雷达天线及雷达天线的制造方法

雷达天线及雷达天线的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种雷达天线及雷达天线的制造方法，该雷达天线具备包含电介质的天线部，能够以不对波束形成造成不良影响的方式支撑该天线部。雷达天线（10）包括天线部（40）、箱体部（2）、以及天线支撑部（30）。天线部（40）在电波放射方向的前方设置有电介质部。箱体部（20）向天线部（40）供给电波。天线支撑部（30）是安装于天线部（40）与箱体部（20）之间而使天线部（40）离开箱体部（20）的FRP制的部件。能够通过天线支撑部（30）使天线部（40）离开箱体部（20），因此能够适当地进行波束形成。
【专利说明】雷达天线及雷达天线的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备具有电介质的天线部的雷达天线。
【背景技术】
[0002]以往，已知具备天线部和箱体部的雷达天线。天线部将电波向外部放射。在箱体部中，内置有使所述天线部旋转的马达、以及向所述天线部供给电波的同轴电缆等。
[0003]另外，天线部存在各种各样的种类，例如，已知开口部的截面逐渐变大那样的形状(角形状、喇叭形状)的天线部。众所周知，在支撑该角形状的天线部时，即使在角部分的正下方或后方等配置金属等，也不会对波束形成造成影响。因此，以往为了稳定地支撑角形状的天线部，通常将天线部直接(隔着安装板的程度)安装在箱体上。
[0004]另外，专利文献I公开了具有电介质的天线部。该天线部具备使两枚电介质平板相对而构成的电介质波导机构。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献1:日本特公平3-42723号公报
[0007]但是，如专利文献I那样，在包含电介质的天线部中，若在周围配置金属等，则无法适当地进行波束形成。因此，不同于以往的角形状的天线部，希望包含电介质的天线部不配置于箱体的附近。
[0008]关于这一点，专利文献I的构成只公开了包含电介质的天线部的形状，并没有公开如何支撑该天线部。根据以上情况，希望得到用于支撑包含电介质的天线部的适当的构造。
[0009]另外，在专利文献I中，公开了作为电介质平板而利用FRP (纤维增强塑料)，但只公开了将FRP作为天线部的电介质波导机构的构成，并没有公开对其他部件利用FRP的内容。

【发明内容】

[0010]本发明鉴于上述问题而做出，其主要目的在于，提供一种雷达天线，具备包含电介质的天线部，能够以不对波束形成造成不良影响的方式支撑该天线部。
[0011]本发明要解决的问题如上述，接下来说明用于解决该问题的手段及其效果。
[0012]根据本发明的第一方面，提供以下的构成的雷达天线。即，该雷达天线包括天线部、箱体部、以及天线支撑部。所述天线部在电波放射方向的前方设置有电介质。所述箱体部向所述天线部供给电波。天线支撑部是安装于所述天线部与所述箱体部之间而使所述天线部离开所述箱体部的部件。
[0013]由此，能够使天线部离开箱体部，因此能够适当地进行波束形成。
[0014]在所述雷达天线中，优选以下的构成。即，所述天线支撑部以随着接近所述天线部而接近电波放射方向的后方侧的方式倾斜。
[0015]通常地，天线支撑部在支撑具备电介质的天线部时，为了抑制电波特性的影响，支撑电波放射方向的后方侧。关于这一点，通过使天线支撑部按照上述方式地倾斜，能够使天线部的重心与天线部的旋转中心接近。因此，能够稳定地支撑天线部。
[0016]在所述雷达天线中，优选以下的构成。即，所述天线支撑部包括支撑座、安装座、以及多个支撑杆。所述支撑座安装于所述箱体部。所述安装座安装于所述天线部。所述多个支撑杆连接所述支撑座与所述安装座。
[0017]由此，能够以简单的构成使天线部离开箱体部。另外，由于使天线部离开箱体部，易于受到风的影响。但是，通过上述的构成，能够使风从多个支撑杆之间通过，因此能够稳定地支撑雷达天线。
[0018]在所述雷达天线中，优选的是，所述天线支撑部通过使纤维增强塑料制的部件彼此重合并连接来制成。
[0019]由此，与个别地制成部件并以螺丝等固定的构成相比较，能够提高强度。
[0020]在所述雷达天线中，优选的是，邻接的两个所述支撑杆的至少包括安装座侧的面的部分以及所述支撑座之中的由该两个所述支撑杆所夹的部分通过一张FRP形成。
[0021]由此，能够非分割构成而是一体构成负荷易于集中的部分，因此能够提高强度。
[0022]在所述雷达天线中，优选的是，所述支撑杆的至少包括箱体部侧的面的部分以及所述支撑座的端部通过一张FRP形成。
[0023]由此，能够非分割构成而是一体构成负荷易于集中的部分，因此能够提高强度。
[0024]在所述雷达天线中，优选以下的构成。即，所述天线支撑部包括两个所述支撑杆。所述支撑座侧的所述支撑杆的间隔比所述安装座侧的所述支撑杆的间隔窄。
[0025]因此，即使支撑杆为两个，也能够稳定地支撑天线部。
[0026]在所述雷达天线中，优选的是，所述支撑杆的外观为圆柱状。
[0027]据此，能够易于架开风并使之向后方流动，因此能够更稳定地支撑天线部。
[0028]在所述雷达天线中，优选的是，所述支撑杆之中的至少一个朝向所述天线部的长边方向倾斜。
[0029]由此，与在中央支撑天线部的构成相比，能够更稳定地支撑天线部。
[0030]在所述雷达天线中，优选的是，所述支撑杆为中空状。
[0031]由此，在利用FRP时，与制成实心状的部件相比，制成中空状的部件节省工时，能够降低天线支撑部的制造成本。另外，能够使天线支撑部轻量化。
[0032]在所述雷达天线中，优选的是，所述天线支撑部为纤维增强塑料制。
[0033]由此，通过以电特性优良的FRP构成天线支撑部，能够进一步减轻对波束形成的影响。另外，通过利用FRP，能够实现具有轻量性、耐热性、耐腐蚀性的天线支撑部。
[0034]根据本发明的第二方面，提供以下的雷达天线的制造方法。即，该雷达天线的制造方法包括天线支撑部制造工序、天线支撑部安装工序、以及天线部安装工序。在所述天线支撑部制造工序中，使通过FRP制成的部件彼此重合并连接，制成用于使天线部离开箱体部的天线支撑部。在所述天线支撑部安装工序中，在供给天线部所放射的电波的箱体部上安装所述天线支撑部。在所述天线部安装工序中，在所述天线支撑部上，安装在电波放射方向的前方设置有电介质的天线部。
[0035]由此，能够使天线部离开箱体部，因此能够制造可适当地进行波束形成的雷达天线。【专利附图】

【附图说明】
[0036]图1是本发明的一个实施方式的雷达天线的概略主视图。
[0037]图2是雷达天线的概略侧视图。
[0038]图3是天线支撑部的主视图。
[0039]图4是天线支撑部的截面立体图。
【具体实施方式】
[0040]以下，参照【专利附图】

【附图说明】本发明的实施方式。图1是本发明的一个实施方式的雷达天线的概略主视图。图2是雷达天线的概略侧视图。
[0041]雷达天线10放射脉冲状的电波，并接收该放射的电波的反射波。雷达天线10构成为一边在水平面内旋转一边反复进行电波的收发。雷达天线10所接收的反射波由省略图示的收发部或指示器等进行解析。由此，能够取得雷达天线10的周围的物标的位置及速
/又寸。
[0042]如图1及图2所示，雷达天线10包括箱体部20、天线支撑部30、以及具有电介质的天线部40。
[0043]箱体部20是收容有各种的装置的箱状的部件。箱体部20例如具备:驱动用于使天线部40旋转的旋转轴21的马达；以及生成天线部40所放射的电波的电路或磁控管等。另外，箱体部20与天线部40通过同轴电缆(或波导管等)连接，天线部40能够将箱体部20所供给的电波放射至外部。
[0044]如上述那样，在具有电介质的天线部40中，若在电波放射方向的前方或斜前方向上存在金属等，则无法适当地进行波束形成。在本实施方式中，考虑到这一点，具备FRP(纤维增强塑料)制的天线支撑部30。
[0045]天线支撑部30使天线部40与箱体部20分离。由此，能够减轻箱体部20对波束形成造成的影响。另外，该离开的量优选为所放射的电波的I波长以上(发送频率为3GHz时约为10cm)。另外，由于FRP具有不易给电波造成影响的特性，因此几乎不会对波束形成造成影响。另外，就天线支撑部30的材质而言，考虑到对电波造成的影响，在FRP之中尤其优选GFRP (玻璃纤维增强塑料)。
[0046]另外，FRP (GFRP)不仅对电波造成的影响小，而且在轻量性、耐热性、耐腐蚀性上也较为优越。尤其是，由于本实施方式用于船舶用雷达装置，还要考虑遭受强风或者被海水溅淋这些情况，因此FRP为较为合适。
[0047]以下说明天线支撑部30的具体构成。如图1及图4所示，天线支撑部30具备:支撑座31 ;支撑杆32、33 ;安装座34 ；以及盖体35。另外，在支撑杆32、33上，分别形成有中空部32a、33a及固定部32b、33b。
[0048]支撑座31是安装于箱体部20的板状的部件。在支撑座31上，连接有两个支撑杆32、33。
[0049]支撑杆32、33是圆筒状的部件(外观为圆柱状的部件)，形成为连接支撑座31与安装座34。另外，支撑杆32、33配置为，与支撑座31侧的支撑杆32、33的间隔相比，安装座34侧(天线部40侧)的支撑杆32、33的间隔变宽(配置为大致V字状)。换言之，支撑杆32、33以随着接近安装座34 (天线部40)而接近长边方向端部(参照图1)的方式倾斜(朝向天线部140的长边方向倾斜)。
[0050]另外，支撑杆32、33如图2所示，以随着接近安装座34 (天线部40)而接近天线部40的后方侧(电波放射方向的后方侧)的方式倾斜。其理由如下。
[0051]即，对具有电介质的天线部40而言，为了防止对波束形成造成影响，不希望天线支撑部30位于电波放射方向的前方侧。因此，天线支撑部30支撑天线部40的后方侧。
[0052]为此，如果天线支撑部30垂直延伸，则天线部40的重心与天线部40旋转时的旋转中心较大偏离。这时，难以稳定地支撑旋转中的天线部40。
[0053]关于这一点，在本实施方式中，通过使支撑杆32、33向电波放射方向的后方侧倾斜，能够使天线部40的重心与天线部40的旋转中心接近。因此，能够稳定地支撑旋转中的天线部40。
[0054]另外，在支撑杆32、33上，分别形成有中空部32a、33a与固定部32b、33b。
[0055]中空部32a、33a是构成为圆筒状的支撑杆32、33的中空状的部分。关于FRP，为了使部件较厚地形成而需要形成多层FPR，因此制作中空状的部件与制作实心的部件相比，能够廉价地制造。另外，该中空部32a或32b也成为后述的同轴电缆50的通路。
[0056]固定部32b、33b是在与安装座34的接触部分形成的平板状的部分。在固定部32b、33b上形成有通孔，通过向该通孔插入紧固件(螺栓等)，能够将支撑杆32、33固定在安装座34上。
[0057]安装座34配置于支撑杆32、33与天线部40之间。安装座34为截面L字状的细长状的部件，以与天线部40的下表面(箱体部20侧的面)及后面(电波放射方向的后方侧的面)接触的方式安装在该天线部40上。另外，通过将安装座34设为截面L字状，除了能够可靠地固定天线部40之外，还能够提高安装座34的强度。
[0058]盖体35覆盖支撑杆32与支撑杆33之间。
[0059]天线部40为端部馈电型的细缝阵列天线，能够沿图2箭头所示的方向放射电波。如图2等所示，天线部40包括天线壳体41、放射部42、以及多个电介质部43。
[0060]天线壳体41是用于覆盖构成天线部40的各部件的壳体。另外，为了易于观察雷达天线10的内部，在图2等中仅示出了天线壳体41的轮廓。
[0061]放射部42将由同轴电缆等供给的电波向外部放射。放射部42例如由沿天线部40的长边方向形成的放射用波导管等构成。放射用波导管为金属制的管状的部件，以规定的间隔形成有细缝。放射用波导管将由同轴电缆等供给的电波从该细缝向外部(电波放射侧)放射。
[0062]在天线部40的电波放射侧的前方，配置有以发泡电介质等为原材料的电介质部43。具体而言，在空开规定的间隔彼此平行地配置的两枚电介质的外侧，再配置有两枚电介质。放射部42所放射的电波通过该电介质部43的间隔来控制辐射仰角(垂直方向的波束宽度)。另外，辐射仰角不仅能够通过电介质部43的间隔来调整，也能够通过变更介质常数来调整。
[0063]根据以上的构成，雷达天线10能够将利用磁控管等而产生的电波按照规定的辐射仰角放射至外部。
[0064]接下来，参照图3说明天线支撑部30的制作方法。另外，为了易于观察附图，在图3中不显示盖体35。
[0065]在本实施方式中，为了适当地进行波束形成，通过FRP制的天线支撑部30使天线部40离开箱体部20。但是，一般来说，若利用支撑杆使天线部40离开，则应力集中至该支撑杆的端部，支撑杆的端部会发生破裂。
[0066]关于这一点，在本实施方式中，通过以下方法制作支撑杆32、33与支撑座31，从而防止上述破裂。具体而言，通过一张FRP形成图3所示的以粗线表示的部分。
[0067]S卩，如图3中的(I)所示，在本实施方式中，通过一张FRP—体地形成支撑杆32、33的一部分(至少包括安装座34侧的面的部分)与支撑座31的一面(至少包括安装座34侧的面的部分)。具体地说，将图3中附以黑色三角形的部分用一张FRP—体地形成。在此，关于FRP的制造方法，通常是利用外侧模具从外侧多次加层的方法。因此，为了制成(I)所示的部分，仅利用该模具来形成FRP即可。
[0068]另外，在本实施方式中，在图3中的(2)及(3)所示的部位，通过一张FRP —体地形成支撑杆32、33的一部分(至少包括箱体部20侧的面的部分)与支撑座31的一面(至少包括侧面的部分)。具体地说，将图3中附以黑圆的部分分别用一张FRP—体地形成。(2)及
(3)所示的部位也与(I)所示的部位同样，仅利用该模具来形成FRP即可。另外，从天线支撑部30的强度等观点出发，优选为使图3的箭头所示的方向与玻璃纤维的方向一致。
[0069]接着，操作者将上述那样制成的3个部件分别重合之后，在连接部位再形成FRP。由此,制成使力集中的部分成为一体构造的天线支撑部30。通过这样将天线支撑部30设为一体构造，能够防止支撑杆32、33与支撑座31的连接部分的破裂。
[0070]如以上说明，本实施方式的雷达天线10包括天线部40、箱体部20、以及天线支撑部30。天线部40在电波放射方向的前方设置有电介质部43。箱体部20向天线部40供给电波。天线支撑部30是安装于天线部40与箱体部20之间而使天线部40离开箱体部20的FRP制的部件。
[0071]由此，能够使天线部40离开箱体部20，因此能够适当地进行波束形成。进而，通过以电特性优良的FRP构成天线支撑部30，能够进一步减轻对波束形成的影响。另外，通过利用FRP，能够实现具有轻量性、耐热性、耐腐蚀性的天线支撑部30。
[0072]以上说明了本发明的优选的实施方式，但上述的结构例如能够如下变更。
[0073]支撑杆32、33的个数不限于两个，可以是I个，也可以是3个以上。另外，天线支撑部30也可以不是支撑杆，而例如是通过箱状的部件调整高度的构成。
[0074]支撑杆32、33的设置角度任意，也可以不朝向电波放射方向的后方及长边方向倾斜。另外，支撑杆32、33的形状不限于圆筒状，也可以是圆柱状、截面矩形状。
[0075]通过一张FRP形成的范围任意，能够根据天线支撑部30的构成及形状等适宜变更。
[0076]本发明不限于船舶用的雷达天线，也能够适用于设置在其他移动物体(飞行体)上的雷达天线。另外，也能够适用于在固定点进行观测的雷达装置的雷达天线。
【权利要求】
1.一种雷达天线，其特征在于，包括: 天线部，在电波放射方向的前方设置有电介质； 箱体部，向所述天线部供给电波；以及 天线支撑部，安装于所述天线部与所述箱体部之间，使所述天线部离开所述箱体部。
2.如权利要求1所述的雷达天线，其特征在于， 所述天线支撑部以随着接近所述天线部而接近电波放射方向的后方侧的方式倾斜。
3.如权利要求2所述的雷达天线，其特征在于， 所述天线支撑部包括: 支撑座，安装于所述箱体部； 安装座，安装于所述天线部；以及 多个支撑杆，连接所述支撑座与所述安装座。
4.如权利要求3所述的雷达天线，其特征在于， 所述天线支撑部通过使纤维增强塑料制的部件彼此重合并连接而制成。
5.如权利要求4所述的雷达天线，其特征在于， 邻接的两个所述支撑杆的至少包括安装座侧的面的部分以及所述支撑座之中的由该两个所述支撑杆所夹的部分通过一张纤维增强塑料形成。
6.如权利要求4或5所述的雷达天线，其特征在于， 所述支撑杆的至少包括箱体部侧的面的部分以及所述支撑座的端部通过一张纤维增强塑料形成。
7.如权利要求3所述的雷达天线，其特征在于， 所述天线支撑部包括两个所述支撑杆， 所述支撑座侧的所述支撑杆的间隔比所述安装座侧的所述支撑杆的间隔窄。
8.如权利要求3所述的雷达天线，其特征在于， 所述支撑杆的外观为圆柱状。
9.如权利要求3所述的雷达天线，其特征在于， 所述支撑杆之中的至少一个朝向所述天线部的长边方向倾斜。
10.如权利要求3所述的雷达天线，其特征在于， 所述支撑杆为中空状。
11.如权利要求2所述的雷达天线，其特征在于， 所述天线支撑部为纤维增强塑料制。
12.一种雷达天线的制造方法，其特征在于，包括: 天线支撑部制造工序，使通过纤维增强塑料制成的部件彼此重合并连接，制成用于使天线部离开箱体部的天线支撑部； 天线支撑部安装工序，在供给天线部所放射的电波的箱体部上安装所述天线支撑部；以及 天线部安装工序，在所述天线支撑部上安装在电波放射方向的前方设置有电介质的天线部。
【文档编号】H01Q1/12GK103840248SQ201310617023
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】厚见浩史, 小田诚 申请人:古野电气株式会社