JP6808274B2 - Flare for radar antenna and radar antenna - Google Patents

Flare for radar antenna and radar antenna Download PDF

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Description

この発明は、レーダアンテナのフレア（ホーン）に関し、特に、高さを低くすることを可能にしたレーダアンテナ用フレアおよびレーダアンテナに関する。 The present invention relates to a flare (horn) of a radar antenna, and more particularly to a flare for a radar antenna and a radar antenna that can be lowered in height.

レーダアンテナでは、サイドローブを抑制しつつ所望のビーム幅と利得を得ることが求められており、従来、フレアの寸法を最適化することで、これらの要求に対応していた。すなわち、従来のレーダアンテナは、図９に示すように、放射導波管１０１の高さ方向の中心面Ｃ２を中心に、上下対称にホーン状に広がるフレア１０２が設けられている。そして、フレア１０２の開口高さＨ１１を最適化することで、サイドローブを抑制しつつ所望のビーム幅と利得を得ていた。ここで、フレア１０２が上下対称であるため、サイドローブは、上下両方向において同等に抑制される。 Radar antennas are required to obtain a desired beam width and gain while suppressing side lobes, and conventionally, these requirements have been met by optimizing the flare dimensions. That is, as shown in FIG. 9, the conventional radar antenna is provided with a flare 102 that spreads vertically symmetrically in a horn shape about the central surface C2 in the height direction of the radiation waveguide 101. Then, by optimizing the aperture height H11 of the flare 102, a desired beam width and gain were obtained while suppressing side lobes. Here, since the flare 102 is vertically symmetrical, the side lobes are equally suppressed in both the vertical and vertical directions.

また、フレアの上下中央位置に所定長の金属板を設けることで、垂直面ビーム幅を狭ビーム化して利得の向上を図ったレーダアンテナが知られている（例えば、特許文献１等参照。）。 Further, there is known a radar antenna in which a metal plate having a predetermined length is provided at the center position of the flare to narrow the vertical beam width to improve the gain (see, for example, Patent Document 1 and the like). ..

特許第４５０８９４１号公報Japanese Patent No. 4508941

ところで、フレア１０２の開口高さＨ１１を低くできれば、フレア１０２を覆うレドーム１０３の高さＨ１２も低くすることができ、耐風特性や回転機構の耐久性などを向上させることが可能となる。 By the way, if the opening height H11 of the flare 102 can be lowered, the height H12 of the radome 103 covering the flare 102 can also be lowered, and the wind resistance characteristics and the durability of the rotation mechanism can be improved.

しかしながら、上記のようにフレア１０２の開口高さＨ１１を最適化するだけの場合、開口高さＨ１１が低いと、サイドローブを抑制した上で所望のビーム幅と利得を得る、ということができない場合がある。すなわち、図１０に示すように、開口高さＨ１１が最も低いＬ２３の場合、所望のビーム幅と利得が得られるものの、中心面Ｃ２を中心とする上下両方向のサイドローブは、開口高さＨ１１が最も高いＬ２１や中位のＬ２２の場合に比べて大きくなる（特に、図中ポイントＰにおいて）場合がある。このように、フレア１０２が上下対称の従来のレーダアンテナでは、フレア１０２の開口高さＨ１１を低くしつつサイドローブを抑制する、ということが困難であった。 However, when only optimizing the aperture height H11 of the flare 102 as described above, if the aperture height H11 is low, it is not possible to obtain a desired beam width and gain while suppressing side lobes. There is. That is, as shown in FIG. 10, in the case of L23 having the lowest opening height H11, the desired beam width and gain can be obtained, but the side lobes in both the upper and lower directions centered on the central surface C2 have the opening height H11. It may be larger (particularly at point P in the figure) than in the case of the highest L21 or the middle L22. As described above, in the conventional radar antenna in which the flare 102 is vertically symmetrical, it is difficult to suppress the side lobe while lowering the opening height H11 of the flare 102.

そこでこの発明は、高さを低くしつつサイドローブを抑制することが可能なレーダアンテナ用フレアおよびレーダアンテナを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a flare for a radar antenna and a radar antenna capable of suppressing side lobes while lowering the height.

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、放射導波管からホーン状に延びて開口部を有するレーダアンテナ用フレアであって、上面部が、前記放射導波管側から斜め上方に延びる斜面部と当該斜面部から水平に延びる水平部とから構成されるとともに、下面部が、前記放射導波管側から斜め下方に延びる斜面部と当該斜面部から水平に延びる水平部とから構成され、前記放射導波管の高さ方向の中心面から上側または下側のうち、所定のサイドローブ特性が要求される一方側において、前記所定のサイドローブ特性が得られるように、前記中心面から前記開口部の前記一方側の前記水平部の端縁の高さが設定され、前記一方側の前記斜面部の長さが前記中心面から前記開口部の他方側の前記斜面部の長さよりも長く設定されることにより、前記他方側の前記水平部の端縁の高さが、前記一方側の前記水平部の前記端縁の高さよりも低く設定され、かつ、前記一方側の前記水平部の前記端縁が、前記他方側の前記水平部の前記端縁よりも前方に突出している、ことを特徴とする。 The invention according to claim 1 for achieving the above object is a flare for a radar antenna that extends from a radiation waveguide in a horn shape and has an opening, and the upper surface portion is oblique from the radiation waveguide side. It is composed of a slope portion extending upward and a horizontal portion extending horizontally from the slope portion, and a lower surface portion includes a slope portion extending diagonally downward from the radiation waveguide side and a horizontal portion extending horizontally from the slope portion. consists, the one from the central plane in the height direction of the radiating waveguide of the upper or lower, at one side of the predetermined side lobe characteristics are required, so that said predetermined side lobe characteristics can be obtained, wherein The height of the edge of the horizontal portion on the one side of the opening is set from the central surface, and the length of the slope portion on the one side is the length of the slope portion on the other side of the opening from the central surface. by being set longer than the length, the height of the edge of the horizontal portion of the other side, the set one side of the lower than the height of the edge of the horizontal portion, of the one side The edge of the horizontal portion protrudes forward of the edge of the horizontal portion on the other side .

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーダアンテナ用フレアにおいて、前記一方側の前記斜面部の長さが３λであり、前記他方側の前記斜面部の長さが１．５λである（但し、λ：レーダの波長）、ことを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, in the radar antenna flare according to the first aspect, the length of the slope portion on one side is 3λ and the length of the slope portion on the other side is 1.5λ. (However, λ: radar wavelength) .

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項のレーダアンテナ用フレアを備えたことを特徴とするレーダアンテナである。 The invention according to claim 3 is a radar antenna provided with a flare for a radar antenna according to any one of claims 1 and 2.

請求項１乃至３に記載の発明によれば、所定のサイドローブ特性が要求される一方側においてのみ、所定のサイドローブ特性が得られるように、開口部の一方側の端縁の高さが設定され、開口部の他方側の端縁の高さは、一方側の端縁の高さよりも低く設定されている。すなわち、所定のサイドローブ特性が要求される一方側では、所定の高さが確保されて要求特性が満たされている一方で、所定のサイドローブ特性が要求されない他方側では、高さが低く設定されている。この結果、レーダアンテナ用フレアの全体の高さを低くしつつ、所定・所望のサイドローブを抑制することが可能となる。 According to the invention described in claims 1 to 3, at one side of the predetermined side lobe characteristics are required only, as certain side lobe characteristics can be obtained, the height of one side of the edge of the opening The height of the edge on the other side of the opening is set lower than the height of the edge on the one side. That is, on one side where a predetermined sidelobe characteristic is required, a predetermined height is secured and the required characteristic is satisfied, while on the other side where a predetermined sidelobe characteristic is not required, the height is set low. Has been done. As a result, it is possible to suppress a predetermined / desired side lobe while lowering the overall height of the radar antenna flare.

請求項１乃至３に記載の発明によれば、また、レーダアンテナ用フレアの一方側の端縁が他方側の端縁よりも前方に突出しているため、ビーム幅を狭めて高い利得を得ることが可能となる。すなわち、本願発明者は、レーダアンテナ用フレアの一方側の端縁を他方側の端縁よりも前方に突出させることで、ビーム幅が狭まり高い利得が得られることを確認した。
According to the inventions of claims 1 to 3, since one end edge of the radar antenna flare protrudes forward from the other end edge, the beam width is narrowed to obtain a high gain. Is possible. That is, the inventor of the present application has confirmed that the beam width is narrowed and a high gain can be obtained by projecting one end edge of the radar antenna flare forward from the other end edge.

この発明の実施の形態に係るレーダアンテナを示す模式的側面図である。It is a schematic side view which shows the radar antenna which concerns on embodiment of this invention. 図１のレーダアンテナのフレアを示す模式的側面図である。It is a schematic side view which shows the flare of the radar antenna of FIG. 図１のレーダアンテナと従来のレーダアンテナの垂直面指向性特性を示す図である。It is a figure which shows the vertical plane directivity characteristic of the radar antenna of FIG. 1 and the conventional radar antenna. 従来のレーダアンテナに対する抗力、横力、揚力を示す図である。It is a figure which shows the drag force, lateral force, and lift with respect to the conventional radar antenna. 図１のレーダアンテナに対する抗力、横力、揚力を示す図である。It is a figure which shows the drag force, lateral force, and lift with respect to the radar antenna of FIG. 従来のレーダアンテナに対するヨーイングトルクを示す図である。It is a figure which shows the yawing torque with respect to the conventional radar antenna. 図１のレーダアンテナに対するヨーイングトルクを示す図である。It is a figure which shows the yawing torque with respect to the radar antenna of FIG. レーダアンテナの水平面指向性と垂直面指向性を示す図である。It is a figure which shows the horizontal plane directivity and the vertical plane directivity of a radar antenna. 従来のレーダアンテナを示す模式的側面図である。It is a schematic side view which shows the conventional radar antenna. 従来のレーダアンテナにおけるフレアの開口高さと指向性特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the aperture height of flare and the directivity characteristic in the conventional radar antenna.

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment.

図１は、この発明の実施の形態に係るレーダアンテナ１を示す模式的側面図であり、図２は、この発明の実施の形態に係るレーダアンテナ用フレア（以下、単に「フレア」という）２を示す模式的側面図である。このレーダアンテナ１は、フレア２およびレドーム３の形状を除いて、従来のレーダアンテナと同等の構成、機能となっているため、従来と同じ点についての詳細な説明は省略するが、概略次のような構成等となっている。 FIG. 1 is a schematic side view showing a radar antenna 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flare for a radar antenna (hereinafter, simply referred to as “flare”) 2 according to the embodiment of the present invention. It is a schematic side view which shows. Since this radar antenna 1 has the same configuration and functions as the conventional radar antenna except for the shapes of the flare 2 and the radome 3, detailed description of the same points as the conventional radar antenna 1 will be omitted. It has such a structure.

すなわち、放射導波管４からホーン状に延びる導電性のフレア２が配設され、フレア２およびフレア２の開口部２Ａ（前方側）が誘電性のレドーム３によって覆われている。ここで、図示していないが、電磁波放射方向に所定長の金属板を、フレア２の上下方向の中央位置に配設したり、フレア２の開口部２Ａを塞ぐように誘電性の電波成形板を配設したりするタイプであってもよい。 That is, a conductive flare 2 extending like a horn from the radiation waveguide 4 is arranged, and the flare 2 and the opening 2A (front side) of the flare 2 are covered with a dielectric radome 3. Here, although not shown, a dielectric radio wave forming plate is arranged so as to dispose a metal plate having a predetermined length in the electromagnetic wave radiation direction at the center position in the vertical direction of the flare 2 or to close the opening 2A of the flare 2. It may be a type in which

そして、このようなフレア２やレドーム３、放射導波管４などが、水平方向（図１の紙面に対して垂直方向）に長く延びているものである。 The flare 2, the radome 3, the radiation waveguide 4, and the like extend long in the horizontal direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 1).

このような構成において、このレーダアンテナ１のフレア２は、放射導波管４の高さ方向の中心面（高さ中心を通る水平面）Ｃ１から上側または下側のうち、所定のサイドローブ特性が要求される一方側において、所定のサイドローブ特性が得られるように、中心面Ｃ１から開口部２Ａの一方側の端縁の高さが設定され、中心面Ｃ１から開口部２Ａの他方側の端縁の高さは、一方側の端縁の高さよりも低く設定されている。 In such a configuration, the flare 2 of the radar antenna 1 has a predetermined sidelobe characteristic of the upper side or the lower side from the central surface (horizontal plane passing through the height center) C1 in the height direction of the radiation waveguide 4. The height of one end edge of the opening 2A from the central surface C1 is set so that a predetermined side lobe characteristic can be obtained on the required one side, and the other end of the opening 2A from the central surface C1. The height of the edge is set lower than the height of the edge on one side.

すなわち、この実施の形態では、レーダアンテナ１が船舶用のレーダアンテナであり、図２に示すように、放射導波管４の中心面Ｃ１から下側を一方側とし、つまり、海面側で所定のサイドローブ特性が要求される。これは、船舶レーダでは、海面反射の影響を軽減する必要がある一方で、上空側は殆ど影響がないためである。そして、海面側において所定のサイドローブ特性が得られるように、中心面Ｃ１からフレア２の開口部２Ａの海面側の端縁（下端縁）２ａまでの高さＨ２が設定されている。つまり、海面側で所定のサイドローブ特性を満たすように、中心面Ｃ１から下端縁２ａまでの高さＨ２が大きく設定されている。ここで、所定のサイドローブ特性とは、例えば、所定のアングルにおけるサイドローブ（ｄＢ）が所定値以下である、ことなどを意味する。 That is, in this embodiment, the radar antenna 1 is a radar antenna for ships, and as shown in FIG. 2, the lower side from the central surface C1 of the radiation waveguide 4 is one side, that is, the sea surface side is predetermined. Side lobe characteristics are required. This is because it is necessary to reduce the influence of sea surface reflection in ship radar, but there is almost no influence on the sky side. Then, the height H2 from the central surface C1 to the edge (lower end edge) 2a on the sea surface side of the opening 2A of the flare 2 is set so that a predetermined side lobe characteristic can be obtained on the sea surface side. That is, the height H2 from the central surface C1 to the lower end edge 2a is set large so as to satisfy a predetermined side lobe characteristic on the sea surface side. Here, the predetermined side lobe characteristic means, for example, that the side lobe (dB) at a predetermined angle is equal to or less than a predetermined value.

一方、中心面Ｃ１から上側つまり反海面側・上空側を他方側とし、中心面Ｃ１からフレア２の開口部２Ａの反海面側の端縁（上端縁）２ｂまでの高さＨ３は、中心面Ｃ１から下端縁２ａまでの高さＨ２よりも低く設定されている。つまり、反海面側ではサイドローブが発生するのを許容する前提で、中心面Ｃ１から上端縁２ｂまでの高さＨ３が小さく設定されている。ここで、中心面Ｃ１から上端縁２ｂまでの高さＨ３は、レーダ性能に影響を与えない範囲でできるだけ小さく設定されている。 On the other hand, the height H3 from the central surface C1 to the upper side, that is, the anti-sea surface side / sky side is the other side, and the height H3 from the central surface C1 to the end edge (upper end edge) 2b of the flare 2 opening 2A on the anti-sea surface side The height from C1 to the lower end edge 2a is set lower than H2. That is, the height H3 from the central surface C1 to the upper end edge 2b is set small on the premise that side lobes are allowed to occur on the anti-sea surface side. Here, the height H3 from the central surface C1 to the upper end edge 2b is set as small as possible within a range that does not affect the radar performance.

さらに、フレア２の一方側の端縁つまり下端縁２ａは、他方側の端縁つまり上端縁２ｂよりも前方・反放射導波管４に突出している。すなわち、放射導波管４側から斜め下方に延びる部分を下斜面部２１、下斜面部２１から水平に延びる部分を下水平部２２とし、放射導波管４側から斜め上方に延びる部分を上斜面部２３、上斜面部２３から水平に延びる部分を上水平部２４とする。そして、下斜面部２１と上斜面部２３の傾斜角がほぼ同等で、下斜面部２１の長さＤ１が上斜面部２３の長さＤ３よりも長く、下水平部２２の長さＤ２と上水平部２４の長さＤ４とがほぼ同等に設定されている。これにより、中心面Ｃ１から下端縁２ａまでの高さＨ２が中心面Ｃ１から上端縁２ｂまでの高さＨ３よりも大きく、かつ、下端縁２ａが上端縁２ｂよりも前方に突出している。 Further, one end edge of the flare 2, that is, the lower end edge 2a, protrudes from the other end edge, that is, the upper end edge 2b, into the front / anti-radiation waveguide 4. That is, the portion extending diagonally downward from the radiation waveguide 4 side is referred to as the lower slope portion 21, the portion extending horizontally from the lower slope portion 21 is referred to as the lower horizontal portion 22, and the portion extending diagonally upward from the radiation waveguide 4 side is upward. The portion extending horizontally from the slope portion 23 and the upper slope portion 23 is referred to as the upper horizontal portion 24. The inclination angles of the lower slope portion 21 and the upper slope portion 23 are substantially the same, the length D1 of the lower slope portion 21 is longer than the length D3 of the upper slope portion 23, and the length D2 of the lower horizontal portion 22 and the upper side. The length D4 of the horizontal portion 24 is set to be substantially the same. As a result, the height H2 from the central surface C1 to the lower end edge 2a is larger than the height H3 from the central surface C1 to the upper end edge 2b, and the lower end edge 2a protrudes forward from the upper end edge 2b.

このように、下端縁２ａを上端縁２ｂよりも前方に突出させているのは、下端縁２ａと上端縁２ｂとの位置を相対的に長く離隔させることで、海面側でサイドローブをより抑制することができるからである。すなわち、フレア２の下面部２５である下斜面部２１と下水平部２２との長さ（Ｄ１＋Ｄ２）を、フレア２の上面部２６である上斜面部２３と上水平部２４との長さ（Ｄ３＋Ｄ４）よりもより長くすることで、下面部２５側における電波エネルギーが低減して、サイドローブがより抑制されるからである。 In this way, the reason why the lower end edge 2a is projected forward from the upper end edge 2b is that the position of the lower end edge 2a and the upper end edge 2b is separated relatively long, so that the side lobe is further suppressed on the sea surface side. Because it can be done. That is, the length (D1 + D2) of the lower slope portion 21 and the lower horizontal portion 22 which is the lower surface portion 25 of the flare 2 is the length of the upper slope portion 23 and the upper horizontal portion 24 which is the upper surface portion 26 of the flare 2. This is because by making it longer than D3 + D4), the radio energy on the lower surface portion 25 side is reduced and the side lobes are further suppressed.

一方、フレア２の上面部２６の長さを下面部２５よりも短くすることで、ビーム幅が広がり利得が下がる場合があり、これに対する対策として、下水平部２２と上水平部２４の長さＤ２、Ｄ４をともに長くすることが有効である。このため、下水平部２２と上水平部２４の長さＤ２、Ｄ４をともに従来よりも長くし、下斜面部２１の長さＤ１を上斜面部２３の長さＤ３よりも長くすることで、下端縁２ａを上端縁２ｂよりも前方に突出させている。 On the other hand, by making the length of the upper surface portion 26 of the flare 2 shorter than that of the lower surface portion 25, the beam width may be widened and the gain may be lowered. As a countermeasure against this, the lengths of the lower horizontal portion 22 and the upper horizontal portion 24 may be reduced. It is effective to lengthen both D2 and D4. Therefore, the lengths D2 and D4 of the lower horizontal portion 22 and the upper horizontal portion 24 are both longer than the conventional ones, and the length D1 of the lower slope portion 21 is made longer than the length D3 of the upper slope portion 23. The lower end edge 2a is projected forward from the upper end edge 2b.

このように、所定・所望のサイドローブをより抑制することができ、かつ、ビーム幅が狭く（指向性が高く）高い利得が得られるように、フレア２の上端縁２ｂまでの高さＨ３が下端縁２ａまでの高さＨ２よりも低く設定され、下端縁２ａが上端縁２ｂよりも前方に突出された上で、各長さＤ１〜Ｄ４が設定されている。さらに、レドーム３の幅Ｗ１が、従来のレドーム１０３の幅Ｗ１１と同等以下になるように、各長さＤ１〜Ｄ４が設定されている。具体的には、例えば、下斜面部２１の長さＤ１が約３λ（λ＝波長）、上斜面部２３の長さＤ３が約１．５λ、下水平部２２の長さＤ２と上水平部２４の長さＤ４が約０．７λに設定されている。 In this way, the height H3 up to the upper end edge 2b of the flare 2 is set so that a predetermined / desired side lobe can be further suppressed and a narrow beam width (high directivity) and a high gain can be obtained. The height to the lower end edge 2a is set lower than H2, the lower end edge 2a is projected forward from the upper end edge 2b, and the lengths D1 to D4 are set. Further, the lengths D1 to D4 are set so that the width W1 of the radome 3 is equal to or less than the width W11 of the conventional radome 103. Specifically, for example, the length D1 of the lower slope portion 21 is about 3λ (λ = wavelength), the length D3 of the upper slope portion 23 is about 1.5λ, and the length D2 of the lower horizontal portion 22 and the upper horizontal portion. The length D4 of 24 is set to about 0.7λ.

レドーム３は、このようなフレア２の形状に沿うように形成されている。すなわち、図１に示すように、レドーム３の上面３１は、フレア２の上水平部（上面）２４に沿うように形成され、上面３１は、所定の隙間を介してフレア２の上水平部２４の直上に位置している。これにより、フレア２の高さＨ１（＝Ｈ２＋Ｈ３）に合わせて、レドーム３の高さＨ４が低く抑えられている。 The radome 3 is formed so as to follow the shape of the flare 2. That is, as shown in FIG. 1, the upper surface 31 of the radome 3 is formed along the upper horizontal portion (upper surface) 24 of the flare 2, and the upper surface 31 is the upper horizontal portion 24 of the flare 2 through a predetermined gap. It is located directly above. As a result, the height H4 of the radome 3 is kept low in accordance with the height H1 (= H2 + H3) of the flare 2.

また、レドーム３の前面３２は、フレア２の一方側の端縁つまり下端縁２ａと他方側の端縁つまり上端縁２ｂとを結ぶ面Ｓに沿うように形成され、前面３２の下側が上側よりも前方に突出している。このように面Ｓに沿うように形成することで、上記のようなフレア２の性能をそのまま発揮でき、高い指向性と高い利得が得られるものである。ここで、前面３２は風の抵抗などを考慮して全体が湾曲されている。 Further, the front surface 32 of the radome 3 is formed along a surface S connecting one end edge of the flare 2, that is, the lower end edge 2a, and the other end edge, that is, the upper end edge 2b, and the lower side of the front surface 32 is from the upper side. Also protrudes forward. By forming the flare 2 along the surface S in this way, the performance of the flare 2 as described above can be exhibited as it is, and high directivity and high gain can be obtained. Here, the front surface 32 is entirely curved in consideration of wind resistance and the like.

このような構成のレーダアンテナ１およびフレア２によれば、所定のサイドローブ特性が要求される海面側（一方側）においてのみ、所定のサイドローブ特性が得られるように、フレア２の開口部２Ａの下端縁（一方側の端縁）２ａの高さＨ２が設定され、開口部２Ａの上端縁（他方側の端縁）２ｂの高さＨ３は、下端縁２ａの高さＨ２よりも低く設定されている。すなわち、所定のサイドローブ特性が要求される海面側では、所定の高さが確保（高さが高く）されて要求特性が満たされている一方で、所定のサイドローブ特性が要求されない反海面側では、高さが低く設定されている。この結果、フレア２の全体の高さＨ１を低くしつつ、所定・所望のサイドローブを抑制することが可能となる。 According to the radar antenna 1 and the flare 2 having such a configuration, the opening 2A of the flare 2 is provided so that the predetermined sidelobe characteristic can be obtained only on the sea surface side (one side) where the predetermined sidelobe characteristic is required. The height H2 of the lower end edge (one side edge) 2a is set, and the height H3 of the upper end edge (the other end edge) 2b of the opening 2A is set lower than the height H2 of the lower end edge 2a. Has been done. That is, on the sea surface side where a predetermined side lobe characteristic is required, a predetermined height is secured (height is high) and the required characteristic is satisfied, but on the anti-sea surface side where a predetermined side lobe characteristic is not required. In, the height is set low. As a result, it is possible to suppress a predetermined / desired side lobe while lowering the overall height H1 of the flare 2.

図３は、フレアが上下対称な従来の既製のレーダアンテナの垂直面指向性特性Ｌ１１と、本レーダアンテナ１の垂直面指向性特性Ｌ１２を示す図である。この図から、本フレア２の垂直面指向性特性Ｌ１２は、反海面側（アングルがプラス側）においてはサイドローブが高いところがあるものの、海面側（アングルがマイナス側）においては良好なサイドローブ特性が得られていることが確認できる。ここで、図８に示すように、垂直面指向性とは、レーダアンテナの高さ方向（長手方向に垂直な方向）に対する指向性であり、水平面指向性とは、レーダアンテナの長さ方向（長手方向）に対する指向性である。 FIG. 3 is a diagram showing a vertical plane directivity characteristic L11 of a conventional ready-made radar antenna having a vertically symmetrical flare and a vertical plane directivity characteristic L12 of the radar antenna 1. From this figure, the vertical surface directivity characteristic L12 of the flare 2 has a high side lobe on the anti-sea surface side (angle is on the plus side), but has a good side lobe characteristic on the sea surface side (angle is on the minus side). Can be confirmed that is obtained. Here, as shown in FIG. 8, the vertical plane directivity is the directivity with respect to the height direction (direction perpendicular to the longitudinal direction) of the radar antenna, and the horizontal plane directivity is the length direction of the radar antenna (direction perpendicular to the longitudinal direction). Directivity with respect to (longitudinal direction).

このように、フレア２の高さＨ１を従来よりも低くしても、海面側においては良好なサイドローブ特性を得ることが可能となる。なお、反海面側においてはサイドローブが高いところが発生するが、船舶レーダにおいては反海面側でのサイドローブは一般に許容されるので、運用上問題はない。 As described above, even if the height H1 of the flare 2 is made lower than the conventional one, it is possible to obtain good side lobe characteristics on the sea surface side. In addition, although side lobes are high on the anti-sea surface side, there is no operational problem because side lobes on the anti-sea surface side are generally allowed in ship radar.

また、フレア２の下端縁２ａが上端縁２ｂよりも前方に突出しているため、上記のように、ビーム幅を狭めて高い利得を得ることが可能となる。このように、本レーダアンテナ１によれば、フレア２の高さＨ１（レドーム３の高さＨ４）を低くしつつ、良好なサイドローブ特性、高い指向性および高い利得を得ることが可能となる。 Further, since the lower end edge 2a of the flare 2 protrudes forward from the upper end edge 2b, it is possible to narrow the beam width and obtain a high gain as described above. As described above, according to the present radar antenna 1, it is possible to obtain good sidelobe characteristics, high directivity and high gain while lowering the height H1 of the flare 2 (height H4 of the radome 3). ..

一方、フレア２の高さＨ１を低くすることができる結果、フレア２の上水平部（上面）２４に沿うように形成されているレドーム３の上面３１の高さも低くなり、レーダアンテナ１全体の高さを低くすることが可能となる。例えば、本レドーム３の高さＨ４を従来のレドーム１０３の高さＨ１２よりも、約２０％低くすることが可能となる。この結果、風に対する抗力が軽減して耐風特性・空力特性が向上し、レーダアンテナ１を回転させる回転機構・モータへの負荷が軽減され、回転機構の耐久性などを向上させることが可能となる。 On the other hand, as a result of being able to lower the height H1 of the flare 2, the height of the upper surface 31 of the radome 3 formed along the upper horizontal portion (upper surface) 24 of the flare 2 is also lowered, and the height of the entire radar antenna 1 is lowered. It is possible to lower the height. For example, the height H4 of the radome 3 can be made about 20% lower than the height H12 of the conventional radome 103. As a result, the drag against the wind is reduced, the wind resistance and aerodynamic characteristics are improved, the load on the rotating mechanism / motor that rotates the radar antenna 1 is reduced, and the durability of the rotating mechanism can be improved. ..

図４は、従来のレーダアンテナに作用する回転角度ごとの抗力、横力および揚力を示し、図５は、本レーダアンテナ１に作用する回転角度ごとの抗力、横力および揚力を示す。これらの図から、本レーダアンテナ１は、従来のレーダアンテナに比べて抗力、横力および揚力ともに軽減されていることが確認できる。 FIG. 4 shows the drag, lateral force and lift for each rotation angle acting on the conventional radar antenna, and FIG. 5 shows the drag, lateral force and lift for each rotation angle acting on the radar antenna 1. From these figures, it can be confirmed that the radar antenna 1 has reduced drag, lateral force, and lift as compared with the conventional radar antenna.

また、図６は、従来のレーダアンテナに作用する回転角度ごとのヨーイングトルク（水平面内での回転モーメント）を示し、図７は、本レーダアンテナ１に作用する回転角度ごとのヨーイングトルクを示す。これらの図から、本レーダアンテナ１は、従来のレーダアンテナに比べてヨーイングトルクが小さく、回転機構への負荷が軽減されていることが確認できる。 Further, FIG. 6 shows the yawing torque (rotational moment in the horizontal plane) for each rotation angle acting on the conventional radar antenna, and FIG. 7 shows the yawing torque for each rotation angle acting on the radar antenna 1. From these figures, it can be confirmed that the yawing torque of the present radar antenna 1 is smaller than that of the conventional radar antenna, and the load on the rotating mechanism is reduced.

また、フレア２の上面部２６を従来よりも短くしたり、レドーム３の高さＨ４を従来よりも約２０％低くすることができるため、本レーダアンテナ１を軽量化（従来に比べて２０％程度）することが可能となる。さらに、レドーム３の幅Ｗ１が、従来のレドーム１０３の幅Ｗ１１と同等以下であるため、全体の小型化を図ることができる。 Further, since the upper surface portion 26 of the flare 2 can be made shorter than the conventional one and the height H4 of the radome 3 can be made about 20% lower than the conventional one, the weight of the radar antenna 1 can be reduced (20% compared to the conventional one). (Degree) can be done. Further, since the width W1 of the radome 3 is equal to or less than the width W11 of the conventional radome 103, the overall size can be reduced.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、放射導波管４の中心面Ｃ１から海面側・下側を所定のサイドローブ特性が要求される一方側としているが、中心面Ｃ１から反海面側・上側を一方側としてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and even if there is a design change or the like within a range not deviating from the gist of the present invention Included in the invention. For example, in the above embodiment, the sea surface side / lower side from the central surface C1 of the radiation waveguide 4 is one side where a predetermined side lobe characteristic is required, but the sea surface side / upper side from the central surface C1 is set. It may be on one side.

１ レーダアンテナ
２ レーダアンテナ用フレア（フレア）
２Ａ 開口部
２ａ 下端縁（一方側の端縁）
２ｂ 上端縁（他方側の端縁）
３ レドーム
３１ 上面
３２ 前面
４ 放射導波管
Ｃ１ 中心面 1 Radar antenna 2 Flare for radar antenna (flare)
2A Opening 2a Lower edge (one edge)
2b Top edge (opposite edge)
3 Radome 31 Top surface 32 Front surface 4 Radiation waveguide C1 Central surface

Claims (3)

放射導波管からホーン状に延びて開口部を有するレーダアンテナ用フレアであって、
上面部が、前記放射導波管側から斜め上方に延びる斜面部と当該斜面部から水平に延びる水平部とから構成されるとともに、下面部が、前記放射導波管側から斜め下方に延びる斜面部と当該斜面部から水平に延びる水平部とから構成され、
前記放射導波管の高さ方向の中心面から上側または下側のうち、所定のサイドローブ特性が要求される一方側において、前記所定のサイドローブ特性が得られるように、前記中心面から前記開口部の前記一方側の前記水平部の端縁の高さが設定され、
前記一方側の前記斜面部の長さが前記中心面から前記開口部の他方側の前記斜面部の長さよりも長く設定されることにより、
前記他方側の前記水平部の端縁の高さが、前記一方側の前記水平部の前記端縁の高さよりも低く設定され、かつ、
前記一方側の前記水平部の前記端縁が、前記他方側の前記水平部の前記端縁よりも前方に突出している、
ことを特徴とするレーダアンテナ用フレア。 A flare for a radar antenna that extends from a radiation waveguide in a horn shape and has an opening.
The upper surface portion is composed of a slope portion extending diagonally upward from the radiation waveguide side and a horizontal portion extending horizontally from the slope portion, and the lower surface portion is a slope extending diagonally downward from the radiation waveguide side. It is composed of a part and a horizontal part extending horizontally from the slope part.
From the central surface to the upper side or the lower side from the central surface in the height direction of the radiation waveguide so that the predetermined side lobe characteristic can be obtained on one side where the predetermined side lobe characteristic is required. The height of the edge of the horizontal portion on one side of the opening is set.
By setting the length of the slope portion on one side longer than the length of the slope portion on the other side of the opening from the central surface.
The height of the other of the horizontal portion of the side end edge, said one set lower than the height of the edge of the horizontal portion of the side, and,
The edge of the horizontal portion on one side projects forward of the edge of the horizontal portion on the other side.
A flare for radar antennas that is characterized by this. 前記一方側の前記斜面部の長さが３λであり、前記他方側の前記斜面部の長さが１．５λである（但し、λ：レーダの波長）、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダアンテナ用フレア。 The length of the slope portion on one side is 3λ, and the length of the slope portion on the other side is 1.5λ (where λ: radar wavelength) .
The flare for a radar antenna according to claim 1. 請求項１または請求項２のいずれか１項のレーダアンテナ用フレアを備えたことを特徴とするレーダアンテナ。 A radar antenna provided with a flare for a radar antenna according to claim 1 or 2.
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