JP3123777U

JP3123777U - レドームアンテナ

Info

Publication number: JP3123777U
Application number: JP2006003647U
Authority: JP
Inventors: 隆雄宮本; 耕治箟
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2016-05-16

Abstract

【課題】大幅なコストアップなしで、レーダアンテナの電気的性能が改善できるレドームアンテナを提供する。
【解決手段】電波を送受波するアンテナと、アンテナの回転周囲を覆うアンテナレドームと、アンテナを駆動する回転機構を有するレドームアンテナにおいて、アンテナレドームから電波の略ｎ／４波長(ｎは正の奇数)離れた法線上の内側に、アンテナレドームと電気的特性が同等な材質からなる反射抑圧板を設ける。また、反射抑圧板はアンテナレドームの円周方向に分割した分割構造とする。
【選択図】図１

Description

本考案は、特に船舶に搭載するレーダ用レドームアンテナ、さらに詳しくはアンテナの回転周囲を覆うレドームを有するレドームアンテナに関する。

レーダなどのアンテナは屋外に設置されることが多く、過酷な環境に耐えなければならない。特に船舶用のレーダは防風、防水、安全性の面からアンテナの周りに樹脂製のカバー（レドーム）を設けることが一般的である。レーダアンテナは、主に大型船舶に搭載されるレーダに用いられるオープンタイプと比較的小型のレーダに用いられるレドームタイプに大別される。オープンタイプは、棒状のスロットアンテナの形状に沿って外周を囲むカバーが設けられ、カバーごとアンテナを回転させる。一方、レドームタイプは、アンテナの回転周囲全体をドーム状のレドームで囲うもので、固定されたレドームの内部でアンテナが回転するものである。

従来のレドームアンテナを図７および図８に示す。図７はレドームアンテナ外観の斜視図である。１００はレドームアンテナであり、上レドーム２００と下レドーム３００から構成される。図８にレドームアンテナの断面図を示す。アンテナ４００は回転機構５００を介して送受信部６００に接続され、アンテナ装置全体を上ドーム２００と下ドーム３００の内部に収める。上レドーム２００と下レドーム３００の接合部分にパッキンなどの防水構造７００を設けることで内部は密閉される。船舶へは下レドーム３００を適所に設置する。

しかしながら、レドーム（カバー）を設けることでレドーム（カバー）からの反射波が発生し、アンテナの利得の減少やサイドローブの上昇などレーダの電気的性能が低下するという問題がある。

従来からオープンタイプのレーダでは、特許文献１の図２や図３に示されるような構造が知られている。特許文献1では、誘電体板のサンドイッチ構造を、カバーの全周または電波を放射する前面部のみに設けている。サンドイッチ構造とは、誘電率の低い発泡材を２枚の誘電体板で、間隔が１／４波長分となるようにはさんだ構造である。これにより、２枚の誘電体板からの反射波の位相差が１８０度となり反射波を打ち消すことができる。

また、より安価な構造として特許文献１の図１に示される構造が知られている。単板のカバーから１／４波長離れた位置にＴ字形突起物を設けることで、水平方向の反射波を打ち消している。
実開平５−８００１９号公報（図１〜３、０００４、０００９）

しかしながら、レドーム（カバー）から１／４波長離れた位置に反射抑制体を設ける構造は、棒状のオープンアンテナのカバーには比較的容易に設けられるが、アンテナレドームでは、大幅なコストアップにつながることから実現されていなかった。そのため、レドームアンテナでは反射波による電気的性能の低下が避けられなかった。

本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、大幅なコストアップなしでアンテナの電気的性能が改善できるレドームアンテナを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本考案の第１の観点によれば、電波を送受波するアンテナと、前記アンテナの回転周囲を覆うアンテナレドームと、前記アンテナを駆動する回転機構を有するレドームアンテナにおいて、前記アンテナレドームから前記電波の略ｎ／４波長(ｎは正の奇数)離れた法線上の内側に、前記アンテナレドームと電気的特性が同等な材質からなる反射抑圧板を設ける。

この構成により、反射抑圧板によりレドームからの反射波が打ち消されるため、アンテナの利得の減少やサイドローブの上昇が抑えられ電気的性能が向上するレドームアンテナが実現できる。また、反射抑圧板は耐侯性が不要なため外周レドームより安価な材質を用いることができ、大幅なコストアップを抑えられる。

前記のレドームアンテナにおいては、前記反射抑圧板はアンテナレドームの円周方向に分割した分割構造となっていることが好ましい。

この構成によれば、反射抑圧板の大量生産によるコストダウンが期待できる。

前記のレドームアンテナにおいては、前記反射抑圧板は電波の照射部のみに設置することが好ましい。

この構成によれば、電波が通過する部分にだけ反射抑圧板を設けるので安価でありレドームの重量増加を抑えられる。

前記のレドームアンテナにおいては、前記反射抑圧板を前記電波の略ｎ／４波長(ｎは正の奇数)離れた位置に固定するためのスペーサ部をさらに設け、前記スペーサ部は外周レドームと一体成型されることが好ましい。

この構成によれば、スペーサ部を別部品とする必要がなく部品点数が削減されるためコストアップを抑えられる。

前記のレドームアンテナにおいては、前記スペーサ部は反射抑圧板を取り付けるスナップフィット機構を備えることが好ましい。

この構成によれば、ネジなどで取り付ける方法に比べて部品数、組付け工数が減りコストアップを抑えられる。

本考案の第２の観点によれば、電波を送受波し、アンテナレドームと電気的特性が同等な材質からなる反射抑圧板を取り付けたアンテナと、前記アンテナの回転周囲を覆うアンテナレドームと、前記アンテナを駆動する回転機構を有するレドームアンテナにおいて、前記反射抑圧板は、前記アンテナレドームから前記電波の略ｎ／４波長(ｎは正の奇数)分、法線上の内側に離れている。

この構成により、反射抑圧板によりレドームからの反射波が打ち消されるため、アンテナの利得の減少やサイドローブの上昇が抑えられ電気的性能が向上するレドームアンテナが実現できる。また、従来のレドーム構造を大幅に変更しなくても実施できる。また、レドームの全周に反射抑圧板を設ける必要がないので安価で軽量な構成にできる。

以下、本考案の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）

図１は、本考案の実施の形態１によるレドームアンテナの構成の一例を示す断面図である。図１において、レドームアンテナは、上レドーム１２、下レドーム１３、アンテナ１４、回転機構１５、送受信装置１６、防水構造１７、および反射抑圧板１８とスペーサ部１９とからなる。１２〜１７の構成は図８に示す従来構造２００〜７００と同じである。

反射抑圧板１８の斜視図を図２に示す。反射抑圧板１８は、上レドーム１２の相似形で、ひと回り小さい湾曲した形状である。電波が照射されるレドームの外周部のみに設け、電波が通過しないレドームの天頂部分はない。また、円周方向に１／６に分割した分割構造となっており、円周方向全周では６枚の反射抑圧板１８が設置される。１８ａは上レドーム１２に取り付けるための取り付け穴であり、各反射抑圧板１８の四隅に４箇所設けられている。

反射抑圧板１８は、上レドーム１２の曲面の法線上の内側に、アンテナの使用する電波の略１／４波長分離れた位置に設置する。図３は、上レドーム１２と反射抑圧板１８のみを表したＡ−Ａ断面図である。図１および図３に示す寸法ｄはいずれも略１／４波長の長さである。つまり、アンテナが回転してどの方向を向いても、アンテナ中央部の正面となるレドームと反射抑圧板の距離は略１／４波長となっている。

反射抑圧板１８の素材は、上レドーム１２と電気的特性が同等な素材であればよい。しかし、上レドーム１２は長期間、潮風にさらされる過酷な環境に耐える耐侯性が求められるが、レドーム内部の反射抑圧板１８は耐侯性が不要である。そのため反射抑圧板１８は、電気的特性の同等なより安価な材質が利用できる。一般的に外周レドーム（上レドーム１２および下レドーム１３）にはＡＥＳやＡＢＳ樹脂が用いられているのに対し、反射抑圧板１８はポリプロピレンやポリエチレンなどの安価な材料も利用できる。

スペーサ部１９は上レドーム１２に複数箇所設けられている。ここでは、各反射抑圧板１８の四隅に４箇所設けた取り付け穴１８ａと対応させて、全体で２４箇所設けている。スペーサ部１９は反射抑圧板１８を上レドーム１２から略１／４波長分離れた位置に位置決めするためのものである。

図４はスペーサ部１９を拡大した断面図である。スペーサ部１９は位置決めのためのスペーサ１９ａと、自身の弾性変形により部品を締結するスナップフィット機構１９ｂからなる。上レドーム１２とスペーサ部１９は一体成型されている。

上レドーム１２に反射抑圧板１８を取り付けるには、反射抑圧板１８の取り付け穴１８ａに、上レドーム１２と一体成型されたスペーサ部１９のスナップフィット機構１９ｂを挿入して締結する。

反射抑圧板１８を取り付けた上レドーム１２を下レドーム１３と組付けて電波の送受波を行う。送波された電波は反射抑圧板１８および上レドーム１２でそれぞれ反射するが、１／４波長分のずれがあるため反射波は相殺され、レーダの電気的特性は劣化しない。受波する場合においても同様である。

図９に従来タイプのレドームアンテナと実施形態１のレドームアンテナの指向特性を比較した実験結果を示す。実験に用いたアンテナレドーム
の材質はＡＢＳ樹脂、反射板の材質はポリプロピレンである。レーダの送受する電波の波長λは約３１．８ｍｍであり、反射板の厚みは約２ｍｍで、上レドーム１２と反射抑圧板１８の間隔は約７ｍｍとした。

従来レドームアンテナと本考案のレドームアンテナを比較すると、サイドローブのレベルが低下し、電気的特性が向上していることがわかる。

以上に示すように、上レドーム１２から法線上の内側に略１／４波長分離れた位置に反射抑圧板１８を設けることにより、不要な反射波が抑えられるため、アンテナの利得の減少やサイドローブの上昇が抑えられ電気的性能が向上するレドームアンテナが実現できる。また、反射抑圧板１８は耐侯性が不要なため外周レドームより安価な材質を用いることができ、大幅なコストアップを抑えられる。

また、反射抑圧板１８を円周方向に分割した分割構造にすることで、大量生産によるコストダウンが期待できる。

さらに、反射抑圧板１８を天頂部には設けずに、電波の照射部にだけ設けるので、安価であり重量増加を抑えられる。

また、反射抑圧板１８を上レドーム１２から法線上の内側に略１／４波長の位置に固定するスペーサ部１９を、上レドーム１２と一体成型とすることにより、スペーサを別部品とする必要がなく部品点数が削減されるためコストアップを抑えられる。

さらに、スペーサ部１９にスナップフィット機構１９ｂを設けることにより、ネジなどで取り付ける方法に比べて部品数、組付け工数が減りコストアップを抑えられる。

（実施の形態２）

図５は、本考案の実施の形態２によるレドームアンテナの構成の一例を示す斜視図であり、説明上、上レドームを外した状態である。図６は実施の形態２の構成の一例を示す断面図である。図５、６において、レドームアンテナは、上レドーム２２、下レドーム２３、アンテナ２４、回転機構２５、送受信装置２６、防水構造２７、および反射抑圧板２８と取り付け部品２９とからなる。２２〜２７の構成は図８に示す従来構造２００〜７００と同じである。

反射抑圧板２８は、上レドーム２２の相似形で、ひと回り小さい湾曲した形状である。電波を照射させるアンテナ２４の前面部のみを覆うように設け、電波が通過しないレドームの天頂部分はない。

反射抑圧板２８は、上レドーム２２の曲面の法線上の内側に、アンテナの使用する電波の略１／４波長分離れた位置に設置する。実施例１と同様に、寸法ｄは略１／４波長の長さである。そのため、アンテナが回転してどの方向を向いても、アンテナ中央部の正面となるレドームと反射抑圧板の距離は略１／４波長となっている。

反射抑圧板２８の素材は、上レドーム２２と電気的特性が同等な素材であればよいが、耐侯性が不要なため、ポリプロピレンやポリエチレンなどの安価な材料を利用できる。

取り付け部品２９はアンテナ２４と反射抑圧板２８を上レドーム２２から１／４波長分離れた位置に固定するための部品である。アンテナ２４と反射抑圧板２８を取り付け部品２９を介して取り付ける。固定方法はネジ止め、溶着、接着など任意でよい。

アンテナ２４に反射抑圧板２８を取り付けた後、従来と同様の上レドーム２２を下レドーム２３に組みつけて、電波の送受波を行う。送波された電波は反射抑圧板２８および上レドーム２２でそれぞれ反射するが、１／４波長分のずれがあるため反射波は相殺され、レーダの電気的特性は劣化しない。受波する場合においても同様である。

以上のように反射抑圧板２８はアンテナ側に設けることで、従来のレドームを変更することなしで使用できる。また、全周に反射抑圧板２８を設ける必要がないので安価で軽量な構成とできる。さらに、アンテナの中央部と両端部で上レドーム２２と反射抑圧板２８の距離を変えるなどより細かく最適な設計が可能となる。

以上に実施形態及びその変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、反射抑圧板１８、２８を上レドームから略１／４波長分離れた位置に固定したが、設置箇所は１／４波長の奇数倍でも同様の効果が得られる。特に実施形態２では、反射抑圧板２８をアンテナの近くに設けることで、アンテナ駆動モータのトルク増大や、反射抑圧板２８、取り付け部品２９の剛性の低下が回避できる。

また実施形態では、反射抑圧板１８を６分割構造としたが分割数はこれに限定されない。

また、反射抑圧板１８、２８は天頂部分を設けていないが、天頂部分に設けても同様の効果が得られる。

また、実施形態では上レドーム１２のみに反射板を設けたが、下レドーム１３の電波が放射される部分に反射抑圧板を設けることでさらに効果を上げることができる。

さらに、スペーサ部は上レドーム１２と一体成型することが望ましいが、例えば密度の小さい発泡体を挟んで固定することもできる。

上レドーム１２と反射抑圧板１８の取り付けはスナップフィット構造が望ましいが、ネジによる固定のほか、接着や溶着とすることもできる。

また、上レドーム１２と反射抑圧板１８を取り付けるスナップフィットの詳細を図４に示したが、取り付け機構はこれに限定されない。

さらに、実施形態では反射板１８を上レドーム１２の内側に設けたが外側に設けても同様の効果が得られる。

また、実施形態は船舶用のレーダアンテナを例にしているが、レーダと同等以上の高い周波数のアンテナレドームにも有効である。

本考案の実施の形態１によるレドームアンテナの構成を示す断面図本考案の実施の形態１による反射抑圧板を示す斜視図本考案の実施の形態１によるアンテナレドームと反射抑圧板の一部を示す断面図本考案の実施の形態１によるスペーサ部を示す断面図本考案の実施の形態２によるレドームアンテナの構成を示す斜視図本考案の実施の形態２によるレドームアンテナの構成を示す断面図従来のレドームアンテナの外観を示す斜視図従来のレドームアンテナの構成を示す断面図本考案の実施の形態１によるレドームアンテナと従来型レドームアンテナの指向特性を比較したグラフ

符号の説明

１００レドームアンテナ１２、２２、２００上レドーム１３、２３、３００下レドーム１４、２４、４００アンテナ１５、２５、５００回転機構１６、２６、６００送受信装置１７、２７、７００防水構造１８、２８反射抑圧板１８ａ取り付け穴１９スペーサ部１９ａスペーサ１９ｂスナップフィット機構２９取り付け部品

Claims

電波を送受波するアンテナと、前記アンテナの回転周囲を覆うアンテナレドームと、前記アンテナを駆動する回転機構を有し、前記アンテナレドームから前記電波の略ｎ／４波長(ｎは正の奇数)離れた法線上の内側に、前記アンテナレドームと電気的特性が同等な材質からなる反射抑圧板を設けることを特徴とするレドームアンテナ。
前記反射抑圧板は、アンテナレドームの円周方向に分割した分割構造となっていることを特徴とする請求項１記載のレドームアンテナ。
前記反射抑圧板は、電波の照射部のみに設けることを特徴とする請求項１または２記載のレドームアンテナ。
前記反射抑圧板を前記電波の略ｎ／４波長(ｎは正の奇数)離れた位置に固定するためのスペーサ部をさらに設け、前記スペーサ部は前記アンテナレドームと一体成型されることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のレドームアンテナ。
前記スペーサ部は反射抑圧板を取り付けるスナップフィット機構を備えたことを特徴とする請求項４記載のレドームアンテナ。
電波を送受波し、アンテナレドームと電気的特性が同等な材質からなる反射抑圧板を取り付けたアンテナと、前記アンテナの回転周囲を覆うアンテナレドームと、前記アンテナを駆動する回転機構を有し、前記アンテナに取り付けられた前記反射抑圧板は、前記アンテナレドームから前記電波の略ｎ／４波長(ｎは正の奇数)分、法線上の内側に離れていることを特徴とするレドームアンテナ。