JPH04286205A - 船舶レーダ装置用空中線 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船舶に搭載されている
回転により周囲に電磁波を送信し反射波を受信する船舶
レーダ装置用空中線に関し、特にそのホーンの開口寸法
を短縮する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、水平指向性をスロット導波管
により、垂直指向性をホーンにより、それぞれ形成する
船舶レーダ用空中線が知られている。この空中線は、例
えば図５に示されるような態様で船舶に搭載される。す
なわち、船舶１０の頂部１２に当該空中線１４が配置さ
れ、空中線１４は回転されつつ周囲に電磁波を送信しさ
らにその反射波を受信する。

【０００３】図６には、このような態様で使用される船
舶レーダ装置用空中線の実体構成が示されている。この
図に示されるように、空中線１４は、輻射部１６及び回
転駆動装置１８を有している。回転駆動装置１８の下部
には取付け用脚２０が設けられており、この脚２０によ
り空中線１４は船舶１０に取り付けられる。回転駆動装
置１８は、輻射部１６を水平面内で回転駆動させる。

【０００４】図７には、図６に示される空中線の輻射に
係る構造が示されている。この図は図６に示される空中
線１４，輻射部１６を垂直面で切断した図である。

【０００５】この図に示されるように、輻射部１６は、
スロット導波管２２、モードフィルタ２４、垂直偏波抑
制格子２６、ホーン２８を有している。スロット導波管
２２は、空中線１４の水平指向性を形成する導波管であ
り、モードフィルタ２４及び垂直偏波抑制格子２６を介
してホーン２８と連結されている。この図においてはホ
ーンは２枚のテーパ板により構成されており、上下のテ
ーパ板間の間隔、すなわち開口寸法はａで表されている
。

【０００６】輻射部１６の開口寸法ａは、空中線１４の
垂直ビーム幅を決定する。すなわち、開口をより大きく
すればビーム幅を狭くすることができ、空中線１４とし
ての感度を向上させることができる。一般に、図８に示
されるように、ビーム幅θはビームの電力半値幅で与え
られる数値であり、θ＝ｋλ／ａなる簡易式で表される
。但し、ｋは定数、λは送受信波長である。

【０００７】この式にも表されるように、開口寸法ａを
大きくすることによりビーム幅θを狭くすることができ
る。また、空中線１４の感度を向上させられる。しかし
、反面、開口寸法ａを大きくすると対風速性が悪くなり
そのため回転駆動装置１８に高駆動力が求められること
になる。空中線１４は、船舶１０の頂部１２、すなわち
最も見晴しの良い部分で使用され、その配置の結果、最
も風を受け易い位置にあるといえる。従って、開口寸法
ａを大きくすると特に開口正面からの風を受け易いこと
となり、回転駆動装置１８にも多大な駆動力が求められ
る。

【０００８】このような問題点を解決しつつ、ビーム幅
θを狭くして空中線１４の感度を向上させるためには、
いわゆる遅波線路を用いれば良い。図９には、遅波線路
を用いたアンテナ、いわゆる表面波アンテナの原理が示
されている。

【０００９】遅波線路は、一般に、ホーン２８の開口前
面に輻射方向に沿って配置する誘電体として構成すれば
良い。図９において１００で示される位置に、所定の誘
電率を有する所定長の誘電体を配置すれば、この誘電体
が表面波伝送線路として機能する。言換えれば、ホーン
２８から輻射される電磁波のエネルギーが誘電体の表面
内部を集中して伝搬し、この結果自由空間における電磁
波の位相速度より遅い速度の波（遅波）となって伝搬し
、遅波効果が生じてビーム幅θが狭くなることになる。

【００１０】図１０には、このような原理に基づく遅波
線路を有する第２従来例の構成が、図１１には第３従来
例の構成が、それぞれ示されている。第２従来例に係る
輻射部３０は、ホーン２８の開口前面に長さＬ１　の誘
電体板３２を載置した構成であり、第３従来例に係る輻
射部３４はホーン２８の開口前面に長さＬ２　の誘電体
板３６を２枚（３６−１及び３６−２）並列配置した構
成である。

【００１１】このいずれの構成によっても、例えば図７
に示される第１従来例に比べホーン２８の開口寸法ａを
小さくして対風速性を確保しつつ、ビーム幅θを狭くし
、かつ、感度を高い値に確保することが可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに遅波線路を有する従来の構成においては、指定ビー
ム幅を得るためにホーン開口前面に所定枚数の長い誘電
体板を配置する必要があったため、保持構造が複雑とな
り揚力に対する補強も必要となる等問題点が生じていた
。

【００１３】例えば、図１０及び図１１に示される従来
例では、ホーン２８の前面に誘電体板３２または３６を
配置する必要があり、これを所定位置に保持しておく必
要がある。通常、遅波効果を確保し初期の効果を得るた
めには誘電体板３２または３６の配置位置を送受信波長
λ等に応じて所定の位置に設定しなければならない。ま
た、誘電体板３２または３６の長さＬ１　及びＬ２　は
、送受信波長λに依存し、狭いビーム幅を得るには、Ｌ
１　及びＬ２　の長さを長くする必要がある。このよう
に誘電体板３２または３６が配置されると、この誘電体
板３２または３６が長くなるため、多大な揚力を受ける
こととなる。従って、図１０または図１１に示される従
来例を実際に船舶に使用するにあたっては、揚力に対す
る補強対策が必要となり、輻射部が重くなるため、駆動
力の低減が難しい。

【００１４】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、対風速性及び狭い
ビーム幅を確保しつつ、遅波線路を形成する誘電体の長
さを短縮し、これらの保持構造の簡易化及び補強の簡素
化を可能にすることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、ホーンの開口前面に第１の誘電体
及び第２の誘電体を配置するものである。第１の誘電体
は、ホーンの開口前面にほぼ輻射方向に沿って配置され
、遅波線路として機能する誘電体であり、第２の誘電体
は、ホーンの開口前面に輻射方向とほぼ垂直な方向に配
置され、第１の誘電体の遅波線路長を仮想的に延長する
誘電体である。

【００１６】

【作用】本発明においては、第２の誘電体がホーンから
輻射される電磁波のビーム形成板として機能する。この
結果、第１の誘電体に係る遅波線路に仮想線路が接続さ
れたのと同等の結果となり、第１の誘電体の遅波線路長
が仮想的に延長されたと考えられる。従って、例えば同
一のビーム幅、同一のホーン開口寸法で比較する場合に
は、第１の誘電体の実際の長さが短縮されることになる
。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づいて説明する。なお、図５乃至図１１にされる従来
例と同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

【００１８】図１には、本発明の第１実施例に係る船舶
レーダ装置用空中線の構成が示されている。この図に示
される輻射部３８は、図１０に示される第２従来例に係
る輻射部３０に新たに誘電体板４０を付加した構成であ
る。誘電体板４０は、誘電体板３２の先端（ホーン２８
から見て前方）に、電磁波の輻射方向と垂直な方向に沿
い取り付けられている。また、この実施例における誘電
体板３２は、第２従来例における誘電体板３２の寸法Ｌ
１　より小さな寸法Ｌ１　´を有している。

【００１９】すなわち、この実施例においては、誘電体
板４０を設けることによって誘電体板３２の寸法が小さ
くなっている。これは、誘電体板４０が、ホーン２８か
ら輻射される電磁波のビーム形成板として機能し、この
結果、誘電体板３２に係る遅波線路の線路長が見掛け上
増加していることにあるためであると推せられる。例え
ば、誘電体板４０の長さを２λ波（λ：波長）とした場
合、実測上、誘電体板３２の長さ＝２Ｌ１　´の遅波線
路を有する第２従来例に近い特性が得られる。

【００２０】従って、本実施例においては、遅波線路を
構成する誘電体板３２の長さを短縮することができ、そ
の支持構造を簡略化し、かつ、揚力に対する補強構造を
簡素にすることができる。この結果、輻射部３８は安価
に構成することができ、より実用性の高い装置となる。 また、軽量化により、回転駆動が容易となる。なお、誘
電体板４０の長さを極端に長くすると、電波の遮閉が生
じてしまうため、この長さは特性との関係で決定するの
がよい。

【００２１】図２には、本発明の第２実施例に係る船舶
レーダ装置用空中線の構成が示されている。この図に示
される輻射部４２は、図１１に示される第３従来例に第
１実施例における誘電体板４０と同様の誘電体板４４を
設けた構成である。この実施例においても、同じ遅波線
路長を保とうとする場合、誘電体板３６−１及び３６−
２の長さＬ２　´は、図１１に示される第３従来例にお
ける誘電体板３６−１及び３６−２の長さＬ２　よりも
短くなる。従って、図１に示される第１従来例と同様の
効果を得ることができる。加えて、誘電体板４４は誘電
体板３６−１及び３６−２を構造的に補強する。従って
、振動等に対してもより強くなる。

【００２２】図３には、本発明の第３実施例に係る船舶
レーダ装置用空中線の構成が示される。この図に示され
る輻射部４６は、第２実施例に加えさらに誘電体板４８
を供えている。誘電体板４８は、誘電体板４４に対して
λ／２離した位置に平行に置き、かつ誘電体板３６−１
と３６−２の間に介在するよう配置されている。すなわ
ち、この実施例における誘電体板３６、４４及び４８は
鳥居状の形状を有している。このようにすると、第２実
施例における遅波線路短縮の効果をより顕著にすること
ができる。具体的には、誘電体３６の長さＬ２　’’を
第２実施例における誘電体３６の長さＬ２　´よりも短
くすることができる。従って、第２実施例において得ら
れる効果がより顕著になる。

【００２３】図４には、本実施例の効果が従来例との対
比において示されている。この図に示されるのは、前述
の第３従来例において得られるビーム１００と第２実施
例において得られるビーム２００である。比較による特
性の差の把握をより好適とするため、この図では誘電体
３６の長さを同一とした場合のビーム１００及び２００
が示されている。

【００２４】この図から明瞭に理解されるように、第２
実施例におけるビーム２００は第３従来例におけるビー
ム１００よりも鋭くなっている。すなわち、誘電体３６
の長さが同一であるにもかかわらず実施例においてはよ
り鋭いビームが得られ、１ｄＢ程度、アンテナ利得（感
度）が向上している。これは、逆にいえば、同一のビー
ム幅θを確保しようとする場合には第２実施例の方がよ
り短い長さの誘電体３６で足りることを表している。

【００２５】なお、本発明の本質的特徴は誘電体板４０
等を設けた点にある。従って、誘電体板３６等の枚数や
、誘電体板４８等の枚数は、任意に設定できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の誘電体の長さを仮想的に延長する第２の誘電体を
設けたため、ホーン前面に配置される構成の支持構造、
揚力に対する補強構造を簡素にしつつ、送受信に係る特
性を確保・向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る船舶レーダ装置用空
中線の構成を示す図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る船舶レーダ装置用空
中線の構成を示す図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る船舶レーダ装置用空
中線の構成を示す図である。

【図４】実施例と従来例のビームの差を示す特性比較図
である。

【図５】船舶レーダ装置用空中線の設置態様を示す図で
ある。

【図６】第１従来例に係る船舶レーダ装置用空中線の実
体構成を示す斜視外観図である。

【図７】第１従来例に係る船舶レーダ装置用空中線の構
成を示す図である。

【図８】ビーム幅の概念を示す図である。

【図９】いわゆる表面波アンテナの原理を示す図である
。

【図１０】第２従来例に係る船舶レーダ用空中線の構成
を示す図である。

【図１１】第３従来例に係る船舶レーダ装置用空中線の
構成を示す図である。

【符号の説明】

２２　　スロット導波管 ２８　　ホーン ３２，３６−１，３６−２，４０，４４，４８　　誘電
体板 ３８，４２，４６　　輻射部 ２００　　第２実施例におけるビーム ａ　　ホーンの開口寸法 Ｌ１　´，Ｌ２　´，Ｌ２　’’　　遅波線路を形成す
る誘電体の長さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輻射の水平指向性を形成するスロット導波
   管と、輻射の垂直指向性を形成するホーンと、ホーンの
   開口前面にほぼ輻射方向に沿って配置され、遅波線路と
   して機能する所定枚数の第１の誘電体と、第１の誘電体
   と電磁的に結合するよう、ホーンの開口前面に輻射方向
   とほぼ垂直な方向に配置され、第２の誘電体と、少なく
   ともスロット導波管、ホーン、第１の誘電体及び第２の
   誘電体を垂直方向を軸として一体に回転させる回転駆動
   手段と、を備え、船舶に搭載され、回転により周囲に電
   磁波を送受信することを特徴とする船舶レーダ装置用空
   中線。