JPH1013129A - レドーム - Google Patents
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- JPH1013129A JPH1013129A JP8164689A JP16468996A JPH1013129A JP H1013129 A JPH1013129 A JP H1013129A JP 8164689 A JP8164689 A JP 8164689A JP 16468996 A JP16468996 A JP 16468996A JP H1013129 A JPH1013129 A JP H1013129A
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- ceramics
- foamed
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- foamed ceramics
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- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/36—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like adapted to receive antennas or radomes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/007—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore distribution, e.g. inhomogeneous distribution of pores
- C04B38/0074—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore distribution, e.g. inhomogeneous distribution of pores expressed as porosity percentage
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
- F42B10/32—Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
- F42B10/38—Range-increasing arrangements
- F42B10/42—Streamlined projectiles
- F42B10/46—Streamlined nose cones; Windshields; Radomes
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
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- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーダーを保護するカバーとして用いる
レドームであって、耐候性、加工性、比誘電率に優れた
ものを提供する。 【解決手段】 発泡セラミックスを主構成体とするもの
で、樹脂あるいは非晶質シリカを被覆又は含浸させたも
の。
レドームであって、耐候性、加工性、比誘電率に優れた
ものを提供する。 【解決手段】 発泡セラミックスを主構成体とするもの
で、樹脂あるいは非晶質シリカを被覆又は含浸させたも
の。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーダーを使用す
る際にレーダーを保護するカバーとして用いるものであ
り、固定レーダー、移動レーダーのカバーに関する。
る際にレーダーを保護するカバーとして用いるものであ
り、固定レーダー、移動レーダーのカバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】レドームは、レーダーの保護カバーとし
て用いられるが、地上若しくは船舶で用いるレーダー
と、飛翔体や航空機に用いられるレーダーとでその要求
特性は異なる。
て用いられるが、地上若しくは船舶で用いるレーダー
と、飛翔体や航空機に用いられるレーダーとでその要求
特性は異なる。
【０００３】地上若しくは船舶等で用いるレーダーにお
いては周囲の過酷な気象条件からレーダーを守ることが
レドームの役割であり、飛翔体や航空機ではレーダーは
進行方向に向かって取り付けられるのが一般的であり、
従って空力特性が必要である。むろん、環境条件も過酷
である。
いては周囲の過酷な気象条件からレーダーを守ることが
レドームの役割であり、飛翔体や航空機ではレーダーは
進行方向に向かって取り付けられるのが一般的であり、
従って空力特性が必要である。むろん、環境条件も過酷
である。
【０００４】このような要求特性に加えて、レドームの
役割はレーダーの用途である電波の電気的遮蔽をしない
ことが重要となる。特にレドームにおける素材の特性と
して必要な要素は、電波を透過することであり、このた
め素材の誘電体損（ｔａｎδ）が小さく、また比誘電率
（εｒ）が小さいものが選ばれる。この性質が電波の電
力透過率を良くするものである。
役割はレーダーの用途である電波の電気的遮蔽をしない
ことが重要となる。特にレドームにおける素材の特性と
して必要な要素は、電波を透過することであり、このた
め素材の誘電体損（ｔａｎδ）が小さく、また比誘電率
（εｒ）が小さいものが選ばれる。この性質が電波の電
力透過率を良くするものである。
【０００５】従来の技術では、電波透過性を主体にその
素材が検討され、多くはＦＲＰ、セラミックス、樹脂多
孔体及びそれらの組み合わせから作成されている。特に
地上若しくは船舶等で用いるレドームは耐候性を主体に
考慮され、ＦＲＰを使用する例が多い。また航空機や飛
翔体の先端部に使用されるレドームは、耐熱性を必要と
することからセラミックス若しくはセラミックス強化物
が用いられている。
素材が検討され、多くはＦＲＰ、セラミックス、樹脂多
孔体及びそれらの組み合わせから作成されている。特に
地上若しくは船舶等で用いるレドームは耐候性を主体に
考慮され、ＦＲＰを使用する例が多い。また航空機や飛
翔体の先端部に使用されるレドームは、耐熱性を必要と
することからセラミックス若しくはセラミックス強化物
が用いられている。
【０００６】最近の技術では、セラミックスの繊維を用
いた電波透過材料が開示されているが（特開昭６３−１
７３４０３号公報）、この開示もＦＲＰ若しくはＦＲＣ
（セラミックスがマトリックス）を主眼においている。
いた電波透過材料が開示されているが（特開昭６３−１
７３４０３号公報）、この開示もＦＲＰ若しくはＦＲＣ
（セラミックスがマトリックス）を主眼においている。
【０００７】また、光の透過とあわせて用いるために透
光性のセラミックスを用いたものもある（特開平３−２
４１３００号公報）。この場合は、電波の透過性と光の
透過性を併せ持つために、その材料は限定される。
光性のセラミックスを用いたものもある（特開平３−２
４１３００号公報）。この場合は、電波の透過性と光の
透過性を併せ持つために、その材料は限定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】レドームには以上のよ
うな種々の用途があるが、樹脂系統のレドームでは耐候
性により劣化を伴い、セラミックスでは加工性が難し
く、地上用若しくは船舶用レドームでは耐候性を、航空
機や飛翔体では耐候性と共にセラミックスの加工性を改
善する必要があり、さらにはセラミックスの固有の比誘
電率（εｒ）により、使用周波数に制限が加えられるこ
ともある。
うな種々の用途があるが、樹脂系統のレドームでは耐候
性により劣化を伴い、セラミックスでは加工性が難し
く、地上用若しくは船舶用レドームでは耐候性を、航空
機や飛翔体では耐候性と共にセラミックスの加工性を改
善する必要があり、さらにはセラミックスの固有の比誘
電率（εｒ）により、使用周波数に制限が加えられるこ
ともある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、発泡セラミックスをレドームの主構成
体とするものである。セラミックスの比誘電率は大小あ
るが、発泡構造をとることにより比誘電率は減少し、特
に気孔率が３５ｖｏｌ％以上にすればその効果は顕著に
なる。
解決するために、発泡セラミックスをレドームの主構成
体とするものである。セラミックスの比誘電率は大小あ
るが、発泡構造をとることにより比誘電率は減少し、特
に気孔率が３５ｖｏｌ％以上にすればその効果は顕著に
なる。
【００１０】発泡セラミックスは、レドームの要求特性
上、強度があって耐候性を持ち、かつ高速飛翔体などに
用いる場合は、耐熱性も要求されるので素材にはＳｉ又
はＡｌの酸化物、窒化物、酸窒化物或いは複酸化物の何
れか１種以上からなるのが好ましい。最も好ましいの
は、Ｓｉ3Ｎ4を主成分とすると、ｔａｎδ、εｒが小さ
く、耐熱性があり、発泡体の強度も十分である。
上、強度があって耐候性を持ち、かつ高速飛翔体などに
用いる場合は、耐熱性も要求されるので素材にはＳｉ又
はＡｌの酸化物、窒化物、酸窒化物或いは複酸化物の何
れか１種以上からなるのが好ましい。最も好ましいの
は、Ｓｉ3Ｎ4を主成分とすると、ｔａｎδ、εｒが小さ
く、耐熱性があり、発泡体の強度も十分である。
【００１１】さらには、発泡セラミックスの表面に樹脂
を被覆するか、発泡セラミックスの空孔内部に樹脂を含
浸させると、気密性を付加でき、好ましい。この被覆若
しくは含浸により、発泡セラミックスの表面又は内部に
空気等の気体や水等の液体の侵入を阻止する緻密な層を
設けるものである。樹脂は耐熱性を持つものが好まし
く、ポリエステル、シリコーン、ポリイミド又はエポキ
シの中から１種以上を選択するのがよい。エポキシ樹脂
は耐熱性を有するフェノール型、クレゾールノボラック
型、アミン系多官能型（例えばトリグリシジルメタアミ
ノフェノール）が望ましい。特に航空機等に用いる場合
は、耐熱性を重視するので、ポリイミド若しくはシリコ
ーンを選択するのが好ましい。
を被覆するか、発泡セラミックスの空孔内部に樹脂を含
浸させると、気密性を付加でき、好ましい。この被覆若
しくは含浸により、発泡セラミックスの表面又は内部に
空気等の気体や水等の液体の侵入を阻止する緻密な層を
設けるものである。樹脂は耐熱性を持つものが好まし
く、ポリエステル、シリコーン、ポリイミド又はエポキ
シの中から１種以上を選択するのがよい。エポキシ樹脂
は耐熱性を有するフェノール型、クレゾールノボラック
型、アミン系多官能型（例えばトリグリシジルメタアミ
ノフェノール）が望ましい。特に航空機等に用いる場合
は、耐熱性を重視するので、ポリイミド若しくはシリコ
ーンを選択するのが好ましい。
【００１２】より耐熱性及び耐酸化性を高めるために
は、これらの樹脂の代わりに非晶質シリカ、ホウケイ酸
ガラスあるいは容易に非晶質シリカに変化する材料を用
いて、発泡セラミックスを被覆もしくは含浸させると良
い。この被覆もしくは含浸により、緻密な層が得られ
る。非晶質シリカを被覆若しくは含浸させる方法として
は、(1)粒径０．０５〜３０μｍの非晶質シリカ粉末を
分散剤を添加した溶媒（水、アルコール等）に分散させ
たコロイド溶液を用いて含浸、塗布し、シリカガラスの
軟化温度以上で大気中で熱処理する方法、(2)例えばエ
チルシリケートのような金属アルコキシドの液状物を用
いて含浸又は被覆し、大気中での加熱処理（５００℃以
上）により非晶質シリカに変換させる方法、(3)Ｓｉの
水酸化物・水和物の水溶液（例えば無機系接着剤）を用
いて被覆又は含浸し、大気中での加熱処理（１００℃以
上）で脱水硬化させる方法がある。
は、これらの樹脂の代わりに非晶質シリカ、ホウケイ酸
ガラスあるいは容易に非晶質シリカに変化する材料を用
いて、発泡セラミックスを被覆もしくは含浸させると良
い。この被覆もしくは含浸により、緻密な層が得られ
る。非晶質シリカを被覆若しくは含浸させる方法として
は、(1)粒径０．０５〜３０μｍの非晶質シリカ粉末を
分散剤を添加した溶媒（水、アルコール等）に分散させ
たコロイド溶液を用いて含浸、塗布し、シリカガラスの
軟化温度以上で大気中で熱処理する方法、(2)例えばエ
チルシリケートのような金属アルコキシドの液状物を用
いて含浸又は被覆し、大気中での加熱処理（５００℃以
上）により非晶質シリカに変換させる方法、(3)Ｓｉの
水酸化物・水和物の水溶液（例えば無機系接着剤）を用
いて被覆又は含浸し、大気中での加熱処理（１００℃以
上）で脱水硬化させる方法がある。
【００１３】また、その使用形状として、大型のレドー
ムを必要とする場合には、発泡セラミックスの板を固定
用フレームで組み合わせて用いれば良く、この場合、セ
ラミックスの電波吸収特性を考慮して、異種類の発泡セ
ラミックスを組み合わせて用いれば、さらに好ましいも
のとなる。もちろん、発泡セラミックスにあらかじめ樹
脂の被覆をしておけば気密性が増し、また発泡セラミッ
クスの空孔内に樹脂を含浸させれば同様に気密性を付与
できる。
ムを必要とする場合には、発泡セラミックスの板を固定
用フレームで組み合わせて用いれば良く、この場合、セ
ラミックスの電波吸収特性を考慮して、異種類の発泡セ
ラミックスを組み合わせて用いれば、さらに好ましいも
のとなる。もちろん、発泡セラミックスにあらかじめ樹
脂の被覆をしておけば気密性が増し、また発泡セラミッ
クスの空孔内に樹脂を含浸させれば同様に気密性を付与
できる。
【００１４】小型のレーダーを保護する場合は、円筒形
の発泡セラミックスと円盤状の発泡セラミックスを組み
合わせることにより、コンパクトにレドームを纏めるこ
とができる。この場合も、円筒形の発泡セラミックスと
円盤状の発泡セラミックスの種類を変えれば、電波吸収
特性を考慮しうる。さらには、円筒を数種類の発泡セラ
ミックスで作成し、それを積み重ねるとより好ましい結
果が得られる。この場合も樹脂の被覆或いは含浸は前記
大型レドームと同様に処理できる。
の発泡セラミックスと円盤状の発泡セラミックスを組み
合わせることにより、コンパクトにレドームを纏めるこ
とができる。この場合も、円筒形の発泡セラミックスと
円盤状の発泡セラミックスの種類を変えれば、電波吸収
特性を考慮しうる。さらには、円筒を数種類の発泡セラ
ミックスで作成し、それを積み重ねるとより好ましい結
果が得られる。この場合も樹脂の被覆或いは含浸は前記
大型レドームと同様に処理できる。
【００１５】飛翔体や航空機に用いる場合には、主とし
てその先端部にレーダーが取り付けられるので、レドー
ムの形状は空力抵抗の少ない放物面か半円球状にする。
素材がセラミックスであり、フレームを用いて組み合わ
せることもできるが、一体形状にすることが望ましく、
ブロック状の発泡セラミックスから加工によって形成す
るのが良い。
てその先端部にレーダーが取り付けられるので、レドー
ムの形状は空力抵抗の少ない放物面か半円球状にする。
素材がセラミックスであり、フレームを用いて組み合わ
せることもできるが、一体形状にすることが望ましく、
ブロック状の発泡セラミックスから加工によって形成す
るのが良い。
【００１６】特に高速飛翔体に用いる場合は、セラミッ
クスの耐熱性が効果的であり、且つ発泡体であるが故に
加工性も良く軽量で丈夫である。この場合は、発泡セラ
ミックスを所要の形状に加工したのち、樹脂被覆或いは
含浸により気密性を高められる。
クスの耐熱性が効果的であり、且つ発泡体であるが故に
加工性も良く軽量で丈夫である。この場合は、発泡セラ
ミックスを所要の形状に加工したのち、樹脂被覆或いは
含浸により気密性を高められる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明になる発泡セラミックス
は、母材となるセラミックス粉末に焼結助剤（希土類酸
化物等）、成形用バインダを添加し、溶媒（水、エタノ
ール等）中で混合する。
は、母材となるセラミックス粉末に焼結助剤（希土類酸
化物等）、成形用バインダを添加し、溶媒（水、エタノ
ール等）中で混合する。
【００１８】成形方法としては、混合したスラリーをス
プレードライ等の乾燥方法により造粒粉とした後、型押
プレス成形する方法やＣＩＰ（冷間静水圧プレス）する
方法と、スラリーを鋳込み型に流し込み成形するスリッ
プキャスト成形と呼ばれる方法がある。得られた成形体
を所定の温度でバインダを除去した後、焼結する。発泡
セラミックスの作製方法は、例えば平均粒径０．３μｍ
のα型窒化ケイ素を主成分とする窒化ケイ素粉末に平均
粒径が０．５μｍの酸化イットリウム粉末を添加したエ
タノールを溶媒としてボールミルを用いて７２時間混合
し、混合粉末を作る。この混合粉末を乾燥した後、成形
助剤を添加し、圧力をかけ成形する。その後、最高温度
１７００℃、キープ時間２時間、窒素分圧４気圧のもと
で焼成する。この時、添加する酸化イットリウム粉末の
量により焼成条件を変えることなく気孔率がコントロー
ルできる。本発明では、酸化イットリウムを９ｗｔ％添
加し、５０％気孔率のＳｉ3Ｎ4を得ている。このような
方法で発泡セラミックスが得られるが、その他の方法で
作製しても良い。セラミックス中の気孔は、細かく閉塞
した状態で存在するのが強度的に優れており好ましい。
プレードライ等の乾燥方法により造粒粉とした後、型押
プレス成形する方法やＣＩＰ（冷間静水圧プレス）する
方法と、スラリーを鋳込み型に流し込み成形するスリッ
プキャスト成形と呼ばれる方法がある。得られた成形体
を所定の温度でバインダを除去した後、焼結する。発泡
セラミックスの作製方法は、例えば平均粒径０．３μｍ
のα型窒化ケイ素を主成分とする窒化ケイ素粉末に平均
粒径が０．５μｍの酸化イットリウム粉末を添加したエ
タノールを溶媒としてボールミルを用いて７２時間混合
し、混合粉末を作る。この混合粉末を乾燥した後、成形
助剤を添加し、圧力をかけ成形する。その後、最高温度
１７００℃、キープ時間２時間、窒素分圧４気圧のもと
で焼成する。この時、添加する酸化イットリウム粉末の
量により焼成条件を変えることなく気孔率がコントロー
ルできる。本発明では、酸化イットリウムを９ｗｔ％添
加し、５０％気孔率のＳｉ3Ｎ4を得ている。このような
方法で発泡セラミックスが得られるが、その他の方法で
作製しても良い。セラミックス中の気孔は、細かく閉塞
した状態で存在するのが強度的に優れており好ましい。
【００１９】これらの発泡セラミックスは、製法上、大
きさや形状の制限が少なく、１辺２００ｍｍ以上の大型
品も容易に作成することができる。仕上げを均一にする
には、焼成後の表面を切削若しくは研磨等で取り除くと
良い。切削や研磨はセラミックスのみであれば非常に硬
く、加工困難であるが、発泡体であるので比較的簡単に
加工できる。特に気孔率が５０％以上になると、一般の
切削工具で加工が可能である。
きさや形状の制限が少なく、１辺２００ｍｍ以上の大型
品も容易に作成することができる。仕上げを均一にする
には、焼成後の表面を切削若しくは研磨等で取り除くと
良い。切削や研磨はセラミックスのみであれば非常に硬
く、加工困難であるが、発泡体であるので比較的簡単に
加工できる。特に気孔率が５０％以上になると、一般の
切削工具で加工が可能である。
【００２０】使用するセラミックスは発泡体で用いるた
め、焼結性に優れ、また焼結後の強度も大きく、耐熱性
・耐候性にも優れたものが要求される。この要求から好
ましくはＳｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，ＳｉＯ2の一種
以上を主成分材料とする。発泡体にするための助剤とし
て希土類元素酸化物を配合する。最も好ましくはＳｉ3
Ｎ4とＹ2Ｏ3の組み合わせが優れている。
め、焼結性に優れ、また焼結後の強度も大きく、耐熱性
・耐候性にも優れたものが要求される。この要求から好
ましくはＳｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，ＳｉＯ2の一種
以上を主成分材料とする。発泡体にするための助剤とし
て希土類元素酸化物を配合する。最も好ましくはＳｉ3
Ｎ4とＹ2Ｏ3の組み合わせが優れている。
【００２１】レドームの形状は前記したように固定され
た使用と飛翔している状態での使用により異なるが、前
者では、発泡セラミックスのｔａｎδ、εｒ及び使用波
長により材料の選定と板厚を考慮する。発泡セラミック
スの周波数依存性は使用する素材により異なるのは良く
知られており、発泡体にすることにより厚みに対する吸
収が減少するのでレドームの材料として優れている。
た使用と飛翔している状態での使用により異なるが、前
者では、発泡セラミックスのｔａｎδ、εｒ及び使用波
長により材料の選定と板厚を考慮する。発泡セラミック
スの周波数依存性は使用する素材により異なるのは良く
知られており、発泡体にすることにより厚みに対する吸
収が減少するのでレドームの材料として優れている。
【００２２】また、発泡セラミックスに樹脂を被覆若し
くは含浸することによりレドームの気密性の向上及び機
械的強度を改善することができる。用いる樹脂も、誘電
率及び誘電損失をもとに選定すればよい。表１に選定し
た樹脂を示す。
くは含浸することによりレドームの気密性の向上及び機
械的強度を改善することができる。用いる樹脂も、誘電
率及び誘電損失をもとに選定すればよい。表１に選定し
た樹脂を示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】樹脂の被覆方法は、分子量や溶媒等で粘度
を調整した樹脂をスプレーで発泡セラミックスの表面に
塗布する方法、ローラーで塗布する方法、樹脂液に浸漬
する方法、スピンコートを用いる方法などがあるが、ど
の方法を用いても良い。
を調整した樹脂をスプレーで発泡セラミックスの表面に
塗布する方法、ローラーで塗布する方法、樹脂液に浸漬
する方法、スピンコートを用いる方法などがあるが、ど
の方法を用いても良い。
【００２５】発泡セラミックスに樹脂を含浸する方法と
しては、液状樹脂を外面から圧入する方法、樹脂液に浸
漬する方法などが使えるが、含浸が不十分な場合には操
作を繰り返せばよい。
しては、液状樹脂を外面から圧入する方法、樹脂液に浸
漬する方法などが使えるが、含浸が不十分な場合には操
作を繰り返せばよい。
【００２６】さらには、発泡セラミックスに非晶質のシ
リカを被覆若しくは含浸するには、金属アルコキシドで
あれば粘度調整をして上記のような手段で被覆若しくは
含浸できる。発泡セラミックスに固定するための加熱温
度を変えるだけで処理できる。
リカを被覆若しくは含浸するには、金属アルコキシドで
あれば粘度調整をして上記のような手段で被覆若しくは
含浸できる。発泡セラミックスに固定するための加熱温
度を変えるだけで処理できる。
【００２７】微粉状のシリカを用いる場合には、分散媒
を含む溶媒で液状にして、同様の操作をすれば達成でき
る。このようにすると、低誘電率・低誘電損失による高
い電波透過性と耐熱性、気密性を兼ね備えたさらなる高
品質レドームとなる。
を含む溶媒で液状にして、同様の操作をすれば達成でき
る。このようにすると、低誘電率・低誘電損失による高
い電波透過性と耐熱性、気密性を兼ね備えたさらなる高
品質レドームとなる。
【００２８】地上におけるレドーム、船舶に設置するレ
ドームは共通して耐候性が要求される。この点、発泡セ
ラミックスは耐熱性があり、外部の熱を遮断する効果を
持ち、樹脂のように紫外線劣化等を誘発せず、長寿命で
ある。使用するフレームは樹脂・金属・セラミックスと
自由に用いられるが、前記寿命を考慮すれば耐候性の金
属か、セラミックスのフレームを用いるとさらに効果的
である。
ドームは共通して耐候性が要求される。この点、発泡セ
ラミックスは耐熱性があり、外部の熱を遮断する効果を
持ち、樹脂のように紫外線劣化等を誘発せず、長寿命で
ある。使用するフレームは樹脂・金属・セラミックスと
自由に用いられるが、前記寿命を考慮すれば耐候性の金
属か、セラミックスのフレームを用いるとさらに効果的
である。
【００２９】さらなるレドームの形状として、円筒形の
場合は、発泡セラミックスが充分な強度を保有している
のでフレームを必要とせず発泡セラミックスのみで円筒
部分を作成し、その上に発泡セラミックスの円盤を乗せ
ることでレドームを構成する。小型のレドームにおいて
好適である。
場合は、発泡セラミックスが充分な強度を保有している
のでフレームを必要とせず発泡セラミックスのみで円筒
部分を作成し、その上に発泡セラミックスの円盤を乗せ
ることでレドームを構成する。小型のレドームにおいて
好適である。
【００３０】飛翔体に用いるレドームはあらかじめ製品
より大きなブロックの発泡セラミックスを作成してお
き、設計寸法にあわせ削り込むのが好ましい。板材を組
み合わせることもできるが、信頼性に乏しい。発泡セラ
ミックスは機械加工が可能であるので、金属加工と同様
に加工すればよい。
より大きなブロックの発泡セラミックスを作成してお
き、設計寸法にあわせ削り込むのが好ましい。板材を組
み合わせることもできるが、信頼性に乏しい。発泡セラ
ミックスは機械加工が可能であるので、金属加工と同様
に加工すればよい。
【００３１】実施例１ 平均粒径が０．３μｍのα型Ｓｉ3Ｎ4を主成分とするＳ
ｉ3Ｎ4粉末に平均粒径が０．５μｍのＹ2Ｏ3粉末を９ｗ
ｔ％、成型用バインダとしてＰＶＡ（ポリビニルアルコ
ール）を添加し、エタノールを溶媒としてボールミルで
７２時間混合した。この混合粉末を乾燥・造粒した後、
加圧成形によりブロックに成形した。
ｉ3Ｎ4粉末に平均粒径が０．５μｍのＹ2Ｏ3粉末を９ｗ
ｔ％、成型用バインダとしてＰＶＡ（ポリビニルアルコ
ール）を添加し、エタノールを溶媒としてボールミルで
７２時間混合した。この混合粉末を乾燥・造粒した後、
加圧成形によりブロックに成形した。
【００３２】このブロックを最高温度１７００℃でＮ2
分圧が４ａｔｍ下で２時間保持し、焼成した。出来上が
ったブロックは気孔率が５０ｖｏｌ％であった。なお、
気孔率をさらに大きくするときには、添加するＹ2Ｏ3の
量を増せばほぼ同一焼成条件で任意の気孔率の発泡セラ
ミックスを得ることができる。
分圧が４ａｔｍ下で２時間保持し、焼成した。出来上が
ったブロックは気孔率が５０ｖｏｌ％であった。なお、
気孔率をさらに大きくするときには、添加するＹ2Ｏ3の
量を増せばほぼ同一焼成条件で任意の気孔率の発泡セラ
ミックスを得ることができる。
【００３３】Ｓｉ3Ｎ4の他、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3でも焼
成温度を変え、気孔率５０ｖｏｌ％の発泡セラミックス
のブロックを作成した。いずれも一辺が約２５０ｍｍの
ブロックであり、そのブロックを、図１に示す放物面状
に加工した。この放物面体を用いて１〜２０ＧＨｚでの
電波透過帯域（−３ｄＢ低下以内）とそれぞれ別に用意
したテストピースで曲げ強度を測定した。その結果を表
２に示す。この結果より、電波透過帯域が広く、また機
械強度も十分にあり、レドーム用材料に好適である。
成温度を変え、気孔率５０ｖｏｌ％の発泡セラミックス
のブロックを作成した。いずれも一辺が約２５０ｍｍの
ブロックであり、そのブロックを、図１に示す放物面状
に加工した。この放物面体を用いて１〜２０ＧＨｚでの
電波透過帯域（−３ｄＢ低下以内）とそれぞれ別に用意
したテストピースで曲げ強度を測定した。その結果を表
２に示す。この結果より、電波透過帯域が広く、また機
械強度も十分にあり、レドーム用材料に好適である。
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例２ 実施例１と同様にして表３に示すように、気孔率３５〜
５５％のＳｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、溶融シリカ、ム
ライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）で円盤状、円筒状及
びブロック状の発泡セラミックスを作成した。
５５％のＳｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、溶融シリカ、ム
ライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）で円盤状、円筒状及
びブロック状の発泡セラミックスを作成した。
【００３６】出来上がった発泡セラミックスを加工した
後、表３に示す樹脂を被覆若しくは含浸した。樹脂含浸
は、真空チャンバー内に入れ真空度５０Ｔｏｒｒ以下で
樹脂を浸漬したのち、加圧して樹脂含浸させることによ
り作製した。樹脂被覆は、発泡セラミックスの表面にデ
ィッピングにより樹脂を付着させ、乾燥加熱して被覆し
た。樹脂層の厚みは０．２ｍｍであった。
後、表３に示す樹脂を被覆若しくは含浸した。樹脂含浸
は、真空チャンバー内に入れ真空度５０Ｔｏｒｒ以下で
樹脂を浸漬したのち、加圧して樹脂含浸させることによ
り作製した。樹脂被覆は、発泡セラミックスの表面にデ
ィッピングにより樹脂を付着させ、乾燥加熱して被覆し
た。樹脂層の厚みは０．２ｍｍであった。
【００３７】同様にして非晶質シリカも被覆及び含浸し
たものを用意した。ホウケイ酸ガラスについては、被覆
のみ実施した結果を示す。
たものを用意した。ホウケイ酸ガラスについては、被覆
のみ実施した結果を示す。
【００３８】得られたレドームについて、比誘電率、誘
電損失、電波透過率、強度、耐熱性を調査した。その結
果を表３に示す。計測条件は以下の通りである。
電損失、電波透過率、強度、耐熱性を調査した。その結
果を表３に示す。計測条件は以下の通りである。
【００３９】比誘電率（εｒ）／誘電損失（ｔａｎδ）
はサンプル形状が１０ｍｍ×２２．８ｍｍ×ｔｍｍと
し、厚みｔは材料により異なる。この測定では表３の電
波透過率測定の厚み付近に加工した。導波管にサンプル
をセットし、ネットワークアナライザを用いて、１０Ｇ
Ｈｚ付近での共振周波数及び透過強度から、比誘電率及
び誘電損失を測定した。
はサンプル形状が１０ｍｍ×２２．８ｍｍ×ｔｍｍと
し、厚みｔは材料により異なる。この測定では表３の電
波透過率測定の厚み付近に加工した。導波管にサンプル
をセットし、ネットワークアナライザを用いて、１０Ｇ
Ｈｚ付近での共振周波数及び透過強度から、比誘電率及
び誘電損失を測定した。
【００４０】電波透過率は、Ｒ１００ｍｍの半球状ドー
ムを作製し、レドームの有無によるアンテナの受信強度
から電波透過率を測定した。電波透過率は、２、１０、
２５ＧＨｚの３つの周波数で測定した。
ムを作製し、レドームの有無によるアンテナの受信強度
から電波透過率を測定した。電波透過率は、２、１０、
２５ＧＨｚの３つの周波数で測定した。
【００４１】強度は、ＪＩＳ Ｒ１６０１に基づき３点
曲げ法で測定した。
曲げ法で測定した。
【００４２】耐熱性は、恒温槽を用いて大気中で３００
℃と５００℃の雰囲気で１時間暴露し、重量変化の有無
で耐熱性を評価した。
℃と５００℃の雰囲気で１時間暴露し、重量変化の有無
で耐熱性を評価した。
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】
【表５】
【００４６】表３からわかるようにいずれもレドームと
して優れた高い電波透過率と機械的強度を示した。発泡
セラミックス単体、非晶質シリカ含浸材、非晶質シリカ
被覆材は全て酸化雰囲気で５００℃以上の耐熱性があ
る。
して優れた高い電波透過率と機械的強度を示した。発泡
セラミックス単体、非晶質シリカ含浸材、非晶質シリカ
被覆材は全て酸化雰囲気で５００℃以上の耐熱性があ
る。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、本発明によるレドームは
耐候性も十分にあり、またセラミックスにくらべ加工性
が良く、さらに気孔のないセラミックスより格段に比誘
電率を小さくするものであるため、あらゆるレドームに
利用できる。さらに樹脂を被覆若しくは含浸させたもの
は気密性や強度に優れている。
耐候性も十分にあり、またセラミックスにくらべ加工性
が良く、さらに気孔のないセラミックスより格段に比誘
電率を小さくするものであるため、あらゆるレドームに
利用できる。さらに樹脂を被覆若しくは含浸させたもの
は気密性や強度に優れている。
【図１】本発明による発泡セラミックスを放物面状に加
工したものである。
工したものである。
Claims (9)
- 【請求項１】 発泡セラミックスを主構成体とするレド
ーム。 - 【請求項２】 前記発泡セラミックスの気孔率が３５ｖ
ｏｌ％以上であることを特徴とする請求項１記載のレド
ーム。 - 【請求項３】 前記発泡セラミックスが、Ｓｉ又はＡｌ
の酸化物、窒化物、酸窒化物或いは複酸化物の何れか１
種以上からなる請求項１又は２記載のレドーム。 - 【請求項４】 発泡セラミックスとその表面或いは空孔
に比誘電率が３．４以下の樹脂が被覆又は含浸された構
造である請求項１記載のレドーム。 - 【請求項５】 前記比誘電率が３．４以下の樹脂が、ポ
リエステル、シリコーン、ポリイミド、エポキシの何れ
か１種以上からなる請求項４記載のレドーム。 - 【請求項６】 発泡セラミックスとその表面或いは空孔
に非晶質シリカ又はホウケイ酸ガラスのいずれかが１種
以上被覆又は含浸された構造であることを特徴とする請
求項１記載のレドーム。 - 【請求項７】 発泡セラミックスの板、若しくは樹脂が
表面に被覆された或いはセラミックスの空孔内に含浸さ
れた状態の板と、固定用フレームで組み合わされ、ドー
ム状に形成されたレドーム。 - 【請求項８】 発泡セラミックス、若しくは樹脂が表面
に被覆された或いはセラミックスの空孔内に含浸された
状態の円筒状物と円盤状物を組み合わせることによりな
るレドーム。 - 【請求項９】 発泡セラミックス、若しくは樹脂が表面
に被覆された或いはセラミックスの空孔内に含浸された
状態のレドームであって、放物面又は半球面状に形成さ
れていることを特徴とするレドーム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164689A JPH1013129A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | レドーム |
| US08/881,128 US6091375A (en) | 1996-06-25 | 1997-06-24 | Radome |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164689A JPH1013129A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | レドーム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1013129A true JPH1013129A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15797993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8164689A Pending JPH1013129A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | レドーム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6091375A (ja) |
| JP (1) | JPH1013129A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004301592A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Toyota Motor Corp | 車輌のレーダー装置用カバー |
| JP2015514657A (ja) * | 2012-02-22 | 2015-05-21 | エンメビディア・イタリア・ソチエタ・ペル・アツィオーニＭＢＤＡ ＩＴＡＬＩＡ Ｓ．ｐ．Ａ． | レドーム用セラミック材料、レドームおよびその製造方法 |
| WO2021181848A1 (ja) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | 株式会社村田製作所 | アンテナ用保護構造およびそれを含むアンテナモジュール、通信装置および通信用基地局、ならびに、アンテナ用保護構造の製造方法 |
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| JP4158646B2 (ja) * | 2003-08-06 | 2008-10-01 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車フロントグリル及びその製造方法 |
| US7151504B1 (en) | 2004-04-08 | 2006-12-19 | Lockheed Martin Corporation | Multi-layer radome |
| US7242365B1 (en) | 2004-04-08 | 2007-07-10 | Lockheed Martin Corporation | Seam arrangement for a radome |
| US7681834B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-03-23 | Raytheon Company | Composite missile nose cone |
| JP2008080712A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | 光輝性及び不連続構造の金属皮膜を有する樹脂製品 |
| WO2008105940A2 (en) * | 2006-09-29 | 2008-09-04 | Raytheon Company | Shaped ballistic radome |
| DE102006061709B3 (de) * | 2006-12-28 | 2008-05-29 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Flugkörper für den Überschallbereich mit einem porösen Stirnkörper |
| KR20090051350A (ko) * | 2007-11-19 | 2009-05-22 | (주)에이스안테나 | 안테나 덮개 |
| DE102009001953B4 (de) * | 2009-03-27 | 2013-11-14 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Vorrichtung zur Beeinflussung einer Überschall-Umströmung |
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| ES2671062T3 (es) * | 2010-05-17 | 2018-06-04 | Pepperl+Fuchs Gmbh | Radomo |
| US9221709B2 (en) | 2011-03-31 | 2015-12-29 | Raytheon Company | Apparatus for producing a vitreous inner layer on a fused silica body, and method of operating same |
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| DE102013221064A1 (de) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Robert Bosch Gmbh | Abdeckung für einen Radarsensor für Kraftfahrzeuge |
| FR3022885B1 (fr) * | 2014-06-25 | 2016-10-21 | Mbda France | Paroi structurante de missile, en particulier pour coiffe de protection thermique |
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| CN109449591B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-08-03 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | 主被动雷达导引头天线罩及飞行器 |
| CN115504795A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-23 | 衡阳凯新特种材料科技有限公司 | 一种高强度氮化硅透波陶瓷及其制备方法 |
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| JPS63173403A (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-18 | Ube Ind Ltd | 電磁波透過材及び複合体 |
| JP2578176B2 (ja) * | 1988-08-12 | 1997-02-05 | 日本碍子株式会社 | 多孔質セラミックハニカムフィルターおよびその製法 |
| JPH03241300A (ja) * | 1990-02-15 | 1991-10-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高速飛翔体用ドーム |
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-
1996
- 1996-06-25 JP JP8164689A patent/JPH1013129A/ja active Pending
-
1997
- 1997-06-24 US US08/881,128 patent/US6091375A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| US6091375A (en) | 2000-07-18 |
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Legal Events
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