(57)【要約】【課題】本発明では、２系統での処理による測定誤差の問題及び経路長の違いによる測定誤差の問題を解決し、正確に対象物の方位角度を測定可能なレーダー装置、及びこれを可能とする高周波モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】上記目的を達成するため、本願発明は、信号を受信する第１のアンテナと、前記第１のアンテナと異なる位置で前記信号を受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテナからの信号と前記第２のアンテナからの信号との和信号を出力し且つ前記第１のアンテナからの信号と前記第２のアンテナからの信号との差信号を出力するΣΔカプラと、前記ΣΔカプラからの和信号又は差信号のいずれか一方の信号の位相を９０度移相させて出力する９０度移相器と、前記ΣΔカプラからの他方の信号又は前記９０度移相器からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチと、を備えるレーダー装置である。【選択図】図１
2007155411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を受信する第１のアンテナと、
前記第１のアンテナと異なる位置で前記信号を受信する第２のアンテナと、
前記第１のアンテナからの信号と前記第２のアンテナからの信号との和信号を出力し且つ前記第１のアンテナからの信号と前記第２のアンテナからの信号との差信号を出力するΣΔカプラと、
前記ΣΔカプラからの和信号又は差信号のいずれか一方の信号の位相を９０度移相させて出力する９０度移相器と、
前記ΣΔカプラからの他方の信号又は前記９０度移相器からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチと、
を備えるレーダー装置。
【請求項２】
複数の実装面が互いに平行となるように前記実装面に対して垂直方向に並べて配置された回路基板と、
前記回路基板に形成され信号が入力される第１の入力端子と、
前記回路基板に形成され他の信号が入力される第２の入力端子と、
前記回路基板のいずれかの実装面に形成され、前記第１の入力端子に入力される信号と前記第２の入力端子に入力される信号との和信号を一の出力端から出力し且つ前記第１の入力端子に入力される信号と前記第２の入力端子に入力される信号との差信号を他の一の出力端から出力するΣΔカプラと、
前記回路基板の他のいずれかの実装面に形成され前記ΣΔカプラの一方の出力端から一の入力端に入力される信号の位相を９０度移相させて一の出力端から出力する９０度移相器と、
前記回路基板に形成され前記ΣΔカプラの他方の出力端からの信号を出力するカプラ出力端子と、
前記回路基板に形成され前記９０度移相器の出力端からの信号を出力する移相器出力端子と、
を備える高周波モジュール。
【請求項３】
前記カプラ出力端子及び前記移相器出力端子は、前記回路基板の実装面に対して垂直で前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とを含む面に対して前記回路基板の同じ側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記ΣΔカプラの一方の出力端から前記一方の出力端に接続される前記９０度移相器の入力端までの経路長及び前記９０度移相器の出力端から前記移相器出力端子までの経路長の総経路長と前記ΣΔカプラの他方の出力端から前記カプラ出力端子までの経路長との差が、前記ΣΔカプラからの信号の波長をλとして、ｎ・λ／２（但し、ｎは、０以上の整数とする。）に略等しいことを特徴とする請求項２又は３に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
複数の実装面が互いに平行となるように前記実装面に対して垂直方向に並べて配置された回路基板と、
前記回路基板に形成され信号が入力される第１の入力端子と、
前記回路基板に形成され他の信号が入力される第２の入力端子と、
前記回路基板のいずれかの実装面に形成され、前記第１の入力端子に入力される信号と前記第２の入力端子に入力される信号との和信号を一の出力端から出力し且つ前記第１の入力端子に入力される信号と前記第２の入力端子に入力される信号との差信号を他の一の出力端から出力するΣΔカプラと、
前記回路基板の他のいずれかの実装面に形成され前記ΣΔカプラの一方の出力端から一の入力端に入力される信号の位相を９０度移相させて一の出力端から出力する９０度移相器と、
前記回路基板の他のいずれかの実装面に形成され前記ΣΔカプラの他方の出力端からの信号又は前記９０度移相器の出力端からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチと、
前記回路基板に形成され前記選択スイッチの出力端からの信号を出力するスイッチ出力端子と、
を備える高周波モジュール。
【請求項６】
前記ΣΔカプラの一方の出力端から前記一方の出力端に接続される前記９０度移相器の入力端までの経路長及び前記９０度移相器の出力端から前記９０度移相器の出力端に接続される前記選択スイッチの一方の入力端までの経路長の総経路長と前記ΣΔカプラの他方の出力端から前記他方の出力端に接続される前記選択スイッチの他方の入力端までの経路長と差が、前記ΣΔカプラからの信号の波長をλとして、ｍ・λ／２（但し、ｍは、０以上の整数とする。）に略等しいことを特徴とする請求項５に記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の方位を検出するレーダー装置に関する。特に、２つの受信アンテナで受信した信号の振幅値から対象物の方位を正確に検出できるレーダー装置、及びこれを可能とする高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つのアンテナを用いて、対象物からの反射波を受信し、受信信号の和信号と差信号を基に、対象物の方位を検出する位相比較方式のレーダー装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１５に、従来のレーダー装置の概略構成図を示す。
【０００４】
図１５において、２１１は搬送波を発振して出力する発振器、２１０は発振器からの搬送波を変調信号で変調して出力する変調器、２１２は変調器からの送信波を増幅して出力する増幅器、２１３は増幅器からの送信波を送信する送信アンテナ、２２１ａ、２２１ｂは送信アンテナから送信された送信波のうち対象物で反射した受信波を受信する受信アンテナ、２２２は受信アンテナからの２つの受信波の和信号を出力し及び差信号を出力するΣΔカプラ、２２３ａ、２２３ｂはΣΔカプラからの２つの受信波をそれぞれ発振器からの変調信号で復調して受信信号を出力する復調器、２２４ａ、２２４ｂは復調器からの受信信号をＡ／Ｄ変換して出力するＡＤコンバータ、２２５はＡＤコンバータからの受信信号を基に、対象物の方位角度θを算出する角度算出手段、である。
【０００５】
図１５に示すレーダー装置３００は、レーダー装置３００に到来する受信波を異なる位置に配置した受信アンテナ２２１ａ、２２１ｂにより受信する。異なる位置に配置した受信アンテナ２２１ａ、２２１ｂで受信波を受信することで、受信波に位相差ｄ・ｓｉｎθが生じるため、角度算出手段２２５により位相差ｄ・ｓｉｎθを検出することにより、対象物の方位角度θを算出して対象物の方位を検出することができる。
【０００６】
具体的には、受信波の周波数をλ、振幅をＡとして、ΣΔカプラ２２２から出力される和信号Σ及び差信号Δ、及び対象物の方位角度θと位相差φとの関係は、次の数式（１）から数式（３）と表せる。ここで、ｄは、受信アンテナのアンテナ間距離とし、ｋは、波数とし、ｋ＝２π／λとする。また、数式（１）及び（２）では、受信アンテナ２２１ａ、２２１ｂから対象物（不図示）までの距離ｘに対する空間変化項のみを記載している。
【０００７】
【数１】
2007155411.tif 000003
【数２】
2007155411.tif 000004
【数３】
2007155411.tif 000005
【０００８】
ここで、振幅Ａの値は、対象物での送信波の反射率や、電波の拡散状態によって変わるため、数式（１）における和信号Σ、又は数式（２）における差信号Δのいずれか一方のみでは、位相差φを算出することができない。
【０００９】
そのため、レーダー装置３００は、角度算出手段２２５において、和信号及び差信号それぞれの絶対値の比｜Δ｜／｜Σ｜を算出して位相差φを算出し、さらに対象物の方位角度θを算出することができる。
【特許文献１】特開２０００−１６２３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、復調器２２３ａ、２２３ｂはそれぞれ異なる振幅誤差や位相誤差を持つため、従来のレーダー装置３００のようにΣΔカプラ２２２からの和信号及び差信号を２系統で処理すると、和信号と差信号は、誤差量が互いに異なってしまう。さらに、２つの受信アンテナ２２１ａ、２２１ｂからΣΔカプラ２２２の入力端２２６ａ、２２６ｂまでの経路長及びΣΔカプラ２２２から復調器２２３ａ、２２３ｂまでの経路長の違いによっても位相誤差が生じるため、これら経路長の違いは、さらに２系統処理における上記誤差量の差を増加させる要因となる。そのため、従来のレーダー装置３００では、角度算出手段２２５において算出した対象物の方位角度θによる測定精度が低く、方位角度を正確に測定できないという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明では、２系統での処理による測定誤差の問題及び経路長の違いによる測定誤差の問題を解決し、正確に対象物の方位角度を測定可能なレーダー装置、及びこれを可能とする高周波モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本願第１の発明では、ΣΔカプラからの和信号又は差信号のいずれか一方の位相を９０度移相させる９０度移相器、及びΣΔカプラからの信号又は９０度移相器からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチを設けることとした。
【００１３】
具体的には、本願第１の発明は、信号を受信する第１のアンテナと、前記第１のアンテナと異なる位置で前記信号を受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテナからの信号と前記第２のアンテナからの信号との和信号を出力し且つ前記第１のアンテナからの信号と前記第２のアンテナからの信号との差信号を出力するΣΔカプラと、前記ΣΔカプラからの和信号又は差信号のいずれか一方の信号の位相を９０度移相させて出力する９０度移相器と、前記ΣΔカプラからの他方の信号又は前記９０度移相器からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチと、を備えるレーダー装置である。
【００１４】
ΣΔカプラからの和信号Σと差信号Δとの間の位相差（Ω１＋Ω２）は、以下のように各数式を導出することにより９０度であることが分かる。例えば、数式（１）及び数式（２）から、次の数式（４）の分母について計算し、数式（５）となることから数式（６）の結論に至る。なお、受信アンテナで受信する受信信号及び受信アンテナのアンテナ間距離は、数式（１）から数式（３）と同様の条件とした。
【００１５】
【数４】
2007155411.tif 000006
【００１６】
【数５】
2007155411.tif 000007
【００１７】
【数６】
2007155411.tif 000008
【００１８】
このように、ΣΔカプラからの和信号及び差信号には、互いに９０度の位相差がある。そのため、和信号及び差信号に誤差が加わることとなると、和信号及び差信号の絶対値が一定ではなく変動する。そのため、和信号と差信号の比が変動することとなり、正確な対象物の方位角度を特定できない。そこで、本願第１発明では、和信号又は差信号のいずれか一方の信号の位相を９０度移相させる９０度移相器、及び和信号又は差信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチを設けることとした。９０度移相器を設けることにより、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°にすることができる。また、選択スイッチを設けることにより、選択スイッチの切り替えにより選択スイッチ以降の信号処理を和信号又は差信号の１系統として選択スイッチ以降に和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じとすることができる。
【００１９】
そのため、本願第１発明では、９０度移相器により和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°とし、さらに選択スイッチにより和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じとすることができるため、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、和信号及び差信号の絶対値の比をどの位相角においても一定とすることができる。従って、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さくして正確に対象物の方位角度を測定することができる。なお、本願第１発明では、上記のようにして対象物の方位角度を算出することもできるが、当然に対象物までの距離も算出することができる。
【００２０】
また、上記目的を達成するため、本願第２発明では、複数の実装面を持つ回路基板にΣΔカプラ及び９０度移相器を含めて形成することとした。
【００２１】
具体的には、本願第２発明では、複数の実装面が互いに平行となるように前記実装面に対して垂直方向に並べて配置された回路基板と、前記回路基板に形成され信号が入力される第１の入力端子と、前記回路基板に形成され他の信号が入力される第２の入力端子と、前記回路基板のいずれかの実装面に形成され、前記第１の入力端子に入力される信号と前記第２の入力端子に入力される信号との和信号を一の出力端から出力し且つ前記第１の入力端子に入力される信号と前記第２の入力端子に入力される信号との差信号を他の一の出力端から出力するΣΔカプラと、前記回路基板の他のいずれかの実装面に形成され前記ΣΔカプラの一方の出力端から一の入力端に入力される信号の位相を９０度移相させて一の出力端から出力する９０度移相器と、前記回路基板に形成され前記ΣΔカプラの他方の出力端からの信号を出力するカプラ出力端子と、前記回路基板に形成され前記９０度移相器の出力端からの信号を出力する移相器出力端子と、を備える高周波モジュールである。
【００２２】
ΣΔカプラからの和信号及び差信号には、前述したように、互いに９０度の位相差がある。そのため、和信号及び差信号に誤差がそれぞれ加わることとなると、和信号及び差信号の絶対値が一定ではなく変動する。そのため、和信号と差信号の比が変動することとなり、正確な対象物の方位角度を特定できない。そこで、ΣΔカプラの後段に和信号又は差信号のいずれか一方の信号の位相を９０度移相させる９０度移相器を設けることとし、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°にすることができるようにした。ここで、さらに、ΣΔカプラからの和信号及び差信号に対し経路差による位相誤差を減少させるためには、２つの受信アンテナからΣΔカプラの２つの入力端までの経路長を等距離とすることが要求される。
【００２３】
しかし、経路長を等距離とすることと、９０度移相器を設けること、の両制約を満たすべく、ΣΔカプラと９０度移相器を別々の回路基板に形成すると、各回路基板の配線のため広い面積を必要とし、高周波モジュールの後段に接続される他の回路の配置の自由度を奪ってしまう。そこで、本願第２発明では、複数の実装面が互いに平行となるように配置した回路基板にΣΔカプラ及び９０度移相器を共に形成することとした。これにより、回路基板が積層構造となるため、高周波モジュール自体を小型化し、後段の他の回路の配置の自由度を向上させることができる。また、実装面同士の接続にビアホールを使用できるため、各回路の配線設計の自由度が向上する。そのため、受信アンテナからの入力の位置を考慮しつつ配線設計して、経路長を等距離とする制約を満たすことができると共に、後段の他の回路の配置の自由度を奪うことなく９０度移相器を設ける制約についても満たすことができる。さらに、ΣΔカプラ及び９０度移相器を同一の回路基板に形成するため、個別の回路基板に配線して組み合わせるよりも寸法精度を出し易い。また、一体構造とした回路基板を使用することで、回路基板の実装面上で信号の位相を考慮した配線をする必要がなくなり、配線が容易となる。
【００２４】
さらに、本願第２発明では、ΣΔカプラ及び９０度移相器の後段に、ΣΔカプラからの信号又は９０度移相器からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチを設けると、選択スイッチの切り替えにより選択スイッチ以降の信号処理を和信号又は差信号の１系統として選択スイッチ以降に和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じにすることができる。そのため、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、和信号及び差信号の絶対値の比をどの位相角においても一定とすることができるため、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さくして正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。この場合、本願第２発明では、高周波モジュールの出力の位置を考慮しつつΣΔカプラ及び９０度移相器の各出力から後段他の回路の入力までの経路長を等距離とできるように高周波モジュールの出力の位置までの配線設計をすることができるため、ΣΔカプラの一方の出力から選択スイッチの一方の入力及びΣΔカプラの他方の出力から選択スイッチの他方の入力までの経路に正確に９０度の位相差を設けることができ、ΣΔカプラからの和信号及び差信号に対し経路差による位相誤差を大幅に減少させて、正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。なお、本願第２発明では、上記のようにして対象物の方位角度の算出を可能とするが、当然に対象物までの距離の算出も可能とする。
【００２５】
上記第２の発明において、前記カプラ出力端子及び前記移相器出力端子は、前記回路基板の実装面に対して垂直で前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とを含む面に対して前記回路基板の同じ側に形成されていることが望ましい。
【００２６】
本願第２発明では、第１の入力端子と前記第２の入力端子とを含む面に対して回路基板の同じ側にカプラ出力端子及び移相器出力端子を設けることで、レーダー装置に本発明の高周波モジュールを適用すると、カプラ出力端子及び移相器出力端子からの両出力を、高周波モジュールや他の回路を迂回することなく直接に他の回路に入力する配線を可能とする。そのため、カプラ出力端子及び移相器出力端子から出力される和信号及び差信号に、経路長に伴う位相誤差を生じさせることがない。従って、和信号又は差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さくして正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【００２７】
上記第２の発明において、前記ΣΔカプラの一方の出力端から前記一方の出力端に接続される前記９０度移相器の入力端までの経路長及び前記９０度移相器の出力端から前記移相器出力端子までの経路長の総経路長と前記ΣΔカプラの他方の出力端から前記カプラ出力端子までの経路長との差が、前記ΣΔカプラからの信号の波長をλとして、ｎ・λ／２（但し、ｎは、０以上の整数とする。）に略等しいことが望ましい。
【００２８】
本願第２発明では、ΣΔカプラの一方の出力端から９０度移相器の入力端までの経路長及び９０度移相器の出力端から移相器出力端子までの経路長の総経路長とΣΔカプラの他方の出力端からカプラ出力端子までの経路長との差を信号波長の半波長分の整数倍に略等しくすることで、カプラ出力端子及び移相器出力端子から出力される和信号及び差信号に経路長差に伴う位相差を略１８０°の整数倍とすることができる。そのため、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°に維持して和信号及び差信号を出力することができる。そのため、レーダー装置に本発明の高周波モジュールを適用すると、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さいまま維持して正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【００２９】
また、上記目的を達成するため、本願第３発明では、複数の実装面を持つ回路基板にΣΔカプラ、９０度移相器及び選択スイッチを含めて形成することとした。
【００３０】
具体的には、本願第３発明は、複数の実装面が互いに平行となるように前記実装面に対して垂直方向に並べて配置された回路基板と、前記回路基板に形成され信号が入力される第１の入力端子と、前記回路基板に形成され他の信号が入力される第２の入力端子と、前記回路基板のいずれかの実装面に形成され、前記第１の入力端子に入力される信号と前記第２の入力端子に入力される信号との和信号を一の出力端から出力し且つ前記第１の入力端子に入力される信号と前記第２の入力端子に入力される信号との差信号を他の一の出力端から出力するΣΔカプラと、前記回路基板の他のいずれかの実装面に形成され前記ΣΔカプラの一方の出力端から一の入力端に入力される信号の位相を９０度移相させて一の出力端から出力する９０度移相器と、前記回路基板の他のいずれかの実装面に形成され前記ΣΔカプラの他方の出力端からの信号又は前記９０度移相器の出力端からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチと、前記回路基板に形成され前記選択スイッチの出力端からの信号を出力するスイッチ出力端子と、を備える高周波モジュールである。
【００３１】
ΣΔカプラからの和信号及び差信号には、前述したように、互いに９０度の位相差がある。そのため、和信号及び差信号に誤差がそれぞれ加わることとなると、和信号及び差信号の絶対値が一定ではなく変動する。そのため、和信号と差信号の比が変動することとなり、正確な対象物の方位角度を特定できない。そこで、ΣΔカプラの後段に和信号又は差信号のいずれか一方の信号の位相を９０度移相させる９０度移相器を設け、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°にすることができるようにした。さらに、９０度移相器の後段に、ΣΔカプラからの信号又は９０度移相器からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチを設けて、選択スイッチの切り替えにより選択スイッチ以降の信号処理を和信号又は差信号の１系統として選択スイッチ以降に和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じとすることができるようにした。従って、レーダー装置に本発明の高周波モジュールを適用すると、９０度移相器により和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°とし、さらに選択スイッチにより和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じとすることができるため、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、和信号及び差信号の絶対値の比をどの位相角においても一定とすることができる。従って、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さくして正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。ここで、さらに、ΣΔカプラからの和信号及び差信号に対し経路差による位相誤差を減少させるためには、２つの受信アンテナからΣΔカプラの２つの入力端までの経路長を等距離とし、ΣΔカプラの一方の出力から選択スイッチの一方の入力及びΣΔカプラの他方の出力から選択スイッチの他方の入力までの経路に正確に９０度の位相差を設けることが要求される。
【００３２】
しかし、経路長を等距離とすることと、経路に正確に９０度の位相差を設けること、の両制約を満たすべく、ΣΔカプラと９０度移相器を別々の回路基板に形成すると、各回路基板の配線のため広い面積を必要とし、他の回路の配置の自由度を奪ってしまう。そこで、本願第３発明では、複数の実装面が互いに平行となるように前記実装面に対して垂直方向に並べて配置した回路基板にΣΔカプラ及び９０度移相器を形成し、さらに選択スイッチを同一の回路基板に形成することとした。これにより、回路基板が積層構造となるため、選択スイッチを含めた高周波モジュール自体を小型化し、他の回路の配置の自由度を向上させることができる。また、実装面同士の接続にビアホールを使用できるため、各回路の配線設計の自由度が向上する。そのため、受信アンテナからの入力の位置を考慮しつつ配線設計して、経路長を等距離とする制約を満たすことができると共に、選択スイッチの入力の位置を考慮しつつΣΔカプラ及び９０度移相器の出力から選択スイッチの入力までの経路長も等距離とするように配線設計して正確に９０度の位相差を設ける制約についても満たすことができる。つまり、選択スイッチを高周波モジュール内に取り込んでいるため、経路長に伴う位相誤差を大幅に小さくすることができる。そのため、レーダー装置に本発明の高周波モジュールを適用すると、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を大幅に小さくして正確に対象物の方位角度の測定を可能とする。さらに、個別の回路基板に配線して組み合わせるよりも寸法精度を出し易い。また、一体構造とした回路基板を使用することで、回路基板の実装面上で信号の位相を考慮した配線をする必要がなくなり、配線が容易となる。なお、本願第３発明では、上記のようにして対象物の方位角度の算出を可能とするが、当然に対象物までの距離の算出も可能とする。
【００３３】
上記第３の発明において、前記ΣΔカプラの一方の出力端から前記一方の出力端に接続される前記９０度移相器の入力端までの経路長及び前記９０度移相器の出力端から前記９０度移相器の出力端に接続される前記選択スイッチの一方の入力端までの経路長の総経路長と前記ΣΔカプラの他方の出力端から前記他方の出力端に接続される前記選択スイッチの他方の入力端までの経路長と差が、前記ΣΔカプラからの信号の波長をλとして、ｍ・λ／２（但し、ｍは、０以上の整数とする。）に略等しいことが望ましい。
【００３４】
本願第３発明では、ΣΔカプラの一方の出力端から９０度移相器の入力端までの経路長及び９０度移相器の出力端から選択スイッチの一方の入力端までの経路長の総経路長とΣΔカプラの他方の出力端から選択スイッチの他方の入力端までの経路長との差を信号波長の半波長分の整数倍に略等しくすることで、スイッチ出力端子から出力される和信号及び差信号に、経路長差に伴う位相差を略１８０°の整数倍とすることができる。そのため、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°に維持して和信号及び差信号を出力することができる。そのため、レーダー装置に本発明の高周波モジュールを適用すると、和信号と差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さいまま維持して正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明では、２系統での処理による測定誤差の問題及び経路長の違いによる測定誤差の問題を解決し、正確に対象物の方位角度を測定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
図１は、本発明のレーダー装置の実施形態の一例を説明するブロック図であって、レーダー装置の構成を説明するブロック図である。
【００３８】
図１において、１１は送信信号を出力する信号出力器、１２は搬送波周波数で発振する発振器、１３は送信信号を基に送信波を生成する変調器、１４は送信波を増幅する増幅器、１５は送信波を放射する送信アンテナ、２１ａ、２１ｂはそれぞれ対象物（不図示）からの受信波を受信する受信アンテナ、２２は２つの受信波の和信号Σ及び差信号Δを出力するΣΔカプラ、２３は和信号の位相を９０度移相させて出力する９０度移相器、２４ａ、２４ｂは９０度移相された和信号、又は差信号を増幅する増幅器、２５は９０度移相器からの和信号又はΣΔカプラからの差信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチ、２６は増幅された和信号又は差信号をＩ成分及びＱ成分にそれぞれ分けて出力する直交器、２７ａ、２７ｂは直交分割された信号のＩ成分又はＱ成分をそれぞれ復調する復調器、２８ａ、２８ｂは復調された信号のＩ成分又はＱ成分を増幅する増幅器、２９ａ、２９ｂは増幅された信号のＩ成分又はＱ成分を積分する積分器、３０ａ、３０ｂは積分された信号のＩ成分又はＱ成分を増幅する増幅器、３１ａ、３１ｂは増幅された信号のＩ成分又はＱ成分をＡ／Ｄ変換するＡＤコンバータ、３２は送信信号の出力タイミングを制御し且つＡ／Ｄ変換された信号のＩ成分及びＱ成分から対象物の方位角度を算出するマイクロコントロールユニットである。なお、マイクロコントロールユニット３２は、送信信号の出力タイミングとＡ／Ｄ変換された信号のＩ成分及びＱ成分の取得タイミングとから対象物までの距離を算出することもできる。
【００３９】
まず、本実施形態のレーダー装置１０の送信系について説明する。図１において、信号出力器１１は、送信信号を発生する。この送信信号は、パルス波でも、三角波のような連続波でもよく、車両近傍の対象物を検出できるものであればよい。また、信号出力器１１は、受信側における積分器２９ａ、２９ｂでの積分タイミング及びＡＤコンバータ３１ａ、３１ｂでのＡ／Ｄ変換タイミングを送信信号の送信タイミングに同期させるための信号を出力する。変調器１３は、発振器１２からの搬送波を信号出力器１１からの送信信号で変調して、送信波を出力する。搬送波の周波数は、１００ＧＨｚ以下が望ましい。１００ＧＨｚ以上の周波数では、空気中の伝搬損失が大きくレーダー装置１０の検出距離限界が短くなる。また、送信信号の発生間隔は、レーダー装置１０の最大検出距離に対応する電波の伝搬往復時間よりも長く設定することがよい。送信アンテナ１５は、変調器１３から増幅器１４を介して出力される送信波を放射する。
【００４０】
次に、本実施形態のレーダー装置１０の受信系について説明する。図１において、受信アンテナ２１ａ、２１ｂは、それぞれ異なった位置に配置され、送信アンテナ１５から送信され対象物で反射した受信波をそれぞれ受信する。受信アンテナ２１ａ、２１ｂをそれぞれ異なった位置に配置すると、対象物からある角度をもって到来する受信波を受信する際に、２つの受信波間に位相差を生じ、レーダー装置１０は、この位相差を検出することで対象物の方位角度を算出できる。
【００４１】
ΣΔカプラ２２は、受信アンテナ２１ａ、２１ｂでそれぞれ受信した受信波を加算した和信号及び減算した差信号を出力する。ΣΔカプラ２２としては、例えば、ラットレース回路を適用することができる。
【００４２】
図４に、ラットレース回路の概略構成図を示す。
【００４３】
図４に示すラットレース回路６０は、回路基板６７の実装面６６に形成された２つの入力端子６１、６２及び２つの出力端子６３、６４を備えている。また、入力端子６２と出力端子６３との間には、入力端子６１、６２に入力される信号波長λの３／４倍の長さで形成された導波路６５を備え、入力端子６１、６２及び出力端子６３、６４の各間には、入力端子６１、６２に入力される信号波長λの１／４倍の長さで形成された導波路６８ａ、６８ｂ、６８ｃを備えている。
【００４４】
ラットレース回路６０は、上記の経路長を有することにより、入力端子６１及び入力端子６２から入力された２つの信号を出力端子６３において位相差１８０度で結合させることができるため、出力端子６３から２つの信号を減算した差信号を出力することができる。一方、入力端子６１及び入力端子６２から入力された信号を出力端子６４において同相で結合させることができるため、出力端子６４から２つの信号を加算した和信号を出力することができる。
【００４５】
また、図５にΣΔカプラの他の形態の概略構成図を示す。図５において（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ実装面の上面図を示している。
【００４６】
図５に示すΣΔカプラ７０は、３つの実装面７５ａ、７５ｂ、７５ｃを備えており、各実装面７５ａ、７５ｂ、７５ｃが平行となるように並べて配置されている。なお、図５では、記載の便宜上、各実装面７５ａ、７５ｂ、７５ｃを並列にして記載した。
【００４７】
図５（ａ）に示す実装面７５ａには、入力端子７１、７２及び出力端子７３が形成され、また、入力端子７１、７２から入力された２つの信号の位相が出力端子７３において同相となる経路長で導波路７６ａ、７６ｂが形成されている。さらに、実装面７５ａには、入力端子７１、７２からの信号を下層の実装面７５ｃに導通させるビアホール７７ａ、７７ｂが形成されている。図５（ｂ）に示す実装面７５ｂには、図５（ａ）の導波路７６ａ、７６ｂ上を信号が伝搬するように、グラウンド面７８が形成されている。さらに、実装面７５ｂには、上層からの信号を下層の実装面７５ｃに導通させるビアホール７９ａ、７９ｂが形成されている。また、このビアホール７９ａ、７９ｂとグラウンド面７８がショートしないように、ビアホール７９ａ、７９ｂの周囲には溝を形成している。このビアホール７９ａ、７９ｂは、実装面７５ａ、７５ｂを重ねた場合に、図５（ａ）の実装面７５ａのビアホール７７ａ、７７ｂの位置と一致する位置に形成されている。図５（ｃ）に示す実装面７５ｃには、出力端子７４が形成され、また、入力端子７１、７２から入力されビアホール７７ａ、７７ｂ、７９ａ、７９ｂを介して伝搬した２つの信号の位相差が出力端子７４において１８０度となる経路長で導波路７６ｃ、７６ｄが形成されている。この導波路７６ｃ、７６ｄの端部６９ａ、６９ｂは、実装面７５ｂ、７５ｃを重ねた場合に、図５（ｂ）の実装面７５ｂのビアホール７９ａ、７９ｂの位置と一致する位置にそれぞれ形成されている。
【００４８】
ΣΔカプラ７０は、上記の経路長を有することにより、入力端子７１及び入力端子７２から入力された信号を出力端子７４において位相差１８０度で結合させることができるため、出力端子７４から２つの信号を減算した差信号を出力することができる。一方、入力端子７１及び入力端子７２から入力された信号を出力端子７３において同相で結合させることができるため、出力端子７３から２つの信号を加算した和信号を出力することができる。
【００４９】
このように、図１のΣΔカプラ２２としては、図４のラットレース回路６０は当然のこと、ラットレース回路６０に限らず、図５に示すΣΔカプラ７０のように所定の位相差をもつ導波路７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄを備えたデバイスを適用することができる。
【００５０】
また、図１１にΣΔカプラの他の形態の概略構成図を示す。
【００５１】
図１のΣΔカプラ２２として図１１のΣΔカプラ１７０を適用することができる。ΣΔカプラ１７０は、９０度移相器１７９及びブランチライン型ハイブリッド回路１７１を備えている。
【００５２】
９０度移相器１７９は、入力端子Ｂからの信号の位相を９０度移相させて端子Ｂ´に出力する。また、ブランチライン型ハイブリッド回路１７１は、入力端子Ａからの信号及び端子Ｂ´からの信号に所定の位相差をつけて出力端子Ｃ、Ｄから出力する。
【００５３】
ここで、図１２に、ブランチライン型ハイブリッド回路の概略構成図を示す。
【００５４】
図１２に示すブランチライン型ハイブリッド回路１７１は、回路基板１７７の実装面１７８に形成された２つの入力端子１７２、１７３及び２つの出力端子１７４、１７５を備えている。また、入力端子１７２と出力端子１７４との間には、入力端子１７２、１７３に入力される信号波長λの１／４倍の長さで形成された導波路１７６ａを備え、入力端子１７３と出力端子１７５との間には、入力端子１７２、１７３に入力される信号波長λの１／４倍の長さで形成された導波路１７６ｂを備え、さらに、導波路１７６ａと導波路１７６ｂとの間には、入力端子１７２、１７３に入力される信号波長λの１／４倍の長さで形成された導波路１７６ｃ、１７６ｄを備えている。
【００５５】
ブランチライン型ハイブリッド回路１７１は、上記の経路長を有することにより、入力端子１７２に入力された信号を２つに分配して振幅が同一で互いに９０度の位相差をもつ信号として出力端子１７４、１７５から出力することができる。また、入力端子１７３に入力された信号を２つに分配して振幅が同一で互いに９０度の位相差をもつ信号として出力端子１７４、１７５から出力することができる。
【００５６】
そのため、図１１に示すようにブランチライン型ハイブリッド回路１７１の一方の入力端子に９０度移相器１７９を接続すると、入力端子Ａから入力された信号は、ブランチライン型ハイブリッド回路１７１の導波路によりλ／４分の経路を経て出力端子Ｃから出力され、及びλ／２分の経路を経て出力端子Ｄから出力される。また、入力端子Ｂから入力された信号は、９０度移相器１７９及びブランチライン型ハイブリッド回路１７１の導波路により３λ／４分の経路を経て出力端子Ｃから出力され、及びλ／２分の経路を経て出力端子Ｄから出力される。その結果、出力端子Ｃからは入力端子Ａ及び入力端子Ｂに入力された信号の位相差がλ／２となるため差信号Δが出力され、及び出力端子Ｄからは入力端子Ａ及び入力端子Ｂに入力された信号の位相が同相となるため和信号Σが出力される。なお、９０度移相器１７９は、ブランチライン型ハイブリッド回路１７１のいずれの入力端子に接続することとしてもよいが、入力端子Ａに接続することとした場合には、当然に出力端子Ｃ及び出力端子Ｄから出力される和信号Σ及び差信号Δは、図１１のときと入れ替わる。また、９０度移相器１７９は、９０度移相器１７９に入力される信号の半波長の整数倍の長さの経路長を有するデバイスであれば上記９０度移相を実現させることができる。
【００５７】
このΣΔカプラ１７０を図１のΣΔカプラ２２に適用する場合、図１の受信アンテナ２１ａを図１１の入力端子Ａに接続し、図１の受信アンテナ２１ｂを図１１の入力端子Ｂに接続する。受信アンテナ２１ａ、２１ｂとΣΔカプラ１７０との接続は、上記の逆であってもよい。このようにして、図１１のΣΔカプラ１７０は、図１のΣΔカプラ２２として適用することができる。
【００５８】
図１の９０度移相器２３は、ΣΔカプラ２２からの和信号を、位相を９０度移相させて出力する。なお、本実施形態では、９０度移相器２３は、和信号の位相を９０度移相させることとしたが、ΣΔカプラ２２からの差信号を９０度移相させて出力することとしてもよい。つまり、９０度移相器２３は、ΣΔカプラ２２からの和信号又は差信号のいずれか一方の位相を９０度移相させて出力する。このことは、ΣΔカプラ２２として図１１のΣΔカプラ１７０を適用した場合も同様で、９０度移相器２３はΣΔカプラ１７０の出力端子Ｃ、Ｄのいずれに接続することとしてもよい。
【００５９】
選択スイッチ２５は、９０度移相器２３からの和信号又はΣΔカプラ２２からの差信号のいずれかを選択して出力する。
【００６０】
図６に、本実施形態に係る選択スイッチの概略構成図を示す。
【００６１】
図６に示す選択スイッチ８０は、２つの入力端子８１、８２、１つの出力端子８４、スイッチの切り替え制御用に２つのバイアス端子８８、８９を備えている。また、入力端子８１、８２、出力端子８４及びバイアス端子８８、８９の間には、４つのダイオード８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、８７ｄ、６つのコンデンサ８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ、８５ｆ、３つのインダクタ８６ａ、８６ｂ、８６ｃ及び１つの抵抗９０を備え、ダイオード８７ａ、８７ｂ、コンデンサ８５ｃ、８５ｄ、８５ｆ及び抵抗９０の片側の一端は、それぞれ共通端子に接続している。なお、各デバイスの容量は、図６に示す通りである。
【００６２】
ここで、例えば、入力端子８１から出力端子８４へ情報を伝達する場合、共通端子に対してバイアス端子８８を負に、及びバイアス端子８９を正に設定する。このとき、直流バイアス電流９１、９２は図６に示す矢印のように流れる。この状態では、ダイオード８７ｃが導通し、入力端子８１から出力端子８４の方向に信号が流れる。一方、入力端子８２から出力端子８４へ情報を伝達する場合、共通端子に対してバイアス端子８８を正に、及びバイアス端子８９を負に設定する。このとき、直流バイアス電流９３、９４は図６に示す矢印のように流れる。この状態では、ダイオード８７ｄが導通し、入力端子８２から出力端子８４の方向に信号が流れる。このように、バイアス端子８８、８９のバイアスを制御することで、スイッチの切り替えをすることができる。
【００６３】
この選択スイッチ８０を図１のレーダー装置１０の選択スイッチ２５に適用する場合、例えば、９０度移相器２３からの出力を図６の入力端子８１に入力し、ΣΔカプラ２２からの出力を図６の入力端子８２に入力し、及び図６の出力端子８４からの出力を図１の直交器２６に入力することとする。
【００６４】
また、選択スイッチ２５の信号の切り替えタイミングは、例えば、２つの車両が高速ですれ違う場合に、レーダー装置１０を搭載した一方の車両から送信し他方の車両で反射した受信波の到来角度変化が和信号と差信号との間で所定内に収まるようなタイミングとする。相対移動による測定誤差の影響を小さくして、車両の走行に対して対象物までの距離及び方位角度の算出精度を維持するためである。
【００６５】
直交器２６は、後にマイクロコントロールユニット３２において、和信号及び差信号の振幅値を測定するため、和信号又は差信号をそれぞれ直交するＩ成分及びＱ成分に分ける。
【００６６】
復調器２７ａ、２７ｂは、直交器２６からの信号のＩ成分又はＱ成分を発振器１２からの信号に同期する同期検波により復調して出力する。
【００６７】
積分器２９ａ、２９ｂは、増幅器２８ａ、２８ｂで増幅された信号のＩ成分又はＱ成分を信号出力器１１からの信号に同期して積分し、信号のＩ成分又はＱ成分から高周波ノイズを除去して出力する。積分器２９ａ、２９ｂでの積分タイミングを信号出力器１１から出力される送信信号の出力タイミングに同期させることで、Ｓ／Ｎ比を高くした状態で送信信号を取り出すことができる。
【００６８】
ＡＤコンバータ３１ａ、３１ｂは、増幅器３０ａ、３０ｂからの信号のＩ成分又はＱ成分を信号出力器１１から出力される送信信号の出力タイミングに同期してＡ／Ｄ変換して出力する。
【００６９】
マイクロコントロールユニット３２は、信号出力器１１からの送信信号の出力タイミング、選択スイッチ２５の切り替えタイミングを制御すると共に、ＡＤコンバータ３１ａ、３１ｂからの信号のＩ成分及びＱ成分に基づいて対象物の方位角度を算出する。例えば、ＡＤコンバータ３１ａ、３１ｂからの信号のＩ成分及びＱ成分をそれぞれ２乗し、両者を加算して平方根を取ることで、和信号及び差信号の絶対値を得ることができ、和信号及び差信号の絶対値の比｜Δ｜／｜Σ｜を算出することによって、数式（３）における位相差φを算出し、以下の数式（７）から対象物の方位角度θを算出することができる。
【００７０】
【数７】
2007155411.tif 000009
【００７１】
ここで、図１のレーダー装置１０において、９０度移相器２３を設けたことによる効果の詳細について説明する。
【００７２】
図２に、直交器以降の信号処理の過程で位相誤差が全く加わらない場合の正弦波の軌跡を示す。また、図３に、直交器以降の信号処理の過程で位相誤差が加わる場合の正弦波の軌跡を示す。
【００７３】
図１のレーダー装置１０において、信号処理の過程で位相誤差及び振幅誤差を全く加えない直交器２６により、位相のみ変化する和信号又は差信号をダウンコンバートした場合、図２に示すように、ダウンコンバートされた和信号及び差信号の軌跡は、軌跡５１に示すように複素平面上で振幅一定の円を描く。
【００７４】
しかし、信号処理の実際において、信号処理の過程で位相誤差及び振幅誤差が全く加わらないということはなく、図１のレーダー装置１０においても信号のＩ成分及びＱ成分でそれぞれ異なった位相誤差及び振幅誤差が加わることとなる。和信号及び差信号に位相誤差及び振幅誤差がそれぞれ加わることとなると、和信号及び差信号の絶対値が一定ではなく変動する。この場合、直交器２６により、位相のみ変化する和信号又は差信号をダウンコンバートした場合、図３に示すように、ダウンコンバートされた和信号の軌跡及び差信号の軌跡は、それぞれ和信号の軌跡５２及び差信号の軌跡５３のように複素平面上で楕円を描く。
【００７５】
ここで、図１の９０度移相器２３を設けない場合、レーダー装置１０では、数式（４）から数式（６）を用いて説明したように、ΣΔカプラ２２からの和信号及び差信号には、互いに９０度の位相差があるため、図３のように、和信号の振幅ベクトル５４及び差信号の振幅ベクトル５５は、複素平面上で互いに９０度の角度をもって回転する関係となる。そのため、和信号及び差信号の絶対値の比｜Δ｜／｜Σ｜は、変動することとなり、算出誤差を生じさせ正確な対象物の方位角度を特定できない。
【００７６】
そこで、本実施形態のレーダー装置１０では、９０度移相器２３により和信号Σの位相を９０度移相させて、図３の複素平面上で和信号の振幅ベクトル５４及び差信号の振幅ベクトル５５が一直線上に重なるようにした。これにより、図１のレーダー装置１０では、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°にすることができる。また、選択スイッチ２５を設けることにより、選択スイッチ２５以降の信号処理を和信号又は差信号の１系統とすることができ、選択スイッチ２５以降に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じとすることができる。つまり、図３における楕円状の軌跡５２の長軸及び短軸の倍率及び軌跡５３の長軸及び短軸の倍率を略等しくすることができる。そのため、和信号又は差信号の絶対値の比を算出する際に、９０度移相器２３により和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°にし、選択スイッチ２５により和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じとして和信号及び差信号の絶対値の比をどの位相角においても一定とすることができる。そのため、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響をさらに小さくして正確に対象物の方位角度を測定することができる。
【００７７】
次に、図１に示すΣΔカプラ２２、９０度移相器２３及び選択スイッチ２５の構造に起因する位相誤差及び振幅誤差による対象物の方位角度算出誤差への影響を小さくするための高周波モジュールについて説明する。
【００７８】
図７に、本実施形態に係る高周波モジュールの概略構成図を示す。
【００７９】
図７において、１０１は回路基板、１０３は信号が入力される第１の入力端子、１０４は他の信号が入力される第２の入力端子、１０９は第１の入力端子１０３に入力される信号と第２の入力端子１０４に入力される信号との和信号を一の出力端１１１から出力し且つ第１の入力端子１０３に入力される信号と第２の入力端子１０４に入力される信号との差信号を他の一の出力端１１２から出力するΣΔカプラ、１０８は一の入力端１１５に入力される信号の位相を９０度移相させて一の出力端１１６から出力する９０度移相器、１０５は信号を出力するカプラ出力端子、１０６は信号を出力する移相器出力端子、１０７はΣΔカプラ１０９の導波路１１８を機能させるため実装面１０２ｃに形成されたグラウンド面、１１０はグラウンド端子である。なお、第２の入力端子１０４は、第１の入力端子１０３と同様に、回路基板１０１の側面で第１の入力端子１０３と対象の位置に形成されている。なお、本実施形態では、１０７はグラウンド面としたが、電源面としてもよい。
【００８０】
図７に示す高周波モジュール１００では、複数の実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが互いに平行となるように実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対して垂直方向に並べて配置された回路基板１０１を備えている。ΣΔカプラ１０９及び９０度移相器１０８は、それぞれ異なった実装面１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ａに形成して、高周波モジュール１００を小型化している。また、第１の入力端子１０３、第２の入力端子１０４、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６は、高周波モジュール１００への信号の入出力を可能とするため、回路基板１０１の側面に形成されている。なお、本実施形態では、第１の入力端子１０３、第２の入力端子１０４、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６を回路基板１０１の側面に形成したが、実装面１０２ｃの裏面上に形成するＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ（登録商標））端子とすることとしてもよい。この場合、高周波モジュール１００を面実装型のデバイスとし、配線設計の自由度を向上させることができる。また、高周波モジュール１００は、第１の入力端子１０３及び第２の入力端子１０４からΣΔカプラ１０９への信号をビアホールにより高周波モジュール内を伝搬させ、９０度移相器１０８及びΣΔカプラ１０９の出力端１１２からカプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６への信号をビアホールにより高周波モジュール１００内を伝搬させることができる。
【００８１】
また、実装面１０２ａには、ビアホールが形成され、高周波モジュール１００は、ΣΔカプラ１０９の出力端１１１から９０度移相器１０８の入力端１１５への信号の伝搬及びΣΔカプラ１０９の出力端１１２からカプラ出力端子１０５への信号の伝搬をビアホール１１３、１１４を介して行う。そのため、出力端１１１とビアホール１１３及び出力端１１２とビアホール１１４は、実装面１０２ａ、１０２ｂを重ねたときに互いに一致する位置にそれぞれ形成されている。
【００８２】
ΣΔカプラ１０９としては、図４で説明したラットレース回路６０を適用でき、図７の入力端子１０３から出力端１１２の経路長を入力端子１０３、１０４に入力される信号波長λとして、λ／４の長さにし且つ入力端子１０４から出力端１１２の経路長を３・λ／４の長さにして入力端子１０３及び入力端子１０４から入力された信号を出力端１１２において位相差１８０度で結合させ、入力端子１０３から出力端１１１の経路長及び入力端子１０４から出力端１１１の経路長をλ／４の長さにして入力端子１０３及び入力端子１０４から入力された信号を出力端１１１において同相で結合させることとする。
【００８３】
また、図８に、他の形態に係る高周波モジュールの概略構成図を示す。
【００８４】
図８において、１２１は回路基板、１２３は信号が入力される第１の入力端子、１２４は他の信号が入力される第２の入力端子、１３７は第１の入力端子１２３に入力される信号と第２の入力端子１２４に入力される信号との和信号を一の出力端１３４から出力し且つ第１の入力端子１２３に入力される信号と第２の入力端子１２４に入力される信号との差信号を他の一の出力端１３２から出力するΣΔカプラ、１０８は一の入力端１３８に入力される信号の位相を９０度移相させて一の出力端１３９から出力する９０度移相器、１２６は信号を出力するカプラ出力端子、１２７は信号を出力する移相器出力端子、１３６はΣΔカプラ１３７の導波路１３１ａ、１３１ｂを機能させるため実装面１２２ｃに形成されたグラウンド面、１２５はグラウンド端子である。
【００８５】
図８に示す高周波モジュール１２０では、複数の実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄが互いに平行となるように実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄに対して垂直方向に並べて配置された回路基板１２１を備えている。ΣΔカプラ１３７及び９０度移相器１０８は、それぞれ異なった実装面１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ａに形成して、高周波モジュール１２０を小型化している。また、第１の入力端子１２３、第２の入力端子１２４、カプラ出力端子１２６、移相器出力端子１２７及びグラウンド端子１２５は、高周波モジュール１２０への信号の入出力を可能とするため、回路基板１２１の側面に形成されている。また、実装面１２２ｂ、１２２ｃにはビアホール１２８ａ、１２８ｂ、１２９ａ、１２９ｂが形成され、高周波モジュール１２０は、ΣΔカプラ１３７内での信号の伝搬をビアホール１２８ａ、１２８ｂ、１２９ａ、１２９ｂを介して行う。そのため、ビアホール１２８ａ、ビアホール１２８ｂ及び端部１３０ａ、並びにビアホール１２９ａ、ビアホール１２９ｂ及び端部１３０ｂは、実装面１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄを重ねたときに互いに一致する位置にそれぞれ形成されている。また、実装面１２２ｃ、１２２ｂ、１２２ａには、ビアホール１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３５が形成され、高周波モジュール１２０は、ΣΔカプラ１３７の出力端１３４から９０度移相器１０８の入力端１３８への信号の伝搬をビアホール１３５を介して行い、及びΣΔカプラ１３７の出力端１３２からカプラ出力端子１２６への信号の伝搬をビアホール１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃを介して行う。そのため、出力端１３４とビアホール１３５、並びに出力端１３２、ビアホール１３３ａ、ビアホール１３３ｂ及びビアホール１３３ｃは、実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄを重ねたときに互いに一致する位置にそれぞれ形成されている。なお、ビアホール１２８ｂ、１２９ｂ、１３３ａとグラウンド面１３６がショートしないように、ビアホール１２８ｂ、１２９ｂ、１３３ａの周囲には溝を形成している。
【００８６】
ΣΔカプラ１３７としては、図５で説明したΣΔカプラ７０を適用できる。この場合、図８の入力端子１２３から出力端１３４及び入力端子１２４から出力端１３４の経路長を、入力端子１２３、１２４から入力された２つの信号の位相が出力端１３４において同相となる経路長で形成し、入力端子１２３から出力端１３２及び入力端子１２４から出力端１３２の経路長を、入力端子１２３、１２４から入力されビアホール１２８ａ、１２８ｂ、１２９ａ、１２９ｂを介して伝搬した２つの信号の位相差が出力端１３２において１８０度となる経路長で形成することとする。
【００８７】
図１のレーダー装置１０において説明したように、ΣΔカプラ２２からの和信号及び差信号には、互いに９０度の位相差がある。そのため、和信号及び差信号に誤差がそれぞれ加わることとなると、和信号及び差信号の絶対値が一定ではなく変動する。そのため、和信号と差信号の比が変動することとなり、正確な対象物の方位角度を特定できない。そこで、レーダー装置１０では、ΣΔカプラ２２にさらに和信号又は差信号のいずれか一方の信号の位相を９０度移相させる９０度移相器２３を設け、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°にすることができるようにした。
【００８８】
しかし、経路長を等距離とすることと、９０度移相器２３を設けること、の両制約を満たすべく、ΣΔカプラ２２と９０度移相器２３を別々の回路基板に形成すると、各回路基板の配線のため広い面積を必要とし、後段の選択スイッチ２５や他の回路の配置に自由度を奪ってしまう。そこで、図７に示すように、複数の実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが互いに平行となるように配置した回路基板１０１にΣΔカプラ１０９及び９０度移相器１０８を共に形成することとした。また、図８に示すように、複数の実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄが互いに平行となるように配置した回路基板１２１にΣΔカプラ１３７及び９０度移相器１０８を共に形成することとした。これにより、図７の回路基板１０１及び図８の回路基板１２１が積層構造となるため、高周波モジュール１００、１２０自体をそれぞれ小型化し、他の回路の配置の自由度を向上させることができる。
【００８９】
また、実装面同士の接続にビアホールを使用できるため、同一実装面上で配線を交差させる必要もなくすことができ、各回路の配線設計の自由度が向上する。そのため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂからの入力の位置を考慮しつつ配線設計して、経路長を等距離とする制約を満たすことができると共に、９０度移相器２３を設ける制約についても満たすことができる。具体的には、図７に示す形態では、第１の入力端子１０３と第２の入力端子１０４を回路基板１０１の両側面にそれぞれ設けたため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから図７の第１の入力端子１０３と第２の入力端子１０４までの配線経路を対象にでき、経路長を等距離とすることができる。また、図８に示す形態では、第１の入力端子１２３と第２の入力端子１２４を回路基板１２１の同一側面にそれぞれ設けたため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから図８の第１の入力端子１２３と第２の入力端子１２４まで経路長を等距離とすることができる。また、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから図８の第１の入力端子１２３と第２の入力端子１２４までの配線経路を直線とすることにより、配線長を最短とすることもできる。
【００９０】
また、図７のΣΔカプラ１０９及び９０度移相器１０８並びに図８のΣΔカプラ１３７及び９０度移相器１０８を同一の回路基板に形成するため、個別の回路基板に配線して組み合わせるよりも寸法精度を出し易い。また、一体構造とした回路基板１０１、１２１をそれぞれ使用することで、回路基板１０１、１２１のそれぞれについて、それぞれの回路基板の実装面上で信号の位相を考慮した配線をする必要がなくなり、配線が容易となる。
【００９１】
さらに、図７の高周波モジュール１００、図８の高周波モジュール１２０では、それぞれの後段に、図１に示すように、ΣΔカプラ２２からの信号又は９０度移相器２３からのいずれかを選択して出力する選択スイッチ２５を設けると、選択スイッチ２５の切り替えにより選択スイッチ２５以降の信号処理を和信号又は差信号の１系統として選択スイッチ２５以降に和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じにすることができる。そのため、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、和信号及び差信号の絶対値の比をどの位相角においても一定とすることができるため、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さくして正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【００９２】
この場合、図７の高周波モジュール１００、図８の高周波モジュール１２０では、前述のように、各回路の配線設計の自由度が向上するため、高周波モジュール１００、１２０の出力の位置を考慮しつつ後段の選択スイッチ２５の各入力までの経路長を等距離とできるように高周波モジュールの出力の位置までの配線設計をして、経路に正確に９０度の位相差を設けることができる。具体的には、図７に示す形態では、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６を回路基板１０１の同一側面に設けたため、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６から後段の選択スイッチの２つの入力までの経路長を等距離とすることができる。また、図８に示す形態では、カプラ出力端子１２６及び移相器出力端子１２７を回路基板１２１の同一側面に設けたため、カプラ出力端子１２６及び移相器出力端子１２７から後段の選択スイッチの２つの入力まで経路長を等距離とすることができる。そのため、図１のΣΔカプラ２２からの和信号及び差信号に対し経路差による位相誤差を大幅に減少させて、正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。なお、高周波モジュール１００、１２０は、上記のようにして対象物の方位角度の算出を可能とするが、当然に対象物までの距離の算出も可能とする。また、図７に示す形態では、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６から後段の選択スイッチの２つの入力までの配線経路を直線とすることにより、配線長を最短とすることもでき、図８に示す形態では、カプラ出力端子１２６及び移相器出力端子１２７から後段の選択スイッチの２つの入力まで配線経路を直線とすることにより、配線長を最短とすることもできる。
【００９３】
ここで、図７に示すように、高周波モジュール１００において、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６は、回路基板１０１の実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対して垂直で第１の入力端子１０３と第２の入力端子１０４とを含む面１１７に対して回路基板１０１の同じ側に形成されていることが望ましい。
【００９４】
高周波モジュール１００では、第１の入力端子１０３と第２の入力端子１０４とを含む面１１７に対して回路基板１０１の同じ側にカプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６を設けることで、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６からの両出力を、高周波モジュール１００や他の回路を迂回することなく直接に後段の他の回路や選択スイッチ２５（図１）に入力する配線を可能とする。そのため、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６から出力される和信号及び差信号に、経路長に伴う位相誤差を生じさせることがない。そのため、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響をさらに小さくすることができる。
【００９５】
さらに、図７に示す高周波モジュール１００において、ΣΔカプラ１０９の一方の出力端１１１から一方の出力端１１１に接続される９０度移相器１０８の入力端１１５までの経路長及び９０度移相器１０８の出力端１１６から移相器出力端子１０６までの経路長の総経路長とΣΔカプラ１０９の他方の出力端１１２からカプラ出力端子１０５までの経路長との差が、ΣΔカプラ１０９からの信号の波長をλとして、ｎ・λ／２に略等しいことが望ましい。
【００９６】
高周波モジュール１００では、ΣΔカプラ１０９の一方の出力端１１１から９０度移相器１０８の入力端１１５までの経路長及び９０度移相器１０８の出力端１１６から移相器出力端子１０６までの経路長の総経路長とΣΔカプラ１０９の他方の出力端１１２からカプラ出力端子１０５までの経路長との差を信号波長の半波長分の整数倍に略等しくすることで、カプラ出力端子１０５及び移相器出力端子１０６から出力される和信号及び差信号の経路長差に伴う位相差を略１８０°の整数倍とすることができる。そのため、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°に維持して和信号及び差信号を出力することができる。そのため、図１のレーダー装置１０に高周波モジュール１００を適用すると、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さいまま維持して正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【００９７】
また、図８に示す高周波モジュール１２０においてもΣΔカプラ１３７の一方の出力端１３４から一方の出力端１３４に接続される９０度移相器１０８の入力端１３８までの経路長及び９０度移相器１０８の出力端１３９から移相器出力端子１２７までの経路長の総経路長とΣΔカプラ１３７の他方の出力端１３２からカプラ出力端子１２６までの経路長との差をｎ・λ／２に略等しくすることもできる。この場合、回路基板１２１に含まれる各実装基板の厚さによる信号の遅延時間を考慮し、ビアホール１３３ｃからカプラ出力端子１２６までの経路長を調節することで上記ｎ・λ／２を実現できる。
【００９８】
高周波モジュール１２０においても、図７の高周波モジュール１００と同様に、ΣΔカプラ１３７の一方の出力端１３４から９０度移相器１０８の入力端１３８までの経路長及び９０度移相器１０８の出力端１３９から移相器出力端子１２７までの経路長の総経路長とΣΔカプラ１３７の他方の出力端１３２からカプラ出力端子１２６までの経路長との差を信号波長の半波長分の整数倍に略等しくすることで、カプラ出力端子１２６及び移相器出力端子１２７から出力される和信号及び差信号の経路長差に伴う位相差を略１８０°の整数倍とすることができる。そのため、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°に維持して和信号及び差信号を出力することができる。そのため、図１のレーダー装置１０に高周波モジュール１２０を適用すると、和信号及び差信号の絶対値の比を算出することができ、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さいまま維持して正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【００９９】
また、図９に、他の形態に係る高周波モジュールの概略構成図を示す。この形態は、図７に示す高周波モジュール１００にさらに選択スイッチ１４３を設けた形態である。そのため、図７と同様の構成部分については、符号を同一として説明を省略する。
【０１００】
図９の高周波モジュール１４０において、１４３はΣΔカプラ１０９の他方の出力端１１２からの信号又は９０度移相器１０８の出力端１４６からの信号のいずれかを選択して出力する選択スイッチ、１４４は信号を出力するスイッチ出力端子、１５０は実装面１０２ｄに形成された電源面又はグラウンド面、１４２は電源端子である。
【０１０１】
図９に示す高周波モジュール１４０では、複数の実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅが互いに平行となるように実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅに対して垂直方向に並べて配置された回路基板１４１を備えている。ΣΔカプラ１０９、９０度移相器１０８及び選択スイッチ１４３は、それぞれ異なった実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｅに形成して、高周波モジュール１４０を小型化している。また、スイッチ出力端子１４４は、第１の入力端子１０３及び第２の入力端子１０４と共に、高周波モジュール１４０への信号の入出力を可能とするため、回路基板１４１の側面に形成されている。なお、本実施形態では、第１の入力端子１０３、第２の入力端子１０４及びスイッチ出力端子１４４を回路基板１４１の側面に形成したが、実装面１０２ｄの裏面上に形成するＢＧＡ端子とすることとしてもよい。この場合、高周波モジュール１４０を面実装型デバイスとし、配線設計の自由度を向上させることができる。また、高周波モジュール１４０は、第１の入力端子１０３及び第２の入力端子１０４からΣΔカプラ１０９への信号をビアホールにより高周波モジュール１４０内を伝搬させ、選択スイッチ１４３からスイッチ出力端子１４４への信号をビアホールにより高周波モジュール内を伝搬させることができる。
【０１０２】
また、実装面１０２ａ、１０２ｅには、ビアホール１４５ａ、１４５ｂ、１４７が形成され、９０度移相器１０８から選択スイッチ１４３の入力端１５１への信号の伝搬及びΣΔカプラ１０９の出力端１１２から選択スイッチ１４３の入力端１５２への信号の伝搬をビアホール１４５ａ、１４５ｂ、１４７を介して行う。そのため、出力端１４６とビアホール１４７、並びに出力端１１２、ビアホール１４５ａ及びビアホール１４５ｂは、実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｅを重ねたときに互いに一致する位置に形成されている。また、本実施形態では、選択スイッチ１４３は、グラウンド入力端１４８を備えており、グラウンド入力端１４８は、ビアホール１４９ａ、１４９ｂを介して下層のグラウンド面１０７に導通している。なお、ビアホール１４９ａ及びビアホール１４９ｂは、実装面を重ねたときに互いに一致する位置に形成されている。また、実装面１０２ａにもビアホール１４９ａ及びビアホール１４９ｂに対応する位置に不図示のビアホールが形成されている。なお、本実施形態では、１４８をグラウンド入力端としたが、１０７を電源面とした場合には、電源入力端としてもよい。
【０１０３】
選択スイッチ１４３としては、図６で説明した選択スイッチ８０を適用でき、この場合、４つのダイオード８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、８７ｄの部分を１チップとして図９の実装面１０２ｅに配置することとし、図６の他のコンデンサ８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ、８５ｆ、インダクタ８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、抵抗９０及びバイアス端子８８、８９は、図９に不図示の他の基板上か、選択スイッチ１４３と同一の実装面１０２ｅ上に配置することとする。
【０１０４】
また、図１０に、他の形態に係る高周波モジュールの概略構成図を示す。この形態は、図８に示す高周波モジュール１２０にさらに選択スイッチ１４３を設けた形態である。そのため、図８と同様の構成部分については、符号を同一として説明を省略する。さらに、図１０の選択スイッチ１４３の構成は、図９の選択スイッチ１４３と同様であるため、符号を同一として説明を省略する。
【０１０５】
図９に示す高周波モジュール１６０では、複数の実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１０２ｄ、１２２ｅが互いに平行となるように実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１０２ｄ、１２２ｅに対して垂直方向に並べて配置された回路基板１６１を備えている。ΣΔカプラ１３７、９０度移相器１０８及び選択スイッチ１４３は、それぞれ異なった実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅに形成して、高周波モジュール１６０を小型化している。また、スイッチ出力端子１４４は、第１の入力端子１２３及び第２の入力端子１２４と共に、高周波モジュール１６０への信号の入出力を可能とするため、回路基板１６１の側面に形成されている。また、実装面１２２ａには、ビアホール１６３ｃが形成され、ΣΔカプラ１３７の出力端１３２から選択スイッチ１４３の入力端１５２への信号の伝搬をビアホール１６３ｃを介して行う。そのため出力端１３２、ビアホール１３３ａ、ビアホール１３３ｂ、ビアホール１６３ｃ及びビアホール１４５ｂは、実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅを重ねたときに互いに一致する位置にそれぞれ形成されている。また、選択スイッチ１４３のグラウンド入力端１４８は、ビアホール１６２ａ、１６２ｂを介して下層のグラウンド面１３６に導通している。なお、ビアホール１４９ａ、ビアホール１６２ａ及びビアホール１６２ｂは、実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｅを重ねたときに互いに一致する位置に形成されている。
【０１０６】
図１のレーダー装置１０において説明したように、レーダー装置１０では、選択スイッチ２５を設けて、選択スイッチ２５の切り替えにより選択スイッチ２５以降の信号処理を和信号又は差信号の１系統として選択スイッチ２５以降に和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じとすることができるようにしている。ここで、図７及び図８で説明したように、ΣΔカプラ２２からの和信号及び差信号に対し経路差による位相誤差を生じさせないために、２つの受信アンテナ２１ａ、２１ｂからΣΔカプラ２２の２つの入力端３３ａ、３３ｂまでの経路長を等距離とし、ΣΔカプラ２２の一方の出力から選択スイッチ２５の一方の入力及びΣΔカプラ２２の他方の出力から選択スイッチ２５の他方の入力までの経路に正確に９０度の位相差を設けることが要求されるため、図７及び図８に示す形態では、図１のΣΔカプラ２２及び９０度移相器２３を同一の回路基板に設けることとした。
【０１０７】
図９及び図１０で示す形態では、経路長を等距離とすることと、経路に正確に９０度の位相差を設けること、の両制約を１つのモジュールで実現すべく、さらに選択スイッチ１４３を同一の回路基板上に設けた。つまり、図９に示すように、複数の実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｅが互いに平行となるように実装面１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｅに対して垂直方向に並べて配置した回路基板１４１にΣΔカプラ１０９、９０度移相器１０８及び選択スイッチ１４３を共に形成することとした。また、図１０に示すように、複数の実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅが互いに平行となるように実装面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅに対して垂直方向に並べて配置した回路基板１６１にΣΔカプラ１３７、９０度移相器１０８及び選択スイッチ１４３を共に形成することとした。これにより、回路基板が積層構造となるため、選択スイッチ１４３を含めた高周波モジュール１４０、１６０自体をそれぞれ小型化し、他の回路の配置の自由度をより向上させることができる。
【０１０８】
また、実装面同士の接続にビアホールを使用できるため、各回路の配線設計の自由度が向上する。そのため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂからの入力の位置を考慮しつつ配線設計でき、経路長を等距離とする制約を満たすことができる。具体的には、図９に示す形態では、第１の入力端子１０３と第２の入力端子１０４を回路基板１４１の両側面にそれぞれ設けたため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから第１の入力端子１０３と第２の入力端子１０４までの配線経路を対象にして経路長を等距離とすることができる。また、図１０に示す形態では、第１の入力端子１２３と第２の入力端子１２４を回路基板１６１の同一側面にそれぞれ設けたため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから第１の入力端子１２３と第２の入力端子１２４までの経路長を等距離とすることができる。また、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから第１の入力端子１２３と第２の入力端子１２４まで配線経路を直線とすることにより、配線経路を最短距離とすることができる。
【０１０９】
また、各回路の配線設計の自由度が向上するため、高周波モジュール１４０、１６０内の選択スイッチ１４３の入力の位置を考慮しつつ図９のΣΔカプラ１０９の出力端１１２及び９０度移相器１０８の出力端１４６から選択スイッチ１４３の入力端１５１、１５２までの経路長並びに図１０のΣΔカプラ１３７の出力端１３２及び９０度移相器１０８の出力端１４６から選択スイッチ１４３の入力端１５１、１５２までの経路長を等距離にして配線設計をして、経路に正確に９０度の位相差を設ける制約についても満たすことができる。つまり、高周波モジュール１４０、１６０では、選択スイッチ１４３を高周波モジュール１４０、１６０内に取り込んでいるため、経路長に伴う位相誤差を大幅に小さくすることができる。そのため、高周波モジュール１４０、１６０を図１のレーダー装置１０に適用すると、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を高周波モジュール１４０、１６０において大幅に小さくして正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。なお、高周波モジュール１４０、１６０は、上記のようにして対象物の方位角度の算出を可能とするが、当然に対象物までの距離の算出も可能とする。
【０１１０】
さらに、図９のΣΔカプラ１０９、９０度移相器１０８及び選択スイッチ１４３、並びに図１０のΣΔカプラ１３７、９０度移相器１０８及び選択スイッチ１４３をそれぞれ同一の回路基板に形成するため、個別の回路基板に配線して組み合わせるよりも寸法精度を出し易い。また、一体構造とした回路基板を使用することで、回路基板１４１、１６１のそれぞれについて、それぞれの回路基板の実装面上で信号の位相を考慮した配線をする必要がなくなり、配線が容易となる。
【０１１１】
ここで、図９に示す高周波モジュール１４０において、ΣΔカプラ１０９の一方の出力端１１１から一方の出力端１１１に接続される９０度移相器１０８の入力端１１５までの経路長及び９０度移相器１０８の出力端１４６から９０度移相器１０８の出力端１４６に接続される選択スイッチ１４３の一方の入力端１５１までの経路長の総経路長とΣΔカプラ１０９の他方の出力端１１２から他方の出力端１１２に接続される選択スイッチ１４３の他方の入力端１５２までの経路長と差が、ΣΔカプラ１０９からの信号の波長をλとして、ｍ・λ／２に略等しいことが望ましい。
【０１１２】
高周波モジュール１４０では、ΣΔカプラ１０９の一方の出力端１１１から９０度移相器１０８の入力端１１５までの経路長及び９０度移相器１０８の出力端１４６から選択スイッチ１４３の一方の入力端１５１までの経路長の総経路長とΣΔカプラ１０９の他方の出力端１１２から選択スイッチ１４３の他方の入力端１５２までの経路長との差を信号波長の半波長分の整数倍に略等しくすることで、スイッチ出力端子１４４から出力される和信号及び差信号に、経路長差に伴う位相差を略１８０°の整数倍とすることができる。そのため、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°に維持して和信号及び差信号を出力することができる。そのため、図１のレーダー装置１０に高周波モジュール１４０を適用すると、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さいまま維持して正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【０１１３】
また、図１０に示す高周波モジュール１６０においてもΣΔカプラ１３７の一方の出力端１３４から一方の出力端１３４に接続される９０度移相器１０８の入力端１１５までの経路長及び９０度移相器１０８の出力端１４６から９０度移相器１０８の出力端１４６に接続される選択スイッチ１４３の一方の入力端１５１までの経路長の総経路長とΣΔカプラ１３７の他方の出力端１３２から他方の出力端１３２に接続される選択スイッチ１４３の他方の入力端１５２までの経路長と差をｍ・λ／２に略等しくすることもできる。この場合、回路基板１６１に含まれる各実装基板の厚さによる信号の遅延時間を考慮し、ビアホール１４５ｂから選択スイッチ１４３の入力端１５２までの経路長を調節することで上記ｍ・λ／２を実現できる。
【０１１４】
高周波モジュール１６０においても、図９の高周波モジュール１４０と同様に、ΣΔカプラ１３７の一方の出力端１３４から９０度移相器１０８の入力端１１５までの経路長及び９０度移相器１０８の出力端１４６から選択スイッチ１４３の一方の入力端１５１までの経路長の総経路長とΣΔカプラ１３７の他方の出力端１３２から選択スイッチ１４３の他方の入力端１５２までの経路長との差を信号波長の半波長分の整数倍に略等しくすることで、スイッチ出力端子１４４から出力される和信号及び差信号に、経路長差に伴う位相差を略１８０°の整数倍とすることができる。そのため、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°に維持して和信号及び差信号を出力することができる。そのため、図１のレーダー装置１０に高周波モジュール１６０を適用すると、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さいまま維持して正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【０１１５】
また、図１３に、他の形態に係る高周波モジュールの概略構成図を示す。
【０１１６】
図１３において、１８１は回路基板、１８６は信号が入力される第１の入力端子、１８７は他の信号が入力される第２の入力端子、１９８は第１の入力端子１８６に入力される信号の位相を９０度移相させる９０度移相器、１８２は入力端１８９ａ及び入力端１８９ｂから入力される信号を所定の位相差をつけて出力端１８８ａ及び出力端１８８ｂから出力するブランチライン型ハイブリッド回路、１９０は一の入力端１９７に入力される信号の位相を９０度移相させて一の出力端２０１から出力する９０度移相器、１８４は信号を出力するカプラ出力端子、１８５は信号を出力する移相器出力端子、２０２はブランチライン型ハイブリッド回路の導波路２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄを機能させるため実装面１８３ｃに形成されたグラウンド面、１９６はグラウンド端子である。なお、本実施形態では、２０２はグラウンド面としたが、電源面としてもよい。
【０１１７】
図１３に示す高周波モジュール２００では、複数の実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃが互いに平行となるように実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃに対して垂直方向に並べて配置された回路基板１８１を備えている。ΣΔカプラとしてのブランチライン型ハイブリッド回路１８２及び９０度移相器１９８、並びに９０度移相器１９０は、それぞれ異なった実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃに形成して、高周波モジュール２００を小型化している。また、第１の入力端子１８６、第２の入力端子１８７、カプラ出力端子１８４、移相器出力端子１８５及びグラウンド端子１９６は、高周波モジュール２００への信号の入出力を可能とするため、回路基板１８１の側面に形成されている。なお、本実施形態では、第１の入力端子１８６、第２の入力端子１８７、カプラ出力端子１８４及び移相器出力端子１８５を回路基板１８１の側面に形成したが、実装面１８３ｃの裏面上に形成するＢＧＡ端子とすることとしてもよい。この場合、高周波モジュール２００を面実装型のデバイスとし、配線設計の自由度を向上させることができる。また、高周波モジュール２００は、第１の入力端子１８６及び第２の入力端子１８７からΣΔカプラとしての９０度移相器１９８及びブランチライン型ハイブリッド回路１８２への信号をビアホールにより高周波モジュール内を伝搬させ、９０度移相器１９０及びΣΔカプラとしてのブランチライン型ハイブリッド回路１８２の出力端１８８ａからカプラ出力端子１８４及び移相器出力端子１８５への信号をビアホールにより高周波モジュール内を伝搬させることができる。
【０１１８】
また、実装面１８３ａにはビアホール１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃ、１９１ｄが形成され、高周波モジュール２００は、第２の入力端子１８７からブランチライン型ハイブリッド回路１８２への信号の伝搬、９０度移相器１９８からブランチライン型ハイブリッド回路１８２への信号の伝搬、ブランチライン型ハイブリッド回路１８２から９０度移相器１９０への信号の伝搬、ブランチライン型ハイブリッド回路１８２からカプラ出力端子１８４への信号の伝搬をビアホール１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃ、１９１ｄを介して行う。そのため、ビアホール１９１ａ、１９１ｂ及び出力端１８８ａ、１８８ｂ、並びにビアホール１９１ｃ、１９１ｄ及び入力端１８９ａ、１８９ｂは、実装面１８３ａ、１８３ｂを重ねたときに互いに一致する位置にそれぞれ形成されている。
【０１１９】
ブランチライン型ハイブリッド回路１８２は、図１２で説明したブランチライン型ハイブリッド回路１７１を適用でき、ブランチライン型ハイブリッド回路１８２の導波路２０３、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄは、図１２のブランチライン型ハイブリッド回路１７１の導波路１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃ、１７６ｄと同様にブランチライン型ハイブリッド回路１８２に入力される信号波長λの１／４倍の長さで形成する。
【０１２０】
図１のレーダー装置１０において説明したように、経路長を等距離とすることと、９０度移相器２３を設けること、の両制約を満たすべく、ΣΔカプラ２２と９０度移相器２３を別々の回路基板に形成すると、各回路基板の配線のため広い面積を必要とし、後段の選択スイッチ２５や他の回路の配置に自由度を奪ってしまう。そこで、図１３に示すように、複数の実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃが互いに平行となるように配置した回路基板１８１にΣΔカプラとしての９０度移相器１９８及びブランチライン型ハイブリッド回路１８２、並びに９０度移相器１９０を共に形成することとした。これにより、図１３の回路基板１８１が積層構造となるため、高周波モジュール２００自体をそれぞれ小型化し、他の回路の配置の自由度を向上させることができる。
【０１２１】
また、実装面同士の接続にビアホールを使用できるため、同一実装面上で配線を交差させる必要もなくすことができ、各回路の配線設計の自由度が向上する。そのため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂからの入力の位置を考慮しつつ配線設計して、経路長を等距離とする制約を満たすことができると共に、９０度移相器２３を設ける制約についても満たすことができる。具体的には、図１３に示す形態では、第１の入力端子１８６と第２の入力端子１８７を回路基板１８１の同一側面にそれぞれ設けたため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから図１３の第１の入力端子１８６と第２の入力端子１８７までの経路長を等距離とすることができる。また、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから図１３の第１の入力端子１８６と第２の入力端子１８７までの配線経路を直線とすることにより、配線長を最短とすることもできる。
【０１２２】
また、図１３のΣΔカプラとしての９０度移相器１９８及びブランチライン型ハイブリッド回路１８２、並びに９０度移相器１９０を同一の回路基板１８１に形成するため、個別の回路基板に配線して組み合わせるよりも寸法精度を出し易い。また、一体構造とした回路基板１８１をそれぞれ使用することで、回路基板１８１について、実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ上で信号の位相を考慮した配線をする必要がなくなり、配線が容易となる。
【０１２３】
さらに、図１３の高周波モジュール２００では、それぞれの９０度移相器１９０の後段に、図１に示すように、ΣΔカプラ２２からの信号又は９０度移相器２３からのいずれかを選択して出力する選択スイッチ２５を設けると、選択スイッチ２５の切り替えにより選択スイッチ２５以降の信号処理を和信号又は差信号の１系統として選択スイッチ２５以降に和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じにすることができる。そのため、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、和信号及び差信号の絶対値の比をどの位相角においても一定とすることができるため、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さくして正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【０１２４】
この場合、図１３の高周波モジュール２００では、前述のように、各回路の配線設計の自由度が向上するため、高周波モジュール２００の出力の位置を考慮しつつ後段の選択スイッチ２５の各入力までの経路長を等距離とできるように高周波モジュールの出力の位置までの配線設計をして、経路に正確に９０度の位相差を設けることができる。具体的には、図１３に示す形態では、カプラ出力端子１８４及び移相器出力端子１８５を回路基板１８１の同一側面に設けたため、カプラ出力端子１８４及び移相器出力端子１８５から後段の選択スイッチの２つの入力まで経路長を等距離とすることができる。そのため、図１のΣΔカプラ２２からの和信号及び差信号に対し経路差による位相誤差を大幅に減少させて、正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。なお、高周波モジュール２００は、上記のようにして対象物の方位角度の算出を可能とするが、当然に対象物までの距離の算出も可能とする。また、図１３に示す形態では、カプラ出力端子１８４及び移相器出力端子１８５から後段の選択スイッチの２つの入力まで配線経路を直線とすることにより、配線長を最短とすることもできる。
【０１２５】
また、図１３に示す高周波モジュール２００において、ΣΔカプラとしてのブランチライン型ハイブリッド回路１８２の一方の出力端１８８ｂから出力端１８８ｂに接続される９０度移相器１９０の入力端１９７までの経路長及び９０度移相器１９０の出力端２０１から移相器出力端子１８５までの経路長の総経路長とΣΔカプラとしてのブランチライン型ハイブリッド回路１８２の他方の出力端１８８ａからカプラ出力端子１８４までの経路長との差が、ブランチライン型ハイブリッド回路１８２からの信号の波長をλとして、ｎ・λ／２に略等しいことが望ましい。
【０１２６】
高周波モジュール２００では、ブランチライン型ハイブリッド回路１８２の一方の出力端１８８ｂから９０度移相器１９０の入力端１９７までの経路長及び９０度移相器１９０の出力端２０１から移相器出力端子１８５までの経路長の総経路長とブランチライン型ハイブリッド回路１８２の他方の出力端１８８ａからカプラ出力端子１８４までの経路長との差を信号波長の半波長分の整数倍に略等しくすることで、カプラ出力端子１８４及び移相器出力端子１８５から出力される和信号及び差信号の経路長差に伴う位相差を略１８０°の整数倍とすることができる。そのため、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°に維持して和信号及び差信号を出力することができる。そのため、図１のレーダー装置１０に高周波モジュール２００を適用すると、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さいまま維持して正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【０１２７】
また、図１４に、他の形態に係る高周波モジュールの概略構成図を示す。この形態は、図１３に示す高周波モジュール２００にさらに選択スイッチ１４３を設けた形態である。そのため、図１３と同様の構成部分については、符号を同一として説明を省略する。さらに、図１３の選択スイッチ１４３の構成は、図９の選択スイッチ１４３と同様であるため、符号を同一として説明を省略する。また、図１４の高周波モジュールにおいて、２０４は実装面１８３ｄに形成された電源面又はグラウンド面、１９５は電源端子である。
【０１２８】
図１４に示す高周波モジュール２０５では、複数の実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ、１８３ｄ、１８３ｅが互いに平行となるように実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ、１８３ｄ、１８３ｅに対して垂直方向に並べて配置された回路基板１９４を備えている。ΣΔカプラとしての９０度移相器１９８及びブランチライン型ハイブリッド回路１８２、及び９０度移相器１９０、並びに選択スイッチ１４３は、それぞれ異なった実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ、１８３ｅに形成して、高周波モジュール２０５を小型化している。また、スイッチ出力端子１９３は、第１の入力端子１８６及び第２の入力端子１８７と共に、高周波モジュール２０５への信号の入出力を可能とするため、回路基板１９４の側面に形成されている。なお、本実施形態では、第１の入力端子１８６、第２の入力端子１８７及びスイッチ出力端子１９３を回路基板１９４の側面に形成したが、実装面１８３ｄの裏面上に形成するＢＧＡ端子とすることとしてもよい。この場合、高周波モジュール２０５を面実装型のデバイスとし、配線設計の自由度を向上させることができる。また、高周波モジュール２０５は、第１の入力端子１８６及び第２の入力端子１８７からΣΔカプラとしての９０度移相器１９８及びブランチライン型ハイブリッド回路１８２への信号をビアホールにより高周波モジュール内を伝搬させ、選択スイッチ１４３からスイッチ出力端子１９３への信号をビアホールにより高周波モジュール内を伝搬させることができる。
【０１２９】
また、実装面１８３ａ及び１８３ｅには、ビアホール１９１ａ及びビアホール１９２ａが形成され、ブランチライン型ハイブリッド回路１８２の出力端１８８ａから選択スイッチ１４３の入力端１５２への信号の伝搬をビアホール１９１ａ、１９２ａを介して行う。そのため出力端１８８ａ、ビアホール１９１ａ、ビアホール１９２ａは、実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｅを重ねたときに互いに一致する位置にそれぞれ形成されている。また、選択スイッチ１４３のグラウンド入力端１４８は、ビアホール１９２ｃを介して下層のグラウンド面２０２に導通している。なお、ビアホール１４９ａ、ビアホール１９２ｃ及びビアホール１９２ｄは、実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｅを重ねたときに互いに一致する位置に形成されている。なお、本実施形態では、１４８をグラウンド入力端としたが、２０２を電源面とした場合には、電源入力端としてもよい。
【０１３０】
図１のレーダー装置１０において説明したように、レーダー装置１０では、選択スイッチ２５を設けて、選択スイッチ２５の切り替えにより選択スイッチ２５以降の信号処理を和信号又は差信号の１系統として選択スイッチ２５以降に和信号及び差信号に加えられる位相誤差や振幅誤差の誤差量を同じとすることができるようにしている。また、ΣΔカプラ２２からの和信号及び差信号に対し経路差による位相誤差を生じさせないために、２つの受信アンテナ２１ａ、２１ｂからΣΔカプラ２２の２つの入力端３３ａ、３３ｂまでの経路長を等距離とし、ΣΔカプラ２２の一方の出力から選択スイッチ２５の一方の入力及びΣΔカプラ２２の他方の出力から選択スイッチ２５の他方の入力までの経路に正確に９０度の位相差を設けることが要求されるため、図１３に示す形態では、ΣΔカプラとしての９０度移相器１９８及びブランチライン型ハイブリッド回路１８２、並びに９０度移相器１９０を同一の回路基板１８１に設けることとした。
【０１３１】
図１４で示す形態では、経路長を等距離とすることと、経路に正確に９０度の位相差を設けること、の両制約を１つのモジュールで実現すべく、さらに選択スイッチ１４３を同一の回路基板１９４上に設けた。つまり、図１４に示すように、複数の実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ、１８３ｄ、１８３ｅが互いに平行となるように実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ、１８３ｅに対して垂直方向に並べて配置した回路基板１９４にΣΔカプラとしての９０度移相器１９８及びブランチライン型ハイブリッド回路１８２、及び９０度移相器１９０、並びに選択スイッチ１４３を共に形成することとした。これにより、回路基板１９４が積層構造となるため、選択スイッチ１４３を含めた高周波モジュール２０５自体をそれぞれ小型化し、他の回路の配置の自由度をより向上させることができる。
【０１３２】
また、実装面同士の接続にビアホールを使用できるため、各回路の配線設計の自由度が向上する。そのため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂからの入力の位置を考慮しつつ配線設計でき、経路長を等距離とする制約を満たすことができる。具体的には、図１４に示す形態では、第１の入力端子１８６と第２の入力端子１８７を回路基板１９４の同一側面にそれぞれ設けたため、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから第１の入力端子１８６と第２の入力端子１８７までの経路長を等距離とすることができる。また、図１の受信アンテナ２１ａ、２１ｂから第１の入力端子１８６と第２の入力端子１８７まで配線経路を直線とすることにより、配線経路を最短距離とすることができる。
【０１３３】
また、各回路の配線設計の自由度が向上するため、高周波モジュール２０５内の選択スイッチ１４３の入力の位置を考慮しつつ、ΣΔカプラとしてのブランチライン型ハイブリッド回路１８２の出力端１８８ａから選択スイッチ１４３の入力端１５２までの経路長、及び９０度移相器１９０の出力端１９９から選択スイッチ１４３の入力端１５１までの経路長を等距離にして配線設計をして、経路に正確に９０度の位相差を設ける制約についても満たすことができる。つまり、高周波モジュール２０５では、選択スイッチ１４３を高周波モジュール２０５内に取り込んでいるため、経路長に伴う位相誤差を大幅に小さくすることができる。そのため、高周波モジュール２０５を図１のレーダー装置１０に適用すると、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を高周波モジュール２０５において大幅に小さくして正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。なお、高周波モジュール２０５は、上記のようにして対象物の方位角度の算出を可能とするが、当然に対象物までの距離の算出も可能とする。
【０１３４】
さらに、ΣΔカプラとしての９０度移相器１９８及びブランチライン型ハイブリッド回路１８２、並びに９０度移相器１９０、並びに選択スイッチ１４３をそれぞれ同一の回路基板１９４に形成するため、個別の回路基板に配線して組み合わせるよりも寸法精度を出し易い。また、一体構造とした回路基板を使用することで、実装面１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｅ上で信号の位相を考慮した配線をする必要がなくなり、配線が容易となる。
【０１３５】
ここで、図１４に示す高周波モジュール２０５において、ブランチライン型ハイブリッド回路１８２の一方の出力端１８８ｂから一方の出力端１８８ｂに接続される９０度移相器１９０の入力端１９７までの経路長及び９０度移相器１９０の出力端１９９から９０度移相器１９０の出力端１９９に接続される選択スイッチ１４３の一方の入力端１５１までの経路長の総経路長とブランチライン型ハイブリッド回路１８２の他方の出力端１８８ａから他方の出力端１８８ａに接続される選択スイッチ１４３の他方の入力端１５２までの経路長と差が、ブランチライン型ハイブリッド回路１８２からの信号の波長をλとして、ｍ・λ／２に略等しいことが望ましい。
【０１３６】
高周波モジュール２０５では、ΣΔカプラとしてのブランチライン型ハイブリッド回路１８２の一方の出力端１８８ｂから９０度移相器１９０の入力端１９７までの経路長及び９０度移相器１９０の出力端１９９から選択スイッチ１４３の一方の入力端１５１までの経路長の総経路長とΣΔカプラとしてのブランチライン型ハイブリッド回路１８２の他方の出力端１８８ａから選択スイッチ１４３の他方の入力端１５２までの経路長との差を信号波長の半波長分の整数倍に略等しくすることで、スイッチ出力端子１９３から出力される和信号及び差信号に、経路長差に伴う位相差を略１８０°の整数倍とすることができる。そのため、和信号と差信号の位相差を略０°か略１８０°に維持して和信号及び差信号を出力することができる。そのため、図１のレーダー装置１０に高周波モジュール２０５を適用すると、和信号及び差信号の絶対値の比を算出する際に、信号処理の過程で加えられる位相誤差や振幅誤差の対象物の方位角度算出への影響を小さいまま維持して正確に対象物の方位角度を測定することを可能とする。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明のレーダー装置は、車両の衝突防止や車線変更アシストを目的としたレーダー装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】１実施形態に係るレーダー装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】直交器以降の信号処理の過程で位相誤差を全く加わらない場合の正弦波の軌跡を示した図である。
【図３】直交器以降の信号処理の過程で位相誤差が加わる場合の正弦波の軌跡を示した図である。
【図４】１実施形態に係るラットレース回路の概略構成図である。
【図５】１実施形態に係るΣΔカプラの他の形態の概略構成図である。
【図６】１実施形態に係る選択スイッチの概略構成図である。
【図７】１実施形態に係る高周波モジュールの概略構成図である。
【図８】１実施形態に係る高周波モジュールの概略構成図である。
【図９】１実施形態に係る高周波モジュールの概略構成図である。
【図１０】１実施形態に係る高周波モジュールの概略構成図である。
【図１１】ΣΔカプラの他の形態を示した概略構成図である。
【図１２】ブランチライン型ハイブリッド回路の概略構成図である。
【図１３】１実施形態に係る高周波モジュールの概略構成図である。
【図１４】１実施形態に係る高周波モジュールの概略構成図である。
【図１５】従来のレーダー装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１０：レーダー装置、１１：信号出力器、１２：発振器、１３：変調器、１４：増幅器、１５：送信アンテナ、２１ａ，２１ｂ：受信アンテナ、２２：ΣΔカプラ、２３：９０度移相器、２４ａ，２４ｂ：増幅器、２５：選択スイッチ、２６：直交器、２７ａ，２７ｂ：復調器、２８ａ，２８ｂ：増幅器、２９ａ，２９ｂ：積分器、３０ａ，３０ｂ：増幅器、３１ａ，３１ｂ：ＡＤコンバータ、３２：マイクロコントロールユニット、３３ａ，３３ｂ：入力端
５１：軌跡、５２：軌跡、５３：軌跡、５４：振幅ベクトル、５５：振幅ベクトル
６０：ラットレース回路、６１：入力端子、６２：入力端子、６３：出力端子、６４：出力端子、６５：導波路、６６：実装面、６７：回路基板、６８ａ，６８ｂ，６８ｃ：導波路
６９ａ，６９ｂ：端部、７０：ΣΔカプラ、７１：入力端子、７２：入力端子、７３：出力端子、７４：出力端子、７５ａ，７５ｂ，７５ｃ：実装面、７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ：導波路、７７ａ，７７ｂ：ビアホール、７８：グラウンド面、７９ａ，７９ｂ：ビアホール
８０：選択スイッチ、８１：入力端子、８２：入力端子、８４：出力端子、８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８５ｅ，８５ｆ：コンデンサ、８６ａ，８６ｂ，８６ｃ：インダクタ、８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄ：ダイオード、８８：バイアス端子、８９：バイアス端子、９０：抵抗、９１、９２、９３、９４：バイアス電流
１００：高周波モジュール、１０１：回路基板、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ：実装面、１０３：入力端子、１０４：入力端子、１０５：カプラ出力端子、１０６：移相器出力端子、１０７：グラウンド面、１０８：９０度移相器、１０９：ΣΔカプラ、１１０：グラウンド端子、１１１：出力端、１１２：出力端、１１３：ビアホール、１１４：ビアホール、１１５：入力端、１１６：出力端、１１７：面、１１８：導波路
１２０：高周波モジュール、１２１：回路基板、１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ：実装面、１２３：入力端子、１２４：入力端子、１２５：グラウンド端子、１２６：カプラ出力端子、１２７：移相器出力端子、１２８ａ，１２８ｂ：ビアホール、１２９ａ，１２９ｂ：ビアホール、１３０ａ，１３０ｂ：端部、１３１ａ，１３１ｂ：導波路、１３２：出力端、１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ：ビアホール、１３４：出力端、１３５：ビアホール、１３６：グラウンド面、１３７：ΣΔカプラ、１３８：入力端、１３９：出力端
１４０：高周波モジュール、１４１：回路基板、１４２：電源端子、１４３：選択スイッチ、１４４：スイッチ出力端子、１４５ａ，１４５ｂ：ビアホール、１４６：出力端、１４７：ビアホール、１４８：グラウンド入力端、１４９ａ，１４９ｂ：ビアホール、１５０：電源面又はグラウンド面、１５１：入力端、１５２：入力端
１６０：高周波モジュール、１６１：回路基板、１６２ａ，１６２ｂ：ビアホール、１６３ｃ：ビアホール
１７０：ΣΔカプラ、１７１：ブランチライン型ハイブリッド回路、１７２：入力端子、１７３：入力端子、１７４：出力端子、１７５：出力端子、１７６ａ，１７６ｂ，１７６ｃ，１７６ｄ：導波路、１７７：回路基板、１７８：実装面、１７９：９０度移相器
１８１：回路基板、１８２：ブランチライン型ハイブリッド回路、１８３ａ，１８３ｂ，１８３ｄ，１８３ｅ：実装面、１８４：カプラ出力端子、１８５：移相器出力端子、１８６：入力端子、１８７：入力端子、１８８ａ，１８８ｂ：出力端、１８９ａ，１８９ｂ：入力端、１９０：９０度移相器、１９１ａ，１９１ｂ，１９１ｃ，１９１ｄ：ビアホール、１９６：グラウンド端子、１９７：入力端、１９８：９０度移相器、１９９：出力端、２００：高周波モジュール、２０１：出力端、２０２：グラウンド面、２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ：導波路、２０４：電源面又はグラウンド面、２０５：高周波モジュール
２１０：変調器、２１１：発振器、２１２：増幅器、２１３：送信アンテナ、２２１ａ，２２１ｂ：受信アンテナ、２２２：ΣΔカプラ、２２３ａ，２２３ｂ：復調器、２２４ａ，２２４ｂ：ＡＤコンバータ、２２５：角度算出手段、２２６ａ，２２６ｂ：入力端、２２７ａ，２２ｂ：出力端、２２８ａ，２２８ｂ：入力端、３００：レーダー装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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