JP3718281B2 - レーダアンテナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば船舶等に搭載され、円形レドーム内に回転可能に収容して設置される小型のレーダアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、レーダは、電波を目標に照射して、その目標からの反射波を受け、その往復時間、アンテナの指向の関係から目標の位置を判断している。
【０００３】
図７は、サーキュレータを使用レーダアンテナの送受機部の構成を示す図である。送信機内のマグネトロンからの送信信号はサーキュレータの送信ポートＡからアンテナポートＢへ伝送され、回転結合器を経由してアンテナから照射される。アンテナから照射された送信信号が目標により反射されて得られる受信信号は、回転結合器を経由してサーキュレータのアンテナポートＢから受信ポートＣへ導入される。受信ポートＣと受信機のフロントエンドとの間には、リミッタが通常接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、マグネトロン、フロントエンド、及びリミッタは、導波管部端面に個別に固定されている部品であり、その保守組立時において、おのおのを別々に取り外さなければならない。レーダ・スキャナ等の航海機器において、保守作業は船上のマスト等の不安定な場所で行われる。そのため、部品単品で故障箇所を発見することは困難であった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、マグネトロン、フロントエンド、リミッタ、及びプリント基板からなる送受機部を一体として取り外すことができる構造を有するレーダアンテナを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明のレーダアンテナでは、▲１▼乃至▲３▼の構成とした。▲１▼マグネトロン、リミッタフロントエンド、プリント基板の配置をＵ字形とした。▲２▼電波の通る導波管の配置されたベースと、プリント基板、マグネトロン、及びリミッタフロントエンドの配置されたシャーシとの２つのユニットに分割する。▲３▼マグネトロンと導波管、リミッタフロントエンドと導波管の接合する導波管側の端面にチョークを設ける。
【０００７】
具体的には、請求項１では、電波の照射をするアンテナ１と、該アンテナを支持するベース５と、前記アンテナ１とベース５との間に実装され電波の送信および受信をする送受機部２０と、前記アンテナ１、ベース５および送受機部２０を収容するレーダレドーム４とを備えたレーダアンテナにおいて、前記送受機部２０は、電波を送信するマグネトロン２１と、電波を受信するリミッタフロントエンド２２と、前記マグネトロン２１およびリミッタフロントエンド２２に対するインタフェース回路を実装したプリント基板２３とを、Ｕ字形に、かつ同一のシャーシ２４上に配置する、前記シャーシ２４がベース５上部に取り付けられる、導波管部（３１）の下部に下導波管（３２）を取り付けて、ベース（５）下部にベース（５）と下導波管（３２）とで導波管を形成する、構成とした。
【０００８】
また請求項２では、請求項１に加え、前記ベース下部に形成された導波管と前記マグネトロンならびにリミッタフロントエンドとの接合をするため、前記ベースに導波管部を備え、該導波管部の端面にチョークを備えた。
【０００９】
▲１▼の構成により、下部導波管部より垂直に立ち上がり、アンテナに電波を供給する主軸を問題とすることなく、送受機部を取りはずせるようになる。また、▲２▼の構成により、ベースと、シャーシとがおのおの分離可能となる。さらに、▲３▼の構成により、マグネトロンと、リミッタフロントエンドとを直接導波管に固定しなくてもよい構造となった。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、プリント基板、マグネトロン、及びリミッタフロントエンドの配置されたシャーシを取り外す例を示した概念図である。図２は、それぞれの部品を抜き出した概念図である。図３はレーダアンテナの平面図、図４は図３のカバーがある状態でのＡ−Ａ線断面図、図５は図３のカバーがある状態でのＢ−Ｂ線断面図である。図６はマグネトロンまたはリミッタフロントエンドと導波管部との接合部分の図である。
【００１１】
先ず、本発明の一実施形態について図１、図２、および図６を参照して説明する。送受機部２０は、シャーシ２４上に配置された、マグネトロン２１、リミッタフロントエンド２２、およびシールドケース内に収容されたプリント基板２３（図示せず）から構成される。これらの各部品は、Ｕ字形に配置されている。
【００１２】
ベース５は、回転軸６、導波管部３１を有する。回転軸６には、一次放射器３を備えたアンテナ１が設けられる。ベース５には、アンテナ１を回転するためのモータ１２が取り付けてある。また導波管部３１の下部に、電波をガイドするための下導波管３２が取り付けてある。
【００１３】
ベース５は、ボトムレドーム４ｂに取り付け固定される。送受機部２０は、ネジ穴５ｂおよびネジ穴２４ａを利用して、ベース５に取り付けられる。つまり、マグネトロン２１、リミッタフロントエンド２２、およびプリント基板２３は、導波管部端面に、同一シャーシ２４上に固定されている部品となるため、その保守組立時において、同時に取り外すことができる（図１の点線矢印）。そのため、レーダ・スキャナ等の航海機器において、保守作業は船上のマスト等の不安定な場所で、送受機部２０を容易に交換できる。
【００１４】
また、図６に示すように、マグネトロン２１、およびリミッタフロントエンド２２の下面は、導波管部３１のチョーク３１ａによりチョーク接合している。
【００１５】
次に、図３、図４、および図５に参照してレーダアンテナの構造、動作について説明する。この実施の形態によるレーダアンテナは、例えば船舶用レーダとして使用されるものであり、アンテナ１を構成する反射板２及び一次放射器３が回転可能にレドーム４内に収容されている。
【００１６】
レドーム４は、内部が中空な略円筒形状とされ、上下に２分割されたカバー４ａとボトムベース４ｂとを有している。カバー４ａとボトムベース４ｂとは、ネジやボルト等の固定手段を介して着脱可能に固定されている。また、図示はしないが、レドーム４は、ボトムベース４ｂの縁部全周に沿って防水パッキンが設けられ、カバー４ａとの接合部部分が防水される構造となっている。
【００１７】
ボトムベース４ｂには、アンテナ１を回転可能に支持する、例えば合金からなるベース５が取り付けられている。ベース５の中央部分には、ボトムベース４ｂの水平面４ｂａと直交する方向に延出して円筒状の支持筒５ａが一体形成されている。
【００１８】
ベース５の支持筒５ａ内には、一端がボトムベース４ｂの水平面４ｂａに回転可能に軸支された状態で回転軸６が挿入されている。回転軸６は円筒形状をなし、内部に導波路をなす長方形状の貫通穴６ａが形成されている。回転軸６の外周中央部分は大径部６ｂをなし、この大径部６ｂの上下には、大径部６ｂよりやや小径の同一径による小径部６ｃが形成されている。回転軸６の外周には、ベアリング７が上下それぞれの小径部６ｃと大径部６ｂとの間の段部８に当接した状態で嵌合固定されている。
【００１９】
反射板２は、不図示の電波源より一次放射器３を介して照射される電波を平面波に変換して目標に向けて輻射している。反射板２は、放物線を回転してできる回転パラボラの頂点Ｐを含む放物面９の一部を輻射面２ａとしている。
【００２０】
反射板２は、頂点Ｐが位置する回転中心線Ｌ１−Ｌ１が後述する一次放射器３の開口部３ａにおける電波の位相中心と一致している。そして、反射板２は、輻射面２ａの焦点と一次放射器３の位相中心とが一致するように、取付部１５を介して一次放射器３にネジ等の固定手段１６により固定されている。
【００２１】
一次放射器３は、ネジ等の固定手段１７により回転軸６に固定されている。一次放射器３の下部外周面には、平板状のフランジ１０が一体形成されている。フランジ１０の外周面には全周にわたって歯１１ａが形成され、伝達ギヤ１１を構成している。伝達ギヤ１１は、ベース５に固定されたモータ１２のモータギヤ１３に噛合している。そして、モータ１２の動力がモータギヤ１３を介して伝達ギヤ１１に伝達されると、一次放射器３が反射板２と一緒に回転軸６を中心に回転する。
【００２２】
上記構成によるレーダアンテナでは、このアンテナ１の回転動作に伴い、一次放射器３より反射板２に電波が照射されると、この電波は反射板２で反射して目標に向けて輻射される。そして、この目標に対する電波の照射により、その目標からの反射波と、その往復時間、アンテナの指向特性の関係から目標の位置を判断する所定の探知処理が実行される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、レーダアンテナは、マグネトロン２１、リミッタフロントエンド２２、およびプリント基板２３は、導波管部端面に、同一シャーシ２４上に固定されている部品となる。また、ベース５下部に導波管を形成したため、送受機部２０をベース５から取り外しても導波管および導波管部３１はベース５に固定されている。そのため、保守組立時において、マグネトロン２１、リミッタフロントエンド２２、およびプリント基板２３を同時に取り外すことができる。さらに、レーダ・スキャナ等の航海機器において、保守作業は船上のマスト等の不安定な場所で、送受機部２０を容易に交換できる。さらに導波管がベース５下部にベース５と一体に形成されているため部品点数を少なくし、組立を簡略にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概念を説明するための概念図である。
【図２】図１の各部品を抜き出した概念図である。
【図３】レーダアンテナの平面図である。
【図４】図３のカバーがある状態でのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のカバーがある状態でのＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】マグネトロンまたはリミッタフロントエンドと導波管部との接合部分の断面図である。
【図７】サーキュレータを使用したレーダアンテナの送受機の構成図である。
【符号の説明】
１…アンテナ、４…レーダレドーム、５…ベース、２０…送受機部、２１…マグネトロン、２２…リミッタフロントエンド、２３…プリント基板、２４…シャーシ、３１…導波管部、３１ａ…チョーク。

Claims (2)

1. 電波の照射をするアンテナ（１）と、該アンテナを支持するベース（５）と、前記アンテナ（１）とベース（５）との間に実装され電波の送信および受信をする送受機部（２０）と、前記アンテナ（１）、ベース（５）および送受機部（２０）を収容するレーダレドーム（４）とを備えたレーダアンテナにおいて、
   前記送受機部（２０）は、電波を送信するマグネトロン（２１）と、電波を受信するリミッタフロントエンド（２２）と、前記マグネトロン（２１）およびリミッタフロントエンド（２２）に対するインタフェース回路を実装したプリント基板（２３）とを、Ｕ字形に、かつ同一のシャーシ（２４）上に配置することと、
   前記シャーシ（２４）がベース（５）上部に取り付けられることと、
   導波管部（３１）の下部に下導波管（３２）を取り付けて、ベース（５）下部にベース（５）と下導波管（３２）とで導波管を形成することと、
   を特徴とするレーダアンテナ。
2. 前記ベース（５）下部に形成された導波管と前記マグネトロン（２１）ならびにリミッタフロントエンド（２２）との接合をするため、前記導波管部（３１）の端面にチョークを備えたことを特徴とする請求項１記載のレーダアンテナ。

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