CN1171667A

CN1171667A - 收发两用机

Info

Publication number: CN1171667A
Application number: CN97113750A
Authority: CN
Inventors: 石川容平; 谷崎透; 西田浩
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: EP0817394A2; EP0817394B1; JP3163981B2; JPH1022864A; KR980012713A; DE69731030D1; KR100270038B1; EP0817394A3; CN1081852C; DE69731030T2; US5867120A

Abstract

一种收发两用机,通过不受无辐射介质(NRD)波导弯曲部分的曲率半径和弯曲角的限制而减小弯曲部分和耦合器部分所占的区域,能够减小收发两用机的总体尺寸。在此收发两用机中,适用NRD波导,从而波以单模(即,LSM01模)传输。此外,将振荡器、隔离器、混频器和耦合器放置在介质透镜的后面。这样,收发两用机的尺寸成为天线的尺寸。

Description

收发两用机

本发明一般涉及用于移动装置(例如，车辆和船只)的收发两用机，尤其涉及在测量移动装置之间的距离和它们之间的相对速度时用的收发两用机。

已经开发了一种称为车辆毫米波雷达的装置，它着眼于当一辆车在路上行驶时，测量与它前面或后面行驶的另一辆车辆之间的距离。一般，以组件的形式生产这种收发两用机，该组件包括毫米波振荡器、环行器、耦合器、混频器和天线，并且将它装在车辆的前部或后部。

例如，如图16所示，一辆货车根据调频-连续波(FM-CW)方法通过发射和接收毫米波来测量它与在它前方行驶的一辆客车之间的距离以及它们之间的相对速度。图17是说明整个毫米波雷达的结构的方框图。在图16所说明的例子中，此图的收发两用机和天线安装在车辆或货车的前部。相反，信号处理单元通常设置在车辆的任意部分。可操作设置在信号处理单元中的信号处理部分通过使用收发两用机作为数字信息提取从它到在它前方行驶的车辆的距离和它们之间的相对速度。此外，可操作控制-报警部分，以根据车辆或货车的行驶速度和它们之间的相对速度之间的关系，例如，当满足预定的条件，或它相对于在它前方行驶的车辆的相对速度超过一阈值时发出警告。

图18是说明现有技术收发两用机结构的示意平面图。在此图中，标号2表示环行器，在环行器的两边分别放置振荡器1和端接器件3。标号11表示介质谐振器，它用作发射电磁波的一次辐射器。此外，在环行器2和这个介质谐振器11之间放置介质条4。标号12表示介质谐振器，它用作接收电磁波的一次辐射器，而15表示混频器。此外，在它们之间放置介质条14。此外，如此图所示，放置直线状的介质条6、分别构成弯曲部分的介质条5和7以及端接器件8和9。此外，提供靠近介质条4和5的邻近部分作为耦合器10。此外，提供靠近介质条14和7的另一个邻近部分作为耦合器13。此外，分别将介质透镜16和17安装在介质谐振器11和12的上部。

图19示出图18所示的收发两用机的等效电路图。振荡器1设有变容二极管和耿氏(Gunn)二极管。此外，把从振荡器输出的振荡信号经环行器2传送或传播至介质谐振器11然后经介质透镜16辐射。环行器2和端接器件3组成隔离器。经介质透镜17和介质谐振器12接收的RF信号沿介质条14传播。此时，LO(本振)信号通过耦合器10和13混入介质条14并且输入至混频器15。此混频器15由肖特基(Schottky)势垒二极管构成并产生中频(IF)信号。

图20是这样一种情形下的收发两用机的平面示意图，其中，用于发射和接收电磁波的发射/接收天线是共用的。在此图中，标号2代表环行器。此外，将振荡器1、混频器15和用作主谐振器的介质谐振器11分别通过介质条4、14和18放置在端口处。还有，通过将介质条19靠近介质条4和14而构成耦合器，介质条19构成一个弯曲部分，其两端被端接。

图21示出图20所示的收发两用机的等效电路图。从振荡器1输出的信号经过介质条4、环行器2和介质条18由天线辐射，该天线有介质谐振器11和介质透镜16构成。此外，从目标反射回来的电磁波经过介质条18、环行器2和介质条14输入至混频器15。此时，输入的电磁波被由介质条4、14和19构成的耦合器混合为(RF信号+LO信号)，并将混合后的信号输入至混频器15，该混频器由Schottkey势垒二极管构成并产生IF信号。

同时，设计了一种在采用普通的无辐射介质(NRD)波导的毫米波雷达中使用的收发两用机，从而基本上使用其结构如图22A和22B所示的NRD波导。在图22A中，标号101和102分别代表导电板。此外，将介质条100a和100b以及衬底103放置在这两块导电板之间。此外，通过确定上述导电板之间的距离、介质条的尺寸和相对介电常数(或电容率)，可以将介质条部分建立为传播区而设置其他区域为不传播区(即，阻挡区)。例如，当如图23B所示的那样确定每个部分的大小或尺寸和相对介电常数时，则如从图23A的相位常数特性所看到的那样，在传播区域中信号的传输只在频率不小于预定值的频率上实现。

然而，LSM01模和LSE01模(它们是NRD波导的基本传输模)互相正交，从而在直线路径的情形中，呈现低耗特性。然而，在曲线路径(即，弯曲部分)的情形中，正交性丧失并且在这些模式之间引起耦合。于是，仅在由曲率半径和弯曲角所限制的范围内能获得低耗特性。在波导具有如图23所示尺寸的情形中，如果弯曲角为，例如，60度，则在曲率半径为36.3mm的情形中，可以获得损耗最小的特性。此外，如果弯曲角为90度，则在曲率半径为22.5mm的情形中，可以获得损耗最小的特性。因此，当弯曲角为，例如，60度时，如果曲率半径的值不为36.3mm，则损耗增加。于是，在普通的收发两用机的情形中，在设计弯曲部分以及用弯曲部分构成耦合器方面的自由度很小。结果，即使采用使弯曲部分尺寸和耦合器的传输损耗减至最小这样一种方式来设计收发两用机，收发两用机的尺寸也不能减小很多。

同时，根据收发两用机的规格确定天线孔径。即，在这样的条件下，波束宽度为2度，其中，在天线前方距离100m处，发射波束(或波)的辐射(或场)图形主瓣的宽度不超过3.5m。例如，必需将天线的孔径(辐射器)设置为170mm。此外，在这样的条件下，波束宽度为4度，其中，在天线前方距离50m处，发射波束的辐射图形主瓣的宽度不超过3.5m。例如，必需将天线的孔径(辐射器)设置为80mm。于是，必需按照收发两用机的规格确定天线的孔径。如图18所说明的那样，在现有技术收发两用机的情形中，分别形成诸如振荡器、环行器和混频器等每个元件的区域的尺寸都要比天线的尺寸大，从而整个收发两用机的尺寸不得不增大。

因此，本发明的一个目的是提供一种收发两用机，通过不受上述NRD波导的弯曲部分的曲率半径和弯曲角限制地减小弯曲部分和耦合器部分占有的区域，可以减小收发两用机的总尺寸。

为达到上述目标，按照本发明的一个方面，提供了一种收发两用机(下面有时称为本发明的第一收发两用机)，它包括一发射天线、一接收天线和至少包括一毫米波振荡器和一混频器在内的多个元件。上述多个元件通过NRD波导互相连接，每个NRD波导具有一根插在两块接近平行的导电板之间的介质条。在这种收发两用机中，每个上述发射天线和接收天线都包括一垂直一次辐射器和一介质透镜。此外，将上述发射天线和接收天线并排放置。还有，在每个上述NRD波导中，确定传播区域和非传播区域之间的距离以及插在上述传播区域和非传播区域之间的介质材料的介电常数，从而使LSM01模的截止频率低于LSE01模的截止频率。此外，将上述多个元件和NRD波导放置在上述介质透镜的后面，或者放置在安装上述介质透镜的区域的后面。这样，由于如此设置LSM01模的截止频率使之低于LSE01的截止频率，因此，只传播一种模式(即，LSM01模)的波。所以，即使当弯曲部分的曲率半径很小而它的弯曲角很大，仍然总能得到低耗特性。这样，就能做到把诸如振荡器和混频器等多个元件放置在上述介质透镜的后面或者放置在安装上述介质透镜的区域的后面。结果，把整个收发两用机的尺寸减小至必需的最小的天线尺寸。

此外，按照本发明的另一个方面，提供了一种收发两用机(下面有时称为本发明的第二收发两用机)，它包括一发射/接收天线和至少包括一毫米波振荡器和一混频器在内的多个元件。此外，上述多个元件通过NRD波导互相连接，每个NRD波导具有一根插在两块接近平行的导电板之间的介质条。在这种收发两用机中，上述发射/接收天线包括一垂直一次辐射器和一介质透镜。还有，在每个上述NRD波导中，确定传播区域和非传播区域之间的距离以及插在上述传播区域和非传播区域之间的介质材料的介电常数，从而使LSM01模的截止频率低于LSE01模的截止频率。此外，将上述多个元件和NRD波导放置在所述介质透镜的后面，或者放置在安装上述介质透镜的区域的后面。

如上所述，在本发明的第一和第二收发两用机的情形中，如此设置LSM01的截止频率使之低于LSE01的截止频率。于是，只传播一种模式(即，LSM01模)的波。所以，即使当弯曲部分的曲率半径很小而它的弯曲角很大，仍然总能得到低耗特性。这样，就能做到把诸如振荡器和混频器等多个元件放置在上述介质透镜的后面或者放置在安装上述介质透镜的区域的后面。结果，把整个收发两用机的尺寸减小至必需的最小的天线尺寸。

此外，在本发明的第二收发两用机的一个实施例(下面有时称为本发明的第三收发两用机)的情形中，上述垂直一次辐射器由HE111模式的介质谐振器构成。此外，用这样的方式来设置用于将发射信号提供给上述介质谐振器的上述NRD波导的一个边缘部分和用于从上述介质谐振器接收一接收信号的上述NRD波导的一个边缘部分，使它们沿与所述介质谐振器成90度的方向互相面对面。此外，在上述两个NRD波导之间构成一个3dB定向耦合器。此外，在上述毫米波振荡器和上述隔离器之间，在上述隔离器和上述3dB定向耦合器之间以及在上述3dB定向耦合器和上述混频器之间，分别用NRD波导连接。还有，用NRD波导构成一个耦合器，将该耦合器连至用于传输发射信号的NRD波导和用于传输接收信号的NRD波导，并且提供发射信号和接收信号的混合信号。采用这种结构，将发射信号输入至3dB定向耦合器，然后以这样的方式来等分并输出至介质谐振器，使之具有90度的相位差。所以，HE111模介质谐振器沿其轴向辐射圆极化波。另一方面，类似与发射波的情形，以旋转极化方式入射至其上的接收波以这样的方式通过介质谐振器传播，使得相对于面向此介质谐振器的两个NRD波导具有90度的相位差。此外，将入射的接收波通过3dB定向耦合器输出至混频器，而不输出至发射波用的输入端口。这样，分流波的环行器就不需要了。这进一步方便了在安装区域内放置介质透镜或元件。

此外，在本发明的第一至第三实施例之一的情形中，上述介质透镜是分别将具有不同的介电常数的介质材料层进行多层叠层而构成的。由此，减小了从一次辐射器的位置至介质透镜的凸出端部的距离。这样，可以减小整个收发两用机的厚度。此外，通过使经介质透镜的开孔传播的电磁波的强度均匀，能够提高天线的增益。结果，收发两用机的尺寸能够相应地减小一个量。

通过下述结合附图对较佳实施例的描述，本发明的其他特点、目的和优点将变得明显，在附图中，相同的字符代表在这些图中的相同或对应的部分，其中：

图1A和1B是表示NRD波导结构的局部透视图，该波导用于本发明第一实施例的收发两用机；

图2A和2B分别是表示上述NRD波导的相位常数～频率特性的曲线图和结构图；

图3A和3B分别是表示上述NDA波导的弯曲部分的损耗和弯曲角之间关系的曲线图和结构图；

图4是表示本发明第一实施例的收发两用机电路部分的结构的平面图；

图5是示出上述收发两用机的平面图和剖面图；

图6A和6B分别是上述收发两用机一次辐射器的平面图和剖面图；

图7是本发明第一实施例的收发两用机等效电路的电路图；

图8A、8B和8C是示出一次辐射器结构另一个例子的剖面图；

图9A和9B是示出安装在机壳上的电路单元的结构的另一个例子的剖面图；

图10A和10B分别是本发明第二实施例的收发两用机电路单元的平面图和剖面图；

图11是示于图10A和10B的收发两用机等效电路的电路图；

图12是示出本发明第二实施例的收发两用机电路单元的结构的另一个例子的平面图；

图13是本发明第三实施例的收发两用机电路单元的平面图；

图14是示出本发明第三实施例的收发两用机电路单元的结构的另一个例子的平面图；

图15是示出介质透镜结构的另一个例子的平面图；

图16是说明使用车辆毫米波雷达的方式和说明发射波束的宽度和检测距离之间关系用的图；

图17是说明一种车辆毫米波雷达的结构的方框图；

图18是说明现有技术收发两用机结构的示意平面图；

图19是表示图18所示的收发两用机的等效电路的图；

图20是表示现有技术收发两用机另一个例子的结构的示意平面图；

图21是表示图20所示的收发两用机等效电路的图；

图22A和22B说明在现有技术收发两用机中使用的NRD波导的一个例子的部分透视图；

图23A和23B是用于说明图22A和22B所示的NRD波导的涉及相位常数与频率的关系的特性的一个例子的图。

下面将结合附图详细描述本发明的较佳实施例。

首先，参见图1A至9B，下面将描述本发明第一实施例的收发两用机。

图1A和1B是表示在此收发两用机中使用的NRD波导结构的波部分透视图。在图1A中，标号101和102代表导电板。此外，分别在这两块导电板内形成槽。还有，将介质条100a和100b以及衬底(或板)103放置在这两块导电板之间。在图1B的NRD波导的情形中，将介质条100放置在导电板101和102之间，而不用衬底103。通过确定导电板之间的距离以及介质条的尺寸和相对介电常数，将此介质条部分和其余区域分别设置为传播区域和非传播(或阻挡)区域。

图2A是表示NRD波导的相位常数β～频率特性的特性曲线图，如图2B所示确定该NRD波导的尺寸和介电常数。于是，通过设置与LSM01模对应的截止频率低于LSE01模的截止频率(即，在此图的情形中使用60GHz频带)，就只传播单个模式(即，LSM01模)的波。

图3A是示出NRD波导的弯曲角θ与传输损耗之间关系的曲线图，用于与普通的NRD波导作比较，该NRD波导的弯曲部分具有预定的曲率半径R＝9.6mm和预定的频率60GHz。在图3A中，虚线代表由图23B所示的计算模型获得的特性。相反，直线代表用图2B所示的计算模型获得的特性。从这个例子可以看出，在使用普通结构的NRD波导的情形中，随弯曲角θ的不同，传输损耗在0至大约4dB的范围内改变。然而，在本发明的收发两用机中使用的NRD波导的弯曲部分的情形中，不管弯曲角θ如何，损耗总是0dB。附带说一下，通过假设收发两用机为一无耗系统而作出损耗计算，在无耗系统中，忽略由介质部分和导电部分引起的损耗。

图4是表示收发两用机的电路单元的结构的平面图。附带说一下，在此图中示出了移去上导电板的电路单元。在此图中，标号103代表衬底(或板)。此外，分别将具有相同图形的介质条跨过此平面放置，即，分别放置在此衬底的顶面和底面。在此图中，标号1表示设置在衬底103上的振荡器。此外，沿垂直于介质条21的方向，提供一导电线路路径和一RF扼流导电图形。另外，将一个Gunn二极管连至上述导电直线路径。此外，将一个变容二极管连在导电直线路径和上述RF扼流导电图形之间。还有，将Gunn二极管的偏置电压施加至偏置端24。通过输入一个调制信号至压控振荡器输入(VCO-IN)端25来改变变容二极管的电容。由此，对Gunn二极管的振荡频率进行调制。此振荡器1的结构类似于用作振荡器的无辐射介质直线路径器件的结构，或者类似于在日本专利申请No.7-169949中描述的一个实施例的FM-CW前端部分中包含的振荡器的结构。在图4中，标号2表示一个环行器，在其中心部分，放置两个圆盘状铁氧体元件。还有，在铁氧体元件上这样放置永久磁铁，用以将这一部分夹住。此外，在介质条22的一个端部(它是环行器2的一个端口)提供一个端接器件3，该端接器件是通过将电阻器材料混入介质材料制得的。于是，由这个环行器和端接器件构成了一个隔离器。经介质条21传播的发射信号还经环行器2传播至介质条4。在此图中，示出了一个例子，其中，直线路径和曲线路径(或弯曲部分)分别由分开的部分构成。附带说一下，为描述方便起见，连续放置的介质条用一个标号来表示。标号11表示发射天线的一次辐射器部分的一个介质谐振器。此介质谐振器辐射一信号，该信号是从介质条4沿轴向传播来的。标号12表示接收天线的一次辐射器部分的一个介质谐振器。接收信号沿介质条14传播。在此图中，标号23表示用于分别在介质条23和4以及在介质条23和14之间构造耦合器10和13，以及用于在这些介质耦合器10和13之间连接的一介质条。与上述的端接器件的情形相似，将一个端接器件8连接在此介质条23的一个端部，该端接器件是通过将电阻器材料混入介质材料制得的。此外，在此介质条23的另一端和介质条14的端部设置一个混频器15。此混频器15由一个Schottkey势垒二极管和一个RF扼流导电图形构成，Schottkey势垒二极管连至经两根介质条23和14传播的电磁波，而RF扼流导电图形设置在衬底上，用于连接此Schottkey势垒二极管的两端。混频器的端26和27接地，而IF信号从这个混频器15的端28输出。虽然这个混频器15是一个平衡混频器电路，但仍端接介质条23的末端。此外，在日本专利申请No.7-169949揭示的一个实施例中描述了混频器15。与在FM-CW前端部分的混频器的情形相似，可以将不平衡混频器用作混频器15。耦合器13构成一个3dB定向耦合器，它把来自介质条23的LO信号平分至混频器15的介质条，从而在被平分的LO信号之间的相位差是90度。此外，耦合器13把来自介质条14的接收信号平分至混频器15的介质条，从而在被平分的LO信号之间的相位差为90度。

图5示出图4所示的收发两用机的平面图和剖面图。在图5中，标号31表示图4所描述的电路单元30的机壳；而32是该机壳的后盖。机壳31的一部分形如用字母H指出的号角，而在其前部分别设置有介质透镜16和17。介质透镜16和17包括介质透镜体16A和17A和匹配层16b、17b和33，介质透镜体的相对介电常数εr＝4，而匹配层的介电常数εr＝2。从介质谐振器11辐射的电磁波通过介质透镜16对波束加以会聚以预定的波束宽度辐射。从目标反射的波通过介质透镜17入射在介质谐振器12上。

图6A和6B是说明介质谐振器部分结构的图。此外，图6A和6B分别是介质谐振器部分的平面图和剖面图。在导电板41和42之间设置介质条4和介质谐振器11。在导电板41内形成一个与介质谐振器11同轴的孔43。于是，电磁波经介质条4以LSM模传播，产生一电场和一磁场，其中，电场有一分量，它垂直于介质条4的纵向(即，这些图中的x轴方向)并平行于导电板41和42的方向(即，这些图中的y轴方向)，而磁场有一分量，它垂直于导电板41和42的方向。此外，引起介质条4和介质谐振器11之间的电磁耦合，从而在介质谐振器11中出现了HE111模，该模有一个电场分量，其方向与介质条4的方向相同。此外，线极化波通过开孔部分43沿垂直于导电板41的方向(即，沿这些图中的z方向)辐射。

图7是示出图4的收发两用机的等效电路的电路图。振荡器1设有一个变容二极管和一个Gunn二极管。通过介质谐振器11和介质透镜16，辐射从振荡器输出的振荡信号。还有，通过介质透镜17和介质谐振器12接收的RF信号经介质条14传播，然后用耦合器10和13与LO信号混合。将这些混合信号输入至混频器15。如上所述，混频器15如一个平衡混频器那样工作，并从混合信号(即，RF信号+LO信号)中获得RF信号和LO信号之间的差频分量，并输出代表获得的差频分量的信号。

图8A、8B和8C是示出天线部分的结构的另外两个例子的剖面图。在图6所述的例子的情形中，将开孔部分设置在介质谐振器11上的上导电板41内。然而，在这一部分可以设置如图8A所示的介质杆44。由于这根介质杆，这一部分的作用如同一根介质杆天线，因而提高了天线的方向性。还有，如图8B的平面图和图8C的剖面图所示，可以在介质谐振器11和上导电板41之间放置一块开槽板45，它可通过在金属板内形成开孔槽或者在一块电路板的导电膜内形成开槽图形获得。

图9A和9B是描述安装在机壳上的电路单元的结构的另一个例子的剖面图。在图5所示的例子的情形中，在机壳31内形成号角状部分H。对于本发明的收发两用机，这并非必需的。此外，并不必需将电路单元30设置在机壳31的下部。例如，如图9B所示，可以在机壳31中设置电路单元30。附带说一下，对于如图5和9A所示的将电路单元30固定在机壳31下部的结构，具有这样一些有利的作用，即，它能防止从一次辐射器和另一NRD波导的接头部分通过介质透镜的泄漏波的辐射，并且它能防止电磁波从收发两用机的外部通过介质透镜入射在上述接头部分。

接下来，将结合图10A、10B和11描述本发明第二实施例的另一种收发两用机。

图10A和10B分别是此收发两用机的电路单元的平面图和剖面图。附带说一下，在图10A中，示出了移去上导电板的此收发两用机。在此图中，标号21、22、51、23、4和53是介质条；2和52是环行器；而3和8是端接器件。还有，标号10表示利用介质条51和23构成的一个耦合器；而13是利用介质条23和53构成的用作3dB定向耦合器的耦合器。振荡器1和混频器15做在衬底(或板)103上。在本发明的这个第二实施例的情形中，通过在其中设置环行器52而共用发射/接收天线。除了元件之间的放置关系之外，振荡器1、混频器15、环行器2以及端接器件3和8的结构与图4的例子中相应的组成元件的结构是相似的。

图11是图10A和10B所示的收发两用机的等效电路的电路图。在图11中，从振荡器1输出的信号经过环行器2、耦合器10和环行器52传播至介质谐振器11。此外，这一信号经过此介质谐振器11和介质透镜16辐射至收发两用机的外部。另一方面，接收信号通过环行器52和耦合器13施加至混频器15。混频器15如一个平衡混频器那样工作，并输出与RF信号和LO信号的差频分量对应的IF信号。

图12示出上述电路单元的一个变更的例子。以相对于地成45度的方式来激励介质谐振器11。于是，便于在衬底(或板)103上放置每个元件。结果，可以达到衬底103小型化。

接下来，将要描述本发明第三实施例的又一种收发两用机。图13示出了本发明第三实施例的收发两用机的电路单元的结构。此实施例适用于发射和接收圆极化波，从而不需要示于图10的环行器52。即，在图13中，标号54表示一个如同3dB定向耦合器那样工作的耦合器，它由包括介质条53和51的平行的直线路径构成。耦合器54使得介质条53和51的边缘部分以90度面对HE111模介质谐振器11。采用这种结构，从端口#1入射至耦合器54的发射信号被平分并从端口#2和端口#4输出，从而分别相应于这些端口的信号之间的相位差是90度。由此，激励介质谐振器11并辐射圆极化波。与此相对照，即，与发射波相似，以旋转极化方式已入射在其上的接收信号只输出至端口#3，这是因为当接收信号通过耦合器54再到达端口#1时由于接收信号到达端口#2和端口#4时存在着90度的相位差而被抵消。结果，起到了分流电磁波的作用。

图14示出了上述电路单元的变更的一个例子。与图12的例子的情形相似，通过对地成45度的方式将功率提供至介质谐振器11，而便于将每个元件放置在衬底103上。这样可以减小衬底或板103的尺寸。

在上述实施例的情形中，采用了相对介电常数基本上均匀的介质透镜。然而，也可以采用这样一种介质透镜，它是由将多层分别具有不同介电常数的电介质层叠而成，如图15所示。在图15中，标号60表示具有凹形表面的介质透镜元件；而61a、61b、…、61n表示介电常数互不相同的介质层。此外，对于介质层加上相对介电常数的梯度，从而在叠层中，相对介电常数从顶层介质层61a至底层介质层61n逐渐减小。将这些介质层叠合起来构成介质透镜。于是，通过使用介电常数有梯度的介质透镜，减小了从一次辐射器的介质谐振器至介质透镜顶部的高度。结果，能够减小整个收发两用机的厚度。还有，藉助于均匀穿过介质透镜开孔的电磁波强度(即，照度分布)能够提高天线增益。结果，能够使收发两用机的尺寸又减小一个相应的量。

附带说一下，在上述实施例的情形中，通过使用单块衬底或板来放置诸如环行器、混频器和耦合器等元件。然而，可以用下述方法来构造电路单元。即，只有诸如振荡器和混频器等需要衬底或板的元件是由上、下导电板、衬底和介质条组成的。此外，诸如环行器和耦合器等不需要衬底或板的元件是由上、下导电板和介质条组成的。于是，电路单元由这些分立的元件组合而成。

此外，在上述实施例的情形中，直线路径和弯曲部分是分开(即，分别形成)的。然而，这些部分可以整体形成。

还有，在上述实施例的情形中，使用了FM-CW方法，该方法用三角波进行调制。然而，用脉冲波进行调频的方法也是可以采用的。

虽然上面已经描述了本发明的较佳实施例，但应理解，本发明不限于那些实施例，而不偏离本发明精神的其他变更对于熟悉本领域的人员而言是很显然的。

所以，本发明的范围完全由所附的权利要求书确定。

Claims

1.一种收发两用机，包括一发射天线、一接收天线、和至少包括一毫米波振荡器和一混频器的多个元件，所述多个元件通过NRD波导互相连接，每个所述NRD波导具有插在两块接近平行的导电板之间的介质条，其特征在于，

每个所述发射天线和接收天线包括一垂直一次辐射器和一介质透镜，所述发射天线和所述接收天线并排放置，在每个所述NRD波导中，确定传播区域和非传播区域之间的距离以及插在所述传播区域和所述非传播区域之间的介质材料的介电常数，从而使LSM01模的截止频率低于LSE01模的截止频率，并且将所述多个元件和所述NRD波导放在所述介质透镜的后面或者放在安装所述介质透镜的区域的后面。

2.一种收发两用机，包括一发射/接收天线和至少包括一毫米波振荡器和一混频器的多个元件，所述多个元件通过NRD波导互相连接，每个所述NRD波导具有插在两块接近平行的导电板之间的介质条，其特征在于，

所述发射/接收天线包括一垂直一次辐射器和介质透镜，在每个所述NRD波导中，确定传播区域和非传播区域之间的距离以及插在所述传播区域和所述非传播区域之间的介质材料的介电常数，从而使LSM01模的截止频率低于LSE01模的截止频率，并且将所述多个元件和所述NRD波导放在所述介质透镜的后面或者放在安装所述介质透镜的区域的后面。

3.如权利要求2所述的收发两用机，其特征在于，

所述垂直的一次辐射器由HE111模的介质谐振器构成，以这样的方式来设置用于将一发射信号提供至所述介质谐振器的所述NRD波导的边缘部分和用于从所述介质谐振器接收一接收信号的所述NRD波导的边缘部分，使得它们沿与所述介质谐振器成90度的方向互相面对，在这两个所述NRD波导之间设置一个3dB定向耦合器，在所述毫米波振荡器和所述隔离器之间、在所述隔离器和所述3dB定向耦合器之间以及在所述3dB定向耦合器和所述混频器之间分别用NRD波导连接，并且用NRD波导构成一个耦合器，该耦合器连至用于传输一发射信号的NRD波导和用于传输一接收信号的NRD波导，通过该耦合器的工作给出发射信号和接收信号的混合信号。

4.如权利要求1至3之一所述的收发两用机，其特征在于，

所述介质透镜是叠合多层分别具有不同介电常数的介质材料而构成的。