JP2013170849A

JP2013170849A - レーダ装置

Info

Publication number: JP2013170849A
Application number: JP2012033250A
Authority: JP
Inventors: Toru Tazawa; 亨田澤; Takeshi Kumamoto; 剛熊本; Junji Tomabechi; 順二苫米地
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-09-02

Abstract

【課題】運用性を改良したレーダ装置を提供する。
【解決手段】実施形態のレーダ装置は、内部空間を有するレドームと、前記レドームの前記内部空間に設けられるとともに、所定の電波走査域を有する複数の空中線と、前記レドームと前記空中線との間に設けられ、前記電波走査域と重なる前記内部空間の一部を、前記内部空間の他の部分から仕切る電波遮蔽部材と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、複数の空中線を有するレーダ装置に関する。

例えば、複数の空中線を備えたレーダ装置が存在している（特許文献１参照）。

特開２０１０−１９７１０３号公報

レーダ装置は、多数の電子部品を含むものであるため、定期的なメンテナンスや故障部品の交換作業が欠かせない。一方、このようなレーダ装置は、その性質上、２４時間連続した運用が期待される。このため、上記メンテナンス作業等の間も、運用を可能にする改良へのニーズが存在していた。

実施形態のレーダ装置は、内部空間を有するレドームと、前記レドームの前記内部空間に設けられるとともに、所定の電波走査域を有する複数の空中線と、前記レドームと前記空中線との間に設けられ、前記電波走査域と重なる前記内部空間の一部を、前記内部空間の他の部分から仕切る電波遮蔽部材と、を備える。

実施形態にかかるレーダ装置を示した斜視図。図１に示すレーダ装置のレドームの一部を破断して内部を示した斜視図。図１に示すレーダ装置の一部を拡大して示した斜視図。図２に示す第１の空中線および電波遮蔽部材を正面方向から示した斜視図。図４に示す第１の空中線および電波遮蔽部材を背面方向から示した斜視図。図２に示すレドーム、第１の空中線および電波遮蔽部材を水平方向に切断して一部を示した断面図。図１に示すレーダ装置の制御系を示したブロック図。図１に示すレーダ装置を縦方向に切断して第１の空中線を交換する工程を示した断面図。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明の一実施の形態に係るレーダ装置を示している。このレーダ装置１１は、例えば航空交通管制等に用いられる。レーダ装置１１は、例えば二階建てに形成される局舎１２と、局舎１２の二階を構成する床１３と、床１３上に設けられる内部空間を有する球形のレドーム１４と、レドーム１４の内部空間１５に設けられる電波の送受信用の複数の空中線１６（アンテナユニット）と、空中線１６の周囲に設けられる電波遮蔽部材１７と、床１３の略中央部で回転可能に設けられるクレーン１８と、床１３に設けられた方形の開口部２１と、局舎１２の一階に設けられる搬入口２２と、を有している。クレーン１８は、空中線１６を設置したり取り外したりする際に、空中線１６を吊り下げて昇降したり、ある高さで保持したりすることができる。

レドーム１４は、例えば、ハニカム構造をなした紙製の板あるいはウレタン樹脂の板からなる基材の両面に、例えば、ガラスクロス等を貼り合わせて形成されている。

複数の空中線１６（アンテナユニット）は、本実施形態において６個で構成され、第１から第６の空中線１６を含んでいる。なお、本実施形態では、空中線１６が６個で構成されているが、空中線１６の数はこれに限定されるものではなく、空中線１６は５個以下であってもよいし、７個以上であってもよい。

各空中線１６（アンテナユニット）は、いわゆるフェーズドアレイアンテナで構成される。第１から第６の空中線１６は、床１３の外周部に沿って、環状をなすように均等間隔で配置されている。各空中線１６は、電波遮蔽部材１７を介して床１３に据え付けられている。各空中線１６は、金属製（例えば、アルミニウム合金製）の複数の板材或いは棒材を枠状に組んで構成される枠部２３と、枠部２３の内側に設けられる複数のアンテナ素子２４と、を有している。各空中線１６は、長方形の厚板状をなしている。

複数のアンテナ素子２４は、枠部２３の内側でマトリックス状に配置されている。各アンテナ素子２４は、例えば送信部２５および受信部２６に接続されている（図７参照）。各空中線１６は、通常運用時において、空中線１６（の送信面）の法線方向Ｎを中心に上下左右に例えば３０°ずつ、すなわち上下方向（鉛直方向）に６０°の電波走査域２７（角度範囲）および左右方向（水平方向）に６０°の電波走査域２７（角度範囲）をカバーしている。これによって、通常運用時に、６個の空中線１６によってレーダ装置１１の水平方向における全周（３６０°）を漏れなくカバーして、目標の探知が行われる。また、アンテナ素子２４は、最大で、法線方向Ｎを中心に上下左右に例えば６０°ずつ、すなわち上下方向（鉛直方向）に１２０°の角度範囲および左右方向（水平方向）に１２０°の角度範囲をカバーする性能を有する。このため、後述するように、ある１つの空中線１６をメンテナンスする際には、隣接する２個の空中線１６が性能限界である最大の電波走査域２７（角度範囲）である１２０°をカバーするようにして、該空中線１６のある位置で死角を生ずることを防ぐことができる。

電波遮蔽部材１７は、レドーム１４と空中線１６との間で、レドーム１４と空中線１６とに亘るように設けられている。電波遮蔽部材１７は、電波走査域２７と重なる内部空間１５の一部１５Ａを、内部空間１５の他の部分１５Ｂから密閉的に仕切っており、各空中線１６からの電波が内部空間の他の部分に漏れ出すことが防止される。

具体的には、電波遮蔽部材１７は、床に据え付けられたフレーム３１と、フレーム３１に取付られるとともに空中線１６（アンテナユニット）の左右に隣接して設けられる第１の電波遮蔽板３２と、フレーム３１からレドーム１４に向けて突出するとともにフレーム３１に取り付けられる第２の電波遮蔽板３３と、レドーム１４からフレーム３１に向けて突出するとともにレドーム１４の接合部分に取り付けられる第３の電波遮蔽板３４と、第２の電波遮蔽板３３と第３の電波遮蔽板３４との間に設けられる電波遮蔽性のシート３５と、を有している。

第１の電波遮蔽板３２は、金属（例えば、アルミニウム合金）素材で形成されており、略長方形をなしている。第２の電波遮蔽板３３は、金属（例えば、アルミニウム合金）素材で形成されており、レドーム１４の内面沿った円弧状の縁部３３Ａと、フレーム３１に取り付けるための固定部３３Ｂと、を有している。第３の電波遮蔽板３４は、金属（例えば、アルミニウム合金）素材で形成されており、レドーム１４の内面沿うような略長方形に形成されている。

シート３５は、例えば塩化ビニル製で可撓性のある基材の表面に、可撓性のある金属（例えば、アルミニウム等）の薄膜を接着、或いはめっき、或いは蒸着することで形成されている。このため、シート３５全体として、電波遮蔽特性および可撓性が確保されている。なお、図６では、左右方向において第２の電波遮蔽板３３と隣接する第３の電波遮蔽板３４およびシート３５を図示しているが、空中線１６の上側に関しても同様に、第２の電波遮蔽板３３と隣接する第３の電波遮蔽板３４およびシート３５が設けられ、電波が内部空間１５の他の部分１５Ｂに漏れ出すことが防止されている。

図７を参照して、レーダ装置１１の制御系について説明する。レーダ装置１１は、第１から第６の空中線１６Ａ−Ｆ（アンテナユニット）にそれぞれ接続された送信部２５および受信部２６と、送信部２５および受信部２６に接続される制御部３６と、制御部３６に接続される表示部３７と、を備えている。第１から第６の空中線１６Ａ−Ｆの各アンテナ素子２４は、それぞれ制御部３６からの指令信号に基づいて送信部２５で生成した送信ビームを所望の電波走査域２７（ビーム走査角）でそれぞれレーダ空間に送信して、目標で反射した反射波を受信して受信部２６を介して制御部３６に出力する。表示部３７には、上記受信部２６を介して入力した反射波に基づいて目標を探知した探知情報や、第１から第６の空中線１６Ａ−Ｆの故障情報等が表示される。また、制御部３６のステータス情報入出力端には、上記第１から第６の空中線１６Ａ−Ｆの各アンテナ素子２４がそれぞれ接続される。制御部３６は、アンテナ素子２４からの各ステータス情報に基づいて保守点検の有無を判定して、後述のように通常運用を行いながらメンテナンス（保守点検）モードに切換える制御をする。

続いて、図７、図８等を参照して、空中線１６のメンテナンス時における運用について説明する。本実施形態のレーダ装置１１では、複数の空中線１６のうちの１つに故障を生じたとしても他の空中線１６によって運用を継続したまま、レドーム１４内に作業者が入って故障箇所の交換や修理を行うことができる。ここで、仮に、第１の空中線１６Ａに含まれるアンテナ素子２４に故障を生じたとする。

作業者は、表示部３７に表示されるステータス情報などに基づいて、交換対象となるアンテナ素子２４の交換作業を行う。その際、作業者は、制御部３６を介してメンテナンスモードへの移行を指示する。メンテナンスモードに移行すると、制御部３６は、第１の空中線１６Ａの運用を停止させるとともに、第１の空中線１６Ａに隣接する第２の空中線１６および第６の空中線１６の左右方向の電波走査域２７の設定を６０°から１２０°に変更する。これによって、第１の空中線１６Ａの担当していた領域（レーダ空間）が第２の空中線１６および第６の空中線１６によってカバーされ、第１の空中線１６Ａの担当領域が死角となることが防がれる。

また、レドーム１４の内部空間１５（他の部分１５Ｂ）は、電波走査域２７と重なるレドーム１４の内部空間１５の一部１５Ａから、電波遮蔽部材１７によって仕切られている。このため、レドーム１４の内部空間１５（他の部分１５Ｂ）には、第１から第６の空中線１６Ａ−Ｆから照射される電波が漏れ出すことがなく、レドーム１４の内部空間１５は安全である。したがって、修理や交換をしている際に、作業者が第２から第６の空中線１６Ｂ−Ｆから照射される電波にさらされることはない。

第１の空中線１６Ａの故障の程度がひどく、第１の空中線１６Ａ全体を交換しなければならない場合には、図８に示すようにクレーン１８で故障した第１の空中線１６Ａを吊り下げてトラック４１の荷台等に移動させる。さらに、新しい第１の空中線１６Ａをトラック４１の荷台からクレーン１８で吊り上げて電波遮蔽部材１７に対して固定する。

修理作業あるいは交換作業が終了したら、作業者は制御部３６を介してメンテナンスモードから通常モードに移行させる。このように本実施形態のレーダ装置１１によれば、メンテナンス時にも作業者の安全を確保しつつ、目標の探知の運用を継続して行うことができる。

本実施形態によれば、レーダ装置１１は、内部空間１５を有するレドーム１４と、レドーム１４の内部空間１５に設けられるとともに、所定の電波走査域２７を有する複数の空中線１６と、レドーム１４と空中線１６との間に設けられ、電波走査域２７と重なる内部空間１５の一部１５Ａを、内部空間１５の他の部分１５Ｂから仕切る電波遮蔽部材１７と、を備える。

この構成によれば、レドーム１４の内部空間１５の他の部分１５Ｂが電波遮蔽部材１７によって隔離されるため、例えば、空中線１６に故障を生じた場合や、空中線１６に定期的・計画的なメンテナンス作業を行う場合でも、修理・メンテナンス対象の空中線１６のみを停止し、他の空中線１６の運用を継続したまま、レドーム１４の内部空間１５の他の部分１５Ｂに作業者が立ち入って修理や交換等のメンテナンス作業を行うことができる。これによって、作業者が作業中に電波を浴びることを防止しつつ、２４時間、３６５日連続したレーダ装置１１の運用を可能にできる。

また、電波遮蔽部材１７は、可撓性のシート３５を含んでいる。このため、レドーム１４が風や雨等によって振動した場合でも、当該振動がそのまま空中線１６に伝達され、空中線１６に不具合を生ずることを防止することができる。

さらに、レーダ装置１１は、空中線１６を吊り下げることが可能なクレーン１８を備える。この構成によれば、空中線１６全体を交換する場合に、作業を円滑に行うことができる。

なお、レーダ装置１１は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。すなわち、実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１１…レーダ装置、１４…レドーム、１５…内部空間、１５Ａ…一部、１５Ｂ…他の部分、１６Ａ−１６Ｆ…第１から第６の空中線、１７…電波遮蔽部材、１８…クレーン、２７…電波走査域、３５…シート

Claims

内部空間を有するレドームと、
前記レドームの前記内部空間に設けられるとともに、所定の電波走査域を有する複数の空中線と、
前記レドームと前記空中線との間に設けられ、前記電波走査域と重なる前記内部空間の一部を、前記内部空間の他の部分から仕切る電波遮蔽部材と、
を備えるレーダ装置。
前記電波遮蔽部材は、可撓性のシートを含む請求項１に記載のレーダ装置。
前記空中線を吊り下げることが可能なクレーンを備える請求項２に記載のレーダ装置。