[go: up one dir, main page]

JP4423151B2 - High frequency transmitter / receiver and radar apparatus including the same - Google Patents

High frequency transmitter / receiver and radar apparatus including the same Download PDF

Info

Publication number
JP4423151B2
JP4423151B2 JP2004278626A JP2004278626A JP4423151B2 JP 4423151 B2 JP4423151 B2 JP 4423151B2 JP 2004278626 A JP2004278626 A JP 2004278626A JP 2004278626 A JP2004278626 A JP 2004278626A JP 4423151 B2 JP4423151 B2 JP 4423151B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency signal
output
terminal
frequency
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004278626A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006094247A5 (en
JP2006094247A (en
Inventor
和樹 早田
裕司 岸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2004278626A priority Critical patent/JP4423151B2/en
Publication of JP2006094247A publication Critical patent/JP2006094247A/en
Publication of JP2006094247A5 publication Critical patent/JP2006094247A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4423151B2 publication Critical patent/JP4423151B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Description

本発明は、高周波送受信器およびそれを具備するレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a radar device including high-frequency transceivers and it.

従来から、ミリ波レーダモジュールやミリ波無線通信機等への応用が期待される高周波送受信器の方式として、例えば、特許文献1に開示されているようなパルス変調方式が提案されている。   Conventionally, for example, a pulse modulation method disclosed in Patent Document 1 has been proposed as a method of a high-frequency transceiver that is expected to be applied to a millimeter-wave radar module, a millimeter-wave wireless communication device, or the like.

しかしながら、パルス変調方式では、パルス変調された送信用の高周波信号の一部が高周波送受信器の内部の反射等により受信系に不要な信号として出力され、これが受信性能に悪影響を及ぼすという問題点があった。   However, in the pulse modulation method, a part of the pulse-modulated high-frequency signal for transmission is output as an unnecessary signal to the reception system due to reflection inside the high-frequency transmitter / receiver, which has a problem that it adversely affects the reception performance. there were.

本発明者らは既にこの問題点に対する解決策を提案している(特願2004−121920号を参照。)。その構成の例を図10にブロック回路図で示す。   The present inventors have already proposed a solution to this problem (see Japanese Patent Application No. 2004-121920). An example of the configuration is shown in a block circuit diagram in FIG.

図10に示す例の高周波送受信器は、送信アンテナと受信アンテナとが一体化されたものの例であり、高周波信号を発生させる高周波発振器61と、この高周波発振器61の出力端側に接続された、その高周波信号を分岐して一方の出力端62bと他方の出力端62cとに出力する分岐器62と、分岐器62の一方の出力端62b側に接続された、その高周波信号の一部をパルス変調し、送信用高周波信号として出力するパルス変調器63と、第1,第2および第3の端子64a,64b,64cを有し、パルス変調器63の出力端63aに第1の端子64aが接続された、第1の端子64aから入力された高周波信号を第2の端子64bに出力し、第2の端子64bから入力された高周波信号を第3の端子64cに出力するサーキュレータ64と、サーキュレータ64の第2の端子64bに接続された送受信アンテナ65と、分岐器62の他方の出力端62cとサーキュレータ64の第3の端子64cとの間に接続された、分岐器62の他方の出力端62cに出力されたローカル信号LOとしての高周波信号と送受信アンテナ65で受信した高周波信号RFとを混合して中間周波信号を出力するミキサー66とを備えており、このミキサーの出力端に、その中間周波信号を後段に出力する第1の系統S1と、その中間周波信号を終端する抵抗68が接続された第2の系統S2とに交互に切り替えるスイッチ67を設けたものである。 The high-frequency transmitter / receiver of the example shown in FIG. 10 is an example in which a transmission antenna and a reception antenna are integrated, a high-frequency oscillator 61 that generates a high-frequency signal, and connected to the output end side of the high-frequency oscillator 61. A branching device 62 that branches the high-frequency signal and outputs it to one output end 62b and the other output end 62c, and a part of the high-frequency signal connected to one output end 62b of the branching device 62 is pulsed. A pulse modulator 63 that modulates and outputs as a high-frequency signal for transmission, and first, second, and third terminals 64a, 64b, and 64c. The first terminal 64a is provided at the output end 63a of the pulse modulator 63. A circulator 64 connected to output a high-frequency signal input from the first terminal 64a to the second terminal 64b and a high-frequency signal input from the second terminal 64b to the third terminal 64c; 64 connected to the second terminal 64b of 64 The high frequency as the local signal LO output to the other output terminal 62c of the branching device 62 connected between the communication antenna 65 and the other output terminal 62c of the branching device 62 and the third terminal 64c of the circulator 64. A mixer 66 for mixing the signal and the high-frequency signal RF received by the transmission / reception antenna 65 and outputting an intermediate frequency signal is provided, and a first system for outputting the intermediate frequency signal to the subsequent stage at the output end of the mixer S1 and its intermediate frequency signal switch 67 to switch to alternately and second system S2 is provided at the ash that resistor 68 which terminates is connected to.

図10に示す例の高周波送受信器は、スイッチ67がミキサー66の出力端にパルス変調された送信用高周波信号がパルス変調器63から出力されたときに出力端を開状態にするという動作をすることにより、パルス変調器63のパルス化動作を開始するためのパルス化信号がパルス変調器63に入力されるのとほとんど同時に、不要な信号がミキサー66よりも後段の受信系に出力されるのを防ぐことができるといったものであり、また、そのような動作をする際、スイッチ67の第2の系統S2に接続された抵抗68が、開状態のスイッチ67に入力される不要な信号を終端する働きをするため、その不要な信号の交流成分がミキサー66とスイッチ67との間で反射して、それがスイッチ67から出力されることが抑制されるので、その不要な信号の交流成分が混入することにより、スイッチ67から出力される本来受信すべき中間周波信号の波形が崩れてしまうことが抑制されるといったものである。
特開2000−258525号公報
The high frequency transmitter / receiver of the example shown in FIG. 10 operates such that the output end is opened when the switch 67 outputs a high frequency signal for transmission whose pulse is modulated to the output end of the mixer 66 from the pulse modulator 63. As a result, an unnecessary signal is output to the receiving system downstream of the mixer 66 almost simultaneously with the input of the pulsed signal for starting the pulsing operation of the pulse modulator 63 to the pulse modulator 63. In addition, when such an operation is performed, the resistor 68 connected to the second system S2 of the switch 67 terminates an unnecessary signal input to the open switch 67. Since the AC component of the unnecessary signal is reflected between the mixer 66 and the switch 67 and is not output from the switch 67, the AC component of the unnecessary signal is suppressed. Mixing Accordingly, those such it is suppressed waveform of the intermediate frequency signal to be received originally outputted from the switch 67 is lost.
JP 2000-258525 A

しかしながら、特願2004−121920号において提案した構成においても、本発明者らがさらに高周波送受信器の性能を高めるべく鋭意検討を重ねた結果、次に述べるようなさらに改善が望まれる問題点を見いだした。   However, even in the configuration proposed in Japanese Patent Application No. 2004-121920, the present inventors have conducted intensive studies to further improve the performance of the high-frequency transmitter / receiver, and as a result, have found problems that are desired to be further improved as described below. It was.

すなわち、スイッチ67が第2の系統S2側に閉じているときにはミキサー66の出力の直流成分による電流が抵抗68に流れ、スイッチ67が第1の系統S1側に閉じているときにはそのような電流が抵抗68に流れないために、スイッチ67の開閉によりスイッチ67の入力側の直流レベルが変動して、その結果、スイッチ67の第1の系統S1側の出力の直流レベルを変動させるために受信性能を悪化させてしまうことがあるという問題点があった。   That is, when the switch 67 is closed on the second system S2 side, a current due to the DC component of the output of the mixer 66 flows through the resistor 68, and when the switch 67 is closed on the first system S1 side, such current is generated. Since it does not flow through the resistor 68, the DC level on the input side of the switch 67 fluctuates due to the opening and closing of the switch 67. As a result, the reception performance for changing the DC level of the output on the first system S1 side of the switch 67 There was a problem that it might worsen.

本発明は以上のような改善が望まれる問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、パルス変調された送信用の高周波信号が内部の反射等により受信系に出力されるのを遮断できるスイッチを有しており、このスイッチの出力の直流レベルを安定にすることができ、受信性能を高くすることができる高周波送受信器を提供することにある。   The present invention has been devised in order to solve the above-described problems that are desired to be improved. The purpose of the present invention is to output a pulse-modulated high-frequency signal for transmission to the receiving system by internal reflection or the like. Another object of the present invention is to provide a high-frequency transmitter / receiver that can stabilize the DC level of the output of the switch and can improve the reception performance.

本発明の第1の高周波送受信器は、高周波信号を出力する高周波発振器該高周波発振器から出力される前記高周波信号を一方の出力端と他方の出力端とに分岐して出力する分岐器該分岐器の前記一方の出力端から出力される前記高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器磁性体の周囲に第1の端子と、第2の端子と、第3の端子を有し、一つの端子から入力された高周波信号をこの順で隣接する次の端子から出力する、前記変調器から出力される送信用高周波信号が前記第1の端子に入力されるサーキュレータ該サーキュレータの前記第2の端子に接続されている送受信アンテナ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ている前記分岐器の前記他方の出力端から出力される前記送信用高周波信号と前記送受信アンテナで受信する高周波信号とを混合して中間周波信号を出力端から出力するミキサー該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号を終端する終端回路としての抵抗が接続されている第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、および前記ミキサーの前記出力端と前記スイッチの入力端と、の間に直列に接続されている交流結合用コンデンサを具備しており、前記抵抗は、前記中間周波信号の出力電圧に応じて設定される直流電圧が印加されている、ものである。 First high-frequency transceiver of the present invention, high-frequency oscillator, divider for branching and outputting the high frequency signal outputted from said frequency oscillator and an output terminal and the other output end of the hand for outputting a high frequency signal, modulator for outputting the transmission high-frequency signal by modulating said high-frequency signal outputted from said one output terminal of the branching device, the first terminal around the magnetic body, and a second terminal, the third and a terminal, the circulator where the high-frequency signal inputted from one of the terminals to output the next adjacent terminals in this order, a transmission high-frequency signal output from the modulator is inputted to the first terminal transmission and reception antenna connected to said second terminal of said circulator, said other output terminal of said divider is connected between the third terminal of the circulator, the said divider the other of the output end Wherein the transmission high-frequency signal to be output, a high-frequency signal received by the transmitting and receiving antenna, a mixture of mixer outputs an intermediate frequency signal from the output end, the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer a first line to be output to the subsequent stage, and the output end of the intermediate frequency signal and the second lines resistance as termination circuit for terminating is connected to, alternately switching the switch, and the mixers, the switch and the input end, and includes an AC coupling capacitor, which are connected in series between said resistor, a DC voltage set in accordance with the output voltage of the intermediate frequency signal is applied, Is.

本発明の第2の高周波送受信器は、高周波信号を出力する高周波発振器該高周波発振器から出力される前記高周波信号を一方の出力端と他方の出力端とに分岐して出力する分岐器、該分岐器の前記一方の出力端から出力される前記高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器該変調器の前記出力端から出力される前記送信用高周波信号を一端側から他端側へ通過させるアイソレータ該アイソレータに接続されている送信アンテナ前記分岐器の前記他方の出力端側の後段回路に接続されている受信アンテナ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ている前記分岐器の前記他方の出力端から出力される高周波信号と前記受信アンテナで受信する高周波信号とを混合して中間周波信号を出力端から出力するミキサー該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号を終端する終端回路としての抵抗が接続されている第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、および前記ミキサーの前記出力端と、前記スイッチの入力端との間に直列に接続された交流結合用コンデンサを具備しており、前記抵抗は、前記中間周波信号の出力電圧に応じて設定される直流電圧が印加されている、ものである。 Second RF transceiver of the present invention, high-frequency oscillator, divider for branching and outputting the high frequency signal outputted from said frequency oscillator and an output terminal and the other output end of the hand for outputting a high frequency signal, modulator for outputting the transmission high-frequency signal by modulating said high-frequency signal outputted from said one output terminal of the branching device, the transmission high-frequency signal outputted from the output end of the modulator from the one end isolator to only passes to the other end, transmitting antenna connected to said isolator, the splitter of the other output end side of the subsequent circuit to the connected receiving antenna, and the other output terminal of the branching device is connected between said receiving antenna, and a high frequency signal outputted from the other output terminal of the branching device, a high-frequency signal received by the receiving antenna, an intermediate frequency signal by mixing the The mixer outputs from the force terminal, a first line for outputting the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer downstream, the resistance of the termination circuit for terminating the intermediate frequency signal is connected and 2 strains, and the output terminal of the switch, and the mixer is switched alternately, and includes the input end of the switch, the AC coupling capacitors, which are connected in series between said resistor, A DC voltage set according to the output voltage of the intermediate frequency signal is applied .

本発明の第3の高周波送受信器は、高周波信号を出力する高周波発振器該高周波発振器から出力される前記高周波信号を一方の出力端と他方の出力端とに分岐して出力する分岐器、該分岐器の前記一方の出力端から出力される前記高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器磁性体の周囲に第1の端子と、第2の端子と、第3の端子を有し、一つの端子から入力された高周波信号をこの順で隣接する次の端子から出力する、前記変調器から出力される送信用高周波信号が前記第1の端子に入力されるサーキュレータ該サーキュレータの前記第2の端子に接続されている送受信アンテナ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ている前記分岐器の前記他方の出力端から出力される前記送信用高周波信号と前記送受信アンテナで受信する高周波信号とを混合して中間周波信号を出力端から出力するミキサー該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号の直流成分をコンデンサで遮断して、該コンデンサに直列に接続される抵抗で交流成分を終端する第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、および前記ミキサーの前記出力端と、前記スイッチの入力端と、の間に直列に接続されている交流結合用コンデンサ、を具備するものである。 Third RF transceiver of the present invention, high-frequency oscillator, divider for branching and outputting the high frequency signal outputted from said frequency oscillator and an output terminal and the other output end of the hand for outputting a high frequency signal, modulator for outputting the transmission high-frequency signal by modulating said high-frequency signal outputted from said one output terminal of the branching device, the first terminal around the magnetic body, and a second terminal, the third and a terminal, the circulator where the high-frequency signal inputted from one terminal to the output from the next adjacent terminals in this order, a transmission high-frequency signal output from the modulator is inputted to the first terminal transmission and reception antenna connected to said second terminal of said circulator, said other output terminal of said divider is connected between the third terminal of the circulator, the said divider the other of the output end Wherein the transmission high-frequency signal to be output, a high-frequency signal received by the transmitting and receiving antenna, a mixture of mixer outputs an intermediate frequency signal from the output end, the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer a first line to be output to the subsequent stage, by blocking the DC component of the intermediate frequency signal by a capacitor, alternately switching the second system, the terminating the AC component in the resistor connected in series with the capacitor switch and said output of said mixer, and an input terminal of the switch, the at which you provided an AC coupling capacitor, which are connected in series between.

本発明の第4の高周波送受信器は、高周波信号を出力する高周波発振器該高周波発振器から出力される前記高周波信号を一方の出力端と他方の出力端とに分岐して出力する分岐器、該分岐器の前記一方の出力端から出力される前記高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器該変調器の前記出力端から出力される前記送信用高周波信号を一端側から他端側へ通過させるアイソレータ該アイソレータに接続されている送信アンテナ前記分岐器の前記他方の出力端側の後段回路に接続されている受信アンテナ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ている前記分岐器の前記他方の出力端から出力される高周波信号と前記受信アンテナで受信する高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号の直流成分をコンデンサで遮断して、該コンデンサに直列に接続される抵抗で交流成分を終端する第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、前記ミキサーの前記出力端と、前記スイッチの入力端と、の間に直列に接続されている交流結合用コンデンサ、を具備するものである。 The fourth high-frequency transceiver of the present invention, high-frequency oscillator, divider for branching and outputting the high frequency signal outputted from said frequency oscillator and an output terminal and the other output end of the hand for outputting a high frequency signal, modulator for outputting the transmission high-frequency signal by modulating said high-frequency signal outputted from said one output terminal of the branching device, the transmission high-frequency signal outputted from the output end of the modulator from the one end isolator to only passes to the other end, transmitting antenna connected to said isolator, the splitter of the other output end side of the subsequent circuit to the connected receiving antenna, and the other output terminal of the branching device is connected between said receiving antenna, and a high frequency signal outputted from the other output terminal of the branching device, a high-frequency signal received by the receiving antenna, an intermediate frequency signal by mixing the Forces mixer, a first line for outputting the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer to the subsequent stage, the DC component of the intermediate frequency signal blocking capacitor is connected in series with the capacitor second system and, alternately switches the switch to terminate the alternating current component in that resistor, and the output end of the mixer, the input of the switch, the AC coupling capacitors, which are connected in series between the you provided is also of the.

本発明のレーダ装置は、上記本発明の第1乃至第4のいずれかの高周波送受信器、および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を具備するものである。 Radar device of the present invention, the first to fourth one of the high-frequency transceiver of the present invention, and detects the distance information to detect the object by processing the intermediate frequency signal output from the high-frequency transceiver distance information detector is the well you include a.

本発明の第1および第2の高周波送受信器によれば、該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号を終端する、直流電圧が印加されている終端回路が接続されている第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、および前記ミキサーの前記出力端と前記スイッチの入力端との間に直列に接続されたコンデンサを具備すことから、コンデンサが、ミキサーの出力の直流成分を遮断し、スイッチが第1および第2の系統に交互に切り替わってもスイッチの入力端の直流レベルを安定にする働きをするため、スイッチの出力の直流レベルを安定にすることができ、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルを安定にすることができるので、受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。 According to the first and second high-frequency transceiver of the present invention, a first line for outputting the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer downstream terminates the intermediate-frequency signals, direct current a second system which termination circuit to which a voltage is applied is connected to the switch switches alternately, and a capacitor connected in series between the output end of the mixer and the input terminal of the switch since you provided, capacitor, blocks the DC component of the output of the mixer, because the switch serves to stabilize the DC level of the input terminal of the switch is also switched alternately to the first and second lines, Since the DC level of the switch output can be stabilized, and the signal level other than that due to the intermediate frequency signal that should be received can be stabilized, the reception performance should be improved. It becomes a high-frequency transceiver.

また、本発明の第または第の高周波送受信器によれば、前記終端回路に直流電圧が印加されるときには、例えば変調器に入力されるパルス変調信号のパルス幅とパルス繰り返し周期との比が50%でなかったとしても、終端回路に印加された直流電圧の大きさがスイッチの入力端における直流レベルと同じになるように設定されることにより、その直流レベルによる電流が終端回路に流れることを抑制してスイッチの入力端の直流レベルを安定にする働きをするため、そのようなパルス変調信号を用いたときでもスイッチの第1の系統側の出力の直流レベルを安定にすることができ、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルを安定にすることができるので、そのようなパルス変調信号を用いたときでも受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。 According to the first or second high-frequency transmitter / receiver of the present invention, when a DC voltage is applied to the termination circuit, for example, a ratio between a pulse width of a pulse modulation signal input to the modulator and a pulse repetition period. There even was not 50%, by the magnitude of the DC voltage applied to the termination circuit is set to be the same as the DC level at the input of the switch, current flows due to the DC level of the termination circuit Therefore, even when such a pulse modulation signal is used, the DC level of the output on the first system side of the switch can be stabilized. The signal level other than that due to the intermediate frequency signal that should be received can be stabilized, so that reception performance is improved even when such a pulse modulation signal is used. Preparative the RF transceiver can.

本発明の第3および第4の高周波送受信器によれば、該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号の直流成分をコンデンサで遮断して、該コンデンサに直列に接続される抵抗で交流成分を終端する第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチを具備すことから、スイッチの第2の系統が、ミキサーの出力の直流成分を遮断し、スイッチが第1および第2の系統に交互に切り替わってもスイッチの入力端の直流レベルを安定にする働きをするため、スイッチの第1の系統への出力の直流レベルを安定にすることができ、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルを安定にすることができるので、受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。 According to the third and fourth RF transceiver of the present invention, a first line for outputting the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer to the subsequent stage, the DC component of the intermediate frequency signal capacitor in shut off, the second system and, alternately switches the switch to terminate the alternating current component in resistor connected to the capacitor in series, since you include a, the second system switch, mixer output In order to stabilize the DC level at the input end of the switch even when the switch is alternately switched to the first and second systems, the DC level of the output to the first system of the switch Can be stabilized, and signal levels other than those due to the intermediate frequency signal to be originally received can be stabilized, so that a high-frequency transmitter / receiver capable of improving reception performance can be obtained.

また、本発明の第3または第4の高周波送受信器によれば、前記スイッチの第2の系統は、直列に接続されたコンデンサおよび抵抗を有するときには、コンデンサがミキサーの出力の直流成分を遮断するとともに抵抗がその交流成分を抵抗終端する働きをするため、スイッチが第1および第2の系統に交互に切り替わってもスイッチの入力端の直流レベルをより安定にする働きをするため、スイッチの第1の系統への出力の直流レベルを安定にすることができ、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルをさらに安定にすることができるので、さらに受信性能を高くすることができる高周波送受信器となる。   According to the third or fourth high-frequency transmitter / receiver of the present invention, when the second system of the switch has a capacitor and a resistor connected in series, the capacitor blocks a DC component of the output of the mixer. In addition, the resistor serves to terminate the AC component by resistance, so that even if the switch is alternately switched to the first and second systems, the DC level at the input end of the switch is further stabilized. The DC level of the output to one system can be stabilized, and the signal level other than that due to the intermediate frequency signal to be originally received can be further stabilized, so that the reception performance can be further improved. It becomes a transceiver.

本発明のレーダ装置によれば、上記本発明の第1乃至第のいずれかの高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することから、高周波送受信器の受信性能が高いため、早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探知することができるレーダ装置となる。 According to the radar apparatus of the present invention, the high-frequency transmitter / receiver according to any one of the first to fourth aspects of the present invention and the distance information to the detection object by processing the intermediate frequency signal output from the high-frequency transmitter / receiver. Since the reception performance of the high frequency transmitter / receiver is high, it is possible to detect a detection object quickly and reliably, and also to detect a detection object at a short distance or far away. A radar device capable of

はじめに、本発明の第1〜第4の高周波送受信器およびそれらを用いたレーダ装置について、図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。   First, the 1st-4th high frequency transmitter-receiver of this invention and the radar apparatus using them are demonstrated in detail, referring drawings below.

図1〜図4はそれぞれ本発明の第1〜第4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。また、図5は非放射性誘電体線路の基本的な構成を示す部分破断斜視図である。また、図6は図1および図3に示す高周波送受信器の高周波伝送部の構成を模式的に示す平面図である。また、図7は図2および図4に示す高周波送受信器の高周波伝送部の構成を模式的に示す平面図である。また、図8は図6および図7に示す高周波送受信器の高周波伝送部における半導体素子を実装する基板の例を示す模式的な平面図である。また、図9は高周波送受信器の中間周波信号出力の測定結果の例を示す図であり、(a)は本発明の第3の高周波送受信器の実施例についての中間周波信号出力電圧波形の測定結果の一例を示す線図、(b)はその比較用としての高周波送受信器の中間周波信号出力電圧波形の測定結果の一例を示す線図である。   1 to 4 are block circuit diagrams schematically showing examples of the first to fourth high-frequency transceivers according to the present invention. FIG. 5 is a partially broken perspective view showing the basic configuration of the non-radiative dielectric line. FIG. 6 is a plan view schematically showing the configuration of the high-frequency transmission unit of the high-frequency transceiver shown in FIGS. 1 and 3. FIG. 7 is a plan view schematically showing the configuration of the high-frequency transmission unit of the high-frequency transceiver shown in FIGS. FIG. 8 is a schematic plan view showing an example of a substrate on which a semiconductor element is mounted in the high-frequency transmission section of the high-frequency transceiver shown in FIGS. 6 and 7. FIG. 9 is a diagram showing an example of the measurement result of the intermediate frequency signal output of the high frequency transmitter / receiver, and FIG. 9A shows the measurement of the intermediate frequency signal output voltage waveform for the third high frequency transmitter / receiver embodiment of the present invention. A diagram showing an example of the results, (b) is a diagram showing an example of a measurement result of an intermediate frequency signal output voltage waveform of a high frequency transmitter / receiver for comparison.

図1〜図4において、1は高周波発振器、2は分岐器、3は変調器、4はサーキュレータ、5は送受信アンテナ、6はミキサー、7はスイッチ、8はアイソレータ、9は送信アンテナ、10は受信アンテナ、11は終端回路としての抵抗、12は交流結合コンデンサ、13は直流電圧源、14はチョークインダクタ、15はテブナン終端用の抵抗、16は交流結合コンデンサ、17は増幅器、18はコンデンサ、19は抵抗である。また、2aは入力端、2bは一方の出力端、2cは他方の出力端、3a,8aは入力端、3b,8bは出力端、4aは第1の端子、4bは第2の端子、4cは第3の端子である。   1-4, 1 is a high frequency oscillator, 2 is a branching device, 3 is a modulator, 4 is a circulator, 5 is a transmission / reception antenna, 6 is a mixer, 7 is a switch, 8 is an isolator, 9 is a transmission antenna, and 10 is a transmission antenna. Receiving antenna, 11 is a resistor as a termination circuit, 12 is an AC coupling capacitor, 13 is a DC voltage source, 14 is a choke inductor, 15 is a resistor for the Thevenin termination, 16 is an AC coupling capacitor, 17 is an amplifier, 18 is a capacitor, 19 is resistance. 2a is an input terminal, 2b is one output terminal, 2c is the other output terminal, 3a and 8a are input terminals, 3b and 8b are output terminals, 4a is a first terminal, 4b is a second terminal, and 4c. Is a third terminal.

図5において、51,52は平板導体、53は誘電体線路である。また、図6〜図8において、1は高周波発振器、2は分岐器、3は変調器、4はサーキュレータ、5は送受信アンテナ、6はミキサー、8はアイソレータ、9は送信アンテナ、10は受信アンテナ、21,31は平板導体、22,32は第1の誘電体線路、23,33は第2の誘電体線路、24,34は磁性体としてのフェライト板、25,35は第3の誘電体線路、26,36は第4の誘電体線路、27,37は第5の誘電体線路、28,38a,38bは無反射終端器、39は第6の誘電体線路、40は基板、43は高周波検波用素子、3aは入力端、3bは出力端、24a,34aは第1の端子、24b,34bは第2の端子、24c,34cは第3の端子である。なお、図6および図7において、上側の平板導体は図示していない。   In FIG. 5, 51 and 52 are flat conductors, and 53 is a dielectric line. 6 to 8, 1 is a high-frequency oscillator, 2 is a branching device, 3 is a modulator, 4 is a circulator, 5 is a transmission / reception antenna, 6 is a mixer, 8 is an isolator, 9 is a transmission antenna, and 10 is a reception antenna. 21 and 31 are flat conductors, 22 and 32 are first dielectric lines, 23 and 33 are second dielectric lines, 24 and 34 are ferrite plates as magnetic bodies, and 25 and 35 are third dielectric bodies. Lines 26 and 36 are fourth dielectric lines, 27 and 37 are fifth dielectric lines, 28, 38a and 38b are non-reflective terminators, 39 is a sixth dielectric line, 40 is a substrate, 43 is A high-frequency detection element, 3a is an input terminal, 3b is an output terminal, 24a and 34a are first terminals, 24b and 34b are second terminals, and 24c and 34c are third terminals. 6 and 7, the upper flat conductor is not shown.

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1に示すように、高周波信号を発生する高周波発振器1と、この高周波発振器1に接続された、その高周波信号を分岐して一方の出力端2bと他方の出力端2cとに出力する分岐器2と、一方の出力端2bに接続された、この一方の出力端2bに分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器3と、磁性体の周囲に第1の端子4a,第2の端子4bおよび第3の端子4c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3の出力が第1の端子4aに入力されるサーキュレータ4と、このサーキュレータ4の第2の端子4bに接続された送受信アンテナ5と、分岐器2の他方の出力端2cとサーキュレータ4の第3の端子4cとの間に接続された、他方の出力端2cに分岐された高周波信号と送受信アンテナ5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6と、このミキサー6の出力端6aに接続された、中間周波信号を後段に出力する第1の系統S1および中間周波信号を終端する終端回路としての抵抗11が接続された第2の系統S2に交互に切り替えるスイッチ7と、ミキサー6の出力端6aとスイッチ7の入力端7aとの間に直列に接続された交流結合コンデンサ12とを備えている構成である。   As shown in FIG. 1, an example of an embodiment of a first high-frequency transceiver according to the present invention is a high-frequency oscillator 1 that generates a high-frequency signal, and the high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator 1 is branched. A branching device 2 that outputs to one output terminal 2b and the other output terminal 2c, and a high-frequency signal for transmission by modulating a high-frequency signal that is connected to one output terminal 2b and branched to the one output terminal 2b And a first terminal 4a, a second terminal 4b, and a third terminal 4c around the magnetic material, and the adjacent high-frequency signal input from one terminal in this order A circulator 4 to which the output of the modulator 3 is input to the first terminal 4a, a transmission / reception antenna 5 connected to the second terminal 4b of the circulator 4, and the other output terminal of the branching device 2 2c and the third of the circulator 4 A mixer 6 connected between the terminal 4 c and the high-frequency signal branched to the other output end 2 c and the high-frequency signal received by the transmission / reception antenna 5 to output an intermediate frequency signal, and an output of the mixer 6 A switch 7 connected alternately to the first system S1 connected to the end 6a for outputting the intermediate frequency signal to the subsequent stage and the second system S2 connected to the resistor 11 as a termination circuit for terminating the intermediate frequency signal; In this configuration, an AC coupling capacitor 12 connected in series is provided between the output terminal 6 a of the mixer 6 and the input terminal 7 a of the switch 7.

また、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2に示すように、高周波信号を発生する高周波発振器1と、この高周波発振器1に接続された、高周波信号を分岐して一方の出力端2bと他方の出力端2cとに出力する分岐器2と、一方の出力端2bに接続された、この一方の出力端2bに分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器3と、この変調器3の出力端3bに一端8aが接続された、この一端8a側から他端8b側へ送信用高周波信号を通過させるアイソレータ8と、このアイソレータ8に接続された送信アンテナ9と、分岐器2の他方の出力端2c側に接続された受信アンテナ10と、分岐器2の他方の出力端2cと受信アンテナ10との間に接続された、他方の出力端2cに分岐された高周波信号と受信アンテナ10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6と、このミキサー6の出力端6aに接続された、中間周波信号を後段に出力する第1の系統S1および中間周波信号を終端する終端回路としての抵抗11が接続された第2の系統S2に交互に切り替えるスイッチ7と、ミキサー6の出力端6aとスイッチ7の入力端7aとの間に直列に接続された交流結合コンデンサ12とを備えている構成である。   In addition, as shown in FIG. 2, the second embodiment of the second high-frequency transceiver of the present invention branches a high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator 1 and a high-frequency oscillator 1 that generates a high-frequency signal. A branching device 2 that outputs to one output end 2b and the other output end 2c, and a high-frequency signal for transmission by modulating a high-frequency signal connected to one output end 2b and branched to the one output end 2b. A modulator 3 that outputs a signal, an isolator 8 that has one end 8 a connected to the output end 3 b of the modulator 3, and transmits a high-frequency signal for transmission from the one end 8 a side to the other end 8 b side. The connected transmitting antenna 9, the receiving antenna 10 connected to the other output terminal 2c side of the branching device 2, and the other output terminal 2c connected to the other output terminal 2c of the branching device 2 and the receiving antenna 10. High frequency branched to output 2c A mixer 6 that mixes the signal and the high-frequency signal received by the receiving antenna 10 to output an intermediate frequency signal, and a first system S1 that is connected to the output terminal 6a of the mixer 6 and outputs the intermediate frequency signal to the subsequent stage. In addition, a switch 7 that switches alternately to the second system S2 to which a resistor 11 serving as a termination circuit for terminating the intermediate frequency signal is connected, and an output terminal 6a of the mixer 6 and an input terminal 7a of the switch 7 are connected in series. The AC coupling capacitor 12 is provided.

上記構成において、スイッチ7および抵抗11は、パルス化された送信用高周波信号の送信前後で、その送信用高周波信号の出力状態が不安定な時には第2の系統S2側に閉状態となって中間周波信号を抵抗11で終端し、その出力状態が安定してから第1の系統S1側に閉状態となって中間周波信号を後段の受信回路へ通過させるように動作する。また、交流結合コンデンサ12は、ミキサー6の出力端6aとスイッチ7の入力端7aとを交流結合するためのものであり、これにより、スイッチ7の入力端7aにおける直流レベルを、ミキサー6の出力端6aの直流レベルとは独立に一定にする働きをする。具体的にスイッチ7としては、SPDT(Single Port Double Throw;シングル・ポート・ダブル・スロウ)と呼ばれる単極二系統のスイッチである例えばCMOSやGaAs等の半導体スイッチを用いればよい。また、スイッチ7として、アナログIC、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ(FET)、メカニカルスイッチまたはMEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ)スイッチ等を用いても構わない。   In the above configuration, the switch 7 and the resistor 11 are closed to the second system S2 side before and after the transmission of the pulsed transmission high-frequency signal and the output state of the transmission high-frequency signal is unstable. The frequency signal is terminated by the resistor 11, and after the output state is stabilized, the frequency signal is closed to the first system S1 side so that the intermediate frequency signal passes through the receiving circuit at the subsequent stage. The AC coupling capacitor 12 is for AC coupling the output terminal 6 a of the mixer 6 and the input terminal 7 a of the switch 7, whereby the DC level at the input terminal 7 a of the switch 7 is changed to the output of the mixer 6. It functions to be constant independently of the DC level of the end 6a. Specifically, the switch 7 may be a semiconductor switch such as CMOS or GaAs, which is a single-pole double-system switch called SPDT (Single Port Double Throw). Further, as the switch 7, an analog IC, a bipolar transistor, a field effect transistor (FET), a mechanical switch, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) switch, or the like may be used.

図1および図2に示す本発明の高周波送受信器の実施の形態の例は、上記のようなスイッチ7、抵抗11および交流結合コンデンサ12の働きにより、図10に示す高周波送受信器と同様にパルス変調器3から出力された送信用高周波信号の一部がサーキュレータ4の第1の端子4aおよび第3の端子4cから漏洩し、その漏洩した高周波信号に対応するミキサー6から出力される不要な信号を遮断して、その遮断した不要な信号を適切に終端させることができる。しかしながら、本発明の高周波送受信器においては、ミキサー6の出力端6aとスイッチ7の入力端7aとの間に接続された交流結合コンデンサ12により、スイッチ7が第1および第2の系統S1,S2に交互に切り替わってもスイッチ7の入力端7aの直流レベルを安定にすることができるため、スイッチ7の第1の系統S1側の出力端の直流レベルを安定にすることができ、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルを安定にすることができるので、受信性能を高くすることができる。   The example of the embodiment of the high frequency transmitter / receiver of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is the same as that of the high frequency transmitter / receiver shown in FIG. 10 by the functions of the switch 7, the resistor 11 and the AC coupling capacitor 12. A part of the transmission high-frequency signal output from the modulator 3 leaks from the first terminal 4a and the third terminal 4c of the circulator 4, and an unnecessary signal output from the mixer 6 corresponding to the leaked high-frequency signal. And the unnecessary signal thus blocked can be appropriately terminated. However, in the high frequency transmitter / receiver of the present invention, the switch 7 is connected to the first and second systems S1 and S2 by the AC coupling capacitor 12 connected between the output terminal 6a of the mixer 6 and the input terminal 7a of the switch 7. Since the DC level of the input terminal 7a of the switch 7 can be stabilized even when the switch 7 is alternately switched, the DC level of the output terminal on the first system S1 side of the switch 7 can be stabilized and received originally. Since signal levels other than those due to power intermediate frequency signals can be stabilized, reception performance can be enhanced.

また、本発明の第1および第2の高周波送受信器の実施の形態の例は、それぞれ図1および図2に示すように、好ましい構成として、終端回路としての抵抗11に直流電圧を印加する直流電圧源13を、チョークインダクタ14および抵抗15を介して接続している。   In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, respectively, the first and second embodiments of the first and second high-frequency transceivers according to the present invention have a preferred configuration in which a DC voltage is applied to a resistor 11 as a termination circuit. A voltage source 13 is connected via a choke inductor 14 and a resistor 15.

この構成において、抵抗11に近い側から順にチョークインダクタ14,抵抗15,直流電圧源13を接続すればよい。このようにすれば、チョークインダクタ14を境に、抵抗11側の直流および交流の回路と、抵抗15側の直流のみの回路とに分離することができ、スイッチ7の入力端7aの直流レベルを抵抗11および抵抗15の抵抗値の比で制御することができるとともに、第2の系統S2側に入力される信号の交流成分を抵抗11で終端することができる。   In this configuration, the choke inductor 14, the resistor 15, and the DC voltage source 13 may be connected in order from the side closer to the resistor 11. In this way, the DC and AC circuits on the resistor 11 side and the DC-only circuit on the resistor 15 side can be separated from the choke inductor 14 as a boundary, and the DC level of the input terminal 7a of the switch 7 can be reduced. It can be controlled by the ratio of the resistance values of the resistor 11 and the resistor 15, and the AC component of the signal input to the second system S2 side can be terminated by the resistor 11.

このような終端方法は、例えば変調器3に入力されるパルス変調信号のパルス幅とパルス繰り返し周期との比が50%でないようなときに特に有効である。すなわち、そのようなパルス変調信号を用いるときには、交流結合用コンデンサ12から出力される信号の直流レベルがゼロ(0)とはならないから、スイッチ7を第2の系統S2側に閉じたときに抵抗11にその直流レベルに応じた直流電流が流れてしまい、その直流レベルを安定に維持することができなくなるが、上記構成によれば、抵抗11のスイッチ7側の電圧を、スイッチ7が第1の系統S1側に閉状態となっているときに、交流結合用コンデンサ12から出力される信号の直流レベルに合うように直流電圧源13の電圧ならびに抵抗11および抵抗15の抵抗値の比を設定することにより、交流結合用コンデンサ12から出力される信号の直流レベルによる電流が抵抗11に流れることを抑制してスイッチ7の入力端7aの直流レベルを安定にすることができるため、そのようなパルス変調信号を用いたときでもスイッチ7の第1の系統S1側の出力の直流レベルを安定にすることができ、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルを安定にすることができるので、そのようなパルス変調信号を用いたときでも受信性能を高くすることができる。   Such a termination method is particularly effective when, for example, the ratio between the pulse width of the pulse modulation signal input to the modulator 3 and the pulse repetition period is not 50%. That is, when such a pulse modulation signal is used, since the DC level of the signal output from the AC coupling capacitor 12 does not become zero (0), the resistance when the switch 7 is closed to the second system S2 side. The DC current corresponding to the DC level flows through 11 and the DC level cannot be stably maintained. However, according to the above configuration, the voltage on the switch 7 side of the resistor 11 is changed to the first level. Set the voltage of the DC voltage source 13 and the ratio of the resistance values of the resistors 11 and 15 to match the DC level of the signal output from the AC coupling capacitor 12 when the circuit S1 is closed. By doing so, it is possible to suppress the current due to the DC level of the signal output from the AC coupling capacitor 12 from flowing through the resistor 11, and to stabilize the DC level of the input terminal 7a of the switch 7. Therefore, even when such a pulse modulation signal is used, the DC level of the output on the first system S1 side of the switch 7 can be stabilized, and the signal level other than that due to the intermediate frequency signal to be originally received can be set. Since it can be stabilized, reception performance can be improved even when such a pulse modulation signal is used.

次に、本発明の第3の高周波送受信器の実施の形態の一例は、図3に示すように、高周波信号を発生する高周波発振器1と、この高周波発振器1に接続された、高周波信号を分岐して一方の出力端2bと他方の出力端2cとに出力する分岐器2と、一方の出力端2bに接続された、この一方の出力端2bに分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器3と、磁性体の周囲に第1の端子4a,第2の端子4bおよび第3の端子4c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3の出力が第1の端子4aに入力されるサーキュレータ4と、このサーキュレータ4の第2の端子4bに接続された送受信アンテナ5と、分岐器2の他方の出力端2cとサーキュレータの第3の端子4cとの間に接続された、他方の出力端2cに分岐された高周波信号と送受信アンテナ5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6と、このミキサー6の出力端6aに接続された、中間周波信号を後段に出力する第1の系統S1および中間周波信号の直流成分を遮断し交流成分を終端する第2の系統S2に交互に切り替えるスイッチ7とを備えている構成である。   Next, as shown in FIG. 3, the third embodiment of the third high-frequency transceiver of the present invention branches a high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator 1 and a high-frequency oscillator 1 that generates a high-frequency signal. Then, a branching device 2 that outputs to one output terminal 2b and the other output terminal 2c, and a high-frequency signal that is connected to one output terminal 2b and that is branched to this one output terminal 2b are modulated and transmitted. A modulator 3 that outputs a high-frequency signal, and a first terminal 4a, a second terminal 4b, and a third terminal 4c around the magnetic body, and adjacent high-frequency signals input from one terminal in this order. The circulator 4 that outputs from the next terminal and the output of the modulator 3 is input to the first terminal 4a, the transmission / reception antenna 5 connected to the second terminal 4b of the circulator 4, and the other of the branching device 2 Output terminal 2c and circulator third A mixer 6 connected between the terminal 4 c and the high-frequency signal branched to the other output end 2 c and the high-frequency signal received by the transmission / reception antenna 5 to output an intermediate frequency signal, and an output of the mixer 6 A first system S1 connected to the end 6a for outputting the intermediate frequency signal to the subsequent stage, and a switch 7 for alternately switching to the second system S2 for blocking the DC component of the intermediate frequency signal and terminating the AC component. It is the composition which is.

また、本発明の第4の高周波送受信器の実施の形態の一例は、図4に示すように、高周波信号を発生する高周波発振器1と、この高周波発振器1に接続された、高周波信号を分岐して一方の出力端2bと他方の出力端2cとに出力する分岐器2と、一方の出力端2bに接続された、この一方の出力端2bに分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器3と、この変調器3の出力端3bに一端8aが接続された、この一端8a側から他端8b側へ送信用高周波信号を通過させるアイソレータ8と、このアイソレータ8に接続された送信アンテナ9と、分岐器2の他方の出力端2c側に接続された受信アンテナ10と、分岐器2の他方の出力端2cと受信アンテナ10との間に接続された、他方の出力端2cに分岐された高周波信号と受信アンテナ10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6と、このミキサー6の出力端6aに接続された、中間周波信号を後段に出力する第1の系統S1および中間周波信号の直流成分を遮断し交流成分を終端する第2の系統S2に交互に切り替えるスイッチ7とを備えている構成である。   In addition, as shown in FIG. 4, the fourth embodiment of the fourth high-frequency transceiver of the present invention branches a high-frequency signal connected to the high-frequency oscillator 1 and a high-frequency oscillator 1 that generates a high-frequency signal. A branching device 2 that outputs to one output end 2b and the other output end 2c, and a high-frequency signal for transmission by modulating a high-frequency signal connected to one output end 2b and branched to the one output end 2b. A modulator 3 that outputs a signal, an isolator 8 that has one end 8 a connected to the output end 3 b of the modulator 3, and transmits a high-frequency signal for transmission from the one end 8 a side to the other end 8 b side. The connected transmitting antenna 9, the receiving antenna 10 connected to the other output terminal 2c side of the branching device 2, and the other output terminal 2c connected to the other output terminal 2c of the branching device 2 and the receiving antenna 10. High frequency branched to output 2c A mixer 6 that mixes the signal and the high-frequency signal received by the receiving antenna 10 to output an intermediate frequency signal, and a first system S1 that is connected to the output terminal 6a of the mixer 6 and outputs the intermediate frequency signal to the subsequent stage. And a switch 7 that alternately switches to the second system S2 that blocks the DC component of the intermediate frequency signal and terminates the AC component.

上記構成において、スイッチ7は、パルス化された送信用高周波信号の送信前後で、その送信用高周波信号の出力状態が不安定な時には第2の系統S2側に閉状態となって中間周波信号をその直流成分は遮断し交流成分は終端して、その出力状態が安定してから第1の系統S1側に閉状態となって中間周波信号を後段の受信回路へ通過させるように動作する。また、交流結合コンデンサ12は、ミキサー6の出力端6aとスイッチ7の入力端7aとを交流結合するためのものであり、これにより、スイッチ7の入力端7aにおける直流レベルを、ミキサー6の出力端6aの直流レベルとは独立に一定にする働きをする。具体的にスイッチ7としては、上記図1または図2に示す高周波送受信器と同様にSPDT(Single Port Double Throw;シングル・ポート・ダブル・スロウ)と呼ばれる単極二系統のスイッチを用いればよい。また、スイッチ7として、アナログIC、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ(FET)、メカニカルスイッチまたはMEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ)スイッチ等を用いても構わない。   In the above configuration, the switch 7 is closed on the second system S2 side and outputs the intermediate frequency signal before and after the transmission of the pulsed high frequency signal for transmission, when the output state of the high frequency signal for transmission is unstable. The direct current component is cut off and the alternating current component is terminated. After the output state is stabilized, the direct current component is closed to the first system S1 side so that the intermediate frequency signal passes through the receiving circuit at the subsequent stage. The AC coupling capacitor 12 is for AC coupling the output terminal 6 a of the mixer 6 and the input terminal 7 a of the switch 7, whereby the DC level at the input terminal 7 a of the switch 7 is changed to the output of the mixer 6. It functions to be constant independently of the DC level of the end 6a. Specifically, as the switch 7, a single-pole double-system switch called SPDT (Single Port Double Throw) may be used as in the high-frequency transceiver shown in FIG. Further, as the switch 7, an analog IC, a bipolar transistor, a field effect transistor (FET), a mechanical switch, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) switch, or the like may be used.

また、本発明の第3および第4の高周波送受信器の実施の形態の例は、それぞれ図3および図4に示すように、好ましい構成として、スイッチ7は、第2の系統S2にコンデンサ18および抵抗19が直列に接続されている。 Further, in the third and fourth high-frequency transceiver embodiments of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, respectively, as a preferable configuration, the switch 7 includes a capacitor 18 and a second system S2. A resistor 19 is connected in series.

このようにスイッチ7の第2の系統S2を開放終端とするかまたはコンデンサ18を接続することにより、その開放終端またはコンデンサ18はスイッチ7が第2の系統S2側に閉状態となっているときに直流電流を遮断するため、スイッチ7の入力端7aの直流レベルを安定にする働きをする。また、第2の系統S2にコンデンサ18および抵抗19が直列に接続されている場合には、スイッチ7の第2の系統S2を通る信号のうち直流成分は抵抗19側に通さず交流成分のみを抵抗19で抵抗終端し、スイッチ7の第2の系統S2から交流結合コンデンサ12側への反射を抑制することができるため、そのような反射がミキサー6の出力端6aから出力される信号の波形に悪影響を及ぼさないようにすることができる利点がある。なお、そのような反射がミキサー6側で吸収される等により出力端6aから出力される信号の波形に悪影響が及ばないときには、必ずしもスイッチ7の第2の系統S2にコンデンサ18および抵抗19を接続する必要はなくて、第2の系統S2が開放終端でも構わない。この場合には、スイッチ7としてSPDTスイッチの代わりに単極1系統であるSPST(Single Pole Single Throw;シングル・ポール・シングル・スロウ)スイッチを用い、第2の系統S2の終端がスイッチ7の外部に現れないようにしても電気的には変わりはないが、本発明の第3および第4の高周波送受信器のように第2の系統S2の終端がスイッチ7の外側に出るようにすれば、例えばミキサー6から出力される信号波形等に応じて適当な終端回路を第2の系統S2に接続することができるので、様々な用途の送受信に対応することができるものとなる。 In this way, when the second system S2 of the switch 7 is set to the open end or the capacitor 18 is connected, the open end or the capacitor 18 is when the switch 7 is in the closed state on the second system S2 side. In order to cut off the direct current, the DC level of the input terminal 7a of the switch 7 is stabilized. Further, when the capacitor 18 and the resistor 19 are connected in series to the second system S2, the DC component of the signal passing through the second system S2 of the switch 7 does not pass through the resistor 19 side, but only the AC component. Since the resistance is terminated by the resistor 19 and the reflection from the second system S2 of the switch 7 to the AC coupling capacitor 12 side can be suppressed, the waveform of the signal output from the output terminal 6a of the mixer 6 is reflected. There is an advantage that can be prevented from adversely affecting. When such a reflection is absorbed on the mixer 6 side and the waveform of the signal output from the output terminal 6a is not adversely affected, the capacitor 18 and the resistor 19 are not necessarily connected to the second system S2 of the switch 7. The second system S2 may be an open end. In this case, instead of the SPDT switch, an SPST (Single Pole Single Throw) switch which is a single pole system is used as the switch 7, and the termination of the second system S 2 is external to the switch 7. However, if the second system S2 is terminated at the outside of the switch 7 as in the third and fourth high-frequency transceivers of the present invention, For example, an appropriate termination circuit can be connected to the second system S2 in accordance with the signal waveform output from the mixer 6, so that transmission / reception for various purposes can be supported.

図3および図4にそれぞれ示す本発明の第3および第4の高周波送受信器の実施の形態の例は、上記構成とすることから、スイッチ7の第2の系統S2が、ミキサー6の出力の直流成分を遮断し、スイッチ7が第1および第2の系統S1,S2に交互に切り替わってもスイッチ7の入力端7aの直流レベルを安定にする働きをするため、スイッチ7の出力の直流レベルを安定にすることができ、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルを安定にすることができるので、受信性能を高くすることができる。また、スイッチ7の第2の系統S2が直列に接続されたコンデンサ18および抵抗19を有するときには、コンデンサ18がミキサー6の出力の直流成分を遮断するとともに抵抗19がその交流成分を抵抗終端する働きをするため、スイッチ7が第1および第2の系統S1,S2に交互に切り替わってもスイッチ7の入力端7aの直流レベルをより安定にする働きをするため、スイッチ7の第1の系統S1への出力の直流レベルを安定にすることができ、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルをさらに安定にすることができるので、さらに受信性能を高くすることができる。 The third and fourth high-frequency transmitter / receiver embodiments of the present invention shown in FIGS. 3 and 4 have the above-described configuration, so that the second system S2 of the switch 7 Since the DC component is cut off and the switch 7 is alternately switched to the first and second systems S1 and S2, it functions to stabilize the DC level of the input terminal 7a of the switch 7. Since the signal level other than that due to the intermediate frequency signal that should be received can be stabilized, the reception performance can be improved. Further, when the second system S2 of the switch 7 has the capacitor 18 and the resistor 19 connected in series, the capacitor 18 cuts off the DC component of the output of the mixer 6 and the resistor 19 works to terminate the AC component. Therefore, even if the switch 7 is alternately switched to the first and second systems S1 and S2, the DC level of the input terminal 7a of the switch 7 is made more stable, so that the first system S1 of the switch 7 The DC level of the output to the can be stabilized, and the signal level other than that due to the intermediate frequency signal to be originally received can be further stabilized, so that the reception performance can be further enhanced.

なお、本発明の第1、第2、第3および第4の高周波送受信器の実施の形態の例は、それぞれ図1、図2、図3および図4に示すように、好ましい構成として、スイッチ7の第1の系統S1側の出力端に交流結合コンデンサ16を介して増幅器17を接続している。また、増幅器17にはゲインを時間的に制御するゲイン制御回路を設けるのが望ましい。この構成により、交流結合コンデンサ16により増幅器17はスイッチ7側の直流レベルを変動させることなく適当な入力端の直流レベルを設定することができ、また、増幅器17は中間周波信号の信号強度の時間的推移に応じてゲインを時間的に大きくしたり小さくしたりして中間周波信号を受信しやすい適当な受信レベルにまで増幅するため、送信相手もしくはレーダ探知の探知対象物までの距離が変わってアンテナでの受信レベルが変わっても受信しやすい受信レベルにすることができるので、近距離から遠距離まで広い範囲で送受信することができるものとなる。   The first, second, third and fourth high-frequency transmitter / receiver embodiments of the present invention are shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. An amplifier 17 is connected to the output terminal on the first system S1 side of 7 through an AC coupling capacitor 16. The amplifier 17 is preferably provided with a gain control circuit for controlling the gain in terms of time. With this configuration, the AC coupling capacitor 16 allows the amplifier 17 to set an appropriate DC level at the input terminal without changing the DC level on the switch 7 side. In order to amplify the gain to an appropriate reception level that makes it easy to receive the intermediate frequency signal by increasing or decreasing the gain with time, the distance to the transmission partner or radar detection object changes. Even if the reception level at the antenna changes, the reception level can be easily received, so that transmission / reception can be performed in a wide range from a short distance to a long distance.

また、本発明の第1、第2、第3および第4の高周波送受信器の実施の形態の例は、具体的には、ミリ波帯の高周波信号を送受信する高周波送受信器として例示するならば、そのミリ波帯の高周波信号を伝送するミリ波信号伝送部M1,M2において、高周波用伝送線路として非放射性誘電体線路を用いるとよい。   In addition, the first, second, third, and fourth high-frequency transmitter / receiver embodiments of the present invention are specifically exemplified as high-frequency transmitters / receivers that transmit and receive millimeter-wave band high-frequency signals. In the millimeter wave signal transmission units M1 and M2 for transmitting the millimeter wave band high frequency signal, a nonradiative dielectric line may be used as the high frequency transmission line.

その非放射性誘電体線路の基本的な構成は、図5に部分破断斜視図で示すように、所定の間隔aをもって平行配置された平行平板導体51,52の間に、断面形状が長方形等の矩形状の誘電体線路53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53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53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。   As shown in a partially broken perspective view in FIG. 5, the basic configuration of the non-radiative dielectric line is such that the cross-sectional shape is rectangular between parallel plate conductors 51 and 52 arranged in parallel with a predetermined interval a. If the interval a is a ≦ λ / 2 with respect to the wavelength λ of the high-frequency signal, the intrusion of noise from the outside to the dielectric line 53 is eliminated. The high frequency signal can be efficiently propagated in the dielectric line 53 without radiating the high frequency signal to the outside. The wavelength λ of the high frequency signal is a wavelength in the air (free space) at the operating frequency.

すなわち、図1および図3のそれぞれにブロック回路図で示す本発明の第1および第3の高周波送受信器の実施の形態の例におけるミリ波伝送部M1は、図6に平面図で示すように、高周波信号の波長の2分の1以下の間隔で平行に配置された平板導体21(他方の平板導体は図示していない。)間に、第1の誘電体線路22の一端が接続された、高周波ダイオードから出力された高周波信号を周波数変調するとともに高周波信号として第1の誘電体線路22を伝搬させて出力する高周波発振器1と、第1の誘電体線路22の他端に接続された、その高周波信号をパルス信号に応じて入力端3a側に反射するかまたは出力端3b側に透過させる変調器3と、変調器3の出力端3bに一端が接続された第2の誘電体線路23と、平板導体21に平行に配設されたフェライト板24の周縁部に、それぞれ高周波信号の入出力端子とされた第1の端子24a,第2の端子24bおよび第3の端子24cを有し、この順に一つの端子から入力された高周波信号を隣接する次の端子より出力する、第1の端子24aが第2の誘電体線路23の他端に接続されたサーキュレータ4と、サーキュレータ4のフェライト板24の周縁部に放射状に配置され、かつ第2の端子24bおよび第3の端子24cにそれぞれの一端が接続された第3の誘電体線路25および第4の誘電体線路26と、第3の誘電体線路25の他端に接続された送受信アンテナ5と、中途を第1の誘電体線路22の中途に近接もしくは接合させた、第1の誘電体線路22を伝搬する高周波信号の一部を分岐して伝搬させる第5の誘電体線路27と、第5の誘電体線路27の高周波発振器1側の一端に接続された無反射終端器28と、第4の誘電体線路26の他端と第5の誘電体線路27の他端との間に接続された、第5の誘電体線路27から入力される高周波信号と送受信アンテナ5で受信してサーキュレータ4から入力される高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6とを備えている構成とすればよい。なお、第1の誘電体線路22と第5の誘電体線路27とを近接もしくは接合させた部分が分岐器2を構成している。なお、第1の端子24a,第2の端子24b,第3の端子24cは、それぞれ図1および図3における第1の端子4a,第2の端子4b,第3の端子4cに対応している。   That is, the millimeter wave transmission unit M1 in the first and third embodiments of the present invention shown in the block circuit diagrams in FIG. 1 and FIG. One end of the first dielectric line 22 is connected between the flat conductors 21 (the other flat conductor is not shown) arranged in parallel at intervals of one half or less of the wavelength of the high frequency signal. The high-frequency oscillator 1 that modulates the frequency of the high-frequency signal output from the high-frequency diode and propagates and outputs the high-frequency signal through the first dielectric line 22 and the other end of the first dielectric line 22 are connected. A modulator 3 that reflects the high-frequency signal to the input end 3a side or transmits to the output end 3b side according to the pulse signal, and a second dielectric line 23 having one end connected to the output end 3b of the modulator 3 And parallel to the flat conductor 21 A high-frequency signal input from one terminal in this order has a first terminal 24a, a second terminal 24b, and a third terminal 24c, which are input / output terminals for a high-frequency signal, at the periphery of the ferrite plate 24, respectively. The first terminal 24a is connected to the other end of the second dielectric line 23, and is arranged radially on the periphery of the ferrite plate 24 of the circulator 4, and A third dielectric line 25 and a fourth dielectric line 26 having one ends connected to the second terminal 24b and the third terminal 24c, respectively, and the other end of the third dielectric line 25. A fifth dielectric line that branches and propagates a part of the high-frequency signal that propagates through the first dielectric line 22, which is close to or joined to the middle of the first dielectric line 22, with the transmission / reception antenna 5. 27 and one of the fifth dielectric line 27 on the high frequency oscillator 1 side Input from a non-reflective terminator 28 connected to the end and a fifth dielectric line 27 connected between the other end of the fourth dielectric line 26 and the other end of the fifth dielectric line 27 What is necessary is just to set it as the structure provided with the mixer 6 which mixes the high frequency signal received by the transmission / reception antenna 5, and the high frequency signal input from the circulator 4 and outputs an intermediate frequency signal. Note that the branching device 2 is constituted by a portion where the first dielectric line 22 and the fifth dielectric line 27 are close to each other or joined together. The first terminal 24a, the second terminal 24b, and the third terminal 24c correspond to the first terminal 4a, the second terminal 4b, and the third terminal 4c in FIGS. 1 and 3, respectively. .

また、図2および図4のそれぞれにブロック回路図で示す本発明の第2および第4の高周波送受信器の実施の形態の例におけるミリ波伝送部M2は、図7に平面図で示すように、高周波信号の波長の2分の1以下の間隔で平行に配置された平板導体31(他方の平板導体は図示していない。)間に、第1の誘電体線路32の一端が接続された、高周波ダイオードから出力された高周波信号を周波数変調するとともに第1の誘電体線路32を伝搬させて出力する高周波発振器1と、第1の誘電体線路32の他端に接続された、その高周波信号をパルス信号に応じて入力端3a側に反射するかまたは出力端3b側に透過させる変調器3と、変調器3の出力端3bに一端が接続された第2の誘電体線路33と、平板導体31に平行に配設されたフェライト板34の周縁部に、それぞれ高周波信号の入出力端子とされた第1の端子34a,第2の端子34bおよび第3の端子34c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、第1の端子34aが第2の誘電体線路33の他端に接続されたサーキュレータ4と、サーキュレータ4のフェライト板34の周縁部に放射状に配置され、かつ第2の端子34bおよび第3の端子34cにそれぞれの一端が接続された第3の誘電体線路35および第4の誘電体線路36と、第3の誘電体線路35の他端に接続された送信アンテナ9と、中途を第1の誘電体線路32の中途に近接もしくは接合させた、第1の誘電体線路32を伝搬する高周波信号の一部を分岐して伝搬させる第5の誘電体線路37と、第4の誘電体線路36の他端に接続された無反射終端器38aと、第5の誘電体線路37の高周波発振器1側の一端に接続された無反射終端器38bと、一端が受信アンテナ10に接続された第6の誘電体線路39と、第5の誘電体線路37の他端と第6の誘電体線路39の他端との間に接続された、第5の誘電体線路37から入力される高周波信号と受信アンテナ10で受信して第6の誘電体線路39から入力される高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー6とを備えている構成とすればよい。なお、第1の誘電体線路32および第5の誘電体線路37は、それらの近接部もしくは接合部において分岐器2を構成している。なお、第1の端子34a,第2の端子34b,第3の端子34cは、それぞれ図2および図4における第1の端子4a,第2の端子4b,第3の端子4cに対応している。   In addition, the millimeter wave transmission unit M2 in the example of the second and fourth high-frequency transmitter / receivers of the present invention shown in the block circuit diagrams in FIG. 2 and FIG. 4, respectively, as shown in the plan view of FIG. One end of the first dielectric line 32 is connected between the flat conductors 31 (the other flat conductor is not shown) arranged in parallel with an interval of one half or less of the wavelength of the high frequency signal. The high-frequency oscillator 1 that modulates the frequency of the high-frequency signal output from the high-frequency diode and propagates it through the first dielectric line 32, and the high-frequency signal connected to the other end of the first dielectric line 32 Is reflected to the input end 3a side or transmitted to the output end 3b side according to the pulse signal, the second dielectric line 33 having one end connected to the output end 3b of the modulator 3, and a flat plate Perimeter of ferrite plate 34 arranged parallel to conductor 31 The first terminal 34a, the second terminal 34b, and the third terminal 34c, each of which is an input / output terminal for a high-frequency signal, and the next terminal adjacent to the high-frequency signal input from one terminal in this order. The circulator 4 in which the first terminal 34a is connected to the other end of the second dielectric line 33, and is arranged radially on the periphery of the ferrite plate 34 of the circulator 4, and the second terminal 34b and A third dielectric line 35 and a fourth dielectric line 36 each having one end connected to the third terminal 34c; a transmitting antenna 9 connected to the other end of the third dielectric line 35; , A fifth dielectric line 37 for branching and propagating a part of the high-frequency signal propagating in the first dielectric line 32, which is close to or joined to the middle of the first dielectric line 32; A non-reflective terminator 38a connected to the other end of the dielectric line 36; A non-reflective terminator 38b connected to one end of the electric line 37 on the high frequency oscillator 1 side, a sixth dielectric line 39 having one end connected to the receiving antenna 10, and the other end of the fifth dielectric line 37 And the other end of the sixth dielectric line 39, the high frequency signal input from the fifth dielectric line 37 and the reception antenna 10 are received and input from the sixth dielectric line 39. What is necessary is just to set it as the structure provided with the mixer 6 which mixes the high frequency signal which outputs and outputs an intermediate frequency signal. Note that the first dielectric line 32 and the fifth dielectric line 37 constitute the branching device 2 in the proximity portion or the junction portion thereof. The first terminal 34a, the second terminal 34b, and the third terminal 34c correspond to the first terminal 4a, the second terminal 4b, and the third terminal 4c in FIGS. 2 and 4, respectively. .

また、上記各構成において、変調器3は、図8に斜視図で示すように、基板40の表面に形成されたチョーク型バイアス供給線路41の途中の途切れた部位に形成された接続端子42に高周波変調用素子としての半導体素子43を接続した高周波変調部を、第1の誘電体線路22,32と第2の誘電体線路23,33との間に、第1の誘電体線路22,32から出力される高周波信号が半導体素子43に入射するように挿入すればよい。   In each of the above-described configurations, the modulator 3 is connected to the connection terminal 42 formed at a part of the choke-type bias supply line 41 formed on the surface of the substrate 40 as shown in a perspective view in FIG. A high-frequency modulation unit connected with a semiconductor element 43 as a high-frequency modulation element is connected between the first dielectric lines 22 and 32 and the second dielectric lines 23 and 33. Is inserted so that the high-frequency signal output from the semiconductor element 43 enters the semiconductor element 43.

また、変調器3は、半導体素子43としてIII−V族化合物半導体を含む材料から成る半導体素子を用いるとよい。III−V族化合物半導体を含む材料としては、砒化ガリウム(GaAs)、インジウム・燐(InP)およびインジウム・アンチモン(InSb)の他、砒化ガリウム(GaAs)にインジウム(In)もしくはアルミニウム(Al)を含んだ砒化インジウム・ガリウム(InGaAs)、砒化ガリウム・アルミニウム(GaAlAs)、砒化インジウム・ガリウム・アルミニウム(InGaAlAs)もしくは砒化インジウム・アルミニウム・ガリウム(InAlGaAs)、またはこれら、砒化インジウム(InAs)、砒化アルミニウム(AlAs)および砒化インジウム・アルミニウム(InAlAs)の混晶もしくは多層超格子(MQW)を用いればよい。また、これらのいずれかの材料から成る半導体素子としては、ダイオード、バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタ(FET)を用いればよい。この場合には、このようなIII−V族
化合物半導体を含む材料から成る半導体素子は、キャリアの移動度が大きくてライフタイムが短いため、変調器3において、この半導体素子に変調電流を流す際、変調器3の変調電流を過渡状態から速やかに定常状態に収束させることができるので、この変調電流に対応するパルス化された送信用高周波信号も速やかに定常状態に収束させることができ、パルス化された送信用高周波信号を出力した後、早いタイミングでスイッチ7を第1の系統S1側に閉(オン)状態にしても、送信用高周波信号にパルスの立ち上がり直後に発生する不要な信号が混入した中間周波信号がミキサー6の後段に出力されることがなくなり、中間周波信号が遮断されることにより送受信することができなくなる時間を短縮することができる。
In the modulator 3, a semiconductor element made of a material containing a III-V group compound semiconductor may be used as the semiconductor element 43. In addition to gallium arsenide (GaAs), indium / phosphorus (InP) and indium / antimony (InSb), materials containing III-V compound semiconductors include indium (In) or aluminum (Al) in gallium arsenide (GaAs). Indium gallium arsenide (InGaAs), gallium arsenide aluminum (GaAlAs), indium arsenide gallium aluminum (InGaAlAs) or indium arsenide aluminum gallium (InAlGaAs), or indium arsenide (InAs), aluminum arsenide ( A mixed crystal of AlAs) and indium aluminum arsenide (InAlAs) or a multilayer superlattice (MQW) may be used. Further, a diode, a bipolar transistor, or a field effect transistor (FET) may be used as a semiconductor element made of any of these materials. In this case, since a semiconductor element made of a material containing such a III-V group compound semiconductor has a high carrier mobility and a short lifetime, when the modulator 3 supplies a modulation current to the semiconductor element, Since the modulation current of the modulator 3 can be quickly converged from the transient state to the steady state, the pulsed high-frequency signal for transmission corresponding to the modulation current can also be quickly converged to the steady state. After the converted transmission high-frequency signal is output, even if the switch 7 is closed (turned on) to the first system S1 side at an early timing, an unnecessary signal generated immediately after the rise of the pulse is generated in the transmission high-frequency signal. The mixed intermediate frequency signal is not output to the subsequent stage of the mixer 6, and the time during which the intermediate frequency signal cannot be transmitted / received by cutting off the intermediate frequency signal is shortened. It is possible.

なお、変調器3の動作に特に高速が要求されない場合には、III−V族化合物半導体の他に、シリコン(Si)やシリコン・ゲルマニウム(SiGe)混晶等を用いても構わない。   If high speed is not particularly required for the operation of the modulator 3, silicon (Si), silicon-germanium (SiGe) mixed crystal or the like may be used in addition to the III-V group compound semiconductor.

また、本発明の高周波送受信器における変調器3には、このような透過形の変調器が好適である。また、透過型の変調器の代わりに、高周波信号を透過させたり反射したりすることができる半導体スイッチやMEMS(Micro Electro Mechanical System:微小電気機械システム)スイッチ等のスイッチを用いてもよい。   Further, such a transmission type modulator is suitable for the modulator 3 in the high-frequency transceiver of the present invention. Instead of the transmissive modulator, a switch such as a semiconductor switch or a MEMS (Micro Electro Mechanical System) switch that can transmit or reflect a high-frequency signal may be used.

また、図6に平面図で示すミリ波伝送部M1において、ミキサー6は、中途を電磁結合するように近接もしくは接合させた第4の誘電体線路26および第5の誘電体線路27のそれぞれの他端に、高周波検波用素子としてのショットキーバリアダイオード44を実装した基板45を、ショットキーバリアダイオード44に高周波信号が入射するように配置して構成すればよい。なお、基板45は基板40と同様のものを用いればよい。   In addition, in the millimeter wave transmission unit M1 shown in a plan view in FIG. 6, the mixer 6 includes a fourth dielectric line 26 and a fifth dielectric line 27 that are close to or joined to each other so as to be electromagnetically coupled midway. A substrate 45 on which a Schottky barrier diode 44 as a high frequency detection element is mounted on the other end may be arranged so that a high frequency signal is incident on the Schottky barrier diode 44. The substrate 45 may be the same as the substrate 40.

また、図7に平面図で示すミリ波伝送部M2において、ミキサー6は、中途を電磁結合するように近接もしくは接合させた第5の誘電体線路37および第6の誘電体線路39のそれぞれの他端に、高周波検波用素子としてのショットキーバリアダイオード44を実装した基板45を、ショットキーバリアダイオード44に高周波信号が入射するように配置して構成している。なお、基板45は基板40と同様のものを用いればよい。   Further, in the millimeter wave transmission unit M2 shown in a plan view in FIG. 7, the mixer 6 includes each of the fifth dielectric line 37 and the sixth dielectric line 39 that are close or joined so as to be electromagnetically coupled in the middle. At the other end, a substrate 45 on which a Schottky barrier diode 44 as a high frequency detection element is mounted is arranged so that a high frequency signal is incident on the Schottky barrier diode 44. The substrate 45 may be the same as the substrate 40.

次に、上記本発明の第1〜第4の高周波送受信器において、各構成要素は、上記以外に詳細には、次のように構成すればよい。   Next, in the first to fourth high-frequency transmitter / receivers of the present invention, each component may be configured in detail as follows in addition to the above.

非放射性誘電体線路の構成要素である第1〜第6の誘電体線路22,23,25〜27,32,33,35〜37,39の材質には、四フッ化エチレン,ポリスチレン等の樹脂、または低比誘電率のコーディエライト(2MgO・2Al・5SiO)セラミックス,アルミナ(Al)セラミックス,ガラスセラミックス等のセラミックスが好ましく、これらはミリ波帯域の高周波信号において低損失である。 The first to sixth dielectric lines 22, 23, 25 to 27, 32, 33, 35 to 37, 39, which are components of the nonradiative dielectric lines, are made of resin such as ethylene tetrafluoride and polystyrene. Or ceramics such as cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ) ceramics, alumina (Al 2 O 3 ) ceramics, and glass ceramics having a low relative dielectric constant, which are low in high frequency signals in the millimeter wave band. It is a loss.

また、第1〜第6の誘電体線路22,23,25〜27,32,33,35〜37,39の断面形状は基本的には矩形状であるが、矩形の角部を丸めた形状であってもよく、高周波信号の伝送に使用される種々の断面形状のものを使用することができる。   The first to sixth dielectric lines 22, 23, 25 to 27, 32, 33, 35 to 37, 39 are basically rectangular in shape, but rounded at the corners of the rectangle. It is possible to use various cross-sectional shapes used for transmitting high-frequency signals.

また、フェライト板24,34の材質には、フェライトの中でも、例えば高周波信号に対しては、亜鉛・ニッケル・鉄酸化物(ZnNiFe)が好適である。 The ferrite plates 24 and 34 are preferably made of zinc, nickel, and iron oxide (Zn a Ni b Fe c O x ), for example, for high frequency signals among ferrites.

また、フェライト板24,34の形状は、通常は円板状とされるが、その他、平面形状が正多角形状であってもよい。その場合は、接続される誘電体線路の本数をn本(nは3以上の整数)とすると、その平面形状は正m角形(mは3以上のnより大きい整数)とするのがよい。   In addition, the shape of the ferrite plates 24 and 34 is usually a disc shape, but the planar shape may be a regular polygonal shape. In that case, when the number of dielectric lines to be connected is n (n is an integer of 3 or more), the planar shape is preferably a regular m-square (m is an integer greater than n of 3 or more).

また、平板導体21,31および図示していない他方の平板導体の材質には、高い電気伝導度および良好な加工性等の点で、Cu,Al,Fe,Ag,Au,Pt,SUS(ステンレススチール),真鍮(Cu−Zn合金)等の導体が好適である。あるいは、セラミックス,樹脂等から成る絶縁部材の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。   Further, the materials of the flat conductors 21, 31 and the other flat conductor not shown are Cu, Al, Fe, Ag, Au, Pt, SUS (stainless steel) in terms of high electrical conductivity and good workability. A conductor such as steel) or brass (Cu—Zn alloy) is suitable. Or what formed these conductor layers on the surface of the insulating member which consists of ceramics, resin, etc. may be used.

また、無反射終端器28,38a,38bは、それが接続されている誘電体線路の端部に対して、両側の側面(平板導体21,31および図示していない他方の平板導体の内面と対向しない面)の上下端部に、膜状の抵抗体または電波吸収体を付着させて構成すればよい。その際、抵抗体の材質としては、ニッケルクロム合金またはカーボンが好適である。また、電波吸収体の材質としては、パーマロイまたはセンダストが好適である。これらの材質を用いれば、効率良くミリ波信号を減衰させることができる。また、これら以外の材質で、ミリ波信号を減衰させることができるものを用いても構わない。   Further, the non-reflecting terminators 28, 38a, 38b are provided on both side surfaces (the flat conductors 21, 31 and the inner face of the other flat conductor not shown) with respect to the end of the dielectric line to which the non-reflective terminators 28, 38a, 38b are connected. A film-like resistor or radio wave absorber may be attached to the upper and lower ends of the non-facing surface. At that time, the material of the resistor is preferably a nickel chromium alloy or carbon. In addition, as the material of the radio wave absorber, permalloy or sendust is suitable. If these materials are used, the millimeter wave signal can be attenuated efficiently. Further, materials other than these that can attenuate the millimeter wave signal may be used.

また、基板40,45は、四フッ化エチレン,ポリスチレン,ガラスセラミックス,ガラスエポキシ樹脂,エポキシ樹脂、いわゆる液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂等から成る板状の基体の一主面に、アルミニウム(Al),金(Au),銅(Cu)等から成るストリップ導体等によるチョーク型バイアス供給線路41を形成したものが使用される。   The substrates 40 and 45 are made of aluminum (Al) on one main surface of a plate-like substrate made of thermoplastic resin such as tetrafluoroethylene, polystyrene, glass ceramics, glass epoxy resin, epoxy resin, or so-called liquid crystal polymer. , Gold (Au), copper (Cu), or the like formed with a choke-type bias supply line 41 made of a strip conductor or the like is used.

また、各回路要素間を接続し高周波信号を伝送する高周波用伝送線路としては、非放射性誘電体線路の他にも、導波管,誘電体導波管,ストリップ線路,マイクロストリップ線路,コプレーナ線路,スロット線路,同軸線路等の高周波用伝送線路を、使用する周波数帯域や用途に応じて選択して用いても構わない。また、使用する周波数帯域は、ミリ波帯以外に、マイクロ波帯またはそれ以下の周波数帯であっても有効である。   In addition to non-radiative dielectric lines, high-frequency transmission lines that connect circuit elements and transmit high-frequency signals include waveguides, dielectric waveguides, strip lines, microstrip lines, and coplanar lines. A high-frequency transmission line such as a slot line or a coaxial line may be selected and used according to the frequency band to be used or the application. In addition to the millimeter wave band, the frequency band to be used is effective even in the microwave band or lower frequency band.

次に、本発明の高周波送受信器を用いたレーダ装置ならびにそれ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。 Next, a radar device using a high-frequency transceiver of the present invention, as well as the radar device mounted vehicle and a radar apparatus mounted small boat equipped with it will be described.

本発明のレーダ装置の実施の形態の一例は、上記本発明の第1〜第4のいずれかの高周波送受信器(この例では第3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備えている構成である。   An example of an embodiment of a radar apparatus according to the present invention is output from any one of the first to fourth high-frequency transceivers of the present invention (in this example, a third high-frequency transceiver) and the high-frequency transceiver. It is a structure provided with the distance information detector which processes the intermediate frequency signal and detects the distance information to a detection target object.

上記構成において、距離情報検出器は、検出した中間周波信号の信号処理をして、このレーダ装置から探知対象物までの距離および方向を含む距離情報を出力するためのものである。例えば、距離情報検出器は、中間周波信号を、位置情報として演算する微分回路,積分回路,二乗回路等を備えた演算回路と、この演算回路の出力を判別する判別回路と、これら演算回路および判別回路と高周波送受信器とを一連のシーケンスに従って動作させるコンピュータとを具備するようなものである。演算回路や判別回路には、演算増幅器(オペアンプ)やコンパレータ等を組み合わせた回路を用いればよい。また、必要に応じて、スイッチ,増幅器またはフィルタ等を用いればよい。また、それらの演算や判別の過程において、アナログ信号を一端ディジタル信号に変換し、ディジタル信号でそれらの演算や判別を処理し、必要に応じてディジタル信号をアナログ信号に変換する、A−D変換器およびD−A変換器を用いてもよい。その際、A−D変換されたディジタル信号を演算する演算回路には、例えば、高速フーリエ変換(FFT)等をするディジタルシグナルプロセッサ(DSP)を用いればよい。   In the above configuration, the distance information detector performs signal processing on the detected intermediate frequency signal and outputs distance information including the distance and direction from the radar device to the detection target. For example, the distance information detector includes an arithmetic circuit including a differentiation circuit, an integration circuit, a square circuit, and the like that calculate an intermediate frequency signal as position information, a determination circuit that determines an output of the arithmetic circuit, these arithmetic circuits, And a computer that operates the discriminating circuit and the high-frequency transceiver according to a series of sequences. A circuit in which an operational amplifier (op amp), a comparator, or the like is combined may be used for the arithmetic circuit and the discrimination circuit. Further, a switch, an amplifier, a filter, or the like may be used as necessary. Also, in the process of these calculations and discrimination, analog signals are converted into digital signals at once, these calculations and discrimination are processed with digital signals, and digital signals are converted into analog signals as needed. And a DA converter may be used. At this time, for example, a digital signal processor (DSP) that performs fast Fourier transform (FFT) or the like may be used as the arithmetic circuit that calculates the digital signal after A / D conversion.

本発明のレーダ装置の実施の形態の一例によれば、構成要素である高周波送受信器に本発明の第3の高周波送受信器を用いており、その受信性能が高いため、早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探知することができる。なお、本発明のレーダ装置は、本発明の第1,第2および第4のいずれかの高周波送受信器を用いても同様の効果を有するレーダ装置を構成することができることは言うまでもない。なお、本発明の高周波送受信器は、レーダ装置の他にも、例えば、このような高周波送受信器を、例えば無線LANで使用される無線装置の物理層(フィジカルレイヤー)である、いわゆるフィジカル・メディア・ディペンダント(PMD)装置として用い、このPMD装置と、さらにその上位層の装置であるフィジカル・メディア・アタッチメント(PMA)装置,メディア・アクセス・コントローラ(MAC)装置,その他の装置とからなる構成として無線装置に用いてもよい。   According to an example of an embodiment of the radar apparatus of the present invention, the third high-frequency transmitter / receiver of the present invention is used as a constituent high-frequency transmitter / receiver, and its reception performance is high. It is possible to detect objects to be detected at close distances or far away. Needless to say, the radar apparatus of the present invention can constitute a radar apparatus having the same effect even if any one of the first, second and fourth high-frequency transceivers of the present invention is used. In addition to the radar device, the high-frequency transmitter / receiver of the present invention is, for example, a so-called physical medium that is a physical layer (physical layer) of a wireless device used in, for example, a wireless LAN. -Configuration as a de-pendant (PMD) device, consisting of this PMD device and its higher-layer physical media attachment (PMA) device, media access controller (MAC) device, and other devices As a wireless device.

また、本実施形態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。   Further, the radar device-equipped vehicle of the present embodiment includes the radar device of the present invention, and is configured to use this radar device for detection of a detection target.

本実施形態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、本実施形態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。   Since the radar device-equipped vehicle of the present embodiment has such a configuration, the behavior of the vehicle is controlled based on the distance information detected by the radar device, or the driver, as in the conventional radar device-equipped vehicle. For example, the detection of an obstacle on the road or another vehicle can be warned by sound, light, or vibration. However, in the radar device-equipped vehicle according to the present embodiment, the obstacle on the road that is the detection target is detected. Since the radar device quickly and reliably detects objects and other vehicles, it is possible to perform appropriate control of the vehicle and appropriate warning to the driver without causing the vehicle to take a sudden action.

なお、本実施形態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。   The radar device-equipped vehicle of this embodiment is not only a vehicle for transporting passengers and cargo such as trains, trains, and automobiles, but also bicycles, motorbikes, amusement park vehicles, and golf courses. It can also be used for other carts.

また、本実施形態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。   Further, the small ship equipped with the radar device of the present embodiment is provided with the radar device of the present invention, and this radar device is used for detecting a detection target.

本実施形態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、本実施形態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。   Since the radar device-mounted small vessel of this embodiment has such a configuration, the small vessel behaves based on the distance information detected by the radar device in the small vessel as in the conventional radar-equipped vehicle. The radar apparatus according to the present embodiment operates to control or warn the operator with sound, light, or vibration that an operator has detected an obstacle such as a reef, another ship, or another small ship. In the onboard small vessel, the radar device detects obstacles such as reefs, other vessels or other small vessels, which are detection objects, quickly and reliably, so that the small vessel does not cause a sudden behavior and is small. Appropriate control of the ship and appropriate warning to the operator can be provided.

なお、本実施形態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。   Note that the radar device-equipped small vessel of the present embodiment is specifically a vessel that can be operated without a license or license of a small vessel, and is a rowing boat, dinghy, Water motorcycles, small bass boats with outboard motors, inflatable boats (rubber boats) with outboard motors, fishing boats, recreational fishing boats, work boats, houseboats, towing boats, sports boats, fishing boats, yachts, ocean yachts, cruisers or gross tonnage Can be used for pleasure boats of 20 tons or more.

かくして、本発明によれば、パルス変調された送信用の高周波信号が内部の反射等により受信系に出力されるのを遮断できるスイッチを有しており、このスイッチの出力の直流レベルを安定にすることができ、受信性能を高くすることができる高周波送受信器、およびそれを用いた、探知対象物を早く確実に探知することができる高性能なレーダ装置を提供することができる。 Thus, according to the present invention, there is provided a switch that can block the output of a pulse-modulated transmission high-frequency signal to the receiving system due to internal reflection or the like, and the DC level of the output of this switch can be stabilized. it is possible to, RF transceiver can increase the reception performance, and using the same, it is possible to provide a high-performance radar equipment that can reliably detect early detection object.

図3に示すような回路構成でミリ波レーダを構成した。ミリ波レーダのミリ波信号伝送部M1を構成する基本的な構成要素であるNRDガイドは、図5に示すように、平行平板導体41,42として厚さが6mmの2枚のAl板を間隔aを1.8mmとして配置し、それらの間に、断面形状が1.8mm(高さ)×0.8mm(幅)の矩形状であり、比誘電率が4.8のコージェライトセラミックスから成る誘電体線路43を配置したものを用いた。また、ミリ波信号伝送部M1を構成するミリ波回路は図6に示すような回路に構成した。   A millimeter wave radar was configured with a circuit configuration as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the NRD guide, which is a basic component constituting the millimeter wave signal transmission unit M1 of the millimeter wave radar, is formed by separating two Al plates having a thickness of 6 mm as parallel plate conductors 41 and 42, respectively. a is arranged as 1.8 mm, and a dielectric line 43 made of cordierite ceramics having a cross-sectional shape of 1.8 mm (height) × 0.8 mm (width) and a relative permittivity of 4.8 is placed between them. The arranged one was used. Further, the millimeter wave circuit constituting the millimeter wave signal transmission unit M1 is configured as a circuit as shown in FIG.

また、ミリ波信号伝送部M1から出力された中間周波信号を伝送する回路は次の通り設計した。交流結合コンデンサ12,16およびコンデンサ18の容量値は、それぞれ0.1,0.01,0.47マイクロファラッド(μF)とし、抵抗19の抵抗値は50Ωとした。また、スイッチ7としては応答時間が15ナノ秒(ns)程度であるSPDT・アナログCMOS半導体スイッチを用い、これを約5ボルト(V)で動作させるようにした。また、増幅器17としては利得の制御範囲が数十デシベル(dB)程度であるローノイズ可変利得増幅器を用いた。また、その前段に前置増幅器としてローノイズ増幅器(図示せず)を用いた。これらの増幅器はいずれもデュアルインラインパッケージ(DIP)にパッケージングされた半導体デバイスを使用した。なお、この実施例のミリ波レーダでは中間周波信号を数十デシベル(dB)の範囲で増幅することができるが、以下に説明する測定においては全てトータルの増幅度は常に最大に設定された状態とした。   The circuit for transmitting the intermediate frequency signal output from the millimeter wave signal transmission unit M1 was designed as follows. The capacitance values of the AC coupling capacitors 12 and 16 and the capacitor 18 were 0.1, 0.01 and 0.47 microfarads (μF), respectively, and the resistance value of the resistor 19 was 50Ω. Further, as the switch 7, an SPDT / analog CMOS semiconductor switch having a response time of about 15 nanoseconds (ns) was used and operated at about 5 volts (V). As the amplifier 17, a low noise variable gain amplifier having a gain control range of about several tens of decibels (dB) is used. In addition, a low noise amplifier (not shown) was used as a preamplifier in the previous stage. All of these amplifiers used semiconductor devices packaged in a dual in-line package (DIP). In the millimeter wave radar of this embodiment, the intermediate frequency signal can be amplified in the range of several tens of decibels (dB). However, in the measurement described below, the total amplification is always set to the maximum. It was.

また、比較用のミリ波レーダとして、上記構成と同じミリ波レーダに対してコンデンサ18を取り外して抵抗19が直接にスイッチ7の第2の系統S2に接続されたものも構成した。   Further, as a comparative millimeter-wave radar, a millimeter-wave radar having the same configuration as that described above in which the capacitor 18 is removed and the resistor 19 is directly connected to the second system S2 of the switch 7 is also configured.

そして、これら、コンデンサ18について構成が異なるミリ波レーダをいくつか試作して動作させ、それぞれについて中間周波信号の出力電圧(増幅器17の出力端子の電圧)を測定した。このとき、測定にはサンプリングオシロスコープを用い、その測定結果は中間周波信号の出力電圧の時間変化の実測値として得た。なお、このとき、スイッチ7は変調器3に入力されるパルス変調信号に応じて、変調器3から送信用高周波信号が出力される時を含む時間帯に第2の系統S2に接続された状態となり、それ以外の時間帯に第1の系統S1に接続された状態となるように動作させた。なお、上記測定は、ミリ波レーダはいずれも探知対象物がない状態として、送受信アンテナ5から送信された高周波信号がその送受信アンテナ5に全く戻らないような状態で行なった。   Then, several millimeter wave radars having different configurations with respect to the capacitor 18 were manufactured and operated, and the output voltage of the intermediate frequency signal (the voltage at the output terminal of the amplifier 17) was measured for each of them. At this time, a sampling oscilloscope was used for the measurement, and the measurement result was obtained as an actual measurement value of the time change of the output voltage of the intermediate frequency signal. At this time, the switch 7 is connected to the second system S2 in a time zone including the time when the transmission high-frequency signal is output from the modulator 3 in accordance with the pulse modulation signal input to the modulator 3. Then, it was operated so as to be connected to the first system S1 in other time zones. Note that the above measurement was performed in a state where none of the millimeter wave radars had a detection target and a high-frequency signal transmitted from the transmission / reception antenna 5 did not return to the transmission / reception antenna 5 at all.

図9はこの実施例のミリ波レーダについて、中間周波信号の出力電圧の測定結果の例を示しており、(a)は本発明の実施例のミリ波レーダの中間周波信号出力電圧波形の測定結果の一例を示す線図、(b)はその比較用としてのミリ波レーダの中間周波信号出力電圧波形の測定結果の一例を示す線図である。図9において、横軸は時間を、縦軸は電圧を表している。また、同図においては、変調器3に入力されたパルス変調用信号の電圧波形と、異なる複数のミリ波信号の周波数での中間周波信号の出力電圧の電圧波形とを、同じ時間軸上に表している。なお、同図において、左寄りの縦の実線はレーダ探知を開始する時である探知開始時を表しており、ミリ波レーダの動作との関係においては、探知開始時よりも前(図中の縦の実線の左側)に出力されたパルス状の送信用高周波信号を探知開始時よりも後(図中の縦の実線の右側)に受信するという対応となっている。なお、中間周波信号出力電圧波形としては、探知対象物が何もない状態で測定しているので、レーダ探知を行なう時間帯において何も波形が現れていなくて、かつ出力レベルが一定であるほど良い特性を表している。   FIG. 9 shows an example of the measurement result of the output voltage of the intermediate frequency signal for the millimeter wave radar of this embodiment. FIG. 9A shows the measurement of the output voltage waveform of the intermediate frequency signal of the millimeter wave radar of the embodiment of the present invention. FIG. 4B is a diagram showing an example of a measurement result of an intermediate frequency signal output voltage waveform of a millimeter wave radar as a comparative example. In FIG. 9, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage. In the same figure, the voltage waveform of the signal for pulse modulation input to the modulator 3 and the voltage waveform of the output voltage of the intermediate frequency signal at the frequency of different millimeter wave signals are on the same time axis. Represents. In the figure, the vertical solid line on the left represents the start of detection, which is the time when radar detection is started. In relation to the operation of the millimeter wave radar, the vertical line in FIG. The pulse-like high-frequency signal for transmission output on the left side of the solid line is received after the start of detection (right side of the vertical solid line in the figure). The intermediate frequency signal output voltage waveform is measured in the absence of a detection target, so that no waveform appears in the time zone for radar detection and the output level is constant. Expresses good characteristics.

図9から、(a)に示す本発明の実施例のミリ波レーダの中間周波信号出力電圧波形は、図9(b)に示すその比較用としてのミリ波レーダの中間周波信号出力電圧波形に比べて、探知開始後からの中間周波信号の出力レベルの変動が小さくなっていることが分かり、このことから、スイッチ7が第2の系統S2側に接続されているときにコンデンサ18によって抵抗19側に直流電流が遮断されたため、スイッチ7が第1および第2の系統S1,S2の間で交互に接続されてもスイッチ7の入力端7aの直流レベルが安定に維持されたから、スイッチ7から出力されて、コンデンサ16を介して増幅器17から出力された中間周波信号の直流レベルも安定に維持されたことが分かる。   9A, the intermediate frequency signal output voltage waveform of the millimeter wave radar according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 9A is changed to the intermediate frequency signal output voltage waveform of the millimeter wave radar as a comparison shown in FIG. 9B. In comparison, it can be seen that the fluctuation of the output level of the intermediate frequency signal after the start of detection is small. From this, when the switch 7 is connected to the second system S2 side, the resistor 18 is connected by the capacitor 18. Since the DC current is cut off on the side, the DC level of the input terminal 7a of the switch 7 is stably maintained even when the switch 7 is alternately connected between the first and second systems S1 and S2. It can be seen that the DC level of the intermediate frequency signal that is output and output from the amplifier 17 via the capacitor 16 is also maintained stably.

また、本発明の第1の高周波送受信器を備えたミリ波レーダについても同様の測定を行なったところ、抵抗11に直流電流が流れないようにすることができるため、同様にスイッチ7から出力されて、コンデンサ16を介して増幅器17から出力される中間周波信号の直流レベルも安定に維持されることが分かった。   Further, when the same measurement was performed for the millimeter wave radar provided with the first high-frequency transmitter / receiver of the present invention, it was possible to prevent a direct current from flowing through the resistor 11, so that the same was output from the switch 7. Thus, it was found that the DC level of the intermediate frequency signal output from the amplifier 17 via the capacitor 16 is also maintained stably.

また、本発明の第2および第4の高周波送受信器についても同様の作用効果があることが分かった。   It was also found that the second and fourth high-frequency transmitter / receivers of the present invention have similar operational effects.

従って、本発明の高周波送受信器によれば、本来受信すべき中間周波信号によるもの以外の信号レベルを安定にすることができるので、受信性能を高くすることができることが確認された。   Therefore, according to the high frequency transmitter / receiver of the present invention, it was confirmed that the signal level other than that due to the intermediate frequency signal to be originally received can be stabilized, so that the reception performance can be improved.

かくして、本発明によれば、パルス変調された送信用の高周波信号が内部の反射等により受信系に出力されるのを遮断できるスイッチを有しており、このスイッチの出力の直流レベルを安定にすることができ、受信性能を高くすることができる高周波送受信器となった。また、それを用いたレーダ装置は、探知対象物を早く確実に探知することができる高性能なレーダ装置となった Thus, according to the present invention, there is provided a switch that can block the output of a pulse-modulated transmission high-frequency signal to the receiving system due to internal reflection or the like, and the DC level of the output of this switch can be stabilized. Thus, a high-frequency transmitter / receiver capable of improving reception performance can be obtained. Moreover, the radar apparatus using the same has become a high-performance radar apparatus that can detect a detection object quickly and reliably .

なお、本発明は上記実施の形態の例または実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、抵抗11または抵抗15としてポテンショメータ等の可変抵抗器を用いてもよい。この場合には、変調信号の波形に応じて直流レベルを安定にすることができる高周波送受信器となる。 In addition, this invention is not limited to the example of the said embodiment or an Example, A various change may be performed in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, a variable resistor such as a potentiometer may be used as the resistor 11 or the resistor 15 . In this case, the high-frequency transmitter / receiver can stabilize the DC level according to the waveform of the modulation signal.

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。It is a block circuit diagram showing typically an example of an embodiment of the 1st high frequency transceiver of the present invention. 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。It is a block circuit diagram showing typically an example of an embodiment of the 2nd high frequency transceiver of the present invention. 本発明の第3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。It is a block circuit diagram showing typically an example of an embodiment of the 3rd high frequency transceiver of the present invention. 本発明の第4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。It is a block circuit diagram showing typically an example of an embodiment of the 4th high frequency transceiver of the present invention. 非放射性誘電体線路の基本的な構成を示す部分破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the fundamental structure of a nonradiative dielectric track | line. 図1および図3に示す高周波送受信器のミリ波伝送部の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the millimeter wave transmission part of the high frequency transmitter-receiver shown in FIG. 1 and FIG. 図2および図4に示す高周波送受信器のミリ波伝送部の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the millimeter wave transmission part of the high frequency transmitter-receiver shown in FIG. 2 and FIG. 図6および図7に示す高周波送受信器の高周波伝送部における半導体素子を実装する基板の例を示す模式的な平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view illustrating an example of a substrate on which a semiconductor element is mounted in a high-frequency transmission unit of the high-frequency transceiver illustrated in FIGS. 6 and 7. 高周波送受信器の中間周波信号出力の測定結果の例を示す図であり、(a)は本発明の第3の高周波送受信器の実施例であるミリ波レーダの中間周波信号出力電圧波形の測定結果の一例を示す線図、(b)はその比較用としてのミリ波レーダの中間周波信号出力電圧波形の測定結果の一例を示す線図である。It is a figure which shows the example of the measurement result of the intermediate frequency signal output of a high frequency transmitter / receiver, (a) is the measurement result of the intermediate frequency signal output voltage waveform of the millimeter wave radar which is the Example of the 3rd high frequency transmitter / receiver of this invention. FIG. 4B is a diagram showing an example of a measurement result of an intermediate frequency signal output voltage waveform of a millimeter wave radar as a comparison. 従来の高周波送受信器の例を模式的に示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows typically the example of the conventional high frequency transmitter-receiver.

1:高周波発振器
2:分岐器
2a:入力端
2b:一方の出力端
2c:他方の出力端
3:変調器
3a:入力端
3b:出力端
4:サーキュレータ
4a:第1の端子
4b:第2の端子
4c:第3の端子
5:送受信アンテナ
6:ミキサー
6a:出力端
7:スイッチ
7a:入力端
8:アイソレータ
8a:入力端
8b:出力端
9:送信アンテナ
10:受信アンテナ
11:終端回路としての抵抗
12:交流結合コンデンサ
13:直流電圧源
14:チョークインダクタ
15:テブナン終端用の抵抗
16:交流結合コンデンサ
17:増幅器
18:コンデンサ
19:抵抗
21,31:平板導体
22,32:第1の誘電体線路
23,33:第2の誘電体線路
24,34:フェライト板
24a,34a:第1の端子
24b,34b:第2の端子
24c,34c:第3の端子
25,35:第3の誘電体線路
26,36:第4の誘電体線路
27,37:第5の誘電体線路
28,38a,38b:無反射終端器
39:第6の誘電体線路
40,45:基板
41:チョーク型バイアス供給線路
42:接続端子
43:高周波変調用素子(PINダイオード)
44:高周波検波用素子(ショットキーバリアダイオード)
S1:第1の系統
S2:第2の系統
51,52:平板導体
53:誘電体線路
1: high frequency oscillator 2: branching device 2a: input terminal 2b: one output terminal 2c: the other output terminal 3: modulator 3a: input terminal 3b: output terminal 4: circulator 4a: first terminal 4b: second Terminal 4c: Third terminal 5: Transmission / reception antenna 6: Mixer 6a: Output terminal 7: Switch 7a: Input terminal 8: Isolator 8a: Input terminal 8b: Output terminal 9: Transmitting antenna
10: Receive antenna
11: Resistance as a termination circuit
12: AC coupling capacitor
13: DC voltage source
14: Choke inductor
15: Resistance for the Thevenin termination
16: AC coupling capacitor
17: Amplifier
18: Capacitor
19: Resistance
21, 31: Flat conductor
22, 32: First dielectric line
23, 33: Second dielectric line
24, 34: Ferrite plate
24a, 34a: first terminal
24b, 34b: second terminal
24c, 34c: Third terminal
25, 35: Third dielectric line
26, 36: Fourth dielectric line
27, 37: Fifth dielectric line
28, 38a, 38b: Non-reflective terminator
39: Sixth dielectric line
40, 45: Board
41: Choke-type bias supply line
42: Connection terminal
43: High-frequency modulation element (PIN diode)
44: High-frequency detector (Schottky barrier diode)
S1: First system S2: Second system
51, 52: Flat conductor
53: Dielectric line

Claims (5)

高周波信号を出力する高周波発振器
該高周波発振器から出力される前記高周波信号を一方の出力端と他方の出力端とに分岐して出力する分岐器
該分岐器の前記一方の出力端から出力される前記高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器
磁性体の周囲に第1の端子と、第2の端子と、第3の端子を有し、一つの端子から入力された高周波信号をこの順で隣接する次の端子から出力する、前記変調器から出力される送信用高周波信号が前記第1の端子に入力されるサーキュレータ
該サーキュレータの前記第2の端子に接続されている送受信アンテナ
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ている前記分岐器の前記他方の出力端から出力される前記送信用高周波信号と前記送受信アンテナで受信する高周波信号とを混合して中間周波信号を出力端から出力するミキサー
該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号を終端する終端回路としての抵抗が接続されている第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、および
前記ミキサーの前記出力端と前記スイッチの入力端との間に直列に接続されている交流結合用コンデンサ
を具備しており、
前記抵抗には、前記中間周波信号の出力電圧に応じて設定される直流電圧が印加されている、高周波送受信器。
A high-frequency oscillator that outputs high-frequency signals ,
Splitter and outputting the branch the high-frequency signal outputted from said frequency oscillator and an output terminal and the other output end of the hand,
A modulator that modulates the high-frequency signal output from the one output terminal of the branching device and outputs a high-frequency signal for transmission ;
A first terminal around the magnetic body, and a second terminal, and a third terminal, a high-frequency signal inputted from one terminal to the output from the next adjacent terminals in this order, the modulation A circulator in which a high-frequency signal for transmission output from a device is input to the first terminal ;
A transmitting / receiving antenna connected to the second terminal of the circulator ;
Wherein said other output terminal of the branching device, is connected between the third terminal of the circulator, and the transmission high-frequency signal output from the other output terminal of the branching device, the transceiver mixer outputs an intermediate frequency signal from the output terminal by mixing a high frequency signal received by the antenna, and
Alternately the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer and the first line to be output to the subsequent stage, and a second system which resistor is connected as a termination circuit for terminating the intermediate frequency signal, the switching switch, and said output of said mixer, and an input terminal of said switch, AC coupling capacitor connected in series between the,
It has
A high-frequency transmitter / receiver in which a DC voltage set according to an output voltage of the intermediate frequency signal is applied to the resistor .
高周波信号を出力する高周波発振器
該高周波発振器から出力される前記高周波信号を一方の出力端と他方の出力端とに分岐して出力する分岐器
該分岐器の前記一方の出力端から出力される前記高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器
該変調器の前記出力端から出力される前記送信用高周波信号を一端側から他端側へ通過させるアイソレータ
該アイソレータに接続されている送信アンテナ
前記分岐器の前記他方の出力端側の後段回路に接続されている受信アンテナ
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ている前記分岐器の前記他方の出力端から出力される高周波信号と前記受信アンテナで受信する高周波信号とを混合して中間周波信号を出力端から出力するミキサー
該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号を終端する終端回路としての抵抗が接続されている第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、および
前記ミキサーの前記出力端と前記スイッチの入力端との間に直列に接続された交流結合用コンデンサ
を具備しており、
前記抵抗には、前記中間周波信号の出力電圧に応じて設定される直流電圧が印加されている、高周波送受信器。
A high-frequency oscillator that outputs high-frequency signals ,
Splitter and outputting the branch the high-frequency signal outputted from said frequency oscillator and an output terminal and the other output end of the hand,
A modulator that modulates the high-frequency signal output from the one output terminal of the branching device and outputs a high-frequency signal for transmission ;
Isolator which only passes the transmission high-frequency signal outputted from the output end of the modulator from the one end to the other end side,
A transmitting antenna connected to the isolator ;
A receiving antenna connected to a subsequent circuit on the other output end side of the branching device ;
And the other output end of the divider is connected between said receiving antenna, and a high frequency signal outputted from the other output terminal of the branching device, a high-frequency signal received by the receiving antenna, Mixer that outputs an intermediate frequency signal from the output end ,
Alternately the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer and the first line to be output to the subsequent stage, and a second system which resistor is connected as a termination circuit for terminating the intermediate frequency signal, the switching switch, and said output of said mixer, and an input terminal of said switch, AC coupling capacitor connected in series between the,
It has
A high-frequency transmitter / receiver in which a DC voltage set according to an output voltage of the intermediate frequency signal is applied to the resistor .
高周波信号を出力する高周波発振器
該高周波発振器から出力される前記高周波信号を一方の出力端と他方の出力端とに分岐して出力する分岐器
該分岐器の前記一方の出力端から出力される前記高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器
磁性体の周囲に第1の端子と、第2の端子と、第3の端子を有し、一つの端子から入力された高周波信号をこの順で隣接する次の端子から出力する、前記変調器から出力される送信用高周波信号が前記第1の端子に入力されるサーキュレータ
該サーキュレータの前記第2の端子に接続されている送受信アンテナ
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ている前記分岐器の前記他方の出力端から出力される前記送信用高周波信号と前記送受信アンテナで受信する高周波信号とを混合して中間周波信号を出力端から出力するミキサー
該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号の直流成分をコンデンサで遮断して、該コンデンサに直列に接続される抵抗で交流成分を終端する第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、および
前記ミキサーの前記出力端と、前記スイッチの入力端と、の間に直列に接続されている交流結合用コンデンサ、
を具備する高周波送受信器。
A high-frequency oscillator that outputs high-frequency signals ,
Splitter and outputting the branch the high-frequency signal outputted from said frequency oscillator and an output terminal and the other output end of the hand,
A modulator that modulates the high-frequency signal output from the one output terminal of the branching device and outputs a high-frequency signal for transmission ;
A first terminal around the magnetic body, and a second terminal, and a third terminal, a high-frequency signal inputted from one terminal to the output from the next adjacent terminals in this order, the modulation A circulator in which a high-frequency signal for transmission output from a device is input to the first terminal ;
A transmitting / receiving antenna connected to the second terminal of the circulator ;
Wherein said other output terminal of the branching device, is connected between the third terminal of the circulator, and the transmission high-frequency signal outputted from the other output terminal of the branching device, the transceiver mixer outputs an intermediate frequency signal from the output terminal by mixing a high frequency signal received by the antenna, and
By blocking the first system to output the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer to the subsequent stage, the DC component of the intermediate frequency signal by a capacitor, alternating current at a resistor connected in series to the capacitor switch alternately switching the second system, the terminating components, and
An AC coupling capacitor connected in series between the output end of the mixer and the input end of the switch;
High-frequency transceiver comprises a.
高周波信号を出力する高周波発振器
該高周波発振器から出力される前記高周波信号を一方の出力端と他方の出力端とに分岐して出力する分岐器
該分岐器の前記一方の出力端から出力される前記高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器
該変調器の前記出力端から出力される前記送信用高周波信号を一端側から他端側へ通過させるアイソレータ
該アイソレータに接続されている送信アンテナ
前記分岐器の前記他方の出力端側の後段回路に接続されている受信アンテナ
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ている前記分岐器の前記他方の出力端から出力される高周波信号と前記受信アンテナで受信する高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサー
該ミキサーの前記出力端から出力される前記中間周波信号を後段に出力する第1の系統と、当該中間周波信号の直流成分をコンデンサで遮断して、該コンデンサに直列に接続される抵抗で交流成分を終端する第2の系統と、に交互に切り替えるスイッチ、および
前記ミキサーの前記出力端と、前記スイッチの入力端と、の間に直列に接続されている交流結合用コンデンサ、
を具備する高周波送受信器。
A high-frequency oscillator that outputs high-frequency signals ,
Splitter and outputting the branch the high-frequency signal outputted from said frequency oscillator and an output terminal and the other output end of the hand,
A modulator that modulates the high-frequency signal output from the one output terminal of the branching device and outputs a high-frequency signal for transmission ;
Isolator which only passes the transmission high-frequency signal outputted from the output end of the modulator from the one end to the other end side,
A transmitting antenna connected to the isolator ;
A receiving antenna connected to a subsequent circuit on the other output end side of the branching device ;
And the other output end of the divider is connected between said receiving antenna, and a high frequency signal outputted from the other output terminal of the branching device, a high-frequency signal received by the receiving antenna, mixer outputs an intermediate frequency signal by mixing a
By blocking the first system to output the intermediate frequency signal outputted from the output end of the mixer to the subsequent stage, the DC component of the intermediate frequency signal by a capacitor, alternating current at a resistor connected in series to the capacitor switch alternately switching the second system, the terminating components, and
An AC coupling capacitor connected in series between the output end of the mixer and the input end of the switch;
High Frequency transceiver comprises a.
請求項1乃至請求項のいずれかに記載の高周波送受信器、および
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
を具備するレーダ装置。
The high-frequency transceiver according to any one of claims 1 to 4 , and
Distance information detector for detecting the distance information to detect the object by processing the intermediate frequency signal output from the RF transceiver,
Relais be equipped with over da apparatus.
JP2004278626A 2004-09-27 2004-09-27 High frequency transmitter / receiver and radar apparatus including the same Expired - Fee Related JP4423151B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004278626A JP4423151B2 (en) 2004-09-27 2004-09-27 High frequency transmitter / receiver and radar apparatus including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004278626A JP4423151B2 (en) 2004-09-27 2004-09-27 High frequency transmitter / receiver and radar apparatus including the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006094247A JP2006094247A (en) 2006-04-06
JP2006094247A5 JP2006094247A5 (en) 2007-10-04
JP4423151B2 true JP4423151B2 (en) 2010-03-03

Family

ID=36234777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004278626A Expired - Fee Related JP4423151B2 (en) 2004-09-27 2004-09-27 High frequency transmitter / receiver and radar apparatus including the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4423151B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006094247A (en) 2006-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4446785B2 (en) High-frequency transceiver, radar device including the same, radar device-equipped vehicle equipped with the same, and radar device-equipped small vessel
JP3600940B2 (en) Radar transceiver
US20060017607A1 (en) Amplitude modulator, selector switch, high frequency transmitting/receiving apparatus including the same, and radar apparatus, and radar apparatus-mounting vehicle and radar apparatus-mounting small ship
JP4498065B2 (en) Directional coupler type branching device, high-frequency transmitter / receiver including the same, and radar apparatus
US20060214842A1 (en) Mixer, High-Frequency transmitting/receiving apparatus having the same, radarapparatus having the high-frequency transmitting/receiving apparatus, and vehicle equipped with radar apparatus
JP2005337864A (en) High-frequency transceiver, radar device including the same, radar device-equipped vehicle equipped with the same, and radar device-equipped small vessel
JP4423151B2 (en) High frequency transmitter / receiver and radar apparatus including the same
JP4712083B2 (en) High frequency transceiver and radar device
JP4446798B2 (en) High-frequency transceiver, radar device including the same, radar device-equipped vehicle equipped with the same, and radar device-equipped small vessel
JP4883922B2 (en) High frequency transmitter / receiver and radar apparatus including the same
US7265711B2 (en) High-frequency oscillator, high-frequency transmission-reception apparatus using the same, radar apparatus, and radar-apparatus-equipped vehicle and small boat equipped with the same
JP4624195B2 (en) High frequency transceiver and radar device
JP4377739B2 (en) High frequency transmitter / receiver, radar apparatus including the same, vehicle mounted with radar apparatus, and small ship mounted with radar apparatus
JP2005274331A (en) High frequency transmitter / receiver, radar apparatus including the same, vehicle mounted with radar apparatus, and small ship mounted with radar apparatus
JP4707731B2 (en) Isolator, high-frequency oscillator, high-frequency transmitter / receiver, and radar apparatus using the same
JP2006242686A (en) High-frequency transceiver, radar device including the same, radar device-equipped vehicle equipped with the same, and radar device-equipped small vessel
JP2006050580A (en) High frequency oscillator, high frequency transmitter / receiver using the same, radar device, vehicle equipped with radar device, and small ship equipped with radar device
JP4446939B2 (en) Amplitude modulator, changeover switch, high-frequency transmitter / receiver including the same, and radar apparatus
JP2007201943A (en) High frequency transceiver and radar device
JP2006064401A (en) Modulator, high-frequency transmitter / receiver using the same, radar device, vehicle equipped with radar device and small ship equipped with radar device
US20240291436A1 (en) Local-Oscillator Filtering in a Mixer
JP2006128929A (en) Attenuator, high-frequency transmitter / receiver using the same, radar device, vehicle equipped with radar device and small ship equipped with radar device
JP2006211180A (en) MIXER, HIGH FREQUENCY TRANSMITTER / RECEIVER USING THE MIXER, RADAR DEVICE, RADAR DEVICE VEHICLE, AND RADER DEVICE MOBILE
JP2006041789A (en) Non-radioactive dielectric line, high-frequency transmitter / receiver and radar device using the same, vehicle mounted with radar device and small ship equipped with radar device
JP4776225B2 (en) High-frequency transmission line, high-frequency transceiver using the same, and radar apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070822

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070822

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090728

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090811

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091013

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091109

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091207

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees