JPH0380704A - 誘電体レンズアンテナの製造方法 - Google Patents

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］ 本発明は、ゾーニングされた誘電体レンズアンテナの製
造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、ホーンアンテナの指向性利得を増加させるために
、第２図に示される誘電体レンズアンテナＩＯが用いら
れている。一般的には、誘電体レンズアンテナ１０は入
出射面が円形状であり、曲面１０ａと、光軸Ｘと垂直な
平面１０ｂの２つの入出射面を有する。例えばホーンア
ンテナなどの波源Ｆから放射された電波は、この誘電体
レンズアンテナｌＯの中心を通る光軸Ｘに沿って伝搬し
、また、波源Ｆから光軸Ｘに対して角度θで放射された
電波は入射面１０ａ上の点Ｐで該誘電体レンズアンテナ
１０に入射し屈折して出射面１０ｂ上の点Ｐ′を通過し
た後、光軸Ｘと平行な方向で伝搬する。従って、誘電体
レンズアンテナｌＯは、波源Ｆから放射された電波を、
出射面１０ｂにおいて位相を一致させた後、平面波とし
て放射し、これによって、鋭い指向特性を得ることがで
きる。

以上のように構成された誘電体レンズアンテナｌＯを誘
電体で形成すると大型になるため、これを小型・軽量化
するために、第３図に示す誘電体レンズアンテナ２０が
用いられている。この誘電体レンズアンテナ２０では、
第３図に示すように、誘電体レンズを厚さ２（以下、段
差の深さ２という。）で同心円の帯状で切り取ってゾー
ニングを行い、光軸Ｘを中心とする同心円状の複数の段
差を形成する。ここで、上記段差の深さＺは、例えば点
Ｐ″と点Ｑ′における各電波の位相差が３６００の整数
倍となり、点Ｐ′と点Ｑ′における電波の位相が同相と
なるように設定される。また、一般的なゾーニングされ
たレンズでは、各段差の深さ２方向の面２０ｃ、、２０
ｃ、は光軸Ｘに対して平行であり、各段差の電波の出射
面２０ｂ＋。

２０ｂ２は光軸Ｘに対して垂直である。なお、波源Ｆが
点波源であれば、入射面２０ａは双曲線を軸のまわりに
回転してできる回転双曲面で形成され、波源Ｆが図面の
平面に垂直な直線波源であれば、入射面２０ａは双曲線
を垂直に平行移動してできる円筒型双曲面で形成される
。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、第２図に示した誘電体レンズアンテナｌＯは射出
成形法により形成している。しかしながら、第３図のゾ
ーニングされた誘電体レンズアンテナ２０を射出成形法
で形成する場合、誘電体レンズアンテナ２０の肉厚差が
大きいので、熱膨張と冷却による収縮の差によって該レ
ンズ表面にヒケやクラックなどが生じ、所望の形状に形
成することが不可能であった。

本発明の目的は以上の課題を解決し、射出成形法により
容易にゾーニングされた誘電体レンズアンテナを形成す
ることができる誘電体レンズアンテナの製造方法を提供
することにある。

［課題を解決するための手段１ 本発明に係る誘電体レンズアンテナの製造方法は、複数
の段差を形成してゾーニングされた誘電体レンズアンテ
ナの製造方法であって、第１の金型を用いて射出形成法
により上記誘電体レンズアンテナの一部を形成する第１
の部分を成形する第１の工程と、第２の金型内に上記第
１の金型を用いて成形された第１の部分を挿入して、挿
入された上記第１の部分の一部と上記第２の金型の内面
によりなる射出成形空間を形成して上記空間を用いて射
出成形法により、上記第１の部分とは異なりかつ上記誘
電体レンズアンテナの一部を形成する第２の部分を成形
する第２の工程とを含み、以下、上記第２の工程を同様
に所定の回数だけ繰り返すことにより上記各部分により
なる上記誘電体レンズアンテナを形成することを特徴と
する。

［作用］ 上記製造方法の第１の工程において、第１の金型を用い
て射出形成法により上記誘電体レンズアンテナの一部を
形成する第１の部分を成形する。

次いで、第２の工程において、第２の金型内に上記第１
の金型を用いて成形された第１の部分を挿入して、挿入
された上記第１の部分の一部と上記第２の金型の内面に
よりなる射出成形空間を形成して上記空間を用いて射出
成形法により、上記第１の部分とは異なりかつ上記誘電
体レンズアンテナの一部を形成する第２の部分を成形す
る。この第２の工程において、上記第１の部分の一部が
射出成形空間の一部を形成しているので、上記第１の部
分の一部が上記第２の部分と密着して成形され、上記第
１の部分と上記第２の部分が合体されたものを得ること
ができる。

以下、上記第２の工程を同様に所定の回数だけ繰り返す
ことにより上記各部分により合体された上記誘電体レン
ズアンテナを形成することができる。

以上のように、上記各部分は従来のゾーンニングされた
誘電体レンズアンテナに比較し単純な形状となり、上記
各部分を順次形成して合体することにより、複雑な形状
を有するゾーニングされた誘電体レンズアンテナであっ
ても、射出成形法により容易に形成することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１の実施例 第５図は本発明の第１の実施例であるゾーニングされた
誘電体レンズアンテナの縦断面図である。

第５図において、この誘電体レンズアンテナは、ゾーニ
ングされた各領域毎に、かつ各段差の光軸に垂直な面２
ｏｂ１．２０ｂ２を含む面を分割境界面として、分割さ
れた３個の部分２１．２２．２３からなる。ここで、上
記部分２１．２２はそれぞれ、光軸Ｘを中心とする同心
のリング形状であり、上記部分２３は、光軸Ｘを中心と
し一方の面が平面である凸レンズ形状である。

第１図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は第１の実施例のゾー
ニングされた誘電体レンズアンテナの製造工程を示す縦
断面図であり、以下、射出成形法によるこの誘電体レン
ズアンテナの製造工程について説明する。

まず、第１図（Ａ）に示すように、下側金型４０の中央
部に形成された凸部４０ｐに上側金型４１の中央部に形
成された凹部４１ｒを嵌合させて、下°側金型４０に上
側金型４１を嵌合させた後、上側金型４１の上部に形成
された樹脂注入口Ｇｌ。

Ｇ２から液状の樹脂を注入した後冷却して、リング形状
の部分２１を成形する。この後、上側金型４１のみを取
り外す。

次いで、第１図（Ｂ）に示すように、部分２１が載置さ
れた下側金型４０に上側金型４２を嵌合させ、部分２１
の上側表面と金型４０．４２によりなる射出成形空間を
形成した後、上側金型４２の上部に形成された樹脂注入
口Ｇ３．Ｇ４から液状の樹脂を注入した後冷却して、上
記部分２１の上側にリング形状の部分２２を成形する。

ここで、この注入した液状の樹脂の温度が高いため、部
分２１の上側表面が溶融して部分２２の下側表面と密着
して成形される。従って、合体されたリング状の部分２
１と部分２２が形成される。この後、上側金型４２のみ
を取り外す。

さらに、第１図（Ｃ）に示すように、合体された部０２
１，２２が載置された下側金型４０に上側金型４３を嵌
合させ、部分２２の上側表面と金型４０．４３によりな
る射出空間を形成した後、上側金型４３の上部に形成さ
れた樹脂注入口Ｇ５から液状の樹脂を注入した後冷却し
て、上記合体された部分２１．２２の上側に部分２３を
成形する。ここで、この注入した液状の樹脂の温度が高
いため、部分２２の上側表面が溶融して部分２３の下側
表面と密着して成形される。従って、合体された部分２
１．２２．２３にてなるゾーニングされた誘電体レンズ
アンテナが形成される。

ここで、第６図に示すように、分割された各部分２１ａ
、２２ａの境界面にそれぞれ凸部２１ｐ１＋　　２１ｐ
ｚ、２２ｐ＋、２２ｐｘを形成し、一方、各部分２２ａ
、２３ａの境界面に、上記凸部２１ｐｌ＋　２１１）２
．２２ｐ１．２２＋）２にそれぞれ嵌合する凹部２２ｒ
、、２２ｒ、、２３ｒ、、２３ｒ、を形成して、各部分
２１．２２．２３を密着して嵌合させてもよい。これに
より、上記各境界面の密着性を向上させることができる
。

第２の実施例 第７図は本発明の第２の実施例であるゾーニングされた
誘電体レンズアンテナの縦断面図である。

第７図において、この誘電体レンズアンテナは、ゾーニ
ングされた各領域毎に、かつ各段差の深さ方向２の面２
０ｃ＋、２０ｃ、を含む光軸Ｘに平行な面を分割境界面
として、分割された３個の部分３１．３２．３３からな
る。ここで、上記部分３１．３２はそれぞれ、光軸Ｘを
中心とするリング形状であり、部分３３は、光軸Ｘを中
心とする略円柱形状である。

第４図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は第２の実施例のジー
二ングされた誘電体レンズアンテナの製造工程を示す縦
断面図であり、以下、射出成形法によるこの誘電体レン
ズアンテナの製造工程について説明する。

まず、第４図（Ａ）に示すように、下側金型４０の中央
部に形成された凸部４０ｐに上側金型４４の中央部に形
成された凹部４４ｒを嵌合させて、下側金型４０に上側
金型４４を嵌合させた後、上側金型４４の上部に形成さ
れた樹脂注入口Ｇ６゜Ｇ７から液状の樹脂を注入した後
冷却して、リング形状の部分３１を成形する。この後、
上側金型４４のみを取り外す。

次いで、第４図（Ｂ）に示すように、部分３１が載置さ
れＩ；下側金型４０に上側金型４５を嵌合させ、部分３
１の内周面と金型４０．４５によりなる射出成形空間を
形成した後、上側金型４５の上部に形成された樹脂注入
口Ｇ８．Ｇ９から液状の樹脂を注入した後冷却して、上
記部分３１の内周側にリング形状の部分３２を成形する
。ここで、この注入した液状の樹脂の温度が高いため、
部分３１の内周表面が溶融して部分３２の外周表面と密
着して成形される。従って、合体されたリング状の部分
３１と部分３２が形成される。この後、上側金型４５の
みを取り外す。

さらに、第４図（Ｃ）に示すように、合体された部分３
１．３２が載置された下側金型４０に上側金型４６を嵌
合させ、部分３２の内周面と金型４０．４６によりなる
射出成形面を形成した後、上側金型４６の上部に形成さ
れた樹脂注入口ＧｌＯから液状の樹脂を注入した後冷却
して、上記合体された部分３１．３２の内周側に部分３
３を成形する。ここで、この注入した液状の樹脂の温度
が高いため、部分３２の内周表面が溶融して部分３３の
外周表面と密着して成形される。従って、合体された部
分３１，３２．３３にてなるゾーニングされた上記誘電
体レンズアンテナが形成される。

第８図は本発明に係る第２の実施例の変形例であるゾー
ニングされた誘電体レンズアンテナの構造を示す縦断面
図である。

第８図に示すように、分割された部分３１ａ。

３２ａ、３３ａにそれぞれ、各段差の境界面が光軸Ｘに
対して９０度よりも小さい角度で傾斜するように、段差
３１ｐ、段差３２ｒ、３２ｐ、段差３３ｒを形成して、
段差３１ｐが段差３２ｒに嵌合しかつ段差３２ｐが段差
３３ｒに嵌合するように各部分３１ａ、３２ａ、３３ａ
を密着して嵌合させてもよい。これにより、各部分３１
ａ、３２ａ、３３ａの境界面の接合面積を大きくするこ
とができ、これによって、それらの密着性を向上させる
ことができる。

以上説明したように、誘電体レンズアンテナを簡単な構
造のゾーニングされた複数の部分に分割して、分割され
た各部分を射出成形法により順次形成しながら密着して
形成するようにしたので、複雑な形状を有するゾーニン
グされた誘電体レンズアンテナであっても、上記各部分
を射出成形法で容易に形成することができる。

以上の実施例においては、誘電体レンズアンテナの一方
の面が平面である場合について説明しているが、これに
限らず、波源の種類及びビームの種類に応じて曲面であ
ってもよい。この場合、誘電体レンズアンテナを分割す
る各境界面は光軸Ｘに平行とはならない。ここで、伝搬
する電波の損失を低減するために、上記各境界面を電波
の進行する方向とすることが好ましい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、第１の金型を用い
て射出形成法により上記誘電体レンズアンテナの一部を
形成する第１の部分を成形する第１の工程と、第２の金
型内に上記第１の金型を用いて成形された第１の部分を
挿入して、挿入された上記第１の部分の一部と上記第２
の金型の内面によりなる射出成形空間を形成して上記空
間を用いて射出成形法により、第２の部分を成形する第
２の工程とを含み、以下、上記第２の工程を同様に所定
の回数だけ繰り返すことにより上記各部分によりなる上
記誘電体レンズアンテナを形成するようにしたので、上
記分割された各部分は従来のゾーンニングされた誘電体
レンズアンテナに比較し簡単な構造となり、複雑な形状
を有するゾーニングされた誘電体レンズアンテナであっ
ても、容易に形成することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明の第１の実施
例であるゾーニングされた誘電体レンズアンテナの製造
工程を示す縦断面図、 第２図は従来の誘電体レンズアンテナの縦断面図、 第３図は従来のゾーニングされた誘電体レンズアンテナ
の縦断面図である。 第４図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明の第２の実施
例であるゾーニングされた誘電体レンズアンテナの製造
工程を示す縦断面図、 第５図は本発明の第１の実施例であるゾーニングされた
誘電体レンズアンテナの構造を示す縦断面図、 第６図は本発明の第１の実施例の変形例であるゾーニン
グされた誘電体レンズアンテナの構造を示す縦断面図、 第７図は本発明の第２の実施例であるゾーニングされた
誘電体レンズアンテナの構造を示す縦断面図、 第８図は本発明の第２の実施例の変形例であるゾーニン
グされた誘電体レンズアンテナの構造を示す縦断面図で
ある。 ２１．２２，２３，３１．３２．３３・・・分割された
部分、 ２０ｃＩ、２０ｃ１・・段差の深さＺ方向の面、２ｏｂ
ｌ、２０ｂｉ’・・段差の光軸に垂直な面、４０乃至４
６・・・金型。 第１図（Ａ） 第１図（８） 第４図（Ａ） 第４図＋８） 第４図（Ｃ） １ １ 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の段差を形成してゾーニングされた誘電体レ
   ンズアンテナの製造方法であって、 第１の金型を用いて射出形成法により上記誘電体レンズ
   アンテナの一部を形成する第１の部分を成形する第１の
   工程と、 第２の金型内に上記第１の金型を用いて成形された第１
   の部分を挿入して、挿入された上記第１の部分の一部と
   上記第２の金型の内面によりなる射出成形空間を形成し
   て上記空間を用いて射出成形法により、上記第１の部分
   とは異なりかつ上記誘電体レンズアンテナの一部を形成
   する第２の部分を成形する第２の工程とを含み、 以下、上記第２の工程を同様に所定の回数だけ繰り返す
   ことにより上記各部分によりなる上記誘電体レンズアン
   テナを形成することを特徴とする誘電体レンズアンテナ
   の製造方法。