JPH0218606B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は金属表面の板を組合せて構成して全
方向性のレーダレフレクタ装置に関する。

レーダレフレクタ装置は、ブイ等に取付けて船
舶に対する航路標識に、また漁網、救命ボート、
各種海洋構造物等に取付けてそれらの位置をレー
ダによつて確認するための標的として使用され
る。

［従来技術］ 従来からレーダレフレクタ装置として用いられ
ているものにコーナレフレクタがある。一般のコ
ーナレフレクタでは、レーダ波の入射および反射
方向が限られており、xy平面において方向に制
限のない全方向性を実現するのは困難であつた。

そこで全方向性を実現するために、第４図に示
すような何段にも積み重ねた多段スタツク型のコ
ーナレフレクタが実現された。

第４図において５は円形をした金属平面板で、
６は金属板よりなる反射隔壁である。この反射隔
壁６はxy平面を４個の象限に区分しており、相
隣る２枚の反射隔壁６がなす角の２等分線上にレ
ーダ波の入射および反射電力最大の感度を示す方
向がある。

従つて、この場合は、xy平面内で４個の電力
最大の感度方向をもつことになる。それ故、レー
ダレフレクタとしてxy平面内で著しく感度の低
い方向を示すところがあり、これを補足するため
に、反射隔壁６の位置を相対的にずらしたものを
多数ｚ軸上に積み重ね多段スタツク状にして、全
方向に電力最大の感度方向をもつようにしたもの
である。

［発明が解決しようとする課題］ しかるにこのような方法では、多段に堆積する
ことで重量が嵩む、原価の上昇をまねく、耐風性
が劣化する、yz平面内の反射指向特性が２枚の
金属平面板５の距離間隔のみで決めるため、幅ロ
ーブを多数伴い、そのために反射効率が低下する
など諸々の欠点を有している。

この発明はこれらの欠点を全て解消したもの
で、zy平面内で全方向性であることは勿論、小
型軽量で安価であり、耐風性に優れ、yz平面内
の副ローブが小さく反射効率が良好なレーダレフ
レクタ装置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］ 本発明は、レーダ波を反射するレフレクタ装置
において、 直円錐台の同一形状を示す２個の金属表面板を
それぞれの円錐軸が直交座標軸ｘ，ｙ，ｚのｚ軸
に一致し、前記直円錐台の小径の底面が間隔Ｄを
もつて対向するように配置し、 また金属表面の平板よりなる複数個の隔壁を前
記ｚ軸から幅ｌをもち、かつ放射方向に互いに等
角をなし、前記金属表面板に接してxy平面に垂
直になるように配置し、 前記間隔Ｄを前記レーダ波の半波長以上１波長
未満の長さに設定して構成することを特徴とす
る。

［作用］ ２個の金属表面板を、円錐軸がｚ軸に一致し、
間隔Ｄがレーダ波の半波長以上１波長未満の長さ
となるよう構成したため、yz平面内の副ローブ
が小さく、反射効率が良好である。

［実施例］ 以下、図面に基づきこの発明の実施例を説明す
る。

第１図は、この発明に係るレーダレフレクタ装
置の一実施例を示す斜視図である。

第１図において、１は全く同形の２個の直円錐
台の形状を示す金属表面板で、それぞれの円錐軸
が、破線で示す直交座標軸ｘ，ｙ，ｚのｚ軸に一
致し、前記直円錐台の小径の底面が距離間隔Ｄを
もつて対向するように配置している。

また金属表面の平板よりなる複数個の隔壁２を
前記ｚ軸から幅ｌをもち、かつ、このｚ軸から放
射方向に互いに等角をなし、金属表面板１に接し
てxy平面に垂直になるように配置している。

間隔Ｄを反射レーダ波の半波長に、また、幅ｌ
を隔壁２の数に応じてxy平面の指向性を全方向
にわたり均一で感度を良好ならしめる程度の長さ
に選ぶ。また、２個の金属表面板１の直円錐台の
大径の底面の距離間隔をＬとする。

このように構成されるレーダレフレクタ装置の
作用は金属表面板１による機能と隔壁２による機
能に分けて説明できる。

まず、金属表面板１による作用は、yz平面内
の入射および反射指向特性を副ローブが小さく、
かつビーム幅を所望の値に設定することにある。

金属表面板１の直円錐台の小径の底面部は、距
離間隔Ｄが反射レーダ波の半波長の長さに設定し
てある。このため、yz平面内の指向特性が単峰
ローブとなる。

すなわち、本発明に係るレーダレフレクタ装置
は、導波管を送受信信号伝送路とした電磁波エネ
ルギー集収装置と考えることができる。従つて、
導波管部の径の長さＤを、ｎ・λ／２（ｎは整数
１、２、３、…であり、λは反射レーダ波長）の
長さとしたとき、レーダレフレクタ装置では、ｎ
と同様のローブが生じる。

ｎ＝１ならば電界分布は間隔Ｄの間に正弦波の
一つの山状となり、反射指向特性は単峰ローブ特
性を示し、ｎ＝２ならば双峰ローブ特性、ｎ＝３
ならば三峰ローブ特性…といわゆるグレイテング
ローブを特性を示す。

しかし、ローブの数が少ない方が、指向特性は
良好なので、ｎ＝１のときの指向特性が最も良好
となる。従つて、間隔Ｄは、ｎが１になるＤ＝
λ／２、すなわち、半波長の長さに設定される。

また、小型であるためには、Ｄ＝λ／２なる間
隔Ｄが最も望ましい。しかしながら、間隔Ｄは、
厳密にλ／２である必要はなく、λより小さく、
λ／２以上の値をとることができる。

また、金属表面板１はこの発明になるレーダレ
フレクタ装置の構造上の強化に役立つている。

第３図は、第１図の組立構造の説明図で、第１
図に示す部分と同一部分は１を１′、２を２′で示
す。

金属表面板１′と隔壁２′との接合は円錐面にお
いては容易でないが、直円錐台の小径の底面部は
平面で隔壁２′が平面に接する端面部４とは頗る
容易に接合でき、かつ平面板に多数のリブが結合
される形となるので構造上強固なものとなる。

本発明に係るレーダレフレクタ装置は、ホーン
開口アンテナの原理を用いている。ホーン開口ア
ンテナは、導波管を送受信信号伝送路とした電磁
波エネルギーあつめる集収装置を考えることがで
きる。

本発明に係るレーダレフレクタ装置は、このホ
ーン開口アンテナを、その開口を外側に向けて円
周上に配置したものを考えることができる。ホー
ン開口アンテナの指向特性を示すローブは、ホー
ン開口の幅の長さに反比例して、幅が狭くなる。
指向特性を示すローブの幅が狭くなると、感度が
良好となる。

すなわち、二つの金属表面板１の間隔Ｌと、入
射レーダ波の波長λと、yz平面の入射および反
射指向特性のビーム半値幅θ_H゜との間には、 Ｌ＝67λ／θ_H゜ の関係式が成立している。従つて、間隔Ｌを十分
に大きくとれば、入射および反射指向特性のビー
ム（ローブ）は、yz平面で副ローブが小さい、
良好なビームを形成し、指向特性の感度の良好な
レーダレフレクタ装置を作ることができる。

一方、隔壁２による作用は、xy平面内の入射
および反射指向特性における全方向性に影響を与
える。

第２図は、この発明になるレーダレフレクタ装
置の他の実施例を示す斜視図である。第２図にお
いて第１図と同一物品は同一符号を用いている。

第１図と異なるところは、隔壁２の幅ｌが隔壁
２の数に応じて実験値より得られる長さに短縮さ
れて、隔壁３を形成するところである。このよう
にすることによつて、xy平面でローブの幅が広
がるため、全方向にわたり指向特性は真円に近く
改善される。さらに、隔壁３の全方向等分割枚数
を増加すれば、全方向性を示す指向特性の真円度
を向上させることができる。

隔壁３の増加により、指向特性の真円度を向上
させる点について、第５図を用いて説明する。

第５図A₁，A₂，A₃およびB₁，B₂，B₃は、そ
の指向特性を説明するものである。

第５図において、同図ＡとＢとは互いに等角を
なし、放射状に配置される隔壁の数ｍが４と６と
の場合を対比して示す。

図A₁とB₁とは隔壁３−１と３−２との構造図、
図A₂とB₂とは隔壁３−１と３−２のそれぞれが
形成するセクシヨンが示すxy平面上の指向特性
図、図A₃とB₃とは各セクシヨンのxy平面上の合
成指向特性図である。

隔壁３の幅ｌが隔壁３の数に応じて実験値より
得られる長さとすることについて稍々詳しく説明
する。

図A₁とB₁において、隔壁３−１と３−２とは
それぞれ90゜と60゜との等角をなし、各隔壁が形成
するセクシヨンを示す二等辺三角形の底面をａと
ｂとする。

また隔壁３−１と３−２との幅l₁とl₂とすると
次の関係が成立する。

電磁ホーンの指向特性が開口面の長さに反比例
するように、図A₁とB₁によつて示される隔壁３
−１と３−２が形成するセクシヨンにおいて反射
レーダ波の指向特性はそれぞれのセクシヨンの二
等分線上に最大値をもち、この指向特性のビーム
半値幅は、セクシヨン開口面の長さａとｂとにそ
れぞれ反比例し、式１の関係から隔壁３−１と３
−２の幅l₁とl₂にも反比例する。

A₁のホーン開口の幅の長さａとB₁のホーン開
口の幅の長さｂとを等しくとると、A₁とB₁とで
ローブの幅は等しくなる。しかしながら、B₁で
はA₁より隔壁の数が多いため、B₂ではA₂よりロ
ーブの数が多い。

障壁の数が多いと、各隔壁から生じるローブと
ローブとの間の間隔が狭くなる。このため、B₂
の各ローブを合成したB₃では、A₂の各ロブを合
成したA₃より、指向特性が円形に近く、より全
方向性を示している。

すなわち、隔壁の数を増やす場合（例えば、６
個）には、ローブの数が増えるため、ホーン開口
の幅の長さを長くして、指向特性を示すローブの
幅を狭くし、感度を良好にすることができる。こ
れにより、合成された指向特性は、円形に近くな
り、全方向性を示すこととなる。

一方、隔壁の数を減らす場合（例えば、４個）
には、ローブの数が減るため、ホーン開口の幅の
長さを短くして、指向特性を示すローブの幅を広
くすることにより、合成された指向特性は、円形
に近くなり、全方向性を示すこととなる。

なお、第５図のA₂およびB₂は、隔壁により生
じた指向特性の理解を容易にするために、それぞ
れの隔壁が作るホーンにより生じるローブを重ね
合わせて示したものである。従つて、それぞぞれ
のローブを合成して成る指向特性は、第５図A₃
およびB₃のように示される。

なお、隔壁の数ｍとセクシヨンの開口長ａとの
関係は一義的に規定できそうに思われるが、実際
には困難である。

何故ならば実際の隔壁は厚さを持ち、それ故、
端部の角の部分や微小平坦部における端効果が生
じ、指向特性に乱れを発生する。

「端効果」とは、入射波に対し、隔壁の端部の
角の部分や、微小平坦部が示す効果であり、意図
しない乱反射や、回折等の両方の現象を意味する
ものである。

この端効果は、実際には無視できぬほど大き
く、各セクシヨンの合成指向特性に影響を与える
ため、理想的な全方向性をもつレーダレフレクタ
装置を実現するためには、隔壁の幅ｌを隔壁の数
に応じて実験的に定めるしか方法がないのであ
る。

以上の通り、本発明に係るレーダレフレクタ装
置は、水平偏波に対しては、隔壁の数を増やし
て、指向特性を全方向性とし、一方、垂直偏波に
対しては、金属表面板の傾斜部によりホーンを形
成し、さらに、金属表面板の平面部の間隔Ｄを
λ／２以上λ未満の長さに設定して、単ローブを
形成して、指向特性の感度を良好にしたものであ
る。

なお、到来する入射波は、入射した置の指向特
性の感度の大きさと同じ大きさの反射波を生じる
ものであり、本発明に係るレーダレフレクタ装置
では、幾何光学的な近似が成立するものである。

なお、これらレーダレフレクタの製作に使用す
る板は金属表面を有することが必要であるが、板
を金属にする必要はなく、例えば軽量プラスチツ
ク板の表面に金属を蒸着し、あるいは金属箔を接
着するようにしたもので十分であるから、従来の
コーナレフレクタに比べ、非常に軽量化され、か
つ安価ある。

また、第１図から第４図にはいずれもレーダレ
フレクタを保持する構造を省略したが、いずれも
ｚ軸方向に保持棒の一端を固着し、他端を例えば
ブイ等に設置するものある。

［効果］ このように、この発明に係るレーダレフレクタ
装置は、yz平面内において、副ローブが小さく、
反射効率が良好で、小型軽量で、耐風性に優れ、
安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るレーダレフレクタ装置
の一実施例を示す斜視図、第２図はこの発明に係
るレーダレフレクタ装置の他の実施例を示す斜視
図、第３図は第１図の組立構造の説明図、第４図
は従来のレーダレフレクタ装置を示す斜視図、第
５図は隔壁３と指向特性との関係を示す説明図で
ある。 １，１′……金属表面板、２，２′，３，３−
１，３−２……隔壁、４……端面部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーダ波を反射するレフレクタ装置におい
   て、直円錐台の同一形状を示す２個の金属表面板
   をそれぞれの円錐軸が直交座標軸ｘ，ｙ，ｚのｚ
   軸に一致し、前記直円錐台の小径の底面が間隔Ｄ
   をもつて対向するように配置し、 また金属表面の平板よりなる複数個の隔壁を前
   記ｚ軸から幅ｌをもち、かつ放射方向に互いに等
   角をなし、前記金属表面板に接してxy平面に垂
   直になるように配置し、 前記間隔Ｄを前記レーダ波の半波長以上１波長
   未満の長さに設定して構成することを特徴とする
   レーダレフレクタ装置。