(57)【要約】【課題】組付精度によらず、良好なアンテナ特性を得ることが可能なレーダアンテナを提供する。【解決手段】複数のスロット２ａが形成された導波管２に、ホーン状のフレア３が組み付けられたレーダアンテナ１であって、導波管２は、断面が略四角形の筒状で前面部２１１にスロット２ａが形成された本体部２１と、本体部２１の両側面部２１３、２１４に設けられ、本体部２１の前面部２１１から所定の距離Ｄ１に該側面部２１３、２１４から略垂直に延びる所定の長さＤ２の特性維持部２２、２３と、本体部２１に設けられ、フレア３の基端部と連結するための連結部２４、２５と、を備える。【選択図】図１
2019165390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットが形成された導波管に、ホーン状のフレアが組み付けられたレーダアンテナであって、
前記導波管は、
断面が略四角形の筒状で前面部に前記スロットが形成された本体部と、
前記本体部の両側面部に設けられ、前記本体部の前面部から所定の距離に該側面部から略垂直に延びる所定の長さの特性維持部と、
前記本体部に設けられ、前記フレアの基端部と連結するための連結部と、
を備えることを特徴とするレーダアンテナ。
【請求項２】
前記本体部と前記特性維持部と前記連結部とが、一体的に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、陸上や船舶などで使用されるレーダアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
陸上や船舶などで使用されるレーダアンテナとして、導波管の前面に複数のスロット（長孔）を形成し、各スロットの傾斜角度、幅、切込み深さ、配置などを調整することで所定の指向性特性あるいは周波数特性を得るようにした放射導波管を備えたレーダアンテナが知られている（例えば、特許文献１等参照。）。このレーダアンテナは、図６に示すように、複数のスロット１０１ａが形成された導波管１０１を挟むように、上フレア１１１と下フレア１１２で構成されるホーン状のフレア１１０が配設され、複数の導波管押え金具１０２によって導波管１０１とフレア１１０とが組み付けられている。
【０００３】
具体的には、図７に示すように、上フレア１１１と下フレア１１２とが一体的に構成され、略垂直に延びる垂直部１１０ａから上フレア１１１において、略水平に延びる第１の上側水平部１１１ｂと、この第１の上側水平部１１１ｂから略垂直上方に延びる第１の上側垂直部１１１ｃと、この第１の上側垂直部１１１ｃから略水平に延びる第２の上側水平部１１１ｄとが形成され、第２の上側水平部１１１ｄから斜め上方に上側斜面部１１１ｅが延びている。同様に、垂直部１１０ａから下フレア１１２において、略水平に延びる第１の下側水平部１１２ｂと、この第１の下側水平部１１２ｂから略垂直下方に延びる第１の下側垂直部１１２ｃと、この第１の下側垂直部１１２ｃから略水平に延びる第２の下側水平部１１２ｄとが形成され、第２の下側水平部１１２ｄから斜め下方に下側斜面部１１２ｅが延びている。
【０００４】
そして、垂直部１１０ａと第１の上側水平部１１１ｂと第１の下側水平部１１２ｂとで囲まれた空間内に、断面が四角い筒状の導波管１０１が収容され、連結されている。さらに、導波管１０１のスロット１０１ａ側つまりフレア１１０側が、第１の上側垂直部１１１ｃと第１の下側垂直部１１２ｃから突出し、この突出部を押えて第１の上側垂直部１１１ｃと第１の下側垂直部１１２ｃに接続されるバンド状の導波管押え金具１０２が、導波管１０１の長手方向に所定間隔で複数設けられている。ここで、図７中の符号１０４はサプレッサである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−７９４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、良好なアンテナ特性を得るには、図７に示すように、第１の上側水平部１１１ｂと第１の下側水平部１１２ｂに導波管１０１が隙間なく密着し、導波管１０１から第１の上側垂直部１１１ｃの上端までの長さＤ１１や、導波管１０１から第１の下側垂直部１１２ｃの下端までの長さＤ１２や、第１の上側垂直部１１１ｃのサプレッサ１０４側の面から導波管１０１のサプレッサ１０４側の面までの距離Ｄ２１、第１の下側垂直部１１２ｃのサプレッサ１０４側の面から導波管１０１のサプレッサ１０４側の面までの距離Ｄ２２が、一定であることが望ましい。しかしながら、導波管１０１とフレア１１０とが、所定間隔で設けられた導波管押え金具１０２によって組み付けられているため、例えば、図９に示すように、第１の上側水平部１１１ｂと導波管１０１との間に隙間Ｓが生じてしまうおそれがある。あるいは、図１０に示すように、導波管押え金具１０２、１０２間において、第１の上側水平部１１１ｂおよび第１の下側水平部１１２ｂと導波管１０１との間に、隙間Ｓが略周期的に生じてしまうおそれがある。
【０００７】
そして、このような隙間Ｓが生じると、多数形成された各スロット１０１ａの特性が部分的に設計値通りにならず、アレイアンテナとして全体のアンテナ特性つまり水平面指向性が劣化してしまう。特に、アンテナとしての要求仕様が厳しい場合には、この特性劣化によって歩留まりが悪くなる。
【０００８】
例えば、第１の上側水平部１１１ｂおよび第１の下側水平部１１２ｂに導波管１０１が隙間なく密着している場合、図１１に示すように、サイドローブがほぼ設計値どおりに低減された良好な指向性特性が得られる。一方、第１の上側水平部１１１ｂまたは第１の下側水平部１１２ｂと導波管１０１との間に隙間Ｓが存在する場合、図１２に示すように、主ローブＰ１の周辺に設計値より高いレベルのサイドローブＰ２、Ｐ３が生じて指向性特性が劣化する。
【０００９】
このような問題は、上記のようなフレア１１０以外の構造であっても生じるものである。例えば、図１４および図１５に示すように、上フレア１１１と下フレア１１２を分割して同一（対称）の構成、形状にした場合でも、図１６に示すように、上フレア１１１および下フレア１１２と導波管１０１との間に隙間Ｓが生じてしまうおそれがある。また、図１７および図１８に示すように、上フレア１１１と下フレア１１２を分割して上下非対称の構成、形状にした場合でも、図１９に示すように、フレア１１０と導波管１０１との間に隙間Ｓが生じてしまうおそれがある。なお、図１５、図１６および図１８、図１９における符号１０３は、上フレア１１１と下フレア１１２を連結するネジ、リベット等の留め具を示す。
【００１０】
そこでこの発明は、組付精度によらず、良好なアンテナ特性を得ることが可能なレーダアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数のスロットが形成された導波管に、ホーン状のフレアが組み付けられたレーダアンテナであって、前記導波管は、断面が略四角形の筒状で前面部に前記スロットが形成された本体部と、前記本体部の両側面部に設けられ、前記本体部の前面部から所定の距離に該側面部から略垂直に延びる所定の長さの特性維持部と、前記本体部に設けられ、前記フレアの基端部と連結するための連結部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーダアンテナにおいて、前記本体部と前記特性維持部と前記連結部とが、一体的に形成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、導波管の本体部の両側面部に、本体部の前面部から所定の距離に側面部から略垂直に延びる所定の長さの特性維持部が設けられているため、組付精度によらず、良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。すなわち、導波管のアンテナ特性・指向性特性は、導波管の両側面から垂直に延びる部材の位置と長さ、つまり、この発明では特性維持部の位置と長さに依存するが、特性維持部が導波管自体に設けられているため、その位置と長さが変化することがない。このため、たとえ導波管の連結部とフレアの基端部との間に隙間など（組付誤差）が生じたとしても、良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。さらに、導波管を図７に示すフレア背面部１１２ｂに押しつけ、長手方向の導波管反りを防ぐため、また、寸法Ｄ２１、Ｄ２２を一定に保つために従来取り付けていた導波管押え金具を不要にすることが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、導波管の本体部と特性維持部と連結部とが、一体的に形成されているため、容易かつ精度高く導波管を製作することが可能となる。すなわち、本体部と特性維持部と連結部からなる導波管を、押し出し加工や引き抜き加工によって容易かつ精度高く製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態に係るレーダアンテナの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のレーダアンテナの導波管の拡大断面図である。
【図３】図１のレーダアンテナにおいて、導波管とフレアとの間に隙間が生じた状態を示す断面図である。
【図４】図３のレーダアンテナに示す導波管とフレアとの間に隙間が生じた状態の水平面指向性特性を示す図である。
【図５】図１のレーダアンテナの１つのスロット当たりのコンダクタンス、サセプタンス特性例を示す図である。
【図６】従来のレーダアンテナを示す斜視図である。
【図７】図６のレーダアンテナの概略構成を示す断面図である。
【図８】図６のレーダアンテナにおいて、導波管とフレアとの間に隙間がない状態を示す正面図である。
【図９】図６のレーダアンテナにおいて、導波管とフレアとの間に隙間がある状態を示す断面図である。
【図１０】図６のレーダアンテナにおいて、導波管の上下とフレアとの間に略周期的な隙間がある状態を示す正面図である。
【図１１】図６のレーダアンテナにおいて、導波管とフレアとの間に隙間がない理想的な場合の水平面指向性特性を示す図である。
【図１２】図６のレーダアンテナにおいて、導波管とフレアとの間に隙間がある場合の水平面指向性特性を示す図である。
【図１３】図６のレーダアンテナにおいて、導波管とフレアとの間に隙間がある場合の１つのスロット当たりの特性を示す図である。
【図１４】従来の第２のレーダアンテナを示す斜視図である。
【図１５】図１４のレーダアンテナの概略構成を示す断面図である。
【図１６】図１４のレーダアンテナにおいて、導波管とフレアとの間に隙間がある状態を示す断面図である。
【図１７】従来の第３のレーダアンテナを示す斜視図である。
【図１８】図１７のレーダアンテナの概略構成を示す断面図である。
【図１９】図１７のレーダアンテナにおいて、導波管とフレアとの間に隙間がある状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態に係るレーダアンテナ１の概略構成を示す断面図である。このレーダアンテナ１は、複数のスロット２ａが形成された導波管２に、ホーン状のフレア３が組み付けられた長尺状のアレイアンテナであり、導波管２の形状と、導波管２とフレア３との組付構造が従来のレーダアンテナと異なり、この異なる構成について、主として以下に説明する。
【００１８】
導波管２は、図２に示すように、本体部２１と、本体部２１の両側面部２１３、２１４に設けられた特性維持部２２、２３と、本体部２１に設けられた連結部２４、２５と、を備え、本体部２１と特性維持部２２、２３と連結部２４、２５とが、一体的に形成されている。
【００１９】
本体部２１は、断面が略四角形の筒状の長尺体で、前面部２１１にスロット２ａが複数形成されている。すなわち、断面が横長の略四角形の長い筒状体で、水平に延びた状態で、前面部２１１と背面部２１２が略垂直に延び、上側の側面部２１３と下側の側面部２１４が略水平に延びる。そして、上下に延びる長孔状のスロット２ａが、前面部２１１の長手方向に複数形成され、各スロット２ａの傾斜角度、幅、切込み深さ、配置などは、所定の指向性特性及び周波数特性が得られるように設定されている。
【００２０】
このような本体部２１は、導波管としての機能部であり、その形状、厚みは、所定のアンテナ特性が得られるように設定されている。すなわち、従来の導波管１０１と同様の設計思想により形成されている。ここで、図２における破線は、本体部２１と特性維持部２２、２３と連結部２４、２５との境界を示す線である。
【００２１】
特性維持部２２、２３は、本体部２１の前面部２１１から所定の距離Ｄ１において、側面部２１３、２１４から略垂直に延びる部位であり、所定の長さＤ２を有する。すなわち、本体部２１の導波管としてのアンテナ特性・指向性特性を規定するものであり、所定のアンテナ特性が得られるように、位置と形状つまり距離Ｄ１と長さＤ２が設定されている。ここで、上側の側面部２１３から延びる上側の特性維持部２２の距離Ｄ１および長さＤ２と、下側の側面部２１４から延びる下側の特性維持部２３の距離Ｄ１および長さＤ２とは、同寸法に設定されている。
【００２２】
連結部２４、２５は、フレア３の基端部と連結するための部位であり、断面が略Ｌ字状で本体部２１および特性維持部２２、２３と結合・連続している。すなわち、上側の連結部２４の一辺部２４１の先端が上側の特性維持部２２の上端部と結合し、他辺部２４２の先端が本体部２１の上側の側面部２１３と結合している。同様に、下側の連結部２５の一辺部２５１の先端が下側の特性維持部２３の下端部と結合し、他辺部２５２の先端が本体部２１の下側の側面部２１４と結合している。ここで、連結部２４、２５と本体部２１（背面部２１２）との外面が面一となり、連結部２４、２５と特性維持部２２、２３との外面が面一となるように、連結部２４、２５が形成されている。
【００２３】
このように、導波管２の断面形状は、上下に三層・三室に分けられた略四角形で、中央の層の前面部が突出したものとなっており、これにより、本体部２１と特性維持部２２、２３と連結部２４、２５とが、一体的に形成されている。そして、アルミ材や鍛銅材などを押し出し加工や引き抜き加工して、製造できるように形成されている。
【００２４】
フレア３は、平板状の上フレア３１と下フレア３２とから構成されている。上フレア３１は、その基端部（導波管２側）において、図１に示すように、略水平に延びる上側水平部３１ａが形成され、この上側水平部３１ａから斜め上方に上側斜面部３１ｂが延びている。一方、下フレア３２は、その基端部において、略水平に延びる第１の下側水平部３２ａと、この第１の下側水平部３２ａから略垂直下方に延びる下側垂直部３２ｂと、この下側垂直部３２ｂから略水平に延びる第２の下側水平部３２ｃが形成され、この第２の下側水平部３２ｃから斜め下方に下側斜面部３２ｄが延びている。
【００２５】
そして、上側水平部３１ａと下側垂直部３２ｂと第２の下側水平部３２ｃで囲まれた空間内に導波管２が収容され、導波管２とフレア３とが組み付けられている。すなわち、上側水平部３１ａと上側の連結部２４の一辺部２４１とがネジ等の留め具４１で連結され、第２の下側水平部３２ｃと下側の連結部２５の一辺部２５１とがネジ等の留め具４２で連結され、下側垂直部３２ｂと上側の連結部２４の他辺部２４２および下側の連結部２５の他辺部２５２とが、ネジ等の留め具４３で連結されている。さらに、上側水平部３１ａと第１の下側水平部３２ａとがネジまたはリベット等の留め具５で連結されている。
【００２６】
ここで、留め具４１〜４３と留め具５は、導波管２およびフレア３の長手方向に沿って所定間隔で複数設けられている。また、図１中の符号６はサプレッサである。
【００２７】
このような構成のレーダアンテナ１によれば、導波管２の本体部２１の両側面部２１３、２１４に、本体部２１の前面部２１１から所定の距離Ｄ１に側面部２１３、２１４から略垂直に延びる所定の長さＤ２の特性維持部２２、２３が設けられているため、組付精度によらず、良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。すなわち、一般に導波管のアンテナ特性・指向性特性は、導波管の両側面から垂直に延びる部材の位置と長さ、つまり、この発明では特性維持部２２、２３の位置と長さ（距離Ｄ１と長さＤ２）に依存するが、特性維持部２２、２３が導波管２自体に一体的に設けられているため、その位置と長さが変化することがない。
【００２８】
また、たとえ導波管２の連結部２４、２５とフレア３の基端部との間に隙間など（組付誤差）が生じたとしても、図９で示す従来構造で生じる隙間とは異なる箇所に隙間が空くことになり、スロット特性の劣化が軽減可能となり、良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。例えば、図３に示すように、留め具４１、４２や留め具５から離れた部位において、上側水平部３１ａと上側の連結部２４の一辺部２４１との間や、上側水平部３１ａと第１の下側水平部３２ａとの間に隙間Ｓが生じても、スロット特性に影響を与え難い箇所に隙間が空く構造としたため、良好なアンテナ特性が得られる。このため、図４に示すように、例え隙間Ｓが空いたとしてもサイドローブ劣化がない良好な指向性特性が得られる。
【００２９】
また、図５は、本レーダアンテナ１における１つのスロット２ａ当たりのコンダクタンス、サセプタンス特性例を示す図であり、図１３は、従来のレーダアンテナにおける１つのスロット１０１ａ当たりのコンダクタンス、サセプタンス特性例を示す図である。図１３に示すように、従来のレーダアンテナでは、隙間ＳがあることでコンダクタンスＣ３およびサセプタンスＣ４が、隙間Ｓがない場合のコンダクタンスＣ１およびサセプタンスＣ２に対してずれている。スロットが多数配列された場合には、各スロットのコンダクタンス、サセプタンス特性が、隙間がない箇所、ある箇所とで所定の特性となる箇所、所定の特性と異なる箇所が混在することになり、スロットが多数配列された場合のアレイアンテナ指向性サイドローブ特性が劣化する要因となる。これに対して、図５に示すように、本レーダアンテナ１では、隙間Ｓがある場合でもコンダクタンスＣ５およびサセプタンスＣ６が、隙間Ｓがない場合のコンダクタンスＣ１およびサセプタンスＣ２とほぼ同一となり、スロットが多数配列された場合のアレイアンテナ指向性サイドローブ特性が劣化しない。
【００３０】
そして、このようにアンテナ特性が導波管２とフレア３の組付精度に依存しないため、従来取り付けていた導波管押え金具１０２を不要にすることが可能となる。
【００３１】
また、導波管２の本体部２１と特性維持部２２、２３と連結部２４、２５とが、一体的に形成されているため、容易かつ精度高く導波管２を製作することが可能となる。すなわち、本体部２１と特性維持部２２、２３と連結部２４、２５からなる導波管２を、押し出し加工や引き抜き加工によって容易かつ精度高く製作することが可能となる。
【００３２】
さらに、フレア３の形状、構成も簡易となり、容易かつ精度高く製作することが可能となる。すなわち、上フレア３１の基端部に上側水平部３１ａが形成されているだけで、下フレア３２の基端部に第１の下側水平部３２ａと下側垂直部３２ｂと第２の下側水平部３２ｃが形成されているだけであるため、従来のフレア１１０に比べて曲げ加工数が少なく、形状、構成が簡易となる。この結果、容易かつ精度高く製作することが可能となる。
【００３３】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、図１に示す上フレア３１と下フレア３２の形状が上下反転していてもよい。また、上記の実施の形態では、連結部２４、２５の断面形状を略Ｌ字状にしているが、フレア３の基端部と安定して連結できる形状であれば、他の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１        レーダアンテナ
２        導波管
２ａ      スロット
２１      本体部
２１１    前面部
２１３、２１４  側面部
２２、２３  特性維持部
２４、２５  連結部
３        フレア
３１      上フレア
３２      下フレア
４１〜４３  留め具
５        留め具
Ｄ１      所定の距離
Ｄ２      所定の長さ
【図１】
2019165390.tif 000003
【図２】
2019165390.tif 000004
【図３】
2019165390.tif 000005
【図４】
2019165390.tif 000006
【図５】
2019165390.tif 000007
【図６】
2019165390.tif 000008
【図７】
2019165390.tif 000009
【図８】
2019165390.tif 000010
【図９】
2019165390.tif 000011
【図１０】
2019165390.tif 000012
【図１１】
2019165390.tif 000013
【図１２】
2019165390.tif 000014
【図１３】
2019165390.tif 000015
【図１４】
2019165390.tif 000016
【図１５】
2019165390.tif 000017
【図１６】
2019165390.tif 000018
【図１７】
2019165390.tif 000019
【図１８】
2019165390.tif 000020
【図１９】
2019165390.tif 000021