JPS60178707A

JPS60178707A - スロツト・アレイ・アンテナ装置

Info

Publication number: JPS60178707A
Application number: JP3471084A
Authority: JP
Inventors: Takanari Terakawa; 隆成寺川; Mutsumi Takahashi; 睦高橋
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1984-02-25
Filing date: 1984-02-25
Publication date: 1985-09-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野λ 本発明は、舶用レーダ、中継装置等のアンテナとして好
適なスロット−アレイ・アンテナ装置に関し、特に、誘
電体導波機構を備えて、小型軽量化を図ったスロット−
アレイ・アンテナ装置に関する。

ｆ従来技術」スロット・アレイ・アンテナ装置は、パラボラ拳アンテ
ナ等と比へて小型軽量であるため、マスト等に載せる必
要がある舶用レーダに多用されている。しかし、スロッ
ト導波管のみでは、該スロット導波管の管軸を含む平面
（以下水平面と称する。）内での指向性ビームを形成で
きるだけで、該水平面に直交する面（以下垂直面と称す
る。）内の指向性ビームは形成できないので、垂直面内
の指向性ビームを得るのに、通常、ホーンが装着され、
使用されている。そのため、パラボラ拳アンテナ程では
ないにしても、鋭いビームを得ようとすると、重量が増
大し、また、開口面積が大きくなって、野外使用に際し
、風圧の影響が大きくなる欠点がある。特に、風の強い
海上で使用される舶用レーダでは、それ自身の強度と共
に、回転駆動系に対しても多大な影響を及ぼすので、風
圧の問題は極めて重要である。

これに対し、出願人は、誘電体導波機構と小型反射板と
を備えて、ホーンを小型反射板に置き換えて縮小するこ
とにより、小型軽量化を図り、かつ開口面積を小さく抑
えたスロッ）−アレイ拳アンテナ装置を提案した（特開
昭５６−３１．２０５号）。

第１図および第２図は、このスロット・アレイ・アンテ
ナ装置の一例を示す。これらの図に示すスロット中７レ
イ争アンテナ装置は、チャネル部材２のウェブに溝部２
ａを設けて、該溝部２ａにスロット導波管１を挿入固着
して成り、該スロット導波管１の前端に、該前端前方の
空間を挟んで、板厚が使用波長に比して十分薄い一対の
誘電体板３ａ、３ｂから成る誘電体導波機構３を突設し
、かつ、該一対の誘電体板３ａ、３ｂの外側に、誘電体
板３ａ、３ｂの基部近傍を透過して射出される電磁波を
反射する反射板４を、上記チャネル部材２の開口部に設
けて構成される。

チャネル部材２は、金属板からなり、導波管１、誘電体
導波機構３および反射板４を支持すると共に、電気的に
は導波管と同様に作用する。

誘電体板３ａ、３ｂは、坂内にトラップされる電磁波を
少なくするため、波長入に比して十分薄い板厚、例えば
、ｌ／１０Å以下のものを、略平行乃至先端を若干接近
させて配置して使用する。

この板厚しは、誘電率が大きいもの程薄くする必要があ
り、例えば、比誘電率が約２．８のものでは、０．０７
８入とする。

誘電体板３ａ、３ｂの前後方向の長さＬは、波長の数倍
程度が適当である。また、誘電体板３ａ。

３ｂの間隔りは、チャネル部材２の開口部において、ス
ロット導波管１からの電力放射を抑圧しないようにする
ため、ｌ／２八以上としである。本例では、外向き面間
の距離りは、０６７Ｂ入としである。

反射板４は、上記チャネル部材２と同様に、金属板から
成る。この反射板４は、その長さ文を大きくする程、サ
イドローブレベルが小さくなるが、文を大きくすると、
それだけ風圧が大きくなる。

従って、使用波長の２倍程度が望ましく１本例では、１
．５６人としである。また、反射板の開き角度θは、誘
電体板を透過してくる電磁波の入射角度と風圧とを考慮
して、実験により決める０本例では、２５度である。

このスロット拳アレイーアンテナ装置は、スロｙ）導波
管１から放射された電磁波のうち、水平面に対し小さな
角度を成して放射されるものを。

誘電体板３ａ、３ｂの内向き面（対向面）にて反射させ
て前方に導くと共に、大きな角度を成して放射されるも
のを、反射板４にて前方に反射させることにより、前方
に放射される電磁波エネルギを増大させて、指向性ビー
ムを形成し、かつ、サイドローブレベルを低減させてい
る。

この場合１反射板４は、大きな角度で放射される誘電体
基部からの電磁波のみを反射すればよいので、短くてよ
く、従って、開口面積を、従来のホーンに比し小さくす
ることができる０例えば、従来のホーン型の場合、開口
面高さが使用波長の４倍以上であったものが、このスロ
ットΦアレイ・アンテナ装置の場合、波長の２倍程度で
よく、開口面積を小さくすることができる。

上述した第１図および第２図に示すスロット・アレイ・
アンテナ装置は、これ自体で十分実用可能であるが、用
途によっては、回転駆動系の負担軽減、設置箇所の重量
負担軽減等のため、総重量の減少を要求される場合があ
る。特に、舶用レークの場合、その必要性が大きい。

ところで、上述したアンテナ装置は、反射板を金属板に
て構成しているため、反射板自体が重く、また゛、該反
射板を支持するため、チャネル部材も厚肉に形成しであ
る。そこで、重量を軽減すべく、反射板を薄くすること
が考えられるが、風圧の影響等のため、強度上問題があ
り、実現困難である。

このように、一般のアンテナに比べて軽量に構成されて
いる、上記の誘電体導波機構付のスロット争アレイ・ア
ンテナ装置においても、これ以上の重量軽減は、構造上
容易ではない。

「発明の目的ｊ本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、強度を
低下させることなく反射板を軽量化して、総重量を減少
し、回転駆動系の負担軽減および設置箇所の重量負担軽
減を図ったスロット・アレイ・アンテナ装置を提供する
ことを目的とする。

ｒ発明の構成ｊ上記目的を達成すべく本発明の構成は、スロット導波管
の前端に、該前端前方の空間を挟んで、板厚が使用波長
に比して十分薄い一対の誘電体板を突出して設け、かつ
、該一対の誘電体板の外側に、誘電体板の基部近傍を透
過して射出される電磁波を反射する反射板を設けて成る
スロット・アレイ・アンテナ装置において、上唇反射板
を、合成樹脂板の内部または表面に、導体からなる反射
層を設けて形成して成ることを特徴とする。

このように、反射板を合成樹脂にて形成することにより
、必要な強度を保持して軽量化を図っている。また、合
成樹脂板に、導体を層状に形成して反射層を設けること
により、重量を増大することなく電磁波の反射を可能と
している。

これにより、アンテナ装置の総重量を軽減し、設置箇所
における重量負担を軽減し、また、回転駆動系の負担を
軽減して、鎖糸の小型化を可能とする。

「実施例Ｊ本発明の実施例について、図面を参照して説明する。

第３図および第４図に示す本発明スロット・アレイ・ア
ンテナ装置の第１実施例は、チャネル部材２のウェブに
溝部２ａを設けて、該溝部２ａにスロット導波管ｌを挿
入固着して成り、該スロット導波管１の前端に、該前端
前方の空間を挟んで、板厚が使用波長に比して十分薄い
一対の誘電体板３ａ、３ｂから成る誘電体導波機構３を
突設し。

かつ、該一対の誘電体板３ａ、３ｂの外側に、誘電体板
３ａ、３ｂの基部近傍を透過して射出される電磁波を反
射する反射板５を、上記チャネル部材２の開口部に該部
材２とは別体に設けて構成される。なお、反射板５を除
き、他ガ構成は、上記第１図に示したものと同じである
ので、説明を繰返さない。

反射板５は、ＦＲＰ　（繊維強化プラスチック）等の合
成樹脂材からなり、平面板を長手方向と直行する方向に
所定角度折曲した状態に成型しである。この角度θは、
上記第１図に示す例と同様に設定され、本実施例では、
２５度である。

この反射板５の基部側は、チャネル部材２への取付部５
ａとなっており、先端部側は、電磁波の反射部５ｂとな
っている。取付部５ａは、接着剤等により、チャネル部
材２の外面に固着されると共に、反射部５ｂを支持する
。

反射部５ｂは、薄板状の金属板５Ｃを、その厚さ方向中
間部に埋設して、反射層を構成している。

この反射部５ｂの長さ文は、上記第１図に示すものと同
様に、使用波長入の２倍程度に設定される。

本実施例では、１．５６人としである。

この金属板５Ｃは、第５図に示すように、透孔５ｄを多
数段けである。この透孔５ｄは、金属板５Ｃを軽量化す
ると共に、反射板５を形成する際に、中間部に埋設され
る金属板５Ｃの上下の合成樹脂材を透過させて、相互に
結合するよう作用する。このため、反射部５ｂは、金属
板５ｃを補強材として強固に形成−される。

上記透孔５ｄは、反射すべき電磁波を後方に透過しない
ようにするため、使用偏波の電界ベクトルに直交する方
向に対し、その大きさに制約がある。即ち、使用電磁波
の波長の１／２以下とする。

本実施例の場合、十分な反射効果を得るため、透孔５ｄ
は、直径３ｍ１１の円孔状に形成しである。もっとも、
透孔５ｄは、円孔に限らず、角孔或いはスリ・ント状で
あってもよい。

このような構成において、スロット導波管ｌから放射さ
れた電磁波が、誘電体板３ａ、３ｂを透過して反射板５
に入射すると、金属板５ｃからなる反射層により反射さ
れ、アンテナ前方方向に進行する。この際、金属板５Ｃ
には透孔５ｄが設けであるが、この透孔５ｄは、小径で
あるため、電磁波、特に、水平偏波成分の反射を妨げな
い。

また、上記構成によれば、反射板５の大部分が軒い合成
樹脂にて形成され、かつ、残る金属部分も極めて薄いた
め、反射板５の総重量が軽くなる。

その結果、反射板５を支持するチャネル部材２の肉厚を
も薄くでき、全体としてアンテナの軽量化を図ることが
できる。

従って１回転駆動系により回転させる際の負担が軽減さ
れ、回転駆動系を小型化することができる。また、舶用
レーダ等に使用する場合、軽量化により、設置するマス
ト等の重量負担を軽減できる。

なお、本実施例では、チャネル部材２と反射板５とを別
体としているが、両者を一体に形成してもよい。

次に、第６図に示す本発明第２実施例は、チャネル部材
２のウェブの平行片の突出していない側に溝部２ａを設
けて、該溝部２ａにスロット導波管１を固着してなり、
かつ、チャネル部材２の平行片の外側に、誘電体板３ａ
、３ｂの基部を取付け、さらに、その外側に反射板５を
取付けてなるものである。

この実施例は、チャネル部材２の平行片と反射板５とに
より、誘電体板３ａ、３ｂを挟持している。その固定は
、接着剤による外、チャネル部材２の平行片において螺
着することによっても可能である。反射板５は、取付部
５ａの大きさに差異かある以外は、上記第１実施例と基
本的には同一構成である。

また、第７図に示す本発明第３実施例は、チャネル部材
２のウェブの平行片の突出していない側に溝部２ａを設
けて、該溝部２ａにスロット導波管１を固着してなり、
かつ、チャネル部材２の平行片の外側に、誘電体板３ａ
、３ｂの基部を取付け、さらに、その外側に曲面状の反
射板６を取付けてなるものである。

本実施例の反射板６は、上記第１．２実施例の反射板５
と同様に、合成樹脂材にて一体に形成される、取付部６
ａと反射部６ｂとからなる。反射部６ｂの内部には、透
孔６ｄを多数設けた金属板６Ｃを埋設しである。

また、この反射板６は、断面が放物線をなし、長手方向
に放物面を構成している。この反射板６に入射する電磁
波の波源が、焦点に位置するように放物面を設定すれば
、反射される電磁波を略平行にすることができる。

に記各実施例において、反射板の強度をさらに向−１ニ
する必要がある場合は、反射板の長手方向適所に、取伺
部から反射部に渡ってリブを設ける構成とするか、また
は、オーバーレイを取付ける構成とすればよい。

また、上記各実施例では、反射層を、透孔を多数設けた
金属板にて構成しているが、これに限らず、金属網を合
成樹脂材中に埋設して構成することもできる。さらに、
反射板の表面に導体層を形成して反射層としてもよい。

これらの場合および上記各実施例において、反射層は、
多孔状または網状としなくてもよく、一様な層としても
よい。

上記各実施例では、誘電体板を略平行に配置した場合を
示したが、誘電体板を、先端が接近する方向に非平行に
配置することもできる。このような配置によれば、サイ
ドローブを低減できる。

「発明の効果λ 以り説明したように本発明は、合成樹脂材にて反射板を
形成すると共に、合成樹脂材中または表面に導体からな
る反射層を設ける構成としたことにより、強度を低下さ
せることなく反射板を軽量化して、総重量を減少し、回
転駆動系の負担軽減および設置箇所の重量負担軽減を図
ることを実現する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は誘電体導波機構を備えたスロット・アレイ・ア
ンテナ装置の例を示す斜視図、第２図はその断面図、第
３図は本発明スロット・アレイΦアンテナ装置の第１実
施例を示す斜視図、第４図はその要部拡大断面図、第５
図は上記実施例を構成する反射板の構造を示す斜視図、
第６図は本発明の第２実施例を示す要部拡大断面図、第
７図は本発明の第３実施例を示す要部拡大断面図である
。１・・・スロット導波管２・・・チャネル部材２ａ・・・溝部３・・・誘電体導波機構３ａ、３ｂ・・・誘電体板４．５．６・・・反射板５ａ、６ａ・・・取付部５ｂ、６ｂ・・・反射部５ｃ　、６ｃ・・・金属板５ｄ、６ｄ・・・透孔出願人　株式会社　東京計器代理人　弁理士　三品岩男第６図す第７図手続補正書（自発）昭和６０年５月ＩＳ日１、事件の表示　特願昭５９−３４７１０号？９発明の
名称　スロットφアレイ・アンテナ装置３、補正をする
者本件との関係　特許出願人４、代　理　人　〒２２０５、補正の対象明細書の特許請求の範囲の欄明細書の発明の詳細な説明の欄（ａ）明細書第３ページ１９行目に「導波管１の前端に
、該前端前方の空間を挟んで、」とあるを、「導波管１
の前方に、該前方の空間を挟んで、」と訂正する。（ｂ）明細書第７ページ１３行目に［導波管の前端に、
該前端前方の空間を挟んで、」とあるを、「導波管の前
方に、該前方の空間を挟んで、」と訂正する。（ｃ）明細書第８ページ１７行目に「導波管ｌの前端に
、該ｌ）０端前方の空間を挟んで、」とあるを、「導波
管ｌの前方に、該前方の空間を挟んで、」と訂正する。以上補正後の特許請求の範囲（１）スロット導波管の前方に、該前方の空間を挟んで
、板厚が使用波長に比して十分薄い一対の誘電体板を突
出して設け、かつ、該一対の誘電体板の外側に、誘電体
板の基部近傍を透過して射出される電磁波を反射する反
射板を設けて成るスロット・アレイ・アンテナ装置にお
いて、１−、記反射板は、合成樹脂板の内部または表面
に、導体からなる反射層を設けて形成されて成ることを
特徴とするスロット・アレイ・アンテナ装置。（２）上記反射層を、合成樹脂板の内部に、多数の透孔
を設けた金属板を埋設して形成して成る請求の範囲第１
項記載のスロット−アレイφアンテナ装置。（３）上記反射層を、合成樹脂板の内部に、金属網を埋
設して形成して成る請求の範囲第１項記載のスロット・
アレイ・アンテナ装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スロット導波管の前端に、該前端前方の空間を挟
んで、板厚が使用波長に比して十分薄い一対の誘電体板
を突出して設け、かつ、該一対の誘電体板の外側に、誘
電体板の基部近傍を透過して射出される電磁波を反射す
る反射板を設けて成るスロンｌ”アレイ・アンテナ装置
において、４−記反射板は、合成樹脂板の内部または表面に、導体
からなる反射層を設けて形成されて成ることを特徴とす
るスロット・アレイ・アンテナ装置。
（２）上記反射層を、合成樹脂板の内部に、多数の透孔
な設けた金属板を埋設して形成して成る請求の範囲第１
項記載のスロット・アレイ・アンテナ装置。
（３）上記反射層を、合成樹脂板の内部に、金属網を埋
設して形成して成る請求の範囲第１項記載のスロット・
アレイ拳アンテナ装置。