(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が同一方向となるよう折り曲げられ、内部に電離性ガスを封入した誘電体チューブと、
前記誘電体チューブの内部でかつ当該誘電体チューブの両端部に設けられた第１の電極端子及び第２の電極端子と、
前記第１の電極端子及び前記第２の電極端子に接続され、励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値を制御して、前記電離性ガスをプラズマ状態に保持するためのプラズマ励振電源と、
前記第１の電極端子及び前記第２の電極端子のうち、少なくとも一方の電極端子に高周波信号を供給し、前記誘電体チューブをアンテナとして動作させるための高周波信号発生器と、
レーダが使用する電波を受信する電波受信装置と、
前記電波受信装置が受信した電波の周波数を解析するデータ解析部と、
前記プラズマ状態とするプラズマ周波数を前記データ解析部が解析した前記レーダが使用する電波の周波数より低い周波数とする励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値を前記プラズマ励振電源に指示するプラズマ設定部と、
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
両端が同一方向となるよう折り曲げられ、内部に電離性ガスを封入した誘電体チューブと、
前記誘電体チューブの内部でかつ当該誘電体チューブの両端部に設けられた第１の電極端子及び第２の電極端子と、
前記第１の電極端子及び前記第２の電極端子に接続され、励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値を制御して、前記電離性ガスをプラズマ状態に保持するためのプラズマ励振電源と、
前記第１の電極端子及び前記第２の電極端子のうち、少なくとも一方の電極端子に高周波信号を供給し、前記誘電体チューブをアンテナとして動作させるための高周波信号発生器と、
レーダが使用する電波を受信する電波受信装置と、
前記電波受信装置が受信した電波の周波数を解析するデータ解析部と、
前記プラズマ状態とするプラズマ周波数を前記データ解析部が解析した前記レーダが使用する電波の周波数より低い周波数とする前記誘電体チューブの内部の電離性ガスの圧力と密度のうち少なくとも一方の値を調整する電離性ガス調整部と、
前記データ解析部が解析した周波数より低いプラズマ周波数とする電離性ガスの圧力と
密度のうち少なくとも一方の値を前記電離性ガス調整部に指示するプラズマ設定部と、
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
両端が同一方向となるよう折り曲げられ、内部に電離性ガスを封入した誘電体チューブと、
前記誘電体チューブの内部でかつ当該誘電体チューブの両端部に設けられた第１の電極端子及び第２の電極端子と、
前記第１の電極端子及び前記第２の電極端子に接続され、励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値を制御して、前記電離性ガスをプラズマ状態に保持するためのプラズマ励振電源と、
前記第１の電極端子及び前記第２の電極端子のうち、少なくとも一方の電極端子に高周波信号を供給し、前記誘電体チューブをアンテナとして動作させるための高周波信号発生器と、
レーダが使用する電波を受信する電波受信装置と、
前記電波受信装置が受信した電波の周波数を解析するデータ解析部と、
前記プラズマ状態とするプラズマ周波数を前記データ解析部が解析した前記レーダが使用する電波の周波数より低い周波数とする前記誘電体チューブの内部の電離性ガスの圧力と密度のうち少なくとも一方の値を調整する電離性ガス調整部と、
前記プラズマ状態とするプラズマ周波数を前記データ解析部が解析した前記レーダが使用する電波の周波数より低い周波数とする電離性ガスの圧力と密度のうち少なくとも一方の値を前記電離性ガス調整部に指示する制御と、前記データ解析部が解析した前記レーダが使用する電波の周波数より低い周波数とする励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値を前記プラズマ励振電源に指示する制御のうち、少なくともいずれか一方の制御を行うプラズマ設定部とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
前記誘電体チューブを覆う誘電体カバーを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置をアンテナ素子として用い、当該アンテナ素子を複数配置してアレー構成としたことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナに到来した電波が反射する電力量を低減可能なアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ装置として、外部電源をＯＮにしたとき、誘電体チューブ内の電離性ガスがプラズマ状態となり、この状態で高周波電力を供給することで、誘電体チューブがアンテナとして動作し、また、外部電源をＯＦＦにしたとき、誘電体チューブ内の電離性ガスがプラズマ状態から通常状態に変化して、高周波における導電性が失われ、誘電体チューブが高周波に対して電気的に透明に見えるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
また、この特許文献１には、誘電体チューブの形状は、折り曲げられて低散乱断面積を実現するように構成されている一方で、配線等の他の部材についても装置全体として散乱断面積が高くならないように実装する構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４８０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアンテナ装置は、アンテナ形状を折り曲げ、プラズマを励振するために必要な他の部材の散乱断面積がアンテナ特性に影響を与えないように実装している。このような従来のアンテナ装置では、未使用時の低散乱断面積を実現し、また近接配置されて切り替え使用する複数のアンテナを有する場合に、相互干渉を低減させることができるが、アンテナ使用時における反射電力量を低減させることについては考慮されていないという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、レーダからの到来波に対する反射電力量を低減させることのできるアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアンテナ装置は、両端が同一方向となるよう折り曲げられ、内部に電離性ガスを封入した誘電体チューブと、誘電体チューブの内部でかつ誘電体チューブの両端部に設けられた第１の電極端子及び第２の電極端子と、第１の電極端子及び第２の電極端子に接続され、励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値を制御して、電離性ガスをプラズマ状態に保持するためのプラズマ励振電源と、第１の電極端子及び第２の電極端子のうち、少なくとも一方の電極端子に高周波信号を供給し、誘電体チューブをアンテナとして動作させるための高周波信号発生器と、レーダが使用する電波を受信する電波受信装置と、電波受信装置が受信した電波の周波数を解析するデータ解析部と、プラズマ状態とするプラズマ周波数を前記データ解析部が解析したレーダが使用する電波の周波数より低い周波数とする励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値をプラズマ励振電源に指示するプラズマ設定部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のアンテナ装置は、プラズマ状態とするプラズマ周波数を、レーダが使用する電波の周波数より低い周波数とするようにしたので、レーダからの到来波に対する反射電力量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図２】プラズマに平面波を入射させたときの反射電力の周波数特性を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４によるアンテナ装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図である。
図示のアンテナ装置は、誘電体チューブ１、移動体表面２、電極端子３、プラズマ励振電源４、高周波信号発生器５、カバー６を備えている。
【００１０】
誘電体チューブ１は、内部に電離性ガスが封入され、両端が近接し、かつ、両端が同一方向となるようにＵ字状に折り曲げられ、その両端が、移動体表面２の近傍、すなわち、移動体表面２上に微小間隔を有して配置される。電極端子３は、第１及び第２の電極端子として、それぞれ誘電体チューブ１の内部の両端部に設けられる。プラズマ励振電源４は、電極端子３のそれぞれに接続され、電離性ガスをプラズマ状態に励振する励振電圧または励振電流を発生する。高周波信号発生器５は、誘電体チューブ１をアンテナとして動作させるため、電極端子３の少なくとも一方の端子に高周波の信号を供給する。カバー６は、誘電体チューブ１を覆うように配置され、誘電体チューブ１を保護する役割を果たす。
【００１１】
なお、誘電体チューブ１は、その両端が移動体表面２の近傍に配置されると説明したが、移動体表面２に地導体を設け、地導体上に誘電体チューブ１の両端が近接して配置されるよう構成してもよい。
【００１２】
また、図１のアンテナ装置をアンテナ素子として、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナ装置を構成してもよい。このようなアレーアンテナ装置を構成するとき、アンテナ素子の構成要素の少なくとも一部は共有化してもよい。例えば、プラズマ励振電源４及び高周波信号発生器５のそれぞれについて、２つ以上のアンテナ素子で共有しても構わない。カバー６についても、２つ以上の誘電体チューブ１を覆うように実装してもよい。このように、アレーアンテナ装置を構成する際に、構成要素の少なくとも一部を共有化することで、回路規模やコストの削減を図ることができる。
【００１３】
図２は、プラズマに平面波を入射させた時の、反射電力の周波数特性を示す図である。プラズマを点灯させた時の結果を“プラズマＯＮ”、非点灯時を“プラズマＯＦＦ”として示す。プラズマＯＮを実線で、プラズマＯＦＦを破線で示し、プラズマＯＮとプラズマＯＦＦの反射電力が同じ値になる周波数近傍が「プラズマ周波数」である。プラズマ周波数より低い周波数では、プラズマＯＮはプラズマＯＦＦより高い反射電力を示し、プラズマＯＮとプラズマＯＦＦとの反射電力量の差が大きい。このため、プラズマＯＮでは金属、プラズマＯＦＦでは誘電体として振る舞い、アンテナとして使用する場合、レーダからは金属として見えるため、通常のアンテナと同等の反射電力量となる。
【００１４】
一方、プラズマ周波数以上では、プラズマＯＮとプラズマＯＦＦでは同等の反射電力量である。このため、プラズマＯＮとプラズマＯＦＦ共に誘電体として振る舞い、アンテナとして使用する場合でも、レーダからは誘電体と観測され、反射電力量は通常のアンテナと比較して低く見える。
従って、プラズマ周波数をレーダが使用する周波数より低くすることにより、レーダからは誘電体として観測されることになる。
【００１５】
例えば、実施の形態１のアンテナ装置を設置する移動体を航空機とした場合、アンテナ装置は航空機の機体表面に実装される。ここで、航空機に搭載されるレーダには、一般的にＸ帯の周波数の電波が使用されている。従って、誘電体チューブ１に発生するプラズマのプラズマ周波数をＸ帯の周波数より低く設定することにより、Ｘ帯の周波数では誘電体と似た特性となって反射電力量が低減されるため、Ｘ帯の周波数を使用するレーダからは観測することが難しいアンテナとして動作させることができる。
【００１６】
なお、ここでは、航空機搭載のレーダで使用されるＸ帯の周波数の電波を例に挙げたが、航空機のような適用対象、またＸ帯のような周波数帯の電波に限らない。適用対象によって各種レーダで使用される周波数帯の電波に対応して、その電波の周波数より低い周波数になるようにプラズマ周波数を設定することで、その周波数帯の電波を使用するレーダから観測することが難しいアンテナとして動作させることができる。
【００１７】
また、プラズマ周波数の調整方法としては、例えば、後述する実施の形態２の励振電圧または励振電流による制御、または、実施の形態３の電離性ガスの圧力または密度による制御によって行うが、これらの制御方法に限らず、他の制御方法を適用しても行ってもよい。
【００１８】
以上説明したように、実施の形態１のアンテナ装置によれば、両端が同一方向となるよう折り曲げられ、内部に電離性ガスを封入した誘電体チューブと、誘電体チューブの内部でかつ誘電体チューブの両端部に設けられた第１の電極端子及び第２の電極端子と、第１の電極端子及び第２の電極端子に接続され、励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値を制御して、電離性ガスをプラズマ状態に保持するためのプラズマ励振電源と、第１の電極端子及び第２の電極端子のうち、少なくとも一方の電極端子に高周波信号を供給し、誘電体チューブをアンテナとして動作させるための高周波信号発生器とを備え、プラズマ状態とするプラズマ周波数を、レーダが使用する電波の周波数より低い周波数とするようにしたので、レーダからの到来波に対する反射電力量をアンテナ使用時でも低減させることができ、従って、レーダからは観測することが難しいアンテナとして動作させることができる。
【００１９】
また、実施の形態１のアンテナ装置によれば、移動体の表面上に地導体を有し、地導体上に誘電体チューブが位置するようにしたので、移動体に搭載されるアンテナ装置として、レーダからは観測することが難しいアンテナとして動作させることができる。
【００２０】
また、実施の形態１のアンテナ装置によれば、移動体の表面上に誘電体チューブが位置するようにしたので、移動体に搭載されるアンテナ装置として、レーダからは観測することが難しいアンテナとして動作させることができる。
【００２１】
また、実施の形態１のアンテナ装置によれば、移動体は航空機であるようにしたので、航空機のアンテナ装置として、レーダからは観測することが難しいアンテナとして動作させることができる。
【００２２】
また、実施の形態１のアンテナ装置によれば、レーダが使用する電波の周波数はＸ帯の周波数であるようにしたので、Ｘ帯を使用するレーダからは観測することが難しいアンテナとして動作させることができる。
【００２３】
また、実施の形態１のアンテナ装置によれば、誘電体チューブを覆う誘電体カバーを備えたので、誘電体チューブを保護することができる。
【００２４】
また、実施の形態１のアンテナ装置によれば、アンテナ装置をアンテナ素子として用い、アンテナ素子を複数配置してアレー構成としたので、アレーアンテナ装置として、レーダからの到来波に対する反射電力量を低減させることができる。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態１では、レーダが使用する電波の周波数より低い周波数をプラズマ周波数に設定しておき、当該レーダから観測することが難しいアンテナとして動作させるアンテナ装置について説明した。
実施の形態１で説明した図２では、誘電体チューブ１内部に封入した電離性ガスの圧力または密度と、電離性ガスをプラズマ状態に励振させるために供給する励振電圧または励振電流とを予め設定しておき、周波数を変化させて計測した反射電力の周波数特性を示したが、電離性ガスをプラズマ状態に励振させるために供給する励振電圧と励振電流のうち少なくともいずれかの値を変化させることでも、プラズマ周波数を調整することができ、反射電力の特性を制御することができる。
【００２６】
このような観点から、実施の形態２では、実際にレーダから到来した電波の周波数に適応してプラズマ周波数を設定し、プラズマ励振電源に供給する励振電圧または励振電流を変化させてプラズマ周波数を設定するアンテナ装置について説明する。
【００２７】
図３は、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を示す構成図である。
実施の形態２に係るアンテナ装置は、誘電体チューブ１、移動体表面２、電極端子３、プラズマ励振電源４ａ、高周波信号発生器５、カバー６、電波受信装置７、データ解析部８、プラズマ設定部９を備える。ここで、誘電体チューブ１、移動体表面２、電極端子３、高周波信号発生器５及びカバー６は、図１で示した実施の形態１の構成と同様であるため、これらの構成の説明は省略する。
【００２８】
電波受信装置７は、アンテナ装置に到来する電波を受信するための電波受信手段である。データ解析部８は、電波受信装置７が受信した到来電波の周波数ｆを解析する処理部である。プラズマ設定部９は、誘電体チューブ１内に励振するプラズマのプラズマ周波数を、データ解析部８で解析した到来電波の周波数ｆより低い周波数に設定するように、電離性ガスをプラズマ状態に励振させるために供給すべき励振電圧または励振電流を算出し、この励振電圧または励振電流をプラズマ励振電源４ａに指示する処理部である。プラズマ励振電源４ａは、基本的な構成は実施の形態１のプラズマ励振電源４と同様であるが、プラズマ設定部９から指示された励振電圧または励振電流を発生して電離性ガスをプラズマ状態に励振させるよう構成されている。
【００２９】
このように構成された実施の形態２のアンテナ装置では、先ず、電波受信装置７で自装置に到来するレーダ波等の電波を受信する。電波受信装置７で到来電波を受信するとデータ解析部８は周波数解析を行い、その周波数ｆを算出する。次に、プラズマ設定部９は、データ解析部８で解析された周波数ｆに基づいて、誘電体チューブ１内に励振するプラズマのプラズマ周波数を、その周波数ｆより低い周波数に設定するように、供給すべき励振電圧または励振電流を算出し、プラズマ励振電源４ａに指示する。これにより、プラズマ励振電源４ａは誘電体チューブ１内の電離性ガスを周波数ｆより低い周波数でプラズマ状態に励振させる。
【００３０】
なお、上記例では励振電圧または励振電流のいずれか一方の値を制御したが、励振電圧と励振電流の両方の値を制御するようにしてもよい。
【００３１】
また、誘電体チューブ１は、その両端が移動体表面２の近傍に配置されると説明したが、移動体表面２に地導体を設け、地導体上に誘電体チューブ１の両端が近接して配置されるよう構成してもよい。
【００３２】
さらに、図３のアンテナ装置をアンテナ素子として、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナ装置を構成してもよい。このようなアレーアンテナ装置を構成するとき、アンテナ素子の構成要素の少なくとも一部は共有化してもよい。例えば、電波受信装置７、データ解析部８及びプラズマ設定部９は、複数のアンテナ素子と同数設ける必要はなく、１組を共有して構成してもよい。プラズマ励振電源４ａ及び高周波信号発生器５のそれぞれについても、２つ以上のアンテナ素子で共有しても構わない。カバー６についても、２つ以上の誘電体チューブ１を覆うように実装してもよい。このように、アレーアンテナ装置を構成する際に、構成要素の少なくとも一部を共有化することで、回路規模やコストの削減を図ることができる。
また、電波受信装置７は、受信方向を指向して複数設置してもよい。
【００３３】
以上のように、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置によれば、レーダが使用する電波を受信する電波受信装置と、電波受信装置が受信した電波の周波数を解析するデータ解析部と、データ解析部が解析した周波数より低いプラズマ周波数とする励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値を前記プラズマ励振電源に指示するプラズマ設定部とを備えたので、自装置で到来電波を受信するレーダからの観測性を低減させることができる。
【００３４】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、実際に到来した電波の周波数に適応してプラズマ周波数を設定するように、電離性ガスをプラズマ状態に励振させるために供給する励振電圧または励振電流を変化させるアンテナ装置について説明した。一方、励振電圧または励振電流を変化させる代わりに、電離性ガスの圧力または密度を変化させることでも、プラズマ周波数を調整することができ、反射電力の特性を制御することができる。
【００３５】
そこで、実施の形態３では、実際にレーダから到来した電波の周波数に適応してプラズマ周波数を設定するように、電離性ガスの圧力または密度を変化させるアンテナ装置について説明する。
【００３６】
図４は、この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置を示す構成図である。
実施の形態３に係るアンテナ装置は、誘電体チューブ１ａ、移動体表面２、電極端子３、プラズマ励振電源４、高周波信号発生器５、カバー６、電波受信装置７、データ解析部８、プラズマ設定部１０、電離性ガス調整部１１から構成される。ここで、移動体表面２、電極端子３、プラズマ励振電源４、高周波信号発生器５及びカバー６は、図１に示す実施の形態１の構成と同様であり、また、電波受信装置７とデータ解析部８は、図３に示す実施の形態２の構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３７】
誘電体チューブ１ａは、内部に電離性ガスが封入され、その両端が移動体表面２の近傍に配置されている点は実施の形態１及び実施の形態２と同様であるが、電離性ガスの圧力または密度が調整可能となっている点において、実施の形態１、２とは異なっている。
プラズマ設定部１０は、誘電体チューブ１ａ内に励振するプラズマのプラズマ周波数を、データ解析部８にて算出した到来電波の周波数ｆより低い周波数に設定するように、電離性ガスをプラズマ状態に励振させるために電離性ガスの圧力または密度を算出し、この値を電離性ガス調整部１１に指示するための処理部である。電離性ガス調整部１１は、誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスの圧力または密度をプラズマ設定部１０から指示された状態に調整するための調整部である。
【００３８】
電離性ガス調整部１１は、例えば、電離性ガスを蓄積した蓄積手段１１１と、この蓄積手段１１１と誘電体チューブ１ａの間に設けられ、電離性ガスの圧力または密度を加減する制御弁１１２から構成される。制御弁１１２は、誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスの圧力または密度がプラズマ設定部１０から指示された圧力または密度となるように調整する。蓄積手段１１１は、例えば電離性ガスを蓄積したボンベのようなものでよい。
【００３９】
このように構成された実施の形態３のアンテナ装置では、先ず、電波受信装置７で自装置に到来するレーダ波等の電波を受信する。電波受信装置７で到来電波を受信するとデータ解析部８は周波数解析を行い、その周波数ｆを算出する。次に、プラズマ設定部１０は、データ解析部８で解析された周波数ｆに基づいて、誘電体チューブ１内に励振するプラズマのプラズマ周波数を、その周波数ｆより低い周波数に設定するように、誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスの圧力または密度を算出し、この値を電離性ガス調整部１１に指示する。電離性ガス調整部１１では、指示された電離性ガスの圧力または密度となるよう誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスを調整する。これにより、プラズマ励振電源４は誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスを周波数ｆより低い周波数でプラズマ状態に励振させる。
【００４０】
なお、上記例では誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスの圧力または密度を制御したが、これら電離性ガスの圧力と密度の両方の値を制御するようにしてもよい。例えば、「圧力値を大きく、密度の値を小さく」といった制御も可能である。
【００４１】
また、誘電体チューブ１ａは、その両端が移動体表面２の近傍に配置されると説明したが、移動体表面２に地導体を設け、地導体上に誘電体チューブ１の両端が近接して配置されるよう構成してもよい。
【００４２】
さらに、図４のアンテナ装置をアンテナ素子として、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナ装置を構成してもよい。このようなアレーアンテナ装置を構成するとき、アンテナ素子の構成要素の少なくとも一部は共有化してもよい。例えば、電波受信装置７、データ解析部８及びプラズマ設定部１０は、複数のアンテナ素子と同数設ける必要はなく、１組を共有して構成してもよい。プラズマ励振電源４、高周波信号発生器５及び電離性ガス調整部１１のそれぞれについても、２つ以上のアンテナ素子で共有しても構わない。カバー６についても、２つ以上の誘電体チューブ１ａを覆うように実装してもよい。このように、アレーアンテナ装置を構成する際に、構成要素の少なくとも一部を共有化することで、回路規模やコストの削減を図ることができる。
また、電波受信装置７は、受信方向を指向して複数設置してもよい。
【００４３】
以上のように、この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置によれば、レーダが使用する電波を受信する電波受信装置と、電波受信装置が受信した電波の周波数を解析するデータ解析部と、誘電体チューブの内部の電離性ガスの圧力と密度のうち少なくとも一方の値を調整する電離性ガス調整部と、データ解析部が解析した周波数より低いプラズマ周波数とする電離性ガスの圧力と密度のうち少なくとも一方の値を電離性ガス調整部に指示するプラズマ設定部とを備えたので、自装置で到来電波を受信するレーダからの観測性を低減させることができる。
【００４４】
実施の形態４．
実施の形態２では、実際にレーダから到来した電波の周波数に適応してプラズマ周波数を設定するように、電離性ガスをプラズマ状態に励振させるために供給する励振電圧または励振電流を変化させるアンテナ装置について説明した。また、実施の形態３では、実際にレーダから到来した電波の周波数に適応してプラズマ周波数を設定するように、電離性ガスの圧力または密度を変化させるアンテナ装置について説明した。
【００４５】
ここで、実施の形態２の制御と実施の形態３の制御を両方組み合わせてもよく、これを実施の形態４として次に説明する。すなわち、実施の形態４のアンテナ装置は、実際に到来した電波の周波数に適応してプラズマ周波数を設定するように、電離性ガスをプラズマ状態に励振させるために供給する励振電圧または励振電流の制御と、電離性ガスの圧力または密度の制御の両方の制御を行うようにしたものである。
【００４６】
図５は、実施の形態４に係るアンテナ装置を示す構成図である。
この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置は、誘電体チューブ１ａ、移動体表面２、電極端子３、プラズマ励振電源４ａ、高周波信号発生器５、カバー６、電波受信装置７、データ解析部８、電離性ガス調整部１１、プラズマ設定部１２から構成される。ここで、移動体表面２、電極端子３、高周波信号発生器５及びカバー６は、図１及び図３に示した実施の形態１及び実施の形態２の構成と同様であり、プラズマ励振電源４ａ、電波受信装置７及びデータ解析部８は、実施の形態２の構成と同様であり、さらに、誘電体チューブ１ａ及び電離性ガス調整部１１は、図４に示した実施の形態３の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
プラズマ設定部１２は、誘電体チューブ１ａ内に励振するプラズマのプラズマ周波数を、データ解析部８にて算出した到来電波の周波数ｆより低い周波数に設定するように、電離性ガスをプラズマ状態に励振させるために供給すべき励振電圧または励振電流と、電離性ガスの圧力または密度とを算出し、励振電圧または励振電流をプラズマ励振電源４ａに、また、電離性ガスの圧力または密度を電離性ガス調整部１１に指示する処理部である。なお、電離性ガス調整部１１は、実施の形態３の電離性ガス調整部１１と同様に、例えば蓄積手段１１１および制御弁１１２から構成されている。
【００４８】
このように構成された実施の形態４のアンテナ装置では、先ず、電波受信装置７で自装置に到来するレーダ波等の電波を受信する。電波受信装置７で到来電波を受信するとデータ解析部８は周波数解析を行い、その周波数ｆを算出する。ここまでの動作は、実施の形態２及び実施の形態３と同様である。次に、プラズマ設定部１２は、データ解析部８で算出された周波数ｆに基づいて、誘電体チューブ１内に励振するプラズマのプラズマ周波数を、その周波数ｆより低い周波数に設定するように、供給すべき励振電圧または励振電流を算出し、プラズマ励振電源４ａに指示すると共に、誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスの圧力または密度を算出し、この値を電離性ガス調整部１１に指示する。電離性ガス調整部１１では、指示された電離性ガスの圧力または密度となるよう誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスを調整する。これにより、プラズマ励振電源４ａは誘電体チューブ１ａ内の電離性ガスを周波数ｆより低い周波数でプラズマ状態に励振させる。
【００４９】
なお、実施の形態２と同様に、励振電圧と励振電流の両方の値を制御するようにしてもよく、また、実施の形態３と同様に、電離性ガスの圧力と密度の両方の値を制御するようにしてもよい。
【００５０】
また、誘電体チューブ１ａは、その両端が移動体表面２の近傍に配置されると説明したが、移動体表面２に地導体を設け、地導体上に誘電体チューブ１の両端が近接して配置されるよう構成してもよい。
【００５１】
さらに、図５のアンテナ装置をアンテナ素子として、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナ装置を構成してもよい。このようなアレーアンテナ装置を構成するとき、アンテナ素子の構成要素の少なくとも一部は共有化してもよい。例えば、電波受信装置７、データ解析部８及びプラズマ設定部１２は、複数のアンテナ素子と同数設ける必要はなく、１組を共有して構成してもよい。プラズマ励振電源４ａ、高周波信号発生器５及び電離性ガス調整部１１のそれぞれについても、２つ以上のアンテナ素子で共有しても構わない。カバー６についても、２つ以上の誘電体チューブ１ａを覆うように実装してもよい。このように、アレーアンテナ装置を構成する際に、構成要素の少なくとも一部を共有化することで、回路規模やコストの削減を図ることができる。
また、電波受信装置７は、受信方向を指向して複数設置してもよい。
【００５２】
また、プラズマ設定部１２は、プラズマ周波数を到来電波の周波数ｆより低い周波数に設定するように、励振電圧または励振電流の制御値と、電離性ガスの圧力または密度の制御値の両方の制御値を算出するものとして説明したが、励振電圧または励振電流の制御値と電離性ガスの圧力または密度の制御値の両方を同時に変化させるとは限らず、一方を固定し、他方の制御値のみを算出してもよい。すなわち、励振電圧または励振電流の条件は変更せず、電離性ガスの圧力または密度のみで調整する制御や、電離性ガスの圧力または密度の条件は変更せず、励振電圧または励振電流の条件のみで調整する制御を行ってもよい。また、並行して変更せず、２段階に分けて順次調整してもよい。
【００５３】
以上のように、この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置によれば、レーダが使用する電波を受信する電波受信装置と、電波受信装置が受信した電波の周波数を解析するデータ解析部と、誘電体チューブの内部の電離性ガスの圧力と密度のうち少なくとも一方の値を調整する電離性ガス調整部と、データ解析部が解析した周波数より低いプラズマ周波数とする電離性ガスの圧力と密度のうち少なくとも一方の値を電離性ガス調整部に指示する制御と、データ解析部が解析した周波数より低いプラズマ周波数とする励振電圧と励振電流のうち少なくとも一方の値をプラズマ励振電源に指示する制御のうち、少なくともいずれか一方の制御を行うプラズマ設定部とを備えたので、自装置で到来電波を受信するレーダからの観測性を低減させることができる。
【００５４】
なお、上記各実施の形態では、アンテナ装置の搭載対象を移動体とし、かつ、移動体を航空機としたが、搭載対象がこれに限定されるものではない。例えば、搭載対象として、航空機の機体だけでなく、船舶の船体、車両の車体などでもよく、その搭載対象物表面近傍に搭載する用途が考えられる。搭載対象物表面近傍にこの発明に係るアンテナ装置を装備し、レーダからの到来電波の周波数より低い周波数にプラズマ周波数を設定することで、レーダから観測しにくくすることができる。
【００５５】
また、アンテナ装置の搭載対象物である移動体を観測するために電波を発信するレーダは、移動体に搭載されていても、地上や海上に配置されていても構わない。あるいは衛星に搭載されていても構わない。
【００５６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１ａ  誘電体チューブ、２  移動体表面、３  電極端子、４，４ａ  プラズマ励振電源、５  高周波信号発生器、６  カバー、７  電波受信装置、８  データ解析部、９，１０，１２  プラズマ設定部、１１  電離性ガス調整部、１１１  蓄積手段、１１２  制御弁。
【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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