JPH0191503A - レ−ド−ム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明はレードームに関し、さらに詳細にいえば、複
数個のアンテナを垂直方向に互に等間隔に配置し、各ア
ンテナによる受信波の位相差を検出して到来電波の仰角
を得る３次元レーダにおいて、アンテナを風雪等から保
護するレードームに関する。

〈従来の技術〉 従来から、探索するターゲットまでの距離、および探索
するターゲットの水平面内における方向のみならず、垂
直面内における方向（以下、ターゲットの仰角という）
を検出することができる３次元レーダが広く使用される
ようになってきており、このような３次元レーダのアン
テナについても、２次元レーダ等と同様にレードームの
内部に設けることにより、風雪等に対する保護を図って
いる。

また、レードームとしては、内部気圧により保形させる
ようにした軟質レードームと、自立式の硬質レードーム
とが提供されているが、複数個のアンテナを垂直方向に
等間隔で配置し、各アンテナによる受信波の位相差に基
いてターゲットの仰角を検出するようにした３次元レー
ダにおいては、アンテナが全体として大型化することが
多いため、硬質レードームが一般的に使用されている。

そして、硬質レードームの具体例としては、例えば、金
属、或は誘電体からなる骨格部材により、薄い誘電体板
、或は誘電体薄膜が設けられた板を支持する構成のもの
が使用されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の構成のレードームを使用してアンテナの保護を図
った場合には、入射電波がレードームの影響を受け、ア
ンテナにより受信される前に振幅、位相が変化するので
、ターゲットの仰角を検出する場合における検出精度が
低下してしまうという問題がある。

３次元レーダにおけるターゲットの仰角検出原理と合せ
てさらに詳細に説明する。

第５図は３個のアンテナ（１１）　（１２）　（１３）
を使用してターゲット（図示せず）の仰角を検出する場
合における電波の入射状態を説明する概略図であり、隣
合うアンテナ同士の垂直方向の間隔が互に等しく　（図
中りで示されている）、かつ、ターゲットからの電波が
各アンテナ（１１）（１２）　（１３）に対して互に等
しい角度（図中θで示されている）で入射している。

したがって、各アンテナに入射される電波の伝播経路長
は、それぞれＤ　ｓｉｎθずつ変化し、隣合うアンテナ
における受信位相差Φは、 Φ−ｋＤｓｌｎθ 但し、ｋ−２π／λ、λは自由空間波長となる。

この結果、電波の到来方向の仰角θ、即ち、ターゲット
の仰角は、 θ−５ｉｎ−’　（Φ／ｋＤ） の演算を行なうことにより簡単に検出することができる
。

しかし、実際には、全てのアンテナ（１１）（１２）（
１３）がレードームでカバーされているので、ターゲッ
トからの電波がレードームにおいて散乱され、或は反射
されるために、位を目偏差△Φが必然的に発生し、受信
位相差Φは、 Φ瀾ｋＤｓｉｎθ十ΔΦ となるのであり、しかも上記位相偏差△Φは、レードー
ムを構成する骨格部材、寸法等により変化するものであ
るから、各アンテナ毎の位相偏差が互に異なるのである
から、上記受信位相差Φのみに基いて正確なターゲット
の仰角θを算出することは側底不可能であるという問題
がある。

また、このような開面を抑制するために、電波の振幅、
位相を変化させる骨格部材等の寸度を可能な限り小さく
するとともに、骨格部材等の数も可能な限り少なくする
ことが考えられる。

しかし、３次元レーダのアンテナを収容するレードーム
は一般的にかなり大きいのであり、特に、仰角θの検出
精度を向上させようとすれば、アンテナ同士の垂直方向
の間隔を大きくせざるを得ず、この結果、高さが１０ｍ
を越えるような大型のものになる可能性が高いのである
から、レードーム本来の目的である風雪等に対するアン
テナの保護を十分に達成させるためには、ある程度の寸
度、および数の骨格部材を使用することが必須となり、
ターゲットの仰角θの検出精度を余り高めることができ
なくなるのである。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
風雪等に対するアンテナの保護効果を十分に達成しつつ
、正確な仰角の検出を可能とすることができるレードー
ムを提供することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明のレードームは
、全体が任意の水平断面形状を存する筒状体であるとと
もに、筒状体が、アンテナの垂直方向間隔の整数分の１
の間隔で垂直方向に反復される同一構造パターンで構成
されているものである。

但し、上記筒状体の構造パターンとしては、誘電体、或
は金属フレームに誘電体薄板、或は誘電体薄膜を取付け
ることにより構成されているものであることが好ましい
。

そして、上記筒状体の水平断面形状としては、円形であ
ってもよく、或は、正多角形であってもよく、一般に任
意の形状で良い。

また、上記筒状体としては、枠付パネルで構成されてい
ることが好ましい。

さらに、上記筒状体の頂部に設けられた天井がアンテナ
の主放射指向性の範囲外であることが好ましい。

く作用〉 以上の構成のレードームであれば、複数個のアンテナを
垂直方向に互に等間隔に配置し、各アンテナによる受信
波の位相差を検出して到来電波の仰角を得る３次元レー
ダにおいて、アンテナを包囲するレードームの全体が任
意の水平断面形状を存する筒状体であるとともに、筒状
体が、アンテナの垂直方向間隔の整数分の１の間隔で垂
直方向に反復される同一構造パターンで構成されている
ので、ターゲットからの電波がレードームにより位相偏
差を生じさせられるにも拘わらず、位相偏差の影響を排
除して正確な仰角の検出を行なうことができる。

さらに詳細に説明すると、複数個のアンテナによる受信
電波の、１番目を基準とした１番目の位相差Φ１は、 Φｉ　−（ｉ−１）　ｋＤ　　ｓｉｎθ十ΔΦ１但し、
ｋ−２π／λ、λは自由空間波長、Ｄは隣合うアンテナ
間の垂直方向距離、θはターゲ・ソトの仰角、ΔΦ１は
レードームを被せることによる電波の散乱、反射に起因
する位相偏差 となる。

しかし、筒状体が、アンテナの垂直方向間隔の整数分の
１の間隔で垂直方向に反復される同一構造パターンで構
成されているので、レードームの構造パターンの分布を
関数ｆ　（ｈ） 但し、ｈはレドーム面上の観察点の地表からの高さ とし、構造パターンの反復周期をｄとすれば、ｆ　（ｈ
＋ｍＤ）＝ｆ　（ｈ＋ｍｎｄ）−ｆ　（ｈ）但し、ｍは
整数 となり、アンテナとレードームの構造パターンの垂直方
向分布との相対位置関係は、何れのアンテナに対しても
等しくなるのであるから、上記位相偏差ΔΦ１は一定に
なる。

したがって、ｉ番目とｊ番目のアンテナによる受信電波
の位相差Φ１ｊは、 Φｉｊ−ΦＩ−Φｊ −（ｉ−ｊ）　　ｋＤ　　ｓ１ｎθ となり、レードームに起因する位相偏差ΔΦの影響を完
全に排除することができる。

この結果、ターゲットの仰角θは、 θ−５１ｎ−１（（ｉ−ｊ）　　ｋＤ／Φｉｊ）の演算
を行なうことにより正確に検出することができる。

そして、上記筒状体の構造パターンが、誘電体、或は金
属フレームに誘電体薄板、或は誘電体薄膜を取付けるこ
とにより構成されている場合にも、上記と同様の作用を
達成することができる。

また、上記筒状体の水平断面形状が円形、或は正多角形
である場合には、レードームの組立てを容易にすること
ができるとともに、強度を向上させることができる。こ
の場合において、上記筒状体が枠付パネルで構成されて
いれば、より一層強度を向上させることができる。

さらに、上記筒状体の頂部に設けられた天井がアンテナ
の主放射指向性の範囲外である場合には、天井による影
響をも大幅に抑制してターゲットの仰角を正確に検出す
ることができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明のレードームの一実施例を示す側面図
であり、ＦＲＰ樹脂、或は金属で構成されたフレーム（
２）によりレードーム（１）の筒状部（３）を構成して
いるとともに、筒状部（３）の上面を蔽う天井（４）を
構成している。そして、上記筒状部（３）、および天井
（４）の外面に誘電体板（５）を取付けている。

したがって、レードーム（１）の内部に対しては、風雪
、日光等の影響が生じない状態になる。

第２図、および第３図は、それぞれレードーム（１）に
アンテナを取付けた状態を示す縦断面図、横断面図であ
り、回転中心軸（６）に対して複数個のアンテナ（１１
）（１２）　（１３）を取付けているとともに、上下に
隣合うアンテナ同士の垂直方向の間隔が互に等しくなる
ように回転中心軸（６）に対する取付は位置を設定して
いる。

第４図はレードーム（１）の筒状部（３）のフレームパ
ターンを示す概略図であり、高さｄ毎に同一のフレーム
パターンが出現するようにしている。そして、上記高さ
ｄが、上記アンテナ同士の垂直方向の間隔りの整数分の
１になるようにしている。

したがって、第５図に示すように、ターゲット（図示せ
ず）から電波が到来した場合には、ターゲットの仰角θ
、およびアンテナ同士の垂直方向の間隔りにより定まる
受信位相差、およびフレーム（２）による散乱、反射に
より定まる位相偏差が生じることになるのである。

しかし、アンテナとフレームパターンの垂直方向分布の
相対位置関係は、何れのアンテナに対しても同一となる
のであるから、位相偏差は常に同一の値となり、互に異
なるアンテナにより得られる受信電波の位相差にはレー
ドーム（１）に起因する位相偏差が全く含まれないこと
になる。

この結果、互に異なるアンテナにより得られる受信電波
の位相差に基いてターゲットの仰角θを正確に算出する
ことができる。

また、上記アンテナは、レードーム（１）の内部におい
て回転軸（６）を中心として回転しており、回転に伴な
ってレードーム（１）により生じさせられる位相偏差が
変化することになるのであるが、位相偏差の変化は全て
のアンテナに対して等しく出現するのであるから、アン
テナ間における位相差には、位相偏差が全く含まれない
ことになり、正確にターゲットの仰角を検出することが
できる。

また、上記天井（４）については、アンテナとフレーム
パターンの垂直方向分布の相対位置関係が筒状部Ｇ）の
場合と同様にはならないのであるから、アンテナの主放
射指向性の範囲外になるようにレードーム（１）の高さ
、或はアンテナの主放射指向性を設定しておくことが好
ましく、天井（４）の影響を大幅に抑制した状態で正確
なターゲットの仰角を検出することができる。

第６図はレードームの他の実施例を示す概略図であり、
筒状部（３）の水平断面形状を正多角形に形成している
。

したがって、この実施例の場合にも、上記実施例と同様
にターゲットの仰角を正確に検出することができる他、
レードームの組立てを容易に行なうことができるのみな
らず、全体としての強度を向上させて、風雪等からのア
ンテナの保護を一層確実に行なうことができる。

また、以上の実施例においては、フレーム（２）に対し
て誘電体板（５）を取付けているが、取付板（図示せず
）を介して誘電体薄膜を取付けるようにしてもよく、或
は、上記筒状部（３）を三角形状の枠付パネル、或は菱
形の枠付パネルを互に連結することにより構成し、筒状
部（３）の強度を向上させるようにしてもよい。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば筒状部（３）を構成するフレームパターンの水
平面内におけるパターン変化を任意に設定することがで
きる他、機械的強度の許容範囲内においてフレームの数
を減少させ、或は、太さを小さくして、レードームの電
力透過率を向上させることが可能であり、さらに、筒状
部（３）の水平断面形状をアンテナの回転を許容する限
度内において任意に設定することが可能であり、その他
、この発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設
計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、レードームの筒状体を、アン
テナの垂直方向間隔の整数分の１の間隔で垂直方向に反
復される同一構造パターンで構成しているのであるから
、アンテナとレードームパターンの垂直方向分布の相対
位置関係を全てのアンテナに対して等しくすることがで
き、レードームパターンに起因する位相偏差の影響を排
除して正確なターゲットの仰角を検出することができる
という特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のレードームの一実施例を示す側面図
、 第２図はレードームにアンテナを取付けた状態を示す縦
断面図、 第３図はレードームにアンテナを取付けた状態を示す横
断面図、 第４図はレードーム（１）の筒状部（３）のフレームパ
ターンを示す概略図、 第５図はアンテナによる電波受信状態を示す概略図、 第６図はレードームの他の実施例を示す概略図。 （１）・・・レードーム、（２）・・・フレーム、（３
）・・・筒状部、（４）・・・天井、（５）・・・誘電
体板、（１１）（１２）　（１３）・・・アンテナ特許
出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個のアンテナを垂直方向に互に等間隔に配置し
   、各アンテナによる受信波の位相差を検出して到来電波
   の仰角を得る３次元レーダのレードームにおいて、 全体が任意の水平断面形状を有する筒状体であるととも
   に、筒状体が、アンテナの垂直方向間隔の整数分の１の
   間隔で垂直方向に反復される同一構造パターンで構成さ
   れていることを特徴とするレードーム。 ２、筒状体の構造パターンが、誘電体、或は金属フレー
   ムに誘電体薄板、或は誘電体薄膜を取付けることにより
   構成されている上記特許請求の範囲第１項記載のレード
   ーム。 ３、筒状体の水平断面形状が円形である上記特許請求の
   範囲第１項記載のレードーム。 ４、筒状体の水平断面形状が正多角形である上記特許請
   求の範囲第１項記載のレードーム。 ５、筒状体が枠付パネルで構成されている上記特許請求
   の範囲第３項、または第４項の何れかに記載のレードー
   ム。 ６、筒状体の頂部に設けられた天井がアンテナの主放射
   指向性の範囲外である上記特許請求の範囲第１項から第
   ５項の何れかに記載のレードーム。