ａの先端部に設けられた第１のＰＩＮダイオード102ａと、入力用誘電体線路101ａの先端部の延長方向上に第１のＰＩＮダイオード102ａを透過した高周波信号が入力されるように配置された第２のＰＩＮダイオード102ｂと、第２のＰＩＮダイオード102ｂを透過した高周波信号が入力されるように配置され、第１および第２のＰＩＮダイオード102ａ，102ｂの少なくとも一方によって振幅変調された高周波信号を出力する出力用誘電体線路101ｃとが設けられており、第１のＰＩＮダイオード102ａを透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性と第２のＰＩＮダイオード102ｂを透過する高周波信号の透過特性の周波数依存性とが異なっている構成である。
【０１７６】
図12に示す例において、第１のＰＩＮダイオード102ａは配線基板103ａに、第２のＰＩＮダイオード102ｂは配線基板103ｂにそれぞれ実装されている。また、配線基板103ａに設けられた第１のＰＩＮダイオード102ａと配線基板103ｂに設けられた第２のＰＩＮダイオード102ｂとは、第１のＰＩＮダイオード102ａから出力された高周波信号が第２のＰＩＮダイオード102ｂに入力されるように入力兼出力用誘電体線路101ｂによって接続されている。
【０１７７】
ここで、配線基板103ａ，103ｂは、図７に斜視図で示すような構成のものである。例えば、図７における配線基板30の一主面にチョーク型バイアス供給線路33を形成し、その中途にフリップチップ実装，バンプ実装またはハンダ実装されたＰＩＮダイオード31を設けたものである。このＰＩＮダイオード31の順方向電流をオン／オフすることにより、ミリ波信号をオン／オフ制御（スイッチング制御）等の振幅制御することができる。そして、本発明の第２の振幅変調器としてのミリ波変調器においては、入力用誘電体線路101ａ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31としての第１および第２のＰＩＮダイオード102ａ，102ｂが実装された配線基板103ａ，103ｂを挟むようにして、入力用誘電体線路101ａ，入力兼出力用誘電体線路101ｂ，出力用誘電体線路101ｃおよび誘電体板104ａ，104ｂが配置される。
【０１７８】
本発明において、誘電体線路101ａ〜101ｃ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、これらは高周波帯域において低損失である。
【０１７９】
また、本発明の第２の振幅変調器においては、入力兼出力用誘電体線路101ｂの線路長は、第１のＰＩＮダイオード102ａおよび第２のＰＩＮダイオード102ｂに順方向バイアス電圧を印加していないときに、第１のＰＩＮダイオード102ａからこの入力兼出力用誘電体線路101ｂに入力され第２のＰＩＮダイオード102ｂで反射され第１のＰＩＮダイオード102ａで反射されて再び第２のＰＩＮダイオード102ｂ側に戻り、第２のＰＩＮダイオード102ｂから出力用誘電体線路101ｃに漏洩する高周波信号と、第１のＰＩＮダイオード102ａからこの入力兼出力用誘電体線路101ｂに入力され第１のＰＩＮダイオード102ａおよび第２のＰＩＮダイオード102ｂで反射されずに第２のＰＩＮダイオード102ｂから出力用誘電体線路101ｃに漏洩する高周波信号との中心周波数における位相差をδとしたとき、入力兼出力用誘電体線路101ｂの線路長をその位相差δがδ＝（２Ｎ−１）π（ただし、Ｎは整数である。）となるような長さにすることが好ましい。これにより、第１のＰＩＮダイオード102ａおよび第２のＰＩＮダイオード102ｂに順方向バイアス電圧を印加してないときに、これら両者の高周波信号を第２のＰＩＮダイオード102ｂにおいて逆位相で干渉させ、互いに弱め合うように合波させることができる。
【０１８０】
このように逆位相で干渉し互いに弱め合う作用はｃｏｓ２（δ／２）に比例して大きくなり、δ＝（２Ｎ−１）πのとき最大であり、δ＝２Ｎπのとき最小である。このように位相差δをδ＝（２Ｎ−１）πとするには、具体的には、入力兼出力用誘電体線路101ｂの線路長を、高周波信号の波長をλとすれば、（２Ｍ−１）λ／４（Ｍは自然数である。）の長さから第１のＰＩＮダイオード102ａまたは第２のＰＩＮダイオード102ｂでの反射時の位相変化分を調整した長さに設定すればよい。例えば、この調整は、入力兼出力用誘電体線路101ｂの初期の長さを（２Ｍ−１）λ／４にし、第１のＰＩＮダイオード102ａおよび第２のＰＩＮダイオード102ｂに順方向バイアス電圧を印加していない状態で、透過特性をネットワークアナライザ等で測定したときの第２のＰＩＮダイオード102ｂを透過した高周波信号の強度が小さくなるように、入力兼出力用誘電体線路101ｂの長さを初期の長さから変化させて調整すればよい。このようにすれば、第２のＰＩＮダイオード102ｂで高周波信号を反射させて遮断するときの第２のＰＩＮダイオード102ｂから漏洩する高周波信号の強度を効果的に弱めることができ、高いオン／オフ比が得られるものとなる。
【０１８１】
なお、本発明でいう高周波帯域は、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、この場合、本発明の第５の変調器を作動周波数が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、発振器の発振周波数が温度等で変化しても広い帯域で高周波信号の高い透過特性が得られるものとなる。
【０１８２】
本発明のＮＲＤガイド用の平行平板導体は、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。
【０１８３】
また、本発明の第５の変調器ならびに第５および第６の高周波送受信器は、高周波発生素子としてガンダイオード等の高周波ダイオードを用い、高周波発生素子から出力された高周波信号の伝搬路に設けられたバラクタダイオード等の可変容量ダイオードのバイアス電圧を電圧制御することによって周波数変調する電圧制御発振器（Voltage Control Oscillator：ＶＣＯ）を組み込むことによって、無線ＬＡＮ，自動車のミリ波レーダ等に使用される。例えば、自動車の周囲の障害物および他の自動車に対してミリ波信号を照射し、その障害物および他の自動車からの反射波を元のミリ波信号と合成して中間周波信号を得て、この中間周波信号を分析することにより、障害物および他の自動車までの距離、ならびにそれらの移動速度等を測定することができる。
【０１８４】
そして、本発明の第２の振幅変調器によれば、誘電体線路101ａ〜101ｃの途中に挿入された２つのＰＩＮダイオード102ａ，102ｂに入力する順方向電流をそれぞれ制御することにより、それぞれのオン／オフ比の周波数特性を独立に設定してオン／オフ比が高くとれる周波数帯域幅を調整することができる。このとき、第１および第２のＰＩＮダイオード102ａ，102ｂには入射した高周波信号による検波電流が流れないので、入射した高周波信号に影響されずにＰＩＮダイオード102ａ，102ｂに入力する順方向電流を設定することができる。
【０１８５】
すなわち、第１および第２のＰＩＮダイオード102ａ，102ｂは、順方向にバイアス電圧をかけたとき（順方向電流を流したとき；ＰＩＮダイオードのオン時）は、高周波信号の大部分を透過させ、順方向にバイアス電圧をかけなかったとき（順方向電流を流さないとき；ＰＩＮダイオードのオフ時）は、高周波信号の大部分を反射するものであるが、第１および第２のＰＩＮダイオード102ａ，102ｂのオン時の高周波信号の透過特性は高周波信号の入力パワー（電界振幅）によって変化しないため、高周波信号のある入力パワーに対して適当な順方向電流によって常に一定のオン／オフ比が得られる。また、２つのＰＩＮダイオード102ａ，102ｂは、通常は双方ともオンかオフとされて駆動されるが、第１のＰＩＮダイオード102ａと第２のＰＩＮダイオード102ｂとにかける順方向バイアス電圧をそれぞれ異なるようにすれば、それら２つのＰＩＮダイオード102ａ，102ｂについて、高周波信号がそれぞれのＰＩＮダイオード102ａ，102ｂを透過するときの透過特性が違うように設定することができる。これはＰＩＮダイオードの容量（キャパシタンス）成分が電流依存性を有することによるものであり、他にも、配線基板103ａ，103ｂの高周波信号に対するインピーダンスによって、同様の作用を起こさせ、これを補助的に用いてもよい。
【０１８６】
そして、２つのＰＩＮダイオード102ａ，102ｂにおいて、それぞれのバイアス電流を調整して最も透過率が最大となる周波数をずらせば、広い帯域にわたって２つのＰＩＮダイオード102ａ，102ｂを透過する高周波信号の透過率を高くすることができる。これにより、誘電体線路101ａ〜101ｃを通過して出力された高周波信号について広い帯域幅で所定値以上のオン／オフ比が得られることとなる。
【０１８７】
なお、本発明において、所定値以上とは、例えば２つのＰＩＮダイオード102ａ，102ｂで合わせて20ｄＢ以上という値であり、20ｄＢ未満ではオン／オフ比（アイソレーション）が小さいため、十分なＳ／Ｎ比がとれず、振幅変調器をミリ波レーダに組み込んだ場合に最大検知距離が不十分であったり、誤検知が生じたりする可能性がある。
【０１８８】
上記のような制御を行なう制御回路（図示せず）は、本発明の第２の振幅変調器が組み込まれるＮＲＤガイドやミリ波送受信器等の外部に設けることもできるが、ＮＲＤガイドを構成する平行平板導体の内面または外面に設けることが好ましい。この場合、振幅変調器が小型化され、また、制御回路と第１および第２のＰＩＮダイオード102ａ，102ｂとの間の信号線が短縮化されて信号線に余計なインダクタンスやキャパシタンスが発生しにくくなるため、第１および第２のＰＩＮダイオード102ａ，102ｂを高精度に制御することができ、その結果、所定値以上のオン／オフ比を得るのに有利なものとなる。
【０１８９】
次に、本発明の第５および第６の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて以下に説明する。
【０１９０】
図10，図11，図13〜図15は本発明の第５および第６の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて実施の形態の例を示すものであり、図13は送信アンテナと受信アンテナとが一体化されたものの平面図、図14は送信アンテナと受信アンテナとが独立したものの平面図、図10はミリ波信号発振部の斜視図、図11はミリ波信号発振部用の可変容量ダイオード（バラクタダイオード）を設けた配線基板の斜視図である。
【０１９１】
図13に示すミリ波レーダモジュールは、送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体（他方は図示を省略する。）151間に高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路153と、第１の誘電体線路153に付設され、ミリ波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し、第１の誘電体線路153中を伝搬させるミリ波信号発振部152と、第１の誘電体線路153に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路153に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー163側へ伝搬させる第２の誘電体線路162とが設けられている。
【０１９２】
また、第１の誘電体線路153の他端に付設され、送信用のミリ波信号を振幅変調する第１のＰＩＮダイオード154ｂと、一端に第１のＰＩＮダイオード154ｂを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第３の誘電体線路155と、第３の誘電体線路155の他端に付設され、第１のＰＩＮダイオード154ｂを透過したミリ波信号をさらに振幅変調する第２のＰＩＮダイオード156ｂと、一端に第２のＰＩＮダイオード156ｂを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第４の誘電体線路157とが設けられている。
【０１９３】
また、平行平板導体151間に、平行平板導体151に平行に対向配置された２枚のフェライト板159ａの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部159ａ１，第２の接続部159ａ２および第３の接続部159ａ３を有するサーキュレータＡであって、第１の接続部159ａ１に第４の誘電体線路157の他端が接続されたサーキュレータＡと、サーキュレータＡの第２の接続部159ａ２に一端が接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ160ａを有する第５の誘電体線路160と、送受信アンテナ160ａで受信され第５の誘電体線路160を伝搬してサーキュレータＡの第３の接続部159ａ３より出力した受信波をミキサー163側へ伝搬させる第６の誘電体線路161と、第２の誘電体線路162の中途と第６の誘電体線路161の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合して中間周波数信号を発生するミキサー163とが設けられている。
【０１９４】
そして、第１，第３および第４の誘電体線路153，155，157と、配線基板154ａに実装され、第１の誘電体線路153と第３の誘電体線路155との間に挿入された第１のＰＩＮダイオード154ｂと、配線基板156ａに実装され、第３の誘電体線路155と第４の誘電体線路157との間に挿入された第２のＰＩＮダイオード156ｂとから構成される部分が本発明の第１の振幅変調器である。なお、図中のＭ１は中間周波数信号を発生するミキサー部であり、162ａは第２の誘電体線路162のミキサー163と反対側の端部に設けられた無反射終端部（ターミネータ）である。
【０１９５】
第１の誘電体線路153の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部152は、バイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路153の高周波発生素子（高周波ダイオード等）の近傍に配置された可変容量ダイオードのバイアス電圧を周期的に制御して、三角波，正弦波等とすることにより、周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。なお、高周波ダイオードと可変容量ダイオードとの組み合わせと同等の機能を有するＶＣＯ（ＶＣＯ（電圧制御発振器）は制御電圧によって発振周波数を変化させる発振器であり、例えば可変容量ダイオードを用いずにガンダイオード（高周波発生素子）のバイアス電圧を変化させるものも実現可能である。）をミリ波信号発振部として用いてもよく、これによっても同じ目的を達成できることは言うまでもない。
【０１９６】
なお、図13において、158ａ〜158ｃはモードサプレッサを設けた誘電体線路である。また、154ａ，156ａはミリ波信号を振幅変調する第１および第２のＰＩＮダイオード154ｂ，156ｂが設けられた配線基板であり、図７に示すような構成である。例えば、図７の配線基板30の一主面にチョーク型バイアス供給線路33を形成し、その中途にフリップチップ実装，バンプ実装またはハンダ実装されたＰＩＮダイオード131（154ｂまたは156ｂ）を設けたスイッチである。このＰＩＮダイオード131（154ｂまたは156ｂ）の順方向電流を流す、または流さないという制御をすることにより、ミリ波信号をオン（透過）−オフ（反射）制御（スイッチング制御）または振幅変調することができる。
【０１９７】
また、送受信アンテナ160ａは、第５の誘電体線路160の先端をテーパー状とすることにより設けられる。または、送受信アンテナ160ａは、平行平板導体151に開口を設け、平行平板導体151の外面にその開口に金属導波管を介してホーンアンテナ等のアンテナを接続した構成のものでもよい。
【０１９８】
また、第１の誘電体線路153は第１のＰＩＮダイオード154ｂの入力用誘電体線路に、第３の誘電体線路155は第１のＰＩＮダイオード154ｂと第２のＰＩＮダイオード156ｂとの間を接続する入力兼出力用誘電体線路に、第４の誘電体線路157は第１のＰＩＮダイオード154ｂおよび第２のＰＩＮダイオード156ｂからの出力用誘電体線路にそれぞれ相当する。
【０１９９】
本発明において、２枚の同一形状のフェライト板159ａは平行平板導体151の内面に対してその主面が平行にかつ同心状に対向配置されるが、平行平板導体151の内面にそれらの主面が接していてもよく、また平行平板導体151の内面から所定の間隔をあけて設置してもよい。なお、図13に示すような円板状のフェライト板159ａの代わりに、正多角形のフェライト板を用いてもよい。その場合は、接続される誘電体線路の本数をｎ本（ｎは２以上の整数である。）とすると、その平面形状は正ｍ角形（ｍは３以上の整数である。）とするのがよい。
【０２００】
また、本発明の第６の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについての実施の形態の例として、送信アンテナと受信アンテナとを独立させた図14に平面図で示すタイプがある。
【０２０１】
図14に示すものは、送信用のミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体（他方は図示を省略する。）171間に高周波発生素子から出力され周波数変調されたミリ波信号を伝搬させる第１の誘電体線路173と、第１の誘電体線路173に付設され、ミリ波信号を周期的に周波数変調して送信用のミリ波信号として出力し、第１の誘電体線路173中を伝搬させるミリ波信号発振部166と、第１の誘電体線路173に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路173に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー176側へ伝搬させる第２の誘電体線路182とが設けられている。
【０２０２】
また、第１の誘電体線路173の他端に付設され、送信用のミリ波信号を振幅変調する第１のＰＩＮダイオード174ｂと、一端に第１のＰＩＮダイオード174ｂを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第３の誘電体線路175と、第３の誘電体線路175の他端に付設され、第１のＰＩＮダイオード174ｂを透過したミリ波信号をさらに振幅変調する第２のＰＩＮダイオード176ｂと、一端に第２のＰＩＮダイオード176ｂを透過したミリ波信号が入力されるように配置された第４の誘電体線路177とが設けられている。
【０２０３】
また、平行平板導体171間に、平行平板導体171に平行に対向配置された２枚のフェライト板179ａの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部179ａ１，第２の接続部179ａ２および第３の接続部179ａ３を有するサーキュレータＡであって、第１の接続部179ａ１に第４の誘電体線路177の他端が接続されたサーキュレータＡと、サーキュレータＡの第２の接続部179ａ２に一端が接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナ180ａを有する第５の誘電体線路180と、送信アンテナ180ａで受信混入した受信波を伝搬させるとともに先端部に設けられた無反射終端181ａで受信波を減衰させる第６の誘電体線路181と、先端部に受信アンテナ183ａ、他端部にミキサー184が各々設けられた第７の誘電体線路183と、第２の誘電体線路182の中途と第７の誘電体線路183の中途とを近接させて電磁結合させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合して中間周波数信号を発生するミキサー184とが設けられている。
【０２０４】
そして、第１，第３および第４の誘電体線路173，175，177と、配線基板174ａに実装され、第１の誘電体線路173と第３の誘電体線路175との間に挿入された第１のＰＩＮダイオード174ｂと、配線基板176ａに実装され、第３の誘電体線路175と第４の誘電体線路177との間に挿入された第２のＰＩＮダイオード176ｂとから構成される部分が本発明の第２の振幅変調器である。なお、図中のＭ２は中間周波数信号を発生させるミキサー部であり、182ａは第２の誘電体線路182のミキサー184と反対側の端部に設けられた無反射終端部（ターミネータ）である。
【０２０５】
第１の誘電体線路173の一端に設けられた電圧制御型のミリ波信号発振部172は、バイアス電圧印加方向が高周波信号の電界方向に合致するように、第１の誘電体線路173の高周波発生素子の近傍に配置された可変容量ダイオードのバイアス電圧を周期的に制御して、三角波，正弦波等とすることにより、周波数変調した送信用のミリ波信号として出力する。なお、高周波ダイオードと可変容量ダイオードとの組み合わせと同等の機能を有するＶＣＯをミリ波信号発振部として用いてもよく、これによっても同じ目的を達成できることは言うまでもない。
【０２０６】
なお、図14において、178ａ〜178ｃはモードサプレッサを設けた誘電体線路である。また、174ａ，176ａはミリ波信号を振幅変調する第１および第２のＰＩＮダイオード174ｂ，176ｂが設けられた配線基板であり、図14に示すような構成である。
【０２０７】
また、送信アンテナ180ａおよび受信アンテナ183ａは、第５の誘電体線路180および第７の誘電体線路183の先端をテーパー状とすることによりそれぞれ設けられる。または、送信アンテナ180ａ，受信アンテナ183ａは、それぞれ平行平板導体171に開口を設け、平行平板導体171の外面にその開口に金属導波管を介してホーンアンテナ等のアンテナを接続した構成のものでもよい。
【０２０８】
また、第１の誘電体線路173は第１のＰＩＮダイオード174ｂの入力用誘電体線路に、第３の誘電体線路175は第１のＰＩＮダイオード174ｂと第２のＰＩＮダイオード176ｂとの間を接続する入力兼出力用誘電体線路に、第４の誘電体線路177は第１のＰＩＮダイオード174ｂおよび第２のＰＩＮダイオード176ｂからの出力用誘電体線路にそれぞれ相当する。
【０２０９】
本発明において、２枚の同一形状のフェライト板179ａは平行平板導体171の内面に対してその主面が平行にかつ同心状に対向配置されるが、平行平板導体171の内面にそれらの主面が接していてもよく、また平行平板導体171の内面から所定の間隔をあけて設置してもよい。なお、図14に示すような円板状のフェライト板179ａの代わりに、正多角形のフェライト板を用いてもよい。その場合は、接続される誘電体線路の本数をｎ本（ｎは２以上の整数である。）とすると、その平面形状は正ｍ角形（ｍは３以上の整数である。）とするのがよい。
【０２１０】
以上のような図13，図14に示すミリ波レーダモジュール用のミリ波信号発振部152，172をガンダイオードで構成したものは、前述と同様であり、図10，図11に示すようなものである。すなわち、図10，図11において、82はガンダイオード83を設置（マウント）するための略直方体の金属ブロック等の金属部材、83はミリ波を発振する高周波ダイオードの１種であるガンダイオード、84は金属部材82の一側面に設置され、ガンダイオード83にバイアス電圧を供給するとともに高周波信号の漏れを防ぐローパスフィルタとして機能するチョーク型バイアス供給線路84ａを形成した配線基板、85はチョーク型バイアス供給線路84ａとガンダイオード83の上部導体とを接続する金属箔リボン等の帯状導体、86は誘電体基体に共振用の金属ストリップ線路86ａを設けた金属ストリップ共振器、87は金属ストリップ共振器86により共振した高周波信号をミリ波信号発振部外へ導く誘電体線路である。
【０２１１】
さらに、誘電体線路87の中途には、周波数変調用ダイオードであって可変容量ダイオードの１種であるバラクタダイオード80を実装した配線基板88を設置している。このバラクタダイオード80のバイアス電圧印加方向は、誘電体線路87での高周波信号の伝搬方向に垂直かつ平行平板導体の主面に平行な方向（電界方向）とされている。また、バラクタダイオード80のバイアス電圧印加方向は、誘電体線路87中を伝搬するＬＳＭ０１モードの高周波信号の電界方向と合致しており、これにより高周波信号とバラクタダイオード80とを電磁結合させ、バイアス電圧を制御することによりバラクタダイオード80の静電容量を変化させることで、高周波信号の周波数を制御できる。また、89はバラクタダイオード80と誘電体線路87とのインピーダンス整合をとるための高比誘電率の誘電体板である。
【０２１２】
また、図11に示すように、配線基板88の一主面には第２のチョーク型バイアス供給線路90が形成され、第２のチョーク型バイアス供給線路90の中途にバラクタダイオード80が配置される。第２のチョーク型バイアス供給線路90のバラクタダイオード80との接続部には、接続用の電極81が形成されている。
【０２１３】
そして、ガンダイオード83から発振された高周波信号は、金属ストリップ共振器86を通して誘電体線路87に導出される。次に、高周波信号の一部はバラクタダイオード80部で反射されてガンダイオード83側へ戻る。この反射信号がバラクタダイオード80の静電容量の変化に伴って変化し、発振周波数が変化する。
【０２１４】
また、図13，図14に示すミリ波レーダモジュールはＦＭＣＷ（Frequency Modulation Continuous Waves）方式もしくはＦＭパルス方式のものであり、その動作原理は以下のようなものである。ミリ波信号発振部の変調信号入力用のＭＯＤＩＮ端子に、電圧振幅の時間変化が三角波，正弦波等となる入力信号を入力し、その出力信号を周波数変調し、ミリ波信号発振部の出力周波数偏移を三角波，正弦波等になるように偏移させる。また、ＦＭパルス方式の場合には、そのように周波数変調をし、さらにパルス変調をする。そして、送受信アンテナ160ａ，送信アンテナ180ａより出力信号（送信波）を放射した場合、送受信用アンテナ160ａ，送信アンテナ180ａの前方にターゲットが存在すると、電波の伝搬速度の往復分の時間差を伴って、反射波（受信波）が戻ってくる。このとき、ミキサー163，184の出力側のＩＦＯＵＴ端子には、送信波と受信波との周波数差に対応した中間周波信号が出力される。
【０２１５】
このＩＦＯＵＴ端子の出力の出力周波数等の周波数成分を解析することで、Ｆｉｆ＝４Ｒ・ｆｍ・Δｆ／ｃ（Ｆｉｆ：ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）出力周波数であり、Ｒ：距離，ｆｍ：変調周波数，Δｆ：周波数偏移幅，ｃ：光速である。）という関係式から距離を求めることができる。
【０２１６】
また、本発明の第２の振幅高周波送受信器を構成するミリ波信号発振部において、チョーク型バイアス供給線路84ａおよび帯状導体85の材料は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｐｔ等から成り、特にＣｕ，Ａｇが、電気伝導度が良好であり、損失が小さく、発振出力が大きくなるといった点で好ましい。
【０２１７】
また、帯状導体85は金属部材82の表面から所定間隔をあけて金属部材82と電磁結合しており、チョーク型バイアス供給線路84ａとガンダイオード83間に架け渡されている。すなわち、帯状導体85の一端はチョーク型バイアス供給線路84ａの一端に半田付け等により接続され、帯状導体85の他端はガンダイオード83の上部導体に半田付け等により接続されており、帯状導体85の接続部を除く中途部分は宙に浮いた状態となっている。
【０２１８】
そして、金属部材82は、ガンダイオード83の電気的な接地（アース）を兼ねているため、金属等の導体であればよく、その材料は金属（合金を含む）であれば特に限定されるものではなく、真鍮（黄銅：Ｃｕ−Ｚｎ合金），Ａｌ，Ｃｕ，ＳＵＳ（ステンレススチール），Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等から成る。また金属部材82は、全体が金属から成る金属ブロック，セラミックスやプラスチック等の絶縁基体の表面全体または部分的に金属メッキしたもの，絶縁基体の表面全体または部分的に導電性樹脂材料等をコートしたものであってもよい。
【０２１９】
なお、本発明においては、高周波信号として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。
【０２２０】
かくして、本発明の第２の振幅高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールは、高いオン／オフ比（アイソレーション）を有する本発明の第２の振幅変調器を有することによって高性能のものとなり、また、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、その結果、探知距離を増大させることが可能となる（図13に示す例。）。また、高いオン／オフ比（アイソレーション）を有する本発明の第２の振幅変調器を有することによって高性能のものとなり、より高周波帯域および広い帯域幅でミリ波信号の伝送損失およびアイソレーション特性が改善され、さらに送信用のミリ波信号がサーキュレータを介してミキサーへ混入することがなく、その結果、受信信号のノイズが低減し探知距離をさらに増大させることが可能なものとなる（図14に示す例。）。
【０２２１】
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施すことは何等差し支えない。例えば、本発明の第２の振幅変調器において、２つの配線基板154ａと156ａおよび174ａと176ａのそれぞれに第１および第２のＰＩＮダイオード154ｂと156ｂおよび174ｂと176ｂを設ける代わりに、１つの配線基板の表裏面それぞれに１つずつ、第１および第２のＰＩＮダイオードを設ける構成としてもよく、その場合には、入力兼出力用誘電体線路は必要なくなり、小型化に有利なものとなる。
【０２２２】
また、例えば図13に示した本発明の第５の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールに対して、図15に要部平面図で示すように、第１の誘電体線路153と第１のＰＩＮダイオード154ｂを設けた配線基板154ａとの間に、また、平行平板導体間に、平行平板導体に平行に対向配置された２枚のフェライト板164ａの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部164ａ１，第２の接続部164ａ２および第３の接続部164ａ３を有する第２のサーキュレータＢであって、第１の接続部164ａ１に第１の誘電体線路153の途中が接続された第２のサーキュレータＢと、第２のサーキュレータＢの第２の接続部164ａ２に一端が接続され、ミリ波信号を伝搬させる第７の誘電体線路165と、平行平板導体151間に、平行平板導体151に平行に対向配置された２枚のフェライト板167ａの周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部167ａ１，第２の接続部167ａ２および第３の接続部167ａ３を有する第３のサーキュレータＣであって、第１の接続部167ａ１に第７の誘電体線路165の他端が接続された第３のサーキュレータＣと、第２のサーキュレータＢの第３の接続部164ａ３に一端が接続された第８の誘電体線路166と第８の誘電体線路166の他端に接続された無反射終端器166ａと、第３のサーキュレータＣの第３の接続部167ａ３に一端が接続された第９の誘電体線路169と第９の誘電体線路168の他端に接続された無反射終端器168ａとを設け、第２のサーキュレータＢの第１の接続部164ａ１と第３のサーキュレータＣの第２の接続部167ａ２とを第１の誘電体線路153の途中に挿入してもよく、その場合には、第１のＰＩＮダイオード154ｂまたは第２のＰＩＮダイオード156ｂ側からの反射がミリ波信号発振部152へ戻らなくなり、ミリ波信号発振部152が安定して良好に発振するものとなる。なお、この変更例は送信アンテナと受信アンテナとを独立させた図14に平面図で示すタイプのミリ波レーダモジュールにも適用できることは言うまでもない。
【０２２３】
なお、本発明の第１および第２の振幅変調器は、高周波信号をスイッチングする高周波スイッチとして用いるものとしてもよい。これらの振幅変調器を高周波スイッチとして用いるには、変調信号を入力する代わりに、高周波信号をオン状態またはオフ状態とするようなバイアス電圧を入力すればよい。このようにすれば、オフ時に高周波信号を大きな減衰量で減衰させることができるため、オン／オフ比が高く、オフ時に確実に高周波信号を遮断することができる。
【０２２４】
次に、本発明のレーダ装置は、上記本発明の第１〜第６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。
【０２２５】
本発明のレーダ装置は、上記構成としたことから、本発明の高周波送受信器が、受信側で識別しやす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を提供することができる。
【０２２６】
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説明する。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
かくして、本発明によれば、入射する高周波信号の強度が変化しても安定に動作し、所定値以上のオン／オフ比が得られるようにすることができ、また、振幅変調の周波数特性が使用環境温度に左右されるのを抑制することができる変調器および振幅変調器、ならびにそれを用いた高周波送受信器を提供することができる。
【０２３４】
また、受信側で識別しやすい高周波信号を出力することができる変調器および振幅変調器、ならびにそれを用いた高性能な高周波送受信器を提供することができる。
【０２３５】
さらには、その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ができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３６】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第１の変調器の実施の形態の例を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の第２の変調器の実施の形態の一例を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明の第１の変調器の実施の形態の他の例を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の第１の高周波送受信器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】本発明の第２の高周波送受信器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６】本発明の第１の振幅変調器の実施の形態の一例を示す透視斜視図である。
【図７】本発明の第１および第２の振幅変調器に用いられるＰＩＮダイオードを設けた配線基板の例を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて実施の形態の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の第４の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて実施の形態の一例を示す平面図である。
【図１０】本発明のミリ波レーダモジュールにおける電圧制御型のミリ波信号発振部の例を示す斜視図である。
【図１１】図10のミリ波信号発振部用のバラクタダイオードを設けた配線基板の例を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の振幅変調器の実施の形態の一例を示す透視斜視図および平面図である。
【図１３】本発明の第５の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて実施の形態の一例を示す平面図である。
【図１４】本発明の第６の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて実施の形態の一例を示す平面図である。
【図１５】本発明の第５の高周波送受信器としてのミリ波レーダモジュールについて実施の形態の他の例を示す要部平面図である。
【図１６】ＮＲＤガイドの基本構成を示し、内部を一部透視したものの斜視図である。
【図１７】従来のＮＲＤガイド用の振幅変調器を示し、（ａ）は振幅変調器の斜視図、（ｂ）は振幅変調器の平面図である。
【図１８】図17の振幅変調器の高周波信号の反射損失の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２３７】
１ａ〜１ｅ：モードサプレッサを設けた誘電体線路
２ａ，２ｂ：フェライト円板
４ａ〜４ｄ：誘電体線路
５ａ，５ｂ：ＰＩＮダイオードを設けた配線基板
６ａ〜６ｆ：誘電体板
７ａ，７ｂ，91ａ，91ｂ，92ａ，92ｂ：無反射終端器
11，12，51，65：平行平板導体
31：ＰＩＮダイオード
52，66：ミリ波信号発振部
53，67：第１の誘電体線路（入力用誘電体線路）
54ｃ，68ｃ：第４の誘電体線路（出力用誘電体線路兼入力用誘電体線路）
54ｅ，68ｅ：第６の誘電体線路
55ａ，55ｂ，55ｃ，70ａ，70ｂ，70ｃ：フェライト板
55ａ１，70ａ１：第１の接続部
55ａ２，70ａ２：第２の接続部
55ａ３，70ａ３：第３の接続部
55ｂ１，70ｂ１：第４の接続部
55ｂ２，70ｂ２：第５の接続部
55ｂ３，70ｂ３：第６の接続部
55ｃ１，70ｃ１：第７の接続部
55ｃ２，70ｃ２：第８の接続部
55ｃ３，70ｃ３：第９の接続部
56，71：第３の誘電体線路（変調用誘電体線路）
58，72：第５の誘電体線路（変調用誘電体線路）
59，73：第７の誘電体線路
59ａ：送受信アンテナ
60，74：第８の誘電体線路
61，69：第２の誘電体線路
62：ミキサー
73ａ：送信アンテナ
75：第９の誘電体線路
75ａ：受信アンテナ
83：ガンダイオード
101ａ：入力用誘電体線路
101ｂ：入力兼出力用誘電体線路
101ｃ：出力用誘電体線路
102ａ：第１のＰＩＮダイオード
102ｂ：第２のＰＩＮダイオード
103ａ，103ｂ：ＰＩＮダイオードを設けた配線基板
104ａ〜104ｄ：誘電体板
111，112，151，171：平行平板導体
131：ＰＩＮダイオード
152，172：ミリ波信号発振部
153，173：第１の誘電体線路（入力用誘電体線路）
154ａ，174ａ：第１のＰＩＮダイオードを設けた配線基板
154ｂ，174ｂ：第１のＰＩＮダイオード
155，175：第３の誘電体線路（入力兼出力用誘電体線路）
156ａ，176ａ：第２のＰＩＮダイオードを設けた配線基板
156ｂ，176ｂ：第２のＰＩＮダイオード
157，177：第４の誘電体線路（出力用誘電体線路）
159ａ，164ａ，167ａ，179ａ：フェライト板
159ａ１，164ａ１，167ａ１，179ａ１：第１の接続部
159ａ２，164ａ２，167ａ２，179ａ２：第２の接続部
159ａ３，164ａ３，167ａ３，179ａ３：第３の接続部
160，180：第５の誘電体線路
160ａ：送受信アンテナ
161，181：第６の誘電体線路
162，182：第２の誘電体線路
163，184：ミキサー
180ａ：送信アンテナ
165，183：第７の誘電体線路
166：第８の誘電体線路
168：第９の誘電体線路
166ａ，168ａ：無反射終端器
183ａ：受信アンテナ
200：コプレーナ線路
200ａ：中心導体
200ｂ：接地導体
200ａ１：入力端
200ａ２：出力端
201，202：ＭＥＳＦＥＴ
203，204：バイアス供給線路
205，206：フェライト板
207，208：マイクロストリップ線路（入力用伝送線路）
209，210：マイクロストリップ線路（変調用伝送線路）
211，212：マイクロストリップ線路（出力用伝送線路）
207ａ：入力端
212ａ：出力端
213，214：接地導体
215，216：ＰＩＮダイオード
217，218：バイアスＴ
219：スロット線路
219ａ：誘電体部
219ｂ：導体部
219ａ１：入力端
219ａ２：出力端
220，221：チョーク型バイアス供給線路
231：高周波発振器
232：分岐器
232ａ：入力端
232ｂ：一方の出力端
232ｃ：他方の出力端
233：変調器
234：サーキュレータ
234ａ：入力端
234ｂ：一方の出力端
234ｃ：他方の出力端
235：送受信アンテナ
236：ミキサー
237：スイッチ
238：アイソレータ
239：送信アンテナ
240：受信アンテナ
Ａ：第１のサーキュレータ（サーキュレータ）
Ｂ：第２のサーキュレータ
Ｃ：第３のサーキュレータ
Ｃ１：第１のサーキュレータ
Ｃ２：第２のサーキュレータ
【図１】
2005160014.tif 000003
【図２】
2005160014.tif 000004
【図３】
2005160014.tif 000005
【図４】
2005160014.tif 000006
【図５】
2005160014.tif 000007
【図６】
2005160014.tif 000008
【図７】
2005160014.tif 000009
【図８】
2005160014.tif 000010
【図９】
2005160014.tif 000011
【図１０】
2005160014.tif 000012
【図１１】
2005160014.tif 000013
【図１２】
2005160014.tif 000014
【図１３】
2005160014.tif 000015
【図１４】
2005160014.tif 000016
【図１５】
2005160014.tif 000017
【図１６】
2005160014.tif 000018
【図１７】
2005160014.tif 000019
【図１８】
2005160014.tif 000020