(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波の照射をするアンテナ（３）と、該アンテナを回転させるためのモータ（４）と、前記アンテナに対し電波の送信および受信をする送受信部（２）と、前記送受信部を収容するシールド特性を有する材質で形成されたシールドケース（６）とを備えたレーダアンテナにおいて、
前記シールドケースは、送受信部が搭載される平面状のベース板（６ａ）と、前記アンテナを支持するための支持部（６ｄ）を有し、前記ベース板に対し着脱自在な蓋体（６ｂ）とで構成され、
前記モータは、前記蓋体の上に固定され、前記アンテナを前記支持部を中心として回転させるための回転体（２５）に係合され、
前記シールドケース内に設けられ、上面（２３ａ）に同軸接続される開口部（２３ｂ）が開口形成されたサーキュレータ（２３）と、
前記シールドケース上方に設けられた前記支持部（６ｄ）内に心線（２０ａ）が固定され、前記アンテナとサーキュレータを接続し、前記アンテナの回転する反射板（３ａ）側の１次放射器（３ｂ）部分に同軸交換部が設けられた同軸体（２０）と、
を備えたことを特徴とするレーダアンテナ。
【請求項２】
前記シールドケース（６）のベース板（６ａ）上に設けられる前記サーキュレータ（２３）は、前記蓋体（６ｂ）の内面高さ程度に形成され、
前記蓋体（６ｂ）には、前記開口部（２３ｂ）と前記同軸体（２０）の接合端面を中心とする所定径の位置にそれぞれ環状のチョーク（６ｆ）と、シールドパッキン（２７）とが設けられた請求項１記載のレーダアンテナ。
【請求項３】
前記ベース板（６ａ）に複数設けられた位置決め用の取付穴（６ｃ）と、
前記取付穴に対応する位置にそれぞれ設けられ、ボルトを挿通可能なボルト穴（６ｂｃ）を有する蓋体（６ｂ）と、
前記ボルト穴及び取付穴を貫通し、前記ベース板及び蓋体を同時に取付用のネジ穴（１０ｃ）に固定するボルト（１５）と、
を備えた請求項１記載のレーダアンテナ。
【請求項４】
前記各部を収容するレドーム（１）と、
前記レドームの内面底部に該レドームと一体にインサート成型され、底面にはレドーム外部の取付部（１２）に表出するレドーム固定用のネジ穴（１０ａ）が設けられ、また、上面にはレドーム内部の前記ボルト（１５）の螺合用の前記ネジ穴（１０ｃ）が形成された複数のボスネジ（１０）と、
を備えた請求項３記載のレーダアンテナ。
【請求項５】
前記各ボスネジ（１０）同士間には、前記シールドケース（６）のベース板（６ａ）と所定距離を隔てて平行に保持板（１４）が固定されている請求項４記載のレーダアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶等に設けられるレーダアンテナに係り、特に、スキャナにおける構造を改良して送受信部が配置される内部空間のスペースを向上させることができるレーダアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のレドームレーダのスキャナ部分を示す側断面図である。
密閉されたレドーム５０内には、アンテナ５１及び送受信部５２が設けられる。アンテナ５１は、送受信部５２にサーキュレータ５４を介して接続されている。
送受信部５１は、外部からのノイズを遮蔽するために、ダイキャスト成型され、蓋で密閉されるシールドケース５５内に設けられる。
【０００３】
図示のように、レドーム５０の中央位置には、アンテナ５１とともに回転する同軸５７が設けられるため、このシールドケース５５の中央位置には、同軸５７から導波管に変換する同軸導波管交換部（サーキュレータ５４）が設けられる。
このサーキュレータ５４には、さらに水平方向に延びる導波管（不図示）が設けられこの導波管が送信部のマグネトロン及び受信部のリミッタとフロントエンドに連結される。
シールドケース５５は、このサーキュレータ５４及び水平な導波管が配置された位置を避けて２分した位置にそれぞれ送受信部５１を収容する収容部５５ａ，５５ｂとして設けられている。
【０００４】
図７は、従来の他のレドームレーダのスキャナ部分を示す側断面図である。
図示の如く２分されたシールドケース６０ａ，６０ｂは、それぞれベース部６３上に着脱自在に構成されており、シールドケース６０ａ，６０ｂごと取り外すことにより、内部に収容された送受信部６４の交換等保守作業を容易に行えるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のレーダは、いずれもシールドケース５０，６０が分割される構成であるため、各シールドケース別に所定のシールド対策が必要であった。また、レーダで故障するのは、ほとんどサーキュレータ、マグネトロン等の送受信部であるが、送信部と受信部が分割されているため、保守等で各シールドケースをそれぞれ開閉するのに手間がかかった。
【０００６】
特に、シールドケースが分割されるに対応して送受信部を分割させねばならず、送受信部を構成する回路基板のレイアウトに自由度を持たせることができないばかりか、シールドケース同士間における配線に対してもシールド対策を施さねばならなかった。
【０００７】
また、従来のスキャナにおいては、いずれも縦方向の軸心を有する同軸（図６の例では５７）がアンテナ５１側に固定されてアンテナ５１と共に回転する。そしてシールドケース５５，６０部分には固定の同軸交換部が設けられ、同軸を水平な導波管に変換しサーキュレータ５４を介して、マグネトロン、リミッタとフロントエンドに接続している。
このため、水平方向に延設される導波管が配置された部分には、送受信部（例えば送受信部の回路基板）を配置することができず、送受信部全体としてのスペース配置に制限が生じスペースの有効活用ができなかった。この水平方向の導波管がシールドケース５５，６０部分にかかると、シールドケース５５，６０の大きさそのものが小さくなった。
また、レーダアンテナには、レドームレーダとオープンレーダがある。従来は、送受信部を構成する回路基板は、レドームレーダ用とオープンレーダ用とが異なっていた。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、送受信部の設置面積を増やすことができレイアウトの自由度が増えるとともに、特別なシールド構造を必要とせずシールド効果を向上できるとともに、保守性を向上させ、部品点数を減らしたレーダアンテナを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のレーダアンテナは、▲１▼ＲＦユニット（サーキュレータ、マグネトロン等）を取り付けたベース板を容易に（４本のネジで）取り外せる構造とした。▲２▼蓋体にアンテナ、アンテナ回転機構を配置する構造とした。▲３▼レドームレーダのベース板とオープンレーダのベース板を共用する構造とした。
【００１０】
具体的には、請求項１記載のように、電波の照射をするアンテナ（３）と、該アンテナを回転させるためのモータ（４）と、前記アンテナに対し電波の送信および受信をする送受信部（２）と、前記送受信部を収容するシールド特性を有する材質で形成されたシールドケース（６）とを備えたレーダアンテナにおいて、
前記シールドケースは、送受信部が搭載される平面状のベース板（６ａ）と、前記アンテナを支持するための支持部（６ｄ）を有し、前記ベース板に対し着脱自在な蓋体（６ｂ）とで構成され、
前記モータは、前記蓋体の上に固定され、前記アンテナを前記支持部を中心として回転させるための回転体（２５）に係合され、
前記シールドケース内に設けられ、上面（２３ａ）に同軸接続される開口部（２３ｂ）が開口形成されたサーキュレータ（２３）と、
前記シールドケース上方に設けられた前記支持部（６ｄ）内に心線（２０ａ）が固定され、前記アンテナとサーキュレータを接続し、前記アンテナの回転する反射板（３ａ）側の１次放射器（３ｂ）部分に同軸交換部が設けられた同軸体（２０）とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載のように、前記シールドケース（６）のベース板（６ａ）上に設けられる前記サーキュレータ（２３）は、前記蓋体（６ｂ）の内面高さ程度に形成され、
前記蓋体（６ｂ）には、前記開口部（２３ｂ）と前記同軸体（２０）の接合端面を中心とする所定径の位置にそれぞれ環状のチョーク（６ｆ）と、シールドパッキン（２７）を設けてもよい。
【００１２】
また、請求項３記載のように、前記ベース板（６ａ）に複数設けられた位置決め用の取付穴（６ｃ）と、
前記取付穴に対応する位置にそれぞれ設けられ、ボルトを挿通可能なボルト穴（６ｂｃ）を有する蓋体（６ｂ）と、
前記ボルト穴及び取付穴を貫通し、前記ベース板及び蓋体を同時に取付用のネジ穴（１０ｃ）に固定するボルト（１５）とを備えてもよい。
【００１３】
また、請求項４記載のように、前記各部を収容するレドーム（１）と、
前記レドームの内面底部に該レドームと一体にインサート成型され、底面にはレドーム外部の取付部（１２）に表出するレドーム固定用のネジ穴（１０ａ）が設けられ、また、上面にはレドーム内部の前記ボルト（１５）の螺合用の前記ネジ穴（１０ｃ）が形成された複数のボスネジ（１０）とを備えてもよい。
【００１４】
また、請求項５記載のように、前記各ボスネジ（１０）同士間には、前記シールドケース（６）のベース板（６ａ）と所定距離を隔てて平行に保持板（１４）が固定されている構成としてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、平板状のベース板６ａ上に送受信部２が搭載され、うち、サーキュレータ２３は上面２３ａに開口部２３ｂが形成され同軸部２０に直接接合され、また、ベース板６ａに対し蓋体６ｂが着脱自在な構成であるため、単一のシールドケース６内部における送受信部２のレイアウトの自由度を向上させることができる。また、送受信部２全体を同時にシールドでき、簡単な構造で所定のシールド効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のレーダアンテナの第１実施形態を示す側断面図である。同図には、レドームアンテナのスキャナ部分が示されている。
防水及び防風構造で密閉された円形状のレドーム１内には、送受信部２及びアンテナ３が設けられている。
送受信部２は、電波を送信するマグネトロン、電波を受信するリミッタとフロントエンド、前記マグネトロン、リミッタとフロントエンドに対するインターフェイス回路を実装したプリント基板、前記アンテナとマグネトロン、リミッタとフロントエンドとを接続するサーキュレータによって構成される。
【００１７】
レドーム１の内面底部１ｂの略中央位置には、４か所にそれぞれレドーム１の成型時にインサートされたボスネジ１０が設けられている。（図１中左側に図示、図中右側は、断面位置が異なり位置決め用のガイドピン１１が立設されている。）図２は、このボスネジ１０部分を示す拡大断面図である。
このボスネジ１０には、下方にネジ穴１０ａが開口され、取付け用のボルト１３によってレドーム１は、船舶側に設けられた取付板１２に固定される（図１参照）。
【００１８】
ボスネジ１０の上端部には、所定高さのネジ１０ｂが形成され、このネジ１０ｂ部分には保持板１４の端部の開口穴１４ａが挿入されナット１７で固定されている。
保持板１４は、複数の各ボスネジ１０部分でそれぞれ固定され、また、ガイドピン１１部分に挿通されている。これにより、取付板１２側の平面度が出ていなくとも、各ボスネジ１０部分の配置間隔及び立設角度を保持し、シールドケース６全体の歪みを防止できると同時に、後述するボルト１５の装着がきつくならず容易に行える構成となっている。また、ボスネジ１０には、両端面に取付板１２及びシールドケース６が共締めされるため、部品点数を少なくできる。
【００１９】
なお、保持板１４の中央部分には、シールドケース６下部に突出して設けられるマグネトロン１９との干渉を避けるために開口部１４ｂが開口形成されている（図１参照）。
また、このネジ１０ｂ部分には、上方に向けシールドケース６固定用のネジ穴１０ｃが形成されている。
【００２０】
シールドケース６は、送受信部２を収容するものであり、略４角な平面状に形成されたベース板６ａと、ベース板６ａ上に着脱可能に設けられた所定高さの蓋体６ｂで構成されている。これらはシールド効果を有する金属材料を用いダイキャスト成型したものである。
ベース板６ａは、４隅部で前記ボスネジ１０のネジ穴１０ｃ部分に対応する位置にそれぞれ取付穴６ｃが開口されている。また、略中央箇所には側部にそれぞれガイドピン１１に係合用の案内穴６ｋが設けられている（図４参照）。
【００２１】
蓋体６ｂは、所定高さの側面６ｂａと、上面６ｂｂで構成されており、取付穴６ｃ部分に対応してボルト穴６ｂｃが設けられている。２のボルト穴６ｂｃには、ボルト１５が挿通され、ネジ穴１０ｃに螺合してシールドケース６をレドーム１に固定する。
このボルト穴６ｂｃは、シールドケース６内部に連通しない独立した穴として成型されている。
また、ベース板６ａ部分に接合する蓋体６ｂの接合縁部には、全周に渡りシールドパッキン１６が設けられている。
このシールドケース６は、内部に送受信部２を収容する。
【００２２】
シールドケース６の上面６ｂｂ中央位置には、アンテナ３を支持する支持部６ｄがシールドケース６の蓋体６ｂと一体に所定高さ突出形成されている。
この支持部６ｄ内部は、アンテナ３に対する送受信する電波を伝えるための所定径で中空な同軸体２０が形成され、心線２０ａは支持部６ｄに固定されている。
【００２３】
図３の支持部６ｄ部分の拡大図である。図示のように、心線２０ａの一端部２０ａａは、アンテナ３の一次放射器３ｂ部分に位置し、他端部２０ａｂは、シールドケース６内部のサーキュレータ２３の開口部２３ｂに接合している。
【００２４】
アンテナ３を構成する反射板３ａ及び一次放射器３ｂは、支持部６ｄを中心として軸受（ベアリング）２４を介して回転自在な円筒状の回転体２５に固定されている。回転体２５にはギヤ歯車２５ａが設けられ、シールドケース６外部に固定されたモータ４のギヤに歯合している。よって、モータ４の回転によりアンテナ３が回転動作する。
このように、この実施形態においては、アンテナ３の一次放射器３ｂ部分に同軸交換部が設けられている。
つまり、蓋体６ｂにアンテナ３、回転体２５、及びモータ４を配置した構造としたので、従来に比べ部品点数を減らすことができる。
【００２５】
シールドケース６内部に設けられる送受信部２のうちサーキュレータ２３は、同軸体２０の軸線位置下部に設けられる。このサーキュレータ２３は、ベース板６ａ上において蓋体６ｂの高さ（蓋体６ｂ内面の高さ）より若干低く、上面２３ａがシールドケース６の蓋体６ｂの裏面６ｂｄに直接接触しないよう若干の隙間が形成されている。
【００２６】
サーキュレータ２３の上面２３ａ中心部には、前記心線２０ａの他端部２０ａｂに接合する開口部２３ｂが４角形状で開口形成されている。このため、シールドケース６の裏面６ｂｄには、この開口部２３ｂを中心として周囲に所定径でシールド用のチョーク６ｆ及びシールドパッキン２７保持用の溝６ｇが形成されている。
チョーク６ｆは、開口部２３ｂに対し、送受信の波長λに対応してシールド効果が得られる値（λ／２あるいはλ／４）を隔てた距離箇所に連続して４角の環状に形成されている。さらに、このチョーク６ｆの外周に設けられる４角の環状のシールドパッキン２７により、サーキュレータ２３上面２３ａとシールドケース裏面６ｂｄとの上記隙間がシールドされている（隙間部分からシールドケース６内部への不要な電波の入出射を防止している。）
【００２７】
図４はベース板６ａ上の送受信部２の配置構成例を示す平面図、図５は同側面図である。
この実施形態で用いたサーキュレータ２３は、下部（即ちシールドケース６裏面）にマグネトロン１９を配置し、側部（シールドケース６内部）にリミッタ３０及びフロントエンド３１を配置し、上部にアンテナ３の同軸体２０を配置して用いる構成のものである。
【００２８】
このようなサーキュレータ２３は、上面２３ａに開口部２３ｂが設けられ、垂直に延びる同軸体２０に直接接合可能であり、また、マグネトロン１９及びリミッタフロントエンド３０，３１に対しても下面及び側部位置で直接接合できるため、水平な導波管が不要であり、シールドケース６内部のスペースを有効利用できる。なお、図５中においてサーキュレータ２３に記載されている１，２，３の数字は、それぞれマグネトロン１９、リミッタフロントエンド３０，３１、同軸体２０（アンテナ３）側を示し、また、矢印の方向への導波を示している。
【００２９】
即ち、シールドケース６内部において、送受信のための回路を搭載したプリント基板２８は、図示の如く、略Ｌ字型に折曲したものを用いることができ、単一のシールドケース６の内部スペースを有効利用できるようになっている。
また、この単一枚のプリント基板２８は、単一のシールドケース６内部に全て収容されているため、このシールドケース６の蓋体６ｂを閉じることによって全体を１度でシールドできるようになっている。
【００３０】
次に、上記構成による、シールドケース６の開放操作を説明する。内部の送受信部２の点検や部品交換等の際には、蓋体６ｂを開放する。
この蓋体６ｂは、４隅部のボルト１５をそれぞれ緩めるだけでベース板６ａから外すことができる。この蓋体６ｂの取り外し時には、上部に設けられたアンテナ３も一体に取り外される。
【００３１】
また、同軸部２０が回転せず、シールドケース６の蓋体６ｂに固定されているため、蓋体６ｂを上方に取り外すだけでサーキュレータ２３の上面２３ａが表出し、同軸部２０との接合部を開放することができる。
【００３２】
さらに、ボルト１５を取り外すことにより、シールドケース６のベース板６ａも各ボスネジ１０部分から上方に取り外すことができる。これにより、ベース板６ａ上に配置されている送受信部２全体を一括して取り外すことができるようになる。
【００３３】
上記実施形態によれば、受信用のリミッタフロントエンドをサーキュレータ２３の全周囲において任意の側部位置に配置することができる。サーキュレータ２３の側部に直接リミッタフロントエンド３０，３１を配置できるため、これら間の導波管接続が不要となり、シールドケース６内部のスペース占有率を最小限にすることができる。
このように、マグネトロン１９とリミッタフロントエンド３０，３１の配置関係は、このサーキュレータ２３を中心として側部位置あるいは下部位置の任意の位置に配置できる。
【００３４】
また、上記実施形態では、レドーム型のスキャナを例に説明したが、上記シールドケース６をオープン型のスキャナに適用することもできる。オープン型のスキャナにおいては、より高感度な大型のアンテナ及び大型のモータが用いられる。このようなオープン型のスキャナにおいても、アンテナ下部に設けられる送受信部と同じものを用いることができる。
なお、上記実施形態で説明した送受信部のうち、立体回路は、サーキュレータの下部にマグネトロンを配置し、サーキュレータの側部にリミッタフロントエンドを設けた構成であるため、横幅が小型化されている。これにより、特にオープン型のスキャナでは従来に比して横幅の小型化を達成できる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のレーダアンテナによれば、単一のシールドケース内に送受信部を任意のレイアウトで配置することができ、かつ、送受信部全体を同時にシールドできるため、簡単な構造でシールド効果を高めることができる。
また、シールドケース内に設けられるサーキュレータは、上面に開口部が形成されており、同軸体に直接接合できるため、水平方向の導波管を用いる必要がなく、シールドケース内のスペースを有効活用できる。
また、請求項２記載のように、サーキュレータと同軸体の接合面にチョーク及びシールドパッキンを設ける構成とすることにより、サーキュレータの高さと蓋体内面の高さが同一でなくとも接合部分における同軸体部分とシールドケース内部とを簡単にシールドでき、同時にシールドケースの蓋体を簡単に外すことができるようになる。
【００３６】
請求項３記載のように、蓋体とベース板にボルトを貫通して固定する構成とすることにより、蓋体の着脱と同時にベース板も着脱でき着脱作業を容易に行え、ベース板上に搭載される送受信部の点検保守を容易化できる。
また、請求項４記載のように、レドーム型のレーダに設けた構成においては、レドームにボスネジをインサートしておく構成により、ボルトを外すことによりレドームからシールドケースの蓋体及びベース板を同時に取り外せるようになる。
また、請求項５記載のように、ボスネジ同士間に保持板を設ける構成とすれば、レドームを取り付ける船舶等の取付板部分が歪んでいるなど平行度がなくても、各ボスネジの間隔および角度を保持することができる。これにより、ボスネジに共締めされる前記シールドケース側の歪みを防止でき、また、シールドケース固定用のボルトの装着もきつくならず容易に行えるようになる。さらに、ボスネジは、両端面にそれぞれ船舶側等外部の固定用取付板と、シールドケースが共締めされるため、固定用の部品点数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーダアンテナの実施の形態を示す側断面図。
【図２】シールドケースの固定構造を示す部分断面図。
【図３】同軸部分を示す部分断面図。
【図４】シールドケース内の送受信部を示す平面図。
【図５】同側面図。
【図６】従来のレーダアンテナのシールド構造を示す断面図。
【図７】従来の他のレーダアンテナのシールド構造を示す断面図。
【符号の説明】
１…レドーム、２…送受信部、３…アンテナ、３ａ…反射板、３ｂ…１次放射器、４…モータ、６…シールドケース、６ａ…ベース板、６ｂ…蓋体、６ｄ…支持部、６ｆ…チョーク、１０…ボスネジ、１０ａ，１０ｃ…ネジ穴、１４…保持板、１５…ボルト、１６，２７…シールドパッキン、２０…同軸体、２０ａ…心線、２０ａａ…一端部（同軸交換部）、２３…サーキュレータ、２５…回転体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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