JPS6123684B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はレーダ用電波（以下“レーダ電波”と
称する）の反射装置に係り、詳しくは船舶で使用
するレーダ電波反射装置に関するものである。 レーダ電波反射装置は、レーダによる物体ある
いは地形の探知改良を目的として物体あるいは地
形のレーダ電波反射特性を向上させるために使用
されるものである。この種の反射装置で効率の良
い結果を得るにはレーダ電波が入射方向と平行に
反射しなくてはならない。 多くの用途において反射装置がレーダ信号をど
の方向へでも反射できることが望ましく、また該
反射装置を船で使用した場合にはレーダ信号の反
射が船の傾きで悪影響を受けないことが好まし
い。 レーダ電波反射性物質シート３枚が互に直交し
てなる。すなわち直交三面体のコーナー反射体
は、入射角全体に渡つて効率よく反射するも、船
の傾きが大きくなればレーダ信号は弱くなる。 本発明は上述の要件を考慮して達成されたもの
で、その主たる目的は水平方向からであればどの
方向から入射したレーダ信号でも効率よく反射す
るレーダ電波反射装置を提供するにある。 本発明のレーダ電波反射装置は、コーナー反射
体を少くも６個有し、該コーナー反射体が該反射
装置の主軸の周りに外側を向いで螺旋状に２列連
続配置されており、該２列の一方が左巻きで他方
が右巻きであることを特徴としている。 該複数のコーナー反射体は水平方向360゜全部
をカバーすべく均等に分散配置されていれば好都
合である。 また、好しい実施態様の一例ではコーナー反射
体が10個使われている。 本発明の反射装置は、レーダ反射性物質の帯状
片１枚と複数枚の分離板とからなり、互に間隔を
置いて該帯状片を横切つて延びる複数本の折り目
に沿つて該帯状片が互違いに折られており、該折
り目の内の中間に位置し互に隣接する２本が実質
的に平行で残りの折り目が該帯状片の一方の長手
縁から他方へ交互に集合したり散開しており、該
折り目が該１枚の帯状片を互に垂直な複数の部分
に分割しており、該分離板が互に隣接する該帯状
片部分間にしかもこれらと垂直に位置し、もつて
該分離板各１枚について２個のコーナー反射体を
形成している。該分離板は長方形であり、好まし
くはその四隅のうちの１つが切り落されていて、
該切り落された縁部が該隣接帯状片部分から離れ
るように位置している。このように隅を切り落し
ておけば他のコーナー反射体からの反射との相互
干渉を避けることができる。 該帯状片の縁端および／または該分離板の切り
落された隅は円筒体に一致するような輪郭であつ
て反射装置を該円筒体内に摺動可能に位置し得る
ようになつている。 以下、図示の実施例によつて本発明を説明す
る。 第１図において本発明によるレーダ電波反射装
置１０が船のマストの横木に吊り下げられてい
る。該反射装置１０は例えば反射率18s.w.g.のジ
ユラルミン（商品名）あるいはステンレススチー
ルからなる１枚のレーダ電波反射性帯状片で形成
されていて、該帯状片は該帯状片を横切つて延び
る複数本の折り目に沿つて蛇腹のように折られて
いる。該帯状片は該複数本の折り目で一連の部分
１１，１２，１３に分割されており、隣接する該
帯状片部分は互に直交している。 以上のように一連の複数の部分に折るのに適し
た平らな１枚の帯状片が第２図に示されており、
点線は紙面に対して前方への折り目を鎖線は同後
方への折り目をそれぞれ示す。図面から判るよう
に本実施例における該折り目は全て同一長さであ
る。 中央の帯状片部分１２をなす２つの折り目は平
行であつて、該帯状片部分１２は平行四辺形であ
る。他の折り目は該帯状片の一方の長手縁から他
方に交互に集合したり散開し、もつて該帯状片を
三角形の部分１１および基本的に台形の両端部分
１３とに分割している。該各端部分１３は該帯状
片の長手縁で短い方の片側を残して切り落されて
おり、その切り口縁の１つは折り目と直交してい
る。 こうして折られた帯状片は隣接する部分が互に
直交する７つの部分からなる“反射柱”をなして
いる。該７つの部分の各隣接する２つの面には１
枚の金属性分離板１４が例えばリベツト留めある
いは溶接で該両面に垂直に固定されており、もつ
て各一対のコーナー反射体が得られる。こうして
出来た各反射体は反射装置の一基本部材として機
能する直交三面体である。 該レーダ電波反射装置は、片側が切り落されて
いる該帯状片端部分１３から吊り下げることがで
きる（第１図参照）。該反射装置は常時自重で該
帯状片部分の面は交互に水平な面の上下に45゜傾
斜するように吊り下げられている。 コーナー反射体が最大反射性能を宝するのは該
コーナー反射体の各面とのなす角が等しい軸線に
沿つてレーダ電波が入射した場合である。この軸
線のことを“反射体の指向軸線”という。反射装
置を第１図のように吊り下げたときの該指向軸線
は水平な面に対して一定角で傾斜している。 “反射柱”を形成すべく該帯状片を上述のよう
に折れば各折り目の隣接する折り目に対する方位
角が十分変わる。つまり各折り目が隣接する折り
目に対して十分捩れる。この捩れを説明すべく第
３図に２つの隣接帯状片部分１１，１１のみを示
した。この図から該両部分１１，１１のそれぞれ
の二等分線が互に水平角の２倍の2r₀の角をなし
ていることが判る。また、隣接する折り目のコー
ナー反射体は方位角において略36゜互にずれてお
り、その結果最も有効なことに、反射装置全体で
の反射範囲は全周360゜を完全にカバーしている
ことになる。コーナー反射体の“耳部の開き”が
36゜（指向軸線から±18゜）のときの反射された
レーダ信号は十分弱いので、このレベルでコーナ
ー反射体のそれぞれ異なる耳部を重ねると位相相
殺に起因するレーダ電波反射体の極反応が悪響を
受ける範囲が狭くなることが判つた。このように
極軸の周りにコーナー反射体10個を均等に配置す
ると特に良好な極反応を程することが判つた。こ
のような捩れを得るには水平角“r₀”は略18゜で
なくてはならない。またこうして捩れているので
コーナー反射体の立体角は全て、一方が左巻きで
他方が右巻きである２本の連続螺旋路から放射状
に開いている。 帯状片部分１１は三角形である必要はなく切頭
三角形、すなわち台形であつてもよい。 ここで、上述の構成について数学的に解析す
る。 段状螺旋の寸法 第４ａ図において、円は段状螺旋の反射装置を
収納している円筒体の断面を示している。図示の
台形は実際の台形構造を常に水平である円形の平
面上に投影したものである。この平面における交
点、寸法、角度は全てサフイツクス“０”を附
す。該実際の台形構造は該円形平面に対して45゜
傾斜している。従つて、該実際の台形構造を含む
面は楕円形となる。これら円形平面と楕円形面の
いずれもＷ，Ｏ，W′を結ぶ軸線の周りに回転し
たものであるから、Ｗ，Ｏ，W′は全て両平面上
にあることになる。 Q₀P₀はS₀N₀およびOV₀と平行であつて ∠OV₀T₀，∠OU₀S₀，∠Q₀T₀S₀は直角である。 いまQ₀S₀＝P₀N₀＝p₀ Q₀P₀＝q₀ S₀N₀＝s₀ OU₀＝x₀ Q₀T₀＝t₀ Q₀O＝OS₀＝r₀ ∠S₀Q₀T₀＝γ_０（半捩り角） ∠OQ₀T₀＝β_０ と置き換えて、 ｒ₀，γ₀，ｘ₀が与えられていれば該水平上にお
けるｐ₀，ｑ₀，ｓ₀，ｔ₀等、さらに該水平面から
回転軸WW′の周りに45゜傾斜した面上における
ｐ，ｑ，ｓ，ｔ等は次の様に計算される。 OU₀がQ₀S₀を二等分しているので P₀＝２√₀ ²−₀ ² ……(1) △OQ₀V₀において q₀＝2r₀ sinβ_０ ……(2) △OQ₀U₀において tan（β_０＋γ_０）＝２ｘ_０／ｐ_０ ……(3) 式(2)，(3)から q₀＝2r₀ sin（tan^−１２ｘ_０／Ｐ_０−γ_０） ……(4) （（ ）内はβ_０である） △S₀Q₀T₀において sinγ_０＝ｓ_０−ｑ_０／２ｐ_０ すなわちS₀＝2p₀ sinγ_０＋q₀ ……(5) 次に該傾斜面において ｑ＝√２q₀ ｓ＝√２s₀ （第５ａ図） 従つて、式(4)，(5)から ｑ＝２√２r₀ sin（tan^−１２ｘ_０／ｐ_０−γ_０）…
…(6) およびＳ＝２√２p₀ sinγ_０＋√２ｑ ……(7) △S₀Q₀T₀において tanγ_０＝（ｓ_０−ｑ_０）／２ｔ ……(8) また△SQTにおいて 従つて、γ＝tan^-1（√２tanγ_０） ……(10) 面QQ₀P₀PとSS₀N₀Nは平行であるから Q₀T₀＝ｔ＝QT 面SS₀N₀N（第５ｂ図）を考察してみると、 ＱはＴの真上の距離ｔのところにあり △SQS_Vについて考えると ＳＳ_Ｔ／ＱＳ_Ｔ＝tan∠SQS_T すなわち （この角を以下εとする） また 最後に△S₀Q₀T₀（第４ｂ図）において ｔ＝p₀cosγ_０ ……(13) さらに△OQWにおいて β＝tan^-1ＱＷ_Ｑ／ＯＷ_Ｑ＝tan^-1（ｑ／２γｏｃｏｓ
βｏ）……(14) こうして単位台形の寸法が決定される。 次に分離板の位置決めをしなければならない。
第４図に示した円形の平面において各分離板の位
置はU₀O₀Y₀で決定される。U₀は２つのコーナー
反射体の頂点にある。（ただし、Ｕ≡U₀である。
なぜなら両者は該円形平面と該傾斜面上にあるか
ら）O₀は円筒体の軸上にあつて該軸が隣接する
台形と交叉する点の中間にある。Y₀はU₀O₀軸上
にあつて該円筒体の内側の一点にある。 QSは水平面に対して傾斜しているので、該分
離板の面は垂直面に対して傾斜している。こうし
て該分離板は傾斜面QSNP上のUX（ＸはPN上の
点）に位置することになる（第４ｂ図）。XYZの
上方にある次のPN折り目、すなわち該分離板の
面が交叉しているP′N′上にはもう１つの点X′が
ある。しかし、P′N′はPNの垂直面上にはなくも
う１つの垂直ではあるが捩れて回転した面上にあ
る。事実、UXとUX′は対称で等しい。 また、∠SUX＝∠QUX＝∠SUX′＝∠QUX′＝
90゜ ここで個々のコーナー反射体の寸法を計算する。
その１つは縁端がUQ，UX，UX′のOXX′で、も
う１つは縁端がUS，UX，UX′のSXX′である。
これらの縁端のうちUQ＝US（楕円の二等分絃） またUX＝UX′ UQ＝US＝ｐ／２ ……(15) 第４ｂ図の△XJPについて考えると ∴UX＝ｓｉｎ（９０゜＋γ）／ｓｉｎ（９０゜＋２γ）
（ｑ＋ｐ／２ｓｉｎγ）−ｐ／２ｔａｎγ… …(17) ＝ｃｏｓγ／ｃｏｓ２γ（ｑ＋ｐ／２ｓｉｎγ）
−ｐ／２ｔａｎγ……(18) 該縁端のうち最小のもの(15)あるいは(18)を使
い、√２を乗ずると直角三直形の長さを計算でき
る。 楕円の寸法 該段状螺旋が、２つの辺QPおよびSNが直線で
あつて互に平行な台形として、またそれらの曲線
が楕円だとすると、該円筒体容器の壁まで延ばす
ことができる。より小さい半径は軸WW′上にあ
り、該円筒体の半径r₀である。そして大きい半径
は√２r₀である。 耳部の仰角および方位角 水平面に対する折り目の傾斜角をεとする。こ
の角は第５ｂ図に関して触れたSQS_Tのことであ
る。 式(11)から このように第４ａ図において 方向USは上方に角度ε傾斜している。 方向UQは下方に角度ε傾斜している。 方向UO₀は水平である。 従つて、コーナー反射体の面と縁端との間の方
位角で決まるが各耳部の仰角は上方あるいは下方
にＯ度ないしε度となる（第６ａ図）。 該コーナー反射体の縁部と面中心を結ぶ面が半
径方向に投影した面上にあれば（第６ｂ図）、耳
部の方位角はコーナー反射体の該面から

【式】であつて、該縁端らはtan^-1√２で ある。もしそうでなければ、Ｓは軸FUの周りに
上方にＱは下方にε度傾斜する（第７ａ図）。 もしS₀が水平面上へのＳの投影であれば (i) ∠FUS＝90゜ ∠FUS₀∠90゜ (ii) 前にはtan^-1√２であつた耳部頂点と折り目
USとのなす角（第７ｂ図の∠LUS）は今度は
これより小さくなる。この角をＫ（第７ｂ図の
∠L₀US₀に等しい）とする。 まず耳部の仰角を計算する。第７ｂ図の∠
LUL₀をφ_０とする。また図において、∠
SUF，∠SLU，∠SS₀F，∠SS₀U，∠LL₀U，
∠LL₀Fは全て90゜である。 △LL₀Fおよび△SS₀において sin∠LFL₀＝ＬＬ_０／ＬＦ＝ＳＳ_０／ＦＳ LL₀＝ＳＳ_０・ＬＥ／ＦＳ sinφ_０＝ＬＬ_０／ＵＬであるから sinφ_０＝ＳＳ_０・ＬＦ／ＦＳ・ＵＬ ……(20) しかし ここで耳部の指向軸の方位と折り目との間の角
Ｋ（∠L₀USに等しい）を計算すると 耳部の方位配列 第１図および第２図の構造において左巻きの折
り目はNo.１、No.２、No.３である。第２図は折られ
る前の“反射柱”を示している。まず折り目No.３
から折り始めると簡単である。該構造を上から見
た第８図に示した水平面上への投影では折り目No.
３の既知方位角は０゜である。各折り目はコーナ
ーＵの軌跡である半径X₀の円に接している。第
２図に示された帯状片の面は“前面”であり、奇
数番号の折り目（第２図および第８図に点線で示
しそれぞれの番号を丸で囲んである）については
該帯状片を例えば折り目No.３に沿つて前方に、す
なわちコーナー反射体3Lおよび3Rが前になるよ
うに折る。該帯状片の第２図に示された面の反対
側の面は“裏面”であり、偶数番号の折り目（第
２図では鎖線また第８図では実線で示されてい
る）については例えば折り目No.２に沿つて後方に
折る。こうして、一枚の帯状片を上から下まで奇
数番号の折り目に沿つて前方にまた偶数番号の折
り目に沿つて後方に交互に折る。 第８図の“スタート”折り目No.３から折り目No.
２に折り上がる左巻き螺旋は捩り角２γ_０（この
例では35.8゜で右に旋回している。同様に折り目
No.１から折り目No.２についても35.8゜右旋回して
いる。 折り目No.４は折り目No.３と平行であるが方向が
逆である。全体の構造の下半分を構成しているの
は３本の左巻き折り目（No.４、No.５、No.６）であ
る。折り目No.４から折り目No.５に折り下がる右巻
き螺旋は該捩り角で右に旋回している。折り目No.
５から折り目No.６についても同様に同じ捩り角で
右旋回している。 第８図には各折り目について１対のコーナー反
射体を面に投射したものが示されている。次に挙
げる表１には各折り目の方位角が示されている
（“右”あるいは“左”というのは反射体の後側か
ら主軸に向つて見た場合である）。各折り目につ
いての耳部の方位角は各折り目の方位からそれぞ
れのコーナー反射体までのＫ度（上述の式(2
２））。右巻き螺旋の耳部の方位角は第８図に示
されている。

【表】 こうして方位角の全360゜が12個のコーナー反
射体でカバーされるが、そのうちの２対が重複し
ているので各対から１個（表１では（ ）で囲ん
である）を取り除いてもよい。すなわち10個だけ
残してもよい。 次にこうして残つた10個の反射体の位置関係を
表２にする。

【表】

【表】 つまり第９図からも判るように該10個のコーナ
ー反射体は全方位角に渡つて実質的に均等に分散
配置されている。 第１０図は本発明による他の実施例であつて折
り畳み可能なレーダ電波反射装置を示している。
レーダ電波反射物質の帯状片の部分２１，２２は
隣接する縁端が互に蝶番手段２３で連結されてい
る。該部分２１，２２の形状は第２図に示した部
分１１，１２とそれぞれ同じである。このように
蝶番を設けると該帯状片は前後に折り畳んで小さ
くすることができる。部分２２の隣接部分２１に
蝶番接続されている両縁端は互に実質的に平行で
ある。部分２１の蝶番接続縁端は該帯状片の一方
の長手縁から他方へ交互に集中したり散開したり
して延びている。 一番上にある部分を除いて部分２１，２２の各
１枚には、１枚の分離板２４が設けられている。
該分離板２４は対応する部分に螺番接続されてい
る。該各分離板の形状および位置は対応する部分
に直交する位置まで揺動できるように定めてあ
る。クリツプ２５は該分離板の縁端に係合固定す
べく設けられている。こうして２つの隣接部分と
１枚の分離板とで第１図と同様に１対の直交三面
体を形成している。 このような構成であれば折り畳んで狭い場所で
も保管でき、また再度使用する際には速かに組み
立てることができる。 上述の構成は、1977年度の海事レーダ反射性能
要項のきびしい性能要件を十分満している。特
に、垂直面のレスポンスも極めて良好であるか
ら、垂直方向における角レスポンス（荒れた海上
で船が傾いている際でも反射効率を維持するには
重要である）は、水平面から±15゜の垂直方向の
範囲が15゜以上の単一の角で10m³について−6dB
以下の値であつてはならないという要件を満足し
ている。 上述の反射装置の“反射柱”および分離板はレ
ーダ電波を反射する単一物質から形成されている
が、本発明はこれに限定されるものではなく他の
反射物質を使用してもよい。例えば、装置全体を
プラスチツク成型（例えば射出成型で）してよ
い。その際、レーダ反射物質の粒子をこのプラス
チツクに含有させておけば該粒子が成型された反
射装置に埋め込まれることになる。さらに、プラ
スチツク成型された構造の表面を例えばメタルブ
レーチングを使つてレーダ反射物質で被覆しても
よい。 さらに、レーダ反射装置は例えばガラスで強化
されたプラスチツクの容器内に収納あるいは密閉
されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーダ電波反射装置の平
面図である。第２図はそれを折り曲げることによ
つて第１図の反射装置を形成する１枚の帯状素材
の展開図であつて折り目を示す。第３図は第１図
の反射装置の互に隣接する２つの部分を水平面に
投影したものであつて捩り角を示す。第４ａ，４
ｂ図は段状螺旋の円形および楕円形断面を示す説
明図である。第５ａ，５ｂ図は段状螺旋の両辺を
示す略立面図である。第６ａ図は１個のコーナー
反射体の略立面図である。第６ｂ図は第６ｂ図の
コーナー反射体の略平面図である。第７ａ図は傾
斜したコーナーの略平面図である。第７ｂ図は第
７ａ図の傾斜コーナーの略斜視図である。第８図
は上から見たすなわち本発明のレーダ電波反射装
置の極を略図的に示した図である。第９図は本発
明のレーダ電波反射装置のレスポンスを示す予想
極図である。第１０図は本発明装置の一変例であ
つて折り畳み可能なレーダ電波反射装置を示す図
である。 １１，１２，１３，２１，２２：帯状片部分、
１４，２４：分離板、２３：蝶番。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主軸を有し、該主軸の周りで外方を向いて配
   設された直交三面体で構成された少なくとも６個
   のコーナー反射体から成り、該コーナー反射体
   は、一方が左巻きで他方が右巻きとなつた２つの
   連続螺旋路に沿つて配設されており、且つ、360
   ゜の範囲に均等に分散配置されていることを特徴
   とするレーダ電波反射装置。 ２ レーダ電波を反射する物質からなる１枚の帯
   状片と複数枚の分離板とを有し、互に間隔を置い
   て前記帯状片を横切つて延びる複数本の折り目に
   沿つて前記帯状片が互違いに折られており、前記
   複数本の折り目のうち中間に位置し互に隣接する
   ２本が実質的に平行で残りが前記帯状片の一方の
   長手縁から他方へ交互に集合したり散開したりし
   ており、前記折り目が前記帯状片を互に垂直な複
   数の部分に分割しており、前記分離板が互に隣接
   する前記帯状片部分間にしかも前記各帯状片部分
   に垂直に位置し、もつて前記分離板各１枚につい
   て２個の前記コーナー反射体を形成していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーダ
   電波反射装置。 ３ レーダ電波を反射する物質からなる１枚の帯
   状片と複数枚の分離板とを有し、前記帯状片は互
   に縁端が隣接する複数部分で構成されており、前
   記帯状片部分のうち中間に位置する部分の縁端が
   実質的に平行で残りの部分の縁端が前記帯状片の
   一方の長手縁から他方へ集合したり散開したりし
   ており、前記各隣接する部分は互に直交する位置
   まで揺動し得るように互に蝶番手段で連結されて
   おり、前記分離板各１枚が前記隣接部分と直交す
   る位置まで揺動し得るように前記隣接部分の一方
   に蝶番手段で接続され、もつて前記分離板各１枚
   について２個の前記コーナー反射体を形成してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   レーダ電波反射装置。 ４ 前記各分離板が長方形であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項または第３項記載のレー
   ダ電波反射装置。 ５ 前記各分離板が長方形でありその四隅のうち
   の１つが切り落されていて、前記切り落された縁
   端部が前記隣接部分から離れて位置していること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項
   記載のレーダ電波反射装置。 ６ 前記帯状片の縁端の輪郭が円筒体の内面の一
   部に合致するような輪郭であることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項から第５項までのいずれか
   １項に記載のレーダ電波反射装置。 ７ 前記分離板の縁部の輪郭が前記円筒体の内側
   輪郭の一部に合致する輪郭であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載のレーダ電波反射装
   置。 ８ 円筒状容器に収納されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれ
   か１項に記載のレーダ電波反射装置。 ９ 前記コーナー反射体を10個有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第８項までのい
   ずれか１項に記載のレーダ電波反射装置。