JP4446785B2 - 高周波送受信器およびそれを具備する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 - Google Patents

Description

本発明は、ミリ波レーダモジュールやミリ波無線通信機等に使用される非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）を用いた高周波送受信器に関するものであり、パルス変調された送信用のミリ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開閉器を有し、この開閉器のスイッチングノイズの影響を低減することができる高周波送受信器およびそれを具備する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関するものである。

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。

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ミリ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。

本発明者は既にこの問題点に対する解決策を提案している（特許文献２を参照。）。その構成の例を、図18および図19にそれぞれ平面図で示す。なお、これらの構成の例において用いられるＮＲＤガイドの基本的な構成は図17に示す部分破断斜視図のようなものであり、平行平板導体41，42間に誘電体線路43が挟まれた構成である。

図18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、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体51間に、第１の誘電体線路53に付設され、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ミリ波信号として第１の誘電体線路53を伝搬させるミリ波信号発振部52と、第１の誘電体線路53の途中に介在し、ミリ波信号をパルス化して送信用のミリ波信号として第１の誘電体線路53から出力させるパルス変調器（図示せず）と、第１の誘電体線路53に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路53に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー59側へ伝搬させる第２の誘電体線路58と、平行平板導体51に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部54ａと第２の接続部54ｂと第３の接続部54ｃとを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力するサーキュレータ54であって、第１の誘電体線路53のミリ波信号の出力端に第１の接続部54ａが接続されるサーキュレータ54と、サーキュレータ54の第２の接続部54ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ56を有する第３の誘電体線路55と、サーキュレータ54の第３の接続部54ｃに接続され、送受信アンテナ56で受信されて第３の誘電体線路55を伝搬し第２の接続部54ｂを通って第３の接続部54ｃから出力された受信波をミキサー59へ伝搬させる第４の誘電体線路57と、第２の誘電体線路58の中途と第４の誘電体線路57の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー59と、を設けた高周波送受信器である。そして、この例において、ミキサー59の出力端に、パルス変調された送信用のミリ波信号がパルス変調器から出力されたときに出力端を開状態とするスイッチング制御部（図示せず）を設けることにより、パルス変調器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に入力されるのとほとんど同時に、不要信号がミキサー59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。

図19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を独立させたものの例であり、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体61間に、第１の誘電体線路63に付設され、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ミリ波信号として第１の誘電体線路63を伝搬させるミリ波信号発振部62と、第１の誘電体線路63の途中に介在し、ミリ波信号をパルス化して送信用のミリ波信号として第１の誘電体線路63から出力させるパルス変調器（図示せず）と、第１の誘電体線路63に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路63に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー71側へ伝搬させる第２の誘電体線路68と、平行平板導体61に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部64ａと第２の接続部64ｂと第３の接続部64ｃとを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力するサーキュレータ64であって、第１の誘電体線路63のミリ波信号の出力端に第１の接続部64ａが接続されるサーキュレータ64と、サーキュレータ64の第２の接続部64ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送信アンテナ66を有する第３の誘電体線路65と、先端部に受信アンテナ70、他端部にミキサー71が設けられた第４の誘電体線路69と、サーキュレータ64の第３の接続部64ｃに接続され、送信アンテナ66で受信混入したミリ波信号を減衰させる、無反射終端部67ａが先端に設けられた第５の誘電体線路67と、第２の誘電体線路68の中途と第４の誘電体線路69の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させて成り、ミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー71と、を設けた高周波送受信器である。そして、この例において、ミキサー71の出力端に、パルス変調された送信用のミリ波信号がパルス変調器から出力されたときに出力端を開状態とするスイッチング制御部（図示せず）を設けることにより、パルス変調器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に入力されるのとほとんど同時に、送信アンテナ66から受信アンテナ70へ直接混入した不要信号がミキサー71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。

次に、図16は図18に示す高周波送受信器をミリ波レーダとして用いたときの各部の構成をブロック回路図で示したものである。

図16において、111は、ガンダイオードおよびバラクターダイオードを具備したＶＣＯであり、その変調信号入力用のＩＮ−２端子に信号が入力されて動作する。このＶＣＯ111の出力信号を、ＩＮ−１端子に入力されたパルス化信号をパルス変調器112に入力することにより、パルス変調器112によってパルス変調させる。このパルス変調器112は、図18においては、第１の誘電体線路53の途中に介在するものであり、図20にその構成を斜視図で示すようなスイッチ（ＲＦスイッチ）である。

図20に示すパルス変調器の構成は、配線基板88の一主面にチョーク型バイアス供給線路90を形成して、その中途に形成された接続用の電極81，81間に、半田実装されたビームリードタイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオード80を設けたスイッチである。このようなスイッチが、ＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオード80が第１の誘電体線路53の途中の端面間に、そのバイアス印加電圧方向が横方向になるように設置して、パルス変調器112として使用される。

113は、送信時にはミリ波信号をアンテナ114側へ伝送させ、受信時には受信波をミキサー115側へ伝送させるサーキュレータ、114はミリ波信号の送受信用のアンテナであり、アンテナ114は、サーキュレータ113とは金属導波管または金属導波管に誘電体を充填した誘電体導波管等を介して接続された、例えばホーンアンテナ等である。また、115は、ＶＣＯ111から出力されたミリ波信号とアンテナ114で受信した受信信号とを混合することにより、目標物までの距離等を検出するための中間周波信号を出力するミキサーである。

116は、ミキサー115から出力された中間周波信号を、遮断したり通過させたりする開閉器としてのスイッチである。また、119はスイッチ116の開閉（オン−オフ）のタイミングを制御する制御部である。これらスイッチ116および制御部119からスイッチング制御部が構成される。

制御部119は、パルス変調器112と連動するようにＩＮ−１端子のパルス化信号が入力されて、パルス変調器112でパルス変調された送信用のミリ波信号が、ＮＲＤガイドと誘電体導波管との接続部で反射されたりサーキュレータ113から漏れてミキサー115を介して不要信号となって出力されたりして増幅器118に入力される前に、スイッチ116により遮断するようにその開閉のタイミングを制御する。

なお、117はスイッチ116と増幅器118とを交流結合するためのコンデンサである。

以上の構成により、パルス変調された送信用のミリ波信号がミキサー115に混入して後段の受信系に漏れないように遮断できるため、ミリ波レーダシステムの探知精度を高めることが可能となる。

一方、パルス変調方式の他の従来の高周波送受信器としては、例えば、特許文献３に開示されているような、送信用のミリ波信号をＲＦスイッチ等によって間欠的に送信し、その送信用のミリ波信号が送信されていない間は中間周波信号を遮断して受信処理をさせないようにする、例えば上記スイッチング制御部と同様の受信処理禁止手段を備えた例も提案されている。
特開2000−258525号公報 特開2002−328161号公報 特開2003−198421号公報

しかしながら、特許文献２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。

まず、そのような問題点の一つとして、スイッチ116の少なくとも閉（オン）のタイミングを緻密に制御する必要があった。

一般に、高周波ダイオードを用いたパルス変調器112は、ゼロバイアス容量等の高周波ダイオードに固有の特性を有しているため、駆動用に理想的なパルス信号を入力したとしても、変調電流にリンギングノイズ等の歪みが大なり小なり生じることがある。また、駆動用のパルス信号自身にも大なり小なり同様の歪みが存在することがある。これらのため、パルス変調器112から出力されるミリ波信号の出力強度が信号の１周期内において定常状態に安定するまでに、ある一定時間が必要である。その結果、ＩＮ−１端子の信号を開（オフ）状態にして、ミリ波信号の出力を開（オフ）状態にした後、スイッチ116を閉（オン）状態にすると、そのタイミングによっては、まだミリ波信号の出力強度の変動が残っていて、これが不要な信号（ノイズ）としてミキサー115に出力されてしまい、本来検出すべき信号と混信して、レーダ探知性能を悪化させる場合があるという問題点があった。

次に、図16に示すミリ波レーダの構成においては、制御部119においてスイッチ116の開閉のタイミング信号を生成する際に、ＩＮ−１端子の信号のみを用いてそのタイミング信号を生成したのでは、開閉のタイミングを緻密に制御できなかったり、タイミングを生成するための回路が複雑化したりするといった不都合が生じる場合があるという問題点もあった。

図16に示す構成のミリ波レーダにおいては、ＩＮ−１端子の信号を用いてスイッチ116の開閉をするには、まず、ＩＮ−１端子の信号により、パルス変調器112からのミリ波信号の出力が制御される（ＩＮ−１端子が閉（オン）状態のときミリ波信号が出力される）ので、ＩＮ−１端子の信号が閉（オン）状態から開（オフ）状態となるタイミングを用いてスイッチ116を閉（オン）状態とすることができる。次に、スイッチ116を開（オフ）状態とするタイミングは、ＩＮ−１端子の信号を用いると、ＩＮ−１端子の信号が閉（オン）状態から開（オフ）状態となり、次に閉（オン）状態となる前に開（オフ）状態としなければならないので、そのスイッチ116を開（オフ）状態とするタイミング信号にはＩＮ−１端子の信号を遅らせた信号を用いる必要があり、何らかの遅延回路を用いてその信号を生成する必要がある。これには、例えばＣＲ遅延回路を用いるのが最も簡便である。

しかしながら、図16に示す構成のミリ波レーダでは、ＩＮ−１端子に印加されてパルス変調器112に入力されるパルス信号のパルスの周期がパルス幅に対し長く、ＣＲ遅延回路の遅延時間を大きくとる必要があるため、回路定数のわずかなばらつきでもタイミングが大きくばらついてしまうこととなり、また、ＣＲ遅延回路を付加することによる全体の回路の複雑化も懸念されるという問題点があった。

また、特許文献２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。

まず、そのような問題点の一つとして、スイッチ116を開閉する際にスイッチングノイズが発生するが、このスイッチングノイズが他の回路系に及ぼす影響を小さくする必要があった。

一般に、スイッチ116には、制御信号に応じて高速にスイッチ動作をさせる必要があるため、ＣＭＯＳ等のアナログスイッチが用いられる。しかしながら、その特性上、それらのスイッチ116には、スイッチ動作時にわずかながらスイッチングノイズが発生し、後段の増幅器118で増幅され、不要な信号として周囲の別の回路系に混入し悪影響を及ぼすことがあった。

次に、高周波送受信器には、例えばミリ波レーダに適用される場合には、回路系の異常を検知して外部に知らせるための自己診断機能を備えていることが望ましい。これにより、例えば車載衝突防止用レーダに高周波送受信器を使用する場合において、高周波送受信器の回路系の動作不良を事前に外部に知らせることができ、車載衝突防止用レーダの動作不良を知らないまま使用して事故を起こす危険を未然に防ぐことができる。このような自己診断機能については、なるべく回路を複雑にすることなく、また、高周波送受信器としての基本的な機能に影響を与えることなく、しかも簡便に構成することが好ましい。

さらに、スイッチ116が開（オフ）状態のとき、ミキサー115の出力から負荷のインピーダンスが無限大（容量が非常に小さい開放端に相当する。）に見え、ミキサー115の出力の高周波成分がミキサー115側へほぼ全反射されてしまうという問題点があった。

これによって、ミキサー115が正常に動作しないことがあるばかりか、多重反射した中心周波信号の一部がスイッチ116以降の回路に混入してしまい、中間周波信号を正常に出力できない場合があるという問題点があった。

また、特許文献３に開示されている技術においては、受信処理禁止手段において受信処理を禁止するタイミングを緻密に制御する必要があるという問題点があった。すなわち、受信処理を禁止するタイミングが緻密に制御されていない場合には、送信用のミリ波信号が探知対象物で反射して戻ってくるまでには、ある一定の時間がかかることから、送信用のミリ波信号が送信されていない間であっても、受信すべきミリ波信号が入力されている時があり、その時をも受信処理を禁止したのでは受信すべき重要な情報が欠落されてしまうことがあるという問題点があった。

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ミリ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開閉器を有した高周波送受信器において、開閉器によるスイッチングノイズの影響を低減することができるとともに、簡便な構成の自己診断回路を備えた高周波送受信器を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、この高周波送受信器のパルス変調器に、パルス変調用信号源からの出力であるパルス変調用信号以外に、送信回路の動作試験（故障診断）用として直流電圧源等からの出力信号を切り替えて入力することができる、送信回路の故障診断機能をも備えた高周波送受信器を提供することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、その送信回路の故障診断機能を備えるに当たって寄生容量（寄生キャパシタンス）が発生する場合にそれを補正して、その寄生容量によって引き起こされるパルス波形の歪みを抑制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。

さらに、本発明の目的は、パルス変調された送信用のミリ波信号が内部の反射等により受信系に出力されるのを良好に遮断できるとともに、その遮断時にミキサーの出力の負荷インピーダンスを整合することができ、ミリ波レーダに使用した場合に探知精度を良好なものと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。

さらにまた、本発明の目的は、ＲＦスイッチおよびスイッチング制御部を有しておりＲＦスイッチが高周波信号（ミリ波信号）を出力していない時に受信処理を禁止する高周波送受信器においても、適切なタイミングで受信処理を禁止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。

また、本発明のさらに他の目的は、上記本発明の高周波送受信器を用いた高性能な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を提供することにある。

上記本発明の目的をまとめると、本発明の主たる目的は、雑音（ノイズ）が含まれる中間周波信号を適切に遮断し、距離情報の検出等に有効な中間周波信号を適切に出力させることができる受信性能の高い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ならびにその高性能なレーダ装置を搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、磁性体の周囲に第１の端子，第２の端子および第３の端子を有し、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する、前記変調器の出力が前記第１の端子に入力されるサーキュレータと、このサーキュレータの前記第２の端子に接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第３の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、このミキサーの出力端に接続された、開状態で前記中間周波信号を遮断し、前記変調器からの前記送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって前記中間周波信号を通過させる開閉器と、該開閉器の後段に設けた、前記開閉器の開閉時に前記中間周波信号に加わる雑音を阻止するとともに前記中間周波信号を通過させるフィルタとを具備し、前記ミキサーの前記出力端と前記開閉器との間に前記フィルタの３ｄＢカットオフ周波数よりも低い周波数の試験用信号が入力されることを特徴とするものである。

また、本発明の他の実施形態に係る高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、この高周波発振器に接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、この一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、この変調器の出力端に一端が接続された、この一端側から他端側へ前記送信用高周波信号を通過させるアイソレータと、このアイソレータに接続された送信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端側に接続された受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記受信アンテナとの間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、このミキサーの出力端に接続された、開状態で前記中間周波信号を遮断し、前記変調器からの前記送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって前記中間周波信号を通過させる開閉器と、該開閉器の後段に設けた、前記開閉器の開閉時に前記中間周波信号に加わる雑音を阻止するとともに前記中間周波信号を通過させるフィルタとを具備し、前記ミキサーの前記出力端と前記開閉器との間に前記フィルタの３ｄＢカットオフ周波数よりも低い周波数の試験用信号が入力されることを特徴とするものである。

また、本発明の高周波送受信器は、上記構成において、前記開閉器は、前記閉状態となった後、前記変調器から次の前記送信用高周波信号が出力される前に開状態となることを特徴とするものである。

また、本発明の高周波送受信器は、上記各構成において、前記変調器は、III−Ｖ族化合物半導体を含む材料から成る半導体素子が用いられていることを特徴とするものである。

また、本発明のレーダ装置は、上記本発明の高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することを特徴とするものである。

また、本発明のレーダ装置搭載車両は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするものである。

また、本発明のレーダ装置搭載船舶は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、Ｓ／Ｎ（信号対ノイズ）比を高くすることができ、受信性能の高い、簡便な自己診断機能を備えた高周波送受信器となる。

また、本発明のレーダ装置によれば、上記本発明の高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される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。

また、本発明のレーダ装置搭載車両によれば、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることから、レーダ装置が早く確実に探知対象物である他の車両を探知するため、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レーダ装置搭載車両となる。

また、本発明のレーダ装置搭載船舶によれば、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることから、レーダ装置が早く確実に探知対象物である他の小型船舶を探知するため、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レーダ装置搭載小型船舶となる。

本発明の高周波送受信器およびそれら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、以下に詳細に説明する。

図１〜図４はそれぞれ第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は第５の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。また、図６は第５の高周波送受信器におけるＩＮ−１端子のパルス化信号，ＩＮ−３端子のパルス信号，開閉器の開閉信号およびミキサーの出力の電圧波形ならびにパルス変調器の電流波形と、これら各信号間の相対的タイミングを模式的に示した線図である。また、図７は第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。また、図８は第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の他の例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。また、図９は第７または第８の高周波送受信器において、開閉器に試験用信号を入力する実施の形態の一例を示すブロック回路図である。また、図10は第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態のさらに他の例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。また、図11は第７の高周波送受信器の実施例のミリ波レーダについて、中間周波信号出力電圧の測定結果の例を示す図であり、（ａ）は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）は中間周波信号出力電圧変動ΔＶ_ＩＦの補正容量値Ｃ_０による依存性を示す線図である。また、図12は第９の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。また、図13および図14はそれぞれ第11および12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15はレーダ装置の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。

図１〜図４，図13〜図15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は開閉器（ＩＦ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、100は距離情報検出器である。

また、図５，図７，図８，図10および図12において、21はミリ波信号発振部、22はパルス変調器（ＲＦスイッチ）、23はサーキュレータ、24は送受信アンテナ、25はミキサー、26は開閉器（ＩＦスイッチ）、30はフィルタ、31は試験用信号の入力配線、32は試験用開閉信号の入力配線、33は試験用信号の出力配線（スイッチングノイズの検出端子）、34は信号切り替え用スイッチ、35はコンデンサ、36は送信回路試験用信号の出力配線（送信回路動作試験時のミリ波信号の検出端子）、37は終端回路、38，Ｒ_３，Ｒ_４は抵抗、Ｓ１は第１の系統、Ｓ２は第２の系統である。

また、図18，図19において、51，61は平行平板導体、52，62はミリ波信号発振部、53，63は第１の誘電体線路、54，64はサーキュレータ、55，65は第３の誘電体線路、56は送受信アンテナ、57，69は第４の誘電体線路、58，68は第２の誘電体線路、59，71はミキサー、67は第５の誘電体線路、66は送信アンテナ、70は受信アンテナである。

図１に示す第１の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生させる高周波発振器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、その高周波信号の一部を変調して送信用高周波信号として出力する変調器３と、磁性体の周囲に第１の端子４ａと第２の端子４ｂと第３の端子４ｃとを有し、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の出力端に第１の端子４ａが接続されたサーキュレータ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、その送信用高周波信号を送信するとともに探知対象物で反射して戻ってきた高周波信号を受信する送受信アンテナ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に出力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の出力端に接続された、開状態で中間周波信号を遮断し、変調器３からの送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって中間周波信号を通過させる開閉器７とを備えている構成である。

また、図２に示す第２の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生させる高周波発振器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、その高周波信号の一部を変調して送信用高周波信号として出力する変調器３と、この変調器３の出力端に一端８ａが接続された、一端８ａ側から他端８ｂ側へその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の他端８ｂに接続された、その送信用高周波信号を送信する送信アンテナ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に出力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の出力端に接続された、開状態で中間周波信号を遮断し、変調器３からの送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって中間周波信号を通過させる開閉器７とを備えている構成である。

上記構成において、開閉器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開状態となって中間周波信号を遮断し、その出力状態が安定してから閉状態となって中間周波信号を通過させるように動作する。このように開閉器７を動作させるためには、具体的には、開閉器７の開閉を制御するスイッチング制御部（図示せず）に遅延線路もしくは遅延回路要素を設け、変調器３の変調信号から一定時間だけ遅延させたタイミングで、そのスイッチング制御部において開閉器７の開閉を制御する信号を発生させるようにすればよい。また、開閉器７としては、具体的には、ＣＭＯＳ，ＴＴＬ等の半導体論理素子、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）スイッチ等を用いればよい。

図１および図２にブロック回路図で示す第１および第２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、変調器３に入力される変調信号にパルス波形歪み等のノイズが含まれていて、このノイズが送信用高周波信号に混入し、さらにこのようなノイズを含んだ送信用高周波信号の一部がミキサー６側に漏洩したとしても、開閉器７がこのようなノイズを含んだ送信用高周波信号に対応する中間周波信号を適切に遮断するように働くので、Ｓ／Ｎ比を高くすることができ、受信性能を高くすることができる。

さらに、これら第１および第２の高周波送受信器の実施の形態の例において、好ましくは次のように構成するとよい。

開閉器７は、閉状態となった後、変調器３から次の送信用高周波信号が出力される前に開状態とするとよい。このようにするには、スイッチング制御部に上記遅延線路もしくは遅延回路要素とは別にさらに同様の遅延線路もしくは遅延回路要素を設けるか、または別の開閉制御用の信号を入力するようにすればよい。これにより、次の中間周波信号が出力される前に、ノイズを含むパルス化された送信用高周波信号がミキサー６に混入してミキサー６の後段に接続される受信系にノイズを含む中間周波信号が漏れることがないようにその信号を開閉器７で良好に遮断することができるので、さらにＳ／Ｎ比を高くすることができ、すなわち受信性能を高くすることができる。

また、変調器３は、主要な構成要素として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、早いタイミングで開閉器７を閉（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。

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。

本発明において、開閉器７の後段には、この開閉器７の開閉時に中間周波信号に加わる雑音を阻止するとともに中間周波信号を通過させるフィルタを設ける。これにより、開閉器７が開閉動作するときに発生して中間周波信号に加わる雑音であるスイッチングノイズをその後段のフィルタで除去することができるので、不要な雑音信号が周囲の別の回路系に混入するのを確実に抑制することができる。また、不要な雑音信号がフィルタにより除去されるので、受信すべき中間周波信号の識別が容易に、かつ確実に行なえるようになる。

また、本発明において、ミキサー６の出力端と開閉器７との間にそのフィルタの３ｄＢカットオフ周波数よりも低い周波数の試験用信号が入力される。これにより、この試験用信号は中間周波信号よりも周波数が低く、開閉器７の開閉時に中間周波信号に加わる雑音は中間周波信号よりも周波数が高いので、これら中間周波信号および雑音とは別に開閉器７を通過しフィルタで除去されることなく出力させることができるので、この試験用信号が開閉器７およびフィルタを通して出力されることを確認することにより、スイッチングノイズ除去に影響を与えることなく高周波送受信器に効果的な自己診断機能を簡単に備えることができる。

また、開閉器７にスイッチングノイズを発生させるための試験用開閉信号が入力されるとともに、開閉器７とそのフィルタとの間にスイッチングノイズの検出端子を設けてもよい。このときには、試験用開閉信号が入力されることによって開閉器７が微弱なスイッチングノイズを発生するため、試験用信号を改めて減衰器等で減衰させたりしなくても、このスイッチングノイズを減衰された試験用信号として利用して後段の回路に入力して、その後段の回路に接続された増幅器等の能動回路を飽和させることなく、開閉器とフィルタとの間に設けた検出端子で検出することができるので、簡便に自己診断機能を備えたものとすることができる。

また、変調器３に、変調用信号とは別に直流状の信号を切り替えて入力する信号切り替え用スイッチを、例えば、図10にブロック回路図で示す例の信号切り替え用スイッチ34のように設けるとよい。このような信号切り替え用スイッチとしては、例えばＳＰＤＴと称される機能を有したＣＭＯＳ半導体スイッチ等や開閉器７と同種で２系統切り替え可能なものを用いればよい。このときには、この信号切り替え用スイッチが、パルス化された変調用信号を変調器３に入力するのとは別に、変調器３で用いられる入力信号の信号経路を切り替えるように動作することにより、動作試験用信号源として例えば直流電源によって発生された直流状の信号を変調器３に入力することができるので、変調器３にパルス化された変調用信号を入力できるだけではなく、この高周波送受信器の送信系の動作試験用として、直流電圧等の直流状の信号を入力することができ、それに対応した変調器３の出力を後段の送信回路に出力させることによって送信回路の動作試験（故障診断）を行なわせることができる、送信回路の故障診断機能をも備えたものとすることができる。

また、その際は、信号切り替え用スイッチに並列にコンデンサを、例えば、図10にブロック回路図で示す例のコンデンサ35のように接続するとよい。このときには、このコンデンサが、信号切り替え用スイッチの内部に存在する寄生容量（寄生キャパシタンス）を打ち消して、信号切り替え用スイッチの寄生容量によって発生する信号切り替え用スイッチでのパルス信号の高周波成分の反射を小さくするように働くので、歪みの少ないパルス信号を変調器３に入力できるものとなる。また、変調器３から送出されるパルス化された送信用高周波信号の信号レベルが安定するため、送信用高周波信号の一部がミキサー６に混入して後段の受信系に漏れないように遮断する開閉器７をパルス化された送信用高周波信号を送出後、すぐに閉（オン）にしても、不要な中間周波信号を出力することがなく、送信用高周波信号を送出後、すぐに受信を行なうことができる。

次に、図３に示す第３の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生させる高周波発振器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、その高周波信号の一部を変調して送信用高周波信号として出力する変調器３と、磁性体の周囲に第１の端子４ａと第２の端子４ｂと第３の端子４ｃとを有し、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の出力端に第１の端子４ａが接続されたサーキュレータ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、その送信用高周波信号を送信するとともに探知対象物で反射して戻ってきた高周波信号を受信する送受信アンテナ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に出力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12とを備えている構成である。

また、図４に示す第４の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生させる高周波発振器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、その高周波信号の一部を変調して送信用高周波信号として出力する変調器３と、この変調器３の出力端に一端８ａが接続された、一端８ａ側から他端８ｂ側へその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、その送信用高周波信号を送信する送信アンテナ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に出力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12とを備えている構成である。

上記構成において、スイッチ12は、第２の系統Ｓ２側に接続することによって、中間周波信号を後段に出力しないときにミキサー６の出力端を終端回路11に接続するためのものである。このようなスイッチ12としては、具体的には、例えばＳＰＤＴと称される機能を有したＣＭＯＳ半導体スイッチ等や開閉器７と同種で２系統切り替え可能なものを用いればよい。このようにすれば、スイッチ12を開放状態にして中間周波信号を遮断するのと比べて、スイッチ12は第２の系統Ｓ２に接続された終端回路11で終端されるため、ミキサー６の出力端からスイッチ12側を見たときの入力インピーダンスが低くなり、スイッチ12からミキサー６への中間周波信号の反射を抑えることができる。

図３および図４に示す第１および第２の高周波送受信器の実施の形態の例によれば、上記構成とすることから、中間周波信号をスイッチ12で遮断した時にも、スイッチ12からミキサー６側へのその中間周波信号の反射が抑えられるので、ミキサー６で発生した中間周波信号のうち後段へ出力して受信すべきものの波形を崩さず良好な状態で検出することができるようになり、送受信性能を向上させることができる。

さらに、これら第３および第４の高周波送受信器の実施の形態の例において、好ましくは次のように構成するとよい。

終端回路11は、ミキサー６の出力端とインピーダンスを整合させるとよい。例えば、このような回路では、通常は50Ω系で設計されることが多く、その際には図３および図４に示すように、終端回路11は、接地との間に抵抗値が50Ωの抵抗を直列に接続した回路とすればよい。このときには、スイッチ12を第２の系統Ｓ２に切り替えているときのミキサー６への中間周波信号の反射を最も小さく抑えることができるので、ミキサー６で発生した中間周波信号のうち後段へ出力して受信すべきものの波形をほとんど崩さず最良の状態で検出することができるようになり、送受信性能をさらに向上させることができる。

また、その際、スイッチ12に並列に、ミキサー６の出力端と第１の系統Ｓ１との間に抵抗を接続するとよい。このときには、この抵抗を介して第１の系統Ｓ１の直流レベルを安定させることができるので、ミキサー６で発生した中間周波信号のうち後段へ出力して受信すべきものの信号レベルを安定させることができ、検出の誤りを少なくすることができるため、送受信性能をさらに向上させることができる。

次に、第５および第６の高周波送受信器について、これらをミリ波レーダに使用した場合を例にとって、以下に詳細に説明する。

第５の高周波送受信器が適用されるミリ波レーダにおけるミリ波信号伝送部の構成は、図18に平面図で示したものと同様であり、第６の高周波送受信器が適用されるミリ波レーダにおけるミリ波信号伝送部の構成は、図19に平面図で示したものと同様である。また、これらの構成において用いられる誘電体線路としてのＮＲＤガイドの基本的な構成は、図17に部分破断斜視図で示したものと同様である。

そして、第５の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を図５にブロック回路図で示す。以下、第５の高周波送受信器の実施の形態の一例を中心に説明する。なお、以下の説明において、図５中に図18に示した構成要素に対応するものがあるときは、図５における参照符号を括弧書きで併せて示してある。

図18および図５に示すように、第５の高周波送受信器を用いたミリ波レーダは、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体51間に、第１の誘電体線路53に付設され、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ミリ波信号として第１の誘電体線路53を伝搬させるミリ波信号発振部52（21）と、第１の誘電体線路53の途中に介在し、ミリ波信号をパルス化して送信用のミリ波信号として第１の誘電体線路53から出力させるパルス変調器22と、第１の誘電体線路53に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路53に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー59（25）側へ伝搬させる第２の誘電体線路58と、平行平板導体51に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部54ａと第２の接続部54ｂと第３の接続部54ｃとを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力されるサーキュレータ54（23）であって、第１の誘電体線路53のミリ波信号の出力端に第１の接続部54ａが接続されるサーキュレータ54（23）と、サーキュレータ54（23）の第２の接続部54ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ56（24）を有する第３の誘電体線路55と、サーキュレータ54（23）の第３の接続部54ｃに接続され、送受信アンテナ56（24）で受信されて第３の誘電体線路55を伝搬し第２の接続部54ｂを通って第３の接続部54ｃから出力された受信波をミキサー59（25）へ伝搬させる第４の誘電体線路57と、第２の誘電体線路58の中途と第４の誘電体線路57の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させて成り、送信用のミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー59（25）と、を備えており、ミキサー59（25）の出力端に、開（オフ）状態で中間周波信号を遮断し、パルス変調器22から出力された送信用のミリ波信号が安定したときに閉（オン）状態となって中間周波信号を通過させる開閉器26が設けられている。

なお、この例では、ミキサー59（25）の出力端に発生した中間周波信号を開閉する開閉器26には、この開閉器26の開閉時間を制御するタイミング生成部29を接続するとともに、開閉器26の後段に開閉器26を通過して出力された中間周波信号を増幅するための増幅器28を設けている。

また、27は開閉器26と増幅器28とを交流結合するためのコンデンサである。

開閉器26は、パルス変調器22からパルス化された送信用のミリ波信号が出力され、そのミリ波信号が立ち上がった後、安定したときに閉（オン）状態とされる。このように送信用のミリ波信号の安定に応じて開閉器26の開閉を制御するには、送信用のミリ波信号の状態をモニターして開閉器26の開閉を制御するようにしてもよいし、例えばパルス変調器22の変調信号を利用して、その変調電流が安定したときに開閉器26を閉（オン）状態とするようにしてもよい。

ミリ波信号発振部52（21）は、例えばガンダイオードおよびバラクターダイオードを具備したＶＣＯ（電圧制御発振器）であり、その変調信号入力用のＩＮ−２端子に信号が入力されて、ミリ波信号の発振器として動作する。このミリ波信号発振部52（21）のＶＣＯの出力信号と、ＩＮ−１端子に入力されたパルス化信号とをパルス変調器22に入力することにより、パルス変調器22によってパルス変調させ、パルス化された送信用のミリ波信号が出力される。

このパルス変調器22は、図18においては、第１の誘電体線路53の途中に介在するものであり、例えば図20に示したものと同様に構成したＲＦスイッチである。その構成は、基板88の一主面にチョーク型バイアス供給線路90を形成して、その中途に形成された接続用の電極81，81間に、半田実装されたビームリードタイプもしくはフリップチップタイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオード80を設けたスイッチであり、ショットキーバリアダイオード80が第１の誘電体線路53の途中の端面間に、そのバイアス電圧の印加方向が線路方向を横切る方向になるように設置したものである。

54（23）は、送信時にはミリ波信号をアンテナ56（24）側へ伝送させ、受信時には受信波をミキサー59（25）側へ伝送させるサーキュレータである。56（24）はミリ波信号の送受信用アンテナであり、例えばサーキュレータ54（23）とは金属導波管または金属導波管に誘電体を充填した誘電体導波管等を介して接続されたホーンアンテナ等である。また、ミキサー59（25）は、ミリ波信号発振部21のＶＣＯから出力されたミリ波信号と送受信アンテナ56（24）で受信した受信信号とを混合することにより、目標物までの距離等を検出するための中間周波信号を出力する。

なお、この第５の高周波送受信器を用いたミリ波レーダでは、アンテナは送受信アンテナ56（24）が用いられているが、第６の高周波送受信器を用いたミリ波レーダにおいては、図19に示すように、アンテナは送信アンテナ66と受信アンテナ70とが用いられ、それに伴って、受信アンテナ70とミキサー71とに接続された第４の誘電体線路69と、サーキュレータ64の第３の接続部64ｃに接続され、送信アンテナ66で受信混入したミリ波信号を伝搬させるとともにその先端部に設けられた無反射終端部67ａでそのミリ波信号を減衰させる第５の誘電体線路67とが加わるようになる。また、ミキサー71は、第２の誘電体線路68の中途と第４の誘電体線路69の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させるように構成されることとなる。この場合においても、以下に説明する開閉器26の動作とその作用効果については第５の高周波送受信器と同様である。

26は、ミキサー59（25）の出力端に設けられた、ミキサー59（25）から出力された中間周波信号を、開（オフ）状態で遮断し、閉（オン）状態で通過させる開閉器（ＩＦスイッチ）である。また、29は開閉器26の開閉（オン−オフ）のタイミングを制御するタイミング信号を生成するタイミング生成部である。

28は、開閉器26の後段に高周波送受信器から出力された中間周波信号を増幅するために接続された、制御端子（ＩＮ−４端子）が付いた増幅器であり、外部からＩＮ−４端子を通じて制御用信号が入力され、増幅器28の利得や動作が時間的に制御される。増幅器28の制御期間は、例えばＩＮ−３端子に入力されたパルス信号のデジタル状態により決定され、入力された中間周波信号を、所望のタイミングで所望の期間だけ制御がかかった状態で増幅するように構成されている。

タイミング生成部29は、パルス変調器22および増幅器28の制御信号と連動するようにＩＮ−１端子のパルス化信号およびＩＮ−３端子のパルス信号が入力されて、パルス変調器22でパルス変調された送信用のミリ波信号が、ＮＲＤガイドと誘電体導波管との接続部で反射されたりサーキュレータ23から漏れてミキサー25を介して不要信号となって出力されて増幅器28に入力されたりする前に、開閉器26により遮断するようにタイミングを制御する。

このタイミング制御の例を、図６の線図を参照して説明する。図６は、ＩＮ−１端子のパルス化信号，ＩＮ−３端子のパルス信号，開閉器（ＩＦスイッチ）26の開閉信号およびミキサー59（25）の出力の電圧波形ならびにパルス変調器（ＲＦスイッチ）22の電流波形と、これら各信号間の相対的タイミングを模式的に示した線図である。なお、ミキサー59（25）の出力波形の一点鎖線で表示した部分は、ミキサー59（25）の出力がＩＦスイッチ（開閉器）26によって遮断される時間帯の出力、すなわち高周波送受信器において中間周波信号として本来不要な出力を示している。

ここではまず、ＲＦスイッチ（パルス変調器）22の動作が全体のタイミングを決める上での基準となる。ＲＦスイッチ（パルス変調器）22はＩＮ−１端子のパルス化信号に従って、出力状態と非出力状態が繰り返され、それに伴い、パルス化された送信用のミリ波信号が出力される。ＩＮ−１端子からのパルス化信号によりＲＦスイッチ（パルス変調器）22のショットキーバリアダイオードに逆バイアスが印加され、このショットキーバリアダイオードはミリ波信号発振部52（21）のＶＣＯによって発生されたミリ波信号を反射し、このミリ波信号はサーキュレータ54（23）を経て送受信アンテナ56（24）から送出されるとともに、その一部は送受信アンテナ56（24）とサーキュレータ54（23）との間で反射し、ミキサー59（25）へ入力される。また、サーキュレータ54（23）へ入射したミリ波信号の一部も直接ミキサー59（25）へ入力される。この一連の動作は、例えば１ナノ秒程度といった短い時間に行なわれる。こうしてミキサー59（25）へ混入したミリ波信号は不要な信号であり、近距離のレーダ探知を妨害するとともに、増幅器28を飽和させてしまい、近距離以外のレーダ探知をも妨害するように働くので、開閉器（ＩＦスイッチ）26を開（オフ）状態とすることにより、不要なミリ波信号による中間周波信号が後段に出力されないように遮断する。そのタイミングは、例えばＩＮ−１端子のパルス化信号やＩＮ−３端子のパルス信号を用いて決定すればよい。

次に、開閉器（ＩＦスイッチ）26の開閉のタイミングについて説明する。この例では、開閉器（ＩＦスイッチ）26は、ＩＮ−３端子からのパルス信号がオフ状態となり、増幅器28の制御がオフ状態、すなわちレーダ探知を終了した（最遠方の探知を終えた）ときに開（オフ）状態とする。これにより、パルス変調器（ＲＦスイッチ）22から送信用の次のミリ波信号が出力される前に開閉器（ＩＦスイッチ）26を開（オフ）状態とすることとなる。

次に、ＩＮ−１端子からのパルス化信号がオフ状態となったｄ秒後、具体的には１〜５ナノ秒程度後に閉（オン）状態として、近距離の探知を開始する。この時間ｄは、パルス変調器（ＲＦスイッチ）22の過渡特性によるミキサー59（25）の出力の過渡的変動が後段の増幅器28で増幅されても問題とならない程度に収束するまでの時間に設定すれば、これを開閉器（ＩＦスイッチ）26を閉（オン）状態とするタイミングとするのに必要十分である。また、ＩＮ−３端子からのパルス信号がオフ状態となるときはレーダ探知を終了させるときでもあるので、これを開閉器（ＩＦスイッチ）26を開（オフ）状態とするタイミングとするのに必要十分である。これにより、パルス変調器（ＲＦスイッチ）22からの送信用のミリ波信号が非出力状態で安定したときに開閉器（ＩＦスイッチ）26が閉（オン）状態となって、ミキサー59（25）の出力端から出力された所望の中間周波信号を通過させるようになる。

このように、開閉器（ＩＦスイッチ）26の開閉のタイミングを設定すれば、適切なタイミングで精度良く開閉器（ＩＦスイッチ）26を開閉して高周波送受信器の動作を安定させることができ、この高周波送受信器を用いたミリ波レーダのレーダ探知性能を高めることができるものとなる。

なお、本発明は上記実施の形態の例に限定されず、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、リミッタ等の平滑回路をミキサー25と開閉器26との間に設ける構成としてもよく、その場合には、中間周波信号を速やかに定常状態にすることができ、開閉器26が開（オフ）状態である時間を必要最小限にすることができる構成となる。

次に、第７および第８の高周波送受信器について、これらをミリ波レーダに使用した場合を例にとって、以下に詳細に説明する。

第７の高周波送受信器が適用されるミリ波レーダにおけるミリ波信号伝送部の構成は、図18に平面図で示したものと同様であり、第８の高周波送受信器が適用されるミリ波レーダにおけるミリ波信号伝送部の構成は、図19に平面図で示したものと同様である。また、これらの構成において用いられる誘電体線路としてのＮＲＤガイドの基本的な構成は、図17に部分破断斜視図で示したものと同様である。

そして、第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を図７にブロック回路図で示す。以下、第７の高周波送受信器の実施の形態の一例を中心に説明する。なお、以下の説明において、図７中に図18に示した構成要素に対応するものがあるときは、図７における参照符号を括弧書きで併せて示してある。

図18および図７に示すように、第７の高周波送受信器を用いたミリ波レーダは、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体51間に、第１の誘電体線路53に付設され、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ミリ波信号として第１の誘電体線路53を伝搬させるミリ波信号発振部52（21）と、第１の誘電体線路53の途中に介在し、ミリ波信号をパルス化して送信用のミリ波信号として第１の誘電体線路53から出力させるパルス変調器22と、第１の誘電体線路53に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路53に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー59（25）側へ伝搬させる第２の誘電体線路58と、平行平板導体51に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部54ａと第２の接続部54ｂと第３の接続部54ｃとを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力されるサーキュレータ54（23）であって、第１の誘電体線路53のミリ波信号の出力端に第１の接続部54ａが接続されるサーキュレータ54（23）と、サーキュレータ54（23）の第２の接続部54ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ56（24）を有する第３の誘電体線路55と、サーキュレータ54（23）の第３の接続部54ｃに接続され、送受信アンテナ56（24）で受信されて第３の誘電体線路55を伝搬し第２の接続部54ｂを通って第３の接続部54ｃから出力された受信波をミキサー59（25）へ伝搬させる第４の誘電体線路57と、第２の誘電体線路58の中途と第４の誘電体線路57の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させて成り、送信用のミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー59（25）と、を備えており、ミキサー59（25）の出力端に、開（オフ）状態で中間周波信号を遮断し、パルス変調器22から出力された送信用のミリ波信号が安定したときに閉（オン）状態となって中間周波信号を通過させる開閉器26が設けられている。

なお、この例では、ミキサー59（25）の出力端に発生した中間周波信号を開閉する開閉器26には、この開閉器26の開閉時間を制御するタイミング生成部29を接続するとともに、開閉器26の後段に開閉器26を通過して出力された中間周波信号を増幅するための増幅器28を設けている。

また、27は開閉器26と増幅器28とを交流結合するためのコンデンサである。

開閉器26は、パルス変調器22からパルス化された送信用のミリ波信号が出力され、そのミリ波信号が立ち上がった後、安定したときに閉（オン）状態とされる。このように送信用のミリ波信号の安定に応じて開閉器26の開閉を制御するには、送信用のミリ波信号の状態をモニターして開閉器26の開閉を制御するようにしてもよいし、例えばパルス変調器22の変調用信号を利用して、その変調電流が安定したときに開閉器26を閉（オン）状態とするようにしてもよい。

そして、開閉器26の後段に、開閉器26の開閉時に中間周波信号に加わる雑音を取り除くための、その雑音を阻止するとともに中間周波信号を通過させるフィルタ30を設けている。このようなフィルタ30は、中間周波信号に加わる雑音は中間周波信号よりも周波数が高いものであるので、例えば図７に示すように、ＲＣ低域通過フィルタを用いればよい。また、このフィルタ30は、中間周波信号の周波数帯の信号を選択的に通過させる帯域通過フィルタであってもよいし、雑音を選択的に阻止する帯域阻止フィルタであってもよい。

ミリ波信号発振部52（21）は、例えばガンダイオードおよびバラクターダイオードを具備したＶＣＯ（電圧制御発振器）であり、その変調信号入力用のＩＮ−２端子に信号が入力されて、ミリ波信号の発振器として動作する。このミリ波信号発振部52（21）のＶＣＯの出力信号と、ＩＮ−１端子に入力されたパルス化信号とをパルス変調器22に入力することにより、パルス変調器22によってパルス変調させ、パルス化された送信用のミリ波信号が出力される。

このパルス変調器22は、図18においては、第１の誘電体線路53の途中に介在するものであり、例えば図20に示したものと同様に構成したＲＦスイッチである。その構成は、基板88の一主面にチョーク型バイアス供給線路90を形成して、その中途に形成された接続用の電極81，81間に、半田実装されたビームリードタイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオード80を設けたスイッチであり、ショットキーバリアダイオード80が第１の誘電体線路53の途中の端面間に、そのバイアス電圧の印加方向が線路方向を横切る方向になるように設置したものである。

54（23）は、送信時にはミリ波信号をアンテナ56（24）側へ伝送させ、受信時には受信波をミキサー59（25）側へ伝送させるサーキュレータである。56（24）はミリ波信号の送受信用アンテナであり、例えばサーキュレータ54（23）とは金属導波管または金属導波管に誘電体を充填した誘電体導波管等を介して接続されたホーンアンテナ等である。また、ミキサー59（25）は、ミリ波信号発振部21のＶＣＯから出力されたミリ波信号と送受信アンテナ56（24）で受信した受信信号とを混合することにより、目標物までの距離等を検出するための中間周波信号を出力する。

なお、この第７の高周波送受信器を用いたミリ波レーダでは、アンテナは送受信アンテナ56（24）が用いられているが、第８の高周波送受信器を用いたミリ波レーダにおいては、図19に示すように、アンテナは送信アンテナ66と受信アンテナ70とが用いられ、それに伴って、受信アンテナ70とミキサー71とに接続された第４の誘電体線路69と、サーキュレータ64の第３の接続部64ｃに接続され、送信アンテナ66で受信混入したミリ波信号を伝搬させるとともにその先端部に設けられた無反射終端部67ａでそのミリ波信号を減衰させる第５の誘電体線路67とが加わるようになる。また、ミキサー71は、第２の誘電体線路68の中途と第４の誘電体線路69の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させるように構成されることとなる。この場合においても、以下に説明する開閉器26の動作およびフィルタ30の構成とその作用効果については第７の高周波送受信器と同様である。

26は、ミキサー59（25）の出力端に設けられた、ミキサー59（25）から出力された中間周波信号を、開（オフ）状態で遮断し閉（オン）状態で通過させる開閉器（ＩＦスイッチ）であり、パルス変調器22でパルス変調された送信用のミリ波信号が、ＮＲＤガイドと誘電体導波管との接続部で反射されたりサーキュレータ54（23）から漏れてミキサー59（25）を介して不要信号となって出力されたりして生成された不要な中間周波信号を、この高周波送受信器から出力される前に遮断するように動作するものである。

28は、開閉器26の後段に高周波送受信器から出力された中間周波信号を増幅するための増幅器である。この増幅器28には、通常はその利得や動作が時間的に制御されて、入力された中間周波信号を所望のタイミングで所望の期間だけ制御がかかった状態で増幅するよう構成されている。

29は開閉器26の開閉（オン−オフ）のタイミングを制御するタイミング信号を生成するタイミング生成部であり、例えば、パルス変調器22に入力されるＩＮ−１端子のパルス化信号が分岐されて入力され、その信号レベルに応じて所望のタイミングで開閉器26の開閉を制御するようなタイミング信号を生成するように動作する。そのようなタイミングは、例えば、パルス変調器22でパルス変調された送信用のミリ波信号が、ＮＲＤガイドと誘電体導波管との接続部で反射されたりサーキュレータ23から漏れてミキサー25を介して不要信号となって出力されて増幅器28に入力されたりする前に、開閉器26により遮断するようなタイミングである。

30は開閉器26の開閉時に中間周波信号に加わる雑音を阻止するとともに中間周波信号を通過させるフィルタであり、そのような雑音は通常は中間周波信号よりも周波数の高い高調波として加わることから、通常は、低域に位置する中間周波信号を通過させ、高域に位置する雑音を阻止するように、キャパシタＣおよび抵抗ＲもしくはインダクタＬ等で構成されるＲＣ低域通過フィルタやＬＣ低域通過フィルタ等を用いればよい。

フィルタ30のカットオフ周波数は、この高周波送受信器から出力すべき中間周波信号に対してその識別に影響が及ばない程度に高い３ｄＢカットオフ周波数に設定するとよい。この３ｄＢカットオフ周波数は、フィルタ30を構成する回路定数を適宜設定することにより調整すればよい。これによって、例えば低域通過フィルタや帯域通過フィルタによって、その３ｄＢカットオフ周波数よりも高い周波数帯域に存在する不要な信号である、開閉器26の開閉による雑音が加わった中間周波信号等のノイズを除去することができる。

特に、開閉器26を開閉する際に発生するスイッチングノイズの場合は、受信信号に対して必要とされる数十ＭＨｚ程度までの帯域を確保するようにフィルタ30の３ｄＢカットオフ周波数を設定すれば、スイッチングノイズのエネルギーの大部分は周波数成分においてこの３ｄＢカットオフ周波数以上の周波数帯域に存在するため、良好にかつ確実にスイッチングノイズを除去することができる。スイッチングノイズは急峻なスパイク状の電圧振動を有しており、これが増幅されて大きな振幅の信号になると、周囲の回路に不要な信号として混入し、予期しえない誤動作の原因となることがあるので、このような雑音の影響をなくすことによって、本発明の高周波送受信器を用いたミリ波レーダを安定に動作させることができるものとなる。

また、この本発明の高周波送受信器をミリ波レーダに用いることにより、開閉器26が閉（オン）状態にされるタイミングの時間的に近くには近距離からの受信すべき信号が存在し、スイッチングノイズがその識別を困難にするように影響するのに対して、このような悪影響をなくすことができ、これによって、近距離の対象物を良好に探知することができるようになる。

なお、フィルタ30は、通常は増幅器28よりも前段に設けるのが好ましいが、増幅器28よりも後段に設けても同様の効果を奏することができる。

図７に示すブロック回路図において、31は試験用信号の入力配線であり、ＩＮ−３端子から試験用信号を開閉器26に入力し、開閉器26以後の回路における断線等の故障を診断するのに利用される。例えば、開閉器26が閉（オン）状態のときに、試験用信号として低域通過フィルタや帯域通過フィルタであるフィルタ30の３ｄＢカットオフ周波数よりも低い周波数の正弦波，三角波，またはパルスの信号を用いる。これによって、試験用信号がフィルタ30を通過できるので、これをＯＵＴ端子でその試験用信号のその周波数におけるスペクトル信号強度を検出することにより、中間周波信号に対するスイッチングノイズ除去には影響を与えることなく、簡便に自己診断を行なえるものとすることができる。

これにより、パルス変調された送信用のミリ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開閉器を有したミリ波レーダにおいて、開閉器のスイッチングノイズの影響を低減するとともに自己診断回路を簡便に設けることができるので、レーダ探知性能を高めることができる上、レーダ装置の自己診断ができる高機能なものとすることができる。

次に、第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の他の例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を図８にブロック回路図で示す。図８において図７と同様の箇所には同じ符号を付してある。また、そのミリ波レーダの構成要素である開閉器に試験用開閉信号を入力する実施の形態の一例を図９にブロック回路図で示す。以下、第７の高周波送受信器の実施の形態の他の例を中心に説明する。なお、以下の説明においても、図８中に図18に示した構成要素に対応するものがあるときは、図８における参照符号を括弧書きで併せて示してある。

なお、前述のように、この第７の高周波送受信器を用いたミリ波レーダでは、アンテナは送受信アンテナ56（24）が用いられているが、第８の高周波送受信器を用いたミリ波レーダにおいては、図19に示すように、アンテナは送信アンテナ66と受信アンテナ70とが用いられ、それに伴って、受信アンテナ70とミキサー71とに接続された第４の誘電体線路69と、サーキュレータ64の第３の接続部64ｃに接続され、送信アンテナ66で受信混入したミリ波信号を伝搬させるとともにその先端部に設けられた無反射終端部67ａでそのミリ波信号を減衰させる第５の誘電体線路67とが加わるようになる。また、ミキサー71は、第２の誘電体線路68の中途と第４の誘電体線路69の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させるように構成されることとなる。この場合においても、以下に説明する開閉器26の動作およびフィルタ30の構成とその作用効果、ならびに試験用開閉信号の入力およびスイッチングノイズの検出に関する構成とその作用効果については第７の高周波送受信器と同様である。

図８に示す例は基本的な構成は図７に示した例と同様であるが、この例においては、フィルタ30を増幅器28の後段に設けている。また、開閉器26の開閉制御用の信号入力端子に、開閉器26の開閉によるスイッチングノイズを発生させるための試験用開閉信号を入力する入力配線32が接続されており、増幅器28の後でフィルタ30の前にそのスイッチングノイズを検出するための検出端子としての出力配線33が接続されている。

図８に示す例においては、このような構成により、入力配線32に接続されたＩＮ−ＣＨＥＣＫ端子から試験用開閉信号を開閉器26の開閉制御用の信号入力端子に入力し、開閉器26以後の回路における断線等の故障を診断するのに利用される。ＩＮ−ＣＨＥＣＫ端子から試験用開閉信号を開閉器26の開閉制御用の信号入力端子に入力することによって、開閉器26で開閉動作によるスイッチングノイズを発生させ、そのスイッチングノイズを出力配線33から取り出してＯＵＴ−ＣＨＥＣＫ端子で検出することにより、開閉器26から増幅器28までの自己診断を実施することができる。なお、このとき、ＯＵＴ−ＣＨＥＣＫ端子に接続される検出端子としての出力配線33は、増幅器28の後でフィルタ30の前に設けるとよい。これにより、試験用信号として用いるスイッチングノイズがフィルタ30によって減衰されることがなくなり、出力配線33を介して確実に検出することができる。また、試験用以外のスイッチングノイズはフィルタ30を通過して減衰されるので、スイッチングノイズがミリ波送受信に悪影響を及ぼすことはない。

なお、開閉器26で発生するスイッチングノイズは１μＶ程度と微弱であり、後段の増幅器28で例えば数十ｄＢ程度増幅しても増幅器28を飽和させてしまうことがないので、スイッチングノイズは、減衰器等で減衰させずにそのまま用いても構わない。

開閉器26の開閉制御用の信号入力端子にタイミング生成部29からの信号またはＩＮ−ＣＨＥＣＫ端子から入力配線32を介して試験用開閉信号のいずれかを選択して入力するには、例えば、図９にブロック回路図で示すような回路を用いることができる。

図９において、ＭＩＸＥＲはミキサー25、ＣＭＯＳ ＳＷＩＴＣＨは開閉器26、ＡＭＰは増幅器28（なお、コンデンサ27は図示していないがこの一部に含まれている。）、ＴＩＭＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲはタイミング生成部29に相当するものである。

また、Ｒ１およびＲ２は入力抵抗が非常に高いＣＭＯＳ ＳＷＩＴＣＨを確実に動作させるのに必要な電圧を印加するための抵抗であり、これに十分な電流を流すことにより必要な電圧を発生させるためのものである。Ｒ１およびＲ２の抵抗値は、ＩＮ−ＣＨＥＣＫ端子から入力配線32を介して開閉器26の開閉制御用の信号入力端子に入力される試験用開閉信号を発生する半導体装置の動作電流の上限に合わせて決めればよい。

Ｄ１はＩＮ−ＣＨＥＣＫ端子から試験用開閉信号がＴＩＭＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ側に漏洩しないようにアイソレートするためのダイオードであり、Ｄ２は逆にＴＩＭＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲからの信号がＩＮ−ＣＨＥＣＫ端子側に漏洩しないようにアイソレートするためのダイオードである。このように構成することにより、開閉器26の開閉制御用の信号入力端子にタイミング生成部29からの信号とＩＮ−ＣＨＥＣＫ端子からの試験用開閉信号が互いに干渉することなく、いずれかを選択して入力できるものとなり、ミリ波送受信を行なわないときに、スイッチングノイズを利用してこの高周波送受信器を用いた装置の自己診断ができるものとなる。

次に、第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態のさらに他の例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を図10にブロック回路図で示す。図10において図８と同様の箇所には同じ符号を付してある。以下、本発明の第７の高周波送受信器の実施の形態のさらに他の例を中心に説明する。なお、以下の説明においても、図10中に図18に示した構成要素に対応するものがあるときは、図10における参照符号を括弧書きで併せて示してある。

なお、この第７の高周波送受信器を用いたミリ波レーダでも、アンテナは送受信アンテナ56（24）が用いられているが、第８の高周波送受信器を用いたミリ波レーダにおいては、図19に示すように、アンテナは送信アンテナ66と受信アンテナ70とが用いられ、それに伴って、受信アンテナ70とミキサー71とに接続された第４の誘電体線路69と、サーキュレータ64の第３の接続部64ｃに接続され、送信アンテナ66で受信混入したミリ波信号を伝搬させるとともにその先端部に設けられた無反射終端部67ａでそのミリ波信号を減衰させる第５の誘電体線路67とが加わるようになる。また、ミキサー71は、第２の誘電体線路68の中途と第４の誘電体線路69の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させるように構成されることとなる。この場合においても、以下に説明する開閉器26の動作およびフィルタ30の構成とその作用効果、ならびに試験用開閉信号の入力およびスイッチングノイズの検出に関する構成とその作用効果については第７の高周波送受信器と同様である。

図10に示す例は、基本的な構成は図８に示した例と同様であるが、この例においては、パルス変調器22の変調信号入力部とＩＮ−１端子との間に信号切り替え用スイッチ34を設けている。また、好ましい構成要素として、パルス変調器22とＩＮ−１端子との間において信号切り替え用スイッチ34に並列にコンデンサ35を接続している。また、さらに好ましい構成要素として、ミキサー25に送信回路の試験時にミリ波信号発振部21から送信されたミリ波信号を検出するための検出端子としての送信回路試験用信号の出力配線36を接続している。

図10に示す例においては、このような構成により、ＩＮ−ＣＨＥＣＫ２端子から入力される送信回路の試験用の直流状の信号と、ＩＮ−１端子から入力されるパルス化されたパルス変調用信号とを信号切り替え用スイッチ34によって切り替えて、いずれかの信号をパルス変調器22に入力することができ、ＩＮ−ＣＨＥＣＫ２端子から送信回路の試験用信号としての直流状の信号をパルス変調器22に入力することにより、ミリ波信号発振部21からパルス変調器22を経て送受信アンテナ24までの送信回路における断線等の故障を診断するのに利用される。

ＩＮ−ＣＨＥＣＫ２端子から送信回路の試験用信号として直流状の信号をパルス変調器22に入力すると、パルス変調器22は、ミリ波信号発振部21から発生したミリ波信号を通過させ、送受信アンテナ24から放射されたミリ波信号を検波器で検出することによって、ミリ波信号発振部21から送受信アンテナ24までの送信回路の自己診断を実施することができる。または、送受信アンテナ24から放射されたミリ波信号を検波器で検出する替わりに、送受信アンテナ24の近くにミリ波信号を反射する反射体等を設けて、送受信アンテナ24から放射されたミリ波信号を再度送受信アンテナ24に入射させて、そのミリ波信号をミキサー25で検出し、その検出した検出信号をミキサー25に接続されている送信回路試験用信号の出力配線36から取り出すことによって、送信回路および送受信アンテナ24からミキサー25までの受信回路の一部の自己診断を実施することができる。この場合には、高周波送受信器の製造時の動作試験だけでなく、高周波送受信器の使用時の動作試験をも実施できるものとなる。

なお、この場合には、高周波送受信器の送受信アンテナ24の放射方向上に、上記ミリ波信号を反射する反射体が送受信アンテナ24からの放射をシャッターのように反射したり反射しなかったりするような、反射体の移動機構を設けるとよい。これにより、この移動機構と信号切り替え用スイッチ34とを連動させて動作させることによって、高周波送受信器の使用中に必要に応じて自己診断を行なうことができるものとなる。

この信号切り替えスイッチ34によりパルス変調用信号と切り替えて入力される直流状の信号としては、切り替えスイッチ34が直流状の信号を出力するように切り替えられている間中一定の直流電圧が出力され続けるような信号を用いればよい。この場合には、高周波送受信器の回路中の直流線路または電池もしくはバッテリー等の直流電源から分圧した直流を用いるといった単純にように、構成できるものとなる。また、切り替えスイッチ34が直流状の信号を出力するように切り替えられている間に、予め決められたパターンに従って、断続的に一定の直流電圧が出力されるような信号を用いてもよい。この場合には、例えば複数条件の送信用のミリ波信号を用いて動作試験を行なうようなときに、試験条件が変わる前後に休止を入れて、それぞれの動作試験を確実に実施するといった複雑なものにも対応できるものとなる。

また、図10に示す例においては、パルス変調器22とＩＮ−１端子との間において信号切り替え用スイッチ34に並列にコンデンサ35を接続することによって、信号切り替え用スイッチ34の内部に存在する寄生容量（寄生キャパシタンス）を等価的に０になるように補正することができ、信号切り替え用スイッチ34を通過する間にパルス変調用信号の波形が歪まないようにできるものとなる。

また、この信号切り替え用スイッチ34の内部に存在する寄生容量値をＣ_Ｌ、これを補正するコンデンサ35の補正容量値をＣ_０とすると、寄生容量値Ｃ_Ｌを最も良好に補正するコンデンサ35の補正容量値Ｃ_０は次式で算出するとよい。

Ｃ_０＝（Ｃ_Ｌ・Ｒ_Ｌ）／Ｒ_ｒ・・・（１）ただし、Ｒ_ｒは送信回路試験用スイッチ34を閉じた（オンにした）ときの信号切り替え用スイッチ34の入力端と出力端との間の抵抗値であり、Ｒ_Ｌはパルス変調器22を動作させるパルス変調用信号がパルス変調器22の内部の負荷抵抗で終端されるときの負荷抵抗値である。

このように、補正容量値Ｃ_０のコンデンサ35を寄生容量値Ｃ_Ｌを有する信号切り替え用スイッチ34に並列に接続すれば、信号切り替え用スイッチ34の入力端から見た寄生容量を見かけ上なくすことができるので、信号切り替え用スイッチ34を通過するパルス変調用信号の波形を、それによって歪みのない最も良好な状態にすることができるものとなる。また、パルス変調器22から送出されるパルス化された送信用のミリ波信号の信号レベルが安定するため、パルス変調された送信用のミリ波信号がミキサー25に混入して後段の受信系に漏れないように遮断する開閉器26を、パルス化された送信用のミリ波信号の送出後にすぐに閉（オン）にしても、不要な中間周波信号を出力することがなく、送信用のミリ波信号の送出後にすぐに受信を行なうことができるものとなる。このことについては、実施例においてさらに詳細な説明をする。

本発明は上記実施の形態に限定されず、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、フィルタ30として、ＲＣもしくはＬＣ低域通過フィルタの代わりにＬＣ分布定数線路を用いた低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ、もしくは帯域阻止フィルタを用いてスイッチングノイズを除去する構成としてもよく、その場合には、通過帯域と阻止帯域との境界を急峻にできるため、通過帯域を高周波側に広くとり受信すべき中間周波信号を広帯域化することができる構成となる。また、フィルタ30の抵抗（Ｒ）成分が小さくなり受信すべき中間周波信号の損失を小さくすることができる構成となる。

また、パルス変調器22の変調信号入力部とＩＮ−１端子との間に開閉器26と同様の開閉器を設け、この開閉器のスイッチングノイズをＯＵＴ−ＣＨＥＣＫ端子で検出して装置の自己診断を行なう構成としてもよく、その場合には、開閉器26から増幅器28までを接続する配線に加えて、さらに、変調器22，ミキサー25および変調器22とミキサー25とを接続する配線をも含めた自己診断ができる構成となる。

次に、第９および第10の高周波送受信器について、これらをミリ波レーダに使用した場合を例にとって、以下に詳細に説明する。

第９の高周波送受信器が適用されるミリ波レーダにおけるミリ波信号伝送部の構成は、図18に平面図で示したものと同様であり、第10の高周波送受信器が適用されるミリ波レーダにおけるミリ波信号伝送部の構成は、図19に平面図で示したものと同様である。また、これらの構成において用いられる誘電体線路としてのＮＲＤガイドの基本的な構成は、図17に部分破断斜視図で示したものと同様である。

そして、第９の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を図12にブロック回路図で示す。以下、第９の高周波送受信器の実施の形態の一例を中心に説明する。なお、以下の説明において、図12中に図18に示した構成要素に対応するものがあるときは、図12における参照符号を括弧書きで併せて示してある。

図18および図12に示すように、第９の高周波送受信器を用いたミリ波レーダは、ミリ波信号の波長の２分の１以下の間隔で配置された平行平板導体51間に、第１の誘電体線路53に付設され、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ミリ波信号として第１の誘電体線路53を伝搬させるミリ波信号発振部52（21）と、第１の誘電体線路53の途中に介在し、ミリ波信号をパルス化して送信用のミリ波信号として第１の誘電体線路53から出力させるパルス変調器22と、第１の誘電体線路53に一端側が電磁結合するように近接配置されるかまたは第１の誘電体線路53に一端が接合されて、ミリ波信号の一部をミキサー59（25）側へ伝搬させる第２の誘電体線路58と、平行平板導体51に平行に配設されたフェライト板の周縁部に所定間隔で配置され、かつそれぞれミリ波信号の入出力端とされた第１の接続部54ａと第２の接続部54ｂと第３の接続部54ｃとを有し、一つの接続部から入力されたミリ波信号をフェライト板の面内で時計回りまたは反時計回りに隣接する他の接続部より出力されるサーキュレータ54（23）であって、第１の誘電体線路53のミリ波信号の出力端に第１の接続部54ａが接続されるサーキュレータ54（23）と、サーキュレータ54（23）の第２の接続部54ｂに接続され、ミリ波信号を伝搬させるとともに先端部に送受信アンテナ56（24）を有する第３の誘電体線路55と、サーキュレータ54（23）の第３の接続部54ｃに接続され、送受信アンテナ56（24）で受信されて第３の誘電体線路55を伝搬し第２の接続部54ｂを通って第３の接続部54ｃから出力された受信波をミキサー59（25）へ伝搬させる第４の誘電体線路57と、第２の誘電体線路58の中途と第４の誘電体線路57の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させて成り、送信用のミリ波信号の一部と受信波とを混合させて中間周波信号を発生させるミキサー59（25）と、を備えており、ミキサー59（25）の出力端に、中間周波信号を後段に出力する第１の系統Ｓ１と、中間周波信号を終端する終端回路37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26が設けられている。

スイッチ26はミキサー59（25）の出力端を第１の系統Ｓ１と第２の系統Ｓ２とに交互に切り替えて接続するスイッチである。この例では、中間周波信号を後段に出力する第１の一系統Ｓ１はコンデンサ27を介して増幅器28に接続されており、第２の系統Ｓ２は中間周波信号を終端する終端回路37に接続されている。この例の終端回路37は、図12に示すように、抵抗Ｒ１およびＲ２とコンデンサＣ１とで構成されている。

なお、コンデンサ27は、スイッチ26と増幅器28とを交流結合するためのコンデンサである。

また、図12に示す例においては、スイッチ26に並列に、ミキサー59（25）の出力端と第１の系統Ｓ１、ここではスイッチ26の後段の増幅器28の入力端との間に抵抗Ｒ３が接続されている。

このような第９の高周波送受信器を用いたミリ波レーダにつき、さらに具体的な構成と動作について詳細に説明する。

ミリ波信号発振部52（21）は、例えばガンダイオードおよびバラクターダイオードを具備したＶＣＯ（電圧制御発振器）であり、その変調信号入力用のＩＮ−２端子に信号が入力されて、ミリ波信号の発振器として動作する。このミリ波信号発振部52（21）のＶＣＯの出力信号と、ＩＮ−１端子に入力されたパルス化信号とをパルス変調器22に入力することにより、パルス変調器22によってパルス変調させ、パルス化された送信用のミリ波信号が出力される。

このパルス変調器22は、図18においては、第１の誘電体線路53の途中に介在するものであり、例えば図20に示したものと同様に構成したＲＦスイッチである。その構成は、基板88の一主面にチョーク型バイアス供給線路90を形成して、その中途に形成された接続用の電極81，81間に、半田実装されたビームリードタイプもしくはフリップチップタイプのＰＩＮダイオードやショットキーバリアダイオード80を設けたスイッチであり、ショットキーバリアダイオード80が第１の誘電体線路53の途中の端面間に、そのバイアス電圧の印加方向が線路方向を横切る方向になるように設置したものである。

54（23）は、送信時にはミリ波信号をアンテナ56（24）側へ伝送させ、受信時には受信波をミキサー59（25）側へ伝送させるサーキュレータである。56（24）はミリ波信号の送受信用アンテナであり、例えばサーキュレータ54（23）とは金属導波管または金属導波管に誘電体を充填した誘電体導波管等を介して接続されたホーンアンテナ等である。また、ミキサー59（25）は、ミリ波信号発振部21のＶＣＯから出力されたミリ波信号と送受信アンテナ56（24）で受信した受信信号とを混合することにより、目標物までの距離等を検出するための中間周波信号を出力する。

なお、この第９の高周波送受信器を用いたミリ波レーダでは、アンテナは送受信アンテナ56（24）が用いられているが、第10の高周波送受信器を用いたミリ波レーダにおいては、図19に示すように、アンテナは送信アンテナ66と受信アンテナ70とが用いられ、それに伴って、受信アンテナ70とミキサー71とに接続された第４の誘電体線路69と、サーキュレータ64の第３の接続部64ｃに接続され、送信アンテナ66で受信混入したミリ波信号を伝搬させるとともにその先端部に設けられた無反射終端部67ａでそのミリ波信号を減衰させる第５の誘電体線路67とが加わるようになる。また、ミキサー71は、第２の誘電体線路68の中途と第４の誘電体線路69の中途とを電磁結合するように近接させるかまたは接合させるように構成されることとなる。この場合においても、以下に説明する開閉器26の動作とその作用効果については第９の高周波送受信器と同様である。

26は、ミキサー59（25）の出力端に設けられた、ミキサー59（25）から出力された中間周波信号を、後段に出力する第１の系統Ｓ１と、中間周波信号を終端する終端回路が接続された第２の系統Ｓ２とに交互に切り替えるスイッチである。このスイッチ26は、第１の系統Ｓ１に切り替えたときには中間周波信号を後段に出力し、第２の系統Ｓ２に切り替えたときには、パルス変調器22でパルス変調された送信用のミリ波信号が、ＮＲＤガイドと誘電体導波管との接続部で反射されたりサーキュレータ54（23）から漏れてミキサー59（25）を介して不要信号となって出力されて増幅器28に入力される前に遮断するように動作する。

このようなスイッチ26には、例えばＳＰＤＴと称される機能を有したＣＭＯＳ半導体スイッチ等を用いることができる。これにより、第１の系統Ｓ１と第２の系統Ｓ２との切り替えを高速に行なうことができ、第２の系統Ｓ２に切り替わってミキサー54（25）と増幅器28との間が遮断されているとき、ミキサー54（25）の出力は第２の系統Ｓ２を通して終端回路37へ導くことができる。なお、スイッチ26が第１の系統Ｓ１にも第２の系統Ｓ２につながっていない中間状態の時間は、実際に使用されるパルス幅に比べて無視できるほどに短いものである。

28は、スイッチ26の後段の第１の系統Ｓ１に高周波送受信器から出力された中間周波信号を増幅するために接続された増幅器である。増幅器28は、利得や動作が時間的に制御されるものであり、増幅器28の制御期間は、例えばこれに入力されるパルス信号のデジタル状態により決定され、入力された中間周波信号を、所望のタイミングで所望の期間だけ制御がかかった状態で増幅するように構成されている。

29はスイッチ26の第１の系統Ｓ１と第２の系統Ｓ２との切り替えのタイミングを生成するタイミング生成部であり、パルス変調器22に入力されるＩＮ−１端子のパルス化信号が分岐されて入力されることにより、その信号レベルに応じてスイッチ26の切換えを制御するように動作する。例えば、パルス変調器22でパルス変調された送信用のミリ波信号が、ＮＲＤガイドと誘電体導波管との接続部で反射されたりサーキュレータ54（23）から漏れてミキサー59（25）を介して不要信号となって出力されて増幅器28に入力されたりする前に、スイッチ26を第２の系統Ｓ２に切り替えることにより遮断するようにタイミングを制御する。

37はミキサー59（25）の出力がスイッチ26によって第２の系統Ｓ２に切換えられたときにその中間周波信号の出力を終端する終端回路である。終端回路37は、例えば図12に示すように抵抗Ｒ１，Ｒ２およびコンデンサＣ１で構成される。コンデンサＣ１の容量を数ｎＦ（ナノファラッド）から数μＦ（マイクロファラッド）に設定すれば、ミキサー59（25）の出力端の対地容量は従来の高周波送受信器の構成におけるスイッチ116の開放時容量（通常はｐＦ（ピコファラッド）程度）よりもはるかに大きいので、高周波に対するインピーダンスが低くなるように機能して、ミキサー59（25）の出力インピーダンスとインピーダンス整合された状態に近づけることができる。これらの回路定数をミキサー59（25）の出力インピーダンスに合うように適宜調整すれば、終端回路37は無反射終端回路として機能するようになり、この終端回路37からミキサー59（25）側への反射がほとんどなくなるようにできて好ましいものとなる。

なお、終端回路37は、図12に示す構成の回路の他にも、抵抗成分，キャパシタンス成分およびインダクタンス成分のうちいずれかを含む回路素子を幾つか組み合わせて他の回路により構成してもよい。

これによって、スイッチ26によって第２の系統Ｓ２に入力された不要な中間周波信号は、終端回路37で終端され吸収されて他の回路に混入することがないので、必要な中間周波信号のみを受信波として第１の系統Ｓ１を介してミリ波レーダから出力することができる。また、不要な中間周波信号が必要な中間周波信号に悪影響を与えてその信号波形を劣化させるようなこともない。

38はミキサー59（25）の出力端とスイッチ26の第１の系統Ｓ１側の出力端との直流レベルを安定にするためにスイッチ26に並列に接続された抵抗であり、この例の抵抗38は、ミキサー59（25）の出力端とスイッチ26の第１の系統Ｓ１側の出力端とを接続する抵抗Ｒ３およびミキサー59（25）の出力端とスイッチ26の第２の系統Ｓ２側の出力端とを接続する抵抗Ｒ４で構成されている。抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４は、中間周波信号の交流成分に影響を与えない程度に高抵抗（例えば数ＭΩ前後）であればよい。

これによって、抵抗38の抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４は、それぞれミキサー59（25）以降の回路の直流レベルを安定にするように機能し、受信波として必要な中間周波信号が出力されている間の時間よりもはるかに長い受信波として必要な中間周波信号が来ない時間の出力信号レベルを安定にするので、レーダ探知しない間の出力信号レベルが略一定に保たれ、誤ったレーダ探知を確実に抑制することができるようになる。

以上のように構成された第９または第10の高周波送受信器によれば、パルス変調された送信用のミリ波信号が内部の反射等により受信系に出力されるのをスイッチ26を第２の系統Ｓ２に切り替えることによって確実に遮断することができるとともに、その遮断時にミキサー59（25）の出力の負荷インピーダンスを整合することができるので、これをミリ波レーダに使用したときのレーダ探知性能を高めることができ、特に受信性能が優秀なミリ波レーダを提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の例に限定されず、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、交流結合用のコンデンサ27をミキサー59（25）の出力端とスイッチ26との間もしくはスイッチ26の第２の系統Ｓ２側の出力端と終端回路37との間に設ける構成としてもよく、その場合には、ミキサー59（25）のバイアス電圧を自由に設定したとき第１の系統Ｓ１および第２の系統Ｓ２の直流レベルを安定させることができるものとなる。

次に、図13に示す第11の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生させる高周波発振器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、その高周波信号の一部を周期Ｔで間欠的に時間ｔ（ただしＴ＞ｔ）だけ閉状態となって通過させて送信用高周波信号を出力するＲＦスイッチ13と、磁性体の周囲に第１の端子４ａと第２の端子４ｂと第３の端子４ｃとを有し、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、ＲＦスイッチ13の出力端に第１の端子４ａが接続されたサーキュレータ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、その送信用高周波信号を送信するとともに探知対象物で反射して戻ってきた高周波信号を受信する送受信アンテナ５と、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に出力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の出力端に接続された、閉状態で中間周波信号を通過させ、開状態で中間周波信号を遮断する開閉器７と、ＲＦスイッチ13および開閉器７のそれぞれに接続された、ＲＦスイッチ13および開閉器７のそれぞれに、それらＲＦスイッチ13および開閉器７の開閉を制御する信号を入力する開閉制御信号線路14，15と、この開閉制御信号線路14，15の一方（この例では開閉制御信号線路15）に接続された、ＲＦスイッチ13が開状態となるのに同期して開閉器７を開状態とし、ＲＦスイッチ13が閉状態となるのに同期して開閉器７を閉状態とする遅延線路もしくは遅延回路要素（この例では遅延線路であるディレイライン16）とを備えている構成である。

また、図14に示す第12の高周波送受信器の実施の形態の一例は、高周波信号を発生させる高周波発振器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、その高周波信号の一部を周期Ｔで間欠的に時間ｔ（ただしＴ＞ｔ）だけ閉状態となって通過させて送信用高周波信号を出力するＲＦスイッチ13と、このＲＦスイッチ13の出力端に一端８ａが接続された、一端８ａ側から他端８ｂ側へその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、その送信用高周波信号を送信する送信アンテナ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、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に出力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の出力端に接続された、閉状態で中間周波信号を通過させ、開状態で中間周波信号を遮断する開閉器７と、ＲＦスイッチ13および開閉器７のそれぞれに接続された、ＲＦスイッチ13および開閉器７のそれぞれに、それらＲＦスイッチ13および開閉器７の開閉を制御する信号を入力する開閉制御信号線路14，15と、この開閉制御信号線路14，15の一方（この例では開閉制御信号線路15）に接続された、ＲＦスイッチ13が開状態となるのに同期して開閉器７を開状態とし、ＲＦスイッチ13が閉状態となるのに同期して開閉器７を閉状態とする遅延線路もしくは遅延回路要素（この例では遅延線路であるディレイライン16）とを備えている構成である。

上記構成において、ディレイライン16は、ＲＦスイッチ13の開閉に同期をとって連動させて、開閉器７を、ＲＦスイッチ13の開閉の時よりも所定の時間内で早くしたり遅くしたりして適当なタイミングで開閉させるように動作するものである。この場合に開閉器７をＲＦスイッチ13の開閉に同期して開閉させるタイミングとしては、ＲＦスイッチ13が閉状態となる時間を基準に、開閉器７が閉状態となる時および開状態となる時を、±Ｔ未満の時間に設定すればよい。例えば、高周波送受信器をレーダ装置として用いるときには、送受信アンテナ５もしくは送信アンテナ９から送信された高周波信号が送受信アンテナ５もしくは受信アンテナ10に戻ってくる時間をｄ_１（ただし、ｄ_１＜Ｔ−ｔ）としたときに、開閉器７が閉状態となる時および開状態となる時を、それぞれＲＦスイッチ13が閉状態となる時および開状態となる時からｄ_１だけ遅らせた時間に設定すればよい。このようにすれば、ＲＦスイッチ13の開閉に同期して、適切なタイミングで高周波信号を受信することができる。

ディレイライン16としては、例えばディレイライン16に伝送される高周波信号に対する実効誘電率を高くした分布定数線路を用いればよい。また、遅延線路としてディレイライン16を用いる代わりに、開閉制御信号線路14と開閉制御信号線路15とで線路長（電気長）を異なるものとし、この線路長（電気長）が異なっている開閉制御信号線路14，15の余長の部分を遅延線路として用いてもよい。また、遅延線路に代えて、コンデンサやインダクタ等の集中定数回路を組み合わせて、通常知られるような遅延回路要素を構成して用いてもよい。

図13および図14に示す第11および第12の高周波送受信器の実施の形態の例によれば、上記構成とすることから、ディレイライン16が、ＲＦスイッチ13の開閉に同期して開閉器７を、ＲＦスイッチ13の開閉の時よりも所定の時間内で早くしたり遅くしたりして適当なタイミングで開閉させるように動作するため、受信処理を禁止する時間を選択的に調整することができるので、外来ノイズ等の受信に対する悪影響を受けにくくしつつ確実に受信すべき高周波信号を受信することができる。

次に、上記第１〜第12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。

非放射性誘電体線路の構成要素である第１〜第５の誘電体線路53，58，55，57，63，68，65，69，67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_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２）セラミックス，アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）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において低損失である。また、第１〜第５の誘電体線路53，58，55，57，63，68，65，69，67の断面形状は基本的には矩形状であるが、矩形の角部をまるめた形状であってもよく、ミリ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。

また、サーキュレータ54，64（４）の磁性体またはフェライト板の材質には、フェライトの中でも、例えばミリ波信号に対しては、亜鉛・ニッケル・鉄酸化物（Ｚｎ_ａＮｉ_ｂＦｅ_ｃＯ_ｘ）が好適である。また、サーキュレータ54，64（４）の磁性体またはフェライト板の形状は、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。

また、平行平板導体51，61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）等の導体板が好適である。あるいは、セラミックス，樹脂等から成る絶縁板の表面にこれらの導体層を形成したものでもよい。

また、基板88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90を形成したものが使用される。

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。

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。

図15にブロック回路図で示す本発明のレーダ装置の実施の形態の一例は、上記の第１〜第12のいずれかの高周波送受信器（この例では第１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100とを備えている構成である。

上記構成において、距離情報検出器100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100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。

図15に示す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第１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、第２〜第12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。

また、本発明のレーダ装置搭載車両は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いる構成である。

本発明のレーダ装置搭載車両は、このような構成としたことから、従来のレーダ装置搭載車両と同様に、レーダ装置で検出された距離情報に基づいて車両の挙動を制御したり、運転者に例えば路上の障害物や他の車両等を探知したことを音，光もしくは振動で警告したりすることができるが、本発明のレーダ装置搭載車両においては、探知対象物である路上の障害物や他の車両等をレーダ装置が早く確実に探知するため、急激な挙動を車両に起こさせることなく、車両の適切な制御や運転者への適切な警告をすることができる。

なお、本発明のレーダ装置搭載車両は、具体的には、汽車，電車，自動車等旅客や貨物を輸送するための車はもちろんのこと、自転車，原動機付き自転車，遊園地の乗り物，ゴルフ場のカート等にも用いることができる。

また、本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、上記本発明のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いる構成である。

本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、このような構成としたことから、従来のレーダ装置搭載車両と同様に、小型船舶において、レーダ装置で検出された距離情報に基づいて小型船舶の挙動を制御したり、操縦者に例えば暗礁等の障害物，他の船舶もしくは他の小型船舶等を探知したことを音，光もしくは振動で警告したりするように動作するが、本発明のレーダ装置搭載小型船舶においては、探知対象物である暗礁等の障害物，他の船舶もしくは他の小型船舶等をレーダ装置が早く確実に探知するため、急激な挙動を小型船舶に起こさせることなく、小型船舶の適切な制御や操縦者への適切な警告をすることができる。

なお、本発明のレーダ装置搭載小型船舶は、具体的には、小型船舶の免許もしくは免許なしで操縦することができる船舶であって、総トン数20トン未満の船舶である手漕ぎボート，ディンギー，水上オートバイ，船外機搭載の小型バスボート，船外機搭載のインフレータブルボート（ゴムボート），漁船，遊漁船，作業船，屋形船，トーイングボート，スポーツボート，フィッシングボート，ヨット，外洋ヨット，クルーザーまたは総トン数20トン以上のプレジャーボートに用いることができる。

かくして、本発明によれば、雑音（ノイズ）が含まれる中間周波信号を適切に遮断し、距離情報の検出等に有効な中間周波信号を適切に出力させることができる受信性能の高い高周波送受信器、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、ならびにその高性能なレーダ装置を搭載したレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の例に限定されず、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、本発明の高周波送受信器において開閉器７，26またはスイッチ（ＩＦスイッチ）12の出力端に高速で動作する演算増幅器（オペアンプ）の一方の入力端子を接続し、この演算増幅器の他方の入力端子および出力端子のそれぞれに、そのＩＦスイッチと同種であって、なるべく特性の等しいもう一つのＩＦスイッチおよび受信系の後段の回路を接続してもよい。この場合には、演算増幅器が、ＩＦスイッチ自身が発生させるスイッチングノイズ等の不要な信号を、もう一つのＩＦスイッチが発生させる同様の信号で相殺するように動作するため、そのような不要な信号が受信系の後段の回路に入力されることが抑制される高周波送受信器とすることができる。

図10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を構成する基本的な構成要素であるＮＲＤガイドは、図17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、ミリ波信号伝送部を構成するミリ波回路は図18に示すような回路に構成した。

このミリ波レーダに用いられるコンデンサ35は次の通り設計した。信号切り替え用スイッチ34に並列に接続されるコンデンサ35の補正容量値Ｃ_０を、式（１）を用いて、Ｃ_０＝10ｎＦと算出した。このとき、Ｃ_Ｌ，Ｒ_Ｌ，Ｒ_ｒは実測により求め、それぞれＣ_Ｌ＝84.5ｐＦ（ただし、84ＭＨｚのときの値である。），Ｒ_Ｌ＝751Ω，Ｒ_ｒ＝６Ωとした。

この算出した補正容量値Ｃ_０に基づいて、コンデンサ35の容量値が８〜22ｎＦの範囲で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出力電圧（ＯＵＴ端子の電圧）を測定した。このとき、ミリ波レーダのミリ波信号発振部21の測定にはサンプリングスコープを用い、その測定結果は中間周波信号出力電圧の時間変化の実測値として得た。なお、このとき、信号切り替え用スイッチ34は常にＩＮ−１側に接続された状態とした。

図11はこの実施例のミリ波レーダについて、中間周波信号出力電圧の測定結果の例を示しており、（ａ）は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）は中間周波信号出力電圧変動の振れ幅ΔＶ_ＩＦの補正容量値Ｃ_０による依存性を示す線図である。図11（ａ）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、ＩＮ−１端子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、ここでいう中間周波信号出力電圧変動の振れ幅ΔＶ_ＩＦとは、図11（ａ）で示されるように、同じ時間における異なるミリ波信号周波数間での中間周波信号出力電圧の差の最大値である。

より詳細には、まず、ミリ波レーダは次の通り動作させた。送受信アンテナ24からの放射が外部で反射しない条件のもとで、ミリ波信号発振部21にて、76〜77ＧＨｚのミリ波信号を発生させるとともに、信号切り替え用スイッチ34がＩＮ−１側に接続された状態で、ＩＮ−１端子にパルス幅が100ｎｓ，パルス立ち上がり時間および立ち下がり時間が3.8ｎｓ，振幅電圧が５Ｖであるパルス変調用信号をパルス変調器22に入力し、パルス化された送信用のミリ波信号が送受信アンテナ24から送信されている状態にした。そして、ミリ波レーダの受信側の回路が動作状態であるもとにサーキュレータ23から漏れてくるパルス化された送信用のミリ波信号による中間周波信号出力電圧を、ＯＵＴ端子に接続されたサンプリングオシロスコープで観測した。図11（ａ）はこの測定結果を示している。

図11（ａ）に示すように、この中間周波信号出力電圧は、パルス変調用信号のパルスの立ち下がり直後（送信用のパルス化されたミリ波信号の送出直後）に変動が生じており、その変動量がミリ波信号の周波数により異なっている。この周波数による変動量の最大値である中間周波信号出力電圧変動の振れ幅ΔＶ_ＩＦは、主にパルス変調用信号の歪みにより、パルス変調用信号のパルスの立ち下がり直後も電圧が一定値に収束せず変動しているために発生する。この中間周波信号出力電圧変動の振れ幅ΔＶ_ＩＦが大きい期間は、正確なレーダ探知が困難となる。

次に、コンデンサ35の補正容量値Ｃ_０が８〜22ｎＦの範囲で異なるミリ波レーダを上記と同様に動作させて、各補正容量値Ｃ_０における中間周波信号出力電圧変動の振れ幅ΔＶ_ＩＦを測定した。図11（ｂ）はこの測定結果を示している。図11（ｂ）から、中間周波信号出力電圧変動の振れ幅ΔＶ_ＩＦは補正容量値Ｃ_０によって変化し、その振れ幅ΔＶ_ＩＦはＣ_０が式（１）で求めた補正容量値Ｃ_０であるＣ_０＝10ｎＦに近い11〜12ｎＦで最小となっていることが分かる。

したがって、パルス変調用信号を歪ませる要因の一つである信号切り替え用スイッチ34の寄生容量による影響が最小になるように信号切り替え用スイッチ34に並列に適切な補正容量値Ｃ_０のコンデンサ35を接続して補正することによって、中間周波信号出力電圧変動の振れ幅ΔＶ_ＩＦが抑制され、送信用のパルス化されたミリ波信号の送出直後すぐにもレーダ探知を開始することができるものとなることが確認された。

以上に説明した通り、これにより、パルス変調された送信用のミリ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開閉器を有したミリ波レーダにおいて、開閉器のスイッチングノイズを利用した自己診断回路を簡便に設けることができるので、レーダ探知性能を高めることができる上、レーダ装置の自己診断ができる高機能なものとすることができる。また、パルス変調器にパルス変調用信号とは別に直流状の信号を切り替えて入力する信号切り替えスイッチを設けることにより、送信回路および送受信アンテナ24からミキサー25までの受信回路の一部の自己診断を実施することができ、さらに、信号切り替え用スイッチに並列に適切な補正容量値のコンデンサを接続することにより、信号切り替え用スイッチのパルス変調用信号の寄生容量によるパルス変調用信号の歪みをなくすことができるので、送信用のパルス化されたミリ波信号の送出直後にすぐにレーダ探知を開始することができるものとなる。

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。 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。 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。 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。 第５の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。 第５の高周波送受信器におけるＩＮ−１端子のパルス化信号，ＩＮ−３端子のパルス信号，開閉器の開閉信号およびミキサーの出力の電圧波形ならびにパルス変調器の電流波形と、これら各信号間の相対的タイミングを模式的に示した線図である。 第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。 第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の他の例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。 第７または第８の高周波送受信器において、開閉器に試験用信号を入力する実施の形態の一例を示すブロック回路図である。 第７の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態のさらに他の例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。 第７の高周波送受信器の実施例のミリ波レーダについて、中間周波信号出力電圧の測定結果の例を示す図であり、（ａ）は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）は中間周波信号出力電圧変動ΔＶ_ＩＦの補正容量値Ｃ_０による依存性を示す線図である。 第９の高周波送受信器をミリ波レーダに適用した場合の実施の形態の一例について、そのミリ波信号伝送部および中間周波信号伝送部の構成を示すブロック回路図である。 第11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。 第12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。 本発明のレーダ装置の実施の形態の一例を模式的に示すブロック回路図である。 従来の高周波送受信器をミリ波レーダとして用いたときの各部の構成を示すブロック回路図である。 ＮＲＤガイドの基本的な構成を示す部分破断斜視図である。 送受信アンテナを有する高周波送受信器の平面図である。 送信アンテナおよび受信アンテナを有する高周波送受信器の平面図である。 高周波送受信器のパルス変調器の構成を示す斜視図である。

１：高周波発振器
２：分岐器
３：変調器
４：サーキュレータ
５：送受信アンテナ
６：ミキサー
７：開閉器
８：アイソレータ
９：送信アンテナ
10：受信アンテナ
11：終端回路
12：スイッチ
13：ＲＦスイッチ
14：開閉制御信号線路
15：開閉制御信号線路
16：ディレイライン（遅延線路）
21：ミリ波信号発振部
22：パルス変調器（ＲＦスイッチ）
23：サーキュレータ
24：送受信アンテナ
25：ミキサー
26：開閉器（ＩＦスイッチ）
30：フィルタ
31：試験用信号の入力配線
32：試験用開閉信号の入力配線
33：試験用信号の出力配線（スイッチングノイズの検出端子）
34：信号切り替え用スイッチ
35：コンデンサ
36：送信回路試験用信号の出力配線（送信回路動作試験時のミリ波信号の検出端子）
37：終端回路
38，Ｒ３：抵抗
Ｓ１：第１の系統
Ｓ２：第２の系統
51、61：平行平板導体
52、62：ミリ波信号発振部
53、63：第１の誘電体線路
54、64：サーキュレータ
55、65：第３の誘電体線路
56：送受信アンテナ
57、69：第４の誘電体線路
58、68：第２の誘電体線路
59、71：ミキサー
67：第５の誘電体線路
66：送信アンテナ
70：受信アンテナ
100：距離情報検出器

Claims (7)

1. 高周波信号を発生する高周波発振器と、該高周波発振器に接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、該一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、磁性体の周囲に第１の端子，第２の端子および第３の端子を有し、この順に一つの前記端子から入力された高周波信号を隣接する次の前記端子より出力する、前記変調器の出力が前記第１の端子に入力されるサーキュレータと、該サーキュレータの前記第２の端子に接続された送受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記サーキュレータの前記第３の端子との間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波信号と前記送受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、該ミキサーの出力端に接続された、開状態で前記中間周波信号を遮断し、前記変調器からの前記送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって前記中間周波信号を通過させる開閉器と、該開閉器の後段に設けた、前記開閉器の開閉時に前記中間周波信号に加わる雑音を阻止するとともに前記中間周波信号を通過させるフィルタとを具備し、前記ミキサーの前記出力端と前記開閉器との間に前記フィルタの３ｄＢカットオフ周波数よりも低い周波数の試験用信号が入力されることを特徴とする高周波送受信器。
2. 高周波信号を発生する高周波発振器と、該高周波発振器に接続された、前記高周波信号を分岐して一方の出力端と他方の出力端とに出力する分岐器と、前記一方の出力端に接続された、該一方の出力端に分岐された高周波信号を変調して送信用高周波信号を出力する変調器と、該変調器の出力端に一端が接続された、該一端側から他端側へ前記送信用高周波信号を通過させるアイソレータと、該アイソレータに接続された送信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端側に接続された受信アンテナと、前記分岐器の前記他方の出力端と前記受信アンテナとの間に接続された、前記他方の出力端に分岐された高周波信号と前記受信アンテナで受信した高周波信号とを混合して中間周波信号を出力するミキサーと、該ミキサーの出力端に接続された、開状態で前記中間周波信号を遮断し、前記変調器からの前記送信用高周波信号が非出力状態で安定したときに閉状態となって前記中間周波信号を通過させる開閉器と、該開閉器の後段に設けた、前記開閉器の開閉時に前記中間周波信号に加わる雑音を阻止するとともに前記中間周波信号を通過させるフィルタとを具備し、前記ミキサーの前記出力端と前記開閉器との間に前記フィルタの３ｄＢカットオフ周波数よりも低い周波数の試験用信号が入力されることを特徴とする高周波送受信器。
3. 前記開閉器は、前記閉状態となった後、前記変調器から次の前記送信用高周波信号が出力される前に開状態となることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波送受信器。
4. 前記変調器は、III−Ｖ族化合物半導体を含む材料から成る半導体素子が用いられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波送受信器。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の高周波送受信器と、この高周波送受信器から出力される前記中間周波信号を処理して探知対象物までの距離情報を検出する距離情報検出器とを具備することを特徴とするレーダ装置。
6. 請求項５記載のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするレーダ装置搭載車両。
7. 請求項５記載のレーダ装置を備え、このレーダ装置を探知対象物の検出に用いることを特徴とするレーダ装置搭載小型船舶。

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