JP7211303B2 - 自己診断装置 - Google Patents
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Description
図2に示すレーダシステム1は、制御器2、送信部3、受信部4、PLL5、及び自己診断信号生成部6を備えている。送信部3は、2以上のNチャンネル分の送信機3aにより構成され、受信部4は、2以上のMチャンネル分の受信機4aにより構成される。
他方、自己診断信号生成部6は、周波数ダブラ21、第2の周波数混合器22、可変増幅器23、移相器24、及び、増幅器25を縦続接続して構成されている。自己診断信号生成部6は、増幅器25の出力を、TML型分配器31により分配して個々の受信機4a毎に設けられるPADカプラ17に入力させるように構成されている。
PADカプラ17に入力させる周波数帯に対応した波長をλとしたとき、TML型分配器31は、複数のチャンネル毎のPADカプラ17に向かう分岐をλ/2間隔に配置するように構成されている。このため、TML型分配器31は、自己診断信号生成部6が生成した2トーン信号の位相を各受信チャンネル毎に180°ステップで調整して各受信機4aのPADカプラ17に入力させることができる。
なお、第2の周波数混合器22に入力される自己診断用オフセット周波数信号BIST_CLKと、第1の周波数混合器12の出力信号、中間周波数信号IFOUTとを位相比較してもよい。この場合も同様の作用効果を奏する。
レーダシステム1は、各受信チャンネルCH1…CH8毎の中間周波数信号IFOUTの位相値を評価するときに、ある基準受信チャンネル(例えばCH4)に対して180°毎に変化する値を基準として位相変化量を検出することで、各受信チャンネルCH1…CH8の間の受信信号の相対位相値を評価できる。レーダシステム1は、各受信チャンネルCH1…CH8の間の相対位相値について、180°毎の位相値を基準として評価できるため、各受信チャンネルCH1…CH8の受信信号の相対位相値を容易に評価できるようになり、テスタビリティを向上できる。
図9にTML型分配器231を例示したように、受信チャンネル数を4チャンネルとした場合にも適用できる。受信チャンネル数は複数であれば何チャンネルでも適用できる。
図10にTML型分配器331を例示したように、TML型分配器331が、受信チャンネルCH1~CH4のうちの端部に位置して終端器36を備えていても良い。終端器36は、TML型分配器331を構成する分配線路の特性インピーダンスと同じインピーダンスの抵抗器により構成される。これによりインピーダンス整合を図ることができる。
図11にTML型分配器431を例示したように、TML型分配器431は、ミアンダ線路37(Meander型TML(Transmission Line))を用いて各受信チャンネルCH1~CH4の間のλ/2間隔を実現するように構成されていても良い。すると、省面積、省容積にてλ/2線路を構成できる。
図12にTML型分配器531とその入力経路を例示したように、TML型分配器531の入力経路にウィルキンソン分配器38(Wilkinson divider)を備えるように構成しても良い。ウィルキンソン分配器38は、入力信号を2方向に分岐して信号を分配するように構成され、λ/4線路38aを一対用いて受信チャンネルCH4及びCH5のPADカプラ17の間にλ/2間隔を構成している。これにより、受信チャンネルCH4及びCH5の間のアイソレーションを十分に確保できる。
図13にPADカプラ617とその周辺構造を例示している。前述したレーダシステム1の回路は半導体集積回路40の内部に構成されるが、半導体集積回路40はシリコン基板41を母体として構成される。シリコン基板41の上にはメタルスタック構造42が構成される。メタルスタック構造42の上にはWLCSP(Wafer Level Chip Sized Package)50が構成されている。WLCSP50は、銅ピラー51を下部に形成したはんだバンプ52、及び、再配線層53を接続した構造を具備する。はんだバンプ52には、受信アンテナ15を通じて高周波入力される。
本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
移相器24は、必要に応じて設ければ良い。
Claims (8)
- アンテナ(15)を通じて高周波入力される高周波信号を増幅する高周波増幅器(11)と、前記高周波信号を第1のローカル信号によりダウンコンバージョンする第1の周波数混合器(12)と、前記第1の周波数混合器により出力される中間周波数の信号を増幅する中間周波数増幅器(14)と、を複数のチャンネル毎にそれぞれ備えると共に、
PLL(5)と、
第2の周波数混合器(22)と、を備え、
前記PLLは、前記第1のローカル信号を生成すると共に自己診断用の第2のローカル信号及び前記第2のローカル信号より低くDCを超える周波数条件を満たす自己診断用オフセット周波数信号を全て生成するように構成され、
前記第2の周波数混合器は、前記PLLが生成した前記第2のローカル信号に前記自己診断用オフセット周波数信号をアップコンバートして2トーンを生成し前記複数のチャンネル毎に設けられるPADカプラ(17;617)に入力させるように構成され、前記アップコンバートされた2トーンの信号を用いて、前記高周波入力から前記高周波増幅器、前記第1の周波数混合器、前記中間周波数増幅器を通じてダウンコンバートされて得られる信号を用いて自己診断する自己診断装置(1)であって、
前記PADカプラに入力させる2トーンを分配するTML型分配器(31;231;331;431;531)を備え、
前記PADカプラに入力させる周波数帯に対応した波長をλとしたとき、前記TML型分配器は、前記複数のチャンネル毎に前記PADカプラに向かう分岐をλ/2間隔に配置した自己診断装置。 - 前記TML型分配器は、前記複数のチャンネル全体の中央位置から全てのチャンネルの前記PADカプラに分配する請求項1記載の自己診断装置。
- 前記第1の周波数混合器(4)又は前記中間周波数増幅器(7)の出力信号との絶対位相を比較するために、位相比較基準信号となる前記第2の周波数混合器に入力される前記自己診断用オフセット周波数信号を直接モニタするモニタ部(2)を備える請求項1又は2記載の自己診断装置。
- 前記TML型分配器(431)は、ミアンダ線路(37)を用いて構成される請求項1ないし3の何れか一項に記載の自己診断装置。
- 前記TML型分配器(331)は、前記複数のチャンネルの端部に位置する分配線路を当該分配線路の特性インピーダンスと同じインピーダンスの抵抗器により終端する終端器(36)を備える請求項1から3の何れか一項に記載の自己診断装置。
- 前記TML型分配器(531)の入力経路にウィルキンソン分配器(Wilkinson divider)(38)をさらに備える請求項1から3の何れか一項に記載の自己診断装置。
- 前記アンテナを通じて高周波入力されWLCSP(Wafer Level Chip Sized Package)(50)を構成するはんだバンプ(52)と、
前記はんだバンプとシリコン基板(41)の上のパッド(P1)との間に接続される再配線層(53)と、
前記シリコン基板の上に、前記パッドを形成するためのトップ厚メタル層(L1)、前記トップ厚メタル層の下段に構成される2ndトップ厚メタル層(L2)、前記2ndトップ厚メタル層の下段に構成される3rdトップ厚メタル層(L3)、及び、複数の薄メタル層が上層から順に構成されるメタルスタック構造(42)と、を備え、
前記TML型分配器から前記PADカプラに向かう引き出し配線(43)と、を備え、
前記PADカプラは、前記2ndトップ厚メタル層と前記3rdトップ厚メタル層との間の容量結合により形成され、
前記引き出し配線は、前記トップ厚メタル層、前記2ndトップ厚メタル層を使用することなく、前記3rdトップ厚メタル層により前記TML型分配器から結合した結合容量配線として用い、前記はんだバンプの直下を避けるように配置されている請求項1から6の何れか一項に記載の自己診断装置。 - 前記第2の周波数混合器から前記TML型分配器の入力に至るまでの経路に位置して前記2トーンの位相を変化させる移相器(24)を備える請求項1から7の何れか一項に記載の自己診断装置。
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