JP3246025B2 - レドームおよびその製造方法 - Google Patents
レドームおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】セラミックス製のレドーム、特に
高速で飛翔するミサイル等に用いられるレドームおよび
その製造方法に関するものである。
高速で飛翔するミサイル等に用いられるレドームおよび
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のレドームを示す断面図であ
る。図において、１はセラミックス製のレドームで、ア
ンテナ２の前面を覆うように、ドーム形に形成されてい
る。３ａ、３ｂはアンテナ２から出た同じ位相を持つ電
波、４ａ、４ｂはレドーム１の各部分における法線方向
に対する電波３ａ、３ｂの入射角度、５ａ、５ｂは電波
３ａ、３ｂがレドーム１と会合する入射点、６ａ、６ｂ
は入射点５ａ、５ｂにおけるレドーム１の法線方向の厚
み、７ａ、７ｂはレドーム１内の電波３ａ、３ｂの通過
方向の厚み、８ａ、８ｂはレドーム１から出た電波、９
はレドーム１を出た後の位相面、１５は中心軸である。
る。図において、１はセラミックス製のレドームで、ア
ンテナ２の前面を覆うように、ドーム形に形成されてい
る。３ａ、３ｂはアンテナ２から出た同じ位相を持つ電
波、４ａ、４ｂはレドーム１の各部分における法線方向
に対する電波３ａ、３ｂの入射角度、５ａ、５ｂは電波
３ａ、３ｂがレドーム１と会合する入射点、６ａ、６ｂ
は入射点５ａ、５ｂにおけるレドーム１の法線方向の厚
み、７ａ、７ｂはレドーム１内の電波３ａ、３ｂの通過
方向の厚み、８ａ、８ｂはレドーム１から出た電波、９
はレドーム１を出た後の位相面、１５は中心軸である。
【０００３】次に動作について説明する。上記レドーム
１の材料（セラミック）の比誘電率εは一定であり、電
波３ａ、３ｂ、８ａ、８ｂはレドーム１の通過前後と
も、図３において左から右に進行する。一般に電波３
ａ、３ｂがレドーム材料を通過する時の位相は、レドー
ム１の厚みに比例し、かつ１／（εの平方根）に比例す
るので、位相を変えるためには、厚みか誘電率のいずれ
かをコントロールする必要がある。
１の材料（セラミック）の比誘電率εは一定であり、電
波３ａ、３ｂ、８ａ、８ｂはレドーム１の通過前後と
も、図３において左から右に進行する。一般に電波３
ａ、３ｂがレドーム材料を通過する時の位相は、レドー
ム１の厚みに比例し、かつ１／（εの平方根）に比例す
るので、位相を変えるためには、厚みか誘電率のいずれ
かをコントロールする必要がある。
【０００４】図３において、アンテナ２から出た電波３
ａ、３ｂがレドーム１を通過する際、スネルの法則によ
り入射点５ａ、５ｂにおいて屈折が生じる。この時、電
波３ａ、３ｂの入射角度４ａ、４ｂが異なるため、レド
ーム１内の電波の通過方向の厚み７ａ、７ｂおよびその
角度も異なる。仮にレドーム１の法線方向の厚み６ａ、
６ｂを同じにすると、レドーム１の通過方向の厚み７
ａ、７ｂが異なることになり、誘電率は同じであるた
め、レドーム１を通過した後の電波８ａ、８ｂに位相の
ずれが生じ、所望の方向（この場合左から右）に電波が
進行しない。このため従来は図３に示すように、法線方
向の厚み６ａ、６ｂの厚みを変えて、電波の通過方向の
厚み７ａ、７ｂが同じになるように、レドーム１に機械
加工等の加工を施し、電波３ａ、３ｂと電波８ａ、８ｂ
の向きが同じになる面、すなわち位相面９を得ている。
ａ、３ｂがレドーム１を通過する際、スネルの法則によ
り入射点５ａ、５ｂにおいて屈折が生じる。この時、電
波３ａ、３ｂの入射角度４ａ、４ｂが異なるため、レド
ーム１内の電波の通過方向の厚み７ａ、７ｂおよびその
角度も異なる。仮にレドーム１の法線方向の厚み６ａ、
６ｂを同じにすると、レドーム１の通過方向の厚み７
ａ、７ｂが異なることになり、誘電率は同じであるた
め、レドーム１を通過した後の電波８ａ、８ｂに位相の
ずれが生じ、所望の方向（この場合左から右）に電波が
進行しない。このため従来は図３に示すように、法線方
向の厚み６ａ、６ｂの厚みを変えて、電波の通過方向の
厚み７ａ、７ｂが同じになるように、レドーム１に機械
加工等の加工を施し、電波３ａ、３ｂと電波８ａ、８ｂ
の向きが同じになる面、すなわち位相面９を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のレドームは以上
のように構成されているので、所望の方向に電波を進行
させるためには、レドームの法線方向の厚みを各部分で
変化させなければならず、部分毎に厚みを変化させる加
工には、高度な機械加工技術、高価な加工設備が必要で
あり、検査も難しくなるなどの問題点があった。この発
明は上記のような問題点を解消するためになされたもの
で、レドームの法線方向の厚みを同一にして、機械加工
等の製造を容易にすることが可能なレドームおよびその
製造方法を得ることを目的とする。
のように構成されているので、所望の方向に電波を進行
させるためには、レドームの法線方向の厚みを各部分で
変化させなければならず、部分毎に厚みを変化させる加
工には、高度な機械加工技術、高価な加工設備が必要で
あり、検査も難しくなるなどの問題点があった。この発
明は上記のような問題点を解消するためになされたもの
で、レドームの法線方向の厚みを同一にして、機械加工
等の製造を容易にすることが可能なレドームおよびその
製造方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は次のレドームお
よびその製造方法である。 （１）アンテナの前面を覆い、アンテナから出た電波の
法線方向に対する入射角度が各部で異なるように構成さ
れたセラミックス製のレドームにおいて、各部における
法線方向の厚みをほぼ一定にし、かつ各部における電波
の通過方向の厚みと比誘電率の平方根との積が一定とな
るように、各部の比誘電率を変化させたことを特徴とす
るレドーム。 （２）上記（１）記載のレドームの製造方法において、
セラミックス原料からなる成形体の各部における法線方
向の厚みをほぼ一定にし、かつかつ各部における電波の
通過方向の厚みと比誘電率の平方根との積が一定となる
ように、各部の焼結温度を変化させて焼結することによ
り、各部の比誘電率を変化させることを特徴とするレド
ームの製造方法。
よびその製造方法である。 （１）アンテナの前面を覆い、アンテナから出た電波の
法線方向に対する入射角度が各部で異なるように構成さ
れたセラミックス製のレドームにおいて、各部における
法線方向の厚みをほぼ一定にし、かつ各部における電波
の通過方向の厚みと比誘電率の平方根との積が一定とな
るように、各部の比誘電率を変化させたことを特徴とす
るレドーム。 （２）上記（１）記載のレドームの製造方法において、
セラミックス原料からなる成形体の各部における法線方
向の厚みをほぼ一定にし、かつかつ各部における電波の
通過方向の厚みと比誘電率の平方根との積が一定となる
ように、各部の焼結温度を変化させて焼結することによ
り、各部の比誘電率を変化させることを特徴とするレド
ームの製造方法。
【０００７】
【作用】この発明の請求項１のレドームは、各部におけ
る電波の通過方向の厚みと比誘電率の平方根との積が一
定となっているため、各部における電気的な長さが一定
となり、所望の方向に同位相で電波が進行する。
る電波の通過方向の厚みと比誘電率の平方根との積が一
定となっているため、各部における電気的な長さが一定
となり、所望の方向に同位相で電波が進行する。
【０００８】また各部における法線方向の厚みがほぼ一
定であるため、上記に加え加工が容易になる。すなわち
この発明に係るレドームは、セラミックスを製造する
際、焼結させる温度を変化させて比誘電率の分布を変え
ることにより、レドームの法線方向の厚みが同一にな
る。
定であるため、上記に加え加工が容易になる。すなわち
この発明に係るレドームは、セラミックスを製造する
際、焼結させる温度を変化させて比誘電率の分布を変え
ることにより、レドームの法線方向の厚みが同一にな
る。
【０００９】この発明の請求項２のレドームの製造方法
においては、焼結温度を変化させることにより、各部の
比誘電率が変化し、簡単な操作により効率よく、目的と
するレドームが製造される。すなわちこの発明における
レドームは、セラミックスを焼結させる温度により比誘
電率が変わる特性を利用して、比誘電率の分布を与える
ことにより、見かけ上、電波がレドーム内を通る機械的
寸法が異なっても、位相の長さ（電気的な長さ（厚
み））が同じになる。
においては、焼結温度を変化させることにより、各部の
比誘電率が変化し、簡単な操作により効率よく、目的と
するレドームが製造される。すなわちこの発明における
レドームは、セラミックスを焼結させる温度により比誘
電率が変わる特性を利用して、比誘電率の分布を与える
ことにより、見かけ上、電波がレドーム内を通る機械的
寸法が異なっても、位相の長さ（電気的な長さ（厚
み））が同じになる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１は実施例のレドームを示す断面図であり、図に
おいて、図３と同符号は同一または相当部分を示す。１
０はレドーム、１１ａ、１１ｂは電波３ａ、３ｂの入射
点５ａ、５ｂにおける法線方向の厚み、１２ａ、１２ｂ
は電波３ａ、３ｂの通過方向の厚み、１３は厚み１２ａ
が含まれる部分の比誘電率、１４は厚み１２ｂが含まれ
る部分の比誘電率である。
る。図１は実施例のレドームを示す断面図であり、図に
おいて、図３と同符号は同一または相当部分を示す。１
０はレドーム、１１ａ、１１ｂは電波３ａ、３ｂの入射
点５ａ、５ｂにおける法線方向の厚み、１２ａ、１２ｂ
は電波３ａ、３ｂの通過方向の厚み、１３は厚み１２ａ
が含まれる部分の比誘電率、１４は厚み１２ｂが含まれ
る部分の比誘電率である。
【００１１】レドーム１０を電波３ａ、３ｂが通過する
時の電気的な長さは、材料の比誘電率をεと電波の波長
をλとしたとき、λ／（εの平方根）に比例する。この
ためレドーム１０のように法線方向の厚み１１ａ、１１
ｂが同じで、電波の通過方向の厚み１２ａ、１２ｂに違
いがある場合、比誘電率１３と比誘電率１４を次式
〔１〕のような関係を持つ値にすれば、電気的な長さは
同じになる。 厚み１２ａ×比誘電率１３の平方根＝厚み１２ｂ×比誘
電率１４の平方根………〔１〕
時の電気的な長さは、材料の比誘電率をεと電波の波長
をλとしたとき、λ／（εの平方根）に比例する。この
ためレドーム１０のように法線方向の厚み１１ａ、１１
ｂが同じで、電波の通過方向の厚み１２ａ、１２ｂに違
いがある場合、比誘電率１３と比誘電率１４を次式
〔１〕のような関係を持つ値にすれば、電気的な長さは
同じになる。 厚み１２ａ×比誘電率１３の平方根＝厚み１２ｂ×比誘
電率１４の平方根………〔１〕
【００１２】式〔１〕において、電波３ａ、３ｂの通過
方向の厚み１２ａ、１２ｂは既知であり、これにより比
誘電率１３、１４を導けばよい。以上のようにすれば、
電波３と電波８の向きが同じになる面、すなわち位相面
９を得ることができる。この比誘電率に分布を持たせる
には、セラミックスを焼き固める工程である焼結を行う
際、例えばフューズドシリカ（ＳｉＯ2）のセラミック
スの場合、図２に示すように、焼結温度が高くなると比
誘電率が大きくなり、焼結温度が低くなると比誘電率が
小さくなる特性を利用すれば可能である。
方向の厚み１２ａ、１２ｂは既知であり、これにより比
誘電率１３、１４を導けばよい。以上のようにすれば、
電波３と電波８の向きが同じになる面、すなわち位相面
９を得ることができる。この比誘電率に分布を持たせる
には、セラミックスを焼き固める工程である焼結を行う
際、例えばフューズドシリカ（ＳｉＯ2）のセラミック
スの場合、図２に示すように、焼結温度が高くなると比
誘電率が大きくなり、焼結温度が低くなると比誘電率が
小さくなる特性を利用すれば可能である。
【００１３】図２はフューズドシリカのセラミックスに
ついて、焼結温度と比誘電率の関係を示すグラフの一例
であり、焼結温度が高いほど、比誘電率が高くなること
を示している。図１において（厚み１２ａ）＞（厚み１
２ｂ）であるから、式〔１〕より（比誘電率１３）＜
（比誘電率１４）となり、レドーム１０の中心軸１５に
近いほど比誘電率を高くする必要がある。
ついて、焼結温度と比誘電率の関係を示すグラフの一例
であり、焼結温度が高いほど、比誘電率が高くなること
を示している。図１において（厚み１２ａ）＞（厚み１
２ｂ）であるから、式〔１〕より（比誘電率１３）＜
（比誘電率１４）となり、レドーム１０の中心軸１５に
近いほど比誘電率を高くする必要がある。
【００１４】このためレドーム１０の中心軸１５に近い
部分ほど焼結温度を高くし、周辺部に近い部分ほど焼結
温度を低くすることにより、上記のように比誘電率を変
化させることができる。例えば図１のレドーム１０に図
２のセラミックスを用いる場合、中心軸１５付近の焼結
温度を１２８０℃、周辺部の焼結温度を１２２０℃、両
者の中間部における焼結温度を１２５０℃にすると、法
線方向の厚み１１ａ、１１ｂが同じ場合に、（電波通過
方向の厚み１２ａ、１２ｂ）×（比誘電率１３、１４の
平方根）が等しくなり、レドーム１０の各部における電
気的な長さが同じになり、位相面９が得られる。
部分ほど焼結温度を高くし、周辺部に近い部分ほど焼結
温度を低くすることにより、上記のように比誘電率を変
化させることができる。例えば図１のレドーム１０に図
２のセラミックスを用いる場合、中心軸１５付近の焼結
温度を１２８０℃、周辺部の焼結温度を１２２０℃、両
者の中間部における焼結温度を１２５０℃にすると、法
線方向の厚み１１ａ、１１ｂが同じ場合に、（電波通過
方向の厚み１２ａ、１２ｂ）×（比誘電率１３、１４の
平方根）が等しくなり、レドーム１０の各部における電
気的な長さが同じになり、位相面９が得られる。
【００１５】上記のようなレドーム１０は、セラミック
スの粉末原料を法線方向の厚み１１ａ、１１ｂが一定と
なるように成形後、前記の温度分布、すなわち中心軸１
５付近が高く、周辺部に行くほど低くなるような温度分
布に制御された焼結炉で焼結することにより製造され
る。上記のような温度分布に制御するには、中心軸１５
付近の加熱源を密に配置したり、あるいは中心軸１５側
から周辺部に向けて高温ガスが流れるように焼結炉を構
成することにより、焼結温度を正確に制御することが可
能である。
スの粉末原料を法線方向の厚み１１ａ、１１ｂが一定と
なるように成形後、前記の温度分布、すなわち中心軸１
５付近が高く、周辺部に行くほど低くなるような温度分
布に制御された焼結炉で焼結することにより製造され
る。上記のような温度分布に制御するには、中心軸１５
付近の加熱源を密に配置したり、あるいは中心軸１５側
から周辺部に向けて高温ガスが流れるように焼結炉を構
成することにより、焼結温度を正確に制御することが可
能である。
【００１６】こうして製造されたレドーム１０は、図１
のように配置して、図３の場合とほぼ同様に使用され
る。このときアンテナ２から出る電波３ａ、３ｂは、図
１の経路を通って、左から右に同じ位相で進行する。
のように配置して、図３の場合とほぼ同様に使用され
る。このときアンテナ２から出る電波３ａ、３ｂは、図
１の経路を通って、左から右に同じ位相で進行する。
【００１７】上記のレドーム１０は法線方向の厚み１１
ａ、１１ｂが同じであるため、機械加工が容易であり、
高度の機械加工技術、あるいは高価な加工設備は要求さ
れず、検査も容易である。そしてこのような場合でも、
簡単な操作により、各部の電気的長さが同じになり、同
位相で電波を進行させることができる。
ａ、１１ｂが同じであるため、機械加工が容易であり、
高度の機械加工技術、あるいは高価な加工設備は要求さ
れず、検査も容易である。そしてこのような場合でも、
簡単な操作により、各部の電気的長さが同じになり、同
位相で電波を進行させることができる。
【００１８】ところでレドーム１０を加工する際、各部
を完全に同じ厚みにすることは非常に困難であり、実際
には、例えば±０．５ｍｍ程度の寸法公差で加工するこ
とになる。このため図１のレドーム１０のような曲面形
状の加工においては、通常加工位置によって公差にバラ
ツキが生じることがあり、例えば曲率の大小により、公
差がプラス側またはマイナス側に変化する。従ってこの
公差を事前に把握し、前記式〔１〕を用いて、その厚み
に合わせて比誘電率を変化させることができ、これによ
り上記実施例と同様の効果を奏する。
を完全に同じ厚みにすることは非常に困難であり、実際
には、例えば±０．５ｍｍ程度の寸法公差で加工するこ
とになる。このため図１のレドーム１０のような曲面形
状の加工においては、通常加工位置によって公差にバラ
ツキが生じることがあり、例えば曲率の大小により、公
差がプラス側またはマイナス側に変化する。従ってこの
公差を事前に把握し、前記式〔１〕を用いて、その厚み
に合わせて比誘電率を変化させることができ、これによ
り上記実施例と同様の効果を奏する。
【００１９】
【発明の効果】この発明の請求項１のレドームは、各部
の比誘電率に分布を与えたので、レドームの厚みを加工
しやすい形状にすることができ、その場合でも同位相で
電波を進行させることが可能なレドームを得ることがで
きる。
の比誘電率に分布を与えたので、レドームの厚みを加工
しやすい形状にすることができ、その場合でも同位相で
電波を進行させることが可能なレドームを得ることがで
きる。
【００２０】また各部における法線方向の厚みをほぼ一
定にしたので、特に加工が容易であり、安価な装置と簡
単な操作により、レドームを得ることができる。
定にしたので、特に加工が容易であり、安価な装置と簡
単な操作により、レドームを得ることができる。
【００２１】この発明の請求項２のレドームの製造方法
によれば、焼結温度を変化させることにより、各部の比
誘電率を変化させるようにしたので、簡単な操作によ
り、効率よく目的とするレドームを製造することができ
る。
によれば、焼結温度を変化させることにより、各部の比
誘電率を変化させるようにしたので、簡単な操作によ
り、効率よく目的とするレドームを製造することができ
る。
【図１】実施例のレドームの断面図である。
【図２】フューズドシリカの焼結温度と比誘電率の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】従来のレドームの断面図である。
１、１０ レドーム ２ アンテナ ３ａ、３ｂ、８ａ、８ｂ 電波 ４ａ、４ｂ 入射角度 ５ａ、５ｂ 入射点 ６ａ、６ｂ、１１ａ、１１ｂ 法線方向の厚み ７ａ、７ｂ、１２ａ、１２ｂ 電波の通過方向の厚み ９ 位相面 １３、１４ 比誘電率 １５ 中心軸
Claims (2)
- 【請求項１】 アンテナの前面を覆い、アンテナから出
た電波の法線方向に対する入射角度が各部で異なるよう
に構成されたセラミックス製のレドームにおいて、各部
における法線方向の厚みをほぼ一定にし、かつ各部にお
ける電波の通過方向の厚みと比誘電率の平方根との積が
一定となるように、各部の比誘電率を変化させたことを
特徴とするレドーム。 - 【請求項２】 請求項１記載のレドームの製造方法にお
いて、セラミックス原料からなる成形体の各部における
法線方向の厚みをほぼ一定にし、かつ各部における電波
の通過方向の厚みと比誘電率の平方根との積が一定とな
るように、各部の焼結温度を変化させて焼結することに
より、各部の比誘電率を変化させることを特徴とするレ
ドームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00899993A JP3246025B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | レドームおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00899993A JP3246025B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | レドームおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224614A JPH06224614A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3246025B2 true JP3246025B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=11708387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00899993A Expired - Fee Related JP3246025B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | レドームおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3246025B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4557177B2 (ja) | 2006-09-04 | 2010-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | アンテナ装置 |
| JP2009156705A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Toyota Motor Corp | 車載レーダ装置の被覆構造 |
| JP2009218993A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd | アンテナ装置およびアレイアンテナ |
| DE102008036011A1 (de) * | 2008-08-01 | 2010-02-11 | Audi Ag | Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug |
| WO2012133210A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 古河電気工業株式会社 | 広覆域レーダ装置 |
| US20140091969A1 (en) * | 2012-10-02 | 2014-04-03 | Delphi Technologies, Inc. | Radome for a radar sensor assembly |
| JP2018152635A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-27 | 三菱電機株式会社 | 飛しょう体用レドーム及び飛しょう体用レドームの設計方法 |
| JP2024036756A (ja) * | 2022-09-06 | 2024-03-18 | 日立Astemo株式会社 | レーダ装置用カバー |
-
1993
- 1993-01-22 JP JP00899993A patent/JP3246025B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06224614A (ja) | 1994-08-12 |
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