JP2013175800A - Radar reflector - Google Patents
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Abstract
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.
船舶用レーダから放射されるレーダ波を反射するため、船舶には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、レーダ波の反射強度を示すレーダ断面積の大きなレーダ反射器を搭載することが望ましい。レーダ反射器は、様々な形式が実用化されている。たとえば、非特許文献1に示されているコーナーリフレクターがよく用いられている。 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 indicating the reflection intensity of the radar wave. Various types of radar reflectors have been put into practical use. For example, a corner reflector shown in Non-Patent Document 1 is often used.
図6は、非特許文献1の図8−30(b)に示されている三角形の金属板を組み合わせて構成される3面コーナーリフレクターを示す。図において6a、6b、6cは反射板である。このレーダ反射器に入射した電波は、反射板6a、6b、6cで反射し、入射方向に反射する構造となっており、大きなレーダ断面積を有する特徴がある。このレーダ反射器は、あらゆる入射角に対して有効ではなく、大きなレーダ断面積を有する角度範囲は、図に示す極座標系のθ=54.7度、φ=45度の方向を軸とする40度(軸に対して両側20度ずつ)の円錐領域となることが知られている。
FIG. 6 shows a three-surface corner reflector configured by combining triangular metal plates shown in FIG. 8-30 (b) of Non-Patent Document 1. In the figure,
図6に示す3面コーナーリフレクター形式のレーダ反射器は、大きなレーダ断面積を有するが、単体では上述の角度範囲に限定されている。広い角度範囲において、高いレーダ断面積を有する散乱体を実現する方法として、中心軸方向を複数方向に向けた複数の3面コーナーリフレクターを具備する方法が考えられるが、このような構成では、3面コーナーリフレクターの物理的な大きさの制約、複数方向を指向した複数の3面コーナーリフレクター全体の大きさの制約により、薄型化が困難であり、設置場所に制約がある問題があった。 The radar reflector of the three-surface corner reflector type shown in FIG. 6 has a large radar cross-sectional area, but is limited to the above-mentioned angle range alone. As a method of realizing a scatterer having a high radar cross-sectional area in a wide angle range, a method including a plurality of three-surface corner reflectors whose central axes are directed in a plurality of directions is conceivable. Due to restrictions on the physical size of the surface corner reflector and restrictions on the overall size of the plurality of three-surface corner reflectors oriented in a plurality of directions, it is difficult to reduce the thickness and there is a problem that the installation location is restricted.
本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あり、概ね平面構造を有し、広い角度範囲にわたり高いレーダ断面積を実現できるレーダ反射器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a radar reflector having a substantially planar structure and capable of realizing a high radar cross section over a wide angular range.
この発明に係るレーダ反射器は、
特定の角度領域から入射した電波をその入射方向に反射するレーダ反射素子を略平面状に複数配置したレーダ反射器あって、
前記特定の角度領域の中心方向を、前記複数のレーダ反射素子において互いに異なる方向とした
ことを特徴とするものである。
The radar reflector according to the present invention is
There is a radar reflector in which a plurality of radar reflecting elements that reflect radio waves incident from a specific angle region in the incident direction are arranged substantially in a plane,
The center direction of the specific angular region is different from each other in the plurality of radar reflecting elements.
この発明によれば、概ね平面構造を有し、広い角度範囲にわたり高いレーダ断面積を実現できるレーダ反射器を得られるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that a radar reflector having a substantially planar structure and capable of realizing a high radar cross section over a wide angle range can be obtained.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係わるレーダ反射器を示す構成図である。図中、1a、1b、1cはレーダ反射素子、2は支持構造である。図1において、2つ以上の任意の数のレーダ反射素子1a〜1cが支持構造2により支持されており、全体で概ね平面構造となっている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a radar reflector according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1a, 1b and 1c are radar reflecting elements, and 2 is a support structure. In FIG. 1, two or more arbitrary numbers of radar reflecting elements 1 a to 1 c are supported by a support structure 2, and have a generally planar structure as a whole.
図に示す直交座標系のx方向は上述したレーダ反射器の概ね平面構造の正面方向を表しており、レーダ反射器を垂直に設置した場合、水平面の一方向を示す。また、y方向は水平面の他の方向(レーダ反射器の横方向)を示し、z方向は垂直方向(レーダ反射器の縦方向)を示している。さらに、極座標系における角度θは方向ベクトルのz軸からの偏角を、角度φは方向ベクトルをxy平面に投影した際のx軸からのy軸方向への偏角を表している。 The x direction of the orthogonal coordinate system shown in the figure represents the front direction of the planar structure of the radar reflector described above, and indicates one direction of the horizontal plane when the radar reflector is installed vertically. Further, the y direction indicates another direction in the horizontal plane (lateral direction of the radar reflector), and the z direction indicates the vertical direction (vertical direction of the radar reflector). Further, the angle θ in the polar coordinate system represents the deflection angle of the direction vector from the z-axis, and the angle φ represents the deflection angle in the y-axis direction from the x-axis when the direction vector is projected onto the xy plane.
ここで、レーダ反射素子1a〜1cは、それぞれ特定の角度領域において、高いレーダ断面積を有するレーダ反射器であり、これらのレーダ反射素子の全ての角度範囲で考えると、より広い角度範囲において、高いレーダ断面積を有するレーダ反射器となっている。 Here, each of the radar reflecting elements 1a to 1c is a radar reflector having a high radar cross-sectional area in a specific angular region, and considering all the angular ranges of these radar reflecting elements, in a wider angular range, The radar reflector has a high radar cross section.
たとえば、1a〜1cを3つのレーダ反射素子とし、垂直面内には限られた角度範囲で、水平面内(xy面)の片側(+x軸側)で構成する場合について説明する。 For example, a case will be described in which 1a to 1c are three radar reflecting elements and configured on one side (+ x axis side) in a horizontal plane (xy plane) within a limited angular range in a vertical plane.
レーダ反射素子1aは方向1(θ=90°、φ=−60°)を中心とした領域1(60°≦θ≦120°、−90°≦φ≦−30°)、レーダ反射素子1bは方向2(θ=90°、φ=0°)を中心とした領域2(60°≦θ≦120°、−30°≦φ≦+30°)で、レーダ反射素子1cは方向3(θ=90°、φ=+60°)を中心とした領域3(60°≦θ≦120°、+30°≦φ≦+90°)において、それぞれ高いレーダ断面積を有するように設計する。このとき、3つのレーダ反射素子を含む全体構造のレーダ断面積は、角度範囲が、60°≦θ≦120°、−90°≦φ≦+90°)の範囲、すなわち、水平面内(xy面)の片側(+x軸側)の領域で高いレーダ断面積を実現することができる。
The radar reflecting element 1a is a region 1 (60 ° ≦ θ ≦ 120 °, −90 ° ≦ φ ≦ −30 °) centered in the direction 1 (θ = 90 °, φ = −60 °), and the
ここでは、3つのレーダ反射素子1a〜1cで構成する例を示したが、2つ以上の任意の数のレーダ反射素子で構成できることは明らかである。 Here, an example in which three radar reflecting elements 1a to 1c are configured has been shown, but it is obvious that the radar reflecting elements can be configured by an arbitrary number of two or more radar reflecting elements.
図1では、1a〜1cのレーダ反射素子を直線上に配列しているが、概ね平面構造で、2次元的に配列してもよい。 In FIG. 1, the radar reflection elements 1a to 1c are arranged on a straight line, but may be arranged in a two-dimensional manner with a substantially planar structure.
以上の実施の形態では、垂直面内には限られた角度範囲で、水平面内の片側(+x軸側)で有効なレーダ反射器を示した。すなわち、各々のレーダ反射素子1a〜1cにおいて、有効な高いレーダ断面積を示す方向の中心、方向1〜方向3を、全て水平面(xy平面)内(θ=90°)に向けて設定した。 In the above embodiment, the radar reflector effective on one side (+ x axis side) in the horizontal plane is shown in a limited angular range in the vertical plane. That is, in each of the radar reflecting elements 1a to 1c, the center of the direction indicating the effective high radar cross-sectional area, the directions 1 to 3 are all set in the horizontal plane (xy plane) (θ = 90 °).
レーダ反射器に入射する電波は水平面内近傍から到達することが多いので、高いレーダ断面積を示す方向の中心方向を水平面内に設定することにより、効率の良いレーダ反射器が得られる。この場合、水平面からほぼ±20度以内の方向(70°≦θ≦110°)としても同様の効果が得られる。 Since radio waves incident on the radar reflector often arrive from the vicinity in the horizontal plane, an efficient radar reflector can be obtained by setting the center direction of the direction showing a high radar cross section in the horizontal plane. In this case, the same effect can be obtained even when the direction is within approximately ± 20 degrees from the horizontal plane (70 ° ≦ θ ≦ 110 °).
しかしながら、本発明ではこれに限らず、垂直面内の任意の角度に有効なレーダ反射器とすることもできる。この場合、高いレーダ断面積を示す方向の中心、方向1〜方向3の少なくとも一部を、xy平面内に限らず、θ=90°以外とすれば良く、さらに70°≦θ≦110°以外の方向に設定しても良い。 However, the present invention is not limited to this, and a radar reflector that is effective at an arbitrary angle in the vertical plane can be used. In this case, at least a part of the center of the direction showing the high radar cross-sectional area, direction 1 to direction 3 is not limited to the xy plane, and may be other than θ = 90 °, and other than 70 ° ≦ θ ≦ 110 °. It may be set in the direction.
なお、以上の実施の形態では、支持構造2が平面構造である平面状のレーダ反射器を示したが、これに限らず、略平面状であれば、なめらかな曲面状や、若干方向の傾いた複数の平面の組み合わせの形状など、種々の形状であっても良い。 In the above embodiment, a planar radar reflector in which the support structure 2 is a planar structure has been shown. However, the present invention is not limited to this, and if it is substantially planar, it has a smooth curved surface or a slight inclination. Various shapes such as a combination of a plurality of planes may be used.
本実施の形態によれば、広い角度範囲において、高いレーダ断面積を有するレーダ反射器を、概ね平面構造で実現することができるため、レーダ反射器を様々な場所に設置することが可能になる効果がある。 According to the present embodiment, a radar reflector having a high radar cross-sectional area can be realized with a substantially planar structure in a wide angle range, so that the radar reflector can be installed in various places. effective.
実施の形態2.
実施の形態2では、図1に示したレーダ反射器において、各々のレーダ反射素子の具体的な構成法を示す。図2は、図1の1aに示すレーダ反射素子の構成例である。図2において、3a〜3eは円形形状のマイクロストリップパッチ、4は誘電体基板、5は金属の地板を示す。ここでは、まず、3a〜3eのマイクロストリップは垂直方向に同一のものが並んで配置されている。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a specific configuration method of each radar reflecting element in the radar reflector shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a configuration example of the radar reflecting element shown in 1a of FIG. In FIG. 2, 3a to 3e are circular microstrip patches, 4 is a dielectric substrate, and 5 is a metal base plate. Here, the
図2の構造は、リフレクトアレーとして知られており、円形マイクロストリップの大きさ、間隔を変えて、各素子の反射振幅、位相を制御することにより、任意の方向に反射させることができる。例えば、反射鏡アンテナのパラボラ面を、平面構造のリフレクトアレーで置き換えることができる。 The structure shown in FIG. 2 is known as a reflect array, and can be reflected in an arbitrary direction by changing the size and interval of the circular microstrip and controlling the reflection amplitude and phase of each element. For example, the parabolic surface of the reflector antenna can be replaced with a planar structure reflectarray.
図2のリフレクトアレーにおいて、入射方向に反射して高いレーダ断面積を有するように、マイクロストリップパッチの大きさ、間隔を決めることで、レーダ反射素子として動作させることができる。 In the reflect array of FIG. 2, the size and interval of the microstrip patches are determined so as to reflect in the incident direction and have a high radar cross-sectional area, so that the reflector array can be operated.
実施の形態1の実例で示したように、1a〜1cを3つのレーダ反射素子とし、水平面内(xy面)の片側(+x軸側)で構成する場合について説明する。 As shown in the example of the first embodiment, a case will be described in which 1a to 1c are three radar reflecting elements and configured on one side (+ x axis side) in the horizontal plane (xy plane).
図2は、レーダ反射素子1aに対応し、方向1(θ=90°、φ=−60°)を中心とした領域1(60°≦θ≦120°、−90°≦φ≦−30°)、図3は、レーダ反射素子1bに対応し、方向2(θ=90°、φ=0°)を中心とした領域2(60°≦θ≦120°、−30°≦φ≦+30°)で、図4は、レーダ反射素子1cに対応し、方向3(θ=90°、φ=+60°)を中心とした領域3(60°≦θ≦120°、+30°≦φ≦+90°)において、それぞれ高いレーダ断面積を有するように設計する。
FIG. 2 corresponds to the radar reflecting element 1a, and region 1 (60 ° ≦ θ ≦ 120 °, −90 ° ≦ φ ≦ −30 °) centering on direction 1 (θ = 90 °, φ = −60 °). 3 corresponds to the
このとき、3つのレーダ反射素子を含む全体構造のレーダ断面積は、角度範囲が、60°≦θ≦120°、−90°≦φ≦+90°)の範囲、すなわち、水平面内(xy面)の片側(+x軸側)の領域で高いレーダ断面積を実現することができる。 At this time, the radar cross-sectional area of the entire structure including the three radar reflecting elements has an angular range of 60 ° ≦ θ ≦ 120 °, −90 ° ≦ φ ≦ + 90 °), that is, in a horizontal plane (xy plane). A high radar cross-sectional area can be realized in a region on one side (+ x axis side).
リフレクトアレーは、レーダ反射器として用いられる先行事例がないほか、複数の方向に反射するレーダ反射素子として用いられる構造も知られていない。 In the reflect array, there is no precedent example used as a radar reflector, and a structure used as a radar reflecting element that reflects in a plurality of directions is not known.
上記では、水平面内のレーダ断面積のパターンに注目したため、図2では、垂直方向のマイクロストリップは同じ形状としていたが、垂直面方向のレーダ断面積のパターンも含めたレーダ反射素子とする際などには、垂直方向に大きさ、間隔を変えたマイクロストリップを用いることもできる。 In the above, attention is paid to the pattern of the radar cross section in the horizontal plane. In FIG. 2, the microstrips in the vertical direction have the same shape. However, when the radar reflection element including the radar cross section pattern in the vertical plane is used. For this, microstrips with different sizes and intervals in the vertical direction can be used.
図2では、円形のマイクロストリップで構成した例を示したが、本発明は反射素子の形状等に依存するものではなく、任意の反射素子を使用したレーダ反射素子の構成が可能である。例えば、3a〜3eに示す円形形状のマイクロストリップパッチ以外にも、図5(a)〜(g)に示すような種々の形状の反射素子を用いることができる。 FIG. 2 shows an example of a circular microstrip, but the present invention does not depend on the shape or the like of the reflecting element, and a radar reflecting element using any reflecting element is possible. For example, in addition to the circular microstrip patches shown in 3a to 3e, various shapes of reflective elements as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (g) can be used.
図5において、(a)は矩形パッチ、(b)はダイポール、(c)は図2と同様な円形パッチ、(d)はクロスダイポール、(e)はエルサレムクロス、(f)は矩形ループ、(g)は円形ループである。さらに、これら以外の形状や、種々の形状の組み合わせを用いることもでき、本発明の効果が得られる。 5, (a) is a rectangular patch, (b) is a dipole, (c) is a circular patch similar to FIG. 2, (d) is a cross dipole, (e) is a Jerusalem cross, (f) is a rectangular loop, (G) is a circular loop. Furthermore, shapes other than these and combinations of various shapes can be used, and the effects of the present invention can be obtained.
さらに、図2から図4において、レーダ反射素子1a〜1cに金属の地板5を用いたリフレクトアレーを示したが、地板5は必ずしも必要はなく、地板5が無いレーダ反射素子を用いても良い。 Furthermore, in FIGS. 2 to 4, the reflect array using the metal ground plane 5 is shown for the radar reflecting elements 1 a to 1 c, but the ground plane 5 is not necessarily required, and a radar reflecting element without the ground plane 5 may be used. .
また、ほぼ透明のフィルムに反射素子となる金属パターンをプリントして配置したものを用いることで、概ね平面構造のガラス面などほぼ透明な部材に貼り付けることができる。この場合、反射素子の間がほぼ透明となり、視界が確保されることから、視界が確保されることが必要な場所にもレーダ反射器を設置することができるという効果を奏する。 Moreover, it can be affixed on substantially transparent members, such as a glass surface of a substantially planar structure, by using what arranged and printed the metal pattern used as a reflective element on a substantially transparent film. In this case, since the space between the reflecting elements is almost transparent and the field of view is secured, the radar reflector can be installed at a place where the field of view is required to be secured.
1a、1b、1c レーダ反射素子、2 支持構造、3a、3b、3c、3d、3e 円形マイクロストリップ、4 誘電体基板、5 地板、6a、6b、6c 反射板 1a, 1b, 1c Radar reflector, 2 Support structure, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e Circular microstrip, 4 Dielectric substrate, 5 Ground plane, 6a, 6b, 6c Reflector
Claims (5)
前記特定の角度領域の中心方向を、前記複数のレーダ反射素子において互いに異なる方向としたことを特徴とするレーダ反射器。 There is a radar reflector in which a plurality of radar reflecting elements that reflect radio waves incident from a specific angle region in the incident direction are arranged substantially in a plane,
2. A radar reflector according to claim 1, wherein a central direction of the specific angle region is different from each other in the plurality of radar reflecting elements.
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Cited By (1)
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US10723299B2 (en) | 2017-05-18 | 2020-07-28 | Srg Global Inc. | Vehicle body components comprising retroreflectors and their methods of manufacture |
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2012
- 2012-02-23 JP JP2012037402A patent/JP2013175800A/en active Pending
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