JP5136268B2 - Radome - Google Patents
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Description
この発明は、アンテナを保護するためのレドームに関し、特に音速を超える速度で移動する物体の先端に取り付けられるレドームに関するものである。 The present invention relates to a radome for protecting an antenna, and more particularly to a radome attached to the tip of an object that moves at a speed exceeding the speed of sound.
航空機やロケット等、音速を超えて飛しょうする物体においては、物体先端部に気象レーダや捜索レーダ等のアンテナが設けられている。このアンテナを保護するためのレドームは飛しょう時の空力特性を考慮して、先端が尖った形状かあるいは尖らないまでも非常に曲率の小さい球状とされている。例えば、非特許文献1あるいは非特許文献2にそのようなレドーム形状の記載がある。
In an object such as an aircraft or a rocket that flies beyond the speed of sound, an antenna such as a weather radar or a search radar is provided at the tip of the object. The radome for protecting the antenna is made into a spherical shape with a very small curvature even when the tip is pointed or not pointed in consideration of the aerodynamic characteristics when flying. For example, Non-Patent
レドームは、その内部のアンテナが放射あるいは受信する電波を透過できるように誘電体で構成されている。その誘電体の例として、GRFP(ガラス繊維強化プラスチック)やセラミックスが用いられている。さらにレドームの電波透過性の周波数特性を広帯域化するためには、ハニカム材や発泡材等の低誘電率材料の両面に薄い誘電体を装荷したサンドイッチレドームと呼ばれる形状にすると効果的であることが知られている。 The radome is made of a dielectric so that the antenna inside thereof can transmit radio waves radiated or received. As an example of the dielectric, GRFP (glass fiber reinforced plastic) or ceramics is used. Furthermore, in order to broaden the frequency characteristics of the radio wave transmission of radomes, it may be effective to use a shape called a sandwich radome with thin dielectrics loaded on both sides of a low dielectric constant material such as honeycomb or foam. Are known.
このように誘電体を成形して作られるレドームにおいて、レドームの空力性能を重視して先端部を尖らせる場合、次の2つの問題があった。
1つ目の問題は、誘電体の成形が困難となることであり、特にサンドイッチレドームにおいてこの困難性が顕著となる。
2つ目の問題は、音速を超える速度によって、レドーム先端の誘電体部分が空気による衝撃や熱衝撃に耐えられないというものである。
In a radome made by molding a dielectric in this way, there are the following two problems when the tip is sharpened with an emphasis on the aerodynamic performance of the radome.
The first problem is that it is difficult to form a dielectric, and this difficulty is particularly remarkable in a sandwich radome.
The second problem is that due to the speed exceeding the speed of sound, the dielectric part at the tip of the radome cannot withstand the impact or thermal shock caused by air.
従来、掛かる問題を解決するために、レドーム先端部のみを金属として、成形性の向上や、耐環境性の向上を図る工夫が為されており、例えば、非特許文献1あるいは非特許文献2には、先端部を金属としたレドームの記載がある。
Conventionally, in order to solve the problem, only the radome tip is made of metal, and improvements have been made to improve moldability and environmental resistance. For example, Non-Patent
しかしながら、レドーム先端部に金属チップを埋め込むと、この金属チップの影響により、レドーム内部のアンテナ放射特性が劣化するという問題が生じる。また、金属チップの帯電により、レドームとアンテナ等との間で放電が起き、アンテナ等の機器を破壊するという問題が生じるという問題も発生する。 However, when a metal chip is embedded at the tip of the radome, there is a problem that the antenna radiation characteristics inside the radome deteriorate due to the influence of the metal chip. Further, due to the charging of the metal chip, a problem arises in that a discharge occurs between the radome and the antenna and the like, causing a problem of destroying the device such as the antenna.
この問題点について、図を用いて詳細に説明する。
図3は従来のレドームの構成例を示す図であり、図4は飛しょう時に雷雲の近傍を通過するレドームの帯電状況を説明する図である。
図3において、レドーム本体3は、誘電体1とハニカム材2を積層して構成される。レドーム本体3の先端部には金属チップ40が設けられる。アンテナ5はレドーム本体3の内部に配置される。
This problem will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional radome, and FIG. 4 is a diagram illustrating a charging state of the radome that passes near the thundercloud when flying.
In FIG. 3, the
従来のレドーム本体3は、先端部に金属チップ40を配置しているため、レドーム本体3内部のアンテナ5によって送受信する電波を、金属チップ40が遮ってしまうことになる。この影響により、図の矢印で示すがごとく、アンテナ5から放射した電波が金属チップ40で反射する。この金属チップ40による反射波は再びアンテナ5で反射して、意図しない方向に電波を放射されることとなる。この結果、アンテナ利得の低下やサイドローブレベルの上昇など、アンテナ放射特性を劣化させるという問題があった。
Since the
また、図4のように、飛しょう時に雷雲6の近傍を通過することで、雷雲6の帯電の影響を受けて先端の金属チップ40が帯電する。この場合、金属チップ40に帯電した電荷がアンテナ5あるいはアンテナ5付近に配置されている機器に向けて放電することで、アンテナ5を破壊してしまうという問題があった。
Further, as shown in FIG. 4, by passing through the vicinity of the
この発明は掛かる課題を解決するためになされたものであり、レドーム先端部に設けた金属チップによる、レドーム内部のアンテナ放射特性の劣化を防止することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problem, and an object of the present invention is to prevent deterioration of antenna radiation characteristics inside the radome due to a metal chip provided at the tip of the radome.
また、レドーム先端部に設けた金属チップの帯電によって、レドームとアンテナとの間で放電が生じることを抑制することを目的とする。 It is another object of the present invention to suppress discharge between the radome and the antenna due to charging of the metal chip provided at the tip of the radome.
この発明によるレドームは、誘電体により成形され、先端部が尖形もしくは非常に曲率の小さい形状を成し、内側にアンテナが収容されるレドーム本体と、上記レドーム本体を貫通して当該レドーム本体の先端部に埋め込まれ、上記レドーム本体の内側に収容されるアンテナと向き合う部分に尖形の突起を有した金属チップと、を備えたものである。 The radome according to the present invention is formed of a dielectric material, and has a tip having a pointed shape or a shape having a very small curvature, and a radome main body in which an antenna is accommodated, and a radome main body penetrating the radome main body. And a metal chip having a pointed protrusion at a portion facing the antenna housed inside the radome body.
この発明によれば、金属チップのアンテナ側の形状を尖った形状として、アンテナから放射された電波をいろいろな方向に散乱させることで、放射特性の劣化を低減することができる。 According to the present invention, the shape of the metal chip on the antenna side is sharpened, and the radio waves radiated from the antenna are scattered in various directions, so that deterioration of radiation characteristics can be reduced.
また、先端チップと本体機器とのグランドとの間を金属帯で接続することにより、金属チップが帯電することを防止することができる。 Further, the metal tip can be prevented from being charged by connecting a metal tip between the tip tip and the ground of the main device.
実施の形態1.
図1はこの発明に係る実施の形態1によるレドームの構成を示す図である。図において、実施の形態1のレドームは、レドーム本体3と、金属チップ4を備えて構成される。この実施の形態1では、金属チップ4のアンテナ5側を尖らせた形状としたことを特徴としている。レドーム本体3は、ハニカムコアを構成するハニカム材2と、ハニカム材2の両面にそれぞれ接した誘電体1とを3層に積層し、接着したサンドイッチ構造により構成される。誘電体1はGRFPを素材とする。レドーム本体3は、先端部が尖った形状もしくは非常に曲率の小さい形状を有する流線形状をなしている。レドーム本体3の先端部には導電性の金属チップ4が埋め込まれている。アンテナ5はレドーム本体3の内側における内部収容空間に配置されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radome according to
図1は3層構造のサンドイッチレドームの一例を示しているが、誘電体1、ハニカム材2、誘電体1、ハニカム材2、誘電体1の順に積層した5層構造とする場合、あるいは、さらに多層化したサンドイッチ板とする場合もある。この際、先端部が尖ったような形状とする場合、その部分をサンドイッチ構造にすることが機械構造的に困難なため、金属チップ4を設けて先端部の機械構造を確実にして機械的強度を向上させ、かつ、熱環境に耐えるような工夫がなされている。この金属チップ4は、音速を超えて飛しょうする場合の機械構造強度や熱強度の観点から設けている。なお、強度や透過する電波特性に応じて、レドーム本体3は、GFRPやセラミックス等の誘電体を単層構造として構成しても良い。金属チップ4は、誘電体1を貫通してレドーム本体3の先端部に埋め込まれる。金属チップ4はアンテナ5と向き合う部分に尖形の突起10を有している。また、金属チップ4のレドーム外側表面に露出する部分は、レドーム本体3の形状に合わせて曲面形状もしくは尖形状をなしている。
FIG. 1 shows an example of a sandwich radome having a three-layer structure. In the case of a five-layer structure in which a dielectric 1, a
実施の形態1によるレドームはこのように構成することで、アンテナ5から放射した電波を、金属チップ4における尖形の突起10により、アンテナ5の正面方向以外に散乱させることができる。これにより、特定の方向に対するサイドローブレベルの上昇を抑え、アンテナ放射特性の劣化を低減させることができる。
By configuring the radome according to the first embodiment in this way, the radio waves radiated from the
なお、図1では、金属チップ4におけるアンテナ5側の突起10の形状を、曲面状に尖らせた形状として描いているが、この形状を円錐状としても良い。要するに、突起10のの形状は、金属チップ4とアンテナ5との幾何学的位置関係に応じて、アンテナ5から放射した電波が適切な方向に散乱するように形状を定めればよい。また、図1は3層サンドイッチレドームの構成例を示しているが、さらに多層のサンドイッチレドームあるいは、単層レドームについて、金属チップ4を適用しても良い。
In FIG. 1, the shape of the
実施の形態2.
図2はこの発明に係る実施の形態2によるレドームを示す概略構成図であり、図において、金属帯7は、レドーム本体3の外側表面に設けられた導電体である。金属帯7は、その片側を金属チップ4に、もう一端を本体グランド8に接続している。本体グランド8はレドーム本体3が取り付けられる本体機器(レドームの被取り付け機器)に設けられている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a radome according to
なお、図2では、金属帯7をレドーム3の表面に設けているが、レドーム3の内側でも良く、また、導電性の素材であれば金属でなくても構わない。また、金属帯7は細い帯状として構成し、アンテナ5の電波に極力影響を及ぼさないように設置するのが好ましい。また、金属チップ4は、この発明の実施の形態1で示したように、アンテナ5側を尖らせた形状として描いているが、図3あるいは図4の従来例のように、アンテナ5側を平面状としても良い。
In FIG. 2, the
実施の形態2はこのように構成することで、雷雲6のような巨大な帯電体の近辺を通過することによって、金属チップ4に帯電した電荷は、金属帯7を通じて速やかに本体グランド8に移動する。このため、レドーム内部での放電現象を発生させないようにすることができる。特に、実施の形態1のように、金属チップ4のアンテナ5側の内面を尖らせた場合は、放電現象が起こりやすくなるため、金属帯7を設けて放電現象を抑止することは効果的である。
The second embodiment is configured in this manner, so that the electric charge charged in the
1 誘電体、2 ハニカム材、3 レドーム本体、4 金属チップ、5 アンテナ、6 雷雲、7 金属帯、8 本体グランド。 1 dielectric, 2 honeycomb material, 3 radome body, 4 metal chip, 5 antenna, 6 thundercloud, 7 metal strip, 8 body ground.
Claims (1)
上記レドーム本体の先端部を貫通して埋め込まれ、上記レドーム本体の内側に収容されるアンテナと向き合う部分に尖形の突起を有し、当該突起により上記アンテナから放射した電波を上記アンテナの正面方向以外に散乱させる金属チップと、
上記レドーム本体の表面に設けられた帯幅の細い金属帯と、
を備え、
上記金属帯は、上記レドーム本体の被取り付け機器に設けられたグランドと、上記金属チップとの間を接続し、上記金属チップに帯電した電荷を当該グランドに移動することを特徴としたレドーム。 A radome body in which a honeycomb material and a dielectric bonded to both surfaces of the honeycomb material are laminated and formed, the tip portion has a pointed shape or a shape with a very small curvature, and an antenna is accommodated inside;
The radome main body has a pointed protrusion embedded in the radome main body and facing the antenna housed inside the radome main body, and the radio wave radiated from the antenna by the protrusion is directed toward the front of the antenna A metal tip that scatters other than
A thin metal band provided on the surface of the radome body,
Bei to give a,
The metal strip is connected to a ground provided on a device to which the radome body is attached and the metal chip, and a charge charged on the metal chip is moved to the ground .
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