JP3229609B2 - 電波ビーム旋回装置ならびにその利用装置 - Google Patents

電波ビーム旋回装置ならびにその利用装置

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達郎 帯谷
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、送波または受波
もしくは送波・受波の両方(この発明において送受波と
いう)を行う電波のビームを所要の電波ビームに形成す
るとともに所要方向に指向づけるための電波ビーム旋回
装置ならびにその利用装置、例えば、レーダ装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】こうした電波ビーム旋回装置は、主とし
て、レーダなどに用いられており、次のような従来技術
がある。
【0003】〔第1従来技術〕電波のビームを送受波す
るための送受波口を電磁ラッパ、つまり、電磁ホーンで
形成し、このビーム方向と対向して曲面状の反射面を設
け、反射面によって外方に送受波する電波を所要のビー
ム幅に形成するとともに、電磁ホーンと反射面とを一体
にしたものを、送受波口からのビーム方向に対してほぼ
直交する方向を軸心として、旋回することにより電波ビ
ームを所要の方向に旋回するようにした電波ビーム旋回
装置の構成(以下、第1従来技術という)が昭和29年
11月15日オーム社発行「無線工学ハンドブック」第
28編レーダ・昭和54年3月30日オーム社発行「電
子通信ハンドブック」第26編電波伝搬・アンテナなど
により開示されている。
【0004】〔第2従来技術〕電波ビームの水平方向ビ
ーム幅をスロットアレイを用いた送受波口によって形成
し、垂直方向ビーム幅を上下に設けた傾斜状の反射面に
よって形成するとともに、スロットアレイと反射面とを
一体にしたものを、送受波ビーム方向とほぼ直交する方
向を軸心として旋回するようにした電波ビーム旋回装置
の構成(以下、第2従来技術という)が実開昭63−7
2911号公報などにより開示されている。
【0005】〔第3従来技術〕電波ビームを反射する反
射面であって、円偏波を直線偏波に変換し、また、逆に
直線偏波を円偏波に変換するような円偏波と直線偏波と
の相互変換を行う反射面に形成した構成(以下、第3従
来技術という)がPhilips Elektroni
kindustrier AB社(SWEDEN)19
78年発行「RADAR TECHNIQUES」など
により開示されている。
【0006】〔第4従来技術〕図2のように、上向きの
指向性をもつ送受波ビーム2を送受する固定空中線装置
21と、レーダセット22とを地上に配置しておき、送
受波ビーム2を反射させて水平方向の指向性をもった電
波ビーム5を得るための反射面4と、反射面4を回転し
て電波ビーム5を旋回させるための回転軸24とを鉄塔
25から張り出した支持枠26によって保持するととも
に、送受波ビーム2に対して反射面4が斜めに交叉する
角度θを適当な機構によって変化させるようにした構成
(以下、第4従来技術という)が特開昭32−8971
号公報などにより開示されている。
【0007】〔第5従来技術〕図3のように、送受波ビ
ーム2を一定方向にする送受波口1と、送受波口1を保
持する保持部分31に対して回転可能に取り付けた2つ
のアーム6・6Aと、一方のアーム6によって保持した
第1の反射面4を送受波ビーム2に対向して配置し、他
方のアーム6Aによって保持した第2の反射面4Aを第
1の反射面4と対向して配置することにより、送受波ビ
ーム2を第1の反射面4で反射させた電波ビーム5A
を、さらに、第2の反射面4Aで反射させて所要の電波
ビーム5を所要の方向に指向づけるとともに、アーム6
・6Aを回転させて、2つの反射面4・4Aを水平面内
で回転することにより電波ビーム5を旋回させ得るよう
にした構成(以下、第5従来技術という)が特開平2−
219305号公報などにより開示されている。
【0008】〔第6従来技術〕図4のように、送受波口
1と反射面4とを一体に接続して設けるとともに、これ
らを回転することにより、送受波口1によって送受する
送受波ビーム2を反射面4で反射させて電波ビーム5を
所要の方向に指向づける構成(以下、第6従来技術とい
う)が上記の特開平2−219305号公報などにより
開示されている。
【0009】〔第7従来技術〕図5のように、導波管4
1の上端に設けた送受波ビーム2の送受波口1を、送受
波口1と対向して配置した反射面4の中程に位置付ける
ことにより電波ビーム5を得るとともに、送受波口1と
反射面4とを一体にして回転することにより電波ビーム
5を旋回する構成(以下、第7従来技術という)が特公
昭51−20799号公報などにより開示されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
て、送受波口1に対向する反射面4を設けて電波ビーム
5を旋回するには、第1従来技術・第4従来技術・第5
従来技術〜第7従来技術の構成を用いることになるが、
これらの構成では次のような不都合がある。
【0011】第1従来技術・第7従来技術の構成では、
送受波口1、例えば、電磁ホーンが電波ビーム5の通路
内に存在するほか、この送受波口1まで電波を送る導波
管51と送受波口1を保持する部分とが電波ビーム5の
通路内に存在するため、これらの存在物によって、電波
ビーム5のエネルギーが損失する。
【0012】第4従来技術の構成では、電波ビーム5が
旋回して鉄塔25の方向に向いたときには、電波ビーム
5の通路内に鉄塔25が存在することになるので、鉄塔
25によって電波ビーム5のエネルギーが損失する。
【0013】第5従来技術の構成では、アーム6・反射
面4が電波ビーム5の通路内に存在するため、アーム6
・反射面4によって電波ビーム5のエネルギーが損失す
る。また、第6従来技術の構成では、反射面4と送受波
口1とを一体にしているため、送受波口1を設けた回転
側の導波管部分35と、導波管35に電波を送るための
固定側の導波管36との間に、回転接続を行う部分を設
ける必要があり、この接続において、電波のエネルギー
が損失する。
【0014】したがって、いずれの場合にも、上記のよ
うな電波のエネルギー損失によって、送受波能力が低下
し、例えば、レーダ装置の場合には、探知能力が低下さ
せられているという不都合がある、と同時に電波ビーム
5の方向がその反射面の取付けにより決定され、電波ビ
ーム5の方向を変えられないという不都合がある。この
ため、こうした不都合のない電波ビーム旋回装置ならび
その利用装置の提供が望まれているという課題があ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明は上記のような
送受波口によって送受される電波の送受ビームを1つの
反射面のみで反射させることにより所定の電波ビームを
所定方向に指向づけて旋回する電波ビーム旋回装置にお
いて、
【0016】上記の送受ビームを上記の送受波口によっ
て一定方向に送受する一定方向送受手段と、上記の反射
面を上記の一定方向に対して斜めに交叉する角度をもっ
て配置する反射面配置手段と、上記の送受ビームに対し
て上記の電波ビームの方向とは反対側に配置されて上記
の一定方向を軸心として旋回するアームにより上記の反
射面の背面側を支持することによって上記の反射面を旋
回する反射面旋回手段と、前記背面側に前記交叉する角
度を変化させるための駆動部分を設ける交叉角度可変手
段とを設ける構成により上記の課題を解決したものであ
る。
【0017】
【0018】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態として、こ
の発明による電波ビーム旋回装置を適用したレーダ装置
の実施例を説明する。
【0019】
【実施例】〔第1実施例〕以下、図1により実施例を説
明する。図1において、送受波口1は、例えば、電磁ホ
ーンであり、固定状態に置かれていて、円偏波の送受ビ
ーム2を固定した一定方向a、すなわち、図のように、
垂直な一定方向aに向けて送受波する。
【0020】送受波回路3は、送受波口1に接続した電
波の送受信を行う回路、例えば、マグネトロン送信回路
によりパルス状の送信電力を発生して送受波口1に与え
て送波を行い、この送波により得られた反射波の受波信
号を増幅検波する回路によって探知信号を得るようにし
たレーダの送受信回路であり、送受波口1と同様に固定
状態に置かれている。
【0021】反射面4は、例えば、導体の反射板であ
り、送受波ビーム2の一定方向a(この方向は正方向と
反対方向とを意味する)に対して斜めに交叉した角度θ
をもって配置され、反射面4に向かう送受波ビーム2の
送波を反射してを所要方向bに電波ビーム5とするとと
もに、所要方向bから受波した電波を送受波ビーム2の
方向、つまり、一定方向aに反射する。
【0022】アーム6は、反射面4を支持するための支
持体であり、図のように、電波ビーム5の送受波を妨害
しないように、送受ビーム2に対して電波ビーム5の方
向とは反対側に配置されていて、一定方向aを軸心とし
て旋回するように軸受部7によって保持されている。
【0023】軸受部7は、反射面4を一定方向aを軸心
として旋回するための保持部分であり、例えば、送受波
口1の送受波路を形成する導波管cの外側を固定軸dに
形成し、固定軸dに嵌着したベアリングeのによって回
転筒fを保持するように構成したものである。
【0024】回転筒eの外周に歯車などによる伝導機構
gを設け、伝導機構gを介して電動機などによる旋回駆
動部8を設けることによって、反射面4が一定方向aを
軸心として回転するするように仕組まれている。
【0025】したがって、旋回駆動部8によって反射面
4を適宜に回転すれば、所要方向bが一定方向aと直交
する面内において旋回させられることになる。
【0026】つまり、この第1実施例の構成は、概括的
には、送受波口1によって送受される電波の送受ビーム
2を1つの反射面4のみで反射させることにより所定の
電波ビーム5を所定方向に指向づけて旋回する電波ビー
ム旋回装置において、
【0027】上記の送受ビーム2を上記の送受波口1に
よって一定方向aに送受する一定方向送受手段と、上記
の反射面4を上記の一定方向aに対して斜めに交叉する
角度θをもって配置する反射面配置手段と、
【0028】上記の送受ビーム2に対して上記の電波ビ
ーム5の方向とは反対側に配置されて上記の一定方向a
を軸心として旋回するアーム6により上記の反射面4の
背面側を支持することによって上記の反射面4を旋回す
る反射面旋回手段とを設けた上記の第1の構成と、レー
ダ装置において、上記の第1の構成を設けた上記の第3
の構成とを構成しているものである。
【0029】〔第2実施例〕以下、図1により第2実施
例を説明する。この第2実施例が上記の第1実施例と異
なる箇所は、反射面4の角度θを変化させるための構成
を付加した箇所である。
【0030】この構成は、図1のように、例えば、歯車
機構と電動機とを組み合わせた角度可変駆動部9を反射
面4の背面側に設けるとともに、角度可変駆動部9の電
動機に駆動電力を与えるための回転接触部10を、例え
ば、スリップリングで形成しておき、固定側に設けた反
射角度制御部11から所要の駆動電力を与えて角度θを
変化させるようにし、また、必要に応じて、この駆動電
力を与えない状態では、回転接触部10を通る回路線を
遮断状態にして、スリップリングからの電気雑音を発生
させないようにするものである。
【0031】つまり、この第2実施例の構成は、概括的
には、上記の第1の構成に加えて、上記の背面側、すな
わち、反射面4の背面側に上記の交叉する角度θを変化
させる駆動部分、例えば、角度可変駆動部9を設ける交
叉角度可変手段を設けた上記の第2の構成と、レーダ装
置において、上記の第2の構成を設けた上記の第3の構
成とを構成しているものである。
【0032】〔変形実施〕この発明は次のように変形し
て実施することができる。 (1)反射面4を、円偏波と直線偏波との相互変換を行
う反射面、例えば、上記の〔文献5〕に開示されている
ような反射面によって形成することにより、電波ビーム
5を直線偏波によって送受波し得るように構成する。
【0033】(2)反射面4を、電波ビーム5の偏波面
に対応して反射する形状の格子状または網目状の反射
面、例えば、上記の〔文献2〕に開示されているような
反射面で形成する。
【0034】(3)反射面4を、パラボラ曲面または円
弧曲面などの適宜の曲面に形成した反射面、例えば、上
記の〔文献1〕・〔文献2〕・〔文献3〕に開示されて
いるような反射面で形成して、電波ビーム5を所要のビ
ーム幅にする。
【0035】
【発明の効果】この発明によれば、以上のように、反射
面の保持・旋回・角度変化を行うための構成部分を、全
て、送受波ビームに対して電波ビームの方向とは反対側
に配置している。これにより、送受波ビーム・電波ビー
ムの通路内には電波のエネルギーを損失させる存在物が
無く、さらに反射面の角度変化を行なうことができる構
成としているため、送受波能力を向上させた電波ビーム
旋回装置ならびにその利用装置を提供できる特長が得ら
れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面中、図1はこの発明の実施例を、また、図2〜図5
は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりである。
【図1】要部断面・全体配置構成図
【図2】全体配置構成図
【図3】要部断面・要部配置構成図
【図4】要部断面・要部配置構成図
【図5】要部断面・要部配置構成図 1 送受波口 2 送受波ビーム 3 送受信回路 4 反射面 4A 反射面 5 電波ビーム 6 アーム 6A アーム 7 軸受部 8 旋回駆動部 9 角度可変駆動部 10 回転接触部 11 反射角度制御部 21 固定空中線装置 22 レーダセット 24 回転軸 25 鉄塔 26 支持枠 31 保持部分 35 導波管 36 導波管 41 導波管 a 一定方向 b 所要方向 c 導波管 d 固定軸 e ベアリング f 回転筒 g 電動機構 θ 角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01Q 19/10 H01Q 19/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送受波口によって送受される電波の送受ビ
    ームを1つの反射面のみで反射させることにより所要の
    電波ビームを所要の方向に指向づけて旋回する電波ビー
    ム旋回装置であって、 前記送受ビームを前記送受波口によって一定方向に送受
    する一定方向送受手段と、前記反射面を前記一定方向に
    対して斜めに交叉する角度をもって配置する反射面配置
    手段と、前記送受ビーム2に対して前記電波ビーム5の
    方向とは反対側に配置されて前記一定方向を軸心として
    旋回するアームにより前記反射面の背面側を支持するこ
    とによって前記反射面を旋回する反射面旋回手段と、
    記背面側に前記交叉する角度を変化させるための駆動部
    分を設ける交叉角度可変手段とを具備する電波ビーム旋
    回装置。
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