回路装置、及びレーダ送受信機
【課題】 複数の回路基板が結線されることにより構成される回路装置等において、不要な電波の放射を抑止する。
【解決手段】誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、並置された前記回路基板の前記導波路を前記回路基板の前記第１の面側で結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材を有するので、不要な電波が回路装置裏面に漏れることを抑止することができる。
【解決手段】誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、並置された前記回路基板の前記導波路を前記回路基板の前記第１の面側で結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材を有するので、不要な電波が回路装置裏面に漏れることを抑止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体基板の表面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、前記回路基板の前記導波路を結線する接続ワイヤとを有する回路装置等に関し、特に、前記接続ワイヤから放射される電波を遮蔽または抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のミリ波レーダ装置は、ミリ波長の送信波（電波）を発振する発振回路と、発振された送信波を増幅してアンテナに供給するとともに受信波と送信波を混合してビート信号を生成する送受信回路とで構成される回路装置を有する。特許文献１には、かかる回路装置を備えた車載用レーダ装置の例が記載されている。
【０００３】
一般に上記の発振回路や送受信回路は、誘電体基板上に導体箔の導波路路（マイクロストリップラインやコプレーナ導波路）が形成され、その上に回路素子を搭載した高周波回路基板（以下、単に回路基板という）により構成される。
【０００４】
かかる回路基板では、送信波や受信波が伝送されるときに生じる伝送損失を低減することが求められる。ここで、伝送損失の一因である誘電体損失は、誘電体基板を形成する誘電体材質の種類により異なることが知られている。そして、同じ誘電体材質であっても、吸湿することによりその伝送損失が変化する。
【０００５】
すると、車載用レーダ装置の場合、使用環境が苛酷であり高湿にさらされることがあるので、誘電体損失が小さいことに加え、湿度に対する耐性が高い誘電体材質を用いることが望ましい。しかし、一般にかかる誘電体材質は高価である。よって、レーダ装置に対する低コスト化の要望を背景として、発振回路と送受信回路とを別々の誘電体材質を用いた回路基板により構成し、回路基板同士を接続ワイヤで結線することで所望の回路装置を構成する方法が提案されている。
【０００６】
具体的には、送受信回路には誘電体損失が小さくかつ湿度に対する耐性が高い高価な誘電体材質を用いることで、増幅されてから送信されるまでの送信波や受信された受信波の損失を最小限に抑え、一方、発振回路には比較的低廉な誘電体材質を用いることで、回路装置全体としてのコストを抑える。
【特許文献１】特開２００６−２９８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように構成される回路装置は、次のような問題を有する。
【０００８】
図１は、上記の回路装置の構成を説明する図である。まず、回路装置の構造の概略を図１（Ａ）の斜視図に示すと、回路装置２は、異なる回路基板により構成される発振回路基板４と送受信回路基板６とを備え、各回路基板は並置されてシャーシ３０に固定される。そして破線Ｌでの断面の一部を拡大して図１（Ｂ）に示すと、発振回路基板４、送受信回路基板６は、誘電体基板の表面に金や銅などの導体箔により構成される導波路（マイクロストリップライン）４ｓ、６ｓを備え、互いの導波路４ｓ、６ｓが接続ワイヤ８により結線される。接続ワイヤ８はアルミニウム材質で構成される。そして、シャーシ３０の上部にはアンテナ５０が固定され、回路装置２とともにレーダ送受信機を構成する。
【０００９】
このような構成において、接続ワイヤ８により発振回路基板４から送受信回路基板６に伝送される送信波は、接続ワイヤ８と送受信回路基板６とのインピーダンス不整合により接続点で反射され、反射された送信波は接続ワイヤ８から空間に放射される（Ｗ１）。
【００１０】
すると、この放射された電波は、発振回路基板４、送受信回路基板６の表面側では導体材質のアンテナ５０により反射され装置外部に漏れることはないが、各回路基板の裏面側に回路基板間の隙間を介して装置外部に漏れる。また、発振回路基板４、送受信回路基板６は誘電体基板４ｃ、６ｃの裏面などにグランド導体板４ｇ、６ｇを有するが、一般にこのグランド導体板４ｇ、６ｇは、表面の導波路と対向する領域に配置され、回路基板端部における接続ワイヤ８と対向する領域Ｈには配置されない。よって、回路基板端部の接続ワイヤ８と対向する領域Ｈでは、誘電体層のみとなることから、接続ワイヤ８から放射される電波がかかる誘電体層を透過して、回路装置２の裏面の装置外部に漏れる。すると、発振回路基板４、送受信回路基板６の隙間あるいは誘電体層から装置外部に漏れた電波は、不要な放射電波として近隣の他のレーダ装置や通信機器その他の電子装置、あるいは人体に悪影響を及ぼすという問題を招く。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、複数の回路基板が結線されることにより構成される回路装置等において、不要な電波の放射を抑止する回路装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面によれば、誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、並置された前記複数の回路基板の前記第１の面側で前記導波路同士を結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材をさらに有する回路装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の第２の側面によれば、誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、並置された前記複数の回路基板の前記第１の面側で前記導波路同士を結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、前記回路基板は、誘電体基板の内部または第２の面における前記接続ワイヤと対向する領域にグランド導体板を備える回路装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
上記第１の側面によれば、前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材により、接続ワイヤから放射される電波が反射または吸収される。よって、不要な電波が回路装置裏面に漏れることを抑止することができる。
【００１５】
また、上記第２の側面によれば、前記回路基板は、誘電体基板の内部または第２の面における前記接続ワイヤと対向する領域にグランド導体板を備えるので、接続ワイヤから放射され誘電体基板を透過しようとする電波をグランド導体板が反射することで、不要な電波が回路装置裏面に漏れることを抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１７】
図２は、本発明の第１、第２の実施形態における回路装置の構成を説明する図である。図２（Ａ）は、回路装置が適用されるレーダ送受信機のブロック構成図であり、図２（Ｂ）は回路装置を構成する回路基板の配置について説明する図である。
【００１８】
このレーダ送受信機は、車載用レーダ装置に用いられ、図２（Ａ）に示すようにミリ波長の電波を生成する回路装置２と、電波を送受信するアンテナ５０とを有する。回路装置２は、さらに発振回路基板４と送受信回路基板６とを有する。そして、図２（Ｂ）に示すように、発振回路基板４と送受信回路基板６は並置されて後述するようにシャーシで固定され、互いに接続ワイヤ８、８ｂで結線される。
【００１９】
発振回路基板４と送受信回路基板６は、それぞれ誘電体基板上に導体箔で導波路（マイクロストリップラインやコプレーナ導波路）４ｓ、６ｓが形成されるとともに誘電体基板内部あるいは裏面にグランド導体板を供えた回路基板で構成される。両基板の導波路４ｓ、６ｓは、金箔または銅箔により形成可能であるが、低コスト化の要請から銅箔が好適に用いられる。
【００２０】
発振回路基板４には、ベースバンド信号生成部４１と、ベースバンド信号に従って周波数変調されたミリ波長の送信波（電波）を生成する発振器（ＶＣＯ）４２が搭載される。また、送受信回路基板６には、発振回路基板４が生成した送信波を逓倍する逓倍器６４、逓倍された送信波を増幅してアンテナ５０に出力する増幅器６６、アンテナ５０による受信波を増幅する増幅器６８、及び増幅された受信波と送信波を混合してビート信号を生成するミキサ６９を含むＭＭＩＣ（Microwave Monolithic Integrated Circuit）６２が搭載される。そして、発振回路基板４の導波路４ｓと送受信回路基板６の導波路６ｓとは、接続ワイヤ８により結線される。
【００２１】
また、発振器４２、ＭＭＩＣ６２には、電源回路にて車載電源から取得した電源が供給される。ここでは、発振回路基板４から送受信回路基板６への電源ラインも、接続ワイヤ８ｂにより結線される。また、ＭＭＩＣにて生成されたビート信号はマイクロコンピュータなどの信号処理回路に出力され、目標物体検出処理が実行される。
【００２２】
ここにおいて、発振器の価格は発振する信号の周波数が高くなるほど高価となることから、発振器４２の発振周波数を有る程度低く（例えば１０ＧＨｚ程度）抑え、発振された信号を所望の帯域（例えば、わが国の電波法で規定された７６．０〜７７．０ＧＨｚ帯域）まで逓倍する逓倍器を送受信回路基板６側に設けることで、回路装置２全体のコストを低減することが可能となる。
【００２３】
その一方で、発振回路基板４と送受信回路基板６とを分けて構成することにより、発振回路基板４の導波路４ｓにおける伝送波より、送受信回路基板６の導波路６ｓにおける伝送波の方が高周波となる。すると、発振回路基板４のインピーダンスより送受信回路基板６のインピーダンスの方が、伝送波の周波数に応じて高くなる。よって、発振回路基板４における伝送波の伝送損失より、送受信回路基板６における伝送損失の方が大きくなる。しかし、送受信回路基板６においては、増幅されてから送信されるまでの送信波や、受信波の伝送損失は極力低減させることが望まれる。
【００２４】
ここで、各回路基板の伝送損失のうち誘電体損失は、誘電体基板の材質により異なる。誘電体材質は、それぞれ固有の誘電正接を有し、下の式に示されるように、誘電正接の値が低いほど誘電体損失は小さくなる。
【００２５】
Ir／Ic ＝ １／（ω・C・Rp）＝ tanφ
（Ic:回路基板を流れるエネルギー、Ir:エネルギー損失、ω：２π×周波数、C：静電容量、Rp：回路基板の寄生抵抗値、tanφ：静電正接（伝送損失の度合い））
また、車載用の場合、レーダ装置の使用環境は苛酷であり、高湿にさらされる。ここで、誘電体材質が有する比誘電率は湿度により変化し、比誘電率が変化すると伝送波の波長圧縮が生じる。すると、所望の伝送波の波長に基づいて設計されたマイクロストリップラインの線路長や線路幅に対し伝送波の波長が整合しなくなり、そのことによる伝送損失が生じる。
【００２６】
こうしたことから、発振回路基板４、送受信回路基板６の誘電体基板に用いられる誘電体材質は、誘電正接が低く（誘電体損失が小さく）かつ湿度に対する耐性が高い、例えば「Ｍｅｇｔｒｏｎ６」のような材質が望ましい。しかし、一般に、かかる材質は高価であることから、第１、第２の実施形態ではこれを回路装置２全体に用いるのではなく、送受信回路基板６の回路基板にだけ用い、一方、発振回路基板４の回路基板には「ＦＲ-４」などの汎用的で低廉な誘電体材質を用いることで、回路装置２全体としての低コスト化を可能にする。
【００２７】
また、接続ワイヤ８、８ｂには、有る程度の剛性を有するとともに低廉なアルミニウム材質が好適に用いられる。
【００２８】
図３は、上記レーダ送受信機の構造の概略を説明する図である。図３に示すように、発振回路基板４と送受信回路基板６は並置されて金属製のシャーシ３０にビスなどで固定される。シャーシ３０には開口部３０ａが設けられ、発振回路基板４と送受信回路基板６の位置が固定された後に、開口部を介して接続ワイヤ８の結線作業が行われる。そうすることで、発振回路基板４と送受信回路基板６の表面に形成される導波路４ｓ、６ｓが接続ワイヤ８により接続される。さらに、シャーシ３０上にはアンテナ５０が取り付けられ、回路装置２の上部はアンテナ５０により覆われる。なお、本図で示される導波路４ｓ、６ｓは全体の一部の例であり、任意に種々のパターンが可能である。また本図以降では、説明の便宜上、接続ワイヤ８ｂの図示は省略する。
【００２９】
上記のように構成されるレーダ送受信機において、発振回路基板４が生成した信号が接続ワイヤ８を介して送受信回路基板６に伝送されるときに、接続ワイヤ８と送受信回路基板６の導波路６ｓとのインピーダンスが整合していないと、接続ワイヤ８の接続点で伝送波の反射が生じる。すると、反射波が接続ワイヤ８から放射される。
【００３０】
ここで、アンテナ５０は導体材質により構成されるので、接続ワイヤ８からの放射電波は回路装置２の表面側ではアンテナ５０により反射されて装置外部へ漏れることはない。
【００３１】
一方、回路装置２の裏面側において、第１、第２の実施形態では、以下のような方法により回路基板間の隙間や回路基板端部の誘電体基板を透過して放射電波が漏れるのを抑止する。
【００３２】
図４は、第１の実施形態における回路装置の構成例を示す。図４（Ａ）は、図３の破線Ｌにおける断面の一部を拡大して示す。すなわち、発振回路基板４は、誘電体基板４ｃの表面に導波路４ｓ、裏面にグランド導体板４ｇを備えて構成され、また、送受信回路基板６は、誘電体基板６ｃの表面に導波路６ｓ、裏面にグランド導体板６ｇを備えて構成される。そして、両回路基板の導波路４ｓ、６ｓは、接続ワイヤ８で結線される。
【００３３】
第１の実施形態では、回路装置２は、接続ワイヤ８と対向する発振回路基板４、送受信回路基板６間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材１０を有する。そうすることで、補填部材１０により、接続ワイヤ８から放射される電波が反射または吸収され、不要な電波が回路装置２裏面に漏れることを抑止することができる。
【００３４】
ここで、補填部材１０は、例えばアルミニウムなど導電性のある金属を用いることで、電波を反射可能に構成することができる。なお、その際、補填部材１０の厚さは、電波が透過しない程度の厚さとすることが望ましい。
【００３５】
また、補填部材１０は、ウレタンまたはゴムなどの電波吸収材を用いることで、電波を吸収可能に攻勢できる。あるいは、カーボンなどの導体で形成された電波吸収材を用い、電波を乱反射させて減衰させ、これを吸収可能に構成してもよい。
【００３６】
なお、図４（Ｂ）、（Ｃ）は、回路装置２における補填部材１０の平面上の配置例を示す。最も好適な例として、図４（Ｂ）に示すように発振回路基板４、送受信回路基板６間の隙間をすべて塞ぐように補填部材１０を設けることで、不要電波を抑止することができる。あるいは、図４（Ｃ）に示すように、回路基板間の隙間に部分的に補填部材１０を設けた場合においても、補填部材１０を設けた部分では不要電波を抑止する効果を得ることができる。そして、図示した例以外の補填部材１０の数、配置による構成も第１の実施形態に含まれる。
【００３７】
図５は、第２の実施形態における回路装置の構成例を示す。図５（Ａ）、（Ｂ）は、図３の破線Ｌにおける断面の一部を拡大して示し、発振回路基板４は、誘電体基板４ｃの表面に導波路４ｓ、裏面にグランド導体板４ｇを備えて構成され、また、送受信回路基板６は、誘電体基板６ｃの表面に導波路６ｓ、裏面にグランド導体板６ｇを備えて構成される。そして、両回路基板の導波路４ｓ、６ｓは、接続ワイヤ８で結線される。ただし、図５（Ａ）は発振回路基板４、送受信回路基板６の誘電体基板４ｃ、６ｃの内部に内層のグランドパターンとしてグランド導体板４ｇ、６ｇを有する場合を示し、図５（Ｂ）は発振回路基板４、送受信回路基板６の誘電体基板４ｃ、６ｃの裏面にグランド導体板４ｇ、６ｇを有する場合を示す。
【００３８】
いずれの場合も、グランド導体板４ｇ、６ｇは導波路４ｓ、６ｓが配置された領域に対向して設けられるが、導波路４ｓ、６ｓが配置されていない回路部基板端部においてグランド導体板が設けられていないと、誘電体基板４ｃ、６ｃを透過して電波が各回路基板裏面に漏れるおそれがある。
【００３９】
よって、第２の実施形態では、回路装置２の発振回路基板４、送受信回路基板６には、誘電体基板４ｃ、６ｃの内部または裏面における前記接続ワイヤ８と対向する領域Ｈにグランド導体板４ｇ、６ｇが備えられる。このようにグランド導体板４ｇ、６ｇを延長させることで、誘電体基板４ｃ、６ｃを透過する電波をグランド導体板４ｇ、６ｇにより反射させ、回路装置２裏面に漏れることを防ぐことができる。よって、不要電波の放射を抑止できる。
【００４０】
なお、グランド導体板４ｇ、６ｇは、図示するように回路基板端部まで届くように延長することが望ましいが、少なくとも接続ワイヤ８と対向する位置まで延長してあれば、グランド導体板４ｇ、６ｇが設けられた箇所では電波が通過することを防止できる。
【００４１】
また、図５（Ａ）、（Ｂ）を組合せ、発振回路基板４と送受信回路基板６のいずれか１つは誘電体基板内部に、他方は誘電体基板裏面にグランド導体板を有するように構成する場合も、第２の実施形態に含まれる。
【００４２】
図６は、第２の実施形態において補填部材を用いる実施例を説明する図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態における図５（Ａ）、（Ｂ）に対応する。
【００４３】
この実施例では、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、接続ワイヤ８と対向する発振回路基板４、送受信回路基板６間の隙間に電波を反射する導電体の補填部材１０ａを有するとともに発振回路基板４、送受信回路基板６の誘電体基板４ｃ、６ｃの内部または裏面における前記接続ワイヤ８と対向する領域にグランド導体板４ｇ、６ｇが備えられる。そして、グランド導体板４ｇ、６ｇは補填部材１０ａに接するように延長され、補填部材１０により電気的に接続される。
【００４４】
このような構成により、接続ワイヤ８から放射される電波を補填部材１０ａにより反射させることに加え、回路基板間のグランド電位が等しくなるので回路基板間の信号の電位差がなくなる。よって、接続ワイヤ８にて伝送される信号の反射を抑制でき、接続ワイヤ８から放射される不要な電波を抑止することができる。すなわち、接続ワイヤ８からの放射電波を減少させるとともに放射された電波が回路基板の隙間から裏面に漏れることを防止でき、不要な電波放射を抑制する効果を高めることができる。
【００４５】
さらに、発振回路基板４、送受信回路基板６の裏面に設けられたグランド導体板４ｇ、６ｇを別途導体板１１などの導電材質の部材で接続するとともに回路基板間の隙間を塞ぎ、不要電波を遮蔽する構成を図７に示す。すると、図７との比較における図６（Ｂ）の例は、次のような効果を有する。すなわち、図７の例では、グランド導体板４ｇ、６ｇを延長しておらず、したがって導体板１１をグランド導体板４ｇ、６ｇに届く長さに構成する必要がある。また、導体板１１は接続ワイヤ８から放射される電波が透過しない程度の厚さを要する。一方、図６（Ｂ）の例では、もともとマイクロストリップ回路基板の構成に含まれるグランド導体板４ｇ、６ｇの大きさを変更することで、最小限の追加的な部品（補填部材１０ａ）により、つまり最小限の追加コストで、不要電波を抑止する構成を実現できる。また、図７の例より、図６の例の方が、グランド間の距離を短くすることができ、グランド電流の伝送損失を最小限とすることができる。
【００４６】
なお、上述の説明において誘電体基板の内部にグランド導体板が設けられる構成を示したが、その場合、複数のグランド導体板が多層パターンとして設けられる構成も本実施形態の範囲に含まれる。
【００４７】
また、米国において、いわゆるＦＣＣ（連邦通信委員会）法規により車両停車時に車載レーダ装置からの電波放射を通常時より２０ｄＢ減少させることが義務付けられているが、上述の実施形態によれば、車載レーダ装置全体としての不要な電波放射を抑制できるので、かかる法規に適合する車載レーダ装置を構成することができる。
【００４８】
以上説明したとおり、本発明によれば、複数の回路基板が結線されることにより構成される回路装置等において、不要な電波の放射を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来の回路装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１、第２の実施形態における回路装置の構成例を示す図である。
【図３】レーダ送受信機の構造を説明する図である。
【図４】第１の実施形態における回路装置の構成例を示す図である。
【図５】第２の実施形態における回路装置の構成例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における実施例を説明する図である。
【図７】第２の実施形態における実施例と対比される構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
２：回路装置、４：発振回路基板、６：送受信回路基板、４ｓ、６ｓ：導波路、４ｃ、６ｃ：誘電体基板、４ｇ、６ｇ：グランド導体板、８：接続ワイヤ、１０、１０ａ：補填部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体基板の表面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、前記回路基板の前記導波路を結線する接続ワイヤとを有する回路装置等に関し、特に、前記接続ワイヤから放射される電波を遮蔽または抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のミリ波レーダ装置は、ミリ波長の送信波（電波）を発振する発振回路と、発振された送信波を増幅してアンテナに供給するとともに受信波と送信波を混合してビート信号を生成する送受信回路とで構成される回路装置を有する。特許文献１には、かかる回路装置を備えた車載用レーダ装置の例が記載されている。
【０００３】
一般に上記の発振回路や送受信回路は、誘電体基板上に導体箔の導波路路（マイクロストリップラインやコプレーナ導波路）が形成され、その上に回路素子を搭載した高周波回路基板（以下、単に回路基板という）により構成される。
【０００４】
かかる回路基板では、送信波や受信波が伝送されるときに生じる伝送損失を低減することが求められる。ここで、伝送損失の一因である誘電体損失は、誘電体基板を形成する誘電体材質の種類により異なることが知られている。そして、同じ誘電体材質であっても、吸湿することによりその伝送損失が変化する。
【０００５】
すると、車載用レーダ装置の場合、使用環境が苛酷であり高湿にさらされることがあるので、誘電体損失が小さいことに加え、湿度に対する耐性が高い誘電体材質を用いることが望ましい。しかし、一般にかかる誘電体材質は高価である。よって、レーダ装置に対する低コスト化の要望を背景として、発振回路と送受信回路とを別々の誘電体材質を用いた回路基板により構成し、回路基板同士を接続ワイヤで結線することで所望の回路装置を構成する方法が提案されている。
【０００６】
具体的には、送受信回路には誘電体損失が小さくかつ湿度に対する耐性が高い高価な誘電体材質を用いることで、増幅されてから送信されるまでの送信波や受信された受信波の損失を最小限に抑え、一方、発振回路には比較的低廉な誘電体材質を用いることで、回路装置全体としてのコストを抑える。
【特許文献１】特開２００６−２９８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように構成される回路装置は、次のような問題を有する。
【０００８】
図１は、上記の回路装置の構成を説明する図である。まず、回路装置の構造の概略を図１（Ａ）の斜視図に示すと、回路装置２は、異なる回路基板により構成される発振回路基板４と送受信回路基板６とを備え、各回路基板は並置されてシャーシ３０に固定される。そして破線Ｌでの断面の一部を拡大して図１（Ｂ）に示すと、発振回路基板４、送受信回路基板６は、誘電体基板の表面に金や銅などの導体箔により構成される導波路（マイクロストリップライン）４ｓ、６ｓを備え、互いの導波路４ｓ、６ｓが接続ワイヤ８により結線される。接続ワイヤ８はアルミニウム材質で構成される。そして、シャーシ３０の上部にはアンテナ５０が固定され、回路装置２とともにレーダ送受信機を構成する。
【０００９】
このような構成において、接続ワイヤ８により発振回路基板４から送受信回路基板６に伝送される送信波は、接続ワイヤ８と送受信回路基板６とのインピーダンス不整合により接続点で反射され、反射された送信波は接続ワイヤ８から空間に放射される（Ｗ１）。
【００１０】
すると、この放射された電波は、発振回路基板４、送受信回路基板６の表面側では導体材質のアンテナ５０により反射され装置外部に漏れることはないが、各回路基板の裏面側に回路基板間の隙間を介して装置外部に漏れる。また、発振回路基板４、送受信回路基板６は誘電体基板４ｃ、６ｃの裏面などにグランド導体板４ｇ、６ｇを有するが、一般にこのグランド導体板４ｇ、６ｇは、表面の導波路と対向する領域に配置され、回路基板端部における接続ワイヤ８と対向する領域Ｈには配置されない。よって、回路基板端部の接続ワイヤ８と対向する領域Ｈでは、誘電体層のみとなることから、接続ワイヤ８から放射される電波がかかる誘電体層を透過して、回路装置２の裏面の装置外部に漏れる。すると、発振回路基板４、送受信回路基板６の隙間あるいは誘電体層から装置外部に漏れた電波は、不要な放射電波として近隣の他のレーダ装置や通信機器その他の電子装置、あるいは人体に悪影響を及ぼすという問題を招く。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、複数の回路基板が結線されることにより構成される回路装置等において、不要な電波の放射を抑止する回路装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面によれば、誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、並置された前記複数の回路基板の前記第１の面側で前記導波路同士を結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材をさらに有する回路装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の第２の側面によれば、誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、並置された前記複数の回路基板の前記第１の面側で前記導波路同士を結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、前記回路基板は、誘電体基板の内部または第２の面における前記接続ワイヤと対向する領域にグランド導体板を備える回路装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
上記第１の側面によれば、前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材により、接続ワイヤから放射される電波が反射または吸収される。よって、不要な電波が回路装置裏面に漏れることを抑止することができる。
【００１５】
また、上記第２の側面によれば、前記回路基板は、誘電体基板の内部または第２の面における前記接続ワイヤと対向する領域にグランド導体板を備えるので、接続ワイヤから放射され誘電体基板を透過しようとする電波をグランド導体板が反射することで、不要な電波が回路装置裏面に漏れることを抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１７】
図２は、本発明の第１、第２の実施形態における回路装置の構成を説明する図である。図２（Ａ）は、回路装置が適用されるレーダ送受信機のブロック構成図であり、図２（Ｂ）は回路装置を構成する回路基板の配置について説明する図である。
【００１８】
このレーダ送受信機は、車載用レーダ装置に用いられ、図２（Ａ）に示すようにミリ波長の電波を生成する回路装置２と、電波を送受信するアンテナ５０とを有する。回路装置２は、さらに発振回路基板４と送受信回路基板６とを有する。そして、図２（Ｂ）に示すように、発振回路基板４と送受信回路基板６は並置されて後述するようにシャーシで固定され、互いに接続ワイヤ８、８ｂで結線される。
【００１９】
発振回路基板４と送受信回路基板６は、それぞれ誘電体基板上に導体箔で導波路（マイクロストリップラインやコプレーナ導波路）４ｓ、６ｓが形成されるとともに誘電体基板内部あるいは裏面にグランド導体板を供えた回路基板で構成される。両基板の導波路４ｓ、６ｓは、金箔または銅箔により形成可能であるが、低コスト化の要請から銅箔が好適に用いられる。
【００２０】
発振回路基板４には、ベースバンド信号生成部４１と、ベースバンド信号に従って周波数変調されたミリ波長の送信波（電波）を生成する発振器（ＶＣＯ）４２が搭載される。また、送受信回路基板６には、発振回路基板４が生成した送信波を逓倍する逓倍器６４、逓倍された送信波を増幅してアンテナ５０に出力する増幅器６６、アンテナ５０による受信波を増幅する増幅器６８、及び増幅された受信波と送信波を混合してビート信号を生成するミキサ６９を含むＭＭＩＣ（Microwave Monolithic Integrated Circuit）６２が搭載される。そして、発振回路基板４の導波路４ｓと送受信回路基板６の導波路６ｓとは、接続ワイヤ８により結線される。
【００２１】
また、発振器４２、ＭＭＩＣ６２には、電源回路にて車載電源から取得した電源が供給される。ここでは、発振回路基板４から送受信回路基板６への電源ラインも、接続ワイヤ８ｂにより結線される。また、ＭＭＩＣにて生成されたビート信号はマイクロコンピュータなどの信号処理回路に出力され、目標物体検出処理が実行される。
【００２２】
ここにおいて、発振器の価格は発振する信号の周波数が高くなるほど高価となることから、発振器４２の発振周波数を有る程度低く（例えば１０ＧＨｚ程度）抑え、発振された信号を所望の帯域（例えば、わが国の電波法で規定された７６．０〜７７．０ＧＨｚ帯域）まで逓倍する逓倍器を送受信回路基板６側に設けることで、回路装置２全体のコストを低減することが可能となる。
【００２３】
その一方で、発振回路基板４と送受信回路基板６とを分けて構成することにより、発振回路基板４の導波路４ｓにおける伝送波より、送受信回路基板６の導波路６ｓにおける伝送波の方が高周波となる。すると、発振回路基板４のインピーダンスより送受信回路基板６のインピーダンスの方が、伝送波の周波数に応じて高くなる。よって、発振回路基板４における伝送波の伝送損失より、送受信回路基板６における伝送損失の方が大きくなる。しかし、送受信回路基板６においては、増幅されてから送信されるまでの送信波や、受信波の伝送損失は極力低減させることが望まれる。
【００２４】
ここで、各回路基板の伝送損失のうち誘電体損失は、誘電体基板の材質により異なる。誘電体材質は、それぞれ固有の誘電正接を有し、下の式に示されるように、誘電正接の値が低いほど誘電体損失は小さくなる。
【００２５】
Ir／Ic ＝ １／（ω・C・Rp）＝ tanφ
（Ic:回路基板を流れるエネルギー、Ir:エネルギー損失、ω：２π×周波数、C：静電容量、Rp：回路基板の寄生抵抗値、tanφ：静電正接（伝送損失の度合い））
また、車載用の場合、レーダ装置の使用環境は苛酷であり、高湿にさらされる。ここで、誘電体材質が有する比誘電率は湿度により変化し、比誘電率が変化すると伝送波の波長圧縮が生じる。すると、所望の伝送波の波長に基づいて設計されたマイクロストリップラインの線路長や線路幅に対し伝送波の波長が整合しなくなり、そのことによる伝送損失が生じる。
【００２６】
こうしたことから、発振回路基板４、送受信回路基板６の誘電体基板に用いられる誘電体材質は、誘電正接が低く（誘電体損失が小さく）かつ湿度に対する耐性が高い、例えば「Ｍｅｇｔｒｏｎ６」のような材質が望ましい。しかし、一般に、かかる材質は高価であることから、第１、第２の実施形態ではこれを回路装置２全体に用いるのではなく、送受信回路基板６の回路基板にだけ用い、一方、発振回路基板４の回路基板には「ＦＲ-４」などの汎用的で低廉な誘電体材質を用いることで、回路装置２全体としての低コスト化を可能にする。
【００２７】
また、接続ワイヤ８、８ｂには、有る程度の剛性を有するとともに低廉なアルミニウム材質が好適に用いられる。
【００２８】
図３は、上記レーダ送受信機の構造の概略を説明する図である。図３に示すように、発振回路基板４と送受信回路基板６は並置されて金属製のシャーシ３０にビスなどで固定される。シャーシ３０には開口部３０ａが設けられ、発振回路基板４と送受信回路基板６の位置が固定された後に、開口部を介して接続ワイヤ８の結線作業が行われる。そうすることで、発振回路基板４と送受信回路基板６の表面に形成される導波路４ｓ、６ｓが接続ワイヤ８により接続される。さらに、シャーシ３０上にはアンテナ５０が取り付けられ、回路装置２の上部はアンテナ５０により覆われる。なお、本図で示される導波路４ｓ、６ｓは全体の一部の例であり、任意に種々のパターンが可能である。また本図以降では、説明の便宜上、接続ワイヤ８ｂの図示は省略する。
【００２９】
上記のように構成されるレーダ送受信機において、発振回路基板４が生成した信号が接続ワイヤ８を介して送受信回路基板６に伝送されるときに、接続ワイヤ８と送受信回路基板６の導波路６ｓとのインピーダンスが整合していないと、接続ワイヤ８の接続点で伝送波の反射が生じる。すると、反射波が接続ワイヤ８から放射される。
【００３０】
ここで、アンテナ５０は導体材質により構成されるので、接続ワイヤ８からの放射電波は回路装置２の表面側ではアンテナ５０により反射されて装置外部へ漏れることはない。
【００３１】
一方、回路装置２の裏面側において、第１、第２の実施形態では、以下のような方法により回路基板間の隙間や回路基板端部の誘電体基板を透過して放射電波が漏れるのを抑止する。
【００３２】
図４は、第１の実施形態における回路装置の構成例を示す。図４（Ａ）は、図３の破線Ｌにおける断面の一部を拡大して示す。すなわち、発振回路基板４は、誘電体基板４ｃの表面に導波路４ｓ、裏面にグランド導体板４ｇを備えて構成され、また、送受信回路基板６は、誘電体基板６ｃの表面に導波路６ｓ、裏面にグランド導体板６ｇを備えて構成される。そして、両回路基板の導波路４ｓ、６ｓは、接続ワイヤ８で結線される。
【００３３】
第１の実施形態では、回路装置２は、接続ワイヤ８と対向する発振回路基板４、送受信回路基板６間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材１０を有する。そうすることで、補填部材１０により、接続ワイヤ８から放射される電波が反射または吸収され、不要な電波が回路装置２裏面に漏れることを抑止することができる。
【００３４】
ここで、補填部材１０は、例えばアルミニウムなど導電性のある金属を用いることで、電波を反射可能に構成することができる。なお、その際、補填部材１０の厚さは、電波が透過しない程度の厚さとすることが望ましい。
【００３５】
また、補填部材１０は、ウレタンまたはゴムなどの電波吸収材を用いることで、電波を吸収可能に攻勢できる。あるいは、カーボンなどの導体で形成された電波吸収材を用い、電波を乱反射させて減衰させ、これを吸収可能に構成してもよい。
【００３６】
なお、図４（Ｂ）、（Ｃ）は、回路装置２における補填部材１０の平面上の配置例を示す。最も好適な例として、図４（Ｂ）に示すように発振回路基板４、送受信回路基板６間の隙間をすべて塞ぐように補填部材１０を設けることで、不要電波を抑止することができる。あるいは、図４（Ｃ）に示すように、回路基板間の隙間に部分的に補填部材１０を設けた場合においても、補填部材１０を設けた部分では不要電波を抑止する効果を得ることができる。そして、図示した例以外の補填部材１０の数、配置による構成も第１の実施形態に含まれる。
【００３７】
図５は、第２の実施形態における回路装置の構成例を示す。図５（Ａ）、（Ｂ）は、図３の破線Ｌにおける断面の一部を拡大して示し、発振回路基板４は、誘電体基板４ｃの表面に導波路４ｓ、裏面にグランド導体板４ｇを備えて構成され、また、送受信回路基板６は、誘電体基板６ｃの表面に導波路６ｓ、裏面にグランド導体板６ｇを備えて構成される。そして、両回路基板の導波路４ｓ、６ｓは、接続ワイヤ８で結線される。ただし、図５（Ａ）は発振回路基板４、送受信回路基板６の誘電体基板４ｃ、６ｃの内部に内層のグランドパターンとしてグランド導体板４ｇ、６ｇを有する場合を示し、図５（Ｂ）は発振回路基板４、送受信回路基板６の誘電体基板４ｃ、６ｃの裏面にグランド導体板４ｇ、６ｇを有する場合を示す。
【００３８】
いずれの場合も、グランド導体板４ｇ、６ｇは導波路４ｓ、６ｓが配置された領域に対向して設けられるが、導波路４ｓ、６ｓが配置されていない回路部基板端部においてグランド導体板が設けられていないと、誘電体基板４ｃ、６ｃを透過して電波が各回路基板裏面に漏れるおそれがある。
【００３９】
よって、第２の実施形態では、回路装置２の発振回路基板４、送受信回路基板６には、誘電体基板４ｃ、６ｃの内部または裏面における前記接続ワイヤ８と対向する領域Ｈにグランド導体板４ｇ、６ｇが備えられる。このようにグランド導体板４ｇ、６ｇを延長させることで、誘電体基板４ｃ、６ｃを透過する電波をグランド導体板４ｇ、６ｇにより反射させ、回路装置２裏面に漏れることを防ぐことができる。よって、不要電波の放射を抑止できる。
【００４０】
なお、グランド導体板４ｇ、６ｇは、図示するように回路基板端部まで届くように延長することが望ましいが、少なくとも接続ワイヤ８と対向する位置まで延長してあれば、グランド導体板４ｇ、６ｇが設けられた箇所では電波が通過することを防止できる。
【００４１】
また、図５（Ａ）、（Ｂ）を組合せ、発振回路基板４と送受信回路基板６のいずれか１つは誘電体基板内部に、他方は誘電体基板裏面にグランド導体板を有するように構成する場合も、第２の実施形態に含まれる。
【００４２】
図６は、第２の実施形態において補填部材を用いる実施例を説明する図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態における図５（Ａ）、（Ｂ）に対応する。
【００４３】
この実施例では、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、接続ワイヤ８と対向する発振回路基板４、送受信回路基板６間の隙間に電波を反射する導電体の補填部材１０ａを有するとともに発振回路基板４、送受信回路基板６の誘電体基板４ｃ、６ｃの内部または裏面における前記接続ワイヤ８と対向する領域にグランド導体板４ｇ、６ｇが備えられる。そして、グランド導体板４ｇ、６ｇは補填部材１０ａに接するように延長され、補填部材１０により電気的に接続される。
【００４４】
このような構成により、接続ワイヤ８から放射される電波を補填部材１０ａにより反射させることに加え、回路基板間のグランド電位が等しくなるので回路基板間の信号の電位差がなくなる。よって、接続ワイヤ８にて伝送される信号の反射を抑制でき、接続ワイヤ８から放射される不要な電波を抑止することができる。すなわち、接続ワイヤ８からの放射電波を減少させるとともに放射された電波が回路基板の隙間から裏面に漏れることを防止でき、不要な電波放射を抑制する効果を高めることができる。
【００４５】
さらに、発振回路基板４、送受信回路基板６の裏面に設けられたグランド導体板４ｇ、６ｇを別途導体板１１などの導電材質の部材で接続するとともに回路基板間の隙間を塞ぎ、不要電波を遮蔽する構成を図７に示す。すると、図７との比較における図６（Ｂ）の例は、次のような効果を有する。すなわち、図７の例では、グランド導体板４ｇ、６ｇを延長しておらず、したがって導体板１１をグランド導体板４ｇ、６ｇに届く長さに構成する必要がある。また、導体板１１は接続ワイヤ８から放射される電波が透過しない程度の厚さを要する。一方、図６（Ｂ）の例では、もともとマイクロストリップ回路基板の構成に含まれるグランド導体板４ｇ、６ｇの大きさを変更することで、最小限の追加的な部品（補填部材１０ａ）により、つまり最小限の追加コストで、不要電波を抑止する構成を実現できる。また、図７の例より、図６の例の方が、グランド間の距離を短くすることができ、グランド電流の伝送損失を最小限とすることができる。
【００４６】
なお、上述の説明において誘電体基板の内部にグランド導体板が設けられる構成を示したが、その場合、複数のグランド導体板が多層パターンとして設けられる構成も本実施形態の範囲に含まれる。
【００４７】
また、米国において、いわゆるＦＣＣ（連邦通信委員会）法規により車両停車時に車載レーダ装置からの電波放射を通常時より２０ｄＢ減少させることが義務付けられているが、上述の実施形態によれば、車載レーダ装置全体としての不要な電波放射を抑制できるので、かかる法規に適合する車載レーダ装置を構成することができる。
【００４８】
以上説明したとおり、本発明によれば、複数の回路基板が結線されることにより構成される回路装置等において、不要な電波の放射を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来の回路装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１、第２の実施形態における回路装置の構成例を示す図である。
【図３】レーダ送受信機の構造を説明する図である。
【図４】第１の実施形態における回路装置の構成例を示す図である。
【図５】第２の実施形態における回路装置の構成例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における実施例を説明する図である。
【図７】第２の実施形態における実施例と対比される構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
２：回路装置、４：発振回路基板、６：送受信回路基板、４ｓ、６ｓ：導波路、４ｃ、６ｃ：誘電体基板、４ｇ、６ｇ：グランド導体板、８：接続ワイヤ、１０、１０ａ：補填部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、
並置された前記複数の回路基板の前記第１の面側で前記導波路同士を結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、
前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材をさらに有することを特徴とする回路装置。
【請求項２】
誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、
並置された前記複数の回路基板の前記第１の面側で前記導波路同士を結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、
前記回路基板は、誘電体基板の内部または第２の面における前記接続ワイヤと対向する領域にグランド導体板を備えることを特徴とする回路装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射する導電体の補填部材をさらに有し、
前記複数の回路基板の前記グランド導体板は前記補填部材により互いに接続されることを特徴とする回路装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
第１の誘電体損失の誘電体基板を備えた第１の回路基板の前記導波路は第１の周波数の電波を伝送し、前記第１の誘電体損失より小さい第２の誘電体損失の誘電体基板を備えた第２の回路基板の前記導波路は前記第１の周波数より高い第２の周波数の電波を伝送することを特徴とする回路装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおける回路装置を有するとともに前記回路装置により生成される送信波を送信するレーダ送受信機であって、
前記並置された複数の回路基板の前記第１の面側で前記接続ワイヤを覆う送信アンテナをさらに有することを特徴とするレーダ送受信機。
【請求項１】
誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、
並置された前記複数の回路基板の前記第１の面側で前記導波路同士を結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、
前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射または吸収する補填部材をさらに有することを特徴とする回路装置。
【請求項２】
誘電体基板の第１の面に導波路を有するとともに前記誘電体基板の誘電体損失がそれぞれ異なる複数の回路基板と、
並置された前記複数の回路基板の前記第１の面側で前記導波路同士を結線する接続ワイヤとを有する回路装置であって、
前記回路基板は、誘電体基板の内部または第２の面における前記接続ワイヤと対向する領域にグランド導体板を備えることを特徴とする回路装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記接続ワイヤと対向する前記回路基板間の隙間に電波を反射する導電体の補填部材をさらに有し、
前記複数の回路基板の前記グランド導体板は前記補填部材により互いに接続されることを特徴とする回路装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
第１の誘電体損失の誘電体基板を備えた第１の回路基板の前記導波路は第１の周波数の電波を伝送し、前記第１の誘電体損失より小さい第２の誘電体損失の誘電体基板を備えた第２の回路基板の前記導波路は前記第１の周波数より高い第２の周波数の電波を伝送することを特徴とする回路装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおける回路装置を有するとともに前記回路装置により生成される送信波を送信するレーダ送受信機であって、
前記並置された複数の回路基板の前記第１の面側で前記接続ワイヤを覆う送信アンテナをさらに有することを特徴とするレーダ送受信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−３８８３４（Ｐ２０１０−３８８３４Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０４５４０（Ｐ２００８−２０４５４０）
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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