(57)【要約】【課題】アンテナのビーム走査面のモノスタティックレーダ反射断面積を低減するポラライザを得る。【解決手段】アンテナの放射方向に対向し、アンテナのビーム走査面に直交する垂線（ｚ軸）に対して傾斜して垂線（ｚ軸）に交わる面から構成され、誘電体から形成されたレドーム１０１と、レドーム１０１の表面に形成された導体からなるワイヤグリッド１０２と、を備える。ワイヤグリッド１０２は、定めた間隔で配置された導体からなる複数の導線から構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの放射方向に対向し、前記アンテナのビーム走査面に直交する垂線に対して傾斜して前記垂線に交わる面で構成され、誘電体から形成されたレドームと、
前記レドームの表面に形成された導体からなる複数の導線と、
を備えるポラライザ。
【請求項２】
前記レドームの表面は、円錐台の側面を含む請求項１に記載のポラライザ。
【請求項３】
前記導線は、前記円錐台の側面をその周方向に等間隔であって母線方向に不等間隔に区分された概台形の領域の対角を繋ぐ直線状に形成され、
前記領域の対角に位置する２つの概台形の領域の導線は、前記対角に位置する２つの領域が接する頂点で互いに接続し、前記導線は、前記円錐台の側面の１つの縁から他の縁まで折れ線を描くように連続に繋がっている、
請求項２に記載のポラライザ。
【請求項４】
前記導線は、前記概台形の領域の前記円錐台の上底側の円弧に対して一定の傾き角で傾斜するように形成されている、請求項３に記載のポラライザ。
【請求項５】
前記レドームは、前記アンテナの放射方向に積層された複数の層を含み、
前記レドームの層はそれぞれ表面に、異なる前記傾き角の導線が形成されている、
請求項４に記載のポラライザ。
【請求項６】
前記レドームは、前記円錐台が前記垂線に平行な面で分割された形状を有する、請求項２ないし５のいずれか１項に記載のポラライザ。
【請求項７】
前記レドームの、前記円錐台を分割する前記垂線に平行な面に接する導体板を備える、請求項６に記載のポラライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナの周囲に配置されて電磁波の偏波面の傾きを変えるポラライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
平板または円筒状の誘電体レドームにワイヤグリッドを形成したポラライザが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、水平偏波、及び垂直偏波の偏波損の差を必要な水平面角度範囲内において最も小さくできるポラライザが記載されている。特許文献１のポラライザは、アンテナ素子から最も離れた位置に配置される面上のワイヤグリッドの、アンテナ素子の放射する電磁波の偏波面に対する傾きを、アンテナ素子正面から左右ψ（°）の水平面角度範囲内における水平および垂直偏波の偏波損の差が最も小さくなる傾きとする。
【０００４】
ポラライザの背面にはアンテナが備えられる。ポラライザを通過する電磁波の偏波面はワイヤグリッドの伸張方向に対して直交する方向が主偏波に、ワイヤグリッドの伸張方向に沿った方向が交差偏波になる。
【０００５】
特許文献２には、レドームの前後、あるいは上下の電気機器を接続する配線によって、空中線の回転の邪魔になったり、また電波特性に影響を与えたりしないようにする電気配線内蔵レドームが記載されている。特許文献２の電気配線内蔵レドームは、レドーム本体の前後、あるいは上下の電気機器を互いに電気接続を行う際に、レドーム本体内部の電波偏波用の導体（ポラライザグリッド）を接続配線として使用する。また、配線をコネクタを介して電気機器と接続する。特許文献２の電気配線内蔵レドームでは、円筒状のポラライザが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３７５３８号公報
【特許文献２】特開平７−１５２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のポラライザを備えるアンテナを受信アンテナとして考えた場合、到来する電波のポラライザにおける交差偏波はほぼ全反射となる。特許文献１または２のように、レーダのビーム走査面に直交する平板または円筒面のポラライザでは、到来する電波のポラライザにおける交差偏波は、電波の到来方向と同じ方向に反射する。ゆえに、当該偏波に対するモノスタティックレーダ反射断面積（モノスタティックＲＣＳ）が大きく、他のレーダ装置に検出されやすいという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、アンテナのビーム走査面のモノスタティックレーダ反射断面積を低減するポラライザを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明の観点に係るポラライザは、アンテナの放射方向に対向し、アンテナのビーム走査面に直交する垂線に対して傾斜して垂線に交わる面で構成され、誘電体から形成されたレドームと、レドームの表面に形成された導体からなる複数の導線と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アンテナのビーム走査面のモノスタティックレーダ反射断面積を低減するポラライザを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るポラライザを模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るポラライザを模式的に示す側面展開図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係るポラライザのレドーム層を模式的に示す側面展開図である。
【図４】実施の形態３に係るポラライザを模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係るポラライザを模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態５に係るポラライザを模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、図中、同一または同等の部分に同じ符号を付す。
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るポラライザを模式的に示す斜視図である。ポラライザ１００は、円錐台状のレドーム１０１と、レドーム１０１の表面に形成されたワイヤグリッド１０２から構成される。レドーム１０１は、円錐台状の誘電体から形成されている。ワイヤグリッド１０２は、定めた間隔で配置された導体からなる複数の導線から構成される。レドーム１０１の内部空間にアンテナ（図示せず）が配置される。レドーム１０１は、アンテナの放射方向に対向している。
【００１４】
レドーム１０１の円錐台の中心軸をｚ軸とし、中心軸に直交する円錐台の上底および下底の平面をｘ−ｙ平面とする。通常、アンテナのビーム走査面は、ｘ−ｙ平面である。実施の形態では、アンテナのビーム走査面が水平に配置され、レドーム１０１の円錐台の中心軸（ｚ軸）が、鉛直方向に設置されることを想定する。レドーム１０１の上底と下底のうち小径の面が鉛直上方になるように設置されると仮定して説明する。
【００１５】
レドーム１０１のワイヤグリッド１０２が形成された面は、ｚ軸方向すなわちアンテナのビーム走査面に直交する垂線に対して傾いていて、垂線に交わる。ワイヤグリッド１０２の各導線は、レドーム１０１の上底から下底まで連続し、円錐台の母線に対して傾斜している。ポラライザ１００を通過する電磁波の偏波面はワイヤグリッド１０２の伸張方向に対して直交する方向が主偏波に、ワイヤグリッド１０２の伸張方向に沿った方向が交差偏波になる。
【００１６】
水平面（ｘ−ｙ平面）から到来した電波の内、ポラライザ１００の交差偏波に相当する成分は円錐台状のポラライザ１００の表面でほぼ全反射となる。このとき、ポラライザ１００の面が鉛直線に対して斜めに傾斜しているので、反射波は斜め上方に反射し、水平方向には戻らない。ゆえに、水平面のモノスタティックレーダ反射断面積（モノスタティックＲＣＳ）を低減することができる。
【００１７】
水平面から到来した電波の内、ポラライザ１００の主偏波に相当する成分は、ポラライザ１００を通過し、内部に備えられたアンテナで受信される。ポラライザ１００を通過したエネルギのほとんどは内部のアンテナの給電点で消費されるため、主偏波に対するＲＣＳは元から小さい。
【００１８】
ポラライザ１００の面は、円錐台の側面には限らない。ポラライザの面は、アンテナのビーム走査面に直交する垂線に対して傾斜して垂線に交わる面から構成されていればよい。
【００１９】
以上説明したように、実施の形態１のポラライザ１００は、アンテナのビーム走査面に直交する垂線に対して傾斜して前記垂線に交わる面から構成されるので、ポラライザの水平面のモノスタティックレーダ反射断面積を低減することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係るポラライザを模式的に示す側面展開図である。図２は、ポラライザ１００の展開図の一部を示す。前述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００２１】
ポラライザの側面１０３は、レドーム１０１の円錐台の周方向に、分割線１０４で等間隔に区切られる。分割線１０４は、円錐台の母線に沿っている。側面１０３はさらに、母線方向には不等間隔に、分割円弧１０５で複数段に区切られる。分割線１０４と分割円弧１０５によって、ポラライザの側面１０３は複数の概台形の領域に区分される。
【００２２】
ワイヤグリッド１０２の導線は、分割線１０４と分割円弧１０５によって区分された概台形の領域の対角を繋ぐように直線状に形成される。対角に位置する２つの概台形の領域の導線は、その対角に位置する２つの領域が接する頂点（分割線１０４と分割円弧１０５の交点）で互いに接続する。ワイヤグリッド１０２の各導線は、円錐台の側面の１つの縁から他の縁まで折れ線を描くように連続に繋がっている。実際のポラライザ１００は、図２の扇形の左右の半径方向の辺同士が接続されて円錐台になり、導線は接続した辺で連続する。
【００２３】
分割線１０４と分割円弧１０５によって区分された概台形の領域を、ポラライザ１００を使用する対象の周波数の波長に比較して十分細かくすれば、その周波数に対してはほぼ滑らかに繋がっているように見える。これにより、ポラライザ１００を通過する電磁波の偏波面の傾きを区分的に一定にすることができる。
【００２４】
さらに、区分された概台形の領域の上面側の円弧に対して一定の傾き角θで傾斜するようにワイヤグリッド１０２の各導線を形成してもよい。
【００２５】
実施の形態３．
実施の形態３では、複数のポラライザ層を積層して、１つのポラライザとする。図３は、本発明の実施の形態３に係るポラライザ層を模式的に示す側面展開図である。図３は、ポラライザ層１１６の展開図の一部を表す。図２と同様に、ポラライザ層１１６の側面１１３は、レドーム層１１１の円錐台の周方向に、分割線１１４で等間隔に区切られる。分割線１１４は、円錐台の母線に沿っている。側面１１３はさらに、母線方向には不等間隔に、分割円弧１１５で複数段に区切られる。分割線１１４と分割円弧１１５によって、ポラライザの側面１１３は複数の概台形の領域に区分される。
【００２６】
ワイヤグリッド１１２の導線は、分割線１１４と分割円弧１１５によって区分された概台形の領域の対角を繋ぐように直線状に形成される。対角に位置する２つの概台形の領域の導線は、その対角に位置する２つの領域が接する頂点（分割線１１４と分割円弧１１５の交点）で互いに接続する。ワイヤグリッド１１２の各導線は、円錐台の側面の１つの縁から他の縁まで折れ線を描くように連続に繋がっている。
【００２７】
分割円弧１１５を図２の分割円弧１０５とは異なるように、間隔を狭く（または広く）すると、ワイヤグリッド１１２導線の傾き角θ'も図２の傾き角θとは異なるようになる。なお、図３の分割線１１４は図２の分割線１０４と同じになるように描いているが、これを異なるように（中心角を小さくまたは大きく）してもよい。
【００２８】
図２のポラライザ１００と図３のポラライザ層１１６をそれぞれ独立した層とし、各層を所定の間隔で積層して新たなポラライザ１１０とすれば、ポラライザ１１０を通過する電磁波の偏波面の向きを徐々に変化させることができる。
【００２９】
図４は、実施の形態３に係るポラライザを模式的に示す斜視図である。図４は、ポラライザ１００およびポラライザ層１１６を積層して、ポラライザ１１０を構成した様子を示す。
【００３０】
例えば、垂直偏波（偏波面を０度とする）のアンテナの周囲に、θ'＝２２．５度、θ＝４５度となるポラライザ層を順に配置すれば、電磁波の偏波面の向きを０度から４５度に徐々に変化させることができるようになり、偏波面の回転の不連続性を低く押さえることで、偏波変換を滑らかに行うことができる。実施の形態３でも、各ポラライザ層の面は、アンテナのビーム走査面に直交する垂線に対して傾斜して垂線に交わる面から構成されているので、各ポラライザ層の反射波は斜め上方に反射し、水平方向には戻らない。ゆえに、水平面のモノスタティックレーダ反射断面積（モノスタティックＲＣＳ）を低減することができる。
【００３１】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係るポラライザを模式的に示す斜視図である。図５において、ポラライザ１２０は、円錐台が中心軸（アンテナのビーム走査面に直交する垂線）に平行な面で分割された形状を有する。
【００３２】
ポラライザ１２０は、レドーム１２１と、レドーム１２１の表面に形成されたワイヤグリッド１２２から構成される。レドーム１２１は、円錐台が分割された形状の誘電体から形成されている。ワイヤグリッド１２２は、等間隔に配置された導体からなる複数の導線から構成される。レドーム１２１の内部空間にアンテナ（図示せず）が配置される。通常、アンテナのビーム走査面は、ｘ−ｙ平面である。
【００３３】
実施の形態１から３では、内部に含むアンテナを無指向性（または、全周ビーム走査）として考えてきたが、アンテナは無指向性に限らず単方向性（または限定角度ビーム走査）のものであってもよい。このとき、ポラライザ１２０はアンテナの指向方向以外は不要になるため、ｘ−ｙ面の断面で見たときにそれが必ずしも円形である必要はなく、図５のように一部が欠けていてもよい。
【００３４】
図５に示す、円錐台を中心軸を通る平面で半分に分割した場合、すなわちｘ−ｙ面の断面の内角が１８０°の場合は一例である。レドーム１２１の断面の内角は必ずしも１８０°である必要はなく、鋭角または鈍角となるように、円錐台を分割してもよい。
【００３５】
実施の形態４のポラライザ１２０でも、アンテナのビーム走査面に直交する垂線に対して傾斜して垂線に交わる面から構成されているので、ポラライザ１２０の反射波は斜め上方に反射し、水平方向には戻らない。ゆえに、水平面のモノスタティックレーダ反射断面積（モノスタティックＲＣＳ）を低減することができる。
【００３６】
実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５に係るポラライザを模式的に示す斜視図である。実施の形態５では、実施の形態４のポラライザの円錐台を分割する垂線に平行な面に接する導体板を備える。図６に示すように、実施の形態４のポラライザ１２０の、円錐台を分割した面に金属板２００が備えられる。
【００３７】
単方向性アンテナの指向方向以外の箇所に金属板２００を設置することで、アンテナの指向方向以外の方向への不要放射を抑圧することができる。また、金属板２００を反射板として用いることで、単方向性アンテナの指向方向の電波を強めることができるようになる。
【符号の説明】
【００３８】
１００  ポラライザ、１０１  レドーム、１０２  ワイヤグリッド、１０３  側面、１０４  分割線、１０５  分割円弧、１１０  ポラライザ、１１１  レドーム層、１１２  ワイヤグリッド、１１３  側面、１１４  分割線、１１５  分割円弧、１１６  ポラライザ層、１２０  ポラライザ、１２１  レドーム、１２２  ワイヤグリッド、２００  金属板。
【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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