專利名稱：天線罩、天線裝置及雷達裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及收發(fā)電波的天線裝置以及具備該天線裝置的雷達裝置，尤其涉及對天線裝置的天線進行保護的天線罩。
背景技術：
目前，在雷達裝置中具備天線，該天線接收輻射用電能的供給并輻射(放射)規(guī)定頻率的電波，并且接收該輻射的電波的反射波等來自外部的電波。并且，為了保護這種天線使其免受外界環(huán)境的影響，使用罩住該天線的形狀的天線罩，由該天線和天線罩構成天線
直ο作為保護天線的結構，天線罩在該天線的最大輻射方向上也存在壁面。但是，由于在該天線罩的壁面發(fā)生電波的反射等，所以必須抑制其影響。因此，如專利文獻1、專利文獻 2中記載的天線裝置的天線罩所示，使天線的輻射側的該天線罩的壁設為雙重結構，抵消各個壁面處的反射，提高輻射特性。專利文獻1 日本特開平9-46119號公報專利文獻2 日本特開平10-200328號公報但是，專利文獻1及專利文獻2所示的天線罩的結構中，不能擴大垂直方向的電波為規(guī)定電平以上的角度范圍(垂直方向指向性)。因此，在設置了該天線裝置的船搖動的情況下，有時不能向目的方向輻射有效電平的電波。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)能夠擴大垂直方向指向性的天線罩以及具備該天線罩的天線裝置。本發(fā)明涉及設置在天線的輻射面?zhèn)鹊奶炀€罩。該天線罩具備外壁，罩住輻射電磁波的天線；以及內(nèi)壁，配置在該外壁與上述天線之間，以大致沿上述外壁的形狀形成；上述外壁與上述內(nèi)壁的最短間隔在上述天線的輻射面的邊緣部分比在上述天線的輻射面的大致中點處寬。此外，在本發(fā)明的天線罩中，上述外壁在天線輻射面?zhèn)鹊膫葦嗝嫘纬蔀榇笾掳雸A形；上述外壁與上述內(nèi)壁的最短間隔在上述大致半圓形的圓周上的兩個端部附近比在上述大致半圓形的圓周上的大致中點處寬。在該結構中，與天線罩的圓周上的大致中點的位置即凸狀的天線罩的頂點附近的外壁與內(nèi)壁的最短間隔相比，端部的最短間隔寬，由此從天線輻射的電波在端部附近容易反射，輻射電能向天線罩與天線之間的中央?yún)^(qū)域集中，并且產(chǎn)生與實質上限制了開口面積的情況同等的作用。由此，與外壁與內(nèi)壁的最短間隔在整體上設為固定的情況、或越靠近端部則最短間隔越窄的天線罩的形狀相比，幾乎不減弱輻射強度，而能夠實現(xiàn)向更寬角度的輻射。此外，在本發(fā)明的天線罩中，上述外壁以側斷面為大致圓形的管形成。
此外，在本發(fā)明的天線罩中，上述最短間隔在上述外壁和內(nèi)壁的從上述大致中點到接近各端部的規(guī)定位置的范圍中是固定的，隨著從該范圍靠近上述各端部而逐漸變寬。此外，在本發(fā)明的天線罩中，上述最短間隔在上述圓周的從上述中點到上述端部的規(guī)定范圍中是輻射電磁波的波長λ g的大致1/4。此外，在本發(fā)明的天線罩中，在上述圓周的從上述規(guī)定位置到上述端部的范圍中， 上述外壁與上述內(nèi)壁的上述最短間隔比輻射電磁波的波長λ g的大致1/4寬。在該結構中，示出了決定上述的外壁與內(nèi)壁的最短間隔的具體結構。此外，在本發(fā)明的天線罩中，上述內(nèi)壁具備第1內(nèi)壁，配置為從上述中點到上述規(guī)定位置形成的上述最短間隔是固定的；以及第2內(nèi)壁，從上述規(guī)定位置開始，具有與從上述大致中點朝向上述大致半圓形的中心的方向平行的斷面。此外，在本發(fā)明的天線罩中，上述內(nèi)壁具備第1內(nèi)壁，配置為從上述中點到上述規(guī)定位置形成的上述最短間隔是固定的；以及第2內(nèi)壁，具有使上述最短間隔從以該規(guī)定位置為一端向上述端部逐漸變寬的形狀。在這些結構中，示出了決定上述的外壁與內(nèi)壁的最短間隔的具體的內(nèi)壁結構。此外，在本發(fā)明的天線罩中，上述最短間隔從上述大致中點向各上述端部逐漸變
覓ο在該結構中，也示出了決定上述的外壁與內(nèi)壁的最短間隔的具體結構。此外，本發(fā)明涉及天線裝置，該天線裝置具備由上述的某一個結構構成的天線罩、配置成輻射面朝向上述內(nèi)壁的天線、以及安裝在該天線的背面的饋電線路。在該結構中，示出了具備上述天線罩的天線裝置的結構。通過采用這樣的結構，能夠實現(xiàn)具有比現(xiàn)有結構更寬的角度的指向性的天線裝置。此外，本發(fā)明涉及雷達裝置，該雷達裝置具備上述天線裝置；由上述的某一個結構構成的天線裝置；以及接收信號電路，用于接收來自物標的回波信號；上述天線裝置在水平面上旋轉而且水平輻射電磁波。在該結構中，示出了具備包括上述天線罩以及天線的天線裝置的雷達裝置的結構。通過對這樣的一邊使天線旋轉一邊輻射電波的結構的裝置適用上述的天線罩或天線裝置的結構，本申請的特征性結構更有效地發(fā)揮作用。另外，本發(fā)明還涉及一種天線罩，具備外壁，罩住輻射電磁波的天線；以及內(nèi)壁， 配置在上述外壁與上述天線的輻射面之間；從上述內(nèi)壁上的與上述輻射面的距離為規(guī)定長度的規(guī)定位置開始，隨著上述內(nèi)壁上的位置與上述輻射面的距離變小，上述位置與上述外壁的最短間隔變大。此外，在本發(fā)明的天線罩中，上述規(guī)定長度為從上述內(nèi)壁到上述輻射面的最大距離。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠得到比現(xiàn)有結構更寬角度的指向性，并且即使搭載了包括該天線罩的天線裝置的船舶等移動體有搖動，也能夠可靠地對目標區(qū)域收發(fā)電波。


圖1是表示第1實施方式所涉及的天線罩10的結構的側面斷面圖以及部分主視圖。圖2是表示天線罩10與天線20的設置位置關系的側面斷面圖。圖3是表示本申請的實施方式的結構和現(xiàn)有結構的垂直指向性的圖。圖4是表示改變端部Pe附近的最短間隔de時的垂直指向性的圖。圖5是表示第2實施方式所涉及的天線罩IOA的結構的側面斷面圖。圖6是表示第3實施方式所涉及的天線罩IOB的結構的側面斷面圖。符號說明1天線裝置；10、10A、10B天線罩；11外壁；12U2AU2B內(nèi)壁；211第1內(nèi)壁；212第
2內(nèi)壁；213第3內(nèi)壁；222接合用壁
具體實施例方式參照附圖對本發(fā)明的第1實施方式所涉及的天線罩進行說明。另外，下面將通過包括該天線罩的天線裝置輻射電波的情況作為例子進行說明，但在接收來自外部的電波的情況下也能夠得到同樣的作用效果。圖I(A)是表示本實施方式的天線罩10的結構的側面斷面圖，圖I(B)是天線罩10的部分主視圖。天線罩10的主視時的形狀為長尺形(長方形)，側面斷面如圖1 (A)所示，由半圓形構成。天線罩10具備外壁11和內(nèi)壁12。外壁11和內(nèi)壁12由相同的電介質材料形成。外壁11構成天線罩10的外壁面，具有規(guī)定的厚度，且側斷面形成為半徑為R的半圓形狀。內(nèi)壁12由具有與外壁11同樣的規(guī)定厚度的第1內(nèi)壁211和第2內(nèi)壁212構成。 另外，這里，個別說明第1內(nèi)壁211和第2內(nèi)壁，但它們可以一體形成，也可以分體形成之后接合。第1內(nèi)壁211在側視時(參照圖1(A))，在從外壁11的圓周上的中點Pc到該中點 Pc與兩端Pe之間距該中點Pc規(guī)定距離的位置為止的范圍中，與外壁11隔開固定的最短間隔dc來配置。S卩，第1內(nèi)壁211的側斷面形狀形成為半徑比外壁11的半徑短的圓弧狀。另外，該最短間隔dc設定為在外壁11與內(nèi)壁12之間配置的電介質13中的輻射電波的波長Xg的約1/4。由此，在該范圍中，由外壁11及內(nèi)壁12各自引起的反射電波相抵消，能夠實現(xiàn)低損失的輻射。第2內(nèi)壁212由平板狀構成，以與上述的圓周上的規(guī)定位置對應的第1內(nèi)壁211 的端部為一個端，沿著連接外壁11的中點PC與該外壁11的中心Po的方向，在從上述中點 Pc向中心Po的方向上以規(guī)定距離延伸。通過設為這樣的結構，在圓周上的規(guī)定位置與端部Pe之間的范圍中，外壁11與內(nèi)壁12 (第2內(nèi)壁21 之間的最短間隔從規(guī)定位置向端部Pe逐漸變寬。并且，在端部Pe附近，外壁11與內(nèi)壁12之間的最短間隔de比中點附近的最短間隔dc更寬。另外，內(nèi)壁12的端部、即該第2內(nèi)壁212和第1內(nèi)壁211的接合端的相反側的端部通過接合用壁222與外壁11接合。由此，內(nèi)壁211被接合于外壁11。更具體而言，接合用壁222由側斷面形狀與第2內(nèi)壁212或連接外壁11的中點Pc和中心Po的方向正交的平板構成。在外壁11與內(nèi)壁12之間，配置有具有規(guī)定介電常數(shù)的電介質13。通過配置這種電介質13，能夠更穩(wěn)定且可靠地保持外壁11與內(nèi)壁12的最短間隔。對于這種形狀的天線罩，如圖2所示，配置天線20。圖2是表示天線罩10與天線 20的設置位置關系的側面斷面圖。天線20由在主視的狀態(tài)下多個開口裂縫201以二維排列而成的矩形波導管構成。 天線20配置成矩形波導管的裂縫開口面與天線罩10的接合用壁222抵接。由此，天線20 與天線罩10的位置關系被固定。在天線20的與天線罩10相反的一側，配置著饋電波導管 30。饋電波導管30與天線20的矩形波導管通過饋電用裂縫301形成電磁場耦合，來自饋電波導管30的電波傳播至矩形波導管內(nèi)。另外，這些天線20以及饋電波導管30配置在由正面?zhèn)忍炀€罩(天線罩10)與背面?zhèn)忍炀€罩(無圖示)構成的大致圓筒形狀的天線罩內(nèi)。 由此，天線20以及饋電波導管30免受外部環(huán)境的影響。通過這種天線罩10保護了天線20以及饋電波導管30的天線裝置設置在船舶上， 使從上述的天線罩10的中心Po朝向Pc的方向成為水平方向。此時，天線裝置設置成以天線罩10或天線20的長邊方向的中心為旋轉中心，在水平面上以規(guī)定周期旋轉。在如上所述的結構中，在天線裝置輻射了電波的情況下，通過上述的開口裂縫201 的形狀以及序列模式，從天線20以從上述的天線罩10的中心Po朝向Pc的方向作為最大輻射方向來輻射電波。天線罩10如上所述，在從圓周上的中點Pc向端部Pe的規(guī)定范圍中，外壁11與內(nèi)壁12的最短間隔為輻射電波波長的大致λ g/4，因此在該范圍中進行低損耗的電波輻射 (作用A)。另一方面，在從圓周上的規(guī)定位置到端部Pe的范圍中，外壁11與內(nèi)壁12(第2 內(nèi)壁212)的最短間隔比大致λ g/4寬，由此在端部附近，電介質靠近天線罩的中央側配置。 這里，電介質具有邊緣效應即使電場集中的效應。因此，成為這種使電介質靠近天線罩的中央側的形狀，由此電場向天線罩的中央的空間區(qū)域集中(作用B)。通過這樣的兩個作用(作用A，作用B)，能夠幾乎不使輻射電能下降，而實質上縮小開口面積來擴大輻射指向性。另外，這里所說的輻射指向性表示沿天線罩10、天線20的高度方向的指向性(垂直指向性)。圖3是表示本實施方式的結構和現(xiàn)有結構的垂直指向性的圖。圖3的Roll (左右搖，具體以船的前進方向為軸而左右搖)角相當于垂直角，Roll角=0°表示連接天線罩10 的中心Po與中點Pc的方向。此外，圖3的現(xiàn)有結構1是指如專利文獻1所記載的、外壁與內(nèi)壁的最短間隔在整體上固定的結構，圖3所示的現(xiàn)有結構2是指如專利文獻2所記載的、 外壁與內(nèi)壁的最短間隔從外壁的中點向端部逐漸變窄的結構。如圖3所示，通過使用本實施方式的結構，垂直指向性變寬。更具體而言，能夠確保_3dB的角度范圍在現(xiàn)有結構1、2中為約20° (約-10°到約+10° )，相對于此，在本實施方式中擴大到約24° 26° (約-12°或-13°到約+12°或+13° )。由此，即使搭載了具備該結構的天線罩10的天線裝置的船舶等移動體搖動，也能夠比以往更可靠地向目標區(qū)域輻射電波。由此，如果是雷達裝置則能夠實現(xiàn)更可靠的物標探知。另外，在上述說明中，對于端部Pe附近的外壁11與內(nèi)壁12的最短間隔de的具體值，沒有詳細說明，但是，在本實施方式中設定為大致Xg/2。圖4是表示改變端部Pe附近的最短間隔de時的垂直指向性的圖。如圖4所示，與將最短間隔de設為Xg/4時、即設為如專利文獻1那樣的最短間隔固定的結構時相比，將最短間隔de設為3 λ g/8時的垂直指向性更寬。進而，與將最短間隔de設為3Xg/8時相比，將最短間隔de設為λ g/2時的垂直指向性更寬。即，隨著使最短間隔de從Xg/4擴大到λ g/2，能夠使垂直指向性變寬。另外，通過將最短間隔de擴大到比λ g/2更大，能夠進一步擴大垂直指向性，但相對于最短間隔de的擴大量的、垂直指向性的擴大效果下降。并且，在本實施方式中，通過將最短間隔de設為大致λ g/2，實現(xiàn)了適合規(guī)格的垂直指向性，因此將de設為大致λ g/2。即，依照所要求的規(guī)格的垂直指向性，將最短間隔de 適當?shù)卦O定為比Ag/4長即可。接著，參照附圖對第2實施方式所涉及的天線罩進行說明。圖5是表示本實施方式所涉及的天線罩IOA的結構的側面斷面圖。本實施方式的天線罩IOA在內(nèi)壁12A的結構上與第1實施方式的天線罩10不同。內(nèi)壁12A配置在外壁11內(nèi)，并構成為內(nèi)壁12A與外壁11的最短間隔從外壁11的圓周上的中點Pc向端部逐漸變寬的形狀。此時，在與外壁11的中點Pc對應的位置上，外壁11與內(nèi)壁12A的最短間隔如上所述大致為λ g/4。此外，具體而言，內(nèi)壁12A例如形成為側斷面形狀為橢圓形，即在與外壁11的中點Pc對置的接近位置上半徑最長，半徑向端部逐漸變短。這樣的結構也能夠得到與上述的第1實施方式同樣的作用效果。接著，參照附圖對第3實施方式所涉及的天線罩進行說明。圖6是表示本實施方式所涉及的天線罩IOB的結構的側面斷面圖。本實施方式的天線罩IOB在內(nèi)壁12B的結構上與第1實施方式的天線罩10不同。內(nèi)壁12B具備第1內(nèi)壁211，形狀與第1實施方式相同，距離外壁11 λ g/4 ；以及第3內(nèi)壁213，與該第1內(nèi)壁211連接。第3內(nèi)壁213與第1實施方式的第2內(nèi)壁212不同，由從第1內(nèi)壁211的一端以圓弧狀延伸的側斷面形狀構成。此時，由外壁11與第3內(nèi)壁213的最短間隔從規(guī)定位置向端部逐漸擴大的圓弧狀構成。這樣的結構也能夠得到與上述第1實施方式同樣的作用效果。另外，上述各實施方式都是實現(xiàn)本申請發(fā)明的一例，據(jù)此，使用與外壁11的中心 Pc相比，端部Pe附近的外壁11與內(nèi)壁12的最短間隔寬的結構即可。例如，也可以將從中心Pc到規(guī)定位置的側斷面形狀、以及從規(guī)定位置到端部的側斷面形狀形成為曲率半徑分別不同的個別的橢圓。此外，在上述各實施方式中，示出了使用側斷面為半圓形的外壁11的情況，但即使是大致半圓形等由半圓形變形而成的形狀，只要能夠將外壁與內(nèi)壁的最短間隔設定為如上關系，則也可以是其他的結構。此外，在上述說明中，作為船舶用的雷達中使用的天線裝置來進行了說明，但也能夠利用于其他搖動的移動體。
權利要求
1.一種天線罩，具備外壁，罩住輻射電磁波的天線；以及內(nèi)壁，配置在該外壁與上述天線之間，以大致沿上述外壁的形狀形成；上述外壁與上述內(nèi)壁的最短間隔在上述天線的輻射面的邊緣部分比在上述天線的輻射面的大致中點處寬。
2.如權利要求1所述的天線罩，其中，上述外壁在天線輻射面?zhèn)鹊膫葦嗝嫘纬蔀榇笾掳雸A形；上述外壁與上述內(nèi)壁的最短間隔在上述大致半圓形的圓周上的兩個端部附近比在上述大致半圓形的圓周上的大致中點處寬。
3.如權利要求1所述的天線罩，其中，上述外壁以側斷面為大致圓形的管形成。
4.如權利要求1所述的天線罩，其中，上述最短間隔在上述外壁和內(nèi)壁的從上述大致中點到接近各端部的規(guī)定位置的范圍中是固定的，隨著從該范圍靠近上述各端部而逐漸變寬。
5.如權利要求2所述的天線罩，其中，上述最短間隔在上述外壁和內(nèi)壁的從上述大致中點到接近各端部的規(guī)定位置的范圍中是固定的，隨著從該范圍靠近上述各端部而逐漸變寬。
6.如權利要求3所述的天線罩，其中，上述最短間隔在上述圓周的從上述中點到上述端部的規(guī)定范圍中是輻射電磁波的波長λ g的大致1/4。
7.如權利要求6所述的天線罩，其中，在上述圓周的從上述規(guī)定位置到上述端部的范圍中，上述外壁與上述內(nèi)壁的上述最短間隔比輻射電磁波的波長λ g的大致1/4寬。
8.如權利要求2所述的天線罩，其中，上述最短間隔在上述圓周的從上述中點到上述端部的規(guī)定范圍中是輻射電磁波的波長λ g的大致1/4。
9.如權利要求8所述的天線罩，其中，在上述圓周的從上述規(guī)定位置到上述端部的范圍中，上述外壁與上述內(nèi)壁的上述最短間隔比輻射電磁波的波長λ g的大致1/4寬。
10.如權利要求1所述的天線罩，其中，上述內(nèi)壁具備第1內(nèi)壁，配置為從上述中點到上述規(guī)定位置形成的上述最短間隔是固定的；以及第2內(nèi)壁，從上述規(guī)定位置開始，具有與從上述大致中點朝向上述大致半圓形的中心的方向平行的斷面。
11.如權利要求2所述的天線罩，其中，上述內(nèi)壁具備第1內(nèi)壁，配置為從上述中點到上述規(guī)定位置形成的上述最短間隔是固定的；以及第2內(nèi)壁，從上述規(guī)定位置開始，具有與從上述大致中點朝向上述大致半圓形的中心的方向平行的斷面。
12.如權利要求1所述的天線罩，其中， 上述內(nèi)壁具備第1內(nèi)壁，配置為從上述中點到上述規(guī)定位置形成的上述最短間隔是固定的；以及第2內(nèi)壁，具有使上述最短間隔從以該規(guī)定位置為一端向上述端部逐漸變寬的形狀。
13.如權利要求2所述的天線罩，其中， 上述內(nèi)壁具備第1內(nèi)壁，配置為從上述中點到上述規(guī)定位置形成的上述最短間隔是固定的；以及第2內(nèi)壁，具有使上述最短間隔從以該規(guī)定位置為一端向上述端部逐漸變寬的形狀。
14.如權利要求1所述的天線罩，其中，上述最短間隔從上述大致中點向各上述端部逐漸變寬。
15.如權利要求2所述的天線罩，其中，上述最短間隔從上述大致中點向各上述端部逐漸變寬。
16.一種天線裝置，具備 如權利要求1所述的天線罩；天線，配置成輻射面朝向上述內(nèi)壁；以及饋電線路，安裝在該天線的背面。
17.一種天線裝置，具備 如權利要求2所述的天線罩；天線，配置成輻射面朝向上述內(nèi)壁；以及饋電線路，安裝在該天線的背面。
18.—種天線裝置，具備 如權利要求6所述的天線罩；天線，配置成輻射面朝向上述內(nèi)壁；以及饋電線路，安裝在該天線的背面。
19.一種雷達裝置，具備如權利要求16所述的天線裝置；以及接收信號電路，用于接收來自物標的回波信號； 上述天線裝置在水平面上旋轉而且水平輻射電磁波。
20.一種雷達裝置，具備如權利要求18所述的天線裝置；以及接收信號電路，用于接收來自物標的回波信號； 上述天線裝置在水平面上旋轉而且水平輻射電磁波。
21.一種天線罩，具備外壁，罩住輻射電磁波的天線；以及內(nèi)壁，配置在上述外壁與上述天線的輻射面之間；從上述內(nèi)壁上的與上述輻射面的距離為規(guī)定長度的規(guī)定位置開始，隨著上述內(nèi)壁上的位置與上述輻射面的距離變小，上述位置與上述外壁的最短間隔變大。
22.如權利要求21所述的天線罩，其中，上述規(guī)定長度為從上述內(nèi)壁到上述輻射面的最大距離。
全文摘要
實現(xiàn)能夠擴大垂直方向指向性的天線罩、具備該天線罩的天線裝置、以及具備該天線裝置的雷達裝置。天線罩(10)具備側斷面由半圓形構成的外壁(11)、以及配置在該外壁的內(nèi)側的內(nèi)壁(12)。內(nèi)壁由第1內(nèi)壁(211)和第2內(nèi)壁(212)構成，第1內(nèi)壁在側視時，從外壁的圓周上的中點(Pc)到該中點(Pc)與兩端(Pe)之間的規(guī)定位置的范圍中，與外壁隔著固定的最短間隔(dc)來配置。第2內(nèi)壁由一端與第1內(nèi)壁的端部連接、具有與連接中點(Pc)與中心(Po)的直線平行的平面的平板構成。由此，外壁的端部(Pe)附近的外壁與內(nèi)壁之間的最短間隔(de)比外壁的中點(Pc)附近的外壁與內(nèi)壁的最短間隔(dc)寬。
文檔編號G01S13/02GK102237571SQ20111008860
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權日2010年4月9日
發(fā)明者宮川哲也, 箟耕治 申請人:古野電氣株式會社