JP2013113671A

JP2013113671A - Radar reflector

Info

Publication number: JP2013113671A
Application number: JP2011259087A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Inasawa; 良夫稲沢; Yoshihiko Konishi; 善彦小西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-06-10

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To widen beam width of an RCS pattern.SOLUTION: A radar reflector is constituted by making a cylindrical shaped dielectric layer 11 having a predetermined dielectric constant and consisting of a plurality of layers overlapped around the axis center, a first reflector 12 provided at a part of the outer peripheral surface of the dielectric layer 11, and second reflectors 13a, 13b provided approximately perpendicular to the axis center direction of the dielectric layer 11 on the end surface of the dielectric layer 11 as a constitutional unit 1, and constituted by the constitutional unit 1, or linking a plurality of constitutional units 1 in the axis center direction.

Description

この発明は、レーダ波を反射するレーダ反射器に関するものである。 The present invention relates to a radar reflector that reflects radar waves.

船舶には、船舶用レーダから放射されるレーダ波を反射するため、レーダ反射器が搭載されている。船舶用レーダによる視認性を向上するには、レーダ波の反射鏡を示す指標であるレーダ断面積（ＲＣＳ：ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）の大きなレーダ反射器を搭載することが望ましい。このレーダ反射器は、様々な形式が実用化されており、例えば非特許文献１に様々なレーダ反射器が示されている。
以下では、代表的なレーダ反射器の１つとして、上記非特許文献１の９ページ目に記載されているチューブ型のレーダ反射器の動作原理について説明する。 In order to reflect the radar wave radiated from the ship radar, the ship is equipped with a radar reflector. In order to improve the visibility by the marine radar, it is desirable to mount a radar reflector having a large radar cross section (RCS) that is an index indicating a radar wave reflector. Various types of radar reflectors have been put into practical use. For example, Non-Patent Document 1 discloses various radar reflectors.
Hereinafter, the operation principle of a tube-type radar reflector described on page 9 of Non-Patent Document 1 will be described as one of typical radar reflectors.

チューブ型のレーダ反射器は、図５に示すように、破線で示した構成単位１０１を、角度を変えて複数連接した構造となっている。このレーダ反射器の基本的な反射特性は、構成単位１０１の反射特性から説明できる。
図６に構成単位１０１の構造を示す。なお、図６では座標系をあわせて示しており、以降、ｘｚ面を垂直面、ｘｙ面を水平面と定義して説明を行う。また、図７に構成単位１０１の反射板１０２ａ〜１０２ｄをｙ軸方向から見た図を示す。 As shown in FIG. 5, the tube-type radar reflector has a structure in which a plurality of structural units 101 indicated by broken lines are connected at different angles. The basic reflection characteristics of this radar reflector can be explained from the reflection characteristics of the structural unit 101.
FIG. 6 shows the structure of the structural unit 101. In FIG. 6, the coordinate system is also shown. Hereinafter, the xz plane is defined as a vertical plane and the xy plane is defined as a horizontal plane. FIG. 7 shows a view of the reflectors 102a to 102d of the structural unit 101 as seen from the y-axis direction.

レーザ反射器の構成単位１０１では、図７に示すように、反射板１０２ａ〜１０２ｄが構成単位１０１の軸心周りに互いに略直交するように配置されており、よく知られた２面コーナーリフレクタとして動作する構造となっている。すなわち、例えば＋ｘ軸方向から（図７の左側から構成単位１０１側へ）レーダ波が入射した場合、最初に反射板１０２ｂで反射された後、さらに反射板１０２ａで反射されてレーダ波の入射方向に反射波が戻る構造となっており、大きなＲＣＳを有する。
また、構成単位１０１の両端面には、反射板１０３ａ，１０３ｂが構成単位１０１の軸心方向に略垂直に配置されており、３面コーナーリフレクタとして動作する構造となっている。すなわち、図６に示すように、水平面内において、例えば＋ｘ軸方向から少し離れた角度からレーダ波が入射した場合、反射板１０２ａ，１０２ｂおよび反射板１０３ａで順に反射され、レーダ波の入射方向に反射波が戻る構造となっている。 In the structural unit 101 of the laser reflector, as shown in FIG. 7, reflectors 102a to 102d are arranged so as to be substantially orthogonal to each other around the axis of the structural unit 101, and as a well-known two-surface corner reflector. It has a working structure. That is, for example, when a radar wave is incident from the + x-axis direction (from the left side of FIG. 7 to the structural unit 101 side), after being first reflected by the reflecting plate 102b and further reflected by the reflecting plate 102a, the incident direction of the radar wave The reflected wave returns to the top and has a large RCS.
Further, on both end faces of the structural unit 101, reflectors 103a and 103b are disposed substantially perpendicular to the axial direction of the structural unit 101, and the structure unit 101 operates as a three-surface corner reflector. That is, as shown in FIG. 6, in the horizontal plane, for example, when a radar wave is incident from an angle slightly away from the + x axis direction, it is sequentially reflected by the reflecting plates 102a and 102b and the reflecting plate 103a, and in the incident direction of the radar wave. The reflected wave returns.

Ｓ．Ｌｕｋｅ著，“ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＭａｒｉｎｅＲａｄａｒＲｅｆｌｅｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅＭａｒｋｅｔ”，ＱｉｎｅｔｉＱＬｔｄ. ２００７S. By Luke, “Performance Investigation of Marine Radar Reflectors on the Market”, QinetiQ Ltd. 2007

しかしながら、非特許文献１に開示された従来のレーダ反射器では、図７において、２面コーナーリフレクタのｘｚ面内のＲＣＳパターンのビーム幅が狭い。そのため、入射角がｘ軸方向から離れるとＲＣＳの値が低くなり、レーダ反射器として十分な性能を達成できないという課題があった。 However, in the conventional radar reflector disclosed in Non-Patent Document 1, the beam width of the RCS pattern in the xz plane of the dihedral corner reflector is narrow in FIG. For this reason, when the incident angle is away from the x-axis direction, the RCS value becomes low, and there is a problem that sufficient performance as a radar reflector cannot be achieved.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ＲＣＳパターンのビーム幅を広くすることができるレーダ反射器を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a radar reflector that can widen the beam width of the RCS pattern.

この発明に係るレーダ反射器は、所定の比誘電率を有し、軸心周りに重ねられた複数の層からなる円柱形状の誘電体層と、誘電体層の外周面の一部に設けられた第１の反射板と、誘電体層の端面に、当該誘電体層の軸心方向に略垂直に設けられた第２の反射板とを構成単位とし、１つの構成単位から構成された、または、複数の構成単位が軸心方向に連接されて構成されたものである。 A radar reflector according to the present invention has a predetermined dielectric constant, and is provided on a cylindrical dielectric layer composed of a plurality of layers stacked around an axis, and on a part of the outer peripheral surface of the dielectric layer. The first reflecting plate and the second reflecting plate provided on the end face of the dielectric layer substantially perpendicularly to the axial direction of the dielectric layer are used as the constituent units, and are configured from one constituent unit. Alternatively, a plurality of structural units are connected in the axial direction.

この発明によれば、上記のように構成したので、ＲＣＳパターンのビーム幅を広くすることができる。 According to the present invention, since it is configured as described above, the beam width of the RCS pattern can be widened.

この発明の実施の形態１に係るレーダ反射器の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the radar reflector based on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るレーダ反射器の構成単位の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the structural unit of the radar reflector which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るレーダ反射器の構成単位の構造を示すｙ軸方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the y-axis direction which shows the structure of the structural unit of the radar reflector which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係るレーダ反射器の構成単位の構造を示すｙ軸方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the y-axis direction which shows the structure of the structural unit of the radar reflector which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来のレーダ反射器の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional radar reflector. 従来のレーダ反射器の構成単位の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the structural unit of the conventional radar reflector. 従来のレーダ反射器の構成単位の反射板をｙ軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the reflector of the structural unit of the conventional radar reflector from the y-axis direction.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ反射器の構造を示す斜視図であり、図２はレーザ反射器の構成単位１の構造を示す斜視図である。なお、図１，２では、構成単位１の後述する誘電体層１１を３層とした場合を示している。
レーダ反射器は、図１に示すように、破線で示した構成単位１を軸心方向に複数連接することで構成されている。なお、図１では、複数の構成単位１によりレーダ反射器を構成しているが、１つの構成単位１によりレーダ反射器を構成するようにしてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a radar reflector according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a structural unit 1 of the laser reflector. 1 and 2 show a case where the dielectric layer 11 described later of the structural unit 1 has three layers.
As shown in FIG. 1, the radar reflector is configured by connecting a plurality of structural units 1 indicated by broken lines in the axial direction. In FIG. 1, the radar reflector is configured by a plurality of structural units 1, but the radar reflector may be configured by one structural unit 1.

このレーダ反射器の構成単位１は、図２に示すように、所定の比誘電率を有し、軸心周りに重ねられた複数の層からなる円柱形状の誘電体層１１と、誘電体層１１の外周面の一部に設けられた金属板である第１の反射板１２と、誘電体層１１の端面（円柱の上下底面）に当該誘電体層１１の軸心方向に略垂直に設けられた金属板である第２の反射板１３ａ，１３ｂとから構成されている。なお、図２では、誘電体層１１は３つの層１１ａ〜１１ｃで構成されている。また、第１の反射板１２は半円筒形状に構成され、誘電体層１１の外周面のうち、レーザ波が入射する部分とは反対側部分（入射したレーザ波が集束する部分）に貼り付けられている（図３参照）。 As shown in FIG. 2, the radar reflector structural unit 1 includes a cylindrical dielectric layer 11 having a predetermined relative dielectric constant and composed of a plurality of layers stacked around an axis, and a dielectric layer. The first reflecting plate 12 which is a metal plate provided on a part of the outer peripheral surface of the dielectric layer 11 and the end surface of the dielectric layer 11 (upper and lower bottom surfaces of the cylinder) are provided substantially perpendicular to the axial direction of the dielectric layer 11 It is comprised from the 2nd reflecting plates 13a and 13b which are the obtained metal plates. In FIG. 2, the dielectric layer 11 includes three layers 11a to 11c. The first reflecting plate 12 is formed in a semi-cylindrical shape, and is attached to a portion of the outer peripheral surface of the dielectric layer 11 opposite to the portion where the laser wave is incident (the portion where the incident laser wave is focused). (See FIG. 3).

次に、上記のように構成されたレーダ反射器の構成単位１による効果について、図３を参照しながら説明する。
なお、図３に示すレーダ反射器の構成単位１では、誘電体層１１をｎ層としており、符号１１ａは第１層目の誘電体層、符号１１ｂは第２層目の誘電体層、符号１１ｎは第ｎ層目の誘電体層である。また、構成単位１の最外形の半径はｒ_０であるとする。 Next, the effect of the structural unit 1 of the radar reflector configured as described above will be described with reference to FIG.
In the radar reflector constituent unit 1 shown in FIG. 3, the dielectric layer 11 is an n layer, the reference numeral 11a is the first dielectric layer, the reference numeral 11b is the second dielectric layer, the reference numeral Reference numeral 11n denotes an nth dielectric layer. Further, the radius of the outermost constituent unit 1 is r _0.

この比誘電率は、理想的なルーネベルグレンズの誘電率分布を各層の中心点でサンプリングした値である。

This relative dielectric constant is a value obtained by sampling the dielectric constant distribution of an ideal Luneberg lens at the center point of each layer.

そして、この構成単位１は、反射板付きルーネベルグレンズとして動作する。なお、ルーネベルグレンズは、通常、球形の形状で構成されるものであるが、本実施の形態では、円柱形状にルーネベルグレンズ特有の誘電率分布を適用している。これにより、垂直面（ｘｚ面）内のＲＣＳパターンのビーム幅を十分広くすることができる。
例えば、図３において、＋ｘ軸付近からレーダ波が入射した場合、当該レーダ波は、誘電体層１１のルーネベルグレンズの効果により、第１の反射板１２の表面近傍に集束する。そして、当該レーダ波は、第１の反射板１２で反射された後、レーダ波が入射した方向に反射する。また、レーダ波の入射角が＋ｘ軸方向から離れても、ＲＣＳの値が低くなることを防止でき、レーザ反射器として十分な性能を達成することができる。 This structural unit 1 operates as a Luneberg lens with a reflector. Note that the Luneberg lens is usually configured in a spherical shape, but in the present embodiment, a dielectric constant distribution unique to the Luneberg lens is applied to a cylindrical shape. Thereby, the beam width of the RCS pattern in the vertical plane (xz plane) can be sufficiently widened.
For example, in FIG. 3, when a radar wave is incident from around the + x axis, the radar wave is focused near the surface of the first reflector 12 due to the effect of the Luneberg lens of the dielectric layer 11. The radar wave is reflected by the first reflector 12 and then reflected in the direction in which the radar wave is incident. Further, even when the incident angle of the radar wave is away from the + x-axis direction, the RCS value can be prevented from being lowered, and sufficient performance as a laser reflector can be achieved.

なお、水平面内において、＋ｘ軸方向から少し離れた角度からレーダ波が入射した場合には、従来のレーザ反射器と同様に３面コーナーリフレクタとして動作する。すなわち、図２において、入射したレーザ光は、第１の反射板１２、第２の反射板１３ａおよび第２の反射板１３ｂで反射されて、入射方向に戻る。 In the horizontal plane, when a radar wave is incident from an angle slightly away from the + x-axis direction, it operates as a three-surface corner reflector like a conventional laser reflector. That is, in FIG. 2, the incident laser light is reflected by the first reflecting plate 12, the second reflecting plate 13a, and the second reflecting plate 13b, and returns to the incident direction.

以上のように、この実施の形態１によれば、レーザ反射器の構成単位１を、円筒形状の誘電体層１１および第１の反射板１２を用いて反射板付きルーネベルグレンズとして動作するように構成したので、２面コーナーリフレクタとして動作する従来例と比べて、垂直面におけるＲＣＳパターンのビーム幅が広くなる。また、従来例と比べて、垂直面におけるＲＣＳの値が高くなる。 As described above, according to the first embodiment, the structural unit 1 of the laser reflector is operated as a Luneberg lens with a reflector using the cylindrical dielectric layer 11 and the first reflector 12. Therefore, the beam width of the RCS pattern on the vertical plane is wider than that of the conventional example that operates as a two-surface corner reflector. Also, the RCS value on the vertical plane is higher than in the conventional example.

なお、図３では、第１の反射板１２を半円筒形状に構成したが、これに限るものではなく、誘電体層１１の外周面のうち、当該誘電体層１１に入射したレーザ波が集束する部分に設けられていればよく、第１の反射板１２の面積をさらに狭くしてもよい。 In FIG. 3, the first reflector 12 is formed in a semi-cylindrical shape, but the present invention is not limited to this, and the laser wave incident on the dielectric layer 11 on the outer peripheral surface of the dielectric layer 11 is focused. The area of the first reflecting plate 12 may be further narrowed as long as it is provided in the portion to be provided.

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係るレーダ反射器の構成単位１の構造を示す断面図である。図４に示す実施の形態２に係るレーダ反射器の構成単位１は、図３に示す実施の形態１に係るレーダ反射器の構成単位１の第１の反射板１２を第３の反射板１４ａ〜１４ｄに変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the structural unit 1 of the radar reflector according to Embodiment 2 of the present invention. The configuration unit 1 of the radar reflector according to the second embodiment shown in FIG. 4 is different from the first reflection plate 12 of the configuration unit 1 of the radar reflector according to the first embodiment shown in FIG. It is changed to -14d. Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

第３の反射板１４ａ〜１４ｄは、誘電体層１１内に設けられ、当該誘電体層１１の軸心周りに互いに略直交して配置された金属板である。
これにより、実施の形態１に係るレーダ反射器の構成単位１と比較して、−ｘ軸方向から（図４の右側から構成単位１側へ）レーダ波が入射した場合であっても、高いＲＣＳを有することが可能となる。 The third reflecting plates 14 a to 14 d are metal plates that are provided in the dielectric layer 11 and are arranged substantially orthogonal to each other around the axis of the dielectric layer 11.
Thereby, compared with the structural unit 1 of the radar reflector according to the first embodiment, even if the radar wave is incident from the −x-axis direction (from the right side of FIG. 4 to the structural unit 1 side), it is high. It is possible to have an RCS.

また、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 Further, within the scope of the present invention, the invention of the present application can be freely combined with each embodiment, modified with any component in each embodiment, or omitted with any component in each embodiment. .

１構成単位、１１，１１ａ〜１１ｎ誘電体層、１２第１の反射板、１３ａ，１３ｂ第２の反射板、１４ａ〜１４ｄ第３の反射板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Structural unit, 11, 11a-11n Dielectric layer, 12 1st reflecting plate, 13a, 13b 2nd reflecting plate, 14a-14d 3rd reflecting plate.

Claims

A cylindrical dielectric layer having a predetermined dielectric constant and comprising a plurality of layers stacked around an axis;
A first reflector provided on a part of the outer peripheral surface of the dielectric layer;
The end face of the dielectric layer is a second reflecting plate provided substantially perpendicular to the axial direction of the dielectric layer as a constituent unit,
A radar reflector comprising one of the structural units, or a plurality of the structural units connected in the axial direction.

In place of the first reflector, a third reflector made of a metal plate provided in the dielectric layer and substantially orthogonal to each other around the axis of the dielectric layer is provided. The radar reflector according to claim 1.