JPH0786827A - 誘電体樹脂電波レンズおよびその製造方法 - Google Patents
誘電体樹脂電波レンズおよびその製造方法Info
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- JPH0786827A JPH0786827A JP25470893A JP25470893A JPH0786827A JP H0786827 A JPH0786827 A JP H0786827A JP 25470893 A JP25470893 A JP 25470893A JP 25470893 A JP25470893 A JP 25470893A JP H0786827 A JPH0786827 A JP H0786827A
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- radio wave
- resin
- dielectric
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一定厚さの板状電波レンズの作製を実現する
と共に，レンズの電波軸合わせや固定設定の容易化と製
造コストの低減を図る。 【構成】 誘電体樹脂を用いた誘電体樹脂電波レンズに
おいて，フルネルゾーンにてゾーニングしたレンズにお
ける各ゾーンセクションを非連続有限値で位相を丸め，
レンズ中心軸から周辺方向へ前記丸めた位相毎に，か
つ，電波透磁方向の厚さをほぼ均一とする分割部分（純
フッ素樹脂部材１０１，位相ゾーン１０２，１０３）で
構成する。
と共に，レンズの電波軸合わせや固定設定の容易化と製
造コストの低減を図る。 【構成】 誘電体樹脂を用いた誘電体樹脂電波レンズに
おいて，フルネルゾーンにてゾーニングしたレンズにお
ける各ゾーンセクションを非連続有限値で位相を丸め，
レンズ中心軸から周辺方向へ前記丸めた位相毎に，か
つ，電波透磁方向の厚さをほぼ均一とする分割部分（純
フッ素樹脂部材１０１，位相ゾーン１０２，１０３）で
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，平面板状化した誘電
体樹脂電波レンズおよびその製造方法に関するものであ
る。
体樹脂電波レンズおよびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来，誘電体樹脂による電波レンズは図
１１に示すようなものが知られている。図１１（ａ）は
高い誘電率（εr ＝４〜３０）の誘電体を光学レンズと
同様に設計した例であり，厚さｄ1 で極めて厚く重量が
嵩むものである。また，図１１（ｂ）は上記図１１
（ａ）と同様に設計を行い，フルネル条件（フルネルゾ
ーン）にてゾーニングして，片面を平面化すると共に，
全体の厚さｄ2 を上記ｄ1 に対して薄く構成した例であ
る。図１１（ｃ）は上記図１１（ａ）における厚さｄ1
に対して約１／２の厚さｄ3 にゾーニングした例であ
る。
１１に示すようなものが知られている。図１１（ａ）は
高い誘電率（εr ＝４〜３０）の誘電体を光学レンズと
同様に設計した例であり，厚さｄ1 で極めて厚く重量が
嵩むものである。また，図１１（ｂ）は上記図１１
（ａ）と同様に設計を行い，フルネル条件（フルネルゾ
ーン）にてゾーニングして，片面を平面化すると共に，
全体の厚さｄ2 を上記ｄ1 に対して薄く構成した例であ
る。図１１（ｃ）は上記図１１（ａ）における厚さｄ1
に対して約１／２の厚さｄ3 にゾーニングした例であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記に
示されるような従来の誘電体樹脂による電波レンズにあ
っては，以下のような問題点があった。すなわち，図１
１（ａ）および図１１（ｃ）は，レンズ曲面が両面ある
いは片面にあるため，製造時や組立時等における位置固
定と電波軸合わせが困難である。また，厚さｄ1 あるい
はｄ3 が厚いためにレンズ自体の重量が重くなる。
示されるような従来の誘電体樹脂による電波レンズにあ
っては，以下のような問題点があった。すなわち，図１
１（ａ）および図１１（ｃ）は，レンズ曲面が両面ある
いは片面にあるため，製造時や組立時等における位置固
定と電波軸合わせが困難である。また，厚さｄ1 あるい
はｄ3 が厚いためにレンズ自体の重量が重くなる。
【０００４】また，図１１（ｂ）は，片面が平面に構成
させているため，位置固定や電波軸合わせの面では好都
合であり，厚さもｄ2 で薄いため軽量化となるが，他方
の面は凹凸形状のため，該凹凸形状の曲線は精密にフル
ネル条件を満足するように加工する必要が生じ，その製
造コストが嵩むことになる。さらに，立体的にゾーニン
グの凹凸があると凹部にゴミや汚れが付着しやすくな
り，付着物により著しい高周波特性を損なうという問題
点があった。
させているため，位置固定や電波軸合わせの面では好都
合であり，厚さもｄ2 で薄いため軽量化となるが，他方
の面は凹凸形状のため，該凹凸形状の曲線は精密にフル
ネル条件を満足するように加工する必要が生じ，その製
造コストが嵩むことになる。さらに，立体的にゾーニン
グの凹凸があると凹部にゴミや汚れが付着しやすくな
り，付着物により著しい高周波特性を損なうという問題
点があった。
【０００５】この発明は，上記に鑑みてなされたもので
あって，ゴミや汚れが付着しにくい一定厚さの板状電波
レンズの製造を実現できる共に，レンズの電波軸合わせ
や固定設定の容易化と製造コストの低減を図ることを目
的とする。
あって，ゴミや汚れが付着しにくい一定厚さの板状電波
レンズの製造を実現できる共に，レンズの電波軸合わせ
や固定設定の容易化と製造コストの低減を図ることを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は，上記の目的
を達成するために，誘電体樹脂を用いた誘電体樹脂電波
レンズにおいて，フルネルゾーンにてゾーニングしたレ
ンズにおける各ゾーンセクションを非連続有限値で位相
を丸め，レンズ中心軸から周辺方向へ前記丸めた位相毎
に，かつ，電波透過方向の厚さをほぼ均一とする分割部
分で構成する誘電体樹脂電波レンズを提供するものであ
る。
を達成するために，誘電体樹脂を用いた誘電体樹脂電波
レンズにおいて，フルネルゾーンにてゾーニングしたレ
ンズにおける各ゾーンセクションを非連続有限値で位相
を丸め，レンズ中心軸から周辺方向へ前記丸めた位相毎
に，かつ，電波透過方向の厚さをほぼ均一とする分割部
分で構成する誘電体樹脂電波レンズを提供するものであ
る。
【０００７】なお，前記位相を丸めた各分割部分は，そ
れぞれ純基材樹脂に対して異なる誘電率の物質を純基材
樹脂に充填した充填材から成り，かつ，前記物質の充填
量および材質に基づいて，前記充填材全体の誘電率を調
整した構成であり，電波透過方向に対し充填材の厚さを
ほぼ一定厚さにし，電波位相の位相量のみを変化させ
る。
れぞれ純基材樹脂に対して異なる誘電率の物質を純基材
樹脂に充填した充填材から成り，かつ，前記物質の充填
量および材質に基づいて，前記充填材全体の誘電率を調
整した構成であり，電波透過方向に対し充填材の厚さを
ほぼ一定厚さにし，電波位相の位相量のみを変化させ
る。
【０００８】また，この発明は，上記の目的を達成する
ために，誘電体樹脂を用いた誘電体樹脂電波レンズの製
造方法において，フッ素樹脂を基材として，フッ素樹脂
と異なる誘電率の誘電体粉体をフッ素樹脂に充填して充
填材を作成する工程によって，前記充填する誘電体粉体
を変えて充填材全体の誘電率をそれぞれ異なる誘電率に
した複数の充填材を作成し，レンズ中心軸から周辺方向
へ前記複数の充填材を配列し，レンズ全体の成形焼成時
に同時に焼成成形し，融着一体化する誘電体樹脂電波レ
ンズの製造方法を提供するものである。
ために，誘電体樹脂を用いた誘電体樹脂電波レンズの製
造方法において，フッ素樹脂を基材として，フッ素樹脂
と異なる誘電率の誘電体粉体をフッ素樹脂に充填して充
填材を作成する工程によって，前記充填する誘電体粉体
を変えて充填材全体の誘電率をそれぞれ異なる誘電率に
した複数の充填材を作成し，レンズ中心軸から周辺方向
へ前記複数の充填材を配列し，レンズ全体の成形焼成時
に同時に焼成成形し，融着一体化する誘電体樹脂電波レ
ンズの製造方法を提供するものである。
【０００９】
【作用】この発明に係る誘電体樹脂電波レンズは，フル
ネルゾーンを非連続有限位相値により丸めて離散化し，
かつ，該離散化位相ゾーンのそれぞれを高い比誘電率の
誘電体物質をフッ素樹脂等の基材に一定厚さで，平面板
状化に同時一体化し形成される。
ネルゾーンを非連続有限位相値により丸めて離散化し，
かつ，該離散化位相ゾーンのそれぞれを高い比誘電率の
誘電体物質をフッ素樹脂等の基材に一定厚さで，平面板
状化に同時一体化し形成される。
【００１０】この発明に係る誘電体樹脂電波レンズの製
造方法は，フッ素樹脂を基材として，フッ素樹脂と異な
る誘電率の誘電体粉体をフッ素樹脂に充填して充填材を
作成する工程によって，前記充填する誘電体粉体を変え
て充填材全体の誘電率をそれぞれ異なる誘電率にした複
数の充填材を作成し，レンズ中心軸から周辺方向へ前記
複数の充填材を配列し，レンズ全体の成形焼成時に同時
に焼成成形し，融着一体化し，誘電体樹脂電波レンズを
製造する。
造方法は，フッ素樹脂を基材として，フッ素樹脂と異な
る誘電率の誘電体粉体をフッ素樹脂に充填して充填材を
作成する工程によって，前記充填する誘電体粉体を変え
て充填材全体の誘電率をそれぞれ異なる誘電率にした複
数の充填材を作成し，レンズ中心軸から周辺方向へ前記
複数の充填材を配列し，レンズ全体の成形焼成時に同時
に焼成成形し，融着一体化し，誘電体樹脂電波レンズを
製造する。
【００１１】
【実施例】以下，この発明の一実施例を添付図面を参照
して説明する。図１は，この発明による同心円状平板レ
ンズの構成を平面図およびその断面図で示す説明図であ
る。図において，この同心円状平板レンズは誘電体樹脂
電波レンズであり，基材樹脂としての純フッ素樹脂材部
１０１と，該純フッ素樹脂材部１０１に対して比誘電率
の高い誘電体粉体を純フッ素樹脂材部１０１に充填し，
厚さｄ方向における位相量を厚さｄにおいて所定量とな
るように設計した位相ゾーン１０２と，該位相ゾーン１
０３に対してさらに，同様の手順により位相量を大きく
し，しかも，厚さｄにおいて所定位相量となるように設
計した位相ゾーン１０３とから構成されている。また，
この同心円状平板レンズの位相シフト量は，３つほど
で，０°，１２０°，２４０°で離散化している。
して説明する。図１は，この発明による同心円状平板レ
ンズの構成を平面図およびその断面図で示す説明図であ
る。図において，この同心円状平板レンズは誘電体樹脂
電波レンズであり，基材樹脂としての純フッ素樹脂材部
１０１と，該純フッ素樹脂材部１０１に対して比誘電率
の高い誘電体粉体を純フッ素樹脂材部１０１に充填し，
厚さｄ方向における位相量を厚さｄにおいて所定量とな
るように設計した位相ゾーン１０２と，該位相ゾーン１
０３に対してさらに，同様の手順により位相量を大きく
し，しかも，厚さｄにおいて所定位相量となるように設
計した位相ゾーン１０３とから構成されている。また，
この同心円状平板レンズの位相シフト量は，３つほど
で，０°，１２０°，２４０°で離散化している。
【００１２】図２は，この発明による位相ゾーンの設計
手順を示す説明図である。まず，図２（ａ）により，通
常のフルネルゾーンチャート（位相と半径）の関係図を
作る。また，図８（ｂ）は，上記図２（ａ）を用いて，
＋９０°，−９０°により位相を丸め，０°，１８０°
の２値に分割した例である。すなわち，半径０〜ｒ1，
ｒ2 〜ｒ3 ，ｒ4 〜ｒ5 の部分は位相０°，半径ｒ1 〜
ｒ2 ，ｒ3 〜ｒ4 ，ｒ5 〜，の部分は位相１８０°とす
ることにより，かなり粗い近似ではあるが，図２（ａ）
に示したレンズに相当する板状レンズが製造できること
を示している。
手順を示す説明図である。まず，図２（ａ）により，通
常のフルネルゾーンチャート（位相と半径）の関係図を
作る。また，図８（ｂ）は，上記図２（ａ）を用いて，
＋９０°，−９０°により位相を丸め，０°，１８０°
の２値に分割した例である。すなわち，半径０〜ｒ1，
ｒ2 〜ｒ3 ，ｒ4 〜ｒ5 の部分は位相０°，半径ｒ1 〜
ｒ2 ，ｒ3 〜ｒ4 ，ｒ5 〜，の部分は位相１８０°とす
ることにより，かなり粗い近似ではあるが，図２（ａ）
に示したレンズに相当する板状レンズが製造できること
を示している。
【００１３】また，図２（ｂ）に示すレンズは，一定の
厚さで，かつ，一定の比誘電率の誘電体板片面に，１８
０°相当の半径リング部の同心帯状金属箔を付着させる
ことにより製造することができる。
厚さで，かつ，一定の比誘電率の誘電体板片面に，１８
０°相当の半径リング部の同心帯状金属箔を付着させる
ことにより製造することができる。
【００１４】また，図２（ｃ）は，上記図２（ｂ）の考
え方をさらに進め，位相量を０°，１２０°，２４０°
の３値で離散化した例である。すなわち，半径０〜
ｒ6 ，ｒ8 〜ｒ9 ，ｒ11 〜，の部分は位相０°，半径
ｒ6 〜ｒ7 ，ｒ9 〜ｒ10の部分は位相１２０°，半径ｒ
7 〜ｒ8 ，ｒ10〜ｒ11の部分は位相２４０°としてい
る。この０°，１２０°，２４０°に相当する同心帯状
位相ゾーンを図１と同様に，同一厚さにし，図２（ｂ）
より設計し，図２（ａ）に近い特性の誘電体電波レンズ
を製造することができる。なお，当然のことながら，上
記における離散化を，４値，５値，６値，・・・という
ように，さらに細かく設計するほど，レンズの性能が上
がる。
え方をさらに進め，位相量を０°，１２０°，２４０°
の３値で離散化した例である。すなわち，半径０〜
ｒ6 ，ｒ8 〜ｒ9 ，ｒ11 〜，の部分は位相０°，半径
ｒ6 〜ｒ7 ，ｒ9 〜ｒ10の部分は位相１２０°，半径ｒ
7 〜ｒ8 ，ｒ10〜ｒ11の部分は位相２４０°としてい
る。この０°，１２０°，２４０°に相当する同心帯状
位相ゾーンを図１と同様に，同一厚さにし，図２（ｂ）
より設計し，図２（ａ）に近い特性の誘電体電波レンズ
を製造することができる。なお，当然のことながら，上
記における離散化を，４値，５値，６値，・・・という
ように，さらに細かく設計するほど，レンズの性能が上
がる。
【００１５】図３は，この発明に係わる屈折率と比誘電
率の関係を導くための説明図である。一般に，２種の物
質が図３に示すように，およびであり，それぞれの
誘電率をε1 ，ε2 ，透磁率をμ1 ，μ2 ，波数（位相
定数）をｋ1 ，ｋ2 ，屈折率をｎ1 ，ｎ2 ，位相速度を
ｖ1 ，ｖ2 ，電波入射・出射角をθ1 ，θ2 とすると，
接合面では，ｋ1 ｘｓｉｎθ1 ＝ｋ2 ｘｓｉｎθ2 よ
り，下記数１，数２が得られる。
率の関係を導くための説明図である。一般に，２種の物
質が図３に示すように，およびであり，それぞれの
誘電率をε1 ，ε2 ，透磁率をμ1 ，μ2 ，波数（位相
定数）をｋ1 ，ｋ2 ，屈折率をｎ1 ，ｎ2 ，位相速度を
ｖ1 ，ｖ2 ，電波入射・出射角をθ1 ，θ2 とすると，
接合面では，ｋ1 ｘｓｉｎθ1 ＝ｋ2 ｘｓｉｎθ2 よ
り，下記数１，数２が得られる。
【００１６】
【数１】
【００１７】
【数２】
【００１８】したがって，透磁率μ1 ＝μ2 ≒μ0 （真
空中透磁率）であれば，上記数１に基づいて，下記数３
が得られる。
空中透磁率）であれば，上記数１に基づいて，下記数３
が得られる。
【００１９】
【数３】
【００２０】上記数３より，電波レンズにおける設計主
パラメータとなる屈折率ｎi と比誘電率εriとの関係が
与えられる。また，比誘電率εriは，材質ｉ中における
電波の位相定数ｋi と上記数３の関係があるため，屈折
率ｎi ，比誘電率εri，電波の位相定数ｋi に基づいて
電波レンズを設計することができる。すなわち，物質の
比誘電率εriが既知のものであれば電波レンズの設計が
実現化することが分かる。
パラメータとなる屈折率ｎi と比誘電率εriとの関係が
与えられる。また，比誘電率εriは，材質ｉ中における
電波の位相定数ｋi と上記数３の関係があるため，屈折
率ｎi ，比誘電率εri，電波の位相定数ｋi に基づいて
電波レンズを設計することができる。すなわち，物質の
比誘電率εriが既知のものであれば電波レンズの設計が
実現化することが分かる。
【００２１】次に，上記レンズの製造方法１，２につい
て，誘電体樹脂としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエ
チエン）樹脂を使用した場合を例にとって説明する。
て，誘電体樹脂としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエ
チエン）樹脂を使用した場合を例にとって説明する。
【００２２】〔レンズの製造方法１〕図４は，この発明
のレンズ製造に使用する金型および各素材等の配置を断
面図で示す説明図である。図において，４０１は本製造
に使用するために用意された円筒金型，４０２は円筒金
型４０１の底部を構成する有底，４０３は比誘電率がε
r3の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ，４０
４は比誘電率がεr2の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹
脂スリーブ，４０５はＰＴＦＥ樹脂スリーブ，４０６は
比誘電率が４０３と同じεr3の酸化セラミックス充填Ｐ
ＴＦＥ樹脂スリーブ，４０７は比誘電率が４０４と同じ
εr2の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ，４
０８はＰＴＦＥ樹脂ロッド，４０９は所定圧で非加工材
を加圧するための押し型である。
のレンズ製造に使用する金型および各素材等の配置を断
面図で示す説明図である。図において，４０１は本製造
に使用するために用意された円筒金型，４０２は円筒金
型４０１の底部を構成する有底，４０３は比誘電率がε
r3の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ，４０
４は比誘電率がεr2の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹
脂スリーブ，４０５はＰＴＦＥ樹脂スリーブ，４０６は
比誘電率が４０３と同じεr3の酸化セラミックス充填Ｐ
ＴＦＥ樹脂スリーブ，４０７は比誘電率が４０４と同じ
εr2の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ，４
０８はＰＴＦＥ樹脂ロッド，４０９は所定圧で非加工材
を加圧するための押し型である。
【００２３】第１の工程として，有底４０２を組み込ん
だ円筒金型４０１内に，ＰＴＦＥ樹脂よりも比誘電率の
大きい酸化セラミックスをＰＴＦＥ樹脂に入れ，均一に
配合し，成形焼成した比誘電率がεr3の酸化セラミック
ス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０３を入れる。
だ円筒金型４０１内に，ＰＴＦＥ樹脂よりも比誘電率の
大きい酸化セラミックスをＰＴＦＥ樹脂に入れ，均一に
配合し，成形焼成した比誘電率がεr3の酸化セラミック
ス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０３を入れる。
【００２４】第２の工程として，上記酸化セラミックス
充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０３の内側に，ＰＴＦＥ樹
脂よりも比誘電率の大きい酸化セラミックス等を上記工
程１とは異なる配合比でＰＴＦＥ樹脂に入れ，均一に配
合し，成形焼成した比誘電率がεr2の酸化セラミックス
充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０４を入れる。
充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０３の内側に，ＰＴＦＥ樹
脂よりも比誘電率の大きい酸化セラミックス等を上記工
程１とは異なる配合比でＰＴＦＥ樹脂に入れ，均一に配
合し，成形焼成した比誘電率がεr2の酸化セラミックス
充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０４を入れる。
【００２５】第３の工程として，上記酸化セラミックス
充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０４の内側に，ＰＴＦＥ樹
脂スリーブ４０５を入れる。
充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０４の内側に，ＰＴＦＥ樹
脂スリーブ４０５を入れる。
【００２６】第４の工程として，上記第１の工程〜第３
の工程と同様にして，ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０５の内
側に下記の〜の順で各スリーブやロッドを入れる。 比誘電率が酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリ
ーブ４０３と同じεr3の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ
樹脂スリーブ４０６を入れる。 比誘電率が酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリ
ーブ４０４と同じεr2の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ
樹脂スリーブ４０７を入れる。 ＰＴＦＥ樹脂ロッド４０８を入れる。
の工程と同様にして，ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０５の内
側に下記の〜の順で各スリーブやロッドを入れる。 比誘電率が酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリ
ーブ４０３と同じεr3の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ
樹脂スリーブ４０６を入れる。 比誘電率が酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリ
ーブ４０４と同じεr2の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ
樹脂スリーブ４０７を入れる。 ＰＴＦＥ樹脂ロッド４０８を入れる。
【００２７】第５の工程として，次に，押し型４０９を
被せ，面圧１０Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上（好ましくは５０〜
７００Ｋｇｆ／ｃｍ2 ）で加圧し，該加圧した状態でＰ
ＴＦＥ樹脂の融点３２７°Ｃ以上（好ましくは３４０°
Ｃ以上）で３時間加熱処理する。
被せ，面圧１０Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上（好ましくは５０〜
７００Ｋｇｆ／ｃｍ2 ）で加圧し，該加圧した状態でＰ
ＴＦＥ樹脂の融点３２７°Ｃ以上（好ましくは３４０°
Ｃ以上）で３時間加熱処理する。
【００２８】第６の工程として，上記の各工程により，
図５に示すようなＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロッ
ク５０１が得られる。なお，５０１〜５０５は接合境界
面である。ＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック５０
１は，比誘電率がεr3の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ
樹脂スリーブ４０３，４０６と，比誘電率がεr2の酸化
セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０４，４０７
の接合境界面５０１および５０４は，ＰＴＦＥ樹脂同士
の熱融着によりすき間がなく，かつ，一体的に融着接合
されていることが確認されている。
図５に示すようなＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロッ
ク５０１が得られる。なお，５０１〜５０５は接合境界
面である。ＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック５０
１は，比誘電率がεr3の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ
樹脂スリーブ４０３，４０６と，比誘電率がεr2の酸化
セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０４，４０７
の接合境界面５０１および５０４は，ＰＴＦＥ樹脂同士
の熱融着によりすき間がなく，かつ，一体的に融着接合
されていることが確認されている。
【００２９】また，ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０５，ＰＴ
ＦＥ樹脂ロッド４０８と比誘電率がεr2の酸化セラミッ
クス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０４，４０７の接合境
界面５０２および５０５についても，上記と同様に，Ｐ
ＴＦＥ樹脂同士の熱融着によりすき間がなく，かつ，一
体的に融着接合されていることを確認することができ
た。さらに，比誘電率がεr3の酸化セラミックス充填Ｐ
ＴＦＥ樹脂スリーブ４０６とＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０
５の接合境界面５０３についても，ＰＴＦＥ樹脂同士の
熱融着によりすき間がなく，かつ，一体的に融着接合さ
れていることを確認することができる。
ＦＥ樹脂ロッド４０８と比誘電率がεr2の酸化セラミッ
クス充填ＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０４，４０７の接合境
界面５０２および５０５についても，上記と同様に，Ｐ
ＴＦＥ樹脂同士の熱融着によりすき間がなく，かつ，一
体的に融着接合されていることを確認することができ
た。さらに，比誘電率がεr3の酸化セラミックス充填Ｐ
ＴＦＥ樹脂スリーブ４０６とＰＴＦＥ樹脂スリーブ４０
５の接合境界面５０３についても，ＰＴＦＥ樹脂同士の
熱融着によりすき間がなく，かつ，一体的に融着接合さ
れていることを確認することができる。
【００３０】第７の工程として，最終的に，図５に示す
ＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック５０１から，機
械加工により，図１に示す誘電体樹脂としてＰＴＦＥ樹
脂を使ったＰＴＦＥ樹脂レンズが製造される。
ＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック５０１から，機
械加工により，図１に示す誘電体樹脂としてＰＴＦＥ樹
脂を使ったＰＴＦＥ樹脂レンズが製造される。
【００３１】図６は，この発明に係る平板レンズの他の
構成例を示す説明図である。ここではｘ方向とｙ方向の
位置による位相量を，図示の如く，１，２，３，１，
２，３のように変える。また，この場合における他の設
計方法や製造方法は上記図１に示したものと同様であ
る。
構成例を示す説明図である。ここではｘ方向とｙ方向の
位置による位相量を，図示の如く，１，２，３，１，
２，３のように変える。また，この場合における他の設
計方法や製造方法は上記図１に示したものと同様であ
る。
【００３２】上記図６に示した構成例では，図７に示す
ようにアンテナとして見た場合，ｘ−ｚ平面およびｙ−
ｚ平面における指向性が整形されている。すなわち，ｘ
−ｚ平面のビーム幅（角）θx とｙ−ｚ平面のビーム幅
（角）θy は，θx ＞θy の関係となっている。したが
って，図７に示すように，レンズ板面の位相と位相ゾー
ン帯の中心からの位置における幾何学的配置を設けるこ
とにより，この発明に係る誘電体樹脂電波レンズとして
得られる電波レンズアンテナ平板は，ビームの三次元的
整形についても可能であることを示している。
ようにアンテナとして見た場合，ｘ−ｚ平面およびｙ−
ｚ平面における指向性が整形されている。すなわち，ｘ
−ｚ平面のビーム幅（角）θx とｙ−ｚ平面のビーム幅
（角）θy は，θx ＞θy の関係となっている。したが
って，図７に示すように，レンズ板面の位相と位相ゾー
ン帯の中心からの位置における幾何学的配置を設けるこ
とにより，この発明に係る誘電体樹脂電波レンズとして
得られる電波レンズアンテナ平板は，ビームの三次元的
整形についても可能であることを示している。
【００３３】〔レンズの製造方法２〕次に，上記図６に
示した誘電体樹脂電波レンズの具体的な製造方法につい
て図８〜図１０を用いて説明する。図において，８０
１，８０２，８０３はＰＴＦＥ樹脂板，８０４，８０
５，８０６，８０７は比誘電率がεr3の酸化セラミック
ス充填ＰＴＦＥ樹脂板，８０８，８０９，８１０，８１
１は比誘電率がεr2の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹
脂板である。また，９０１は金型，９０２は有底，９０
３は押し型である。なお，図９（ａ）は，押し型９０３
を外した状態の平面図，図９（ｂ）は（ａ）における断
面ＸＸ’を示している。
示した誘電体樹脂電波レンズの具体的な製造方法につい
て図８〜図１０を用いて説明する。図において，８０
１，８０２，８０３はＰＴＦＥ樹脂板，８０４，８０
５，８０６，８０７は比誘電率がεr3の酸化セラミック
ス充填ＰＴＦＥ樹脂板，８０８，８０９，８１０，８１
１は比誘電率がεr2の酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹
脂板である。また，９０１は金型，９０２は有底，９０
３は押し型である。なお，図９（ａ）は，押し型９０３
を外した状態の平面図，図９（ｂ）は（ａ）における断
面ＸＸ’を示している。
【００３４】第１工程として，図８に示すようなＰＴＦ
Ｅ樹脂板８０１，８０２，８０３と，ＰＴＦＥ樹脂にＰ
ＴＦＥ樹脂よりも比誘電率が大きい，例えば，酸化セラ
ミックスを入れ均一に配合したものを成形焼成した比誘
電率がεr3の酸化セラミック充填ＰＴＦＥ樹脂板８０
４，８０５，８０６，８０７，および，同様に，ＰＴＦ
Ｅ樹脂に酸化セラミックスを入れ均一に配合している
が，該酸化セラミックスの配合比が前記酸化セラミック
ス充填ＰＴＦＥ樹脂板８０４，８０５，８０６，８０７
とは異なる比誘電率がεr2の酸化セラミックス充填ＰＴ
ＦＥ樹脂板８０８，８０９，８１０，８１１を下記の順
序に基づいて，図９に示すように有底９０２を組み込ん
だ金型９０１内に入れる。
Ｅ樹脂板８０１，８０２，８０３と，ＰＴＦＥ樹脂にＰ
ＴＦＥ樹脂よりも比誘電率が大きい，例えば，酸化セラ
ミックスを入れ均一に配合したものを成形焼成した比誘
電率がεr3の酸化セラミック充填ＰＴＦＥ樹脂板８０
４，８０５，８０６，８０７，および，同様に，ＰＴＦ
Ｅ樹脂に酸化セラミックスを入れ均一に配合している
が，該酸化セラミックスの配合比が前記酸化セラミック
ス充填ＰＴＦＥ樹脂板８０４，８０５，８０６，８０７
とは異なる比誘電率がεr2の酸化セラミックス充填ＰＴ
ＦＥ樹脂板８０８，８０９，８１０，８１１を下記の順
序に基づいて，図９に示すように有底９０２を組み込ん
だ金型９０１内に入れる。
【００３５】すなわち，酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ
樹脂板８０７→８０６→８１１→８１０→８０２→８０
１→８０５→８０４→８０９→８０８→８０３の順に，
金型９０１内に入れる。
樹脂板８０７→８０６→８１１→８１０→８０２→８０
１→８０５→８０４→８０９→８０８→８０３の順に，
金型９０１内に入れる。
【００３６】第２の工程として，次に，押し型９０３を
面圧１０Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上（好ましくは５０〜７００
Ｋｇｆ／ｃｍ2 ）で加圧し，該加圧した状態でＰＴＦＥ
樹脂の融点３２７°Ｃ以上（好ましくは３４０°Ｃ以
上）で３時間加熱処理する。これにより，図１０に示す
ようなＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック１００１
が得られる。また，該ＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブ
ロック１００１は，下記に示す各板同士の各接合境界面
において，ＰＴＦＥ樹脂同士の熱融着により一体に融着
接合されていることを確認することができる。すなわ
ち，
面圧１０Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上（好ましくは５０〜７００
Ｋｇｆ／ｃｍ2 ）で加圧し，該加圧した状態でＰＴＦＥ
樹脂の融点３２７°Ｃ以上（好ましくは３４０°Ｃ以
上）で３時間加熱処理する。これにより，図１０に示す
ようなＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック１００１
が得られる。また，該ＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブ
ロック１００１は，下記に示す各板同士の各接合境界面
において，ＰＴＦＥ樹脂同士の熱融着により一体に融着
接合されていることを確認することができる。すなわ
ち，
【００３７】 ８０６，８０７と８１０，８１１の接
合境界面１００２ ８１０，８１１と８０１，８０２の接合境界面１０
０３ ８０１，８０２と８０４，８０５の接合境界面１０
０４ ８０４，８０５と８０８，８０９の接合境界面１０
０５ ８０８，８０９と８０３の接合境界面１００６ の各接合境界面において，一体に融着接合されているこ
とが確認できる。
合境界面１００２ ８１０，８１１と８０１，８０２の接合境界面１０
０３ ８０１，８０２と８０４，８０５の接合境界面１０
０４ ８０４，８０５と８０８，８０９の接合境界面１０
０５ ８０８，８０９と８０３の接合境界面１００６ の各接合境界面において，一体に融着接合されているこ
とが確認できる。
【００３８】また，ＰＴＦＥ樹脂板８０１と８０２，比
誘電率がεr2およびεr3の酸化セラミックス充填樹脂８
０６と８０７，８１０と８１１，８０４と８０５，８０
８と８０９のそれぞれの板同士の境界接合面１００７，
１００８，１００９，１０１０，１０１１についてもＰ
ＴＦＥ樹脂同士の熱融着により一体に融着接合されてい
た。
誘電率がεr2およびεr3の酸化セラミックス充填樹脂８
０６と８０７，８１０と８１１，８０４と８０５，８０
８と８０９のそれぞれの板同士の境界接合面１００７，
１００８，１００９，１０１０，１０１１についてもＰ
ＴＦＥ樹脂同士の熱融着により一体に融着接合されてい
た。
【００３９】第３の工程として，最終的に，図１０に示
すＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック１００１か
ら，機械加工により，図６に示した誘電体樹脂としてＰ
ＴＦＥ樹脂を使ったＰＴＦＥ樹脂電波レンズが製造され
る。
すＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック１００１か
ら，機械加工により，図６に示した誘電体樹脂としてＰ
ＴＦＥ樹脂を使ったＰＴＦＥ樹脂電波レンズが製造され
る。
【００４０】したがって，以上の実施例では，フルネル
ゾーンの位相ゾーンを有限の特定値により離散化し，こ
の各位相ゾーン帯をフッ素樹脂への誘電体充填材として
構成し，全体を一様な厚さで一体同時成形したため，一
定厚さの板状電波レンズを製造することができる。これ
によりレンズの電波軸合わせ，および固定設置が容易化
され，そのコスト低減を図ることができる。また，図６
に示したレンズの考え方により，アンテナビームの指向
特性を三次元的にビームフォーミングを行うことができ
る。
ゾーンの位相ゾーンを有限の特定値により離散化し，こ
の各位相ゾーン帯をフッ素樹脂への誘電体充填材として
構成し，全体を一様な厚さで一体同時成形したため，一
定厚さの板状電波レンズを製造することができる。これ
によりレンズの電波軸合わせ，および固定設置が容易化
され，そのコスト低減を図ることができる。また，図６
に示したレンズの考え方により，アンテナビームの指向
特性を三次元的にビームフォーミングを行うことができ
る。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように，この発明に係る誘
電体樹脂電波レンズおよびその製造方法によれば，フル
ネルゾーンを非連続有限位相値により丸めて離散化し，
かつ，該離散化位相ゾーンのそれぞれを高い比誘電率の
誘電体物質をフッ素樹脂等の基材に一定厚さで，平面板
状化に同時一体化させて形成するため，ゴミや汚れが付
着しにくい一定厚さの板状電波レンズの製造が実現でき
ると共に，レンズの電波軸合わせや固定設定の容易化と
製造コストの低減を図ることができる。
電体樹脂電波レンズおよびその製造方法によれば，フル
ネルゾーンを非連続有限位相値により丸めて離散化し，
かつ，該離散化位相ゾーンのそれぞれを高い比誘電率の
誘電体物質をフッ素樹脂等の基材に一定厚さで，平面板
状化に同時一体化させて形成するため，ゴミや汚れが付
着しにくい一定厚さの板状電波レンズの製造が実現でき
ると共に，レンズの電波軸合わせや固定設定の容易化と
製造コストの低減を図ることができる。
【図１】この発明に係る同心円状平板レンズの構成を平
面図およびその断面図で示す説明図である。
面図およびその断面図で示す説明図である。
【図２】この発明に係る位相ゾーンの設計手順を示す説
明図である。
明図である。
【図３】この発明に係る屈折率と比誘電率の関係を導く
ための説明図である。
ための説明図である。
【図４】この発明のレンズ製造に使用する金型および各
素材等の配置を断面図で示す説明図である。
素材等の配置を断面図で示す説明図である。
【図５】この発明により製造されるＰＴＦＥ樹脂電波レ
ンズ用素材ブロックの構成を示す説明図である。
ンズ用素材ブロックの構成を示す説明図である。
【図６】この発明に係る平板レンズの他の構成例を示す
説明図である。
説明図である。
【図７】図６に示したレンズをアンテナとして見た場合
におけるｘ−ｚ平面およびｙ−ｚ平面での指向性の整形
度を示す説明図である。
におけるｘ−ｚ平面およびｙ−ｚ平面での指向性の整形
度を示す説明図である。
【図８】図６に示したレンズの製造時におけるＰＴＦＥ
樹脂板の構成を示す説明図である。
樹脂板の構成を示す説明図である。
【図９】図６に示したレンズの製造時における金型構成
および各ＰＴＦＥ樹脂板の配置等を示す説明図である。
および各ＰＴＦＥ樹脂板の配置等を示す説明図である。
【図１０】この発明により製造されるＰＴＦＥ樹脂電波
レンズ用素材ブロックの構成を示す説明図である。
レンズ用素材ブロックの構成を示す説明図である。
【図１１】従来における誘電体樹脂による電波レンズの
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
１０１ 純フッ素樹脂材部（基材樹脂） １０２，１０３ 位相ゾーン ４０１ 円筒型 ４０３，４０６ 酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂
（比誘電率εr3） ４０４，４０７ 酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂
（比誘電率εr2） ４０５ ＰＴＦＥ樹脂スリーブ ４０８ ＰＴＦＥ樹脂ロッド ５０１ ＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック
（比誘電率εr3） ４０４，４０７ 酸化セラミックス充填ＰＴＦＥ樹脂
（比誘電率εr2） ４０５ ＰＴＦＥ樹脂スリーブ ４０８ ＰＴＦＥ樹脂ロッド ５０１ ＰＴＦＥ樹脂電波レンズ用素材ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜部 剛志 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 誘電体樹脂を用いた誘電体樹脂電波レン
ズにおいて，フルネルゾーンにてゾーニングしたレンズ
における各ゾーンセクションを非連続有限値で位相を丸
め，レンズ中心軸から周辺方向へ前記丸めた位相毎に，
かつ，電波透過方向の厚さをほぼ均一とする分割部分で
構成することを特徴とする誘電体樹脂電波レンズ。 - 【請求項２】 前記位相を丸めた各分割部分は，それぞ
れ純基材樹脂に対して異なる誘電率の物質を純基材樹脂
に充填した充填材から成り，かつ，前記物質の充填量お
よび材質に基づいて，前記充填材全体の誘電率を調整し
た構成であり，電波透過方向に対し充填材の厚さをほぼ
一定厚さにし，電波位相の位相量のみを変化させること
を特徴とする請求項１記載の誘電体樹脂電波レンズ。 - 【請求項３】 誘電体樹脂を用いた誘電体樹脂電波レン
ズの製造方法において，フッ素樹脂を基材として，フッ
素樹脂と異なる誘電率の誘電体粉体をフッ素樹脂に充填
して充填材を作成する工程によって，前記充填する誘電
体粉体を変えて充填材全体の誘電率をそれぞれ異なる誘
電率にした複数の充填材を作成し，レンズ中心軸から周
辺方向へ前記複数の充填材を配列し，レンズ全体の成形
焼成時に同時に焼成成形し，融着一体化することを特徴
とする誘電体樹脂電波レンズの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25470893A JPH0786827A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 誘電体樹脂電波レンズおよびその製造方法 |
| US08/305,624 US5469128A (en) | 1993-09-17 | 1994-09-14 | Circuit elements for microwave and millimeter-wave bands and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25470893A JPH0786827A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 誘電体樹脂電波レンズおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786827A true JPH0786827A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=17268747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25470893A Pending JPH0786827A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 誘電体樹脂電波レンズおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786827A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002111366A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Fujitsu Quantum Devices Ltd | 電流分布制御型パッチアンテナ |
| WO2005034291A1 (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 誘電体レンズ，誘電体レンズ装置，誘電体レンズの設計方法、誘電体レンズの製造方法および送受信装置 |
| JP3934341B2 (ja) * | 1999-02-15 | 2007-06-20 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 無線通信装置 |
| US7301504B2 (en) | 2004-07-14 | 2007-11-27 | Ems Technologies, Inc. | Mechanical scanning feed assembly for a spherical lens antenna |
| CN102480011A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-05-30 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种具有非均匀材料分布的超材料 |
| CN102480010A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-05-30 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种非均匀超材料 |
| CN102637959A (zh) * | 2011-03-25 | 2012-08-15 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种具有非均匀厚度介质基板的超材料 |
| WO2019153116A1 (zh) * | 2018-02-06 | 2019-08-15 | 华为技术有限公司 | 透镜、透镜天线、射频拉远单元及基站 |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP25470893A patent/JPH0786827A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3934341B2 (ja) * | 1999-02-15 | 2007-06-20 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 無線通信装置 |
| JP2002111366A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Fujitsu Quantum Devices Ltd | 電流分布制御型パッチアンテナ |
| WO2005034291A1 (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 誘電体レンズ，誘電体レンズ装置，誘電体レンズの設計方法、誘電体レンズの製造方法および送受信装置 |
| US7355560B2 (en) | 2003-10-03 | 2008-04-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric lens, dielectric lens device, design method of dielectric lens, manufacturing method and transceiving equipment of dielectric lens |
| US7301504B2 (en) | 2004-07-14 | 2007-11-27 | Ems Technologies, Inc. | Mechanical scanning feed assembly for a spherical lens antenna |
| CN102637959A (zh) * | 2011-03-25 | 2012-08-15 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种具有非均匀厚度介质基板的超材料 |
| CN102480011A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-05-30 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种具有非均匀材料分布的超材料 |
| CN102480010A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-05-30 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种非均匀超材料 |
| WO2019153116A1 (zh) * | 2018-02-06 | 2019-08-15 | 华为技术有限公司 | 透镜、透镜天线、射频拉远单元及基站 |
| US11316277B2 (en) | 2018-02-06 | 2022-04-26 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Lens, lens antenna, remote radio unit, and base station |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030225 |