JP2018085601A - Flare for radar antenna and radar antenna - Google Patents

Flare for radar antenna and radar antenna Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flare for a radar antenna capable of suppressing side lobes while reducing its height.SOLUTION: A flare 2 for a radar antenna extends in a horn shape from a radiation waveguide 4 and has an opening portion 2A. Of an upper side or a lower side from a center plane C1 in the height direction of the radiation waveguide 4, on the lower side where predetermined side lobe characteristics are required, in order to obtain the predetermined side lobe characteristics, a height H2 of a lower end edge 2a of the opening portion 2A from the center plane C1 is set, and a height H3 of an upper end edge 2b of the opening portion 2A from the center plane C1 is set lower than the height H2 of the lower end edge 2a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、レーダアンテナのフレア（ホーン）に関し、特に、高さを低くすることを可能にしたレーダアンテナ用フレアおよびレーダアンテナに関する。   The present invention relates to a flare (horn) for a radar antenna, and more particularly to a flare for a radar antenna and a radar antenna that can be reduced in height.

レーダアンテナでは、サイドローブを抑制しつつ所望のビーム幅と利得を得ることが求められており、従来、フレアの寸法を最適化することで、これらの要求に対応していた。すなわち、従来のレーダアンテナは、図９に示すように、放射導波管１０１の高さ方向の中心面Ｃ２を中心に、上下対称にホーン状に広がるフレア１０２が設けられている。そして、フレア１０２の開口高さＨ１１を最適化することで、サイドローブを抑制しつつ所望のビーム幅と利得を得ていた。ここで、フレア１０２が上下対称であるため、サイドローブは、上下両方向において同等に抑制される。   Radar antennas are required to obtain a desired beam width and gain while suppressing side lobes, and conventionally, the flare dimensions have been optimized to meet these requirements. That is, as shown in FIG. 9, the conventional radar antenna is provided with a flare 102 that spreads in a horn shape symmetrically in the vertical direction about the center plane C2 of the radiation waveguide 101 in the height direction. Then, by optimizing the opening height H11 of the flare 102, a desired beam width and gain are obtained while suppressing side lobes. Here, since the flare 102 is vertically symmetric, the side lobes are equally suppressed in both the upper and lower directions.

また、フレアの上下中央位置に所定長の金属板を設けることで、垂直面ビーム幅を狭ビーム化して利得の向上を図ったレーダアンテナが知られている（例えば、特許文献１等参照。）。   In addition, a radar antenna is known in which a vertical plate beam width is narrowed to improve gain by providing a metal plate having a predetermined length at the upper and lower central positions of the flare (see, for example, Patent Document 1). .

特許第４５０８９４１号公報Japanese Patent No. 4508941

ところで、フレア１０２の開口高さＨ１１を低くできれば、フレア１０２を覆うレドーム１０３の高さＨ１２も低くすることができ、耐風特性や回転機構の耐久性などを向上させることが可能となる。   By the way, if the opening height H11 of the flare 102 can be lowered, the height H12 of the radome 103 covering the flare 102 can also be lowered, and wind resistance characteristics, durability of the rotating mechanism, and the like can be improved.

しかしながら、上記のようにフレア１０２の開口高さＨ１１を最適化するだけの場合、開口高さＨ１１が低いと、サイドローブを抑制した上で所望のビーム幅と利得を得る、ということができない場合がある。すなわち、図１０に示すように、開口高さＨ１１が最も低いＬ２３の場合、所望のビーム幅と利得が得られるものの、中心面Ｃ２を中心とする上下両方向のサイドローブは、開口高さＨ１１が最も高いＬ２１や中位のＬ２２の場合に比べて大きくなる（特に、図中ポイントＰにおいて）場合がある。このように、フレア１０２が上下対称の従来のレーダアンテナでは、フレア１０２の開口高さＨ１１を低くしつつサイドローブを抑制する、ということが困難であった。   However, when only the aperture height H11 of the flare 102 is optimized as described above, if the aperture height H11 is low, it is impossible to obtain a desired beam width and gain while suppressing side lobes. There is. That is, as shown in FIG. 10, when the opening height H11 is the lowest L23, a desired beam width and gain can be obtained, but the side lobes in both the upper and lower directions around the center plane C2 have an opening height H11. There is a case where it becomes larger (particularly at the point P in the figure) than the highest L21 or the middle L22. As described above, in the conventional radar antenna in which the flare 102 is vertically symmetric, it is difficult to suppress the side lobes while reducing the opening height H11 of the flare 102.

そこでこの発明は、高さを低くしつつサイドローブを抑制することが可能なレーダアンテナ用フレアおよびレーダアンテナを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a radar antenna flare and a radar antenna that can suppress side lobes while reducing the height.

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、放射導波管からホーン状に延びて開口部を有するレーダアンテナ用フレアであって、前記放射導波管の高さ方向の中心面から上側または下側のうち、所定のサイドローブ特性が要求される一方側において、前記所定のサイドローブ特性が得られるように、前記中心面から前記開口部の前記一方側の端縁の高さが設定され、前記中心面から前記開口部の他方側の端縁の高さは、前記一方側の端縁の高さよりも低く設定されている、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a radar antenna flare extending in a horn shape from a radiation waveguide and having an opening, and a center plane in the height direction of the radiation waveguide. The height of the edge on the one side of the opening from the center plane so that the predetermined side lobe characteristic is obtained on one side of the upper side or the lower side from which the predetermined side lobe characteristic is required Is set, and the height of the edge on the other side of the opening from the center plane is set to be lower than the height of the edge on the one side.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーダアンテナ用フレアにおいて、前記一方側の端縁は、前記他方側の端縁よりも前方に突出している、ことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the radar antenna flare according to the first aspect, the one end edge protrudes more forward than the other end edge.

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項のレーダアンテナ用フレアを備えたことを特徴とするレーダアンテナである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a radar antenna comprising the radar antenna flare according to the first or second aspect.

請求項１、３に記載の発明によれば、所定のサイドローブ特性が要求される一方側においてのみ、所定のサイドローブ特性が得られるように、開口部の一方側の端縁の高さが設定され、開口部の他方側の端縁の高さは、一方側の端縁の高さよりも低く設定されている。すなわち、所定のサイドローブ特性が要求される一方側では、所定の高さが確保されて要求特性が満たされている一方で、所定のサイドローブ特性が要求されない他方側では、高さが低く設定されている。この結果、レーダアンテナ用フレアの全体の高さを低くしつつ、所定・所望のサイドローブを抑制することが可能となる。   According to the first and third aspects of the invention, the height of the edge on one side of the opening is set so that the predetermined side lobe characteristic is obtained only on one side where the predetermined side lobe characteristic is required. The height of the edge on the other side of the opening is set to be lower than the height of the edge on the one side. That is, on one side where a predetermined side lobe characteristic is required, a predetermined height is secured and the required characteristic is satisfied, while on the other side where a predetermined side lobe characteristic is not required, the height is set low. Has been. As a result, it is possible to suppress predetermined / desired side lobes while reducing the overall height of the radar antenna flare.

請求項２、３に記載の発明によれば、レーダアンテナ用フレアの一方側の端縁が他方側の端縁よりも前方に突出しているため、ビーム幅を狭めて高い利得を得ることが可能となる。すなわち、本願発明者は、レーダアンテナ用フレアの一方側の端縁を他方側の端縁よりも前方に突出させることで、ビーム幅が狭まり高い利得が得られることを確認した。   According to the second and third aspects of the invention, since one end edge of the radar antenna flare protrudes forward from the other end edge, it is possible to obtain a high gain by narrowing the beam width. It becomes. That is, the inventor of the present application has confirmed that the beam width is narrowed and a high gain can be obtained by projecting one end edge of the radar antenna flare forward of the other end edge.

この発明の実施の形態に係るレーダアンテナを示す模式的側面図である。1 is a schematic side view showing a radar antenna according to an embodiment of the present invention. 図１のレーダアンテナのフレアを示す模式的側面図である。It is a typical side view which shows the flare of the radar antenna of FIG. 図１のレーダアンテナと従来のレーダアンテナの垂直面指向性特性を示す図である。It is a figure which shows the vertical surface directivity characteristic of the radar antenna of FIG. 1 and the conventional radar antenna. 従来のレーダアンテナに対する抗力、横力、揚力を示す図である。It is a figure which shows the drag, lateral force, and lift with respect to the conventional radar antenna. 図１のレーダアンテナに対する抗力、横力、揚力を示す図である。It is a figure which shows the drag, lateral force, and lift with respect to the radar antenna of FIG. 従来のレーダアンテナに対するヨーイングトルクを示す図である。It is a figure which shows the yawing torque with respect to the conventional radar antenna. 図１のレーダアンテナに対するヨーイングトルクを示す図である。It is a figure which shows the yawing torque with respect to the radar antenna of FIG. レーダアンテナの水平面指向性と垂直面指向性を示す図である。It is a figure which shows the horizontal surface directivity and vertical surface directivity of a radar antenna. 従来のレーダアンテナを示す模式的側面図である。It is a typical side view which shows the conventional radar antenna. 従来のレーダアンテナにおけるフレアの開口高さと指向性特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the opening height of the flare and directivity characteristic in the conventional radar antenna.

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。   The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.

図１は、この発明の実施の形態に係るレーダアンテナ１を示す模式的側面図であり、図２は、この発明の実施の形態に係るレーダアンテナ用フレア（以下、単に「フレア」という）２を示す模式的側面図である。このレーダアンテナ１は、フレア２およびレドーム３の形状を除いて、従来のレーダアンテナと同等の構成、機能となっているため、従来と同じ点についての詳細な説明は省略するが、概略次のような構成等となっている。   FIG. 1 is a schematic side view showing a radar antenna 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a radar antenna flare (hereinafter simply referred to as “flare”) 2 according to an embodiment of the present invention. It is a typical side view which shows. Since this radar antenna 1 has the same configuration and function as the conventional radar antenna except for the shapes of the flare 2 and the radome 3, a detailed description of the same points as the conventional one is omitted, but It becomes such a structure.

すなわち、放射導波管４からホーン状に延びる導電性のフレア２が配設され、フレア２およびフレア２の開口部２Ａ（前方側）が誘電性のレドーム３によって覆われている。ここで、図示していないが、電磁波放射方向に所定長の金属板を、フレア２の上下方向の中央位置に配設したり、フレア２の開口部２Ａを塞ぐように誘電性の電波成形板を配設したりするタイプであってもよい。   In other words, the conductive flare 2 extending in a horn shape from the radiation waveguide 4 is disposed, and the flare 2 and the opening 2A (front side) of the flare 2 are covered with the dielectric radome 3. Here, although not shown in the drawing, a metal plate having a predetermined length in the electromagnetic wave radiation direction is disposed at a central position in the vertical direction of the flare 2 or a dielectric radio wave forming plate so as to close the opening 2A of the flare 2. It may be of a type in which is disposed.

そして、このようなフレア２やレドーム３、放射導波管４などが、水平方向（図１の紙面に対して垂直方向）に長く延びているものである。   Such flare 2, radome 3, radiation waveguide 4 and the like extend long in the horizontal direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 1).

このような構成において、このレーダアンテナ１のフレア２は、放射導波管４の高さ方向の中心面（高さ中心を通る水平面）Ｃ１から上側または下側のうち、所定のサイドローブ特性が要求される一方側において、所定のサイドローブ特性が得られるように、中心面Ｃ１から開口部２Ａの一方側の端縁の高さが設定され、中心面Ｃ１から開口部２Ａの他方側の端縁の高さは、一方側の端縁の高さよりも低く設定されている。   In such a configuration, the flare 2 of the radar antenna 1 has a predetermined sidelobe characteristic on the upper side or the lower side from the center plane (horizontal plane passing through the center of height) C1 of the radiation waveguide 4 in the height direction. On the required one side, the height of the edge on one side of the opening 2A from the center plane C1 is set so that a predetermined sidelobe characteristic is obtained, and the end on the other side of the opening 2A from the center plane C1. The height of the edge is set lower than the height of the edge on one side.

すなわち、この実施の形態では、レーダアンテナ１が船舶用のレーダアンテナであり、図２に示すように、放射導波管４の中心面Ｃ１から下側を一方側とし、つまり、海面側で所定のサイドローブ特性が要求される。これは、船舶レーダでは、海面反射の影響を軽減する必要がある一方で、上空側は殆ど影響がないためである。そして、海面側において所定のサイドローブ特性が得られるように、中心面Ｃ１からフレア２の開口部２Ａの海面側の端縁（下端縁）２ａまでの高さＨ２が設定されている。つまり、海面側で所定のサイドローブ特性を満たすように、中心面Ｃ１から下端縁２ａまでの高さＨ２が大きく設定されている。ここで、所定のサイドローブ特性とは、例えば、所定のアングルにおけるサイドローブ（ｄＢ）が所定値以下である、ことなどを意味する。   That is, in this embodiment, the radar antenna 1 is a marine radar antenna, and as shown in FIG. 2, the lower side from the center plane C1 of the radiation waveguide 4 is one side, that is, a predetermined value on the sea surface side. Side lobe characteristics are required. This is because ship radar needs to reduce the influence of sea surface reflection, while the sky side has little influence. The height H2 from the center plane C1 to the sea surface side edge (lower edge) 2a of the opening 2A of the flare 2 is set so that a predetermined side lobe characteristic is obtained on the sea surface side. That is, the height H2 from the center plane C1 to the lower end edge 2a is set large so as to satisfy a predetermined side lobe characteristic on the sea surface side. Here, the predetermined side lobe characteristic means, for example, that the side lobe (dB) at a predetermined angle is equal to or less than a predetermined value.

一方、中心面Ｃ１から上側つまり反海面側・上空側を他方側とし、中心面Ｃ１からフレア２の開口部２Ａの反海面側の端縁（上端縁）２ｂまでの高さＨ３は、中心面Ｃ１から下端縁２ａまでの高さＨ２よりも低く設定されている。つまり、反海面側ではサイドローブが発生するのを許容する前提で、中心面Ｃ１から上端縁２ｂまでの高さＨ３が小さく設定されている。ここで、中心面Ｃ１から上端縁２ｂまでの高さＨ３は、レーダ性能に影響を与えない範囲でできるだけ小さく設定されている。   On the other hand, the height H3 from the center plane C1 to the upper side, that is, the anti-sea surface side / the sky side is the other side, and the edge (upper edge) 2b on the anti-sea surface side of the opening 2A of the flare 2 is It is set lower than the height H2 from C1 to the lower end edge 2a. That is, the height H3 from the center plane C1 to the upper edge 2b is set small on the premise that side lobes are allowed to occur on the anti-sea surface side. Here, the height H3 from the center plane C1 to the upper edge 2b is set as small as possible within a range that does not affect the radar performance.

さらに、フレア２の一方側の端縁つまり下端縁２ａは、他方側の端縁つまり上端縁２ｂよりも前方・反放射導波管４に突出している。すなわち、放射導波管４側から斜め下方に延びる部分を下斜面部２１、下斜面部２１から水平に延びる部分を下水平部２２とし、放射導波管４側から斜め上方に延びる部分を上斜面部２３、上斜面部２３から水平に延びる部分を上水平部２４とする。そして、下斜面部２１と上斜面部２３の傾斜角がほぼ同等で、下斜面部２１の長さＤ１が上斜面部２３の長さＤ３よりも長く、下水平部２２の長さＤ２と上水平部２４の長さＤ４とがほぼ同等に設定されている。これにより、中心面Ｃ１から下端縁２ａまでの高さＨ２が中心面Ｃ１から上端縁２ｂまでの高さＨ３よりも大きく、かつ、下端縁２ａが上端縁２ｂよりも前方に突出している。   Further, one end edge, that is, the lower end edge 2a of the flare 2 projects to the front / anti-radiation waveguide 4 more than the other end edge, that is, the upper end edge 2b. That is, a portion extending obliquely downward from the radiation waveguide 4 side is defined as a lower slope portion 21, a portion extending horizontally from the lower slope portion 21 is defined as a lower horizontal portion 22, and a portion extending obliquely upward from the radiation waveguide 4 side is defined as an upper portion. A portion extending horizontally from the slope portion 23 and the upper slope portion 23 is referred to as an upper horizontal portion 24. The lower slope portion 21 and the upper slope portion 23 have substantially the same inclination angle, the length D1 of the lower slope portion 21 is longer than the length D3 of the upper slope portion 23, and the length D2 of the lower horizontal portion 22 is above the length D2. The length D4 of the horizontal portion 24 is set to be approximately equal. Thereby, the height H2 from the center plane C1 to the lower end edge 2a is larger than the height H3 from the center plane C1 to the upper end edge 2b, and the lower end edge 2a protrudes forward from the upper end edge 2b.

このように、下端縁２ａを上端縁２ｂよりも前方に突出させているのは、下端縁２ａと上端縁２ｂとの位置を相対的に長く離隔させることで、海面側でサイドローブをより抑制することができるからである。すなわち、フレア２の下面部２５である下斜面部２１と下水平部２２との長さ（Ｄ１＋Ｄ２）を、フレア２の上面部２６である上斜面部２３と上水平部２４との長さ（Ｄ３＋Ｄ４）よりもより長くすることで、下面部２５側における電波エネルギーが低減して、サイドローブがより抑制されるからである。   In this way, the lower end edge 2a protrudes forward from the upper end edge 2b because the position of the lower end edge 2a and the upper end edge 2b is relatively long and the side lobe is further suppressed on the sea surface side. Because it can be done. That is, the length (D1 + D2) of the lower slope portion 21 and the lower horizontal portion 22 that are the lower surface portion 25 of the flare 2 is the length of the upper slope portion 23 and the upper horizontal portion 24 that is the upper surface portion 26 of the flare 2 ( This is because by making it longer than D3 + D4), radio wave energy on the lower surface portion 25 side is reduced, and side lobes are further suppressed.

一方、フレア２の上面部２６の長さを下面部２５よりも短くすることで、ビーム幅が広がり利得が下がる場合があり、これに対する対策として、下水平部２２と上水平部２４の長さＤ２、Ｄ４をともに長くすることが有効である。このため、下水平部２２と上水平部２４の長さＤ２、Ｄ４をともに従来よりも長くし、下斜面部２１の長さＤ１を上斜面部２３の長さＤ３よりも長くすることで、下端縁２ａを上端縁２ｂよりも前方に突出させている。   On the other hand, when the length of the upper surface portion 26 of the flare 2 is made shorter than that of the lower surface portion 25, the beam width may be widened and the gain may be lowered. As a countermeasure against this, the length of the lower horizontal portion 22 and the upper horizontal portion 24 It is effective to lengthen both D2 and D4. For this reason, by making the lengths D2 and D4 of the lower horizontal part 22 and the upper horizontal part 24 both longer than before, and making the length D1 of the lower slope part 21 longer than the length D3 of the upper slope part 23, The lower end edge 2a projects forward from the upper end edge 2b.

このように、所定・所望のサイドローブをより抑制することができ、かつ、ビーム幅が狭く（指向性が高く）高い利得が得られるように、フレア２の上端縁２ｂまでの高さＨ３が下端縁２ａまでの高さＨ２よりも低く設定され、下端縁２ａが上端縁２ｂよりも前方に突出された上で、各長さＤ１〜Ｄ４が設定されている。さらに、レドーム３の幅Ｗ１が、従来のレドーム１０３の幅Ｗ１１と同等以下になるように、各長さＤ１〜Ｄ４が設定されている。具体的には、例えば、下斜面部２１の長さＤ１が約３λ（λ＝波長）、上斜面部２３の長さＤ３が約１．５λ、下水平部２２の長さＤ２と上水平部２４の長さＤ４が約０．７λに設定されている。   In this way, the height H3 to the upper edge 2b of the flare 2 is such that the predetermined and desired side lobes can be further suppressed and the beam width is narrow (high directivity) and high gain is obtained. The lengths D1 to D4 are set after the height H2 is set lower than the lower end edge 2a and the lower end edge 2a projects forward from the upper end edge 2b. Further, the lengths D1 to D4 are set so that the width W1 of the radome 3 is equal to or less than the width W11 of the conventional radome 103. Specifically, for example, the length D1 of the lower slope portion 21 is about 3λ (λ = wavelength), the length D3 of the upper slope portion 23 is about 1.5λ, the length D2 of the lower horizontal portion 22 and the upper horizontal portion. The length D4 of 24 is set to about 0.7λ.

レドーム３は、このようなフレア２の形状に沿うように形成されている。すなわち、図１に示すように、レドーム３の上面３１は、フレア２の上水平部（上面）２４に沿うように形成され、上面３１は、所定の隙間を介してフレア２の上水平部２４の直上に位置している。これにより、フレア２の高さＨ１（＝Ｈ２＋Ｈ３）に合わせて、レドーム３の高さＨ４が低く抑えられている。   The radome 3 is formed along the shape of the flare 2 as described above. That is, as shown in FIG. 1, the upper surface 31 of the radome 3 is formed along the upper horizontal portion (upper surface) 24 of the flare 2, and the upper surface 31 is connected to the upper horizontal portion 24 of the flare 2 via a predetermined gap. It is located directly above. Thus, the height H4 of the radome 3 is kept low in accordance with the height H1 (= H2 + H3) of the flare 2.

また、レドーム３の前面３２は、フレア２の一方側の端縁つまり下端縁２ａと他方側の端縁つまり上端縁２ｂとを結ぶ面Ｓに沿うように形成され、前面３２の下側が上側よりも前方に突出している。このように面Ｓに沿うように形成することで、上記のようなフレア２の性能をそのまま発揮でき、高い指向性と高い利得が得られるものである。ここで、前面３２は風の抵抗などを考慮して全体が湾曲されている。   Further, the front surface 32 of the radome 3 is formed along a surface S connecting one end edge, that is, the lower end edge 2a of the flare 2, and the other end end, that is, the upper end edge 2b. Also protrudes forward. Thus, by forming along the surface S, the performance of the flare 2 as described above can be exhibited as it is, and high directivity and high gain can be obtained. Here, the entire front surface 32 is curved in consideration of wind resistance and the like.

このような構成のレーダアンテナ１およびフレア２によれば、所定のサイドローブ特性が要求される海面側（一方側）においてのみ、所定のサイドローブ特性が得られるように、フレア２の開口部２Ａの下端縁（一方側の端縁）２ａの高さＨ２が設定され、開口部２Ａの上端縁（他方側の端縁）２ｂの高さＨ３は、下端縁２ａの高さＨ２よりも低く設定されている。すなわち、所定のサイドローブ特性が要求される海面側では、所定の高さが確保（高さが高く）されて要求特性が満たされている一方で、所定のサイドローブ特性が要求されない反海面側では、高さが低く設定されている。この結果、フレア２の全体の高さＨ１を低くしつつ、所定・所望のサイドローブを抑制することが可能となる。   According to the radar antenna 1 and the flare 2 having such a configuration, the opening 2A of the flare 2 is obtained so that the predetermined side lobe characteristic is obtained only on the sea surface side (one side) where the predetermined side lobe characteristic is required. The height H2 of the lower end edge (one end edge) 2a is set, and the height H3 of the upper end edge (the other end edge) 2b of the opening 2A is set lower than the height H2 of the lower end edge 2a. Has been. That is, on the sea surface side where a predetermined side lobe characteristic is required, a predetermined height is secured (the height is high) and the required characteristic is satisfied, while the anti-sea surface side where the predetermined side lobe characteristic is not required Then, the height is set low. As a result, it is possible to suppress the predetermined / desired side lobes while reducing the overall height H1 of the flare 2.

図３は、フレアが上下対称な従来の既製のレーダアンテナの垂直面指向性特性Ｌ１１と、本レーダアンテナ１の垂直面指向性特性Ｌ１２を示す図である。この図から、本フレア２の垂直面指向性特性Ｌ１２は、反海面側（アングルがプラス側）においてはサイドローブが高いところがあるものの、海面側（アングルがマイナス側）においては良好なサイドローブ特性が得られていることが確認できる。ここで、図８に示すように、垂直面指向性とは、レーダアンテナの高さ方向（長手方向に垂直な方向）に対する指向性であり、水平面指向性とは、レーダアンテナの長さ方向（長手方向）に対する指向性である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a vertical plane directivity characteristic L11 of a conventional off-the-shelf radar antenna having a vertically symmetrical flare and a vertical plane directivity characteristic L12 of the radar antenna 1. From this figure, the vertical plane directivity characteristic L12 of this flare 2 has good side lobe characteristics on the sea surface side (angle is minus side), although the side lobe is high on the anti-sea surface side (angle is plus side). Can be confirmed. Here, as shown in FIG. 8, the vertical plane directivity is the directivity with respect to the height direction of the radar antenna (direction perpendicular to the longitudinal direction), and the horizontal plane directivity is the length direction of the radar antenna ( The directivity with respect to the longitudinal direction).

このように、フレア２の高さＨ１を従来よりも低くしても、海面側においては良好なサイドローブ特性を得ることが可能となる。なお、反海面側においてはサイドローブが高いところが発生するが、船舶レーダにおいては反海面側でのサイドローブは一般に許容されるので、運用上問題はない。   As described above, even when the height H1 of the flare 2 is made lower than that in the prior art, good side lobe characteristics can be obtained on the sea surface side. Although a portion where the side lobe is high occurs on the anti-sea surface side, in ship radar, the side lobe on the anti-sea surface side is generally allowed, so there is no operational problem.

また、フレア２の下端縁２ａが上端縁２ｂよりも前方に突出しているため、上記のように、ビーム幅を狭めて高い利得を得ることが可能となる。このように、本レーダアンテナ１によれば、フレア２の高さＨ１（レドーム３の高さＨ４）を低くしつつ、良好なサイドローブ特性、高い指向性および高い利得を得ることが可能となる。   In addition, since the lower end edge 2a of the flare 2 projects forward from the upper end edge 2b, it is possible to obtain a high gain by narrowing the beam width as described above. As described above, according to the present radar antenna 1, it is possible to obtain good sidelobe characteristics, high directivity and high gain while reducing the height H1 of the flare 2 (height H4 of the radome 3). .

一方、フレア２の高さＨ１を低くすることができる結果、フレア２の上水平部（上面）２４に沿うように形成されているレドーム３の上面３１の高さも低くなり、レーダアンテナ１全体の高さを低くすることが可能となる。例えば、本レドーム３の高さＨ４を従来のレドーム１０３の高さＨ１２よりも、約２０％低くすることが可能となる。この結果、風に対する抗力が軽減して耐風特性・空力特性が向上し、レーダアンテナ１を回転させる回転機構・モータへの負荷が軽減され、回転機構の耐久性などを向上させることが可能となる。   On the other hand, as a result of the height H1 of the flare 2 being reduced, the height of the upper surface 31 of the radome 3 formed along the upper horizontal portion (upper surface) 24 of the flare 2 is also reduced, so that the entire radar antenna 1 is The height can be lowered. For example, the height H4 of the radome 3 can be made about 20% lower than the height H12 of the conventional radome 103. As a result, the resistance to wind is reduced, wind resistance and aerodynamic characteristics are improved, the load on the rotating mechanism / motor that rotates the radar antenna 1 is reduced, and the durability of the rotating mechanism can be improved. .

図４は、従来のレーダアンテナに作用する回転角度ごとの抗力、横力および揚力を示し、図５は、本レーダアンテナ１に作用する回転角度ごとの抗力、横力および揚力を示す。これらの図から、本レーダアンテナ１は、従来のレーダアンテナに比べて抗力、横力および揚力ともに軽減されていることが確認できる。   FIG. 4 shows the drag, lateral force and lift for each rotation angle acting on the conventional radar antenna, and FIG. 5 shows the drag, lateral force and lift for each rotation angle acting on the radar antenna 1. From these figures, it can be confirmed that the radar antenna 1 has reduced drag, lateral force, and lift as compared with the conventional radar antenna.

また、図６は、従来のレーダアンテナに作用する回転角度ごとのヨーイングトルク（水平面内での回転モーメント）を示し、図７は、本レーダアンテナ１に作用する回転角度ごとのヨーイングトルクを示す。これらの図から、本レーダアンテナ１は、従来のレーダアンテナに比べてヨーイングトルクが小さく、回転機構への負荷が軽減されていることが確認できる。   6 shows the yawing torque (rotational moment in the horizontal plane) acting on the conventional radar antenna, and FIG. 7 shows the yawing torque acting on the radar antenna 1 for each rotational angle. From these figures, it can be confirmed that the radar antenna 1 has a yawing torque smaller than that of the conventional radar antenna, and the load on the rotating mechanism is reduced.

また、フレア２の上面部２６を従来よりも短くしたり、レドーム３の高さＨ４を従来よりも約２０％低くすることができるため、本レーダアンテナ１を軽量化（従来に比べて２０％程度）することが可能となる。さらに、レドーム３の幅Ｗ１が、従来のレドーム１０３の幅Ｗ１１と同等以下であるため、全体の小型化を図ることができる。   Further, since the upper surface portion 26 of the flare 2 can be made shorter than before and the height H4 of the radome 3 can be made about 20% lower than before, the present radar antenna 1 can be reduced in weight (20% compared with the conventional one). Degree). Furthermore, since the width W1 of the radome 3 is equal to or smaller than the width W11 of the conventional radome 103, the overall size can be reduced.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、放射導波管４の中心面Ｃ１から海面側・下側を所定のサイドローブ特性が要求される一方側としているが、中心面Ｃ１から反海面側・上側を一方側としてもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, in the above-described embodiment, the sea surface side / lower side from the center plane C1 of the radiation waveguide 4 is one side where a predetermined side lobe characteristic is required, but the anti-sea surface side / upper side from the center plane C1. It is good also as one side.

１ レーダアンテナ
２ レーダアンテナ用フレア（フレア）
２Ａ 開口部
２ａ 下端縁（一方側の端縁）
２ｂ 上端縁（他方側の端縁）
３ レドーム
３１ 上面
３２ 前面
４ 放射導波管
Ｃ１ 中心面 1 Radar Antenna 2 Flare for Radar Antenna (Flare)
2A Opening 2a Bottom edge (one side edge)
2b Upper edge (the other edge)
3 Radome 31 Upper surface 32 Front surface 4 Radiation waveguide C1 Center surface

Claims (3)

放射導波管からホーン状に延びて開口部を有するレーダアンテナ用フレアであって、
前記放射導波管の高さ方向の中心面から上側または下側のうち、所定のサイドローブ特性が要求される一方側において、前記所定のサイドローブ特性が得られるように、前記中心面から前記開口部の前記一方側の端縁の高さが設定され、前記中心面から前記開口部の他方側の端縁の高さは、前記一方側の端縁の高さよりも低く設定されている、
ことを特徴とするレーダアンテナ用フレア。 A radar antenna flare extending in a horn shape from a radiation waveguide and having an opening,
The upper side or the lower side from the center plane in the height direction of the radiation waveguide, on one side where the predetermined side lobe characteristic is required, so that the predetermined side lobe characteristic can be obtained from the central plane. The height of the edge on the one side of the opening is set, and the height of the edge on the other side of the opening from the center plane is set lower than the height of the edge on the one side,
A flare for a radar antenna characterized by that. 前記一方側の端縁は、前記他方側の端縁よりも前方に突出している、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダアンテナ用フレア。 The edge on the one side protrudes forward from the edge on the other side,
The radar antenna flare according to claim 1. 請求項１または請求項２のいずれか１項のレーダアンテナ用フレアを備えたことを特徴とするレーダアンテナ。
A radar antenna comprising the radar antenna flare according to claim 1.
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