(57)【要約】【課題】  パッチタイプの周波数選択板を積層させることにより、所定の周波数帯域の電波を効果的に反射することができる積層周波数選択板を提供することを目的とする。【解決手段】  積層周波数選択板４は、それぞれ異なる所定の周波数帯域の電波のみを反射するパッチタイプの周波数選択板４１、４２、及び４３をコア５０を介して接着した構造をとる。各周波数選択板４１、４２、及び４３は、片面に金属箔パターンが形成されており、コア５０は、発泡体やアラミドハニカム等の誘電体で構成されている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の周波数帯域の電波のみを反射し、その他の周波数帯域の電波を透過させるパッチタイプの複数の周波数選択板を積層したことを特徴とする積層周波数選択板。
【請求項２】
特定の周波数帯域の電波のみを透過し、その他の周波数帯域の電波を反射させる少なくとも１枚のアパチャタイプの周波数選択板と、
特定の周波数帯域の電波のみを反射し、その他の周波数帯域の電波を透過させる少なくとも１枚のパッチタイプの周波数選択板とを積層して構成され、
前記パッチタイプの周波数選択板は、前記アパチャタイプの周波数選択板が透過する周波数帯域の整数倍の周波数帯域の電波を反射する特性を有する
ことを特徴とする積層周波数選択板。
【請求項３】
艦船に用いられる周波数帯域以外の特定周波数帯域の電波を反射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層周波数選択板。
【請求項４】
請求項３に記載の積層周波数選択板が艦船に搭載されたレーダアンテナを覆うように前記艦船の外板と一体となって設けられたアンテナレドーム。
【請求項５】
艦船に搭載されたレーダアンテナを覆うように請求項３に記載の積層周波数選択板を設置した艦船用マスト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定周波数の電波を透過する一方、その他の周波数帯の電波は反射することのできる周波数選択板、アンテナレドーム、及び艦船用マストに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーダに探知されにくいように、ステルス性能を重視した航空機や艦船の設計が必要とされている。このステルス性能を向上させるためには、レーダ有効反射断面積（RCS: Radar Cross Section：入射する電磁波エネルギーに対し、反射する電磁波エネルギーの大きさを光学的断面積が１平方メートルの完全導体球を基準として示した値）を低減させる必要があり、重要な課題となっている。
ここで、例えば、特開２００１−２９８３２２号公報（特許文献１）には、所望の周波数帯域の電波を透過する一方で、その他の周波数帯域の電波は反射するという特性を持つ周波数選択板をアンテナレドームに使用し、この周波数選択板を斜めに配置することにより、レーダ有効反射断面積を低減させて、ステルス性能を向上させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２９８３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した特許文献１では、周波数選択板として、特定の周波数は透過するが、特定の周波数以外では電波を透過せずに反射させる特性を持つアパチャタイプ（バンドパス型）の周波数選択板を使用している。このようなアパチャタイプの周波数選択板は、所定の周波数のみを透過させることができるので、艦船や航空機等のレーダアンテナを隠蔽するのに適していると考えられる。
しかしながら、このアパチャタイプの周波数選択板は、使用周波数の整数倍の周波数も透過してしまうというウッズ・アノマリ現象と呼ばれる特性を持つ。このため、アパチャタイプの周波数選択板を使用すると、相手側のレーダの使用周波数帯に透過領域が出現してしまい、相手側に探知される虞があるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、パッチタイプの複数の周波数選択板を積層させることにより、所定の周波数帯域の電波を効果的に反射することができる積層周波数選択板、アンテナレドーム、及び艦船用マスト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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の積層周波数選択板は、特定の周波数帯域の電波のみを反射し、その他の周波数帯域の電波を透過させるパッチタイプの複数の周波数選択板を積層して構成されることを特徴とする。
【０００６】
このように、アパチャタイプの周波数選択板を用いずに、パッチタイプの複数の周波数選択板を積層するので、ウッズ・アノマリ現象を考慮することなく、所望の周波数帯域の電波を反射させることが可能となる。
また、それぞれ反射可能な周波数帯域が異なる周波数選択板を積層することにより、各々の反射可能な周波数帯域を組み合わせた一連の周波数帯域における電波を反射することができ、広い周波数帯域に渡って電波を反射させることが可能となる。
なお、積層周波数選択板は、例えば、片面に金属箔パターンが形成された誘電体の周波数選択板を誘電体からなるコア（スペーサ）を介して積層することにより構成されている。
【０００７】
また、本発明の積層周波数選択板は、特定の周波数帯域の電波のみを透過し、その他の周波数帯域の電波を反射させる少なくとも１枚のアパチャタイプの周波数選択板と、特定の周波数帯域の電波のみを反射し、その他の周波数帯域の電波を透過させる少なくとも１枚のパッチタイプの周波数選択板とを積層して構成され、前記パッチタイプの周波数選択板は、前記アパチャタイプの周波数選択板が透過する周波数帯域の整数倍の周波数帯域の電波を反射する特性を有することを特徴とする。
【０００８】
このように、パッチタイプの周波数選択板とアパチャタイプの周波数選択板とを積層し、更に、アパチャタイプの周波数選択板がウッズ・アノマリ現象として透過してしまう周波数帯域の電波をパッチタイプの周波数選択板によって反射するので、透過させたい周波数帯をピンポイントで透過させ、その他の周波数帯域の電波については完全に反射させることが可能となる。
【０００９】
また、上記積層周波数選択板は、艦船に用いられる周波数帯域以外の特定周波数帯域の電波を反射することを特徴とする。
【００１０】
このように、積層周波数選択板は、艦船に用いられる周波数帯域以外の特定周波数帯域の電波を反射するように構成されているので、艦船に用いられる送受信機能には支障をきたさずに、所望の周波数帯域の電波のみを反射させることが可能となる。
また、艦船に用いられる周波数帯域以外の特定周波数帯域には、例えば、航空機が使用する周波数帯域が含まれる。
具体的には、上記特定周波数帯域とは、Ｘバンド以上の周波数をいい、より具体的には、およそ8GHz（ギガヘルツ）から20GHz（ギガヘルツ）の周波数帯域をいう。
このように、航空機が使用する周波数帯域の電波を反射することにより、航空機と船艦との使用周波数帯域の住み分けが可能となり、航空機の使用周波数帯域の電波による影響を阻止することも可能となる。
【００１１】
また、本発明は、請求項３に記載の積層周波数選択板が艦船に搭載されたレーダアンテナを覆うように前記艦船の外板と一体となって設けられたアンテナレドームを提供する。
【００１２】
このように、艦船に搭載されたレーダアンテナを覆うアンテナレドーム自体が積層周波数選択板で構成されているので、簡単な構造で効果的にレーダ有効反射断面積を低減させることができる。
また、艦船の外板と一体となって構成されているため、視認によっても検知されにくくすることができる。
【００１３】
また、本発明は、艦船に搭載されたレーダアンテナを覆うように請求項３に記載の積層周波数選択板を設置した艦船用マストを提供する。
【００１４】
本発明によれば、艦船に搭載されたレーダアンテナを艦船用マストで覆うので、レーダアンテナを風雨等から保護することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の積層周波数選択板によれば、広い周波数帯域に渡って電波を反射するので、相手側のレーダの周波数帯域における電波を反射でき、レーダ有効反射断面積を効果的に低減させることができる。
また、周波数選択板の組み合わせにより、反射させる周波数帯域と透過させる周波数帯域とを自由に設計することができるので、様々な用途に合わせて適用することが可能となる。
また、本発明の積層周波数選択板によれば、パッチタイプの周波数選択板と、アパチャタイプの周波数選択板とを積層して積層周波数選択板を構成することにより、所望の周波数帯域の電波のみをピンポイントで透過し、それ以外の周波数帯域の電波については完全に反射することが可能となるので、レーダ有効反射面積を大幅に低減させることができる。
【００１６】
本発明の積層周波数選択板によれば、艦船の通信に何ら影響を与えることなく、それ以外の特定周波数帯の電波のみを反射することができるので、艦船搭載用レーダアンテナを隠蔽するアンテナレドームに使用されるのに好適な周波数選択板を実現させることができる。
【００１７】
また、本発明のアンテナレドームによれば、アンテナレドーム自体が積層周波数選択板で構成されているので、簡単な構造で効果的にレーダ有効反射断面積を低減させることができる。
また、艦船の外板と一体となって構成されているため、視認によっても検知されにくくすることができる。
【００１８】
また、本発明の艦船用マストによれば、レーダアンテナを効果的に隠蔽することができる。また、レーダアンテナを風雨等から保護することにより、レーダアンテナの寿命を延ばすことができ、また、整備性も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態に係る積層周波数選択板を艦船用マストに適用した場合の一実施形態について、図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る積層周波数選択板を用いた艦船用マストを搭載した艦船の外観を示した図であり、図２は、図１に示した艦船用マストの構造を示した図である。
図１及び図２に示すように、艦船用マスト１は、船体２の高所に搭載された艦船に用いられる周波数帯域の電波を送受信するレーダアンテナ３１及び３２を覆うように設けられており、平板上の積層周波数選択板４を複数枚使用した多面体構造をとる。ここで、球面ではなく、多面体としているのは、多面体の方がよりステルス性を向上させることができるからである。
【００２０】
本実施形態に係る積層周波数選択板４は、図３に周波数特性を示すように、艦船に用いられる周波数帯域以外の特定周波数帯域を反射し、その他の周波数は透過するという周波数特性を持つように設計されている。具体的には、Ｘバンド以上の周波数帯域を反射するように設計されている。より具体的には、およそ8GHz（ギガヘルツ）から20GHz（ギガヘルツ）の周波数帯域を反射するように設計されている。
このように、艦船に用いられる周波数帯域以外の特定周波数帯域の電波を反射するように積層周波数選択板を構成することにより、艦船に用いられる送受信機能には支障をきたさずに、その他の周波数帯域の電波を反射させることが可能となる。
ここで、艦船に用いられる周波数帯域以外の特定周波数帯域には、航空機が使用する周波数帯域が含まれる。この周波数帯域の電波を反射することにより、航空機と船艦との使用周波数帯域の住み分けが可能となり、航空機の使用周波数帯域の電波による影響を阻止することも可能となる。
【００２１】
図４は、積層周波数選択板４の構造を示す図である。この図に示すように、積層周波数選択板は、片面に金属箔パターンが形成された周波数選択板４１、４２、４３がコア５０を介して積層された構造をとる。また、この積層周波数選択板４の表層には、透過損失の低い抵抗皮膜GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）５１が配置されている。また、コア５０は、発泡体やアラミドハニカム等の誘電体で構成されている。
周波数選択板４１、４２、４３は、いずれも所定の周波数帯域の電波のみを反射し、その他の周波数帯域の電波を透過するパッチタイプの周波数選択板である。周波数選択板４１は、図５（ａ）に示すように、周波数帯域f1を反射する特性を有し、周波数選択板４２は、図５（ｂ）に示すように周波数帯域f2を反射する特性を有し、周波数選択板４３は、図５（ｃ）に示すように周波数帯域f3を反射する特性を有している。
ここで、各周波数選択板４１、４２、４３により反射される周波数帯域f1、f2、f3は、それぞれ異なる周波数帯域であり、各周波数選択板の片面に形成された金属箔パターンの形状を変えることにより、自由に設定することができる。
【００２２】
上述したように、本実施形態に係る周波数選択板によれば、艦船に用いられる周波数帯域以外の特定周波数帯域の電波を反射するように構成された積層周波数選択板を採用するので、艦船に用いられる送受信機能には支障をきたさずに、広い周波数帯域に渡って電波を反射することが可能となり、相手側のレーダの周波数帯域における電波を反射でき、レーダ有効反射断面積を効果的に低減させることができる。
また、アパチャタイプの周波数選択板を用いずに、パッチタイプの周波数選択板を積層した構造をとるので、ウッズ・アノマリ現象を考慮することなく、所望の周波数帯域の電波を反射させることができる。
【００２３】
なお、上述の積層周波数選択板４を構成する各周波数選択板４１、４２、４３の積層の順番は、特に限定されない。例えば、周波数選択板４２、４１、４３の順番で積層することも可能である。また、積層周波数選択板４を構成する周波数選択板の枚数も特に限定されることはなく、２枚以上であれば良い。
また、上述した実施形態においては、レーダアンテナ３１及び３２を艦船用マスト１に内包する場合について述べたが、内包する機器に関しては上記機器に限られず、その他の機器を内包するようにしても良い。
また、上述したように、艦船用マスト１に代わって、例えば、艦船に搭載されたレーダアンテナ３１及び３２を覆うようにアンテナレドームを設け、このアンテナレドーム自体を上述の積層周波数選択板４で形成するような構成としてもよい。このとき、アンテナレドームは、艦船の外板と一体となって設けられることが好ましい。このように、アンテナレドームによりレーダアンテナ３１及び３２を隠蔽することにより、簡単な構造で効果的にレーダ有効反射断面積を低減させることができ、更に、艦船の外板と一体となって構成されているため、視認によっても検知されにくくすることができる。
【００２４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る積層周波数選択板について説明する。
上述した第１の実施形態に係る積層周波数選択板４は、パッチタイプの周波数選択板４１、４２、及び４３を積層した構造としたが、本実施形態に係る積層周波数選択板は、このパッチタイプの周波数選択板とアパチャタイプの周波数選択板とを組み合わせた構成とすることにより、更なるレーダ有効反射面積の低減を図る。
以下、本実施形態に係る積層周波数選択板について説明する。
アパチャタイプの周波数選択板は、図６に示すように、所定の周波数f0（以下「透過周波数」という。）の電波を透過し、その他の周波数帯域の電波は反射する性質を有するが、上述したように、ウッズ・アノマリ現象により、透過周波数f0の整数倍に相当する周波数も透過してしまう。
そこで、この透過周波数f0の整数倍に相当する周波数を反射させるパッチタイプの周波数選択板を上記アパチャタイプの周波数選択板に積層することにより、ウッズ・アノマリ現象による弊害を防止する。
具体的には、上述の第１の実施形態に係る積層周波数選択板４と同様に、各周波数選択板をコア５０を介して積層した構造とする（図４参照）。また、この積層周波数選択板の表層には、透過損失の低い抵抗皮膜GFRP５１が配置されている。また、コア５０は、発泡体やアラミドハニカム等の誘電体で構成されている。
【００２５】
このように、本実施形態に係る積層周波数選択板によれば、パッチタイプの周波数選択板とアパチャタイプの周波数選択板とを積層し、更に、アパチャタイプの周波数選択板がウッズ・アノマリ現象として透過してしまう周波数帯域の電波をパッチタイプの周波数選択板によって反射するので、透過させたい周波数帯をピンポイントで透過させ、その他の周波数帯域の電波については完全に反射させることが可能となるので、レーダ有効反射面積を大幅に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る艦船用マストの搭載例について表したものである。
【図２】本実施形態に係る艦船用マストの構造を示した図である。
【図３】第１の実施形態に係る積層周波数選択板の周波数特性を示す図である。
【図４】マストに使用される積層周波数選択板の構造を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る積層周波数選択板を構成する各周波数選択板の周波数特性を示す図である。
【図６】アパチャタイプの周波数選択板の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  艦船用マスト
２  船体
４  積層周波数選択板
３１、３２  レーダアンテナ
４１、４２、４３  周波数選択板
５０  コア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005244884.tif 000006
【図５】
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【図６】
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