JP2019122012A - 周波数選択板および電子回路 - Google Patents

Abstract

【課題】高調波を抑制することができる周波数選択板を得ること。【解決手段】素子導体パターン１２と、隣接する第１の素子導体パターンと第２の素子導体パターンとを接続する接続部１３と、により構成される線路１１が複数並列に配列されている。接続部１３は、アクティブ素子であるダイオードと、高調波低減部とを備える。高調波低減部は、ダイオードと第１の素子導体パターンとの間、およびダイオードと第２の素子導体パターンとの間のうち、少なくとも一方に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、電波を反射または透過する周波数選択板および電子回路に関する。

従来、特定の周波数の電波を反射または透過するデバイスとして周波数選択板（ＦＳＳ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｕｒｆａｃｅ）が知られている。

例えば、特許文献１には、素子パターンが複数配列され、隣接する素子パターンをダイオードによって接続する周波数選択板が開示されている。

特開２００５−２３６６２０号公報

ここで、周波数選択板によって電波を受信すると、交流の高周波信号がダイオードに流れる。また、高周波信号がダイオードにより整流されて直流信号に変換されるときに、高調波が発生する。発生した高調波は、ダイオードに接続されている素子導体パターンに伝搬され、素子導体パターンから不要波として外部に放射される。

この不要波が大きい場合、製品出荷時の検査において、法令により定められている許容値を超える可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高調波を抑制することができる周波数選択板および電子回路を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、素子導体パターンと、隣接する第１の素子導体パターンと第２の素子導体パターンとを接続する接続部と、により構成される線路が複数並列に配列されており、接続部は、アクティブ素子と、アクティブ素子と第１の素子導体パターンとの間、およびアクティブ素子と第２の素子導体パターンとの間のうち、少なくとも一方に配置される高調波低減部とを備える。

本発明によれば、高調波を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態１における周波数選択板の構成を示す図 実施の形態１における接続部の構成を示す図 実施の形態１における接続部の変形例の構成を示す図 実施の形態１における周波数選択板がレドーム内に配置された場合の構成を示す図 実施の形態１におけるレーダ用アンテナ部から電波が放射されたときの周波数選択板の動作についての説明に供する図 実施の形態１における高調波低減部の第１の変形例の構成を示す図 実施の形態１における高調波低減部の第２の変形例の構成を示す図 実施の形態１における高調波低減部の第３の変形例の構成を示す図 実施の形態１における高調波低減部の第４の変形例の構成を示す図 実施の形態１における周波数選択板の変形例の構成を示す図 実施の形態２における周波数選択板の第１の面の構成を示す図 実施の形態２における周波数選択板の断面を示す図 実施の形態２における周波数選択板の第２の面の構成を示す図 実施の形態２における周波数選択板がレドーム内に配置された場合の構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる周波数選択板および電子回路を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における周波数選択板１の構成を示す図である。周波数選択板１は、素子導体パターン１２と、隣接する複数の素子導体パターン１２を接続する接続部１３と、により構成される線路１１が複数並列に配列されている。

複数の素子導体パターン１２と複数の接続部１３とは、誘電体基板の基材１０の表面１０ａにエッチング加工により形成される。

図２は、電子回路である接続部１３の構成を示す図である。接続部１３は、図２に示すように、アクティブ素子であるダイオード１４と、ダイオード１４の少なくとも一方に配置される高調波低減部１５とを備える。

高調波低減部１５は、ダイオード１４と第１の素子導体パターン１２ａとの間、およびダイオード１４と第２の素子導体パターン１２ｂとの間のうち、少なくとも一方に配置される。なお、以下では、第１の素子導体パターン１２ａは、素子導体パターン１２ａという。第２の素子導体パターン１２ｂは、素子導体パターン１２ｂという。高調波低減部１５は、ダイオード１４により生ずる高調波を低減する。ダイオード１４により高調波が発生する原理については、後述する。

図２に示す例では、高調波低減部１５は、第１高調波低減部１５ａと第２高調波低減部１５ｂとにより構成される。第１高調波低減部１５ａは、素子導体パターン１２ａとダイオード１４との間に配置される。第２高調波低減部１５ｂは、ダイオード１４と素子導体パターン１２ｂとの間に配置される。図２に示す例では、第１高調波低減部１５ａ側に接続される素子導体パターン１２を素子導体パターン１２ａとし、第２高調波低減部１５ｂ側に接続される素子導体パターン１２を素子導体パターン１２ｂとしている。

第１高調波低減部１５ａおよび第２高調波低減部１５ｂは、それぞれ一端が素子導体パターン１２に接続される第１の導体１１５ａと、第１の導体１１５ａと平行な第２の導体１１５ｂと、第１の導体１１５ａの他端と第２の導体１１５ｂとを接続する第３の導体１１５ｃとで構成される。第１の導体１１５ａと第２の導体１１５ｂとは、高調波の周波数に対応する波長の１／４の長さに設定され、先端短絡の平行二線の働きをする。第１高調波低減部１５ａおよび第２高調波低減部１５ｂは、誘電体基板の基材１０の表面１０ａにエッチング加工により形成される。なお、本実施の形態では、「１１５ａ」を第１の導体とし、「１１５ｂ」を第２の導体として説明するが、「１１５ａ」を第２の導体とし、「１１５ｂ」を第１の導体としてもよい。

図２では、第１高調波低減部１５ａおよび第２高調波低減部１５ｂの２つの高調波低減部が設けられる例を示したが、高調波低減部は１つであってもよい。図３は、接続部１３の変形例の構成を示す図である。図３に示した例では、高調波低減部１５は、ダイオード１４の一方端側であるカソード側に配置される。高調波低減部１５がカソード側に配置される理由については、後述する。

図１に示すように、周波数選択板１は、電源部２１のプラス側に接続される第１制御バイアス線１６と、電源部２１のマイナス側に接続される第２制御バイアス線１７とを備える。電源部２１は、接続部１３のダイオード１４に対して、順方向に電圧を印加する。以下では、周波数選択板１に電源部２１から電圧が印加されている状態をＯＮ（オン）状態といい、周波数選択板１に電源部２１から電圧が印加されていない状態をＯＦＦ（オフ）状態という。また、制御部２２は、電源部２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える制御を行う。

各線路１１は、一方端１１ａが第１制御バイアス線１６に接続され、他方端１１ｂが第２制御バイアス線１７に接続される。

各線路１１の間隔ｄは、周波数選択板１が透過または反射する特定の周波数に対応する波長に基づいて規定される。例えば、各線路１１の間隔ｄは、周波数選択板１が透過または反射する特定の周波数に対応する波長の１／１０の長さである。

つぎに、外部のレーダ装置から出力された電波が周波数選択板１に到来した場合の周波数選択板１の動作について説明する。到来波は、電界の振動方向が地表に水平である水平偏波であるとする。到来波の偏波面とダイオード１４に流れる電流の向きとは、平行であるとする。

まず、電源部２１がＯＮ状態の場合、第１制御バイアス線１６に電圧が印加されて、ダイオード１４に電流が流れ、水平方向に隣接する素子導体パターン１２同士は、電気的に短絡する。

上述したように、線路１１間の間隔ｄは、周波数選択板１が透過または反射する特定の周波数に対応する波長の長さの１／１０の長さであり、特定の周波数である到来波の周波数に対応する波長の長さに対して短く設定されている。特定の周波数は、周波数選択板１が透過または反射の対象とする到来波の周波数に設定される。周波数選択板１が透過または反射の対象とする到来波の周波数を、以下、到来波の周波数とよぶ。

電源部２１がＯＮ状態の場合、周波数選択板１の線路１１が形成されている面は、到来波の周波数で等価的に金属導体面とみなされる。よって、電源部２１がＯＮ状態の場合、到来波は、周波数選択板１に反射される。

一方、電源部２１がＯＦＦ状態の場合、ダイオード１４に電流が流れないため、水平方向に隣接する素子導体パターン１２同士は、電気的に開放される。この場合、周波数選択板１の線路１１が形成されている面は、到来波の周波数で等価的に金属導体面とみなされない。よって、電源部２１がＯＦＦ状態の場合、到来波は、周波数選択板１を透過する。

つぎに、周波数選択板１がレドーム３１内に配置された場合の動作について説明する。図４は、周波数選択板１がレドーム３１内に配置されている様子を示す図である。

レドーム３１内には、周波数選択板１と、電源部２１と、制御部２２と、レーダ用アンテナ部３２とが配置されている。レドーム３１は、レーダ用アンテナ部３２が風、雨などに当たらないように保護する。周波数選択板１は、レーダ用アンテナ部３２の前面に配置されている。周波数選択板１は、レーダ用アンテナ部３２に対して予め定められた角度だけ傾斜している。周波数選択板１が傾斜していることにより、到来波は、到来方向とは異なる方向に反射される。

ここで、レーダ用アンテナ部３２により到来波を受信するとき、または、レーダ用アンテナ部３２が動作しない場合の周波数選択板１の動作について説明する。

周波数選択板１は、電源部２１がＯＮ状態の場合、到来波を到来方向とは異なる方向に反射する。よって、レーダ用アンテナ部３２の開口面のレーダ反射断面積（ＲＣＳ：Ｒａｄａｒ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ）を低減することができる。レーダ反射断面積は、レーダ装置から出力された電波が対象物に当たって反射させる能力の尺度である。

また、周波数選択板１は、電源部２１がＯＦＦ状態の場合、到来波を透過させる。

よって、周波数選択板１は、電源部２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることにより、同一周波数帯で反射特性と透過特性とを切り替えることができる。周波数選択板１は、レーダ用アンテナ部３２により使用される周波数帯と、外部のレーダ装置により使用される周波数帯とが同一の場合でも、外部のレーダ装置から到来した到来波を到来方向とは異なる方向に反射することによって、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができる。

つぎに、レーダ用アンテナ部３２から電波が放射されたときの周波数選択板１の動作について、図５を用いて説明する。図５は、交流の高周波信号Ｓ１が線路１１を伝搬するときの様子を示す図である。

レーダ用アンテナ部３２から電波が放射された場合、大電力送信波Ｓ０が周波数選択板１を通過する。

大電力送信波Ｓ０の一部は、周波数選択板１の素子導体パターン１２ａにより受信される。素子導体パターン１２ａにより受信された交流の高周波信号Ｓ１は、接続部１３に伝搬される。以下では、接続部１３は、第１高調波低減部１５ａと、ダイオード１４ａと、第２高調波低減部１５ｂとにより構成されるものとする。

また、第１高調波低減部１５ａの第１の導体１１５ａと第２の導体１１５ｂとは、高周波信号Ｓ１の周波数に対応する波長の長さよりも短い。よって、高周波信号Ｓ１は、第１高調波低減部１５ａの影響を受けずにダイオード１４ａに伝搬する。

ダイオード１４ａは、半導体デバイスの一つであり、整流効果を伴って直流で動作する。高周波信号Ｓ１は、ダイオード１４ａの整流効果により直流の信号に変換される。この高周波信号Ｓ１が直流の信号に変換される時に、高調波Ｓ２が発生する。

高調波Ｓ２は、接続部１３に隣接する素子導体パターン１２ｂに伝搬する前に、第２高調波低減部１５ｂを通過する。第２高調波低減部１５ｂの第１の導体１１５ａと第２の導体１１５ｂとは、高調波の周波数に対応する波長の長さの１／４の長さで形成されており、先端短絡の平行二線の働きをする。高調波Ｓ２は、この平行二線の根元で相殺効果により低減される。

素子導体パターン１２ｂに伝搬する高調波Ｓ３は小さく、素子導体パターン１２ｂから放射される不要波Ｓ４も小さくなる。また、高調波Ｓ３は、素子導体パターン１２ｂに隣接するダイオード１４ｂのカソード側に配置されている第１高調波低減部１５ａにより低減される。なお、第１高調波低減部１５ａと第２高調波低減部１５ｂとのいずれか一方で高調波低減部１５が構成される場合には、素子導体パターン１２に対する高調波の伝搬を低減するために、ダイオード１４のカソード側に第２高調波低減部１５ｂを配置する方がよい。

このようにして、周波数選択板１は、レーダ用アンテナ部３２から電波が放射され、ダイオード１４により高調波が生じても、第２高調波低減部１５ｂにより高調波を抑制することができる。この効果は、レーダ用アンテナ部３２の性能を劣化させることなく実現できる。

また、レーダ用アンテナ部３２により使用される周波数帯域と、外部のレーダ装置により使用される周波数帯域とが同一ではなく、例えば、レーダ用アンテナ部３２により使用される周波数帯域が高帯域側で、外部のレーダ装置により使用される周波数帯域が低帯域側であっても、電源部２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることにより、到来波の反射と透過とを切り替えることができる。

また、高調波には、２倍波、４倍波などの偶数倍高調波と、３倍波、５倍波などの奇数倍高調波がある。以下に、偶数倍高調波と奇数倍高調波とに対応する高調波低減部１５の構成について説明する。

図６は、高調波低減部１５の第１の変形例の構成を示す図である。高調波低減部１５は、偶数倍の高調波を低減する偶数倍高調波低減部４１ａ，４１ｂと、奇数倍の高調波を低減する奇数倍高調波低減部４２ａ，４２ｂとにより構成される。

偶数倍高調波低減部４１ａは、ダイオード１４のアノード側に配置される。偶数倍高調波低減部４１ｂは、ダイオード１４のカソード側に配置される。奇数倍高調波低減部４２ａは、偶数倍高調波低減部４１ａと素子導体パターン１２ａとの間に配置される。奇数倍高調波低減部４２ｂは、偶数倍高調波低減部４１ｂと素子導体パターン１２ｂとの間に配置される。

つぎに、高調波低減部１５の他の変形例について説明する。偶数倍高調波低減部４１ａ，４１ｂと、奇数倍高調波低減部４２ａ，４２ｂとは、図７、図８、または図９に示す配置でもよい。図７は、高調波低減部１５の第２の変形例の構成を示す図である。奇数倍高調波低減部４２ａは、ダイオード１４のアノード側に配置される。奇数倍高調波低減部４２ｂは、ダイオード１４のカソード側に配置される。偶数倍高調波低減部４１ａは、奇数倍高調波低減部４２ａと素子導体パターン１２ａとの間に配置される。偶数倍高調波低減部４１ｂは、奇数倍高調波低減部４２ｂと素子導体パターン１２ｂとの間に配置される。

図８は、高調波低減部１５の第３の変形例の構成を示す図である。偶数倍高調波低減部４１は、ダイオード１４のカソード側に配置される。奇数倍高調波低減部４２は、偶数倍高調波低減部４１と素子導体パターン１２ｂとの間に配置される。

図９は、高調波低減部１５の第４の変形例の構成を示す図である。奇数倍高調波低減部４２は、ダイオード１４のカソード側に配置される。偶数倍高調波低減部４１は、奇数倍高調波低減部４２と素子導体パターン１２ｂとの間に配置される。

また、偶数倍高調波低減部４１，４１ａ，４１ｂは、偶数倍の高調波の周波数に対応する波長の１／４の長さに設定する。例えば、偶数倍高調波低減部４１，４１ａ，４１ｂは、２倍の高調波を低減する場合には、２倍の高調波の周波数に対応する波長の１／４の長さに設定し、４倍の高調波を低減する場合には、４倍の高調波の周波数に対応する波長の１／４の長さに設定する。奇数倍高調波低減部４２，４２ａ，４２ｂは、奇数倍の高調波の周波数に対応する波長の１／４の長さに設定する。例えば、奇数倍高調波低減部４２，４２ａ，４２ｂは、３倍の高調波を低減する場合には、３倍の高調波の周波数に対応する波長の１／４の長さに設定し、５倍の高調波を低減する場合には、５倍の高調波の周波数に対応する波長の１／４の長さに設定する。

このような構成によれば、周波数選択板１は、偶数倍の高調波と奇数倍の高調波とを効率よく低減することができる。

上述したように、各線路１１の間隔ｄは、周波数選択板１が透過または反射する特定の周波数に対応する波長の長さの１／１０などの長さに設定され、特定の周波数に対応する波長の長さよりも狭く設定される。しかし、レーダ用アンテナ部３２の前面に周波数選択板１を配置する場合、レーダ用アンテナ部３２の開口面積の大きさに比例して、周波数選択板１の面積も大きくなる。そうすると、レーダ用アンテナ部３２の開口面積が大きい場合、周波数選択板１に形成される線路１１の数の増加に伴って、各線路１１に実装されるダイオード１４の数が増大し、周波数選択板１の製造コストが高くなる。

そこで、周波数選択板１は、接続部１３が配置されず、隣接する素子導体パターン１２からなる第１線路１１１ａと、隣接する素子導体パターン１２が接続部１３により接続される第２線路１１１ｂとから構成する。図１０は、周波数選択板１の変形例である周波数選択板５０の構成を示す図である。

つまり、すべての線路１１にダイオード１４が実装される場合に比べて、第１線路１１１ａと第２線路１１１ｂとから構成される周波数選択板１は、反射特性と透過特性とを保持しつつ、製造コストを低減することができる。

図１０に示す例では、一列おきにダイオード１４を実装していない第１線路１１１ａを配置しており、ダイオード１４の間引き率は５０％であるが、到来波の透過量または反射量によってダイオード１４の間引き率を決定してもよい。

図１には、素子導体パターン１２の形状の一例として、直線形状が示されているが、素子導体パターン１２の形状は、直線形状に限られない。例えば、素子導体パターン１２の形状は、線路幅を太くした形状、線路の途中にスリットを入れて切り欠いた形状、線路をテーパ状に広げた形状、線路をテーパ状に狭めた形状などでもよい。

素子導体パターン１２の形状によって、反射または透過する到来波の周波数が変化し、また、到来波の反射量または透過量も変わる。よって、素子導体パターン１２の形状は、反射または透過する到来波の周波数に基づいて、設計時に決定する。

上記の説明では、到来波が水平偏波である場合について、高調波を低減し、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減する周波数選択板１の構成について説明した。到来波が垂直偏波の場合には、周波数選択板１を９０度ロール回転させることにより、到来波の偏波面とダイオード１４に流れる電流の向きとを平行にすることができる。垂直偏波とは、電界の振動方向が地表に垂直の偏波である。よって、周波数選択板１は、垂直偏波の到来波に対しても、上述と同様に、高調波を低減し、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができる。

実施の形態１における周波数選択板１は、大電力送信波が照射されない環境において利用される場合には、電源部２１によりＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることにより、到来波の反射または透過を切り替えることができる。また、周波数選択板１は、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができ、外部のレーダ装置により使用される周波数帯域と同一の周波数帯域でレーダ用アンテナ部３２を運用することができる。大電力送信波が照射されない環境とは、例えば、周波数選択板１をパッシブレーダ装置の前面に斜めに配置する環境である。パッシブレーダ装置とは、自らは電波を放射せず、目標からの電波を受信して目標を検知する装置をいう。

実施の形態１における周波数選択板１は、大電力送信波が照射される環境において利用される場合には、高調波低減部１５とアクティブ素子であるダイオード１４とにより接続部１３が構成され、電源部２１によりＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることにより、到来波の反射または透過を切り替えることができる。また、周波数選択板１は、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができ、外部のレーダ装置により使用される周波数帯域と同一の周波数帯域でレーダ用アンテナ部３２を運用することができる。大電力送信波が照射される環境とは、例えば、周波数選択板１をアクティブレーダ装置の前面に斜め配置するなどの環境である。アクティブレーダ装置とは、電波を放射し、その反射波を受信して目標を検知する装置をいう。

実施の形態１における周波数選択板１は、レーダ用アンテナ部３２から電波が放射され、大電力送信波が照射されると、ダイオード１４の整流効果で誘起電流の高調波が生じるが、高調波低減部１５によって高調波を抑制することができる。よって、実施の形態１における周波数選択板１は、素子導体パターン１２へ伝搬される高調波を低減することができるので、レーダ用アンテナ部３２の性能を劣化させることなく、素子導体パターン１２により高調波が不要波として放射されることを低減することができる。

実施の形態１における周波数選択板１は、高調波低減部１５の第１の変形例として、ダイオード１４と奇数倍高調波低減部４２ａ，４２ｂとの間に偶数倍高調波低減部４１ａ，４１ｂを配置し、偶数倍高調波低減部４１ａ，４１ｂと素子導体パターン１２ａとの間に奇数倍高調波低減部４２ａ，４２ｂを配置する。実施の形態１における周波数選択板１は、高調波低減部１５の第２の変形例として、ダイオード１４と偶数倍高調波低減部４１ａ，４１ｂとの間に奇数倍高調波低減部４２ａ，４２ｂを配置し、奇数倍高調波低減部４２ａ，４２ｂと素子導体パターン１２ａとの間に偶数倍高調波低減部４１ａ，４１ｂを配置する。実施の形態１における周波数選択板１は、高調波低減部１５の第３の変形例として、ダイオード１４のカソード側に偶数倍高調波低減部４１を配置し、偶数倍高調波低減部４１と素子導体パターン１２ｂとの間に奇数倍高調波低減部４２を配置する。実施の形態１における周波数選択板１は、高調波低減部１５の第４の変形例として、ダイオード１４のカソード側に奇数倍高調波低減部４２を配置し、奇数倍高調波低減部４２と素子導体パターン１２ｂとの間に偶数倍高調波低減部４１を配置する。よって、実施の形態１における周波数選択板１は、偶数倍の高調波と奇数倍の高調波とを効率よく低減することができる。

実施の形態１における周波数選択板５０は、隣接する素子導体パターン１２からなる第１線路１１１ａと、隣接する素子導体パターン１２が接続部１３により接続される第２線路１１１ｂとから構成されるので、反射特性および透過特性を保持しつつ、ダイオード１４の数を低減することができ、製造コストを低減することができる。

実施の形態１における周波数選択板１は、特に、レーダ用アンテナ部３２により使用される周波数帯域と外部のレーダ装置により使用される周波数帯域とが同一の場合に、不要波の発生を抑えつつ、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができる。

実施の形態２．
実施の形態２における周波数選択板６０は、基材１０の表面１０ａと裏面１０ｂとの両面に線路が形成される点が実施の形態１における周波数選択板１と異なる。以下では、実施の形態１における周波数選択板１の構成と同一の構成には同一の符号を付す。

図１１，１２および１３は、実施の形態２における周波数選択板６０の構成を示す図である。図１１は、周波数選択板６０の第１の面６０ａの構成を示す図である。図１２は、周波数選択板６０の断面を示す図である。図１３は、周波数選択板６０の第１の面６０ａの裏面である第２の面６０ｂの構成を示す図である。

周波数選択板６０の第１の面６０ａの構成について説明する。周波数選択板６０の第１の面６０ａは、図１１に示すように、素子導体パターン１２と、隣接する素子導体パターン１２を接続する接続部１３とにより構成される線路１１が第１の方向に並列に並んで配置されている。図１１には、第２の面６０ｂに形成される線路１１と第１制御バイアス線７１と第２制御バイアス線７２とを破線により透過的に示している。複数の素子導体パターン１２と複数の接続部１３とは、誘電体基板の基材１０の表面１０ａ上にエッチング加工により形成される。

周波数選択板６０の第１の面６０ａは、電源部２１のプラス側に接続される第１制御バイアス線６１と、電源部２１のマイナス側に接続される第２制御バイアス線６２とを備える。周波数選択板６０の第１の面６０ａの各線路１１は、一方端１１ａが第１制御バイアス線６１に接続され、他方端１１ｂが第２制御バイアス線６２に接続される。電源部２１は、接続部１３のダイオード１４に対して、順方向に電圧を印加する。

周波数選択板６０の第１の面６０ａの各線路１１の間隔ｄは、周波数選択板６０が透過または反射する特定の周波数に対応する波長に基づいて規定される。例えば、周波数選択板６０の第１の面６０ａの各線路１１の間隔ｄは、周波数選択板１が透過または反射する特定の周波数に対応する波長の１／１０の長さである。

つぎに、周波数選択板６０の第２の面６０ｂの構成について説明する。周波数選択板６０の第２の面６０ｂは、図１３に示すように、素子導体パターン１２と、隣接する素子導体パターン１２を接続する接続部１３とにより構成される線路１１が第２の方向に並列に並んで配置されている。図１３には、第１の面６０ａに形成される線路１１と第１制御バイアス線６１と第２制御バイアス線６２とを破線により透過的に示している。複数の素子導体パターン１２と複数の接続部１３とは、誘電体基板の基材１０の裏面１０ｂ上にエッチング加工により形成される。

周波数選択板６０の第２の面６０ｂは、電源部２１のプラス側に接続される第１制御バイアス線７１と、電源部２１のマイナス側に接続される第２制御バイアス線７２とを備える。周波数選択板６０の第２の面６０ｂの各線路１１は、一方端１１ａが第１制御バイアス線７１に接続され、他方端１１ｂが第２制御バイアス線７２に接続される。電源部２１は、接続部１３のダイオード１４に対して、順方向に電圧を印加する。

周波数選択板６０の第２の面６０ｂの各線路１１の間隔ｄは、周波数選択板１が透過または反射する特定の周波数に対応する波長に基づいて規定される。例えば、周波数選択板６０の第２の面６０ｂの各線路１１の間隔ｄは、周波数選択板１が透過または反射する特定の周波数に対応する波長の１／１０の長さである。

図１１および図１３に示すように、周波数選択板６０の第１の面６０ａの線路１１が配置されている第１の方向と、周波数選択板６０の第２の面６０ｂの線路１１が配置されている第２の方向とは、直交している。

周波数選択板６０の第１の面６０ａは、到来波の水平偏波を反射または透過する。周波数選択板６０の第２の面６０ｂは、到来波の垂直偏波を反射または透過する。

ここで、周波数選択板６０の動作を説明する。特定の周波数の電波が周波数選択板６０の第１の面６０ａまたは第２の面６０ｂに到来した場合には、実施の形態１の説明と同様に、電源部２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態を切り替えることにより、特定の周波数の電波の反射と透過とを切り替えることができる。

また、周波数選択板６０は、周波数選択板６０の第１の面６０ａと第２の面６０ｂとをそれぞれ独立して電源部２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることができる。しかし、到来波の偏波方向を特定できないことが多い。よって、周波数選択板６０の第１の面６０ａと第２の面６０ｂとを同期して電源部２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える。つまり、電源部２１がＯＮ状態の場合には、第１制御バイアス線６１と第１制御バイアス線７１とに電圧が印加される。また、電源部２１がＯＦＦ状態の場合には、第１制御バイアス線６１と第１制御バイアス線７１とに電圧が印加されない。

よって、周波数選択板６０は、到来波の水平偏波および垂直偏波を同時に反射または透過させることが可能であり、実施の形態１における周波数選択板１よりも任意偏波に対応できる利点がある。

つぎに、周波数選択板６０がレドーム３１内に配置された場合の動作について説明する。図１４は、周波数選択板６０がレドーム３１内に配置されている様子を示す図である。

レドーム３１内には、周波数選択板６０と、電源部２１と、制御部２２と、レーダ用アンテナ部３２とが配置されている。周波数選択板６０は、レーダ用アンテナ部３２の前面に配置されている。また、周波数選択板６０は、予め定められた角度だけ傾斜している。周波数選択板６０が傾斜していることにより、到来波は、周波数選択板６０により、到来方向とは異なる方向に反射される。

ここで、レーダ用アンテナ部３２により到来波を受信するとき、または、レーダ用アンテナ部３２が動作しない場合の周波数選択板６０の動作について説明する。

周波数選択板６０は、電源部２１がＯＮ状態の場合、直交２偏波の到来波を到来方向とは異なる方向に反射するので、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができる。直交２偏波とは、電界の振動方向が地表に水平である水平偏波と、電界の振動方向が地表に垂直である垂直偏波とからなる偏波をいう。

また、周波数選択板６０は、電源部２１がＯＦＦ状態の場合、到来波を透過させる。

周波数選択板６０は、レーダ用アンテナ部３２により使用される周波数と、外部のレーダ装置により使用される周波数とが同一の場合でも、電源部２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることにより、直交２偏波成分の到来波の反射と透過とを切り替えることができる。

周波数選択板６０は、レーダ用アンテナ部３２により使用される周波数帯域と外部のレーダ装置により使用される周波数帯域とが同一の場合でも、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができる。この効果は、レーダ用アンテナ部３２の性能を劣化させることなく実現できる。

レーダ用アンテナ部３２から電波を放射するときの周波数選択板６０の動作については、実施の形態１における周波数選択板１の動作と同様である。よって、周波数選択板６０は、レーダ用アンテナ部３２から電波が放射され、ダイオード１４により高調波が生じても、高調波低減部１５により高調波を抑制することができ、素子導体パターン１２から放射される不要波を小さくすることができる。

素子導体パターン１２の形状は、直線形状に限られない。例えば、素子導体パターン１２の形状は、線路幅を太くした形状、線路の途中にスリットを入れて切り欠いた形状、線路をテーパ状に広げた形状、線路をテーパ状に狭めた形状などでもよい。

素子導体パターン１２の形状によって、反射または透過する到来波の周波数が変化し、また、到来波の反射量または透過量も変わる。よって、素子導体パターン１２の形状は、反射または透過する到来波の周波数に基づいて、設計時に決定する。

実施の形態２における周波数選択板６０は、第１の面６０ａに配置される線路１１の配列方向と、第２の面６０ｂに配置される線路１１の配列方向とは直交する関係にある。例えば、周波数選択板６０は、第１の面６０ａにより到来波の水平偏波を反射し、第２の面６０ｂにより到来波の垂直偏波を反射することができる。また、周波数選択板６０は、第１の面６０ａにより到来波の水平偏波を透過し、第２の面６０ｂにより到来波の垂直偏波を透過することができる。

実施の形態２における周波数選択板６０は、直交２偏波の到来波を到来方向とは異なる方向に反射するので、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができ、外部のレーダ装置により使用される周波数帯域と同一の周波数帯域でレーダ用アンテナ部３２を運用することができる。

実施の形態２における周波数選択板６０は、レーダ用アンテナ部３２から電波が放射され、大電力送信波が照射されると、ダイオード１４の整流効果で誘起電流の直交２偏波の高調波が生じるが、高調波低減部１５によって直交２偏波の高調波を抑制することができる。よって、実施の形態２における周波数選択板６０は、素子導体パターン１２へ伝搬される直交２偏波の高調波を低減することができ、レーダ用アンテナ部３２の性能を劣化させることなく、素子導体パターン１２により直交２偏波の高調波が不要波として放射されるのを低減することができる。

実施の形態２における周波数選択板６０は、偶数倍の直交２偏波分の高調波と奇数倍の直交２偏波分の高調波とを効率よく低減することができる。

実施の形態２における周波数選択板６０は、接続部１３が配置されず、隣接する素子導体パターン１２からなる第１線路と、隣接する素子導体パターン１２が接続部１３により接続される第２線路とから構成される第１の面６０ａと、接続部１３が配置されず、素子導体パターン１２からなる第１線路と、隣接する素子導体パターン１２が接続部１３により接続される第２線路とから構成される第２の面６０ｂとにより構成されるので、反射特性および透過特性を保持しつつ、基材１０の表面１０ａと裏面１０ｂとの両面におけるダイオード１４の数を低減することができ、製造コストを低減することができる。

実施の形態２における周波数選択板６０は、特に、レーダ用アンテナ部３２の運用周波数帯域と外部のレーダ装置の運用周波数帯域が同一の場合に、直交２偏波分の不要波の発生を抑えつつ、レーダ用アンテナ部３２の開口面のＲＣＳを低減することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，５０，６０ 周波数選択板、１０ 基材、１１ 線路、１２，１２ａ，１２ｂ 素子導体パターン、１３ 接続部、１４ ダイオード、１５ 高調波低減部、１５ａ 第１高調波低減部、１５ｂ 第２高調波低減部、１６，６１，７１ 第１制御バイアス線、１７，６２，７２ 第２制御バイアス線、２１ 電源部、２２ 制御部、３１ レドーム、３２ レーダ用アンテナ部、４１，４１ａ，４１ｂ 偶数倍高調波低減部、４２，４２ａ，４２ｂ 奇数倍高調波低減部、６０ａ 第１の面、６０ｂ 第２の面、１１１ａ 第１線路、１１１ｂ 第２線路、１１５ａ 第１の導体、１１５ｂ 第２の導体、１１５ｃ 第３の導体。

Claims (7)

1. 素子導体パターンと、隣接する第１の素子導体パターンと第２の素子導体パターンとを接続する接続部と、により構成される線路が複数並列に配列されており、
   前記接続部は、
   アクティブ素子と、
   前記アクティブ素子と前記第１の素子導体パターンとの間、および前記アクティブ素子と前記第２の素子導体パターンとの間のうち、少なくとも一方に配置される高調波低減部とを備えることを特徴とする周波数選択板。
2. 前記高調波低減部は、一端が前記素子導体パターンに接続される第１の導体と、前記第１の導体と平行な第２の導体と、前記第１の導体の他端と前記第２の導体とを接続する第３の導体とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の周波数選択板。
3. 前記第１の導体および前記第２の導体のそれぞれの線路の長さは、前記高調波の周波数に対応する波長の１／４の長さであることを特徴とする請求項２に記載の周波数選択板。
4. 前記高調波低減部は、偶数倍の高調波を低減する偶数倍高調波低減部と、奇数倍の高調波を低減する奇数倍高調波低減部とにより構成されることを特徴とする請求項１，２または３に記載の周波数選択板。
5. 前記線路は、隣接する前記素子導体パターンからなる第１線路と、隣接する前記素子導体パターンが前記接続部により接続される第２線路とから構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の周波数選択板。
6. 前記線路は、基材の第１の面と第２の面とに配置され、
   前記第１の面に配置される前記線路の配列方向と、前記第２の面に配置される前記線路の配列方向とは、直交していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の周波数選択板。
7. アクティブ素子と、
   前記アクティブ素子の端部に形成されている導体を介して前記アクティブ素子に接続される高調波低減部とを備え、
   前記高調波低減部は、一端が前記アクティブ素子の端部に形成されている導体に接続される第１の導体と、前記第１の導体と平行な第２の導体と、前記第１の導体の他端と前記第２の導体とを接続する第３の導体とで構成されることを特徴とする電子回路。

Images