JPH10224257A - Transmitter-receiver - Google Patents
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- JPH10224257A JPH10224257A JP9021298A JP2129897A JPH10224257A JP H10224257 A JPH10224257 A JP H10224257A JP 9021298 A JP9021298 A JP 9021298A JP 2129897 A JP2129897 A JP 2129897A JP H10224257 A JPH10224257 A JP H10224257A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波帯や
ミリ波帯などの高周波における送受信装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission / reception apparatus at a high frequency such as a microwave band or a millimeter wave band.
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえば道路の走行中に、前方または後
方を走行する車両との距離や相対速度を計測することな
どを目的として、いわゆる車載用ミリ波レーダが開発さ
れている。このようなミリ波レーダの送受信装置は、一
定周波数または変調した周波数の送信信号を発生する発
振器と、この送信信号を送波して物体からの反射波を受
波するアンテナと、受信信号に対して送信信号の一部を
Ｌｏ（ローカル）信号として混合し、その周波数差成分
の信号をＩＦ（中間周波）信号として取り出すミキサと
を備えて構成されている。2. Description of the Related Art A so-called in-vehicle millimeter-wave radar has been developed, for example, to measure the distance or relative speed of a vehicle traveling forward or backward while traveling on a road. Such a millimeter-wave radar transmitting / receiving apparatus includes an oscillator that generates a transmission signal of a fixed frequency or a modulated frequency, an antenna that transmits the transmission signal and receives a reflected wave from an object, And a mixer for mixing a part of the transmission signal as a Lo (local) signal and extracting a signal of the frequency difference component as an IF (intermediate frequency) signal.
【０００３】図１２は従来技術による送受信装置の等価
回路図である。同図の（Ａ）において１は発振器、２は
アイソレータ、７はサーキュレータ、５はミキサ、３
ａ，３ｂはそれぞれカプラであり、これらは非放射性誘
電体線路（ＮＲＤガイド）によって構成される。またア
ンテナ４は誘電体線路と誘電体レンズ等から構成され
る。発振器１の発振信号はアイソレータ２、カプラ３ａ
およびサーキュレータ７を介してアンテナ４から送信さ
れ、アンテナ４による受信信号はサーキュレータ７およ
びカプラ３ｂを介してミキサ５に与えられる。カプラ３
ａ，３ｂによって送信信号の一部はＬｏ信号としてＲＦ
信号（受信信号）と混合されてミキサ５へ与えられるた
め、ミキサ５はその周波数差成分の信号をＩＦ信号とし
て出力する。FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of a transmission / reception device according to the prior art. In FIG. 1A, 1 is an oscillator, 2 is an isolator, 7 is a circulator, 5 is a mixer, 3
Reference numerals a and 3b denote couplers, each of which is constituted by a nonradiative dielectric line (NRD guide). The antenna 4 includes a dielectric line and a dielectric lens. The oscillation signal of the oscillator 1 is the isolator 2, the coupler 3a
The signal transmitted from the antenna 4 via the circulator 7 and the signal received by the antenna 4 is supplied to the mixer 5 via the circulator 7 and the coupler 3b. Coupler 3
a, 3b, a part of the transmission signal is converted into a Lo signal by RF
Since the signal is mixed with the signal (received signal) and supplied to the mixer 5, the mixer 5 outputs the signal of the frequency difference component as an IF signal.
【０００４】図１２の（Ｂ）はバランス型ミキサを用い
た送受信装置の等価回路図であり、ミキサ５はカプラ３
ａ，３ｂにより得られるＬｏ信号と受信信号ＲＦ信号と
に基づいて、位相的に不要波をキャンセルしてＩＦ信号
を生成する。この図１２に示した構成の送受信装置で
は、サーキュレータ７を用いているため、アンテナ４を
送受に共用することができる。FIG. 12B is an equivalent circuit diagram of a transmission / reception apparatus using a balanced mixer.
Based on the Lo signal obtained by a and 3b and the received signal RF signal, an unnecessary signal is canceled in phase to generate an IF signal. In the transmission / reception device having the configuration shown in FIG. 12, since the circulator 7 is used, the antenna 4 can be shared for transmission and reception.
【０００５】また、送信用アンテナと受信用アンテナと
を別々に設け、カプラの作用をうまく利用して全体の回
路構成を簡略化したものとして特開平０６−１７４８２
４号が示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. H06-17482 discloses a structure in which a transmitting antenna and a receiving antenna are separately provided and the overall circuit configuration is simplified by making good use of the action of a coupler.
No. 4 is shown.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】図１２に示した従来の
送受信装置においては、高価で設置スペースの大きなサ
ーキュレータを用いるため、全体の回路が必ずしも単純
ではなく、部品点数が多く、全体にコスト高になるとい
う問題があった。また、上述した特開平０６−１７４８
２４号に示されている送受信装置においては、回路構成
のみを見れば単純ではあるものの、送信用アンテナと受
信用アンテナを別々に設けなければならず、またバラン
ス型ミキサを構成することができず、シングル型ミキサ
の構成となるため、バランス型ミキサの利点を享受でき
ないという問題があった。In the conventional transmitting / receiving apparatus shown in FIG. 12, since a circulator that is expensive and requires a large installation space is used, the entire circuit is not necessarily simple, the number of parts is large, and the cost is high as a whole. There was a problem of becoming. Also, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-1748 is disclosed.
In the transmission / reception device shown in No. 24, although only the circuit configuration is simple, a transmission antenna and a reception antenna must be provided separately, and a balanced mixer cannot be configured. However, there is a problem that the advantage of the balanced mixer cannot be obtained because of the configuration of the single mixer.
【０００７】この発明の目的は、アンテナを送受に共用
するためのサーキュレータを用いることなく、且つアン
テナを送受に共有することを可能とし、またバランス型
ミキサを構成することのできる送受信装置を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transmitting / receiving apparatus which can share an antenna for transmission / reception without using a circulator for sharing an antenna for transmission / reception and which can constitute a balanced mixer. It is in.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明はオシレータと
アンテナとミキサ等を導波路を介して接続した送受信装
置において、アンテナを送受に共用するためのサーキュ
レータを用いることなく単一のアンテナを送受に共用可
能とし、またバランス型ミキサを構成できるようにする
ために、請求項１に記載のとおり、第１のポートと第２
のポートをもつ第１の導波路に、第３のポートと第４の
ポートをもつ第２の導波路を電磁界結合させてカプラを
構成し、第１のポートにオシレータの出力ポートを接続
し、第２のポートにアンテナを接続し、第３のポートと
第４のポートにミキサを接続する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a transmission / reception apparatus in which an oscillator, an antenna, a mixer, and the like are connected via a waveguide, so that a single antenna can be transmitted and received without using a circulator for sharing the antenna for transmission and reception. In order to be sharable and to be able to configure a balanced mixer, a first port and a second
A first waveguide having a third port and a second waveguide having a fourth port are electromagnetically coupled to each other to form a coupler, and an output port of an oscillator is connected to the first port. , An antenna is connected to the second port, and a mixer is connected to the third and fourth ports.
【０００９】またこの発明は、請求項２に記載のとお
り、前記第１のポートと前記オシレータとの間にアイソ
レータを挿入する。According to the present invention, an isolator is inserted between the first port and the oscillator.
【００１０】またこの発明は、請求項３に記載のとお
り、前記第４のポートと前記ミキサとの間にアッテネー
タを挿入する。According to the present invention, an attenuator is inserted between the fourth port and the mixer.
【００１１】ここで上記送受信装置の構成例を等価回路
として図１に示す。同図においてオシレータ１は変調信
号に応じて変調された発振信号をアイソレータ２および
カプラ３のポート＃１−ポート＃２を介してアンテナ４
へ出力する。この時、カプラ３のポート＃１に入力され
る送信信号の一部がポート＃４から取り出されて、アッ
テネータ６を介してミキサ５にＬｏ信号として与えられ
る。また、アンテナ４による受信信号はカプラ３のポー
ト＃２に入力されて、ポート＃３から出力され、これが
ＲＦ信号としてミキサ５に与えられる。ミキサ５はＬｏ
信号とＲＦ信号に基づいてＩＦ信号を生成する。このよ
うに、アンテナを送受に共用するためのサーキュレータ
を用いることなく、単一のアンテナを送受に共用するこ
とができ、部品点数が削減され、全体に小型化されて低
コスト化が図れる。しかもミキサへはＬｏ信号とＲＦ信
号とを別々に与えることになるので、バランス型ミキサ
を構成することが可能となる。FIG. 1 shows an example of the configuration of the transmission / reception apparatus as an equivalent circuit. In the figure, an oscillator 1 transmits an oscillation signal modulated according to a modulation signal to an antenna 4 via an isolator 2 and a port # 1 -port # 2 of a coupler 3.
Output to At this time, a part of the transmission signal input to the port # 1 of the coupler 3 is taken out from the port # 4 and supplied to the mixer 5 via the attenuator 6 as a Lo signal. Further, a signal received by the antenna 4 is input to the port # 2 of the coupler 3 and output from the port # 3, and is supplied to the mixer 5 as an RF signal. Mixer 5 is Lo
An IF signal is generated based on the signal and the RF signal. In this way, a single antenna can be shared for transmission and reception without using a circulator for sharing the antenna for transmission and reception, and the number of parts is reduced, the overall size is reduced, and the cost can be reduced. In addition, since the Lo signal and the RF signal are separately supplied to the mixer, a balanced mixer can be configured.
【００１２】なお、カプラ３による反射信号および受信
信号の一部はカプラ３のポート＃１からオシレータ１方
向へ出力されるが、アイソレータ２を設けることによっ
て、オシレータ１への戻り信号を抑制して、安定した発
振動作を維持させることができる。また、カプラ３の結
合量は受信信号の損失を小さくするために、強く設定す
ることが望ましいが、そうするとＬｏ信号も大きくなる
ので、アッテネータ６はこの大きすぎるＬｏ信号を適度
に減衰させてミキサ５に供給する。Although a part of the signal reflected by the coupler 3 and a part of the received signal is output from the port # 1 of the coupler 3 toward the oscillator 1, the return signal to the oscillator 1 is suppressed by providing the isolator 2. Thus, a stable oscillation operation can be maintained. Further, it is desirable that the coupling amount of the coupler 3 is set to be strong in order to reduce the loss of the received signal. However, if this is done, the Lo signal also becomes large. To supply.
【００１３】図１に示した送受信装置では全体の構成が
単純化されるが、請求項４に記載のとおり、少なくとも
カプラ３、オシレータ１、アンテナ４およびミキサ５を
１つのモジュールとして一体化すれば、より小型の送受
信装置が得られる。Although the overall configuration of the transmitting and receiving apparatus shown in FIG. 1 is simplified, at least the coupler 3, the oscillator 1, the antenna 4, and the mixer 5 are integrated as one module as described in claim 4. Thus, a smaller transmitting / receiving apparatus can be obtained.
【００１４】また、この発明は請求項５に記載のとお
り、前記導波路を略平行な２つの導電体平面の間に誘電
体ストリップを配して成る誘電体線路で構成する。これ
により、たとえば図１に示した各導波路を誘電体線路で
構成すれば、カプラ３を誘電体ストリップの平行結合線
路から構成することができ、全体に一体化および小型化
が容易となる。According to a fifth aspect of the present invention, the waveguide is constituted by a dielectric line in which a dielectric strip is disposed between two substantially parallel conductive planes. Thus, for example, if each waveguide shown in FIG. 1 is constituted by a dielectric line, the coupler 3 can be constituted by a parallel coupling line of a dielectric strip, and integration and miniaturization as a whole can be facilitated.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態に係る
送受信装置の構成を図２〜図９を参照して以下に説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of a transmitting / receiving apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１６】図２は送受信装置で用いるＮＲＤガイドの
３つのタイプの構成を示す断面図である。（Ａ）はいわ
ゆるノーマルタイプであり、ほぼ平行な導電体平面１０
１，１０２の間に誘電体ストリップ１００を備える。
（Ｂ）はいわゆるグルーブドタイプであり、誘電体スト
リップ１００を設けている伝搬域とその両側の非伝搬域
とで導電体平面１０１−１０２間の間隔を異ならせてい
る。これらの導電体平面１０１，１０２は金、銅、アル
ミニウム等の金属板からなり、誘電体ストリップ１００
は使用周波数で誘電正接の小さなＰＴＦＥ，ＰＰ等の合
成樹脂を用いることができる。（Ｃ）はいわゆるウイン
グドタイプであり、それぞれツバ（ウイング）を有する
誘電体ストリップ１０３，１０４の平面部に導電体平面
１０１，１０２を形成し、誘電体ストリップ部分を対向
させている。この誘電体ストリップ１０３，１０４も使
用周波数で誘電正接の小さなＰＴＦＥ，ＰＰ等の合成樹
脂を用いることができ、これに金属メッキ膜を形成する
ことによって、導電体平面１０１，１０２を形成する。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of three types of NRD guides used in the transmitting / receiving apparatus. (A) is a so-called normal type, which is a substantially parallel conductor plane 10.
1, a dielectric strip 100 is provided between them.
(B) is a so-called grooved type, in which the distance between the conductor planes 101 and 102 differs between the propagation region where the dielectric strip 100 is provided and the non-propagation region on both sides of the propagation region. These conductor planes 101 and 102 are made of a metal plate such as gold, copper, or aluminum, and have a dielectric strip 100.
Can be made of a synthetic resin such as PTFE or PP having a small dielectric loss tangent at the operating frequency. (C) is a so-called winged type in which conductive planes 101 and 102 are formed on the plane portions of dielectric strips 103 and 104 each having a flange (wing), and the dielectric strip portions are opposed to each other. The dielectric strips 103 and 104 can also be made of a synthetic resin such as PTFE or PP having a small dielectric loss tangent at the operating frequency, and the conductor planes 101 and 102 are formed by forming a metal plating film thereon.
【００１７】このようなＮＲＤガイドは、導電体平面の
間隔を電磁波の伝搬波長の半波長以下にすることによっ
て、曲がり部分や不連続部分における放射波が抑制さ
れ、伝送損失の低い伝送線路が得られる。In such an NRD guide, a radiation line at a bent portion or a discontinuous portion is suppressed by setting an interval between conductor planes to a half wavelength or less of a propagation wavelength of an electromagnetic wave, and a transmission line having a low transmission loss is obtained. Can be
【００１８】図３は導電体パターンを形成する基板を設
けたＮＲＤガイドの３つのタイプの構成を示す断面図で
ある。この図３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図２の
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したＮＲＤガイドに対し
て、導電体平面１０１，１０２に平行に基板１０５を配
置したものである。後述するように、オシレータやミキ
サ部分においては図３に示すように、基板を介在させた
ＮＲＤガイドを構成し、アイソレータやカプラ等におい
ては、図２に示した基板を介在させないＮＲＤガイドま
たは図３に示した基板を介在させたＮＲＤガイドを採用
する。FIG. 3 is a sectional view showing three types of configurations of an NRD guide provided with a substrate on which a conductor pattern is formed. 3 (A), (B) and (C) show the substrate 105 parallel to the conductor planes 101 and 102 with respect to the NRD guide shown in FIGS. 2 (A), (B) and (C). Is arranged. As will be described later, an NRD guide with a substrate interposed therebetween is formed in the oscillator and the mixer, as shown in FIG. 3, and an NRD guide without the substrate shown in FIG. The NRD guide with the substrate shown in FIG.
【００１９】図４は送受信装置の構造を示す図であり、
（Ａ）は送受信装置の断面図、（Ｂ）は平面図である。
同図において１０は送受信モジュールであり、筐体８に
対してその底面部に取り付けている。同図においては送
受信モジュール１０の上下面の導電体板は省略してい
る。また筐体８の開口面には誘電体レンズ９を取り付け
ている。送受信モジュール１０にはオシレータ１、アイ
ソレータ２、カプラ３、垂直１次放射器４′、ミキサ５
およびアッテネータ６を構成している。FIG. 4 is a diagram showing the structure of the transmission / reception device.
(A) is a sectional view of the transmitting and receiving device, and (B) is a plan view.
In the figure, reference numeral 10 denotes a transmission / reception module, which is attached to the bottom of the housing 8. In the figure, the conductor plates on the upper and lower surfaces of the transmission / reception module 10 are omitted. A dielectric lens 9 is attached to the opening surface of the housing 8. The transmitting / receiving module 10 includes an oscillator 1, an isolator 2, a coupler 3, a vertical primary radiator 4 ', a mixer 5
And the attenuator 6.
【００２０】アイソレータ２は誘電体ストリップ１１，
１２，１３からなる３つのポートを有するサーキュレー
タ２′と、その内の１つのポート（誘電体ストリップ１
２）の終端に終端器１６を設けて構成している。すなわ
ちサーキュレータ２′はオシレータ１の発振信号を誘電
体ストリップ１１から１３方向へ伝搬させ、誘電体スト
リップ１３からサーキュレータ２′へ入力される信号を
誘電体ストリップ１２側へ伝搬させて終端器１６で抵抗
終端させる。The isolator 2 includes a dielectric strip 11,
A circulator 2 'having three ports 12 and 13 and one of the ports (the dielectric strip 1).
A terminator 16 is provided at the end of 2). That is, the circulator 2 ′ propagates the oscillation signal of the oscillator 1 in the direction from the dielectric strip 11 to 13, propagates the signal input from the dielectric strip 13 to the circulator 2 ′ to the dielectric strip 12, Terminate.
【００２１】カプラ３は誘電体ストリップ１３，１４の
一部による平行結合線路で構成している。垂直１次放射
器４′は上下の導電体板で挟まれる誘電体共振器１７
と、その上部の導電体板に形成した開口部とから構成し
ている。誘電体ストリップ１３を伝搬する電磁波は誘電
体共振器１７を励振して、開口部を通してその軸方向へ
電磁波として放射される。その際、図４に示した例では
大地に対して４５°方向の偏波面を有する電磁波として
放射される。また逆に開口部を通して誘電体共振器１７
に、同方向の（４５°方向）の偏波面を有する電磁波が
入射されると、その電磁波が誘電体共振器１７を励振し
て、受信信号が誘電体ストリップ１３を逆方向に伝搬す
る。カプラ３のポート＃１から入力される送信信号はポ
ート＃２から出力されて１次放射器４′へ導かれるが、
一部はポート＃４からＬｏ信号としてミキサ５へ与えら
れる。アッテネータ６はこのＬｏ信号を所定のレベルに
減衰させる。垂直１次放射器４′からの受信信号がカプ
ラ３のポート＃２に入射されると、これがポート＃３か
ら取り出されてミキサ５へＲＦ信号として与えられる。
ミキサ５は後述するようにバランス型ミキサを構成し、
Ｌｏ信号とＲＦ信号とからＩＦ信号を生成する。この図
４に示した送受信装置の等価回路は図１に示したものと
同様となる。The coupler 3 is constituted by a parallel coupling line formed by a part of the dielectric strips 13 and 14. The vertical primary radiator 4 'is a dielectric resonator 17 sandwiched between upper and lower conductor plates.
And an opening formed in the upper conductive plate. The electromagnetic wave propagating through the dielectric strip 13 excites the dielectric resonator 17 and is radiated as electromagnetic waves in the axial direction through the opening. At that time, in the example shown in FIG. 4, the electromagnetic wave is radiated as an electromagnetic wave having a plane of polarization of 45 ° with respect to the ground. Conversely, the dielectric resonator 17 passes through the opening.
When an electromagnetic wave having the same (45 °) polarization plane is incident on the dielectric resonator 17, the electromagnetic wave excites the dielectric resonator 17, and the received signal propagates through the dielectric strip 13 in the opposite direction. The transmission signal input from the port # 1 of the coupler 3 is output from the port # 2 and guided to the primary radiator 4 '.
Part of the signal is supplied from port # 4 to mixer 5 as a Lo signal. The attenuator 6 attenuates this Lo signal to a predetermined level. When a reception signal from the vertical primary radiator 4 ′ enters the port # 2 of the coupler 3, the signal is taken out from the port # 3 and supplied to the mixer 5 as an RF signal.
The mixer 5 forms a balanced mixer as described later,
An IF signal is generated from the Lo signal and the RF signal. The equivalent circuit of the transmission / reception device shown in FIG. 4 is the same as that shown in FIG.
【００２２】図５は図４に示した垂直１次放射器４′部
分の構造を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断
面図である。同図において誘電体共振器１７は導電体板
２１と２２とに挟まれて、たとえばＨＥ１１１モードで
共振する誘電体共振器として作用する。上部の導電体板
２１には開口部２３を設けていて、この導電体板２１と
誘電体共振器１７との間に、スリットを形成したスリッ
ト板２４を挟み込んでいる。そして、誘電体ストリップ
１３の端部を誘電体共振器１７に近接させている。この
構成によって、誘電体ストリップ１７を伝搬するＬＳＭ
０１モードの送信信号が誘電体共振器１７に磁界結合
し、その軸方向に直線偏波の電磁波を放射する。逆に誘
電体共振器１７の軸方向に電磁波が入射されると、誘電
体共振器１７が励振して、誘電体ストリップ１３をＬＳ
Ｍ０１モードで伝搬することになる。FIGS. 5A and 5B show the structure of the vertical primary radiator 4 'shown in FIG. 4, wherein FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a sectional view. In the figure, a dielectric resonator 17 is sandwiched between conductive plates 21 and 22, and functions as a dielectric resonator that resonates in, for example, the HE111 mode. An opening 23 is provided in the upper conductive plate 21, and a slit plate 24 having a slit is sandwiched between the conductive plate 21 and the dielectric resonator 17. Then, the end of the dielectric strip 13 is brought close to the dielectric resonator 17. This configuration allows the LSM to propagate through the dielectric strip 17.
The 01 mode transmission signal is magnetically coupled to the dielectric resonator 17, and radiates a linearly polarized electromagnetic wave in the axial direction. Conversely, when an electromagnetic wave is incident on the dielectric resonator 17 in the axial direction, the dielectric resonator 17 is excited to cause the dielectric strip 13 to move toward the LS.
It will propagate in the M01 mode.
【００２３】図６は図４に示したオシレータ１部分の構
成を示す平面図である。同図において３１，３４，３
５，３６で示す各パターンは基板上に形成していて、誘
電体ストリップ１１は基板の上部に存在する誘電体スト
リップ１１ａと下部に存在する１１ｂとで構成してい
る。基板上のパターン３１は基板を挟む上下の導電体板
とによってサスペンデッドラインを構成し、誘電体スト
リップ１１ａ，１１ｂとその上下の導電体板とによる誘
電体線路と磁界結合する。基板上のパターン３４はＲＦ
チョーク用導電体パターン、３５，３６はバイアス電圧
印加用の電極である。下部の導電体板にはガンダイオー
ド３２を固定していて、その端子をサスペンデッドライ
ン３１の端部に接続している。またサスペンデッドライ
ン３１の端部とＲＦチョーク用導電体パターン３４との
間にバラクタダイオード３３を接続している。したがっ
て、電極３５と接地との間に直流高電圧を印加すること
よってガンダイオードが発振し、発振信号が誘電体スト
リップ１１ａ，１１ｂをＬＳＭ０１モードで伝搬するこ
とになる。また、電極３５と３６の間に変調信号を入力
することによって、バラクタダイオード３３の静電容量
が変化し、発振周波数が変調される。FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the oscillator 1 shown in FIG. In the figure, 31, 34, 3
Each pattern indicated by 5 and 36 is formed on the substrate, and the dielectric strip 11 is composed of a dielectric strip 11a existing on the upper part of the substrate and a dielectric strip 11b existing on the lower part. The pattern 31 on the substrate forms a suspended line with the upper and lower conductor plates sandwiching the substrate, and is magnetically coupled to the dielectric lines formed by the dielectric strips 11a and 11b and the upper and lower conductor plates. The pattern 34 on the substrate is RF
Chalk conductor patterns 35 and 36 are electrodes for applying a bias voltage. A gun diode 32 is fixed to the lower conductive plate, and its terminal is connected to the end of the suspended line 31. A varactor diode 33 is connected between the end of the suspended line 31 and the RF choke conductor pattern 34. Therefore, when a high DC voltage is applied between the electrode 35 and the ground, the Gunn diode oscillates, and the oscillation signal propagates through the dielectric strips 11a and 11b in the LSM01 mode. Further, by inputting a modulation signal between the electrodes 35 and 36, the capacitance of the varactor diode 33 changes and the oscillation frequency is modulated.
【００２４】図７は図４に示したミキサ５部分の構成を
示す平面図であり、４１，４２はサスペンデッドライ
ン、４５，４６，４７はそれぞれフィルタ回路であり、
これらのパターンは基板上に形成している。誘電体スト
リップ１４，１５は上記基板を挟む上部側の誘電体スト
リップ１４ａ，１５ａと下部側の誘電体ストリップ１４
ｂ，１５ｂとから構成している。同図に示すように、サ
スペンデッドライン４１，４２にはλ／４のオープンス
タブをλ／４の間隔を隔ててそれぞれ設けることによっ
て、波長λの周波数信号を阻止するフィルタ回路４５，
４６，４７を構成している。フィルタ回路４５，４６と
サスペンデッドライン４２の一端との間の電気長をそれ
ぞれ、誘電体ストリップ１４ａ，１４ｂを伝搬するミリ
波の周波数における略１／２波長の整数倍としている。
また、このサスペンデッドライン４２の一端からフィル
タ回路４７までの間隔を誘電体ストリップ１５ａ，１５
ｂを伝搬するミリ波の周波数におけるほぼ１／２波長の
整数倍となる関係としている。これにより、フィルタ回
路４５−４６間のサスペンデッドライン４１が両端ショ
ートの共振回路として作用し、サスペンデッドライン４
２の端部とフィルタ回路４７との間の部分も両端ショー
トの共振器として作用する。そして、誘電体ストリップ
１４ａ，１４ｂがサスペンデッドライン４１を挟むよう
に配置し、誘電体ストリップ１５ａ，１５ｂがサスペン
デッドライン４２を挟むように配置している。また、サ
スペンデッドライン４１の途中にショットキーバリアダ
イオード４３，４４をマウントしている。この構成によ
って、誘電体ストリップ１４ａ，１４ｂおよび上下の導
電体板からなるＮＲＤガイドとショットキーバリアダイ
オード４３，４４とが整合し、ＲＦ信号がサスペンデッ
ドラインのモードに変換されてダイオード４３，４４に
印加されることになる。一方、サスペンデッドライン４
２による共振回路は誘電体ストリップ１５ａ，１５ｂと
上下の導電体板からなるＮＲＤガイドと磁界結合するた
め、このＮＲＤカイドからＬｏ信号が入力されることに
より、その信号がサスペンデッドラインのモードに変換
されて、２つのダイオード４３，４４に対して逆相で加
わることになる。したがってＲＦ信号は同相で、Ｌｏ信
号は逆相でそれぞれダイオード４３，４４に印加され、
ＲＦ信号とＬｏ信号との差の周波数成分が互いに逆相と
なる。ただし、２つのダイオードの向きがＩＦ回路から
見て互いに逆向きになっているので、上記差の周波数成
分が同相で合成されて、コンデンサＣｉを介してＩＦ信
号として取り出される。なお、サスペンデッドライン４
１，４２にはＬｂ，Ｒｂ，Ｖｂで示すバイアス電圧供給
回路を接続するとともに、このサスペンデッドラインの
端部をコンデンサＣｇで高周波的に接地している。この
バランス型ミキサの構成は本願出願人がすでに出願した
特願平０８−２２８３７８号で示したものと同様であ
る。FIG. 7 is a plan view showing the structure of the mixer 5 shown in FIG. 4, where 41 and 42 are suspended lines, 45, 46 and 47 are filter circuits, respectively.
These patterns are formed on the substrate. The dielectric strips 14 and 15 are composed of upper dielectric strips 14a and 15a and a lower dielectric strip 14 sandwiching the substrate.
b, 15b. As shown in the drawing, the suspended lines 41 and 42 are provided with open stubs of [lambda] / 4 at intervals of [lambda] / 4, respectively.
46 and 47 are constituted. The electrical length between the filter circuits 45 and 46 and one end of the suspended line 42 is set to an integral multiple of approximately 1/2 wavelength at the frequency of the millimeter wave propagating through the dielectric strips 14a and 14b.
The distance from one end of the suspended line 42 to the filter circuit 47 is set to be equal to the dielectric strips 15a, 15a.
The relationship is such that the wavelength is substantially an integral multiple of a half wavelength at the frequency of the millimeter wave propagating through b. As a result, the suspended line 41 between the filter circuits 45 and 46 functions as a resonance circuit with both ends short-circuited, and the suspended line 4
The portion between the second end and the filter circuit 47 also functions as a resonator having both ends short-circuited. The dielectric strips 14a and 14b are arranged so as to sandwich the suspended line 41, and the dielectric strips 15a and 15b are arranged so as to sandwich the suspended line 42. Further, Schottky barrier diodes 43 and 44 are mounted in the middle of the suspended line 41. With this configuration, the NRD guide composed of the dielectric strips 14a and 14b and the upper and lower conductor plates is matched with the Schottky barrier diodes 43 and 44, and the RF signal is converted into a suspended line mode and applied to the diodes 43 and 44. Will be done. On the other hand, suspended line 4
2 is magnetically coupled to the dielectric strips 15a and 15b and an NRD guide composed of upper and lower conductive plates. When a Lo signal is input from the NRD guide, the signal is converted to a suspended line mode. Thus, the two diodes 43 and 44 are added in opposite phases. Therefore, the RF signal is applied to the diodes 43 and 44 in phase, and the Lo signal is applied to
The frequency components of the difference between the RF signal and the Lo signal have phases opposite to each other. However, since the directions of the two diodes are opposite to each other when viewed from the IF circuit, the frequency components of the difference are combined in phase and taken out as an IF signal via the capacitor Ci. In addition, suspended line 4
Bias voltage supply circuits denoted by Lb, Rb, and Vb are connected to 1, 42, and the end of the suspended line is grounded at a high frequency by a capacitor Cg. The configuration of this balanced mixer is the same as that shown in Japanese Patent Application No. 08-228378 filed by the present applicant.
【００２５】図８は図４に示したアッテネータ６部分の
構成を示す部分斜視図である。同図においてアッテネー
タ６は誘電体ストリップに抵抗体を混入させるととも
に、抵抗体の混入部分とその他の部分との接合面を傾斜
させたものである。これにより誘電体ストリップ１４か
ら１５方向へ伝搬するＬｏ信号が殆ど反射することなく
所定の減衰量で減衰される。FIG. 8 is a partial perspective view showing the structure of the attenuator 6 shown in FIG. In the figure, an attenuator 6 is obtained by mixing a resistor into a dielectric strip and inclining a joining surface between a portion where the resistor is mixed and another portion. As a result, the Lo signal propagating in the 15 direction from the dielectric strip 14 is attenuated by a predetermined amount without being reflected.
【００２６】図９は図４に示したサーキュレータ２′部
分の部分斜視図である。同図に示すように、３つの誘電
体ストリップ１１，１２，１３にはＬＳＥモードサプレ
ッサを図に示すように設けていて、各誘電体ストリップ
１１，１２，１３をほぼ１２０度間隔で配置するととも
に、それぞれの端部が対向する箇所に２枚のフェライト
デスク５１，５１を配置し、外部から直流バイアス磁界
Ｈocを印加することによってサーキュレータを構成して
いる。FIG. 9 is a partial perspective view of the circulator 2 'shown in FIG. As shown in the drawing, the three dielectric strips 11, 12, and 13 are provided with LSE mode suppressors as shown in the figure, and the dielectric strips 11, 12, and 13 are arranged at intervals of approximately 120 degrees. A circulator is formed by arranging two ferrite disks 51, 51 at locations where their ends face each other, and applying a DC bias magnetic field Hoc from outside.
【００２７】以上のようにして送受信装置を構成し、図
６に示した電極３５と接地間にバイアス電圧を印加する
とともに、電極３５，３６間にたとえば三角波の制御電
圧信号を印加することにより、三角波で周波数変調され
た例えば６０ＧＨｚ帯の電磁波が送信され、物体からの
反射信号が受信され、ミキサによってＩＦ信号が生成さ
れる。これにより、ＩＦ信号から、反射物体までの距離
および相対速度を検出できるようになる。The transmission / reception device is configured as described above, and by applying a bias voltage between the electrode 35 and the ground shown in FIG. 6 and applying a control voltage signal of, for example, a triangular wave between the electrodes 35 and 36, For example, an electromagnetic wave of, for example, a 60 GHz band frequency-modulated by a triangular wave is transmitted, a reflected signal from an object is received, and an IF signal is generated by a mixer. This makes it possible to detect the distance to the reflecting object and the relative speed from the IF signal.
【００２８】次に、第２の実施形態に係る送受信装置の
構成を図１０を参照して説明する。Next, the configuration of the transmitting / receiving apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
【００２９】図１０は送受信装置の誘電体レンズおよび
上部の導電体板を取り除いた状態での平面図である。同
図において１０は送受信モジュールであり、筐体８の底
面部に取り付けている。同図においては送受信モジュー
ル１０の上下面の導電体板は省略している。また筐体８
の開口面には誘電体レンズ９を取り付けている。送受信
モジュール１０にはオシレータ１、アイソレータ２、カ
プラ３、垂直１次放射器４′、ミキサ５およびアッテネ
ータ６を構成している。これらの各要素の配置関係は図
４に示したものと異なるが、全体の作用は同一である。FIG. 10 is a plan view of the transmitting / receiving apparatus with the dielectric lens and the upper conductive plate removed. In the figure, reference numeral 10 denotes a transmission / reception module, which is attached to the bottom of the housing 8. In the figure, the conductor plates on the upper and lower surfaces of the transmission / reception module 10 are omitted. The housing 8
A dielectric lens 9 is attached to the opening surface of the lens. The transmitting / receiving module 10 includes an oscillator 1, an isolator 2, a coupler 3, a vertical primary radiator 4 ', a mixer 5, and an attenuator 6. Although the arrangement of these elements is different from that shown in FIG. 4, the overall operation is the same.
【００３０】図１１は第３の実施形態に係る送受信装置
の送受信モジュール部分の構造を示す図であり、図にお
いては上部の導電体板を取り除いた状態で示している。
同図において送受信モジュール１０にはオシレータ１、
アイソレータ２、カプラ３、アンテナ４、ミキサ５およ
びアッテネータ６を構成している。アンテナ４は誘電体
ストリップ１３の先端部分をテーパ状（先細り形状）と
していて、この部分を誘電体ロッドアンテナとしてい
る。これにより誘電体ストリップ１３の軸方向に指向性
を有する送受信モジュールが構成される。その他の構成
は図４または図１０に示した送受信装置における送受信
モジュールと同様であり、オシレータ１の発振信号はア
イソレータ２を介してアンテナ４から放射され、物体で
の反射波がアンテナ４に入射すると、その受信信号であ
るＲＦ信号はミキサ５の一方のポートに入力され、送信
信号の一部はＬｏ信号としてアッテネータ６を介してミ
キサ５の他方のポートに入力される。FIG. 11 is a view showing the structure of a transmission / reception module portion of the transmission / reception apparatus according to the third embodiment. In FIG. 11, the upper conductive plate is removed.
In the figure, the transmitting and receiving module 10 includes an oscillator 1,
The isolator 2, the coupler 3, the antenna 4, the mixer 5, and the attenuator 6 are configured. The antenna 4 has a tapered (tapered) tip portion of the dielectric strip 13, and this portion is a dielectric rod antenna. Thus, a transmitting / receiving module having directivity in the axial direction of the dielectric strip 13 is configured. Other configurations are the same as those of the transmission / reception module in the transmission / reception device shown in FIG. 4 or FIG. 10. When the oscillation signal of the oscillator 1 is radiated from the antenna 4 via the isolator 2 and the reflected wave from the object enters the antenna 4 The RF signal, which is the received signal, is input to one port of the mixer 5 and a part of the transmission signal is input to the other port of the mixer 5 via the attenuator 6 as a Lo signal.
【００３１】なお、本願発明は、送信信号の一部をＬｏ
信号とし、このＬｏ信号をＲＦ信号（受信信号）にミキ
シングすることによってＩＦ信号を生成するミキサを備
える送受信装置に適用されるものであり、通常のＦＭ−
ＣＷ方式だけでなく、送信信号をパルス状に周波数変調
し、受信信号の時間遅れから距離を検出するＦＭパルス
方式にも適用できる。According to the present invention, a part of the transmission signal is Lo
This is applied to a transmitting / receiving apparatus having a mixer for generating an IF signal by mixing the Lo signal into an RF signal (received signal).
In addition to the CW method, the present invention can be applied to an FM pulse method in which a transmission signal is frequency-modulated in a pulse shape and a distance is detected from a time delay of a reception signal.
【００３２】[0032]
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、アンテナ
を送受に共用するためのサーキュレータを用いることな
く、単一のアンテナを送受に共用することができ、部品
点数が削減され、全体に小型化されて低コスト化が図れ
る。しかもミキサへはＬｏ信号とＲＦ信号とを別々に与
えることになるので、バランス型ミキサを構成すること
が可能となる。According to the first aspect of the present invention, a single antenna can be shared for transmission and reception without using a circulator for sharing the antenna for transmission and reception, the number of parts is reduced, and the whole is reduced. The size can be reduced and the cost can be reduced. In addition, since the Lo signal and the RF signal are separately supplied to the mixer, a balanced mixer can be configured.
【００３３】請求項２に係る発明によれば、カプラによ
る反射信号および受信信号の一部はカプラの或るポート
からオシレータ方向へ出力されるが、アイソレータがオ
シレータへの戻り信号を抑制するので、安定した発振動
作を維持させることができる。According to the second aspect of the invention, a part of the reflected signal and the received signal by the coupler is output from a certain port of the coupler toward the oscillator, but the isolator suppresses the return signal to the oscillator. A stable oscillation operation can be maintained.
【００３４】請求項３に係る発明によれば、カプラの結
合量を強くしてもＬｏ信号が不必要に大きくならないた
め、カプラの結合量を強くして受信信号の損失を小さく
することができる。これにより、同一のアンテナ開口径
での受信利得を向上させることができ、また、アンテナ
開口径を小さくしても同一受信利得が得られる。According to the third aspect of the present invention, since the Lo signal does not unnecessarily increase even if the coupling amount of the coupler is increased, the loss of the received signal can be reduced by increasing the coupling amount of the coupler. . As a result, the reception gain can be improved with the same antenna aperture diameter, and the same reception gain can be obtained even when the antenna aperture diameter is reduced.
【００３５】請求項４に係る発明によれば、少なくとも
カプラ、オシレータ、アンテナおよびミキサを１つのモ
ジュールとして一体化する場合、アンテナを送受に共用
するためのサーキュレータが不要となるため、モジュー
ル全体が小型になり、より小型の送受信装置が得られ
る。According to the fourth aspect of the invention, when at least the coupler, the oscillator, the antenna, and the mixer are integrated as one module, a circulator for sharing the antenna for transmission and reception is not required, and the entire module is small. And a smaller transmitting / receiving device can be obtained.
【００３６】請求項５に係る発明によれば、カプラを誘
電体ストリップの平行結合線路から構成することがで
き、全体に一体化および小型化が容易となる。According to the fifth aspect of the present invention, the coupler can be constituted by a parallel coupling line of a dielectric strip, and the whole can be easily integrated and reduced in size.
【図１】この発明の送受信装置の構成例を示す等価回路
図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing a configuration example of a transmission / reception device of the present invention.
【図２】各実施形態に係る送受信装置で用いる誘電体線
路の幾つかの構成例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating some configuration examples of a dielectric line used in the transmission / reception device according to each embodiment.
【図３】誘電体線路の他の幾つかの構成例を示す断面図
である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating some other configuration examples of a dielectric line.
【図４】第１の実施形態に係る送受信装置の構造を示す
図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a transmission / reception device according to the first embodiment.
【図５】垂直１次放射器の構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a structure of a vertical primary radiator.
【図６】オシレータの構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an oscillator.
【図７】ミキサの構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a mixer.
【図８】アッテネータの構成を示す部分斜視図である。FIG. 8 is a partial perspective view showing a configuration of an attenuator.
【図９】サーキュレータの構成を示す部分斜視図であ
る。FIG. 9 is a partial perspective view showing a configuration of a circulator.
【図１０】第２の実施形態に係る送受信装置の構造を示
す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a structure of a transmission / reception device according to a second embodiment.
【図１１】第３の実施形態に係る送受信装置の構造を示
す平面図である。FIG. 11 is a plan view illustrating a structure of a transmission / reception device according to a third embodiment.
【図１２】従来の送受信装置の構成を示す等価回路図で
ある。FIG. 12 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of a conventional transmitting / receiving apparatus.
１−オシレータ ２−アイソレータ ２′−サーキュレータ ３−カプラ ４−アンテナ ４′−垂直１次放射器 ５−ミキサ ６−アッテネータ ７−サーキュレータ ８−筐体 ９−誘電体レンズ １０−送受信モジュール １１〜１５−誘電体ストリップ １６−終端器 １７−誘電体共振器 ２１，２２−導電体板 ２３−開口部 ２４−スリット板 ３１−サスペンデッドライン ３２−ガンダイオード ３３−バラクタダイオード ３４−ＲＦチョーク用導電体パターン ３５，３６−電極 ４１，４２−サスペンデッドライン ４３，４４−ショットキーバリアダイオード ４５〜４７−フィルタ回路 ５１−フェライトディスク １００−誘電体ストリップ １０１，１０２−導電体平面 １０３，１０４−誘電体ストリップ １０５−基板 Reference Signs List 1-Oscillator 2-Isolator 2'-Circulator 3-Coupler 4-Antenna 4'-Vertical primary radiator 5-Mixer 6-Attenuator 7-Circulator 8-Case 9-Dielectric lens 10-Transceiver module 11-15- Dielectric strip 16-terminator 17-dielectric resonator 21,22-conductor plate 23-opening 24-slit plate 31-suspended line 32-gun diode 33-varactor diode 34-conductor pattern for RF choke 35, 36-electrode 41,42-suspended line 43,44-Schottky barrier diode 45-47-filter circuit 51-ferrite disk 100-dielectric strip 101,102-conductor plane 103,104-dielectric strip 105-substrate
Claims (5)
の導波路に、第３のポートと第４のポートをもつ第２の
導波路を電磁界結合させてカプラを構成し、第１のポー
トにオシレータの出力ポートを接続し、第２のポートに
アンテナを接続し、第３のポートと第４のポートにミキ
サを接続したことを特徴とする送受信装置。A first port having a first port and a second port;
A second waveguide having a third port and a fourth port is electromagnetically coupled to the waveguide described above to form a coupler. The output port of the oscillator is connected to the first port, and the second port is connected to the second port. A transmitting / receiving apparatus, wherein an antenna is connected, and a mixer is connected to the third port and the fourth port.
間にアイソレータを挿入したことを特徴とする請求項１
に記載の送受信装置。2. An isolator is inserted between the first port and the oscillator.
The transmitting / receiving device according to claim 1.
アッテネータを挿入したことを特徴とする請求項１また
は２に記載の送受信装置。3. The transmission / reception device according to claim 1, wherein an attenuator is inserted between the fourth port and the mixer.
テナおよび前記ミキサを１つのモジュールとして一体化
したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項
に記載の送受信装置。4. The transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the coupler, the oscillator, the antenna, and the mixer are integrated as one module.
の間に誘電体ストリップを配して成る誘電体線路で構成
したことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項
に記載の送受信装置。5. The waveguide according to claim 1, wherein said waveguide is constituted by a dielectric line in which a dielectric strip is disposed between two substantially parallel conductive planes. The transmitting / receiving device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02129897A JP3743093B2 (en) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | Transceiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02129897A JP3743093B2 (en) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | Transceiver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10224257A true JPH10224257A (en) | 1998-08-21 |
| JP3743093B2 JP3743093B2 (en) | 2006-02-08 |
Family
ID=12051248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02129897A Expired - Lifetime JP3743093B2 (en) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | Transceiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3743093B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100915578B1 (en) | 2007-11-07 | 2009-09-07 | 한국과학기술원 | Compact-size quasi circulator for isolating tx and rx signals with isolation between tx and rx signals |
| US7602333B2 (en) | 2004-02-26 | 2009-10-13 | Kyocera Corporation | Transmitting/receiving antenna, isolator, high-frequency oscillator, and high-frequency transmitter-receiver using the same |
| US10996178B2 (en) | 2017-06-23 | 2021-05-04 | Tektronix, Inc. | Analog signal isolator |
-
1997
- 1997-02-04 JP JP02129897A patent/JP3743093B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7602333B2 (en) | 2004-02-26 | 2009-10-13 | Kyocera Corporation | Transmitting/receiving antenna, isolator, high-frequency oscillator, and high-frequency transmitter-receiver using the same |
| KR100915578B1 (en) | 2007-11-07 | 2009-09-07 | 한국과학기술원 | Compact-size quasi circulator for isolating tx and rx signals with isolation between tx and rx signals |
| US10996178B2 (en) | 2017-06-23 | 2021-05-04 | Tektronix, Inc. | Analog signal isolator |
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| JP3743093B2 (en) | 2006-02-08 |
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