JPS6041303A - ドツプラ−レ−ダ速度系統に使用する装置 - 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】 本発明は農耕用トラクタ等の如き車両の速度を測定する
際に使用するドツプラーレーダ装置に係るものである。

農耕具が行う種々の作業は機具の運動速度の１関数とし
て制御する必要がある。たとえは、近代農業は液体か固
体の除草剤、殺虫剤、肥料等を作物全種え付ける面積に
わたり分布する必要がしはしはある。もし単位面積当り
分布される液体または固体の量が不精確すなわち正しく
ないへ、分布される物資の効果を下けるすなわち分布費
を増す。

種子植付は中にも同様な問題が生じ、種子植付けでは、
隣接する（重子間の間隔もまた植付は費と作物の最高収
率とに影響を及ぼす。単位面積当りの種子およびその他
の物資の分布精度は（ａ）物資の分与精度と車両の速！
？決めることのできる精度とに左右される。

農耕用トラクターおよびその他主要道路から離れて走行
する機具の速度を正確に決めることは容易でない。車両
の速度を測定する従来方法、すなわち車両を駆動する車
輪の速度を測定する方法セ農耕ｔ・“ラフターに応用す
る場合には複駆動車輪が地面に相対的にすべる速度が高
いので正確ではない。トラクターの非被駆動車輪の回転
速度を測定することによりトラクターの速度を測定する
こともまた向き変え中車輪がスキッドしたりま／こある
情況の下では地面から持ち上がり勝ちであるので不正確
である。

地上を走る車両の速度はドツプラーレーダ機器を使用し
て測定する必要のあることは認識されている。ドツプラ
ーレータは無線周波数（’ＲＦ）の電磁波を細いビーム
にして放送し地面から反射された電磁波の周波数を放送
された電磁波に相対的に測定することにより作用する。

２つの周波数間の差は車内の速度に正比例する。

ドツプラーレーダ装置はほぼサイドローブのない細いレ
ーダビーム孕発生する必要があジ、そのヨウニするとビ
ームを地面の境界された面積に向は為ことができ車両の
夕１ヤの如き瞬接した構造体に当りそれから反射されな
い。ドツプラーレーダ装置により発生した電磁波の放射
パターンは装置に使用するアンテナの特性に左右される
。低いレヘルノサイドローブを有していると知られてい
る１つの型式のアンテナはいわゆる［２モード１ホーン
アンテナである。２モードホーンアンテナは１９６６年
６月に発行１．たマイクＯ波ジャーナル誌第７１−７８
頁にビー・ディー・ボッター氏が発表した「抑圧したサ
イトローブと等しいビーム幅とを有する新たなホーンア
ンテナと題する記事に記載されている。

２モートホーンアンテナは電磁波が２つのモードでホー
ンにわたり伝搬するように設計しである。

アンテナの放射パターンは２つのモードにより生シタハ
ターンの複合であり、１つのモード釦より生したサイド
ローブが他のモードにより生じたサイドローブをキャン
セルするのでサイドローブはほとんど含んでいない。こ
のように生じた複合パターンは主すなわち軸線方向ロー
ブの外部にほとんど放射エネルギーを有していない。こ
れまで、２モードホーンの開口部において２つのモード
に適当な境界条件を生じるには、ホーンは１２．５°程
度のやや小さいフレア角度を有するよう設計する必要が
あると思い込んでいた。ホーンの長さがそのフレア角度
により決まるので、フレア角度が小さいとホーンが比較
的に長くなる。特に、ホーン開口部の直径は本質的に結
果たるＲＦパターンの所望の利得とビーム幅とにより決
まる。２４　ＧＨｚ範囲の周波数全使用する地上車両の
用途には４ないし５インチのホーン直径が好ましいとす
ると、１２５ｏのフレア角度を有するようにするためホ
ーンはほぼ２フイートの長さでなければならない。

２フィート長さのホーンは農耕用トラクターおよびその
細道路外ケ走る車両に実際に使用するには非常に長すぎ
る。所要の放射パターンと物理的寸法要件とを有するホ
ーンをたとえ設計できたにしても、ドツプラーレーダ系
統ケ機械的に耐用性を有し信頼できるようにするにはま
だ問題に連着する。ホーンは農耕トラクター丑たはその
他の道路外で走行する車両が受ける苛酷な機械的Ｓ撃に
耐えなければならない。電磁アンテナまたはその部品に
通常使用する材料は道路外を走行する車両に使用するに
は児全には適当といえない。たとえは、ホーンアンテナ
に時々使用する誘電レンズは一般に純粋な重合物質で作
る。そのような物質はもろくいくぶん弱く、従って、も
し農耕トラクターまたはその細道路外全走行する車両に
使用すると破損する・ＲＦレンズ構造体に通常使用する
ポリエチレンの代りに他の誘電体全使用できる。しかし
ながら、使用するどの誘電物質も一般に均一性のある規
準に従う必要がありその理由は物質が不均一であるとレ
ンズにより集束されるＲＦ波が分散すなわち分極するこ
とになるからである。

更に捷だ、もしドラフリー装置に１種類以上の金属を使
用すると、温度変化に対する金属の応答差により装置の
内部４品に応力をかけたジゆるめたシする。たとえば、
ホーンとそれに関係したマイクロ波部品とは一般にアル
ミニウムで作られ、その理由は成形される部品の複雑な
形状に容易に塑造できるからである。他方、外部ハウジ
ングとホーン装着部品とは安価でがん丈であるため鋼で
作ることが好ましい。しがしながら、アルミニウムホー
ン組立体を鋼製構造体内に装着する場合、２種の物質の
温間係数の差により部品間の継手に応力をかけたりそれ
全ゆるめたりしそれにより装置の耐用性すなわち寿命を
低下する。

典型的なドツプラーレーダ系統の別の問題は実際に停止
せしめられる時車両が運動していることを示すためドツ
プラーレーダ系統の観察した軸向に関係している。その
ような誤った表示を回避する１つの方法は車両のタイヤ
が選択された時間より長く静止したままであるとドツプ
ラーレーダにより与えた速度表示全抑止することである
。

この問題の解決方法はドツプラーレーダと車両の残り部
分との間の接続を複雑にしその理由のため□好ましくな
い。車両用の１つのドツプラーレーダ系統では、速度が
臨界速度以下になると速度表示を抑止することによりこ
の間ｙｔ解決している。

ドツプラーレーダ系統を先づ誤った速度表示を絶対に出
さないよう工夫できれば望ましいことである。

本発明は農耕用トラクター等の如き道路外で走行する車
両に使用するのに適するようにする電気的および機械的
特性を有するドツプラーレーダ速度測定装置に係る。本
発明の装置はほとんどサイドローブのないマイクロ波の
細く良く境界されたビームを発生する小型の小ぢんまり
したパッケージである。更にまた、本発明の装置は車両
が停止するとほぼ零出力を出しまた耐用性で温度に抵抗
する。本発明のドツプラーレーダ装置は通常使用する１
２．５″　より可成り犬なフレア角度を有する２モード
ホーンアンテナ全使用する。フレア角度が小さいにもか
かわらず、ホーンはこれまでは予想されたモード整相問
題はない。更にまた、大きいフレア角に全選択するので
、所望のホーン開口部直径に達するに必要なホーン長さ
は可成り縮少する。従って、２モードホーンは道路外全
走行する車両に使用するに十分短かい。ホーンはビーム
の集束を助は厄ようホーン上に位置決めした誘電レンズ
ヶ使用する。このレンズはガラスを満した重合体で形成
されている。意外にも、ガラスを満たしてもレンズの電
気的特性には干渉しない。ガラスを満たした重合体は、
たとえば、純粋なポリエステルケ材料とする従来のレン
ズよりも可成り強いレンズを形成する。

本発明のドツプラーレーダ装置はマイクロ波ホーン組立
て体とハウジング組立て体とのはまり合い部がこれら組
立て体が異なる材料で作られていても温度の変化により
ゆるむことがない。ハウジング組立て体はマイクロ波ホ
ーン組立て体の合わさる外面に衝合する内面を有してい
る。衝合する表面の平面は温度変化による両組合わせ体
の膨張または収縮方向と平行になるよう選択しである、
ハウジング組立て体とホーン組立て体とを形成する異な
る材料力坏等に膨張または収縮すると従って衝合面を互
いに滑動させる。ドツプラーレーダ装置がそれを装着し
た車両が静止している時非零速度表示を出す傾向は主乏
して車両のエンジンが　゛遊転することによりドツプラ
ーレーダ装置に与える振動によるものである。この問題
を解決するため、本発明の装置ははね定格と減衰特性と
が装置が出すドツプラー信号をｒ波するため使用する高
域フィルタの特性に従い選択される振動絶縁体を含んで
いる。更に特に、振動絶縁体のばね定格と減衰特性とは
高域フィルタのカットオフ周波数より犬なドツプラー周
波数を生じる低いレベルの振動周波数がマイクロ波ホー
ン組立て体に伝達されないよう選択する。

本発明の前記した目的、その他の目的および利点（１添
付図面全参照して以下に詳細に説明することにより明か
になることと思う。

ドツプラーレーダ装置は自己充足型であり、それが発生
するマイクロ波エネルギーのビームが車両の下の地面に
衝突しそれから反射されるようある車両に装着する必要
がある。ドツプラーレーダ装置は車両の前部にも後部に
もいづれにも装着でき、その理由はどちらの場所にも車
両が走行する地面を見るに妨げとなるものがないからで
ある。

しかしながら、農耕トラクターでは、その前部と後部と
に装着した積上げ品とかすきの如き機器がドツプラーレ
ーダの作動に干渉することがある。

その結果、ドツプラーレーダ装ａｔはトラクターの中心
付近に装着することが好ましく前向きか後向きにできる
。

第１図には側部の代表的個所にドツプラーレーダが装着
されている農耕トラクター１０が示しである。装置１２
が発生したビーム１４は後輪タイヤ間の地面？照らす。

従って、ビームの幅を制限することが重要である。もし
ビーム１４が車輪の個所で過度に漏れると、車輪から反
射されるマイクロ波ビームは装置の作用に可成り干渉す
る。このことが生じないよう、装置１２は幅が狭く事実
上サイドローブを有しないビームを発生する必要がある
。しかしながら、トンプラーレーダ装置が照らす面積が
小さすぎると、地面のでこぼこにより測定系統が測定す
る速度にいちじるしい偏差を生じる。たとえは、５°な
いし８°にわたるようビームの幅を拡げると、空間平均
化効果が生じるに十分な地上面積が照らされ、それによ
り反射されたマイクロ波信号の周波数が１両の実際の速
度を正確に表わす。

本発明によるドツプラーレーダ速度測定系統が第２図に
部分々解図で示しである。この測定系統は２つの主要な
組合わせ体すなわち、マイクロ波ホーン組立て体２２と
ハウジング組立て体２４と金含んでいる。更にまた、印
刷回路盤２６が電気ケーブル２８によりマイクロ波ホー
ン組立て体２２に接続されている。

マイクロ波ホーン組立て体２２の主要部品の多くが第５
図に４分の１ｔ！ｆｒ面側面図で示しである。

理解を容易にするため、これら部品は第３図に分解して
示しである。マイクロ波ホーン組立て体２２はマイクロ
波トランシーバ６２と、導波変成器６６と、モード発生
器−ホーンアンテナ３４と、誘電レンズを組み入れたホ
ーンカバー６８と？含んでいる。ある関係した電子回路
３９　、４０　。

４１がマイクロ波ホーン組立て体に装着した印刷回路盤
２６（第２図）に含まれている。

マイクロ波トランシーバ３２は従来技術の部品であり、
従って、詳細には説明しない。トランシーバ６２は第６
図には断面で示してない。一般に、トランシーバ６２は
約２４．１２５　ＧＨｚの周波数全有する直線的に分極
したマイクロ波信号全発生する従来技術のＧＵＮＮ発振
器を含んでいる。発振器は車両のバッテリーに接続され
た給電装置６９により給電される。トランシーバ６２は
導波変成器３４にマイクロ波信号を案内する矩形状の導
波管（図示せず）を有している。マイクロ波信号は変成
器ろ４、ホー／６６およびカバー６８を経て自由空間に
伝搬する。ホーン組立て体２２は伝達された信号の分極
ベクトルが垂直に配向されるよう装着することが好まし
い。反射した信号（地面から反射された）がホーン６６
により集束され変成器３４を通りレンーバ６２に戻る。

変成器は反射光を当契の信号と混合し、それにより周波
数が当初の信号の周波数と反射信号の周波数との間の差
に等しいドツプラー信号を形成する。ドツプラ信号はト
ランシーバの外部端子６５に結合される。

トランシーバ６２のドツプラー信号出力端子３５は高域
フィルタ４０に接続されている。高域フィルタは約５０
Ｈｚのブレーキ点以下の周波数をすべて排除する。詳細
に後記するが、フィルタ４０Ｆｆ、ハウジング組立て体
２４に組み込まれた２つの機械的振動絶縁体のｉ械的特
性を補足する電気的特性？有している。フィルタと振動
絶縁体とは共働して車両が停止した時誤った速度読出し
全排除する。高域フィルタの出力側は信号処理回路４１
の入力側に接続されている。回路４１は高域フィルタで
Ｐ波したドツプラー信号を処理して出力端子４２に測定
系統の出力を表わす処理ずみ信号を生じる。出力端子４
２に生じた信号はドツプラーレーダ装置が装着されてい
る車両の速度に正比例する。

導波案内６４はホーン組立体に含まれトランシーバ３２
の矩形状導波管とホーンアンテナ６６の咽喉部に位置決
めした円形の導波部４６との間に゛電磁をなめらかに遷
移する。変成器６４は６つの別々の矩形状断面部分４ろ
、４４．４５’ｔｌｊする導波管を含んでいる。６つの
部分４３．４４゜４５の幅（すなわち、第６図の紙面に
垂直な方向に測定した寸法）はすべて等しい。しかしな
がら、これら部分の高さは異なる。第１の部分４３の高
さばその幅より小さいが、高さと幅とはトランシーバの
導波管の対応する寸法に等しい。従って、トランシーバ
６２を導波変成器ろ４にボルト留めすると、２つの導波
管は互いに並んで均一な断面形状の１つの導波管全形成
する。変成器の第６の部分４５の高さはその幅に等しく
従ってこの部分は四角形断面を有している。中間部分４
４の高さは他の２一つの部分４３．４５の高さの中間で
ある。

ホーンアンテナ６６はホーンと変成器とを互いにボルト
留めすると変成器の６つの部分４ろ。

４４．４５の対称軸線Ａと同心の円形導波管４６を含ん
でいろ。円形の導波管４６の直径は変成器ろ４の四身形
断面部分４５の高さより僅かに大きく主たる２４．１２
５ＧＨｚ　ＲＦ波が円形のＴＥｌ、モードで導波管４６
を通り伝搬する。しかしながら、第２のモードが円形の
導波管４６の直径におけるステップ遷移４８により励起
される。（このようにして第２のモードを励起すること
は知られ、前記したボッター氏の記事に述べである）。

従って、ホーンアンテナろ６のフレア部分５０’に通る
ＲＦ信号ｉｄ２つのモード、すなわち、主たる１゛Ｅ１
□モードとそれより高い位数のＴＭ、□モードとを含ん
でいる。両方のモードはホーンのフレア部分５０を通り
伝搬しこのフレア部分から自由空間に入る。

ホーンろ６はピラミッド状円錐形の不−ンである。

ホーンアンテナ６６はホーン６６の対称軸線Ａと一致す
る中上・（当業界ではアンテナの照準としテ知うしてい
る）を有している放射パターン全発生する。ホーンアン
テナの放射パターンはＴＥ１１波とＴＭ、□波とにより
生じた放射パターンの複合である。ＴＥ□波により生じ
たパターンはきわ立った軸線方向ピークと種々の振幅の
軸線外れサイドローブとを有している。他方、ＴＭ１□
モードは軸線方向ピークのないパターンを生じる。ＴＭ
１□パターンはＴＥ□１モードにより生じたパターンの
サイドロープを有効にキャンセルする軸線外しくＤサイ
ドローブ金倉んでいる。結果たる複合パターンは従って
、サイドローブにほんの僅かなエネルギーしか分散され
ていないきわ立った実質的に中心ピークのみから成る。

ホーンアンテナ６６の利得とその放射ノくターンの主ロ
ーブの幅とは共にホーン６６の開口部の直径に関係して
いる。農耕トラクターにドツプラーレーダ装置１２ケ使
用するため、８°程度のビーム幅により好ましいパター
ンで地面を照した。ビーム幅は使用する周波数（２！４
．１２５ＧＨ３）　と共にホーンの開口部を４ないし５
インチ程度にする必要があることを指図した。ＴＥ　ｔ
ｔ波とＴＭ１１波とをホーンの開口部において適当に整
相するにはホーンの外開きすなわち円錐形部分の傾斜を
軸線Ａに対し６．２５°程度にしてフレア角度を１２．
５°にする必要があるというのが従来は賢明であるとさ
れていた。しかしながら、１２．５°のフレア角度のホ
ーンに４インチの開口部直径を持たせるには、フレア部
分は約２フイートの長さにする必要がある。２フィート
長さのホーンはトラクターまたはその他の車両の側部に
答易に装着するには長すぎる。

ＴＥ　波とＴＭ□１波との整相に悪影響を及ぼす１ ことなくホーンアンテナの円錐形部分のフレア角度を２
ないし６倍増すことができると今判った。

説明している特定の例では、円錐形部分５０のフレア角
＃は約ろゾ１゛　である。このフレア角度は約４．３５
インチの開口部直径と共にホーンの長さを僅か５２フイ
ンチにする。

大きいフレア角度゛を有するホーンアンテナはそれを通
るマイクロ波エネルギーのビーム金分散させる傾向があ
る。増大したフレア角度の分散の影曽はホーンカバー６
８に誘電レンズ素子を含めることにより軽減される。第
６図に示したホーンカバー３８は誘電レンズ６０と円筒
形のリム６２とを含んでいる。レンズ６０は軸線Ａｔ−
中心として円形に対称的で平たい表面６４を有している
。レンズ６０の内面はいくつかの円心の環状段部６６に
より形成され、レンズの軸線方向厚味は各段部の幅にわ
たり一定である。段部６６におけるレンズの厚味の差に
より形成されるレンズの内面の輪郭形状は凸状でレンズ
の焦点がアンテナの位相中心と一致するよう選択しであ
る。アンテナの位相中心はホーンの咽喉部内に位置して
いる。

ホーンカバー６８の円筒形リム６２はレンズ６０と一体
に形成されレンズの外周と合体している。リム６２はそ
のレンズ６０とは反対の端部に円周方向に間隔をあけて
複数の軸線方向に突出したタブ６８が設けである短かい
管状部分全方している。タブ６８には半径方向に向いた
ビード７０が設けてありこれらビードはホーン６０の外
周に成形した環状の稜７２に係合する。ホーンカッ＜−
３８をホーン３６のまわりに押しはめすると、タブ６８
は稜７２上に外方に屈折し次いでばちつと元に戻り固定
し、従って、ビード７０は環状の稜７２に係合してホー
ンカバー６８をホーンアンテナろ６の端部にしつかり保
持する。０−リング７８を使用することによりホーンカ
バー３８とホーンアンテナ３６との間を包囲してきつく
ソールする。０−リング７８はホーン６６の稜７２と外
縁７６との間でホーンアンテナろ６の外面に設けた環状
溝８０に収容されている。

ホーンカバーをホーンアンテナに固定すると、ホーン３
６の外縁７６は円筒形のリム６２から半径方向内方に芙
出している環状唇状部７４とリムがレンズ６０に合体す
る個所との間のリム部分は軸線方向スペーサとして機能
しレンズ６０をホーンアンテナ３６から所定の間隔をあ
けて保持する。

環状唇状部７４によるレンズ６０の軸線間隔あけは誘電
レンズ３８から反射によるホーンアンテナ６６内の電圧
定在波比（ＶＳＷＲ）’を極限するよう選択する。

レンズ６０はドツ゛プラーレーダ装置の耐用前命中可成
りの機械的応力に耐える必要があり、従って、丈夫で耐
久性のある材料で作る必要がある。

通常ではそのようなレンズはポリエチレンの如き均一な
重合物質で作る。普通の均一な重合物質はしかしながら
耐久性と衝撃抵抗とが比較的に低い。

ガラスを満たした重合体は純粋な重合体より強度が高い
ことは知られている。それにもかかわらず、これ壕では
ガラス粒子が重合体をギガヘルツ範囲の周波数では不均
一性に見えるようにしてその結果ＲＦビーム？分散また
恐なく分極することになるのでギガヘルツ範囲の周波数
を集中するため使用できないと思い込まれていた。しか
しながら、実験により、ガラスを満たした重合物質が予
想されたようなＲＦ分散捷たは分極もしくはその両方を
生じないことが判った。従って、誘電レンズをガラスで
満した重合物質で作ることができまた望ましい。説明し
ている特定の具体例では、ミネソタ州つイノアのアール
テスピー・カンパニイが商品名ｒＦｉｂｅｒｉｔｅ　Ａ
　１００７　ｌで販売しているガラスを４０チ満たした
ポリニレチルを射出成形してレンズを作る。この物質は
丈夫で耐久性を有しているはかりでなくまた（純粋のポ
リエステルとは異なり）アルミニウムのホーンの熱膨張
係数に非常に近い熱膨張係数を有している。ポーン３６
とホーンカバー６８とは、従って、局部的な温間変化に
応答して一体に膨張および収縮する。

前記した部品のほかに、マイクロ波ホーン組立て体２２
は装着アダフリ９０と錠止めリング１０８（第２Ｎと第
４図）とを含んでいる。装着アダプタ９０は一体に成形
したアルミニウム部材でありスペーサ部分９６．９８に
より接続された２つの軸線方向（で間隔をあけん環状リ
ング９２．９４を含んでいる。′スペーサ部分９６．９
８’／”ｆ、円周方向に正反対位置に１７だ２つの環状
リング９２．９４の周囲間に軸線方向に延びている。環
状部分９４に設けた中心開口はアダプタ９０がマイクロ
波トランシーバ６２と導波変成器６４の大部分とを収容
するに十分な直径を有してい乙。導波変成器６４はホー
ンアンテナ３６付近の端部にアダプタ９０の環状部分の
外径とほぼ同じ外径を有する装着フランジ１０Ｃｌ−有
している。アダプタ９０の環状部分９４はフランジ１０
０に衝合し、このフランジ１００Ｕ他方ホーン６６が支
持している同様なフランジ１０２に衝合している。６つ
の部品、すなわち、装着アダプタ９０、導波変成器６４
（トランシーバ組立て体６２が取り付けである）および
ホーンアンテナろ６は耳付きボルトにより互いにしつか
り取り付けである。耳付きボルト１０６の１つが第４図
に示しである。耳付きボルト１０３Ｕアダプタ９０の環
状部分９４と装着フランジ１００とに設けた軸線方向の
孔ｔＸ通して突出し装着フランジ１０２に設けたねじ孔
にねじ込んである。

装着アダプタ９０の第２の環状部分９２は錠止めリング
１０８（第２図と第４図）を収容するため外面にねじ山
１０６が設けである円筒形外壁１０４を含んでいる。マ
イクロ波組立て体２２は錠止めリング１０８によりハウ
ジング組立て体２４内に固定して保持されている。更に
また、後記するが、錠止めリング１０８もまたハウジン
グ組立て体２４の部品をまとめて保持する。

第４図にはマイクロ波ホーン組立て体２２をハウジング
組立て体２４内に装着する方法が示しである１、説明全
簡略にするため、ハウジング組立て体２４は第５図に別
個に示しである。第５図に示しであるように、ハウジン
グ組立て体２４はほぼ円筒形の外部ハウジング２００と
、はぼ円筒形の内部ハウジング２０２と、２つの同様な
トロイド状振動絶縁体２０４，２０６と、端部カバー２
０８と、はねかけシールド２１０とハウジングをトラク
タに取り付けるブラケット２１１（第２図）′とヲ言ん
ている。マイクロ波ホーン組立て体２２は２つの振動絶
縁体２０４．２０６の環状内面に着座、振動絶縁体の軸
線方向および半径方向弾力により外部ハウジング２００
にがけた振動がら絶縁されている。振動絶縁体２０４．
２’０６は共に同じであるが、軸線方向に反対方向に向
いている。

各絶縁体は内外の鋼リング２１２，２１４と中間の弾性
物質２６０とを含んでいる。中間物質２６０ｉｌ−１：
２つのリング２１２．２１４間にその場で鋳込むか射出
成形される。図示した具体例では、中間物質２６０はシ
リコンエラストマー（米国試験および材料協会の出版物
口により定めた分類協定による３ＦＣ５１０Ｂ３７Ｃ２
０Ｅ）１６Ｇ１１ＥＡ１４）である。

このシリコンは約３０−４０テユロメータの硬度を有し
ている。

振動絶縁体２０４．２０６の絶縁特性は一部は環状リン
グ２１２，２１４間にはさみ込まれた弾性物質２６０の
形状により立証する。第５Ａ図から一層明確に判るよう
に、弾性物質２６０は外部リング２１２が埋め込まれて
いる環状の外部４分２１８と内部リング２１４の半径方
向外面に接着された環状の内部４分２２０とを含んでい
る。２つの環状部分２１８．２’２０は薄い円錐形部分
２２２より接続されている。弾性物質２６０の円錐形部
分２２２の厚味と形状とにより外部ハウジング２００か
ら伝達された振動力が先づ主として環状部分２２２のた
わみにより吸収されるようにする。円錐形部分２２２が
装置１２の対称軸線Ａに対して鋭角に配置されているの
で、円錐形部分２２２は半径方向と軸線方向との振動を
吸収するのに有効で各絶縁体２０４，２０６に半径方向
と軸線方向との振動に応答して同じはね定格を与える。

もし衝撃負荷がかけられるかまたは振動力が円錐形部分
２２２がつぶれ環状部分２１８　、２２０を互いに衝合
させる程度に犬になると、この絶縁体のばね定格は弾性
物質の圧縮負荷により可成り増大する。

振動絶縁体２０４，２．０６の当初のばね定格と減衰特
性とは円錐形部分２２２の厚味とこの円錐形部分の材質
とにより決まる。本発明の１つの面によれば、振動絶縁
体のはね定格と減衰特性とはマイクロ波トランシーバ３
２の出力ｋｌ’波する高域フィルタ４０のカットオフ周
波数に従い選択する。前にも述べたように、高域フィル
タ（第３図）のカットオフ周波数は約５０　Ｈｚ　であ
る。従って、５０Ｈｚ以下のドツプラー周波数を生じる
振動運動は低減フィルタの出力に応答する回路には感知
されない。従って、弾性物質２６０の円、錐形部分２２
２の材質と厚味Ｔとはマイクロ波ホーン組立て体が５０
Ｈｚ以上のドツプラー周波数ケ生じる低いレベルの振動
周波数から絶縁されるよう選択することが望ましい。

好ましい厚味Ｔは主と１．て経験により決める。

特定の厚味Ｔ’を選択し次いで外部ハウジングを異なる
周波数で振動させ懸垂１．た部品（すなわち、ホーに組
立て体２２、内部ハウジング２０２および振動絶縁体の
内部４分）にががる加速を測定することにより測定系統
の共振周波数ケ決めた。測定系統の共振周波数（ｆ）は
題垂した部品の質量（図示した例では約３５ポンドの重
量〕と等式ｆ−（ｋ／ｍ）％／２）による振動絶縁体の
ばね定格（ωとに関係している。経験によシホーン組立
て体を高域フィルタ４０（第３図）のカットオフ周波数
以上のドツプラー信号周波数ケ生じる振動から絶縁する
には共・振部波数（ｆ）を１秒毎に４０サイクル以下に
する必要があるき判った。

図示１．た具体例に使用１．た特定のシリコーンニレス
トマーでは、振動絶縁体が所望の絶縁を行うのに厚味Ｔ
ｆｆｉ約００３０インチにする必要があると判った。し
かしながら、振動絶縁体の当初のはね定格’？５０Ｈｚ
以上のドツプラー周波数が生じる点以下に下げるには０
０６０インチの厚味は本質的には不十分であった。振動
絶縁体のばね定格従って、共振周波数は弾性物質２６０
の円錐形部分を僅かに曲げることにより更に引き下げた
。各絶縁体２０４．２０６の環状の内部リング２１４を
軸線方向に弾性物質２６０が応カケかけてない時のリン
グの位置に比較して僅かに曲けた。２つの振動絶縁体２
０４．２０６の軸線方向の内部リング２１４間の軸線方
向間隔を定める内部ハウジングの長さを適当に選択する
ことにより２つのリングを相対的に変位させる。

更例詳細に因えば、内部ハウジング２０２は振動絶縁体
２０４の内部リング２１４の半径方向に向いた唇状部２
２Ｂと振動絶縁体２０６の内部リングの対応する唇状部
との間に延びている。内部ハウジング２０２の直径は唇
状部２２８の中間部の直径に一致しそれによりスペーサ
管とそれぞれのリング２１４とはそれらの周囲にわたり
衝合する。内部ハウジング２０２１’Ｌリム２２９によ
り唇状部２２８に相対的に適当に横方向位置に保持され
ている。リム２２９は組合わせ体２４の中心に向は内方
に軸線方向に延びスペーサ管の外径よりいく分大きい。

内部ハウジング２０２の端部ハリム内に収容され、従っ
て、唇状部２２８と同心に並ぶ。

振動絶縁体２０４，２０６の外部リング２１２の軸線方
向位置はハウジング組立て体２４の外部ハウジング２０
０に設けた２つの半径方向内方に突出している環状の稜
２００．２３２により決まる。振動絶縁体２０４．２０
６はそれぞれ隣接した環状リング２６０または２６２に
衝合するまで外部ハウジング２００の対応する端部に軸
線方向に差し込１れる。各振動絶縁体の外部リング２１
２とハウジング２００との間の弾性物質は絶縁体をハウ
ジングに差し込むと圧縮され従って、きつい摩擦ばめが
生じる。摩擦ばめにより振動絶縁体が対応する稜２３０
．２３２から遠ざかり移動するのを防止する。２つの環
状稜２ろ０，２３２間の間隔は内部ハウジング２０２の
長さより短かい。

絶縁体２０４．２０６を内外ハウジング２０２゜２００
と組み立てると、従って、各振動体の内部リング２１４
１１−ｒ、対応する。外部リング２１２に相対的にその
通常の位置から軸線方向に変位する。

これにより前にも述べたように弾性物質２６０の円錐形
部分２２２を曲げて円錐形部分２２２のばね定格を減少
する。それにより懸垂部は１秒毎に約６０サイクルの第
１の共振周波数を有し、この周波数は５０Ｈｚ以上のド
ツプラー周波数を生じる振動をマイクロ波組立て体から
絶縁するのに十分低い。

第４図に詳細に示しであるように、マイクロ波ホーン組
立て体２２は振動絶縁体２０４．２０６の内部の環状リ
ング２１４の２つの截頭円錐形表面２６４によりハウジ
ング組立て体２４内に支持しである。各截頭円錐形表面
２ろ４は軸線Ａを中心として対称的でハウジング組立て
体２４の中心から遠ざかる軸線方向において半径方向外
方に外開きになっている。マイクロ波ホーン組立て体２
２の対応する截頭円錐形表面が環状リング２１４の各截
頭円錐形表面に衝合する。マイクロ波ホーン組立て体２
２の截頭円錐形表面の１つはホーン６６の截頭円錐形表
面２３６（第３図に詳細に示しである）である。截頭円
錐形表面２３６は円周方向溝全台み、この溝は、振動絶
縁体とホーン組立て体との間を円周方向にシールするＯ
−リング２６８を収容している。マイクロ波ホーン組立
て体２２の截頭円、進形表面の１つはホーン６６の截頭
円錐形表面２３６（ｉ３図に詳細に示しである）である
。截頭円錐形表面２６６は円周方向溝ケ含み、この溝は
、振動絶縁体とホーン組立て体との間を円周方向にシー
ルする０−リング２６８を収容１．ている。マイクロ波
ホーン組立て体２２の他方の截頭円錐形表面は錠止めリ
ング１０８の截頭円錐形表面（第４図）である。マイク
ロ波組立て体の後端がハウジングカバー２０８と外部ハ
ウジング２００との間のガスケット２４２により保護さ
れているので錠止めリング１０８にはＱ　−リングがあ
る。

マイクロ波組立て体は錠止めリング１０８により振動絶
縁体２０４．２０６に圧接して錠止めされている。マイ
クロ波ホーン組立て体をハウジング組立て体にその左端
（第４図から見て）がら差し込んだ後錠止めリング１０
８全装着アダプタ９０にねじ止めする。従って、１つの
錠止めリング１０８がマイクロ波ホーン組立て体音ハウ
ジング組立て体２４内にしっがり保持する。錠止めリン
グがまた振動絶縁体２０４，２０６の２つの内部リング
に軸線方向圧力をかけるので、錠とめリングはまた内部
ハウジング２０２の端部に振動絶縁体２０４，２０６を
保持する。

トランシーバ組立て体６２、導波変成器６４、ホーン６
６および装着アダプタ９０ヶ含むマイクロ波ホーン組立
て体２２の主たる構造部品はすべてアルミニウム鋳造物
である、他方、ハウジング２４の部品は第５図に示して
あり内外管２００゜２０２と振動絶縁体２０４．２０６
の外部および内部リング２１２．２．１４を含み、これ
らはすべて鋼で作られている。鋼とアルミニウムとは熱
膨張係数が異なるので、温度が変化すると通常では鋼と
アルミニウムとの間をはまり合いをゆるめ勝ちである。

そのようにゆるむ可能性は軸線Ａに相対的に衝合する截
頭円錐形表面２３４．２３６　。

２４０の角Ｗ＋慎重に選択することにより装置１２では
回避できる。

更に詳細にいえば、振動絶縁体２０４．２０６の衝合面
は２つの振動絶縁体２０４，２０６間の中間の軸線ＡＫ
位置した共通の頂点ＣＴｈ有する２つの想像上円錐面に
ある。点Ｃはアルミニウムのホーン組立て体と鋼のハウ
ジング組立て体との膨張の中心を表わす。従って、両方
の組立て体の熱膨張または収縮に応答して、いづれもの
組立て体の特定の点はこの点と中心点Ｃとを通る線に沿
い移動する、両方の組立て体の接触面は点Ｃ’（［−通
り延ばされるよう軸線Ａに相対的に角度Ａで並ぶよう並
ばされる。従って、衝合するアルミニウムと鋼との表面
の膨張および収縮方向は互いに平行である。その結果、
衝合面は分離ぜすに互いに横切り滑動する。

前記した構造により得られる熱安定性を十分に利用する
ため、錠止めリング１０８はホーン組立て体と同じ材料
、すなわち、アルミニウムが作る必要がある。しかしな
がら、アルミニウムの錠止めリングは−＃取り付けると
取り除くのかや＼むつかしい。ある場合にはこのことケ
回避するため錠止めリンフケ真ちゅうの如き他の材料で
作ることが望ま１〜い。

マイクロ波未−ン組立て体孕縦止めリング１０８により
ハウジング組立て体２４内に錠止め１−ると、ハウジン
グカバー２０８孕その外部ハウジング２００の一端に形
成した装着フランジ１０８にボルト止めする。はねかし
シールド２１０全外部管２００の他端に接着する。

ドツプラーレーダ装置ケ農耕トラクター等に使用するド
ツプラー速度測定系統に使用すると説明した。この装置
は新規な２モードホーンと１２５゜より司成り大きいフ
レア角度とガラスケ満た１、た重合体で作った誘電レン
ズとを含む。２モードホーンに関係したＲＦ）ランン〜
バにより生じたドツプラー信号は高域ｒ波され信号から
低周波信号ケ取り除く。ホーンは高域フィルタのカット
オフ周波数以上のドツプラー信号周波数を生じる機械的
振動がホーン組立て体に伝達されないよう装着する。更
にまた、アルミニウムのホーン組立て体と鋼のハウジン
グ組立て体とは温度の変化により材料の寸法が変っても
測定系統の構成部品ＩＦＩの摩擦ばめ全ゆるめないよう
な方法で互いに結合されている。更にまた測定系統は組
み立てが容易で大体において１つの錠止めリングにより
組立て状態に保持されている。

以上、本発明を１つの好ま（７い具体例について説明１
−たが、前記した特許請求の範囲全逸脱することなく部
品ケ組み直したり変更ｉ〜たりできることは理解できよ
う。たとえば、内部）・ウジングケ全く省略できる。錠
止めリングを装着アダプタに締め付けると振動絶縁体を
曲げずに伸ばす。この緊張モードに１．た振動絶縁体は
曲げモードの振動絶縁体に似た特性ケ有ｊ７ていると判
った。この緊張モードの振動絶縁体の欠点は内部ハウジ
ングを含めた場合に部品ケきつく締付けできないことで
ある。前記１．た装置を他の方法で変更できることは当
業者には理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図はドツプラーレーダ装置を装着できる個所を示す
農耕トフクターの側面図、第２図は本発明によるドツプ
ラーレーダ装置の分解図、第６図は第２図に示した装置
のマイクロ波ホーン組立て体の分Ｍ４分断面図、第４図
は組み立てた装置の４分割側面図、第５図は第２図の装
置の４分割断面側面図、第５Ａ図はホーン組立て体の振
動絶縁体の拡大断面図である。 １２・・・・・装置、２２・・・・マイクロ波ホーン組
立て体、ろ２・・・・・・電磁線発生手段、３６　円錐
形のホーン、４４・・・・・・フィルタ手段、６２　・
・・レンズ手段、２０４，２０６・・・振動絶縁体、２
１２゜２１４　環、２１８・・・・第１の手段、２２０
・・・・第２の手段、２６０・・・装着手段。 特許出願人　ティーアールダブリュー・インコーホレー
テッド （外４名） 手続補正器（方式） ６補正をする者 事件との関係　出　願　人 住所。 メ蝉イネ　ライーアーｌンタ゛う”１１グー・イ゛／コ
ーメ°に−プント４代理人 ５捕市命咎の］旧−ｊ　昭和、ｔｆ年７月３７日（発送
日）６抽ＩＩ−のχＪ象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２モードＲＦ電磁波を発生してそれをホーンに導く
   手段と、 小さい直径の端部および大きい直径の端部を有し小さい
   直径の端部付近で電磁波発生手段に接続され２モードＲ
   Ｆ波を自由空間に伝達し且つ１２．５°　より可成り大
   きいフレア角度ヲ有している円錐形のホーンと、 ホーンの大きい直径の端部をおおっているレンズ手段で
   ありホーンの位相中心からレンズ手段までの距離にほぼ
   等しい焦点距離？有しているレンズ手段とから成ること
   を特徴とするドツプラーレーダ速度測定系統に使用する
   装置。 ２）ＲＦＦ磁波全発生してそれをホーンに導く手段と、 発生手段に接続され電磁波を自由空間に伝達する手段と
   、 ホーンの開口部をおおいガラスを満した重合物質で作っ
   た誘電レンズとから成ること全特徴とするドツプラーレ
   ーダ測定系統に使用する装置。 ６）レンズがガラスを４０％満たしたポリエステルで作
   られている特許請求の範囲第２項の装置。 ４）ＲＦＦ磁波を発生する手段が主ＴＥ　ｔｔモードで
   電磁波を発生する手段から成り、ホーンがＴＦモードの
   ＲＦ波に応答してそれからＴＭ１１モードのＲＦ波全全
   発生る手段を含み、それにより発生したＲＦ波が主ＴＥ
   １□モードとそれより隅い位ａ（７）ＴＭ、、モードと
   でホーンにわたり伝搬するようにした特許請求の範囲第
   ２項の装置。 ５）ＲＦ％磁波を受けそれを伝達し且伝達された電磁波
   と受けた電磁波との周波数の差に等しい周波数を■する
   電気的ドツプラー信号を出すマイクロ波ホーン組立て体
   と、 マイクロ波ホーン組立体の出すドツプラー信号に応答し
   て該信号を高域ｅ波して所定、のカットオフ周波数以上
   の周波数のみを含む出力信号を出す電子的フィルタ手段
   と、 マイクロ波ホーン組立て体を車両に弾性的に装着する手
   段とから成り、該弾性的装着手段がマイクロ波ホーン組
   立て体が高域フィルタ手段のカットオフ周波数より大な
   周波数を有するドツプラー信号を発生する周波数ケ有す
   る低レベル振動から絶縁されそれによりホーンの振動に
   より生じた誤ドツプラー信号を有効に排除することを特
   許とするドツプラレーダ速度測定系統に使用する装置。 ６）弾性的装着手段が（ａ）マイクロ波ホーン組立て体
   に沿う２つの軸線方向に間隔をあけグこ個所においてマ
   イクロ波ホーン組立て体を取り巻きしつかり係合する少
   くとも２つの環状の振動絶縁体と（ｂ）振動絶縁体に係
   合して絶縁体を車両に取り伺ける堅固な手段と？含んで
   いる特許請求の範囲第５項の装置。 ７）各振動絶縁体が弾性材の薄い截頭円錐形の環と、該
   環の内周に接続されホーン組立て体に係合する表面を形
   成する第１の手段と、第１の環の半径方向外周に接続さ
   れ堅固な装着手段に係合する表面全形成する第２の手段
   と勿含んでいる特許請求の範囲第６項の装置。 ８）２つの振動絶縁体の弾性材の截頭円錐形の環が反対
   方向に配向され、弾性の装着手段が更にまた２つの第１
   の手段全第１の量たけ互いに間隔をあけ２つの第２の手
   段を第２の量だけ間隔をあける手段を備え、第１および
   第２の量がそれぞれの截頭円錐形の環が僅かに曲げられ
   る程度である％許請求の範囲第７項の装置。 ９）各振動絶縁体の第１および第２の手段が弾性材で作
   られ重なり合う軸線方向位置に截頭円錐形の環を瞬時つ
   ぶす機械的衝撃が第１および第２のリングの弾性的な向
   かい合う部分の弾性的衝撃により吸収されるよう配置し
   である半径方向に向かい合った部分を有する同心のリン
   グである特許請求の範囲第７項の装置。 １０）ＲＦ電磁波ケ伝達し受け測定系統を取り付ける車
   両の速度に関係した周波数を有するドツプラー信号を出
   すマイクロ波ホーン組立て体と、ホーン組立て体を収容
   するハウジング組立て体とから成り、該ハウジング組立
   て体がホーン組立て体を作る材料の熱膨張係数とは異な
   る熱膨張係数を有する構造体で作られ、・・ウジング組
   立て体がマイクロ波ホーン組立て体の合わさる外面に衝
   合する内面を有し、それによりハウジング組立て体とマ
   イクロ波ホーン組立て体との前記表面の平面が熱膨張ま
   たは収縮による該表面の下の物質の運動方向に平行とな
   るよう選択され、それによりこれら組合わせ体の材料の
   不均一な熱膨張または収縮により衝合面を互いに垂直で
   なく平行に移動させるようにしであることを特徴とする
   ドツプラー速度測定系統に使用する装置。 １１）マイクロ波ホーン組立て体がほぼ円筒形でこのホ
   ーン組立て体と同心の２つの截頭円錐形表面を有し、こ
   れら表面がもし円錐を形成するよう伸ばされると円錐が
   互いに同様で間に軸線に沿い共通の頂点を有するよう軸
   線に相対的に等しく反対方向に傾斜度を有し、ハウジン
   グ組立て体がホーン組立て体の表面に衝合する釣り合う
   表面を有している特許請求の範囲第１０項の装置。