JPH0547001B2 - - Google Patents

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JPH0547001B2
JPH0547001B2 JP25616985A JP25616985A JPH0547001B2 JP H0547001 B2 JPH0547001 B2 JP H0547001B2 JP 25616985 A JP25616985 A JP 25616985A JP 25616985 A JP25616985 A JP 25616985A JP H0547001 B2 JPH0547001 B2 JP H0547001B2
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JP
Japan
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dielectric
center
laminate
radio wave
lens
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Nozomi Hasebe
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電波レンズに係り、とくに誘電体を
利用した電波レンズ(誘電体レンズ)に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a radio wave lens, and particularly to a radio wave lens (dielectric lens) using a dielectric material.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

到来した電波に反射や収束等のレンズ作用を施
す電波レンズの内、プラスチツク誘電体(例えば
発泡ポリエチレン)を用いたルーネベルグレン
ズ、イートンリツプマンレンズ等の電波レンズ
は、海難救助用、航路標識用のレーダ反射器を初
めとして各種の分野において広く使用されてい
る。
Among radio wave lenses that apply lens effects such as reflection and convergence to incoming radio waves, radio wave lenses such as Luneberg lenses and Eaton Lipman lenses that use plastic dielectrics (e.g. foamed polyethylene) are used for maritime rescue and navigation aids. It is widely used in various fields including radar reflectors for commercial use.

このような電波レンズ(誘電体レンズともい
う)例えば球状の電波レンズにあつては、レンズ
中心部から外周部に向かうに従つて、その比誘電
率εrを所定の関係式、即ち、εr=〔2−(r/a)
〕(ただし、a:球状レンズの半径、r:中心か
らの距離)に基づいて徐々に変化させ屈折率n
(=εr 1/2)を変化せしめることが必要とされてい
る(電子通信ハンドブツク、第1532頁、電子通信
学会編、昭和54年3月30日発行;Antenna
Engineering Handbook、SECOND EDISION
第18−3頁、Richard C.Johnson等)。
In the case of such a radio wave lens (also referred to as a dielectric lens), for example, a spherical radio wave lens, its relative dielectric constant ε r is expressed by a predetermined relational expression, ie, ε r = [2-(r/a)
2 ] (where a: radius of the spherical lens, r: distance from the center) to gradually change the refractive index n
It is necessary to change
Engineering Handbook, SECOND EDISION
pp. 18-3, Richard C. Johnson et al.).

このため、従来からの電波レンズでは、理論通
りのものを単純には製作し得ないため、球状の電
波レンズ全体を相互に重合可能なおわん型の半球
殻に分割して組合わされた多層構造とし、これら
の半球殻の誘電率を各々所定値になるよう設定す
るという手法が一般に用いられていた。また、こ
の場合において、誘電率を各々変化させ所定値に
設定する技術としては、半球殻中に混入させる金
属粒(例えばアルミニウム粒)の割合を人為的に
調整するという手法が多用されていた。
For this reason, it is not possible to simply manufacture a conventional radio wave lens according to theory, so a multilayer structure is created in which the entire spherical radio wave lens is divided into mutually polymerizable bowl-shaped hemispherical shells. A commonly used method was to set the permittivity of each of these hemispherical shells to a predetermined value. Further, in this case, as a technique for varying the dielectric constant and setting it to a predetermined value, a method of artificially adjusting the proportion of metal grains (for example, aluminum grains) mixed into the hemispherical shell has often been used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上述した従来技術にあつては、
電波レンズの誘電率に対してその中心部から外周
部へ向かう変化を極力連続的にして精密な電波レ
ンズを形成しようとするほど、前述した半球殻の
数を多くしなければならないことから、型の数及
び製作工程等が必然的に増加し、結局価格の著し
い上昇を招くという不都合があつた。
However, in the above-mentioned conventional technology,
The more we try to form a precise radio lens by making the change in permittivity of the radio lens as continuous as possible from the center to the outer periphery, the more the number of hemispherical shells mentioned above must be increased, so the mold becomes more difficult. This inevitably increases the number of parts and the manufacturing process, resulting in a significant increase in price.

一方、混入する金属粒の割合を変えながらプラ
スチツクを発泡させる際には、その成型に多くの
熟練を必要とするほか、誘電率の値によつては必
ずしも金属粒が一様に混入され難いことも多く、
歩留まりが低下したり、レンズとしての性能が低
下するという不都合があつた。
On the other hand, when foaming plastic while changing the ratio of metal particles mixed in, a lot of skill is required for the molding process, and depending on the value of the dielectric constant, it is difficult to mix the metal particles uniformly. There are many
There were disadvantages such as a decrease in yield and a decrease in performance as a lens.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、かかる従来技術の有する不都合を改
善し、とくに製作が著しく容易化され、これによ
つて生産コストの大幅な低減を図ることのできる
電波レンズを提供することを、その目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the disadvantages of the prior art and, in particular, to provide a radio wave lens which is significantly easier to manufacture and which can significantly reduce production costs.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明では、小片状の多数の導体箔をシート状
絶縁性面状基板上に配設すると共に、当該導体箔
の配設密度を中心部から同心円状に且つ外周部へ
向けて徐々に粗くなるように変化せしめて成る複
数枚の誘導体部材を設けている。そして、この各
誘電体部材をその中心部を同一軸上に配置して所
定間隔をおいて積層すると共に、この積層して成
る積層体の内の少なくとも中央部に位置する誘電
体部材の呈する比誘電率εrが、εr=〔2−(r/
a)2〕(ただし、a:同心円状に導体箔が付され
た領域の最大半径、r:中心からの距離)に準じ
て変化するように小片状の多数の導体箔が配設さ
れている等の構成を採つている。これによつて前
述した目的を達成しようとするものである。
In the present invention, a large number of small pieces of conductive foil are arranged on a sheet-like insulating planar substrate, and the density of the conductive foil is gradually coarsened concentrically from the center and toward the outer periphery. A plurality of dielectric members are provided, each of which is changed as follows. The respective dielectric members are stacked at predetermined intervals with their center portions arranged on the same axis, and the dielectric member located at least in the center of the stacked body exhibits a ratio The dielectric constant ε r is ε r = [2−(r/
a) A large number of small pieces of conductive foil are arranged so as to vary according to 2 ] (where a: the maximum radius of the area where the conductive foil is attached concentrically, and r: the distance from the center). The structure is such that there are This aims to achieve the above-mentioned purpose.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図ないし第5図
に基づいて説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.

まず、第1図において、符号2はルーネベルグ
レンズを示す。このルーネベルグレンズ2は、薄
いシート状の誘電体部材としての人工誘電体板4
,…,4M(但し、4Aのみ1枚、他は各々2枚)
と、これらの各人工誘電体板4(以下、同様に必
要に応じて添字「A」ないし「M」を外して示す)
を相互に所定距離だけ隔てて積層するための積層
部材としての発泡スチロール板6,…,6とを要
部として備えている。そして、各人工誘電体板4
と各発泡スチロール板6とは図示の如く交互に積
層され、しかも全体として球状を成すように予め
各寸法が設定されている。
First, in FIG. 1, reference numeral 2 indicates a Luneberg lens. This Luneberg lens 2 includes an artificial dielectric plate 4 as a thin sheet-like dielectric member.
A ,...,4 M (However, 4 A only has 1 piece, the others have 2 pieces each)
and each of these artificial dielectric plates 4 (hereinafter, the subscripts " A " to " M " are removed as necessary)
The main part includes foamed polystyrene plates 6, . And each artificial dielectric plate 4
The styrofoam plates 6 are stacked alternately as shown in the figure, and each dimension is set in advance so as to form a spherical shape as a whole.

ここで、符号8は各人工誘電体板4及び発泡ス
チロール板6の外周部に凹状に形成された位置決
め用のガイド手段としての溝部(実際には、積層
状態において溝部となる)を示す。この溝部8
は、後述するようにルーネベルグレンズ2全体を
も固定するために兼用されるものである。
Here, reference numeral 8 indicates a groove (actually, it becomes a groove in the laminated state) formed in a concave shape on the outer periphery of each artificial dielectric plate 4 and the foamed polystyrene plate 6 as a guide means for positioning. This groove 8
is also used to fix the entire Luneberg lens 2, as will be described later.

ルーネベルグレンズ2を更に詳述すると、本実
施例における各人工誘電体板4は、合計25枚から
成つており、中心部の人工誘電体板4Aを介して
上下に各々12枚の人工誘電体板4Bないし4Mが第
2図に示す如く対称に配設されている。そして、
各人工誘電体板4は所定距離間隔を隔てて積層さ
れ、この状態において、側面方向の輪郭が第1図
ないし第2図に示す如く円形となるよう各寸法が
設定されている。
To explain the Luneberg lens 2 in more detail, each artificial dielectric plate 4 in this embodiment consists of a total of 25 sheets, and 12 artificial dielectric sheets are placed above and below each other through the central artificial dielectric plate 4A . Body plates 4B to 4M are arranged symmetrically as shown in FIG. and,
The artificial dielectric plates 4 are stacked at predetermined intervals, and in this state, the dimensions are set so that the profile in the lateral direction is circular as shown in FIGS. 1 and 2.

そして、上記各人工誘電体板4は、非吸水性の
絶縁性面状基板としてのユポ紙10(厚さ略
20μ)と、このユポ紙10上に形成された円板状
の導体箔12,…,12(直径は略2mm)により
構成されている(第1図中の4A参照)。この導体
箔12,…,12は、本実施例では、銅を主成分
とする導電性ペーストでユポ紙10にシルク印刷
されており、これによつて容易に且つ大量に形成
することができるようになつている。そして、こ
の各導体箔12の印刷密度は、後述するように、
中心部を起点として同心円状で且つ段階状に粗く
なるとともに、各人工誘電体板4においてその分
布半径が各々異なるように設定されている。これ
は、後述するように、ルーネベルグレンズ2内
に、その中心部を起点として導体箔12,…,1
2の密度差による層状且つ同心状の球殻A1ない
しA5を形成するためである(第2図参照)。
Each of the artificial dielectric plates 4 is made of YUPO paper 10 (thickness approximately
20μ) and disc - shaped conductor foils 12, . In this embodiment, the conductive foils 12, . It's getting old. The printing density of each conductor foil 12 is as described below.
Starting from the center, the roughness is concentric and stepwise, and the radius of distribution is set to be different in each artificial dielectric plate 4. As will be described later, the conductive foils 12,...,1 are placed inside the Luneberg lens 2 starting from the center thereof.
This is to form layered and concentric spherical shells A 1 to A 5 due to the difference in density between the two (see FIG. 2).

ここで、各人工誘電体板4の内、代表的な導体
箔密度のパターンを第3図1ないし同図5に示
す。
Here, typical conductor foil density patterns among the artificial dielectric plates 4 are shown in FIGS. 3 1 to 5.

第3図1は、前述した中心部の人工誘電体板4
を示す。この誘電体板4Aにあつては、中心部の
最も導体箔密度の濃い第1の円状区域B1(半径r1
を中心として、その周囲部に円心円状に第2、第
3、および第4の円状区域B2,B3,B4(半径はr2
ないしr4)が印刷され、更にその外周部に導体箔
の印刷されない円状区域B5(半径r5)が設定され
ている。そして、その導体箔密度は外周へ向かう
につれて所定の密度勾配をもつて前述の如く階段
状に粗くなるように形成されている。
FIG. 3 1 shows the artificial dielectric plate 4 in the center mentioned above.
Indicates A. In this dielectric plate 4 A , the first circular area B 1 (radius r 1 ) in the center has the highest conductor foil density.
The second, third, and fourth circular areas B 2 , B 3 , and B 4 (the radius is r 2
to r 4 ) are printed, and a circular area B 5 (radius r 5 ) where no conductive foil is printed is set on the outer periphery. The density of the conductor foil is formed to have a predetermined density gradient toward the outer periphery and to become rough in a stepwise manner as described above.

また、第3図2は、前述した人工誘電体板4A
を中心に上下5番目の人工誘電体板4F,4Fを示
す。この誘電体板4F,4Fにあつては、その外周
半径r6が同図1のr5より所定値だけ小さくなつて
おり、従つて第1ないし第5の各々の円状区域
B1ないしB5も所定値だけ各々の半径が小さくな
るように形成されている。
In addition, FIG. 3 2 shows the artificial dielectric plate 4 A described above.
The fifth artificial dielectric plates 4F and 4F are shown, centered on . In the case of these dielectric plates 4 F and 4 F , the outer radius r 6 is smaller than r 5 in FIG. 1 by a predetermined value, so that each of the first to fifth circular areas
B 1 to B 5 are also formed so that each radius becomes smaller by a predetermined value.

更に、第3図3は、人工誘電体板4Aを中心に
上下8番目の人工誘電体板4I,4Iを示す。この
各誘電体板4I,4Iでは、その外周半径r7が更に
小さく形成されると同時に、前述した最も導体板
密度の濃い第1の円状区域B1が形成されず、第
2ないし第5の円状区域B2ないしB5のみが上述
と同様にして形成されている。
Further, FIG. 3 shows the eighth artificial dielectric plates 4 I and 4 I above and below the artificial dielectric plate 4 A. In each of these dielectric plates 4 I and 4 I , the outer radius r 7 is formed smaller, and at the same time, the first circular area B 1 where the conductor plate density is the highest is not formed, and the second or Only the fifth circular areas B 2 to B 5 are formed in the same manner as described above.

第3図4ないし同図5には、上述と同様にして
形成された10番目又は12番目の人工誘電体板4K
K又は4M,4Mが各々示されている。
34 to 5 show the 10th or 12th artificial dielectric plate 4K , which is formed in the same manner as described above.
4K , 4M and 4M are shown respectively.

ここで、上述した以外の人工誘電体板4,…,
4も第3図1ないし5と同様にして形成されるも
のである。
Here, artificial dielectric plates 4 other than those mentioned above,...
4 is also formed in the same manner as FIGS. 1 to 5.

一方、各発泡スチロール板6は、各人工誘電体
板4を所定距離隔てて立体的に配設支持するとと
もに全体の強度増を図るためのものである。本実
施例では、発泡スチロール板6の誘電率との兼合
いを考慮しつつ、中心部では比較的薄く形成され
るとともに上下端に近づくにつれて比較的厚く形
成されるように成つている。これは、中心部にお
いて、より精密な屈折率を持たせるためである。
そして、これらの発泡スチロール板6はその積層
状態において全体として球状を成すという多層分
割構造となつている。
On the other hand, each foamed polystyrene board 6 is used to three-dimensionally arrange and support each artificial dielectric board 4 at a predetermined distance apart, and to increase the overall strength. In this embodiment, while taking into consideration the dielectric constant of the foamed polystyrene board 6, it is formed to be relatively thin at the center and relatively thick as it approaches the upper and lower ends. This is to provide a more precise refractive index at the center.
These foamed polystyrene plates 6 have a multilayer divided structure in which the styrofoam plates 6 form a spherical shape as a whole in their laminated state.

そして、上述の如く形成された各人工誘電体板
4及び各発泡スチロール板6は、第4図に示すよ
うに各溝部8によつて位置決めしつつ交互に積層
した後、当該溝部8に沿つて図示しないひも状部
材によつてバインドし固定することにより、第1
図ないし第2図に示す如く球状のルーネベルグレ
ンズ2が形成されるようになつている。
The artificial dielectric plates 4 and the foamed polystyrene plates 6 formed as described above are stacked alternately while being positioned by each groove 8 as shown in FIG. By binding and fixing with a string-like member, the first
As shown in the figures, a spherical Luneberg lens 2 is formed.

これによつてルーネベルグレンズ2全体として
は、その内部に比誘電率εr(即ち、屈折率n)の
異なる同心状の球殻A1ないしA5(その外周は半径
r1ないしr5)が第2図中の二点鎖線の如く層状に
形成されることになる。そして、ここでは、中心
部の球殻A1の比誘電率εrが「2」であり、外周
に近づくにつれてεr=2−R2(但しRは正規化半
径であり、外周でR=「1」)の関係式に基づいて
徐々に階段状に変えられており、最外周の球殻
A5の比誘電率εrが「1」となるように、発泡ス
チロール板6の誘電率を考慮しつつ各人工誘電体
板4上の導体箔12,…,12の分布密度が設定
されている。
As a result, the Luneberg lens 2 as a whole has concentric spherical shells A 1 to A 5 (the outer periphery of which has a radius
r 1 to r 5 ) are formed in a layered manner as shown by the two-dot chain line in FIG. Here, the relative permittivity ε r of the spherical shell A 1 at the center is "2", and as it approaches the outer periphery, ε r = 2 - R 2 (where R is the normalized radius, and at the outer periphery R = The outermost spherical shell is gradually changed into a step-like shape based on the relational expression ``1'').
The distribution density of the conductor foils 12,..., 12 on each artificial dielectric board 4 is set so that the relative dielectric constant ε r of A 5 is "1", taking into consideration the dielectric constant of the styrofoam board 6. .

この場合、本実施例では、前述したユポ紙10
の厚さは、到来電波(例えば9375〔MHz〕)の波長
に対して充分薄いものが選択使用されていること
から、ユポ紙10の誘電率を無視することがで
き、設計の簡単化が図られている。
In this case, in this embodiment, the above-mentioned Yupo paper 10
Since the thickness of the paper 10 is selected to be sufficiently thin relative to the wavelength of the incoming radio waves (for example, 9375 [MHz]), the dielectric constant of the YUPO paper 10 can be ignored, simplifying the design. It is being

次に、本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

前述の如く構成された球状のルーネベルグレン
ズ2の比誘電率εrは、外周部から中心部に進むに
従つて「1」から「2」へ5段階に分かれて徐々
に変化する。このため、上記レンズ2に平行に入
射する電磁波は、従来例におけるルーネベルグレ
ンズの場合と同様に第5図1の如く入射方向と反
対側のレンズ表面の点Pが焦点となり、この点P
に当該電磁波が収束する。また、反対に、レンズ
表面上の1点Pから内部方向に向けて放射された
電磁波は、層状の誘電率の相違、即ちレンズ効果
から平面波となつて、第5図2の如く、反対側の
レンズ表面より放出されることとなる。従つて、
レンズ表面の1点Pを中心にして当該表面に反射
器を装備することにより、容易にレーダ反応器と
しても機能することとなる。
The dielectric constant ε r of the spherical Luneberg lens 2 configured as described above gradually changes in five stages from "1" to "2" as it progresses from the outer periphery to the center. Therefore, the electromagnetic waves incident parallel to the lens 2 are focused at a point P on the lens surface opposite to the direction of incidence as shown in FIG. 5, as in the case of the conventional Luneberg lens.
The electromagnetic waves converge. Conversely, the electromagnetic wave radiated inward from one point P on the lens surface becomes a plane wave due to the difference in dielectric constant of the layers, that is, the lens effect, and as shown in FIG. It will be emitted from the lens surface. Therefore,
By equipping the surface of the lens with a reflector centered at one point P, it can easily function as a radar reactor.

ここで、前述のルーネベルグレンズ2と同様に
して構成し(即ち、発泡スチロール板によつて人
工誘電体板を交互に積層)、円板状の導体箔12
を三次元に配列した原理モデル(第6図1参照)
について説明する。この原理モデルでは、各導体
箔12の直径dは2〔mm〕とし、同一人工誘電体
板内の導体箔12の中心線相互の距離a,bは共
に3〔mm〕に設定した。そして、これに9375〔M
Hz〕の電磁波(水平偏波)を人工誘電体板に平行
に入射させたときのカツプリング係数(人工誘電
体板相互の垂直方向の距離)cの屈折率nとの関
係は第6図2中の×印のようになることが実験に
より示された。
Here, it is constructed in the same manner as the Luneberg lens 2 described above (that is, artificial dielectric plates are alternately laminated by foamed polystyrene plates), and a disc-shaped conductive foil 12 is constructed.
A principle model in which the elements are arranged in three dimensions (see Figure 6, 1).
I will explain about it. In this principle model, the diameter d of each conductor foil 12 was set to 2 [mm], and the distances a and b between the center lines of the conductor foils 12 in the same artificial dielectric board were both set to 3 [mm]. And this is 9375 [M
When an electromagnetic wave (horizontally polarized wave) of Hz] is incident parallel to an artificial dielectric plate, the relationship between the coupling coefficient (vertical distance between the artificial dielectric plates) c and the refractive index n is shown in Figure 6-2. Experiments have shown that the result looks like the X mark.

また、理論的には、上記原理モデルの屈折率n
は n=√rr で与えられることが知られており、εrは比誘電
率、μrは比誘磁率であり、各々、 εr=1+αe/〔εp(1−αeC)〕 μr=1+αn/〔μp(1−αnC)〕 で与えられる。ここで、αeは分極率、αnは磁化
率、Cは前述したカツプリング係数、εp、μp
各々真空中の誘電率、透磁率である。
In addition, theoretically, the refractive index n of the above principle model
is known to be given by n=√ rr , where ε r is the relative permittivity, μ r is the relative permittivity, and ε r =1+α e /[ε p (1−α e C )] μ r =1+α n /[μ p (1−α n C)]. Here, α e is the polarizability, α n is the magnetic susceptibility, C is the aforementioned coupling coefficient, and ε p and μ p are the permittivity and magnetic permeability in vacuum, respectively.

上記各関係式による計算結果(第6図2中の実
線参照)は、実験結果とも良く一致している。
The calculation results using the above relational expressions (see the solid line in FIG. 6, 2) are in good agreement with the experimental results.

また、誘電体中の導体箔の密度対比誘電率の定
性的関係は一般に第7図のようになることが知ら
れており、分布密度が高くなるほど比誘電率が上
がることになる。
Furthermore, it is known that the qualitative relationship between the density and permittivity of conductive foil in a dielectric is generally as shown in FIG. 7, and the higher the distribution density, the higher the relative permittivity.

従つて、導体箔の分布密度を変えると比誘電率
が変わり、且つ屈折率nが√2以上になるカツプ
リング係数が存在する(第6図2参照)ことか
ら、前述の第1図ないし第4図に示した如く構成
し、各該値を適宜設定することによつてルーネベ
ルグレンズ2を製作することができるということ
が確認された。
Therefore, when the distribution density of the conductive foil is changed, the relative dielectric constant changes, and there is a coupling coefficient where the refractive index n becomes √2 or more (see Fig. 6, 2). It has been confirmed that the Luneberg lens 2 can be manufactured by configuring as shown in the figure and appropriately setting each value.

このように、本実施例によると、薄いシート状
の絶縁性面状基板に小片状の導体箔を印刷によつ
て所定の分布密度をもつて形成し、これを発泡ス
チロール板を介して積層することによつて、従来
技術の如く誘電体中に金属粒を所定分布をもつて
混入するという手法に係るものと同等の構成を有
する電波レンズが得られるようになつた。そし
て、導体箔を印刷技術によつても形成することか
ら、大量にしかも簡単に行えるため、従来例にみ
られた発泡技術等の煩わしさから解放され、レン
ズ全体の製作が極めて容易になり、その分著しく
生産コスト低減を図ることができるという利点を
有している。また、導体箔の配設はユポ紙上に印
刷によつて極めて精密に所望のものを得ることが
できるため、積層状態における導体箔の三次元配
列もより精密に行うことができ、これによつて従
来例に比べて焦点距離等を容易に且つ精密に調整
可能になるという利点をも備えている。更に、本
実施例の手法を採用することによつて、従来例と
同等以上の性能を有しながら、軽量、小形化を図
ることができるという利点も有している。更に、
積層部材の使用によつて、レンズ全体の強度増を
容易に図るとともに、絶縁性面状基板として導体
箔を印刷し易い紙材の使用を可能にするという利
点を有している。
As described above, according to this embodiment, small pieces of conductive foil are formed on a thin sheet-like insulating planar substrate by printing to have a predetermined distribution density, and then these are laminated with a styrofoam plate interposed therebetween. As a result, it has become possible to obtain a radio wave lens having a structure equivalent to that of a conventional technique in which metal particles are mixed in a dielectric material with a predetermined distribution. Since the conductive foil is also formed using printing technology, it can be easily produced in large quantities, which eliminates the hassles of foaming technology found in conventional examples, making it extremely easy to manufacture the entire lens. This has the advantage that production costs can be significantly reduced accordingly. In addition, since the desired conductor foil can be arranged extremely precisely by printing on Yupo paper, the three-dimensional arrangement of the conductor foil in the laminated state can also be done more precisely. It also has the advantage that the focal length etc. can be adjusted more easily and precisely than the conventional example. Furthermore, by adopting the method of this embodiment, there is an advantage that it is possible to achieve a reduction in weight and size while having performance equivalent to or better than that of the conventional example. Furthermore,
The use of a laminated member has the advantage that it is easy to increase the strength of the entire lens, and it also allows the use of paper material on which conductive foil can be easily printed as an insulating planar substrate.

なお、上記実施例では、電波レンズとして球状
のルーネベルグレンズについて説明したが、本発
明は必ずしもこれに限定されるものではなく、イ
ートンリツプマンレンズ等にも同様に適用可能な
ものである。また、この球状の電波レンズの場合
であつても、各人工誘電体板4の外形を角形とし
て導体箔を前述のように円状に各々形成すること
によつて、レンズ全体の外形としては角形である
が電磁波的にはその内部に球状の電波レンズを形
成することも可能である。また、前記実施例で
は、球状の電波レンズの場合について示したが、
本発明は必ずしもこれに限定されることなく、例
えば、前述の第3図1に示した人工誘電体板4A
を多数枚製作し積層することによつて、円柱状の
ルーネベルグレンズを形成することもでき、これ
によつて本発明の実施の多様化が図られることに
なる。更に、人工誘電体板内の導体箔の印刷密度
を一定にすることによつてモノスタチツクレンズ
をも容易に形成することができる。
In the above embodiments, a spherical Luneberg lens has been described as a radio wave lens, but the present invention is not necessarily limited to this, and can be similarly applied to an Eaton Lipman lens or the like. In addition, even in the case of this spherical radio wave lens, by forming each of the artificial dielectric plates 4 into a square shape and the conductor foil into a circular shape as described above, the whole lens can have a square shape. However, in terms of electromagnetic waves, it is also possible to form a spherical radio wave lens inside. Further, in the above embodiment, the case of a spherical radio wave lens was shown, but
The present invention is not necessarily limited to this, but for example, the artificial dielectric plate 4 A shown in FIG.
A cylindrical Luneberg lens can also be formed by manufacturing and laminating a large number of lenses, thereby making it possible to diversify the implementation of the present invention. Furthermore, by making the printing density of the conductor foil within the artificial dielectric plate constant, a monostatic lens can also be easily formed.

一方、前記実施例では、積層部材として発泡ス
チロール板を層状に切断して使用するとしたが、
本発明は必ずしもこれに限定されず、他の誘電体
であつてもよい。また、この場合、絶縁性面状基
板が比較的堅牢なものであれば、適宜に配設され
た支柱に当該各基板を支持せしめ、積層部材とし
ては何も使用しない(即ち空気)構成とし、構成
の簡単化、軽量化を図るとしてもよい。
On the other hand, in the above embodiment, a styrofoam plate was cut into layers and used as a laminated member.
The present invention is not necessarily limited to this, and other dielectric materials may be used. In this case, if the insulating planar substrates are relatively robust, each substrate is supported by appropriately arranged pillars, and nothing is used as a laminated member (i.e., air). The structure may be simplified and the weight may be reduced.

更に、前記実施例では、絶縁性面状基板として
耐水性のあるユポ紙とするとしたが、これも上述
の如く、他の絶縁部材であつてもよい。また、導
体箔の形状は必ずしも円板状でなくてもよいし、
その材質もアルミニユーム等他のものでもよい。
Further, in the above embodiment, water-resistant Yupo paper is used as the insulating planar substrate, but as described above, other insulating materials may be used as well. Further, the shape of the conductor foil does not necessarily have to be disc-shaped,
The material may also be other materials such as aluminum.

〔発明の効果〕 本発明は以上のように構成され機能するので、
これによると、小片状の導体箔を誘電体中に混入
せしめる手法が従来例に比較して著しく簡単化さ
れ且つその混入分布を精密に調整し得ることか
ら、全体としてより安価に製作可能となるととも
に、極めて精密かつ安定したレンズ性能を得るこ
とができ、一方、従来例に比較して小形、軽量に
構成できることから、一層扱い易くなるとともに
装備対象物への装着の際にも省スペース化及び支
持機構の小形化等をも合わせて図り得るという従
来にない優れた電波レンズを提供することができ
る。
[Effects of the Invention] Since the present invention is configured and functions as described above,
According to this, the method of mixing small pieces of conductive foil into a dielectric material is significantly simpler than the conventional method, and the mixing distribution can be precisely adjusted, so it can be manufactured at a lower cost overall. At the same time, it is possible to obtain extremely precise and stable lens performance, and at the same time, it can be configured to be smaller and lighter than conventional models, making it easier to handle and saving space when attached to the equipment target. Furthermore, it is possible to provide an excellent radio wave lens that has never been seen before, in which the support mechanism can be made smaller.

また、本発明にあつては、誘電体中の導体箔の
密度を中心部からの距離によつて変えたり、その
密度範囲を誘電体部材毎に適宜変えることによ
り、円柱状或いは球状の電波レンズをも極めて容
易に製作可能となるという効果も得られる。
Furthermore, in the present invention, a cylindrical or spherical radio wave lens can be produced by changing the density of the conductor foil in the dielectric depending on the distance from the center, or by changing the density range appropriately for each dielectric member. Another advantage is that it can be manufactured extremely easily.

更に、本発明にあつては、積層部材を用いて誘
電体部材を積層することにより、積層工程が容易
になり且つレンズ全体の強度増を容易に図ること
ができるとともに、誘電体部材の絶縁性面状基板
は導体箔を形成し易い薄いシート状のもので充分
間に合い、この面からも製作の容易化が図られる
という効果も得られる。
Furthermore, in the present invention, by laminating the dielectric member using a laminated member, the lamination process is facilitated, the strength of the entire lens can be easily increased, and the insulation properties of the dielectric member are improved. A thin sheet-like material on which a conductive foil can be easily formed is sufficient as the planar substrate, and this aspect also has the effect of facilitating manufacturing.

更に、本発明にあつては、ガイド手段の採用に
よつて各構成部材に対する位置決め及びレンズ全
体のバインドをも兼用して容易に行うことができ
るという効果が得られる。
Further, according to the present invention, by employing the guide means, it is possible to easily position each component and bind the entire lens.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るルーネベルグ
レンズの一部断面した斜視図、第2図は第1図の
ルーネベルグレンズの誘電率の異なる層状且つ同
心状の球殻を説明する説明図、第3図1ないし5
は各々人工誘電体板の導体箔の代表的な印刷密度
パターンを示す説明図、第4図は人工誘電体板と
発泡スチロール板との積層状態を説明する説明
図、第5図1,2は各々第1図のルーネベルグレ
ンズのレンズ作用を説明する説明図、第6図1は
第1図のルーネベルグレンズの原理モデルの説明
図、第6図2は同図1のカツプリング係数と屈折
率との関係を示すグラフ図、第7図は導体箔の密
度対比誘電率の定性的関係を説明するグラフ図で
ある。 2……電波レンズとしてのルーネベルグレン
ズ、4,4A,…,4M……誘電体部材としての人
工誘電体板、6,…,6……積層部材としての発
泡スチロール板、8……ガイド手段としての溝
部、10……絶縁性面状基板としてのユポ紙、1
2,…,12……導体箔、A1,…,A5……球殻。
FIG. 1 is a partially sectional perspective view of a Luneberg lens according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanation for explaining layered and concentric spherical shells having different dielectric constants in the Luneberg lens of FIG. 1. Figures 3, 1 to 5
4 is an explanatory diagram showing a typical printing density pattern of conductor foil of an artificial dielectric board, FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a laminated state of an artificial dielectric board and a foamed polystyrene board, and FIGS. 5 1 and 2 are respectively Fig. 6 is an explanatory diagram explaining the lens action of the Luneberg lens in Fig. 1, Fig. 6 1 is an explanatory diagram of the principle model of the Luneberg lens in Fig. 1, and Fig. 6 2 is an illustration of the coupling coefficient and refractive index in Fig. 1. FIG. 7 is a graph diagram illustrating the qualitative relationship between density and dielectric constant of conductive foil. 2... Luneberg lens as a radio wave lens, 4, 4 A ,..., 4 M ... Artificial dielectric plate as a dielectric member, 6,..., 6... Styrofoam plate as a laminated member, 8... Guide Groove portion as means, 10... Yupo paper as insulating planar substrate, 1
2,...,12...conductor foil, A1 ,..., A5 ...spherical shell.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 小片状の多数の導体箱をシート状絶縁性面状
基板上に配設すると共に、当該導体箔の配設密度
を中心部から同心円状に且つ外周部へ向けて徐々
に粗くなるように変化せしめて成る複数枚の誘電
体部材を設け、 この各誘電体部材をその中心部を同一軸上に配
置して所定間隔をおいて積層すると共に、 この積層して成る積層体の内の少なくとも中央
部に位置する前記誘電体部材の呈する比誘電率εr
が、εr=〔2−(r/a)2〕(ただし、a:同心円
状に導体箔が付された領域の最大半径、r:中心
からの距離)に準じて変化するように前記小片状
の多数の導体箔が配設されていることを特徴とし
た電波レンズ。 2 前記積層体が円柱状に形成されると共に、こ
の積層体を形成する複数枚の各誘電体部材が、当
該積層体の前記中央部に位置する誘電体部材とほ
ぼ同一に形成されていることを特徴とした特許請
求の範囲第1項記載の電波レンズ。 3 前記積層体を球状に形成すると共に、この球
状積層体の中心部を含む任意の方向の断面内に於
ける比誘電率εrが、前記中央部に位置する誘電体
部材の呈する比誘電率εrの変化に準じて変化する
ように、前記積層体の各誘電体部材に前記小片状
の導体箔が付されていることを特徴とした特許請
求の範囲第1項記載の電波レンズ。 4 前記積層体に於ける各誘電体部材の積層間隔
は、その中心軸上の中央部では密に、その両端部
では粗くなるように設定されていることを特徴と
した特許請求の範囲第3項記載の電波レンズ。 5 小片状の多数の導体箔をシート状絶縁性面状
基板上に配設すると共に、当該導体箔の配設密度
を中心部から同心円状に且つ外周部へ向けて徐々
に粗くなるように変化せしめて成る複数枚の誘電
体部材を設け、 この各誘電体部材をその中心部を同一軸上に配
置して所定間隔をおいて積層すると共に、 この積層して成る積層体の内の少なくとも中央
部に位置する前記誘電体部材の呈する比誘電率εr
が、εr=〔2−(r/a)2〕(ただし、a:同心円
状に導体箔が付された領域の最大半径、r:中心
からの距離)に準じて変化するように前記小片状
の多数の導体箔を配設し、 前記各誘電体部材の相互間に、所定の誘電率を
備えた絶縁材から成る固形の積層部材を装着し一
体化せしめたことを特徴とする電波レンズ。 6 小片状の多数の導体箔をシート状絶縁性面状
基板上に配設すると共に、当該導体箔の配設密度
を中心部から同心円状に且つ外周部へ向けて徐々
に粗くなるように変化せしめて成る複数枚の誘電
体部材を設け、 この各誘電体部材をその中心部を同一軸上に配
置して所定間隔をおいて積層すると共に、 この積層して成る積層体の内の少なくとも中央
部に位置する前記誘電体部材の呈する比誘電率εr
が、εr=〔2−(r/a)2〕(ただし、a:同心円
状に導体箔が付された領域の最大半径、r:中心
からの距離)に準じて変化するように前記小片状
の多数の導体箔を配設し、 前記各誘電体部材の相互間に、所定の誘電率を
備えた絶縁材から成る固形の積層部材を介装し、 前記各誘電体部材と各積層部材との外周部の一
部に位置決め用のガイド手段を設けると共に、当
該ガイド手段を介して前記各誘電体部材と各積層
部材とを一体的に固定したことを特徴とする電波
レンズ。
[Claims] 1. A large number of small piece-shaped conductor boxes are arranged on a sheet-like insulating planar substrate, and the density of the conductor foil is arranged concentrically from the center toward the outer periphery. A plurality of dielectric members are provided that are gradually roughened, and each of the dielectric members is stacked at a predetermined interval with the center portions of the dielectric members arranged on the same axis. the dielectric constant ε r exhibited by the dielectric member located at least in the center of the laminate;
The above-mentioned small size is changed so that ε r = [2-(r/a) 2 ] (where a: the maximum radius of the area where the conductor foil is attached concentrically, and r: the distance from the center). A radio wave lens characterized by a large number of strips of conductive foil. 2. The laminate is formed into a columnar shape, and each of the plurality of dielectric members forming the laminate is formed substantially the same as the dielectric member located at the center of the laminate. A radio wave lens according to claim 1, characterized in that: 3 The laminate is formed into a spherical shape, and the relative dielectric constant ε r in a cross section in any direction including the center of the spherical laminate is the relative permittivity exhibited by the dielectric member located at the center. 2. The radio wave lens according to claim 1, wherein said small piece of conductive foil is attached to each dielectric member of said laminate so as to change in accordance with a change in ε r . 4. Claim 3, characterized in that the laminated spacing between the dielectric members in the laminate is set to be dense at the center on the central axis and coarse at both ends thereof. Radio wave lens described in section. 5 A large number of small pieces of conductive foil are arranged on a sheet-like insulating planar substrate, and the density of the conductive foil is arranged concentrically from the center and gradually becomes coarser toward the outer periphery. A plurality of dielectric members are provided, each dielectric member is stacked at a predetermined interval with the center of the dielectric member arranged on the same axis, and at least one of the stacked layers is Relative permittivity ε r exhibited by the dielectric member located in the center
The above-mentioned small size is changed so that ε r = [2-(r/a) 2 ] (where a: the maximum radius of the area where the conductor foil is attached concentrically, and r: the distance from the center). A radio wave characterized in that a large number of strips of conductive foil are arranged, and a solid laminated member made of an insulating material having a predetermined dielectric constant is attached and integrated between each of the dielectric members. lens. 6 A large number of small pieces of conductor foil are arranged on a sheet-like insulating planar substrate, and the density of the conductor foil is arranged concentrically from the center and gradually becomes coarser toward the outer periphery. A plurality of dielectric members are provided, each dielectric member is stacked at a predetermined interval with the center of the dielectric member arranged on the same axis, and at least one of the stacked layers is Relative permittivity ε r exhibited by the dielectric member located in the center
The above-mentioned small size is changed so that ε r = [2-(r/a) 2 ] (where a: the maximum radius of the area where the conductor foil is attached concentrically, and r: the distance from the center). A large number of strips of conductive foil are arranged, and a solid laminated member made of an insulating material having a predetermined dielectric constant is interposed between each of the dielectric members, and each of the dielectric members and each laminated layer is interposed between each of the dielectric members. A radio wave lens, characterized in that guide means for positioning is provided on a part of the outer periphery of the member, and each of the dielectric members and each laminated member are integrally fixed via the guide means.
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