JP2009206604A - Radome structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平面板に支持されたアンテナを保護するなどのために用いられるレドーム構造に関する。 The present invention relates to a radome structure used for protecting an antenna supported by a flat plate.
一般に、無線通信装置やレーダー装置では、風雨などによる影響を防ぐためにレドームが用いられる。
だたし、レドームを設置する場合、レドーム板における反射により、放射出力もしくは受信感度が低減する問題が生じる。この問題を解決するために、アンテナからレドーム板までの距離を半波長とすることで放射電磁波の透過率を1とした半波長共振器構造や、レドーム板の厚さを半波長としレドーム板自体を半波長共振器とした構造が存在する。
In general, a radome is used in a wireless communication device or a radar device in order to prevent the influence of wind and rain.
However, when a radome is installed, there is a problem that the radiation output or the reception sensitivity is reduced due to reflection on the radome plate. In order to solve this problem, a half-wave resonator structure in which the transmittance of the radiated electromagnetic wave is set to 1 by setting the distance from the antenna to the radome plate to a half wavelength, or the radome plate itself having a half-wave thickness of the radome plate Has a half-wave resonator.
半波長共振器を形成したレドームには、設計周波数を中心とする透過周波数帯域が存在する。このレドーム構造は、この特性を利用して帯域通過フィルタとして用いることが可能である。レドームを帯域通過フィルタとして用いることは、送受信機におけるフィルタ回路の占める割合が大きいため、送信もしくは受信機回路の単純化、縮小化につながる利点を有する。 A radome having a half-wave resonator has a transmission frequency band centered on the design frequency. This radome structure can be used as a band-pass filter using this characteristic. The use of a radome as a bandpass filter has an advantage that simplifies and reduces the size of the transmission or receiver circuit because the ratio of the filter circuit in the transceiver is large.
しかし、アンテナ支持基板とレドーム板で半波長共振器を形成する一般的なレドーム構造では、透過周波数帯域がレドーム材料で決定されてしまう。半波長共振器の透過周波数半値幅は、共振器のQ値により決定され、Q値は共振器の反射板における反射率で決定されるからである。 However, in a general radome structure in which a half-wave resonator is formed by an antenna support substrate and a radome plate, the transmission frequency band is determined by the radome material. This is because the half width of the transmission frequency of the half-wave resonator is determined by the Q value of the resonator, and the Q value is determined by the reflectance of the reflector of the resonator.
このため、半波長共振器構造によるレドームでは任意の周波数帯域幅を設定することはできなかった。そこで、サンドイッチ構造のレドーム板を多層積層することにより帯域通過フィルタとしての機能を有するレドーム構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1の構造は、それぞれ異なる共振周波数を有するサンドイッチ構造のレドーム板を複数積層することで所望の透過周波数帯域を実現するものである。
The structure of Patent Document 1 realizes a desired transmission frequency band by laminating a plurality of sandwich structure radome plates each having a different resonance frequency.
しかしながら、上述した特許文献1に示されるような積層型のレドーム構造の第1の問題点は、構造が複雑である上に設計が困難な点にある。単層のレドーム構造よりも広い透過周波数帯域を実現しようとする場合、原理的には多数枚のレドーム板を積層しなければならない。このため、設計において個々のレドーム板についての透過中心周波数の設定をしなければならない上に、他のレドーム板からの反射波の影響などによる層間の相互作用の考慮をしなければならないなど設計上の困難な点が多い。 However, the first problem of the laminated radome structure as shown in Patent Document 1 described above is that the structure is complicated and the design is difficult. In order to realize a wider transmission frequency band than a single-layer radome structure, in principle, a large number of radome plates must be laminated. For this reason, it is necessary to set the transmission center frequency for each radome plate in the design, and to consider the interaction between layers due to the influence of reflected waves from other radome plates. There are many difficult points.
積層型のレドーム構造の第2の問題点は、作製後に透過周波数帯域幅の調整が困難であるという点にある。レドーム板の膜厚に作製誤差が生じた場合、作製後に透過周波数帯域の調整をすることは難しい。特に、ミリ波帯など超短波長の領域では、たとえば60GHzの場合1mm程度の作製誤差が空気中において1/4波長分に相当し、誘電体基板中においては等価波長がさらに短くなるため、作製誤差による周波数帯域の変化が大きくなる。また、通信方式によっては通信環境により使用する周波数帯域幅を変更することがある。周波数帯域の有効利用のためにも、使用する周波数帯域幅に合わせた透過周波数帯域幅へ適宜変更可能であることが必要である。このため、作製後の周波数帯域の調整が必要となる。 The second problem of the laminated radome structure is that it is difficult to adjust the transmission frequency bandwidth after fabrication. When a manufacturing error occurs in the film thickness of the radome plate, it is difficult to adjust the transmission frequency band after manufacturing. In particular, in the ultra-short wavelength region such as the millimeter wave band, for example, a manufacturing error of about 1 mm at 60 GHz corresponds to a quarter wavelength in the air, and the equivalent wavelength is further shortened in the dielectric substrate. The change in the frequency band due to increases. Depending on the communication method, the frequency bandwidth used may be changed depending on the communication environment. In order to effectively use the frequency band, it is necessary to be able to change the transmission frequency bandwidth appropriately according to the frequency bandwidth to be used. For this reason, adjustment of the frequency band after manufacture is needed.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、レドーム構造を単純な構造としながらも、任意の周波数帯域幅を設定でき、作製後であっても透過周波数帯域幅を適宜調整することができるレドーム構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to set an arbitrary frequency bandwidth while making the radome structure simple, and to adjust the transmission frequency bandwidth appropriately even after fabrication. An object of the present invention is to provide a radome structure that can be used.
かかる目的を達成するために、本発明に係るレドーム構造は、平面板にアンテナが支持され、該アンテナの放射方向にレドーム板が設けられ、上記レドーム板と上記平面板とによって半波長共振器が形成されてなるレドーム構造であって、上記レドーム板は偏光板を少なくとも一部に含み、上記アンテナから放射される偏波方向と上記偏光板の偏光方向とのなす角により、上記レドーム板における透過周波数帯域幅を調整可能に構成されたことを特徴とする。 In order to achieve such an object, the radome structure according to the present invention has an antenna supported by a plane plate, a radome plate is provided in the radiation direction of the antenna, and a half-wave resonator is formed by the radome plate and the plane plate. A radome structure formed, wherein the radome plate includes at least a part of a polarizing plate, and is transmitted through the radome plate according to an angle formed by a polarization direction radiated from the antenna and a polarization direction of the polarizing plate. The frequency bandwidth can be adjusted.
以上のように、本発明によれば、レドーム構造を単純な構造としながらも、任意の周波数帯域幅を設定できる。また、作製後であっても透過周波数帯域幅を適宜調整することができる。 As described above, according to the present invention, an arbitrary frequency bandwidth can be set while the radome structure is a simple structure. In addition, the transmission frequency bandwidth can be adjusted as appropriate even after fabrication.
次に、本発明に係るレドーム構造を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
本発明の各実施形態は、単純な構造でありながら、透過周波数帯域幅の調整が可能なレドーム構造を実現する好適なものを例示している。
Next, an embodiment to which the radome structure according to the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
Each embodiment of the present invention exemplifies a suitable one that realizes a radome structure capable of adjusting a transmission frequency bandwidth while having a simple structure.
〔第1の実施形態〕
まず、本発明の第1の実施形態の概略について説明する。
本実施形態は、図1に示すように、平面基板101と偏光板103により半波長共振器が構成されており、平面基板101と偏光板103との距離は透過周波数帯域の中心周波数の半波長分に相当する。偏光板103の偏光方向は、アンテナからの放射電磁波105の偏光方向に対するなす角が設定されている。
[First Embodiment]
First, an outline of the first embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a half-wave resonator is configured by the
ここで、偏光板103の偏光方向と、放射電磁波105の偏光方向とのなす角により、偏光板103における放射電磁波105の反射率が決定され、半波長共振器内のQ値が決定される。このため、アンテナから放射される偏波方向と偏光板103の偏光方向とのなす角を調整することで、偏光板103における放射電磁波105の反射率が調整でき、結果として、レドーム10からの通過周波数帯域幅を調整することができるようになっている。
以上のようにして、単層構造で設計が非常に容易でありながら、周波数帯域幅が偏光板103の偏光方向の設定のみで決定できるようになっている。
Here, the reflectivity of the radiated
As described above, the frequency bandwidth can be determined only by setting the polarization direction of the polarizing
次に、本発明の各実施形態の構成について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を模式的に示す断面図である。図示されるレドーム構造10は、平面基板101、アンテナ102、偏光板103、側壁104によって構成されている。平面基板101に支持されたアンテナ102の放射方向上方は、偏光板103によって構成されるレドーム板に覆われている。アンテナ102の横方向は側壁104によって閉じられている。
Next, the configuration of each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of the present invention. The illustrated
平面基板101と偏光板103により半波長共振器が構成されており、平面基板101と偏光板103との距離は透過周波数帯域の中心周波数の半波長分に相当する。平面基板101と偏光板103との距離は、半波長が望ましいが半波長の自然数倍でも構わない。
The
このように、本実施形態は、平面基板101とレドーム板(偏光板103)との距離がこの半波長の自然数倍の距離となるようにレドーム構造が構成されることで、平面基板101とレドーム板とにより半波長共振器が形成される構成となっている。
As described above, in this embodiment, the radome structure is configured such that the distance between the
偏光板103の偏光方向は、アンテナからの放射電磁波105の偏光方向に対するなす角が設定されている。偏光板103の偏光方向と放射電磁波105の偏光方向のなす角により偏光板103における放射電磁波105の反射率が決定され、半波長共振器内のQ値が決定されるのでレドーム10からの透過周波数帯域幅が決定される。
The polarization direction of the polarizing
偏光板103による透過周波数帯域幅の制御の効果を大きくするためには、平面基板101において全反射させることが望ましく、基板表面もしくは裏面の全面において金属を貼り付けた構造が望ましい。偏光板103は、たとえば空中に金属ワイヤを等間隔に並べたワイヤーグリッドポーラライザなどを用いることができる。
In order to increase the effect of controlling the transmission frequency bandwidth by the polarizing
以上の構成により、レドーム板が単層でありながら、透過帯域幅を調整する機能を備えたレドーム構造を実現できる。単層構造であり、周波数帯域幅は偏光板103の偏光方向の設定のみで決定できるために設計が非常に容易である。本レドーム構造の作製後に周波数帯域幅の修正も可能である。
With the above configuration, a radome structure having a function of adjusting the transmission bandwidth can be realized while the radome plate is a single layer. Since it has a single layer structure and the frequency bandwidth can be determined only by setting the polarization direction of the polarizing
図2には、本発明の透過周波数帯域幅の制御効果を示している。中心周波数を57GHzとして、アンテナ支持基板と偏光板により半波長共振器を形成した。アンテナ支持基板と偏光板との距離は2.6mmとした。この図2は、以上の条件において、偏光板の偏光方向と放射電磁波の偏波方向とのなす角を5°〜30°まで変化させた場合の平面基板から垂直上側における放射電磁波利得の周波数変化を示している。
なす角0°において電磁波は偏光板に完全に遮断され、90°で全透過する。偏光板の角度5°〜30°において周波数帯域0.4GHz〜2.1GHzまで制御されており、十分な効果が認められる。
FIG. 2 shows the control effect of the transmission frequency bandwidth of the present invention. A half-wave resonator was formed with an antenna support substrate and a polarizing plate at a center frequency of 57 GHz. The distance between the antenna support substrate and the polarizing plate was 2.6 mm. FIG. 2 shows the frequency change of the radiated electromagnetic wave gain from the plane substrate to the vertical upper side when the angle formed by the polarization direction of the polarizing plate and the polarization direction of the radiated electromagnetic wave is changed from 5 ° to 30 ° under the above conditions. Is shown.
At an angle of 0 °, the electromagnetic wave is completely blocked by the polarizing plate and is totally transmitted at 90 °. The frequency band is controlled from 0.4 GHz to 2.1 GHz at an angle of 5 ° to 30 ° of the polarizing plate, and a sufficient effect is recognized.
なお、レドーム板103における反射率を決定するには偏光板103の角度の調整ではなく、アンテナ101を回転させることでも放射電磁波105の偏波方向と偏光板103の偏光方向とのなす角が変化するから、同様の効果が得られる。
In order to determine the reflectance of the
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図3は本発明の第2の実施形態を模式的に示す断面図である。図1の構造に偏光板103を金属もしくは電波吸収体よりなるレドーム板203に置き換えることで構成している。レドーム板203において、アンテナ102からの放射電磁波105のメインビーム通過領域206は開口されており、偏光板207に置き換えられている。アンテナ102の横両側は側壁104により閉じられている。側壁104を構成する材料は、レドーム板203と同様に電波吸収体としても良い。
偏光板207の偏光方向は、第1の実施形態と同様にアンテナからの放射電磁波105の偏光方向に対するなす角が設定されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a second embodiment of the present invention. 1 is configured by replacing the
The polarization direction of the
以上の構造により、第1の形態による効果が得られる上に、アンテナ102からの不要方向への放射を抑圧できる効果がある。なお、第1の実施形態と同様、アンテナ102を回転させることでも同等の効果が得られる。
With the above structure, the effect of the first embodiment can be obtained, and the radiation from the
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図4は本発明の第3の実施形態を模式的に示す断面図である。図1の構成に、金属もしくは電波吸収体からなる遮蔽板307が加わることで構成されている。遮蔽板307は、偏光板103の下側を覆うように設置されており、アンテナ102より放射される電磁波105のメインビーム通過領域306が開口されている。開口部分は開口面積が調整できる絞り機構308が具備されている。絞り機構308の構造上の制限は特に無い。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a third embodiment of the present invention. It is configured by adding a
図5は遮蔽板307を上からみた構造図であるが、絞り構造308は、例えば図に示すようなアイリス絞りを用いることで実現可能である。絞り機構308を具備することにより、第2の形態による効果が得られる上に、通過させるビーム幅の選択が可能となる。当然のことながら、電波の遮断も可能となる。遮蔽板307は、偏光板103の上側を覆っていても構わない。
FIG. 5 is a structural view of the
〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図6は、本発明の第4の実施形態を模式的に示す断面図である。図1の構成において、側壁104と平面基板101との接続部分に、図6に示すような回転機構406が構成されている。回転機構406は、必ずしも図6に示すような構造である必要はなく、側壁104と平面基板101の接続を保持しながら偏光板103もしくは平面基板101が回転できればよい。
これにより、偏光板103もしくは放射電磁波105の偏光方向が連続的に調整可能となるから、第1の使用形態の効果を得ながら周波数帯域幅が適宜調整可能となる。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a fourth embodiment of the present invention. In the configuration of FIG. 1, a
Thereby, since the polarization direction of the
〔第5の実施形態〕
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
図7は、本発明の第5の実施形態を模式的に示す断面図である。図6の構成において、回転機構406が偏光板103と側壁104の接続部分に形成されている。これにより、第4の実施形態と同等の効果を得ることができる。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a fifth embodiment of the present invention. In the configuration of FIG. 6, a
〔第6の実施形態〕
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。
図8は、本発明の第6の実施形態を模式的に示す断面図である。この第6の実施形態では、図1の構成における偏光板103が誘電体材料からなるレドーム板506に置き換えられている。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, the
レドーム板506の上面は、金属パターンニングによりレドーム板506の露出部と金属部507による縞構造を形成している。この縞構造によりワイヤーグリッド偏光板が形成され、第1の実施形態における偏光板103と同様の効果を得ることができる。
The upper surface of the
レドーム板506は側壁104と同じ誘電体材料でも構わない。また、金属パターニング面はレドーム板506の上面ではなく下面であっても構わない。以上の構成により、第1の使用形態と同等の効果を得ることができながら、簡単に作製できる効果がある。
The
〔第7の実施形態〕
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。
図9は、本発明の第7の実施形態を模式的に示す断面図である。図8の構成において、アンテナ102より放射される電磁波105のメインビーム通過領域608が、レドーム板506上において金属パターンによる偏光板609を形成しており、そのほかの部分は全面に金属が塗布されている。これにより、第2の実施形態と同等の効果を得ることができるうえに作製が簡単になる。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a seventh embodiment of the present invention. In the configuration of FIG. 8, the main
〔第8の実施形態〕
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。
図10は、本発明の第8の実施形態を模式的に示す断面図である。図1の構成において、偏光板103を液晶偏光板706に置き換えている。液晶偏光板の外側には制御回路707が接続されており、外部から液晶偏光板への印可電界の方向を制御することができる。これにより、外部より液晶の偏光方向の制御が可能となる。本構造は、第1の実施形態だけではなく、上述した各実施形態においても同様に適用可能である。特に、上述した第3までの実施形態では、偏光板を置き換えるだけで実現可能である。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an eighth embodiment of the present invention. In the configuration of FIG. 1, the
〔第9の実施形態〕
次に、本発明の第9の実施形態について説明する。
図11は、本発明の第9の実施形態を模式的に示す断面図である。図1の構造であるレドーム構造11〜14を横に4つ並べている。実際には4つでなくてもよく、何個並べても構わない。これにより、高利得が実現できる。また、仮にレドーム11が破損し、送信出力が低下した場合にも12〜14の出力が維持されているから、通信にあたえる影響を小さくできる。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a ninth embodiment of the present invention. Four radome structures 11 to 14 which are the structure of FIG. 1 are arranged side by side. Actually, the number is not limited to four, and any number may be arranged. Thereby, a high gain can be realized. Moreover, since the output of 12-14 is maintained also when the radome 11 is damaged and transmission output falls, the influence given to communication can be made small.
この第9の実施形態としての構造は、横1列に並べるだけでなく縦方向にも配置し2次元的な配列とすることが可能である。また、本実施形態は、第1の構造だけでなく、上記第8までの構造において偏光板を液晶偏光板に置き換えることで適応可能である。 The structure as the ninth embodiment can be arranged not only in a horizontal row but also in a vertical direction to form a two-dimensional array. Further, the present embodiment can be applied by replacing the polarizing plate with a liquid crystal polarizing plate in the structure up to the eighth structure as well as the first structure.
〔各実施形態について〕
以上のように、本発明を適用する第1の構成例として、平面基板に支持されたアンテナにおいて、上記アンテナの放射方向に偏光板からなるレドーム板を設け、上記レドーム板と上記平面基板によって半波長共振器を形成し、上記アンテナから放射される偏波方向と上記偏光板の偏光方向のなす角は、放射電磁波が偏光板において、所望の反射率を有するように上記偏光板の回転角が設定されていることを特徴とするレドーム構造がある。
[About each embodiment]
As described above, as a first configuration example to which the present invention is applied, in the antenna supported by the flat substrate, a radome plate made of a polarizing plate is provided in the radiation direction of the antenna, and the radome plate and the flat substrate are half-finished. The angle formed between the polarization direction radiated from the antenna and the polarization direction of the polarizing plate, which forms a wavelength resonator, is such that the rotation angle of the polarizing plate is such that the radiated electromagnetic wave has a desired reflectance in the polarizing plate. There is a radome structure characterized by being set.
この第1の構成例によるレドーム構造は、アンテナを支持する平面基板とアンテナの放射方向にあるレドーム板との間隔を透過周波数帯域の中心周波数の半波長の自然数倍とし、レドーム板が偏光板から構成されており、アンテナからの放射電磁波が、偏光板において所望の反射率を有するように偏光板の偏光方向と電磁波の偏光方向のなす角を偏光板の回転角によって調整されていることを特徴とする。 In the radome structure according to the first configuration example, the distance between the flat substrate supporting the antenna and the radome plate in the radial direction of the antenna is a natural number multiple of half the wavelength of the center frequency of the transmission frequency band, and the radome plate is a polarizing plate. The angle between the polarization direction of the polarizing plate and the polarization direction of the electromagnetic wave is adjusted by the rotation angle of the polarizing plate so that the electromagnetic wave radiated from the antenna has a desired reflectance in the polarizing plate. Features.
この第1の構成例による作用としては、アンテナを支持する平面基板とレドーム板との間隔を透過周波数帯域の中心周波数の半波長の自然数倍として半波長共振器を形成し、レドーム板は偏光板により構成し、アンテナからの放射電磁波が偏光板において所望の反射率を有するように偏光板の偏光方向と電磁波の偏光方向のなす角を偏光板の回転角によって調整することで、アンテナを支持する平面基板とレドーム板により形成される半波長共振器のQ値が調整されるため、レドーム板1枚によって所望の透過周波数帯域幅を有するレドーム構造を実現できる効果がある。 As an operation according to this first configuration example, a half-wave resonator is formed by setting the distance between the flat substrate supporting the antenna and the radome plate to a natural number multiple of the half wavelength of the center frequency of the transmission frequency band. The antenna is supported by adjusting the angle between the polarization direction of the polarizing plate and the polarization direction of the electromagnetic wave by the rotation angle of the polarizing plate so that the electromagnetic wave radiated from the antenna has a desired reflectance at the polarizing plate. Since the Q value of the half-wave resonator formed by the planar substrate and the radome plate is adjusted, a radome structure having a desired transmission frequency bandwidth can be realized by one radome plate.
以上のように、上述した第1の構成例による効果は、アンテナを支持する平面基板と偏光板からなるレドーム板により半波長共振器を形成し、放射電磁波の偏光方向に対する偏光板の角度を調節することで、単層のレドーム板にてレドームからの透過周波数帯域を容易に設定することができる点にある。
その理由は、偏光板における電磁波の反射率が入射電磁波の偏光方向と偏光板の偏光方向のなす角度により変化し、共振器内のQ値が変化するのでレドームと偏光板により形成している半波長共振器の透過帯域を調整することが可能となるためである。
As described above, the effect of the first configuration example described above is that the half-wave resonator is formed by the radome plate including the flat substrate supporting the antenna and the polarizing plate, and the angle of the polarizing plate with respect to the polarization direction of the radiated electromagnetic wave is adjusted. Thus, the transmission frequency band from the radome can be easily set with a single-layer radome plate.
The reason is that the reflectivity of the electromagnetic wave in the polarizing plate changes depending on the angle formed by the polarization direction of the incident electromagnetic wave and the polarizing direction of the polarizing plate, and the Q value in the resonator changes. This is because the transmission band of the wavelength resonator can be adjusted.
また、本発明を適用する第2の構成例として、平面基板に支持されたアンテナにおいて、上記アンテナの放射方向に偏光板からなるレドーム板を設け、上記レドーム板と上記平面基板によって半波長共振器を形成し、上記アンテナから放射される偏波方向と上記偏光板の偏光方向のなす角は、放射電磁波が偏光板において、所望の反射率を有するように上記アンテナの回転角が設定されていることを特徴とするレドーム構造がある。 Further, as a second configuration example to which the present invention is applied, in the antenna supported by the planar substrate, a radome plate made of a polarizing plate is provided in the radiation direction of the antenna, and the half-wave resonator is formed by the radome plate and the planar substrate. The angle between the polarization direction radiated from the antenna and the polarization direction of the polarizing plate is set so that the radiated electromagnetic wave has a desired reflectance in the polarizing plate. There is a radome structure characterized by this.
この第2の構成例によるレドーム構造は、アンテナを支持する平面基板とアンテナの放射方向にあるレドーム板との間隔を透過周波数帯域の中心周波数の半波長の自然数倍とし、レドーム板が偏光板から構成されており、アンテナから放射された電磁波が、偏光板において所望の反射率を有するように偏光板の偏光方向と電磁波の偏光方向のなす角をアンテナの回転角によって調整されていることを特徴とする。 In the radome structure according to the second configuration example, the distance between the flat substrate supporting the antenna and the radome plate in the radial direction of the antenna is a natural number multiple of half the wavelength of the center frequency of the transmission frequency band, and the radome plate is a polarizing plate. The angle between the polarization direction of the polarizing plate and the polarization direction of the electromagnetic wave is adjusted by the rotation angle of the antenna so that the electromagnetic wave radiated from the antenna has a desired reflectance in the polarizing plate. Features.
この第2の構成例による作用としては、アンテナを支持する平面基板とレドーム板との間隔を透過周波数帯域の中心周波数の半波長の自然数倍として半波長共振器を形成し、レドーム板は偏光板により構成し、アンテナから放射された電磁波が偏光板において所望の反射率を有するように偏光板の偏光方向と電磁波の偏光方向のなす角をアンテナの回転角によって調整することで、アンテナを支持する平面基板とレドーム板により形成される半波長共振器のQ値が調整されるため、レドーム板1枚によって所望の透過周波数帯域幅を有するレドーム構造を実現できる効果がある。 As an effect of this second configuration example, a half-wave resonator is formed by setting the distance between the flat substrate supporting the antenna and the radome plate to be a natural number multiple of the half wavelength of the center frequency of the transmission frequency band. The antenna is supported by adjusting the angle between the polarization direction of the polarizing plate and the polarization direction of the electromagnetic wave according to the rotation angle of the antenna so that the electromagnetic wave radiated from the antenna has a desired reflectance at the polarizing plate. Since the Q value of the half-wave resonator formed by the planar substrate and the radome plate is adjusted, a radome structure having a desired transmission frequency bandwidth can be realized by one radome plate.
以上のように、上述した第2の構成例による効果は、アンテナを支持する平面基板と偏光板からなるレドーム板により半波長共振器を形成し、アンテナから放射された電磁波の偏光方向と偏光板の偏光方向のなす角を、放射電磁波がレドーム板において所望の反射率を有するようにアンテナの回転角を調整することで、単層のレドーム板にてレドームからの透過周波数帯域を容易に設定することができる点にある。
その理由は、アンテナより放射された電磁波の偏光方向と偏光板の偏光方向のなす角度により偏光板における電磁波の反射率が変化し、共振器内のQ値が変化するのでレドームと偏光板により形成している半波長共振器の透過帯域を調整することが可能となるためである。
As described above, the effect of the second configuration example described above is that a half-wave resonator is formed by a radome plate composed of a flat substrate that supports an antenna and a polarizing plate, and the polarization direction of electromagnetic waves radiated from the antenna and the polarizing plate The transmission frequency band from the radome can be easily set with a single-layer radome plate by adjusting the angle of rotation of the antenna so that the radiated electromagnetic wave has a desired reflectance at the radome plate. There is a point that can be.
The reason is that the reflectivity of the electromagnetic wave in the polarizing plate changes depending on the angle formed by the polarization direction of the electromagnetic wave radiated from the antenna and the polarizing direction of the polarizing plate, and the Q value in the resonator changes. This is because it is possible to adjust the transmission band of the half-wave resonator.
また、本発明を適用する第3の構成例として、上述した第1または第2の構成例のレドーム板において、上記アンテナより放射される電磁波のメインビームが通過する領域を開口し、上記領域以外が金属もしくは電波吸収体により構成されていることを特徴とするレドーム構造がある。 Further, as a third configuration example to which the present invention is applied, in the radome plate of the first or second configuration example described above, an area through which the main beam of the electromagnetic wave radiated from the antenna passes is opened, and the area other than the above area There is a radome structure characterized in that is made of a metal or a radio wave absorber.
この第3の構成例によるレドーム構造は、上述した第1または第2の構成例のレドーム構造において、アンテナからの放射電磁波のメインビーム通過領域では偏光板からなるレドーム板を用い、その他の部分を金属もしくは電波吸収体からなるレドーム板を用いることを特徴とする。 The radome structure according to the third configuration example is the same as the radome structure according to the first or second configuration example described above, but uses a radome plate made of a polarizing plate in the main beam passage region of the electromagnetic wave radiated from the antenna, A radome plate made of metal or an electromagnetic wave absorber is used.
この第3の構成例による作用としては、上述した第1または第2の構成例の構造において、アンテナから放射される電磁波のメインビーム通過領域のレドーム板には偏光板を用い、その他の部分を金属もしくは電波吸収体とすることで、上述した第1または第2の構成例による効果に加えて、不要方向へのビームの放射が金属による反射もしくは電波吸収体による電磁波の吸収により、抑圧される効果がある。 As an effect of the third configuration example, in the structure of the first or second configuration example described above, a polarizing plate is used for the radome plate in the main beam passage region of the electromagnetic wave radiated from the antenna, and other portions are used. By using a metal or a radio wave absorber, in addition to the effects of the first or second configuration example described above, radiation of a beam in an unnecessary direction is suppressed by reflection by the metal or absorption of electromagnetic waves by the radio wave absorber. effective.
以上のように、上述した第3の構成例による効果は、上述した第1または第2の構成例による効果が得られるレドーム構造において、レドーム板のアンテナからの放射電磁波の不要ビームの通過部分を金属もしくは電波吸収体とすることで、上述した第1または第2の構成例による効果を得ながらアンテナから放射されたメインビームのみをレドーム外に放射することができる点にある。 As described above, the effect of the above-described third configuration example is that in the radome structure in which the effect of the above-described first or second configuration example is obtained, the unnecessary beam passing portion of the radiated electromagnetic wave from the antenna of the radome plate can be obtained. By using a metal or radio wave absorber, only the main beam radiated from the antenna can be radiated to the outside of the radome while obtaining the effects of the first or second configuration example described above.
また、本発明を適用する第4の構成例として、上述した第1または第2の構成例のレドーム板において、金属もしくは電波吸収体からなる遮蔽板により上記偏光板からなるレドーム板の上側もしくは下側が覆われており、上記遮蔽板において上記アンテナより放射される電磁波のメインビームが通過する領域は開口されており、開口部分は開口面積の調節機能を具備することを特徴とするレドーム構造がある。 Further, as a fourth configuration example to which the present invention is applied, in the radome plate of the first or second configuration example described above, an upper side or a lower side of the radome plate made of the polarizing plate by a shielding plate made of metal or a radio wave absorber. There is a radome structure in which a side is covered, a region through which a main beam of electromagnetic waves radiated from the antenna passes is opened in the shielding plate, and the opening portion has a function of adjusting an opening area. .
この第4の構成例によるレドーム構造は、上述した第1または第2の構成例の構造において、金属もしくは電波吸収体が偏光板からなるレドーム板の上側もしくは下側を覆い、アンテナからの放射電磁波のメインビームの通過領域は開口されており、開口部分は開口面積が調節可能な機能を具備していることを特徴とする。 The radome structure according to the fourth configuration example is the same as the structure of the first or second configuration example described above, and covers the upper side or the lower side of the radome plate in which the metal or the radio wave absorber is a polarizing plate, and radiates electromagnetic waves from the antenna. The main beam passage region is opened, and the opening has a function of adjusting the opening area.
この第4の構成例による作用としては、上述した第1または第2の構成例の構造において、金属もしくは電波吸収体からなる遮蔽板が偏光板からなるレドーム板の上側もしくは下側を覆い、遮蔽板はアンテナから放射される電磁波のメインビームの通過領域が開口されており、開口部分に開口面積を調節可能な機能を具備することで、不要方向へのビームが金属による反射もしくは、電波吸収体による電磁波の吸収により不要方向へのビームの放射が抑圧される上に、アンテナから放射される電磁波のビーム領域を適宜選択して放射できる効果がある。 As an effect of the fourth configuration example, in the structure of the first or second configuration example described above, the shielding plate made of a metal or a radio wave absorber covers the upper side or the lower side of the radome plate made of a polarizing plate, and shields it. The plate has an opening area for the main beam of electromagnetic waves radiated from the antenna, and the opening portion has a function that allows the opening area to be adjusted, so that the beam in an unnecessary direction is reflected by a metal or is a radio wave absorber. In addition to suppressing the radiation of the beam in the unnecessary direction due to the absorption of the electromagnetic wave by, there is an effect that the beam region of the electromagnetic wave radiated from the antenna can be appropriately selected and emitted.
以上のように、上述した第4の構成例による効果は、上述した第1または第2の構成例による効果が得られるレドーム構造において、金属もしくは電波吸収体からなる遮蔽板により偏光板からなるレドーム板の上側もしくは下側を覆い、アンテナから放射される電磁波のメインビームの通過領域は開口し、開口部分に開口面積を調節可能な機能を具備することで、不要方向へのビームが金属による反射もしくは、電波吸収体による電磁波の吸収により抑圧される上に、アンテナから放射される電磁波の所望ビーム領域を適宜選択して放射できる効果がある。 As described above, the effect of the fourth configuration example described above is that the radome made of a polarizing plate by the shielding plate made of a metal or a radio wave absorber in the radome structure in which the effect of the first or second configuration example described above is obtained. Covering the upper or lower side of the plate, the area where the main beam of the electromagnetic wave radiated from the antenna passes is opened, and the opening has a function that allows the opening area to be adjusted. Alternatively, the electromagnetic wave is suppressed by absorption of the electromagnetic wave by the radio wave absorber, and the desired beam region of the electromagnetic wave radiated from the antenna can be appropriately selected and radiated.
また、本発明を適用する第5の構成例として、上述した第1から第4の構成例のレドーム板において、上記偏光板の接続部に偏光板の回転機構を具備することを特徴とするレドーム構造がある。 Further, as a fifth configuration example to which the present invention is applied, in the radome plate of the first to fourth configuration examples described above, the connecting portion of the polarizing plate is provided with a polarizing plate rotating mechanism. There is a structure.
この第5の構成例によるレドーム構造は、上述した第1から第4の構成例において、上記偏光板からなるレドーム板の接続部分に偏光板の回転機構が具備されていることを特徴とする。 The radome structure according to the fifth configuration example is characterized in that, in the above-described first to fourth configuration examples, a rotating mechanism of the polarizing plate is provided at the connecting portion of the radome plate made of the polarizing plate.
この第5の構成例による作用としては、上述した第1から第4の構成例において、偏光板からなるレドーム板の接続部分に偏光板の回転機構を具備することで、レドーム板における放射電磁波の反射率が適宜変更可能となり、周波数帯域幅が適宜調節可能となる効果がある。 As an effect of the fifth configuration example, in the first to fourth configuration examples described above, by providing a rotating mechanism of the polarizing plate at the connection portion of the radome plate made of the polarizing plate, The reflectance can be changed as appropriate, and the frequency bandwidth can be adjusted as appropriate.
以上のように、上述した第5の構成例による効果は、上述した第1から第4の構成例による効果が得られるレドーム構造において、偏光板からなるレドーム板の接続部分に偏光板の回転機構を具備することで、レドーム構造の作製後および通信中において使用する周波数帯域幅に応じて、透過周波数帯域を適宜調整することができる点にある。
その理由は、偏光板からなるレドーム板に具備した回転機構により、偏光板とアンテナから放射された電磁波の偏光方向とのなす角を連続的に変化させられるようになり、周波数帯域幅を調整することができるようになるためである。
As described above, the effect of the fifth configuration example described above is that in the radome structure in which the effects of the first to fourth configuration examples described above are obtained, the rotating mechanism of the polarizing plate is connected to the connecting portion of the radome plate made of the polarizing plate. The transmission frequency band can be appropriately adjusted according to the frequency bandwidth used after the radome structure is manufactured and during communication.
The reason is that the angle formed between the polarizing plate and the polarization direction of the electromagnetic wave radiated from the antenna can be continuously changed by the rotation mechanism provided in the radome plate made of the polarizing plate, and the frequency bandwidth is adjusted. Because it will be able to.
また、本発明を適用する第6の構成例として、上述した第1から第5の構成例のレドーム板において、上記アンテナに回転機構を具備することを特徴とするレドーム構造がある。 As a sixth configuration example to which the present invention is applied, there is a radome structure in which the antenna includes a rotation mechanism in the radome plates of the first to fifth configuration examples described above.
この第6の構成例によるレドーム構造は、上述した第1から第5の構成例の構造において、上記アンテナに回転機構が具備されていることを特徴とする。 The radome structure according to the sixth configuration example is characterized in that, in the structures of the first to fifth configuration examples described above, the antenna is provided with a rotation mechanism.
この第6の構成例による作用としては、上述した第1から第5の構成例において、上記アンテナに回転機構を具備することで、アンテナから放射された電磁波の偏光方向と偏光板の偏光方向とのなす角が変化し、レドーム板における放射電磁波の反射率が適宜変更可能となり、周波数帯域幅が適宜調節可能にできる効果がある。 As an effect of the sixth configuration example, in the first to fifth configuration examples described above, the antenna includes a rotation mechanism, so that the polarization direction of the electromagnetic wave radiated from the antenna and the polarization direction of the polarizing plate Is changed, the reflectance of the radiated electromagnetic wave on the radome plate can be changed as appropriate, and the frequency bandwidth can be adjusted as appropriate.
以上のように、上述した第6の構成例による効果は、上述した第1から第5の構成例の効果が得られるレドーム構造において、上記アンテナに回転機構を具備することで、レドーム構造の作製後および通信中において使用する周波数帯域幅に応じて、透過周波数帯域を適宜調整することができる点にある。
その理由は、偏光板からなるレドーム板に具備した回転機構により偏光板とアンテナから放射された電磁波の偏光方向とのなす角を連続的に変化させられるようになり、周波数帯域幅を調整することができるようになるためである。
As described above, the effect of the sixth configuration example described above is that, in the radome structure in which the effects of the first to fifth configuration examples described above are obtained, the antenna is provided with a rotation mechanism, whereby the radome structure is manufactured. The transmission frequency band can be appropriately adjusted according to the frequency bandwidth used later and during communication.
The reason is that the angle formed between the polarizing plate and the polarization direction of the electromagnetic wave radiated from the antenna can be continuously changed by the rotation mechanism provided in the radome plate made of the polarizing plate, and the frequency bandwidth is adjusted. It is because it becomes possible to do.
また、本発明を適用する第7の構成例として、上述した第1から第6の構成例のレドーム板において、レドーム板の上面もしくは下面への金属パターニングにより、偏光子が形成されることを特徴とするレドーム構造がある。 Further, as a seventh configuration example to which the present invention is applied, in the radome plate of the first to sixth configuration examples described above, a polarizer is formed by metal patterning on an upper surface or a lower surface of the radome plate. There is a radome structure.
この第7の構成例によるレドーム構造は、上述した第1から第6の構成例において、誘電体基板の上面もしくは下面における金属パターニングにより偏光板を形成することを特徴とする。 The radome structure according to the seventh configuration example is characterized in that, in the first to sixth configuration examples described above, a polarizing plate is formed by metal patterning on the upper surface or the lower surface of the dielectric substrate.
この第7の構成例による作用としては、上述した第1から第6の構成例において、偏光板を誘電体基板の上面もしくは下面における金属パターニングによって形成することで、偏光板を別途用意する必要がなく簡易に偏光板が形成できることから、簡単に上述した第1から第4の構成例のレドーム構造を実現することができる効果がある。 As an effect of the seventh configuration example, in the first to sixth configuration examples described above, it is necessary to prepare a polarizing plate separately by forming the polarizing plate by metal patterning on the upper surface or the lower surface of the dielectric substrate. Since the polarizing plate can be easily formed without any effect, the radome structure of the first to fourth configuration examples described above can be easily realized.
以上のように、上述した第7の構成例による効果は、上述した第1から第6の構成例において、レドーム板を構成する誘電体基板の上面もしくは下面において金属パターニングによって偏光板を形成することで、より簡便にレドーム構造が実現できる点にある。
その理由は、レドーム板を形成するレドーム材料の他に偏光板を別途用意する必要がないことから、より簡単にレドーム構造を実現することができるためである。
As described above, the effect of the seventh configuration example described above is that the polarizing plate is formed by metal patterning on the upper surface or the lower surface of the dielectric substrate constituting the radome plate in the first to sixth configuration examples described above. Thus, the radome structure can be realized more easily.
The reason is that it is not necessary to separately prepare a polarizing plate in addition to the radome material for forming the radome plate, so that the radome structure can be realized more easily.
また、本発明を適用する第8の構成例として、上述した第1から第5の構成例の偏光板を液晶偏光子とし、外部電気回路により電気的に上記液晶偏光子の偏光方向を制御することを特徴としたレドーム構造がある。 As an eighth configuration example to which the present invention is applied, the polarizing plates of the first to fifth configuration examples described above are liquid crystal polarizers, and the polarization direction of the liquid crystal polarizer is electrically controlled by an external electric circuit. There is a radome structure characterized by this.
この第8の構成例によるレドーム構造は、上述した第1から第5の構成例において、上記偏光板を液晶偏光板とすることを特徴とする。 The radome structure according to the eighth configuration example is characterized in that, in the first to fifth configuration examples described above, the polarizing plate is a liquid crystal polarizing plate.
この第8の構成例による作用としては、上述した第1から第5の構成例において、偏光板を液晶偏光板とすることで外部電気回路により電気的に偏光方向を制御することで、外部からの偏光方向の調整が可能となる効果がある。 The operation of the eighth configuration example is as follows. In the first to fifth configuration examples described above, the polarizing plate is a liquid crystal polarizing plate, and the polarization direction is electrically controlled by an external electric circuit. There is an effect that the polarization direction can be adjusted.
以上のように、上述した第8の構成例による効果は、上述した第1から第5の構成例の効果が得られるレドーム構造において、偏光板に液晶偏光板を用いることで外部からの制御によりレドームからの透過帯域幅を調整できることにある。
その理由は、液晶偏光板は外部電界により偏光方向の調節が可能であるために、外部回路による制御によって偏光方向の調節が可能となることによる。
As described above, the effect of the above-described eighth configuration example is that the radome structure in which the effects of the above-described first to fifth configuration examples are obtained can be controlled by external control by using a liquid crystal polarizing plate as the polarizing plate. The transmission bandwidth from the radome can be adjusted.
The reason is that since the polarization direction of the liquid crystal polarizing plate can be adjusted by an external electric field, the polarization direction can be adjusted by control by an external circuit.
また、本発明を適用する第9の構成例として、上述した第1から第8の構成例のレドーム構造において、これを複数個配列したことを特徴とするレドーム構造がある。 As a ninth configuration example to which the present invention is applied, there is a radome structure characterized in that a plurality of the radome structures in the first to eighth configuration examples described above are arranged.
この第9の構成例によるレドーム構造は、上述した第1から第8の構成例において、上記レドーム構造を複数配列することを特徴とする。 The radome structure according to the ninth configuration example is characterized in that a plurality of the radome structures are arranged in the first to eighth configuration examples described above.
この第9の構成例による作用としては、上述した第1から第8の構成例のレドーム構造を複数配置することで、大利得が実現できる上に、複数の構造のうち一部のレドームが破損した場合でも他の複数の送信機は損傷せずに通常の通信を維持できるという効果がある。 As an effect of the ninth configuration example, a large gain can be realized by arranging a plurality of the radome structures of the first to eighth configuration examples described above, and a part of the radomes among the plurality of structures is damaged. In this case, normal communication can be maintained without damaging other transmitters.
以上のように、上述した第9の構成例による効果は、上述した第1から第8の構成例による効果が得られるレドーム構造を複数配列することにより、高利得が得られるうえに故障に対する動作信頼性向上が得られる点にある。
その理由は、複数の送信機もしくは受信機を配列することで利得が向上する上に、レドーム構造を複数としていることから、配列を構成するレドーム構造の一部に故障が生じた場合にも、他の送信機もしくは受信機にはレドームの破損による影響が生じないためである。
As described above, the effects of the ninth configuration example described above are obtained by arranging a plurality of radome structures that can achieve the effects of the first to eighth configuration examples described above, thereby obtaining high gain and operating against a failure. It is in the point that reliability improvement is obtained.
The reason is that, by arranging a plurality of transmitters or receivers, the gain is improved, and since a plurality of radome structures are used, even when a failure occurs in a part of the radome structure constituting the array, This is because other transmitters or receivers are not affected by the radome breakage.
以上のように、上述した本発明の各実施形態によれば、レドーム構造を単純な構造とすることで設計上の困難を低減し、透過周波数帯域幅を適宜調整可能とすることで作製誤差による帯域幅の変動や通信における周波数帯域幅の変化に対応することができる、レドーム構造を提供することができる。 As described above, according to each embodiment of the present invention described above, design difficulty is reduced by making the radome structure simple, and the transmission frequency bandwidth can be adjusted as appropriate due to manufacturing errors. It is possible to provide a radome structure that can cope with a change in bandwidth and a change in frequency bandwidth in communication.
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。 Each of the above-described embodiments is a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
10 レドーム構造
101 平面基板
102 アンテナ
103、207 偏光板
104 側壁
105 放射電磁波
206、306、608 放射電磁波のメインビーム通過領域
307 遮蔽板
308 絞り機構
406 回転機構
506 レドーム板
507 金属部
706 液晶偏光板
707 制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記レドーム板は偏光板を少なくとも一部に含み、
前記アンテナから放射される偏波方向と前記偏光板の偏光方向とのなす角により、前記レドーム板における透過周波数帯域幅を調整可能に構成されたことを特徴とするレドーム構造。 A radome structure in which an antenna is supported on a plane plate, a radome plate is provided in the radiation direction of the antenna, and a half-wave resonator is formed by the radome plate and the plane plate,
The radome plate includes a polarizing plate at least in part,
A radome structure configured such that a transmission frequency bandwidth in the radome plate can be adjusted by an angle formed by a polarization direction radiated from the antenna and a polarization direction of the polarizing plate.
前記遮蔽板は、前記レドーム板における、前記アンテナより放射される電磁波のメインビームが通過する領域を少なくとも含む開口部を備えたことを特徴とする請求項1記載のレドーム構造。 A shielding plate is provided on the upper side or the lower side of the radome plate with respect to the antenna,
2. The radome structure according to claim 1, wherein the shielding plate includes an opening including at least a region through which a main beam of an electromagnetic wave radiated from the antenna passes in the radome plate.
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