アンテナ装置
【課題】他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合であっても、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることのないアンテナ装置を得る。
【解決手段】アレーアンテナと、アレーアンテナの上部に配置されたレドーム1とを備え、アレーアンテナは、平面上に配列された複数の素子アンテナ2と、複数の素子アンテナ2に高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路3とにより構成される。レドーム1は、位置に応じて透過位相が異なり、モジュール回路3は、素子アンテナ2からの送信信号を、レドーム1の透過後に波面がそろうように、レドーム1の位置に応じて異なる位相となるように制御する。
【解決手段】アレーアンテナと、アレーアンテナの上部に配置されたレドーム1とを備え、アレーアンテナは、平面上に配列された複数の素子アンテナ2と、複数の素子アンテナ2に高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路3とにより構成される。レドーム1は、位置に応じて透過位相が異なり、モジュール回路3は、素子アンテナ2からの送信信号を、レドーム1の透過後に波面がそろうように、レドーム1の位置に応じて異なる位相となるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、自機アンテナからの信号は透過させ、他のレーダからの信号は減衰させることにより、自機アンテナのステルス化を実現したアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、ステルス化機能を有するレドームを備えたアンテナ装置として、平面上に配列された複数の素子アンテナと、各素子アンテナに高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路(給電回路または移相器など)とからなるアレーアンテナと、アレーアンテナの周囲に配置されたレドームとを備えたアレーアンテナ装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1に記載のアレーアンテナ装置においては、レドームを構成する誘電体層内に挿入された複数の周波数選択素子が、或る特定の周波数に対して共振作用または反共振作用を励起することにより、レドーム部が狭帯域特性の帯域通過フィルタ(または、帯域阻止フィルタ)として働くので、所望の周波数の信号を透過させ、他の周波数の信号を反射させることができる。よって、他のレーダからアレーアンテナ装置のレーダ断面積を知られないという特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開平5−4609号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のアンテナ装置においては、所望の周波数体の信号である自機アンテナの信号の周波数帯と他のレーダの信号の周波数帯が同一の場合には、他のレーダの信号を除去することができないので、他のレーダから自機アンテナ装置のレーダ断面積を探知されてしまうという課題があった。
【0006】
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あり、他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合であっても、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることのない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】
【0007】
この発明に係るアンテナ装置は、アレーアンテナと、アレーアンテナの上部に配置されたレドームとを備え、アレーアンテナは、平面上に配列された複数の素子アンテナと、複数の素子アンテナに高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路とにより構成されたアンテナ装置において、レドームは、位置に応じて透過位相が異なり、モジュール回路は、素子アンテナからの送信信号を、レドームの透過後に波面がそろうように、レドームの位置に応じて異なる位相となるように制御するものである。
【発明の効果】
【0008】
この発明によれば、他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合でも、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることがないアンテナ装置を実現することができ、アンテナ装置のステルス化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図2】図1のアンテナ装置に信号が入射する場合の動作を示す説明図である。
【図3】図1のアンテナ装置から信号を送信する場合の動作を示す説明図である。
【図4】この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図5】図4内のレドームを拡大して示す側面図および平面図である。
【図6】図4のアンテナ装置を構成するレドームの透過位相を説明するための単一アンテナモデルを示す斜視図である。
【図7】図6の単一アンテナモデルにおいて導体パッチ6の大きさを変化させた場合の透過位相の解析結果を示す説明図である。
【図8】この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図9】図8内のレドームを拡大して示す側面図および平面図である。
【図10】この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図11】図10内のレドームを拡大して示す側面図および平面図である。
【図12】この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図13】図12内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
図1において、アンテナ装置は、レドーム1と、複数個の素子アンテナ2と、移送器を有するモジュール回路3と、給電回路4とを備えている。
【0011】
レドーム1は、複数区間(図1においては、4区間)に分割されており、アンテナ装置の放射面の位置に応じて、それぞれの透過位相が互いに異なるように構成されている。
また、複数個の素子アンテナ2は、レドーム1の各分割区間に対向するように、配置されている。
【0012】
次に、図2および図3を参照しながら、図1に示したこの発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の動作について説明する。
図2は図1のアンテナ装置に信号が入射する場合の動作を示す説明図であり、図3は図1のアンテナ装置(複数個の素子アンテナ2)から信号を送信する場合の動作を示す説明図である。
【0013】
まず、図1のアンテナ装置に他のレーダからの信号が入射する場合について考える。
図2において、外部(レーダ)からの入射信号10(破線で示すように、波面11がそろっている)がレドーム1を透過したとする。
このとき、レドーム1の透過位相が位置に応じて異なっているので、レドーム1を透過した後の入射信号12の波面13(破線参照)は、レドーム1の通過位置に応じて互いに異なり、そろうことがない。
【0014】
したがって、素子アンテナ2に到達する信号の信号強度は低下し、素子アンテナ2で反射する信号の信号強度も低下する。
この結果、他のレーダから自機アンテナ装置のレーダ断面積が探知されることを防止することができる。
【0015】
次に、複数個の素子アンテナ2から信号を送信する場合について考える。
図3において、自機アンテナ装置から送信信号20を出射する場合、あらかじめ、モジュール回路3の制御下で、複数個の素子アンテナ2は、送信信号20の波面21(破線参照)を異ならせる。
【0016】
すなわち、複数個の素子アンテナ2は、レドーム1を透過した後の送信信号22の波面23(破線参照)がそろうように、位相を変化させて送信信号20を出射する。
したがって、複数個の素子アンテナ2からの送信信号20は、レドーム1を透過した後の送信信号22において波面23がそろうので、信号強度を低下させることなく送信を行うことができる。
【0017】
以上のように、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置は、アレーアンテナと、アレーアンテナの上部に配置されたレドーム1とを備え、アレーアンテナは、平面上に配列された複数の素子アンテナ2と、複数の素子アンテナ2に高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路3とにより構成されており、レドーム1は、位置に応じて透過位相が異なるように設定されている。
また、モジュール回路3は、素子アンテナ2からの送信信号を、レドーム1の透過後に波面23がそろうように、レドーム1の位置に応じて異なる位相となるように制御する。
【0018】
これにより、他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合でも、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることがないアンテナ装置を実現することができ、アンテナ装置のステルス化を図ることができる。
【0019】
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1(図1)では、レドーム1の透過位相を位置ごとに異ならせるための具体的構成について言及しなかったが、たとえば図4のように、レドーム1の位置ごとに異なるパターンとなるように複数の導体パッチ6を設けてもよい。
【0020】
図4はこの発明の実施の形態2に係るアンテナ装置を示すブロック構成図であり、図5は図4内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
図4および図5において、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【0021】
この場合、レドーム1は、誘電体などからなる基板5と、基板5上に設けられた複数の導体パッチ6とにより構成されている。
複数の導体パッチ6は、基板5の第1の面(上面)上および第2の面(裏面)上に、それぞれ所定間隔で1次元的または2次元的に配列され、基板1を挟んで対称に配置されている。
また、各導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、且つ、図5に示すように、レドーム1上の平面位置に応じて大きさ(幅)wが異なるように配置されている。
【0022】
次に、図6および図7を参照しながら、図4および図5に示したこの発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の動作について説明する。
なお、アンテナ装置の動作については、前述の実施の形態1と同様なので、ここでは省略し、レドーム1の動作について説明する。
【0023】
図6は図4のアンテナ装置を構成するレドーム1(図5参照)の透過位相を説明するための単一アンテナモデルを示す斜視図である。
図7は図6の単一アンテナモデルにおいて導体パッチ6の大きさを変化させた場合の透過位相の解析結果を示す説明図である。
【0024】
図6において、同じ大きさ(縦横の幅w)の導体パッチ6は、基板5の第1の面上および第2の面上に所定間隔で2次元的に配列されている。
これにより、送信点P1から信号を送信し、レドーム1を透過後に、受信点P2で信号を受信したときのレドーム1での透過位相は、導体パッチ6の大きさに応じて変化する。
【0025】
図7には、導体パッチ6の大きさ(幅w)を5mm×5mm、6mm×6mm、6.5mm×6.5mmに設定した場合の透過位相[deg]が示されている。
図7から分かるように、たとえば周波数が10GHzでは、導体パッチ6の大きさ(幅w)が大きくなるにつれて、透過位相は小さくなるので、導体パッチ6の大きさにより透過位相を変化させることが可能となる。
したがって、図5のようにレドーム1を構成することにより、特定の周波数帯(たとえば、10GHz)において、レドーム1での透過位相を平面位置に応じて変化させることが可能となる。
【0026】
以上のように、この発明の実施の形態2(図5)に係るアンテナ装置のレドーム1は、基板5と、基板5上に形成された複数の導体パッチ6とにより構成されている。
複数の導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、基板5の両面(第1および第2の面)に所定間隔で配列されるとともに、基板5を挟んで対称に配置された構造からなり、複数の導体パッチ6の幅w(寸法)は、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定されている。
【0027】
これにより、前述と同様に、他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合でも、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることのないアンテナ装置を実現することができ、アンテナ装置のステルス化を図ることができる。
【0028】
実施の形態3.
なお、上記実施の形態2(図5)では、複数の導体パッチ6の幅wを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定したが、図8のように、複数の導体パッチ6の隣接する相互間の距離dを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定してもよい。
【0029】
図8はこの発明の実施の形態3に係るアンテナ装置を示すブロック構成図であり、図9は図8内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
図8および図9において、前述(図5参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、レドーム1上に形成された複数の導体パッチ6は、隣接する導体パッチ6の相互間の距離dが、レドーム1の平面位置に応じて異なるように配置されている。
【0030】
次に、図8および図9に示したこの発明の実施の形態3によるレドーム1の動作について説明する。
レドーム1の透過位相は、隣接する導体パッチ6の相互間の距離dを変化させることにより、変化させることが可能となる。
【0031】
したがって、図9のようにレドーム1を構成することにより、前述と同様に、特定の周波数(たとえば、10GHz)において、レドーム1での透過位相を、平面位置に応じて変化させることが可能となる。
【0032】
以上のように、この発明の実施の形態3(図8)に係るアンテナ装置のレドーム1は、基板5と、基板5上に形成された複数の導体パッチ6とにより構成され、複数の導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、基板5の両面(第1および第2の面)に所定間隔で配列されるとともに、基板5を挟んで対称に配置された構造からなり、複数の導体パッチ6の隣接する相互間の距離dは、レドームの平面位置に応じて異なるように設定されている。
これにより、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【0033】
実施の形態4.
なお、上記実施の形態2、3(図5、図8)では、複数の導体パッチ6の幅wまたは隣接距離dを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定したが、図10のように、基板5の厚さtを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定してもよい。
【0034】
図10はこの発明の実施の形態4に係るアンテナ装置を示すブロック構成図であり、図11は図10内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
図10および図11において、前述(図5、図8参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【0035】
この場合、レドーム1を構成する基板5は、レドーム1の平面位置に応じて厚さtが異なるように設定されている。
一方、複数の導体パッチ6は、図11に示すように、レドーム1の位置にかかわらず、すべて同一の所定間隔で配置されている。
【0036】
次に、図10および図11に示したこの発明の実施の形態4によるレドーム1の動作について説明する。
レドーム1の透過位相は、基板1の厚さtを変化させることにより、透過位相も変化させることが可能となる。
【0037】
したがって、図10および図11のようにレドーム1を構成することにより、特定の周波数(たとえば、10GHz)において、レドーム1での透過位相を平面位置に応じて変化させることが可能となる。
【0038】
以上のように、この発明の実施の形態4(図10)に係るアンテナ装置のレドーム1は、基板5と、基板5上に形成された複数の導体パッチ6とにより構成され、複数の導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、基板5の両面(第1および第2の面)に所定間隔で配列されるとともに、基板5を挟んで対称に配置された構造からなり、基板5の厚さtは、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定されている。
これにより、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【0039】
実施の形態5.
なお、上記実施の形態4(図10)では、基板5の厚さtを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定したが、図12のように、基板5の比誘電率を、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定してもよい。
【0040】
図12はこの発明の実施の形態5に係るアンテナ装置を示すブロック構成図であり、図13は図12内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
図12および図13において、前述(図10参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【0041】
この場合、レドーム1を構成する基板5は、レドーム1の平面位置に応じて比誘電率が異なるように設定されている。ここでは、レドーム1の各ブロックの明暗トーンにより、比誘電率の違いを概念的に示している。
【0042】
次に、図12および図13に示したこの発明の実施の形態5によるレドーム1の動作について説明する。
レドーム1の透過位相は、基板5の比誘電率を変化させることにより、透過位相も変化させることが可能となる。
したがって、図12および図13のようにレドーム1を構成することにより、特定の周波数(たとえば、10GHz)において、レドーム1での透過位相を平面位置に応じて変化させることが可能となる。
【0043】
以上のように、この発明の実施の形態5(図12)に係るアンテナ装置のレドーム1は、基板5と、基板5上に形成された複数の導体パッチ6とにより構成され、複数の導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、基板5の両面(第1および第2の面)に所定間隔で配列されるとともに、基板5を挟んで対称に配置された構造からなり、基板5の比誘電率は、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定されている。
これにより、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【0044】
1 レドーム、2 素子アンテナ、3 モジュール回路、4 給電回路、5 基板、6 導体パッチ、10 入射信号、11 入射信号の波面、12 レドーム透過後の入射信号、13 レドーム透過後の入射信号の波面、20 送信信号、21 送信信号の波面、22 透過後の送信信号、23 レドーム透過後の送信信号の波面、P1 送信点、P2 受信点、d 導体パッチの相互間距離、t 基板の厚さ、w 導体パッチの幅(大きさ)。
【技術分野】
【0001】
この発明は、自機アンテナからの信号は透過させ、他のレーダからの信号は減衰させることにより、自機アンテナのステルス化を実現したアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、ステルス化機能を有するレドームを備えたアンテナ装置として、平面上に配列された複数の素子アンテナと、各素子アンテナに高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路(給電回路または移相器など)とからなるアレーアンテナと、アレーアンテナの周囲に配置されたレドームとを備えたアレーアンテナ装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1に記載のアレーアンテナ装置においては、レドームを構成する誘電体層内に挿入された複数の周波数選択素子が、或る特定の周波数に対して共振作用または反共振作用を励起することにより、レドーム部が狭帯域特性の帯域通過フィルタ(または、帯域阻止フィルタ)として働くので、所望の周波数の信号を透過させ、他の周波数の信号を反射させることができる。よって、他のレーダからアレーアンテナ装置のレーダ断面積を知られないという特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開平5−4609号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のアンテナ装置においては、所望の周波数体の信号である自機アンテナの信号の周波数帯と他のレーダの信号の周波数帯が同一の場合には、他のレーダの信号を除去することができないので、他のレーダから自機アンテナ装置のレーダ断面積を探知されてしまうという課題があった。
【0006】
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あり、他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合であっても、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることのない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】
【0007】
この発明に係るアンテナ装置は、アレーアンテナと、アレーアンテナの上部に配置されたレドームとを備え、アレーアンテナは、平面上に配列された複数の素子アンテナと、複数の素子アンテナに高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路とにより構成されたアンテナ装置において、レドームは、位置に応じて透過位相が異なり、モジュール回路は、素子アンテナからの送信信号を、レドームの透過後に波面がそろうように、レドームの位置に応じて異なる位相となるように制御するものである。
【発明の効果】
【0008】
この発明によれば、他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合でも、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることがないアンテナ装置を実現することができ、アンテナ装置のステルス化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図2】図1のアンテナ装置に信号が入射する場合の動作を示す説明図である。
【図3】図1のアンテナ装置から信号を送信する場合の動作を示す説明図である。
【図4】この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図5】図4内のレドームを拡大して示す側面図および平面図である。
【図6】図4のアンテナ装置を構成するレドームの透過位相を説明するための単一アンテナモデルを示す斜視図である。
【図7】図6の単一アンテナモデルにおいて導体パッチ6の大きさを変化させた場合の透過位相の解析結果を示す説明図である。
【図8】この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図9】図8内のレドームを拡大して示す側面図および平面図である。
【図10】この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図11】図10内のレドームを拡大して示す側面図および平面図である。
【図12】この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
【図13】図12内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係るアンテナ装置を示すブロック構成図である。
図1において、アンテナ装置は、レドーム1と、複数個の素子アンテナ2と、移送器を有するモジュール回路3と、給電回路4とを備えている。
【0011】
レドーム1は、複数区間(図1においては、4区間)に分割されており、アンテナ装置の放射面の位置に応じて、それぞれの透過位相が互いに異なるように構成されている。
また、複数個の素子アンテナ2は、レドーム1の各分割区間に対向するように、配置されている。
【0012】
次に、図2および図3を参照しながら、図1に示したこの発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の動作について説明する。
図2は図1のアンテナ装置に信号が入射する場合の動作を示す説明図であり、図3は図1のアンテナ装置(複数個の素子アンテナ2)から信号を送信する場合の動作を示す説明図である。
【0013】
まず、図1のアンテナ装置に他のレーダからの信号が入射する場合について考える。
図2において、外部(レーダ)からの入射信号10(破線で示すように、波面11がそろっている)がレドーム1を透過したとする。
このとき、レドーム1の透過位相が位置に応じて異なっているので、レドーム1を透過した後の入射信号12の波面13(破線参照)は、レドーム1の通過位置に応じて互いに異なり、そろうことがない。
【0014】
したがって、素子アンテナ2に到達する信号の信号強度は低下し、素子アンテナ2で反射する信号の信号強度も低下する。
この結果、他のレーダから自機アンテナ装置のレーダ断面積が探知されることを防止することができる。
【0015】
次に、複数個の素子アンテナ2から信号を送信する場合について考える。
図3において、自機アンテナ装置から送信信号20を出射する場合、あらかじめ、モジュール回路3の制御下で、複数個の素子アンテナ2は、送信信号20の波面21(破線参照)を異ならせる。
【0016】
すなわち、複数個の素子アンテナ2は、レドーム1を透過した後の送信信号22の波面23(破線参照)がそろうように、位相を変化させて送信信号20を出射する。
したがって、複数個の素子アンテナ2からの送信信号20は、レドーム1を透過した後の送信信号22において波面23がそろうので、信号強度を低下させることなく送信を行うことができる。
【0017】
以上のように、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置は、アレーアンテナと、アレーアンテナの上部に配置されたレドーム1とを備え、アレーアンテナは、平面上に配列された複数の素子アンテナ2と、複数の素子アンテナ2に高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路3とにより構成されており、レドーム1は、位置に応じて透過位相が異なるように設定されている。
また、モジュール回路3は、素子アンテナ2からの送信信号を、レドーム1の透過後に波面23がそろうように、レドーム1の位置に応じて異なる位相となるように制御する。
【0018】
これにより、他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合でも、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることがないアンテナ装置を実現することができ、アンテナ装置のステルス化を図ることができる。
【0019】
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1(図1)では、レドーム1の透過位相を位置ごとに異ならせるための具体的構成について言及しなかったが、たとえば図4のように、レドーム1の位置ごとに異なるパターンとなるように複数の導体パッチ6を設けてもよい。
【0020】
図4はこの発明の実施の形態2に係るアンテナ装置を示すブロック構成図であり、図5は図4内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
図4および図5において、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【0021】
この場合、レドーム1は、誘電体などからなる基板5と、基板5上に設けられた複数の導体パッチ6とにより構成されている。
複数の導体パッチ6は、基板5の第1の面(上面)上および第2の面(裏面)上に、それぞれ所定間隔で1次元的または2次元的に配列され、基板1を挟んで対称に配置されている。
また、各導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、且つ、図5に示すように、レドーム1上の平面位置に応じて大きさ(幅)wが異なるように配置されている。
【0022】
次に、図6および図7を参照しながら、図4および図5に示したこの発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の動作について説明する。
なお、アンテナ装置の動作については、前述の実施の形態1と同様なので、ここでは省略し、レドーム1の動作について説明する。
【0023】
図6は図4のアンテナ装置を構成するレドーム1(図5参照)の透過位相を説明するための単一アンテナモデルを示す斜視図である。
図7は図6の単一アンテナモデルにおいて導体パッチ6の大きさを変化させた場合の透過位相の解析結果を示す説明図である。
【0024】
図6において、同じ大きさ(縦横の幅w)の導体パッチ6は、基板5の第1の面上および第2の面上に所定間隔で2次元的に配列されている。
これにより、送信点P1から信号を送信し、レドーム1を透過後に、受信点P2で信号を受信したときのレドーム1での透過位相は、導体パッチ6の大きさに応じて変化する。
【0025】
図7には、導体パッチ6の大きさ(幅w)を5mm×5mm、6mm×6mm、6.5mm×6.5mmに設定した場合の透過位相[deg]が示されている。
図7から分かるように、たとえば周波数が10GHzでは、導体パッチ6の大きさ(幅w)が大きくなるにつれて、透過位相は小さくなるので、導体パッチ6の大きさにより透過位相を変化させることが可能となる。
したがって、図5のようにレドーム1を構成することにより、特定の周波数帯(たとえば、10GHz)において、レドーム1での透過位相を平面位置に応じて変化させることが可能となる。
【0026】
以上のように、この発明の実施の形態2(図5)に係るアンテナ装置のレドーム1は、基板5と、基板5上に形成された複数の導体パッチ6とにより構成されている。
複数の導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、基板5の両面(第1および第2の面)に所定間隔で配列されるとともに、基板5を挟んで対称に配置された構造からなり、複数の導体パッチ6の幅w(寸法)は、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定されている。
【0027】
これにより、前述と同様に、他のレーダの信号の周波数帯が自機アンテナの信号の周波数帯と同一の場合でも、他のレーダから自機アンテナのレーダ断面積を探知されることがなく、かつ自機アンテナの通信には支障が生じることのないアンテナ装置を実現することができ、アンテナ装置のステルス化を図ることができる。
【0028】
実施の形態3.
なお、上記実施の形態2(図5)では、複数の導体パッチ6の幅wを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定したが、図8のように、複数の導体パッチ6の隣接する相互間の距離dを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定してもよい。
【0029】
図8はこの発明の実施の形態3に係るアンテナ装置を示すブロック構成図であり、図9は図8内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
図8および図9において、前述(図5参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、レドーム1上に形成された複数の導体パッチ6は、隣接する導体パッチ6の相互間の距離dが、レドーム1の平面位置に応じて異なるように配置されている。
【0030】
次に、図8および図9に示したこの発明の実施の形態3によるレドーム1の動作について説明する。
レドーム1の透過位相は、隣接する導体パッチ6の相互間の距離dを変化させることにより、変化させることが可能となる。
【0031】
したがって、図9のようにレドーム1を構成することにより、前述と同様に、特定の周波数(たとえば、10GHz)において、レドーム1での透過位相を、平面位置に応じて変化させることが可能となる。
【0032】
以上のように、この発明の実施の形態3(図8)に係るアンテナ装置のレドーム1は、基板5と、基板5上に形成された複数の導体パッチ6とにより構成され、複数の導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、基板5の両面(第1および第2の面)に所定間隔で配列されるとともに、基板5を挟んで対称に配置された構造からなり、複数の導体パッチ6の隣接する相互間の距離dは、レドームの平面位置に応じて異なるように設定されている。
これにより、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【0033】
実施の形態4.
なお、上記実施の形態2、3(図5、図8)では、複数の導体パッチ6の幅wまたは隣接距離dを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定したが、図10のように、基板5の厚さtを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定してもよい。
【0034】
図10はこの発明の実施の形態4に係るアンテナ装置を示すブロック構成図であり、図11は図10内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
図10および図11において、前述(図5、図8参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【0035】
この場合、レドーム1を構成する基板5は、レドーム1の平面位置に応じて厚さtが異なるように設定されている。
一方、複数の導体パッチ6は、図11に示すように、レドーム1の位置にかかわらず、すべて同一の所定間隔で配置されている。
【0036】
次に、図10および図11に示したこの発明の実施の形態4によるレドーム1の動作について説明する。
レドーム1の透過位相は、基板1の厚さtを変化させることにより、透過位相も変化させることが可能となる。
【0037】
したがって、図10および図11のようにレドーム1を構成することにより、特定の周波数(たとえば、10GHz)において、レドーム1での透過位相を平面位置に応じて変化させることが可能となる。
【0038】
以上のように、この発明の実施の形態4(図10)に係るアンテナ装置のレドーム1は、基板5と、基板5上に形成された複数の導体パッチ6とにより構成され、複数の導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、基板5の両面(第1および第2の面)に所定間隔で配列されるとともに、基板5を挟んで対称に配置された構造からなり、基板5の厚さtは、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定されている。
これにより、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【0039】
実施の形態5.
なお、上記実施の形態4(図10)では、基板5の厚さtを、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定したが、図12のように、基板5の比誘電率を、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定してもよい。
【0040】
図12はこの発明の実施の形態5に係るアンテナ装置を示すブロック構成図であり、図13は図12内のレドーム1を拡大して示す側面図および平面図である。
図12および図13において、前述(図10参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【0041】
この場合、レドーム1を構成する基板5は、レドーム1の平面位置に応じて比誘電率が異なるように設定されている。ここでは、レドーム1の各ブロックの明暗トーンにより、比誘電率の違いを概念的に示している。
【0042】
次に、図12および図13に示したこの発明の実施の形態5によるレドーム1の動作について説明する。
レドーム1の透過位相は、基板5の比誘電率を変化させることにより、透過位相も変化させることが可能となる。
したがって、図12および図13のようにレドーム1を構成することにより、特定の周波数(たとえば、10GHz)において、レドーム1での透過位相を平面位置に応じて変化させることが可能となる。
【0043】
以上のように、この発明の実施の形態5(図12)に係るアンテナ装置のレドーム1は、基板5と、基板5上に形成された複数の導体パッチ6とにより構成され、複数の導体パッチ6は、少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、基板5の両面(第1および第2の面)に所定間隔で配列されるとともに、基板5を挟んで対称に配置された構造からなり、基板5の比誘電率は、レドーム1の平面位置に応じて異なるように設定されている。
これにより、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【0044】
1 レドーム、2 素子アンテナ、3 モジュール回路、4 給電回路、5 基板、6 導体パッチ、10 入射信号、11 入射信号の波面、12 レドーム透過後の入射信号、13 レドーム透過後の入射信号の波面、20 送信信号、21 送信信号の波面、22 透過後の送信信号、23 レドーム透過後の送信信号の波面、P1 送信点、P2 受信点、d 導体パッチの相互間距離、t 基板の厚さ、w 導体パッチの幅(大きさ)。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アレーアンテナと、
前記アレーアンテナの上部に配置されたレドームと
を備え、
前記アレーアンテナは、
平面上に配列された複数の素子アンテナと、
前記複数の素子アンテナに高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路と
により構成されたアンテナ装置において、
前記レドームは、位置に応じて透過位相が異なり、
前記モジュール回路は、前記素子アンテナからの送信信号を、前記レドームの透過後に波面がそろうように、前記レドームの位置に応じて異なる位相となるように制御することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項2】
前記レドームは、基板と、前記基板上に形成された複数の導体パッチとにより構成され、
前記複数の導体パッチは、
少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、
前記基板の第1および第2の面に所定間隔で配列されるとともに、前記基板を挟んで対称に配置された構造からなり、
前記複数の導体パッチの寸法は、前記レドームの平面位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記レドームは、基板と、前記基板上に形成された複数の導体パッチとにより構成され、
前記複数の導体パッチは、
少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、
前記基板の第1および第2の面に所定間隔で配列されるとともに、前記基板を挟んで対称に配置された構造からなり、
前記複数の導体パッチの隣接する相互間の距離は、前記レドームの平面位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記レドームは、基板と、前記基板上に形成された複数の導体パッチとにより構成され、
前記複数の導体パッチは、
少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、
前記基板の第1および第2の面に所定間隔で配列されるとともに、前記基板を挟んで対称に配置された構造からなり、
前記基板の厚さは、前記レドームの平面位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記レドームは、基板と、前記基板上に形成された複数の導体パッチとにより構成され、
前記複数の導体パッチは、
少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、
前記基板の第1および第2の面に所定間隔で配列されるとともに、前記基板を挟んで対称に配置された構造からなり、
前記基板の比誘電率は、前記レドームの平面位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
【請求項1】
アレーアンテナと、
前記アレーアンテナの上部に配置されたレドームと
を備え、
前記アレーアンテナは、
平面上に配列された複数の素子アンテナと、
前記複数の素子アンテナに高周波信号の分配および合成を行うモジュール回路と
により構成されたアンテナ装置において、
前記レドームは、位置に応じて透過位相が異なり、
前記モジュール回路は、前記素子アンテナからの送信信号を、前記レドームの透過後に波面がそろうように、前記レドームの位置に応じて異なる位相となるように制御することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項2】
前記レドームは、基板と、前記基板上に形成された複数の導体パッチとにより構成され、
前記複数の導体パッチは、
少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、
前記基板の第1および第2の面に所定間隔で配列されるとともに、前記基板を挟んで対称に配置された構造からなり、
前記複数の導体パッチの寸法は、前記レドームの平面位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記レドームは、基板と、前記基板上に形成された複数の導体パッチとにより構成され、
前記複数の導体パッチは、
少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、
前記基板の第1および第2の面に所定間隔で配列されるとともに、前記基板を挟んで対称に配置された構造からなり、
前記複数の導体パッチの隣接する相互間の距離は、前記レドームの平面位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記レドームは、基板と、前記基板上に形成された複数の導体パッチとにより構成され、
前記複数の導体パッチは、
少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、
前記基板の第1および第2の面に所定間隔で配列されるとともに、前記基板を挟んで対称に配置された構造からなり、
前記基板の厚さは、前記レドームの平面位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記レドームは、基板と、前記基板上に形成された複数の導体パッチとにより構成され、
前記複数の導体パッチは、
少なくとも動作周波数において1波長以下の寸法を有し、
前記基板の第1および第2の面に所定間隔で配列されるとともに、前記基板を挟んで対称に配置された構造からなり、
前記基板の比誘電率は、前記レドームの平面位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2010−268216(P2010−268216A)
【公開日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−117745(P2009−117745)
【出願日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成20年度、経産省、「航空機用先進システム基盤技術開発(航空機システム先進材料技術開発)」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成20年度、経産省、「航空機用先進システム基盤技術開発(航空機システム先進材料技術開発)」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
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