JP2020161867A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パッチアンテナから送信する電波との周波数の差が小さい電波についてのＲＣＳを低減したアンテナ装置を得ること。【解決手段】誘電体基板３と、誘電体基板３の一方の面３ａに設けられた複数のパッチアンテナ５とを有するアンテナ基板１と、アンテナ基板１のパッチアンテナ５が配置された面１ａに装着される金属製のプレート２とを有し、プレート２は、アンテナ基板１に装着するとパッチアンテナ５が配置される部分にキャビティ６が形成されており、プレート２は、アンテナ基板１に接する第１の面７と、第１の面７とは背中合わせである第２の面８とを有し、第２の面８は、第１の面７に対して傾きを有する傾斜面である。【選択図】図２

Description

本発明は、レーダ装置に使用されるアンテナ装置に関する。

ミサイル又は航空機に搭載されるレーダ用アンテナは、探知距離性能を高めるために、ターゲットの到来方向に正対させて設置することが多い。そのため、パッチアンテナを用いた平面アンテナをレーダ用アンテナに用いる場合、ターゲットの到来方向に対して大きなレーダ反射断面積（Radar Cross Section, RCS）を有することになり、ターゲットから自身の位置を検出されやすくなる。したがって、ターゲットから自身の位置を検出されないように、アンテナ装置のＲＣＳを小さくすることが求められている。

特許文献１には、周波数選択面（Frequency Selective Surface, FSS)を有する遮蔽板を前方に装荷して、パッチアンテナから送信する電波に近い周波数帯のみ透過させ、その他の周波数帯は反射させるアンテナ装置が開示されている。

特開２００１−２９８３２２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるアンテナ装置においては、パッチアンテナから送信する電波の周波数帯の電波については、ＦＳＳを装荷した遮蔽板を透過するため、アンテナ装置のＲＣＳを低減することができない。さらに、パッチアンテナから送信する電波とは異なる周波数帯であっても、周波数の差が小さいと、ＦＳＳを装荷した遮蔽板による遮蔽効果が小さくなってしまい、アンテナ装置のＲＣＳが低減できない課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パッチアンテナから送信する電波との周波数の差が小さい電波についてのＲＣＳを低減したアンテナ装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、誘電体基板と、誘電体基板の一方の面に設けられた複数のパッチアンテナとを有するアンテナ基板と、アンテナ基板のパッチアンテナが配置された面に装着される金属製のプレートとを有する。プレートは、アンテナ基板に装着するとパッチアンテナが配置される部分にキャビティが形成されている。プレートは、アンテナ基板に接する第１の面と、第１の面とは背中合わせである第２の面とを有する。第２の面は、第１の面に対して傾きを有する傾斜面である。

本発明によれば、パッチアンテナから送信する電波との周波数の差が小さい電波についてのＲＣＳを低減したアンテナ装置を得られるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の正面図 実施の形態１に係るアンテナ装置の断面図 実施の形態１に係るアンテナ装置の電波の入射角度とＲＣＳとの関係を示す図 本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の断面図

以下に、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の正面図である。図２は、実施の形態１に係るアンテナ装置の断面図である。図２は、図１中のII-II線に沿った断面を示している。実施の形態１に係るアンテナ装置２０は、アンテナ基板１と金属製のプレート２とを有する。アンテナ基板１は、基材である誘電体基板３と、誘電体基板３の一方の面３ａに設けられた複数のパッチアンテナ５と、誘電体基板３の他方の面３ｂに設けられた地導体４とを備える。プレート２は、アンテナ基板１と同じ外形であり、アンテナ基板１のうちパッチアンテナ５が配置された面１ａに装着される。プレート２は、アンテナ基板１に装着するとパッチアンテナ５が配置される部分にキャビティ６がくりぬかれている。キャビティ６の断面は、パッチアンテナ５の外形よりも大きい円形である。プレート２は、のアンテナ基板１に接する第１の面７と、第１の面７と背中合わせである第２の面８とを有する。第２の面８は、第１の面７に対して傾きを有する傾斜面である。

図３は、実施の形態１に係るアンテナ装置の電波の入射角度とＲＣＳとの関係を示す図である。図３中の線Ａは、実施の形態１に係るアンテナ装置２０の電波の入射角度とＲＣＳとの関係を示している。図３には、プレート２が装着されていないアンテナ装置の電波の入射角とＲＣＳとの関係を併せて示している。図３中の線Ｂは、プレート２が装着されていないアンテナ装置の電波の入射角度とＲＣＳとの関係を示している。

プレート２が装着されていないアンテナ装置では、アンテナ装置に垂直に入射された電波の大部分は、アンテナ基板により入射方向に反射される。これに対して、プレート２が装着されたアンテナ装置２０では、アンテナ装置２０に垂直に入射された電波９は、複数のパッチアンテナ５により入射方向と同じ方向に反射される電波１０と、プレート２の第２の面８により入射方向とは異なる方向に反射される電波１１とに分かれる。このため、プレート２をアンテナ基板１に装着することにより、入射方向と同じ方向に反射される電波１０は、プレート２が装着されていないアンテナ装置と比較して小さくなる。したがって、図３中に矢印Ｃで示すように、プレート２をアンテナ基板１に装着することにより、アンテナ装置２０の正面方向でのＲＣＳが小さくなる。

また、プレート２は、パッチアンテナ５が放射する電波を遮蔽しないため、プレート２を装着してもアンテナ装置２０の送信性能は低下しない。一方で、パッチアンテナ５が放射する電波との周波数の差が小さい周波数帯においても、アンテナ装置２０に垂直に入射された電波９は、複数のパッチアンテナ５により入射方向と同じ方向に反射される電波１０と、プレート２の第２の面８により入射方向とは異なる方向に反射される電波１１とに分かれるため、ＲＣＳは小さい。

上記の例では、キャビティ６の断面形状は円形であったが、パッチアンテナ５からの電波の放射の妨げとならない形状であれば、断面形状は任意である。すなわち、キャビティ６の断面形状は、四角形などの多角形状であってもよい。また、キャビティ６の断面積が、プレート２の厚さ方向に一定である必要はなく、キャビティ６が柱状ではなく錐体状になっていてもよい。

実施の形態１に係るアンテナ装置２０は、アンテナ基板１に、アンテナ基板１の表面に対して傾きを有する第２の面８を有するプレート２を装着することにより、アンテナ装置２０の正面方向において、アンテナ装置２０から送信される電波との周波数の差が小さい周波数帯のＲＣＳを小さくすることができる。したがって、実施の形態１に係るアンテナ装置２０は、ターゲットに見つかりにくいという効果を得ることができる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の断面図である。実施の形態２に係るアンテナ装置２０において、プレート１５は、アンテナ基板１と接する第１の面７と対向する第２の面８が円錐面となっている。この他は実施の形態１に係るアンテナ装置２０と同様である。

プレート１５が装着されたアンテナ装置２０では、アンテナ装置２０に垂直に入射された電波９は、複数のパッチアンテナ５により入射方向と同じ方向に反射される電波１０と、プレート１５の第２の面８により四方に拡散される電波１７とに分かれる。このため、プレート１５をアンテナ基板１に装着することにより、入射方向と同じ方向に反射される電波１０を、プレート１５が装着されていないアンテナ装置と比較して小さくすることができる。

また、プレート１５の第２の面８が円錐面であり、入射した電波９が四方に拡散されるため、特定の方向にピークが発生しない。したがって、アンテナ装置２０の正面以外の方向にいるターゲットにも見つかりにくい。なお、第２の面８は、角錐面であっても同様の効果が得られる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ アンテナ基板、１ａ，３ａ，３ｂ 面、２，１５ プレート、３ 誘電体基板、４ 地導体、５ パッチアンテナ、６ キャビティ、７ 第１の面、８ 第２の面、９，１０，１１，１７ 電波、２０ アンテナ装置。

Claims (2)

1. 誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に設けられた複数のパッチアンテナとを有するアンテナ基板と、
   前記アンテナ基板の前記パッチアンテナが配置された面に装着される金属製のプレートとを有し、
   前記プレートは、前記アンテナ基板に装着すると前記パッチアンテナが配置される部分にキャビティが形成されており、
   前記プレートは、前記アンテナ基板に接する第１の面と、前記第１の面とは背中合わせである第２の面とを有し、
   前記第２の面は、前記第１の面に対して傾きを有する傾斜面であることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記第２の面は、錐面であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。

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