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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023007161
(43)【公開日】2023-01-18
(54)【発明の名称】送受信装置
(51)【国際特許分類】
G01S 7/03 20060101AFI20230111BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20230111BHJP
H04B 1/38 20150101ALI20230111BHJP
【ＦＩ】
G01S7/03 230
H01Q21/06
H04B1/38
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021110238
(22)【出願日】2021-07-01
(71)【出願人】
【識別番号】318006365
【氏名又は名称】ＪＲＣモビリティ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100160495
【弁理士】
【氏名又は名称】畑 雅明
(74)【代理人】
【識別番号】100173716
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 真理
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(72)【発明者】
【氏名】津田 和俊
(72)【発明者】
【氏名】石村 直敬
【テーマコード（参考）】
5J021
5J070
5K011
【Ｆターム（参考）】
5J021AA05
5J021AA11
5J021CA06
5J021FA13
5J021HA04
5J021JA08
5J070AB24
5J070AC02
5J070AC06
5J070AC13
5J070AK40
5K011AA06
5K011BA04
5K011DA02
5K011KA04
(57)【要約】
【課題】本開示は、不要電波をさらに抑圧し、近傍でのターゲット検知を可能にすることを目的とする。
【解決手段】本開示は、送信アンテナ及び受信アンテナの搭載されているアンテナ面が前記送信アンテナ及び前記受信アンテナへの給電線路の搭載されている部品実装面の裏面に配置されている基板と、前記部品実装面に配置されたグランド導体と接触し、前記給電線路を覆う筐体と、を備える送受信装置であって、前記給電線路の配置されている前記部品実装面から前記筐体の天井面までの距離が、前記送信アンテナから送信する波長の１／２未満である、送受信装置である。
【選択図】図１
【解決手段】本開示は、送信アンテナ及び受信アンテナの搭載されているアンテナ面が前記送信アンテナ及び前記受信アンテナへの給電線路の搭載されている部品実装面の裏面に配置されている基板と、前記部品実装面に配置されたグランド導体と接触し、前記給電線路を覆う筐体と、を備える送受信装置であって、前記給電線路の配置されている前記部品実装面から前記筐体の天井面までの距離が、前記送信アンテナから送信する波長の１／２未満である、送受信装置である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信アンテナ及び受信アンテナの搭載されているアンテナ面が前記送信アンテナ及び前記受信アンテナへの給電線路の搭載されている部品実装面の裏面に配置されている基板と、
前記部品実装面に配置されたグランド導体と接触し、前記給電線路を覆う筐体と、
を備える送受信装置であって、
前記給電線路の配置されている前記部品実装面から前記筐体の天井面までの距離が、前記送信アンテナから送信する波長の１／２未満である、
送受信装置。
前記部品実装面に配置されたグランド導体と接触し、前記給電線路を覆う筐体と、
を備える送受信装置であって、
前記給電線路の配置されている前記部品実装面から前記筐体の天井面までの距離が、前記送信アンテナから送信する波長の１／２未満である、
送受信装置。
【請求項2】
前記送信アンテナからの送信信号を生成する送信回路が前記部品実装面に搭載され、
前記筐体は、前記送信回路との接続部分を除き、前記送信アンテナへの給電線路を囲む送信アンテナ包囲壁を備える、
請求項１に記載の送受信装置。
前記筐体は、前記送信回路との接続部分を除き、前記送信アンテナへの給電線路を囲む送信アンテナ包囲壁を備える、
請求項１に記載の送受信装置。
【請求項3】
前記送信アンテナへの給電線路は、前記部品実装面から前記アンテナ面への送信アンテナ給電部を備え、
前記送信アンテナ包囲壁で囲まれた領域内に、前記送信アンテナ給電部から前記送信回路への不要電波を防ぐ中間壁を備える、
請求項２に記載の送受信装置。
前記送信アンテナ包囲壁で囲まれた領域内に、前記送信アンテナ給電部から前記送信回路への不要電波を防ぐ中間壁を備える、
請求項２に記載の送受信装置。
【請求項4】
前記受信アンテナの受信信号を受信する受信回路が前記部品実装面に搭載され、
前記筐体は、前記受信回路との接続部分を除き、前記受信アンテナへの給電線路を囲む受信アンテナ包囲壁を備える、
請求項１から３のいずれかに記載の送受信装置。
前記筐体は、前記受信回路との接続部分を除き、前記受信アンテナへの給電線路を囲む受信アンテナ包囲壁を備える、
請求項１から３のいずれかに記載の送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無線信号を送受信する送受信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
送受信装置において、不要電波を抑圧する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、信号ライン同士の間に仕切り板を配置し、不要電波の放射源を隔離することで、不要電波を抑圧する。
【0003】
しかし、信号ライン同士の間に仕切り板を配置した構成では、完全に送信ラインと受信ラインを分離できず近傍のターゲットを検知するには不要電波の抑圧量が足りず、誤検知又は未検知の要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００１－２５７４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、不要電波をさらに抑圧し、近傍でのターゲット検知を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、不要電波の放射源の基板面と筐体間の距離をλ／２未満にすることで、不要電波をさらに抑圧する。
【0007】
具体的には、本開示の送受信装置は、
送信アンテナ及び受信アンテナの搭載されているアンテナ面が前記送信アンテナ及び前記受信アンテナへの給電線路の搭載されている部品実装面の裏面に配置されている基板と、
前記部品実装面に配置されたグランド導体と接触し、前記給電線路を覆う筐体と、
を備える送受信装置であって、
前記給電線路の配置されている前記部品実装面から前記筐体の天井面までの距離が、前記送信アンテナから送信する波長の１／２未満である。
送信アンテナ及び受信アンテナの搭載されているアンテナ面が前記送信アンテナ及び前記受信アンテナへの給電線路の搭載されている部品実装面の裏面に配置されている基板と、
前記部品実装面に配置されたグランド導体と接触し、前記給電線路を覆う筐体と、
を備える送受信装置であって、
前記給電線路の配置されている前記部品実装面から前記筐体の天井面までの距離が、前記送信アンテナから送信する波長の１／２未満である。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、不要電波をさらに抑圧し、更なる近傍でのターゲット検知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】送受信装置の断面構成例を示す。
【図2】送受信装置のアンテナ面の構成例を示す。
【図3】送受信装置の部品実装面の構成例を示す。
【図4】筐体のＡ－Ａ’断面の構成例を示す。
【図5】筐体のＢ－Ｂ’断面の構成例を示す。
【図6】筐体に備わる壁の構成例を示す。
【図7】筐体に備わる壁の構成例を示す。
【図8】筐体に備わる壁の構成例を示す。
【図9】本開示の送受信装置の構成例を示す。
【図10】本開示の送受信装置をミリ波レーダに適用した場合の比較例を示す。
【図11】比較例の断面構成を示す。
【図12】本開示の送受信装置をミリ波レーダに適用した場合の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【0011】
（第１の実施形態）
図１に、送受信装置の構成例を示す。本実施形態に係る送受信装置は、基板６１の部品実装面６１Ｐに、筐体１０が備わる。基板６１のアンテナ面６１Ａには、送信アンテナ７２及び受信アンテナ７４が搭載されている。基板６１の部品実装面６１Ｐには、ＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）から送信アンテナ７２への給電線路６２及び受信アンテナ７４への給電線路６４のほか、ＭＭＩＣなどの回路部品が搭載されている。
図１に、送受信装置の構成例を示す。本実施形態に係る送受信装置は、基板６１の部品実装面６１Ｐに、筐体１０が備わる。基板６１のアンテナ面６１Ａには、送信アンテナ７２及び受信アンテナ７４が搭載されている。基板６１の部品実装面６１Ｐには、ＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）から送信アンテナ７２への給電線路６２及び受信アンテナ７４への給電線路６４のほか、ＭＭＩＣなどの回路部品が搭載されている。
【0012】
筐体１０は、アルミダイカストなどの金属筐体である。部品実装面６１Ｐにはグランド導体６６が搭載されており、筐体１０から伸びている壁１１、１４及び３１がグランド導体６６と接触することで、接地されている。
【0013】
図２及び図３に、アンテナ面６１Ａ及び部品実装面６１Ｐの構成例を示す。アンテナ面６１Ａには、図２に示すように、送信アンテナ７２及び受信アンテナ７４が搭載されている。部品実装面６１Ｐには、図３に示すように、ＭＭＩＣ５３から送信アンテナ７２への給電線路６２及び給電部６３、受信アンテナ７４からＭＭＩＣ５３への給電線路６４及び給電部６５が搭載されている。給電線路６２は、それぞれクロスしない、等長配線である。給電線路６４についても給電線路６２と同様、それぞれクロスしない、等長配線である。グランド導体６６は、給電線路６２の搭載されている領域５２Ｔ、及び給電線路６４の搭載されている領域５２Ｒに搭載されている。図１に示す断面構成は、図３に示すＢ－Ｂ’断面に相当する。
【0014】
図４に、Ａ－Ａ’断面の構成例を示す。給電部６３は、アンテナ面６１Ａに貫通するビア７３で送信アンテナ７２に接続されている。給電部６５は、アンテナ面６１Ａに貫通するビア７５で受信アンテナ７４に接続されている。これにより、部品実装面６１Ｐからアンテナ面６１Ａへの給電が行われる。
【0015】
給電部６３から送信アンテナ７２に送信信号が供給される際、給電部６３から筐体１０に向けて不要電波が放射され、少量の電波漏れが生じ、筐体１０で反射される。このとき、反射面までの距離が電波の半波長未満である場合、多重反射を抑圧することができる。そこで、本開示は、給電線路６２の搭載されている領域５２Ｔについて、部品実装面６１Ｐから筐体１０の天井面までの距離Ｄ５２Ｔを、送信アンテナ７２から送信する波長の１／２未満にした。これにより、本実施形態に係る送受信装置は、給電部６３から筐体１０に向けて放射される不要電波を抑圧する。
【0016】
部品実装面６１Ｐから筐体１０の天井面までの距離Ｄ５２Ｔを制御する方法は任意である。例えば、図１に示すように、筐体１０の厚みＴ５２Ｔを厚くすることで、送信アンテナ７２から送信する波長の１／２未満にすることができる。また、図５に示すように、筐体１０の上面を凹ませることで、送信アンテナ７２から送信する波長の１／２未満にしてもよい。
【0017】
本実施形態は、１つのＭＭＩＣ５３に送信アンテナ７２及び受信アンテナ７４が接続される例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、領域５２Ｔ及び５２Ｒが離れた位置に配置されていてもよい。これにより、給電部６３からの受信用の給電部６５に到達する不要電波を抑圧しやすくすることができる。
【0018】
（第２の実施形態）
給電部６３から送信アンテナ７２に送信信号が供給される際、給電部６３から全方位に向けて不要電波が放射され、筐体１０の側面でも反射される。そこで、本実施形態では、筐体１０の側面で反射され、受信用の給電部６５で受信される電波を抑圧するよう、筐体１０が壁を備える。
給電部６３から送信アンテナ７２に送信信号が供給される際、給電部６３から全方位に向けて不要電波が放射され、筐体１０の側面でも反射される。そこで、本実施形態では、筐体１０の側面で反射され、受信用の給電部６５で受信される電波を抑圧するよう、筐体１０が壁を備える。
【0019】
図６に、本実施形態に係る筐体１０の構成例を示す。筐体１０は、送信アンテナ７２への給電線路６２を囲む、送信アンテナ包囲壁として機能する壁１１、１２、１３、１４を備える。これにより、給電部６３からの不要電波が領域５２Ｔ内に閉じ込められ、筐体１０内で反射する不要電波を抑圧することができる。
【0020】
また、筐体１０は、受信アンテナ７４への給電線路６４を囲む、受信アンテナ包囲壁として機能する壁１１、３１、３２を備える。これにより、受信用の給電部６５に到達する不要電波を抑圧することができる。
【0021】
（第３の実施形態）
第２の実施形態において、給電線路６２はＭＭＩＣ５３と接続されており、この接続部分から壁１１、１２、１３、１４の外側に不要電波が漏洩する可能性がある。そこで、本実施形態の筐体１０は、領域５２Ｔ内に、中間壁として機能する壁を備える。これにより、不要電波がＭＭＩＣ５３に到達しにくくなるため、ＭＭＩＣ５３から漏洩する不要電波をさらに抑圧することができる。
第２の実施形態において、給電線路６２はＭＭＩＣ５３と接続されており、この接続部分から壁１１、１２、１３、１４の外側に不要電波が漏洩する可能性がある。そこで、本実施形態の筐体１０は、領域５２Ｔ内に、中間壁として機能する壁を備える。これにより、不要電波がＭＭＩＣ５３に到達しにくくなるため、ＭＭＩＣ５３から漏洩する不要電波をさらに抑圧することができる。
【0022】
例えば、図７に示すように、給電部６３とＭＭＩＣ５３の間に配置されている壁２１を備える。また、ＭＭＩＣ５３の給電線路６２への接続面に沿って壁１５が配置されていてもよい。また、壁１１についても、ＭＭＩＣ５３の給電線路６２への接続面に沿って配置されていてもよい。ＭＭＩＣ５３の給電線路６２への接続面に沿って壁１１及び１５が配置されていることで、ＭＭＩＣ５３への不要電波の通過を妨げることができる。
【0023】
壁２１の配置や形状は任意であり、例えば、壁２１のように、給電部６３の配列されているｘ軸方向と平行な同一直線上に配置されていてもよい。また、壁は、ｘ軸方向と垂直に伸びる壁であってもよい。また、図８に示すように、給電部６３同士の間が壁で隔てられていてもよい。
【0024】
（第４の実施形態）
本開示の送受信装置は、受信用の給電部６５で受信される給電部６３からの不要電波を抑圧する。このため、部品実装面６１Ｐの裏面にアンテナ面６１Ａが配置される多種多様な送受信装置に適用することができる。
本開示の送受信装置は、受信用の給電部６５で受信される給電部６３からの不要電波を抑圧する。このため、部品実装面６１Ｐの裏面にアンテナ面６１Ａが配置される多種多様な送受信装置に適用することができる。
【0025】
例えば、本開示の送受信装置は、ミリ波帯の電波を用いたミリ波レーダに適用することができる。ミリ波レーダは、ミリ波帯の電波を対象物であるターゲットに向けて放射し、そのターゲットからの反射波を測定することにより、ターゲットまでの距離、速度、方向、受信強度などを測る装置である。この場合、本開示の送受信装置は、図９に示すように、アンテナ面６１Ａがレドーム５１で覆われる。
【0026】
本開示の送受信装置をミリ波レーダに適用した場合の比較実験例を示す。図１０は本開示の比較例を示し、図１２は本開示の構成を採用した場合を示す。具体的には、図１０の比較例では、図１１に示すように、図６に示す壁１１、１２、１３、１４を備えるが、部品実装面６１Ｐから筐体１０の天井面までの距離Ｄ５２Ｔが送信アンテナ７２から送信する波長の１／２超である場合を示す。図１２の本実施例では、図７に示す壁１１、１２、１３、１４を備え、さらに部品実装面６１Ｐから筐体１０の天井面までの距離（図１に示す符号Ｄ５２Ｔ）を送信アンテナ７２から送信する波長の１／２未満にした。
【0027】
図１０に示す比較例では、筐体１０内での多重反射の影響が５ｍ付近まで及んでいる。このため、２．８ｍ付近のターゲットＴＧＴ１及び４．６ｍ付近のＴＧＴ２の受信信号にノイズが含まれ、多重反射の受信強度よりも小さい受信信号が、前記の多重反射に埋もれてしまい、検知できない。これに対し、図１２に示す実施例では、筐体１０内での多重反射の影響が１．５ｍ付近にまで短縮できている。このため、ターゲットＴＧＴ１及びＴＧＴ２のノイズが除去され、１．８ｍ付近のターゲットＴＧＴ３が検出できている。したがって、本開示の送受信装置をミリ波レーダに適用することで、２ｍ未満の近傍のターゲットを検出することができる程度にまで不要電波を抑圧することができていることが分かる。
【0028】
本開示は、部品実装面６１Ｐから筐体１０の天井面までの距離を送信アンテナ７２から送信する波長の１／２未満にすることで、ミリ波帯の無線信号に限らず、任意の波長帯の無線信号に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【0029】
本開示は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【0030】
１０：筐体
１１、１２、１３、１４、１５、２１、３１、３２：壁
５３：ＭＭＩＣ
６１：基板
６２：送信用の給電線路
６３：送信用の給電部
６４：受信用の給電線路
６５：受信用の給電部
６６：グランド導体
７２：送信アンテナ
７３：送信用の給電部のビア
７４：受信アンテナ
７５：受信用の給電部のビア
１１、１２、１３、１４、１５、２１、３１、３２：壁
５３：ＭＭＩＣ
６１：基板
６２：送信用の給電線路
６３：送信用の給電部
６４：受信用の給電線路
６５：受信用の給電部
６６：グランド導体
７２：送信アンテナ
７３：送信用の給電部のビア
７４：受信アンテナ
７５：受信用の給電部のビア
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】