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Dokumentenidentifikation DE10143688B4 19.02.2009
Titel Richtungskoppler, Antennenvorrichtung und Radarsystem
Anmelder Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo-shi, Kyoto, JP
Erfinder Kitamori, Nobumasa, Nagaokakyo, JP;
Hiratsuka, Toshiro, Nagaokakyo, JP
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 06.09.2001
DE-Aktenzeichen 10143688
Offenlegungstag 16.05.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.02.2009
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.02.2009
IPC-Hauptklasse H01P 5/18  (2006.01)  A,  F,  I,  20051017,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse H01Q 19/06  (2006.01)  A,  L,  I,  20051017,  B,  H,  DE
G01S 7/03  (2006.01)  A,  L,  I,  20051017,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Richtungskoppler, der dielektrische Leitungen als Übertragungswege verwendet, eine Antennenvorrichtung, die den Richtungskoppler umfaßt und ein Radarsystem, das die Antennenvorrichtung umfaßt.

Ein Richtungskoppler, der dielektrische Leitungen als Übertragungswege verwendet, ist in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 8-8621 und 10-200331 offenbart.

Die japanische Patentanmeldung Nr. 8-8621 bezieht sich auf einen Richtungskoppler, der einen nicht-strahlenden bzw. nicht abstrahlenden dielektrischen Wellenleiter (hierin nachfolgend als „NRD-Leiter" bezeichnet) verwendet. Aufgrund seines geringen Übertragungsverlusts in einem einzigen NRD-Leiter wird der LSM-Modus als ein Übertragungsmodus bei einem Kopplungsabschnitt des Richtungskopplers verwendet. Ein gebogener Abschnitt weist einen Krümmungsradius von einem von mehreren diskreten Werten auf, um einen geringeren Verlust zu liefern. Der Richtungskoppler ist angepaßt, um elektromagnetische Wellen sowohl in dem LSM-Modus als auch dem LSE-Modus auszubreiten. Daher entstehen Probleme dadurch, daß in dem Richtungskopplungsabschnitt wahrscheinlich eine Modusumschaltung auftritt, was zu Welligkeiten in der Einfügungsverlust-gegen-Frequenz-Charakteristik führt.

Die japanische Patentanmeldung Nr. 10-200331 bezieht sich auf eine Antennenvorrichtung, die einen Richtungskoppler beinhaltet, der dielektrische Leitungen als Übertragungswege verwendet, und bei dem die Sekundärleitung parallel zu der Primärleitung bewegt wird, um eine Strahlabtastung zu erreichen. Ein Zwischenraum zwischen den beiden Leitungen des Richtungskopplers bildet eine Drossel und verhindert dadurch einen Leckwellenverlust. Wenn jedoch der Richtungskoppler angepaßt ist, um elektromagnetische Wellen in dem LSM-Modus und dem LSE-Modus auszubreiten, tritt wie bei dem Richtungskoppler, der in der japanischen Patentanmeldung Nr. 8-8621 offenbart ist, Verlust auf, der durch das Modusumschalten entsteht. Falls sich die elektromagnetischen Wellen nur in dem LSM01-Modus als einem Primärmodus ausbreiten, treten außerdem Probleme auf, da die elektromagnetischen Wellen wahrscheinlich von dem Zwischenraum zwischen der Primärleitung und der Sekundärleitung austreten, und dadurch möglicherweise den Einfügungsverlust erhöhen.

Die US 5,920,245 offenbart eine Vorrichtung, die als ein Richtkoppler arbeitet. Der Richtkoppler weist zwei dielektrische Streifen auf, die auf einer oberen Leiterplatte angeordnet sind, und zwei dielektrische Streifen, die auf einer unteren Leiterplatte angeordnet sind, wobei jeweils zwei dielektrische Streifen übereinandergebildet sind. Zwischen den übereinandergebildeten dielektrischen Streifen ist eine Schaltungsplatine angeordnet, die Streifenleitungen aufweist, die quer zu den dielektrischen Streifen angeordnet sind und jeweils einen Abstand von einem Viertel einer Wellenlänge aufweisen. Die Streifenleitungen ermöglichen eine Kopplung von einer ersten dielektrischen Leitung, die durch zwei übereinanderangeordnete dielektrische Streifen gebildet wird, zu der dielektrischen Leitung, die durch die anderen zwei übereinanderangeordneten dielektrischen Streifen gebildet wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Richtungskoppler mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Richtungskoppler gemäß Anspruch 1 gelöst.

Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung einen kompakten Richtungskoppler, der die Probleme des erhöhten Einfügungsverlust aufgrund von Modusumschalten in dem Kopplungsabschnitt der Primärleitung und der Sekundärleitung, die den Richtungskoppler bilden, löst, der eine verbesserte Gestaltungsflexibilität in dem gebogenen Abschnitt aufweist und der das Austreten der elektromagnetischen Wellen von dem Zwischenraum zwischen der Primärleitung und der Sekundärleitung des Richtungskopplers unterdrückt, wenn dieselben voneinander getrennt sind.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine kompakte Antennenvorrichtung, die einen kompakten Richtungskoppler mit geringerem Verlust enthält, das eine Strahlabtastung mit hoher Rate erreicht und schafft ein kompaktes Radarsystem mit einer hohen Erfassungsfähigkeit, das die Antennenvorrichtung verwendet.

Zu diesem Zweck umfaßt ein Richtungskoppler zwei nicht-strahlende dielektrische Leitungen, die jeweils flache leitfähige Oberflächen, die im wesentlichen parallel zueinander plaziert sind, und einen dielektrischen Streifen, der dazwischen angeordnet ist, aufweisen, wobei die beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen miteinander gekoppelt sind, so daß zumindest Abschnitte der dielektrischen Streifen nahe zueinander sind und sich parallel zueinander erstrecken. Der Hauptübertragungsmodus von elektromagnetischen Wellen bei der verwendeten Frequenz ist ein LSE-Modus, bei dem sich die elektromagnetischen Wellen in den nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen ausbreiten. Der LSE-Modus wird als ein Hauptübertragungsmodus verwendet, und behält dadurch einen niedrigen Verlust bei und realisiert einen kompakten Richtungskoppler.

Vorzugsweise sind die Querschnittsdimensionen der dielektrischen Streifen und der Abstand zwischen den flachen leitfähigen Oberflächen derart gewählt, daß sich die elektromagnetischen Wellen bei der verwendeten Frequenz lediglich in dem LSE-Modus in den nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen ausbreiten können. Dadurch kann der Verlust, der durch Modusumschalten zwischen dem LSE-Modus und dem LSM-Modus in dem gebogenen Abschnitt bewirkt wird, unterdrückt werden.

Die beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen, die den Richtungskoppler bilden, können durch Trennen von Oberflächen, die sich entlang der longitudinalen Richtung der beiden dielektrischen Streifen erstrecken, getrennt werden und die beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen können in der longitudinalen Richtung der dielektrischen Steifen plaziert werden, so daß sie bezüglich zueinander relativ verschoben sind. Daher können die beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen bezüglich zueinander relativ verschoben sein, obwohl sie miteinander gekoppelt sind, wodurch der Verlust aufgrund des Austretens elektromagnetischer Wellen von den trennenden Oberflächen reduziert wird.

Jede der beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen kann leitfähige Platten umfassen, die den dielektrischen Streifen halten, und die gegenüberliegenden Oberflächen der leitfähigen Platten, die den trennenden Oberflächen der nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen entsprechen, weisen vorzugsweise darin geformte Drosselrillen auf. Dies unterdrückt zuverlässig das Austreten der elektromagnetischen Wellen in dem LSE-Modus von einem Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der leitfähigen Platten.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Antennenvorrichtung einen Primäremitter, der mit einer von zwei nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen in einem Richtungskoppler verbunden ist, die voneinander getrennt sind, und eine dielektrische Linse, die im wesentlichen auf dem Primäremitter fokussiert. Daher kann der Primäremitter bezüglich der dielektrischen Linse relativ verschoben werden, wenn die beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen in dem Richtungskopplungsabschnitt relativ verschoben sind, wodurch eine Strahlabtastung mit hoher Rate erzielt wird.

Bei noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Radarsystem eine Einheit zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen, und die Einheit umfaßt die oben beschriebene Antennenvorrichtung. Daher wird das gesamte Radarsystem kompakt, da es eine Antennenvorrichtung umfaßt, die einen kompakten und leichten Richtungskoppler umfaßt, und eine Strahlabtastung mit hoher Rate erreichen kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Richtungskopplers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei eine obere leitfähige Platte von demselben entfernt ist;

2A und 2B eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht eines gekoppelten Zwei-Leitungs-Modells des in 1 gezeigten Richtungskopplers;

3A und 3B Diagramme, die ein Beispiel der Charakteristika des gekoppelten Zwei-Leitungs-Modells zeigen;

4A und 4B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Querschnittsansicht eines Richtungskopplers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

5 schematisch ein Beispiel der Magnetfeldverteilung in dem Hauptabschnitt des in 4 gezeigten Richtungskopplers;

6 schematisch die elektrische Feldverteilung in dem Hauptabschnitt eines Richtungskopplers als vergleichendes Beispiel;

7 schematisch die Magnetfeldverteilung in dem Hauptabschnitt eines Richtungskopplers als ein vergleichendes Beispiel;

8 eine Draufsicht einer Antennenvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

9 ein Blockdiagramm eines Radarsystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ein Richtungskoppler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist mit Bezugnahme auf die 1 bis 3B beschrieben.

1 ist eine perspektivische Ansicht des Richtungskopplers, wobei eine obere leitfähige Platte von demselben entfernt ist. Bezug nehmend auf 1 umfaßt der Richtungskoppler eine untere leitfähige Platte 1 und dielektrische Streifen 3 und 4, die durch Schneiden eines Materials, wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet werden. Der Richtungskoppler umfaßt ferner eine obere leitfähige Platte 2 (siehe 2B), die parallel zu der unteren leitfähigen Platte 1 angeordnet ist, so daß die dielektrischen Streifen 3 und 4 zwischen der oberen und der unteren leitfähigen Platte 1 und 2 angeordnet werden können.

Bei der Darstellung von 1 weist der dielektrische Streifen 3 einen geraden Abschnitt und einen gebogenen Abschnitt auf, und liegt nahe bei einem geraden Abschnitt des dielektrischen Streifens 4, um sich über die Länge L parallel zu demselben zu erstrecken, während er durch die Kopplungslücke G von demselben beabstandet ist.

2A und 2B stellen ein beispielhaftes gekoppeltes Zwei-Leitungs-Modell dar, das im wesentlichen einem Richtungskopplungsabschnitt des in 1 gezeigten Richtungskopplers entspricht. 2A ist eine Draufsicht der dielektrischen Streifen 3 und 4, und 2B ist eine Querschnittsansicht der dielektrischen Streifen 3 und 4 entlang der Ebene senkrecht zu den Achsen der dielektrischen Streifen 3 und 4. In den 2A und 2B ist die Kopplungslänge der beiden gekoppelten Leitungen durch L, der Abstand zwischen der oberen und der unteren leitfähigen Platte 1 und 2 durch h, die Breite der dielektrischen Streifen 3 und 4 durch a und der Kopplungszwischenraum durch G angezeigt. Bei dieser Darstellung ist G = 0,4 mm und h = 1,8 mm.

3A und 3B zeigen Charakteristika für den LSM-Modus und den LSE-Modus als Übertragungsmodi auf dem in 2A und 2B gezeigten Modell. 3A ist eine Charakteristik, die die Kopplungslänge L für einen Kopplungsbetrag von 0 dB zeigt, während die Breite der dielektrischen Streifen 3 und 4 schwankt. 3B ist eine Charakteristik, die den Übertragungsverlust zeigt, während die Breite a schwankt.

Wenn der Richtungskoppler, der eine elektrische Feldkopplung in dem LSM-Modus verwendet, wie in 3B gezeigt gebildet ist, beträgt die optimale Leitungsbreite a, die den minimalen Übertragungsverlust liefert, 2,0 mm, und wenn der Richtungskoppler, der eine Magnetfeldkopplung in dem LSE-Modus verwendet, gebildet ist, beträgt die optimale Leitungsbreite a, die den minimalen Übertragungsverlust liefert, 1,5 mm. Wie in 3A gezeigt ist, beträgt die Kopplungslänge, die den minimalen Einfügungsverlust in dem Richtungskoppler liefert, der eine elektrische Feldkopplung in dem LSM-Modus verwendet, 9,2 mm, und die Kopplungslänge, die den minimalen Einfügungsverlust in dem Richtungskoppler liefert, der eine Magnetfeldkopplung in dem LSE-Modus verwendet, beträgt 6,5 mm.

Typischerweise ist bei einem einzelnen NRD-Leiter der verwendete Übertragungsmodus der LSM-Modus, während der LSE-Modus ein unerwünschter Modus ist, weil der Übertragungsverlust bei dem LSM-Modus niedriger ist als der Übertragungsverlust bei dem LSE-Modus. Bei dem Richtungskoppler besteht jedoch, wie in 3B gezeigt ist, im wesentlichen kein Unterschied beim Übertragungsverlust zwischen dem LSM-Modus und dem LSE-Modus. Vielmehr kann die Kopplungslänge des Richtungskopplers kürzer sein, wenn der LSE-Modus verwendet wird, als wenn der LSM-Modus verwendet wird, wodurch ein kompakter Richtungskoppler erreicht wird. Wenn außerdem der Richtungskoppler, der eine Magnetfeldkopplung in dem LSE-Modus verwendet, die optimale Kopplungslänge (a = 1,5 mm) liefert, ist der LSM-Modus im wesentlichen abgeschnitten bzw. ausgeschaltet, wie es in 3B gezeigt ist, wobei die Übertragung lediglich in dem LSE-Modus im wesentlichen erreicht wird. Ein Bereich A (in dem a etwa gleich 1,25 bis 1,5 mm ist), der in 3B gezeigt ist, stellt einen Nur-LSE-Modusübertragungsbereich dar. Umgekehrt ist der LSE-Modus ein unerwünschter Modus und das Koppeln in einem solchen unerwünschten Modus wird verhindert.

Ein Richtungskoppler gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist mit Bezugnahme auf 4A bis 7 beschrieben.

4A ist eine perspektivische Ansicht eines gekoppelten Zwei-Leitungs-Abschnitts des Richtungskopplers und 4B ist eine Querschnittsansicht des gekoppelten Zwei-Leitungs-Abschnitts entlang der Ebene, die senkrecht zu den Achsen der dielektrischen Streifen 3 und 4 ist. In 4A und 4B werden blockförmige leitfähige Platten 5 und 6, die aus Metall bestehen, und jeweils Hauptrillen aufweisen, die darin gebildet sind, um flache leitfähige Oberflächen zu liefern, die parallel zueinander plaziert sind, und die dielektrischen Streifen 3 und 4 jeweils in den Hauptrillen aufgenommen. Die blockförmige Metallplatte 5 und der dielektrische Streifen 3 bilden einen NRD-Leiter, und die blockförmige Metallplatte 6 und der dielektrische Streifen 4 bilden einen anderen NRD-Leiter. Die gegenüberliegenden Oberflächen der blockförmigen Metallplatten 5 und 6 entsprechen „trennenden Oberflächen der nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen" gemäß der vorliegenden Erfindung. Die trennende Oberfläche der blockförmigen Metallplatte 5 weist Drosselrillen 7 auf, die darin gebildet sind, um sich in der Tiefenrichtung zu erstrecken, die senkrecht zu der trennenden Oberfläche ist. Die Position und Tiefe der Drosselrillen 7 sind definiert, so daß ein Kurzschluß an den Positionen auftritt, an denen dieselben im wesentlichen ein ganzzahliges Mehrfaches einer halben Wellenlänge der Übertragungswelle von den flachen leitfähigen Oberflächen beabstandet sind, die mit der oberen und unteren Oberfläche des dielektrischen Streifens 3 in Kontakt gebracht werden. Zur Darstellung sind die Dimensionen der in 4B gezeigten Komponente in dem Fall, in dem die verwendete Frequenz 76,5 GHz beträgt und in dem der Richtungskoppler magnetisches Koppeln in dem LSE-Modus verwendet, in Millimetern.

6 und 7 zeigen, wie elektromagnetische Wellen an trennenden Oberflächen eines herkömmlichen Richtungskopplers, der eine elektrisches Feldkopplung in dem LSM-Modus verwendet, austreten. 6 stellt die elektrische Feldverteilung dar und 7 stellt die Magnetfeldverteilung dar. Wie aus den 6 und 7 ersichtlich ist, ist der Leiter bei dem Richtungskoppler, der eine elektrische Feldkopplung in dem LSM-Modus verwendet, durch die trennenden Oberflächen senkrecht zu der Richtung, in der ein Strom fließt, geteilt, so daß der Strom durch die trennenden Oberflächen blockiert ist, wodurch ein größeres Ausmaß des Austretens der elektromagnetischen Wellen erzeugt wird. Herkömmlicherweise werden die Rillen 7 als Drosseln verwendet, um das Austreten der elektromagnetischen Wellen von den trennenden Oberflächen bzw. den Trennungsoberflächen des Leiters zu unterdrücken, ein Verlust von etwa 0,2 bis 0,3 dB ist jedoch unvermeidlich.

5 stellt die Magnetfeldverteilung dar, wenn der Richtungskoppler eine Magnetfeldkopplung in dem LSE-Modus verwendet. Der Richtungskoppler, der eine Magnetfeldkopplung in dem LSE-Modus verwendet, und bei dem der Leiter parallel zu der Richtung, in der ein Strom fließt, getrennt ist, wird weniger durch die Trennung des Leiters beeinflußt, wodurch bewirkt wird, daß das Austreten der elektromagnetischen Wellen wesentlich reduziert ist. Daher ist der Verlust, der durch Trennen von zwei NRD-Leitern, die den Richtungskoppler bilden, bewirkt wird, wesentlich reduziert, selbst wenn keine Drossel vorliegt. Eine Drossel würde den Austrittsverlust weiter reduzieren.

Falls zwischen den trennenden Oberflächen der beiden NRD-Leiter ein Zwischenraum erzeugt wird, werden die NRD-Leiter theoretisch asymmetrisch, wodurch ein unerwünschter Modus (der LSM-Modus) bewirkt wird, mit dem Ergebnis, daß das Koppeln in einem solchen unerwünschten Modus auftritt. Die NRD-Leiter gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwenden jedoch die Nur-LSE-Modusübertragung, was zu weniger Kopplung in solch einem unerwünschten Modus und zu wenig Verlust führt, der durch das Modusumschalten entsteht.

Eine Antennenvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist mit Bezugnahme auf 8 beschrieben.

8 ist eine Draufsicht der Antennenvorrichtung, wobei eine obere leitfähige Platte entfernt ist. Die Antennenvorrichtung umfaßt untere leitfähige Platten 11 und 12, dielektrische Streifen 3 und 4, die auf den unteren Platten 11 bzw. 12 gebildet sind und obere leitfähige Platten (nicht gezeigt), die über die dielektrischen Streifen 3 bzw. 4 plaziert werden, um zwei NRD-Leiter zu bilden. Die beiden Leitungen sind an dem Abschnitt gekoppelt, an dem die dielektrischen Streifen 3 und 4 nahe zueinander liegen und sich parallel zueinander erstrecken, um einen Richtungskoppler zu schaffen.

Ein Primäremitter 8, der einen dielektrischen Resonator umfaßt, ist an einem Ende des dielektrischen Streifens 4 angeordnet, und die obere leitfähige Platte, die über dem dielektrischen Streifen liegt, weist eine Öffnung auf, die darin gebildet ist, durch die elektromagnetische Wellen emittiert werden oder in der Richtung senkrecht dazu einfallen. Ferner ist eine dielektrische Linse 9 vorgesehen, die im wesentlichen auf dem Primäremitter 8 fokussiert.

In 8 sind ein NRD-Leiter, der aus der unteren leitfähigen Platte 12, der oberen leitfähigen Platte, die derselben zugeordnet ist, und dem dielektrischen Streifen 4, der dazwischen gebildet ist, besteht, und der Primäremitter 8 in der bewegbaren Einheit positioniert, während der andere NRD-Leiter, der aus der unteren leitfähigen Platte 11, der oberen leitfähigen Platte, die derselben zugeordnet ist, und dem dielektrischen Streifen 3, der dazwischen gebildet ist, besteht, in einer festen Einheit positioniert ist. Die dielektrische Linse 9 ist ebenfalls befestigt bzw. fest. Während sich die bewegliche Einheit in den Richtungen bewegt, die durch die Pfeile in 8 angezeigt ist, wird die relative Position des Primäremitters 8 bezüglich der dielektrischen Linse 9 verschoben, so daß Strahlabtasten durchgeführt wird. Insbesondere während der Übertragung werden die elektromagnetischen Wellen in dem LSE-Modus, die von einer Hochfrequenz (HF)-Schaltung übertragen werden, über den Richtungskoppler in den Primäremitter 8 geleitet, und die elektromagnetischen Wellen werden über die dielektrische Linse 9 in der Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung emittiert. Wenn die elektromagnetischen Wellen in der umgekehrten Richtung einfallen, ermöglicht es ein Empfangssignal denselben, sich in dem LSE-Modus über den Primäremitter 8 in dem NRD-Leiter in der beweglichen Einheit auszubreiten, und in dem LSE-Modus über den Richtungskopplungsabschnitt in dem NRD-Leiter in der festen Einheit auszubreiten. Dann wird das Empfangssignal zu der HF-Schaltung übertragen.

Ein Radarsystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf 9 beschrieben.

In 9 umfaßt das Radarsystem einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 20, der eine Gunn-Diode, eine Varaktor-Diode und dergleichen, einen Isolator 21 zum Verhindern, daß ein reflektiertes Signal zurück zu dem VCO 20 gesendet wird, einen Richtungskoppler 22 mit NRD-Leitern zum Herausziehen eines Abschnitts eines Übertragungssignal als ein lokales Signal, und einen Zirkulator 23 zum Anlegen des Übertragungssignals an einen Primäremitter 8 einer Antenne 24 und zum Übertragen des Empfangssignals zu einem Mischer 25 umfaßt. Der Mischer 25 kombiniert das Empfangssignal mit dem lokalen Signal, um ein Zwischenfrequenzsignal auszugeben. Ein Zwischenfrequenzverstärker 26 verstärkt das Zwischenfrequenzsignal und gibt das resultierende Signal als ein Zwischenfrequenzsignal zu einer Signalverarbeitungsschaltung 27 aus. Die Signalverarbeitungsschaltung 27 bestimmt den Abstand zu dem Ziel und die relative Geschwindigkeit bezüglich des Ziels auf der Basis der Beziehung zwischen dem modulierenden Signal des VCO 20 und des Empfangssignals.

Der in 8 gezeigte Richtungskoppler wird zwischen dem Zirkulator 23 und dem Primäremitter 8 verwendet. Wie oben beschrieben ist, kann die Kopplungslänge L des Richtungskopplungsabschnitts in der Antennenvorrichtung kürzer sein als die in dem Richtungskoppler mit der herkömmlichen Struktur, wodurch die bewegliche Einheit kompakt und leicht gemacht wird. Dies reduziert die Belastung, die auf eine lineare Betätigungsvorrichtung zum Treiben der beweglichen Einheit auferlegt wird, so daß die Zuverlässigkeit verbessert ist. Je leichter die bewegliche Einheit ist, die eine Belastung darstellt, desto kompakter ist die lineare Betätigungsvorrichtung, wodurch eine kompakte Antennenvorrichtung erreicht wird, und das Gesamtradarsystem dementsprechend kompakt wird. Aus dem gleichen Grund ist eine Strahlabtastung mit einer höheren Rate möglich, und die Erfassung des Ziels und die Erfassung des Abstands zu dem Ziel und die relative Geschwindigkeit bezüglich des Ziels können in einer kürzeren Periode über einen weiteren Strahlabtastungsbereich durchgeführt werden.


Anspruch[de]
Richtungskoppler, der folgende Merkmale aufweist:

zwei nicht-strahlende dielektrische Leitungen, von denen jede ein Paar von flachen leitfähigen Oberflächen, die im wesentlichen parallel zueinander plaziert sind, und einen dielektrischen Streifen, der zwischen denselben angeordnet ist, umfaßt, wobei die beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen durch zumindest Abschnitte der dielektrischen Streifen (3, 4), die nahe zueinander liegen und sich parallel zueinander erstrecken, miteinander gekoppelt sind, wobei die Breite der dielektrischen Streifen (3, 4) in einem Bereich von 1,25 mm bis 1,5 mm liegt,

wobei der Hauptübertragungsmodus der elektromagnetischen Wellen, die sich in den nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen bei der verwendeten Frequenz ausbreiten, ein LSE-Modus ist,

wobei das Paar von flachen leitfähigen Oberflächen an einer Position zwischen den beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen geteilt ist und dadurch Trennungsoberflächen bildet, wobei sich die Trennungsoberflächen entlang der longitudinalen Richtung der beiden dielektrischen Streifen (3, 4) erstrecken.
Richtungskoppler gemäß Anspruch 1, bei dem sich die elektromagnetischen Wellen bei der verwendeten Frequenz lediglich in dem LSE-Modus in den nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen ausbreiten. Richtungskoppler gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die beiden nicht-strahlenden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen derart angeordnet sind, dass sie in der longitudinalen Richtung der dielektrischen Streifen (3, 4) relativ zueinander bewegbar sind. Richtungskoppler gemäß Anspruch 1, bei dem die flachen leitfähigen Oberflächen, die parallel zueinander plaziert sind, leitfähige Platten (1, 2) umfassen, die die dielektrischen Streifen (3, 4) halten, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen der leitfähigen Platten (1, 2) den Trennungsoberflächen der beiden nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen entsprechen, und in den gegenüberliegenden Oberflächen Drosselrillen gebildet sind. Antennenvorrichtung, die folgende Merkmale umfaßt:

einen Richtungskoppler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4;

einen Primäremitter (8), der mit einer der nicht-strahlenden dielektrischen Leitungen in dem Richtungskoppler verbunden ist; und

eine dielektrische Linse (9), die im wesentlichen auf den Primäremitter (8) fokussiert ist.
Radarsystem, das eine Einheit zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen und eine Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 5, die mit demselben verbunden ist, umfaßt.






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