JP3711954B2

JP3711954B2 - Antenna device

Info

Publication number: JP3711954B2
Application number: JP2002095185A
Authority: JP
Inventors: 弘勝桶川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003298330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数個のパネル部材を接合して形成されたサンドイッチ型構造のレドーム本体内にレーダアンテナ等の内部アンテナを配置するとともに、レドーム本体に外部アンテナを構成してなるアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のアンテナ装置として、例えば特開昭５８−１０３２０３号公報に記載されたようなアンテナ装置があった。図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれその公報に記載されたアンテナ装置の断面図、Ａ−Ａ線で切断したときの断面図及びその金属骨の構成図である。図９（ａ）（ｂ）において、１は内部アンテナ、１１は誘電体で構成され内部アンテナ１を保護するレドーム本体、１２はレドーム本体１１を補強する金属骨であり、６は内部アンテナ１に給電する給電線である。また、金属骨１２は、図９（ｃ）に示すように棒状の金属部材をコの字形に折り曲げ、これを４本放射線状に組み合わせてその交点１２ａで相互に固定したものであり、その下端部には給電線７が接続されており、これら金属骨１２、給電線７により外部アンテナ（モノポールアンテナ）１３が構成されている。
【０００３】
ここで、かかる従来のアンテナ装置の動作及び効果について説明する。給電線６に給電された周波数ｆ１の電磁波は内部アンテナ１から放射され、レドーム本体１１を通過した後に空間に放射される。また、給電線７に給電された周波数ｆ２の電磁波は、放射素子として動作する金属骨１２からなる外部アンテナから空間に放射される。このような金属骨１２を放射素子として動作する外部アンテナ（モノポールアンテナ）１３は、比較的低い周波数帯（ＶＨＦ、ＵＨＦ）で動作するので通信用アンテナとして使用されるほか、内部アンテナ１は従来のアンテナ装置と同様な使用に供される。このように、１つのアンテナ装置を２つの異なった周波数で動作させて別々のアンテナを構成することによりアンテナ装置を小型化し、かつ、スペースを小さくすることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のアンテナ装置では、レドーム本体を補強する金属骨をモノポールアンテナとして動作させるため、以下のような課題があった。即ち、（１）補強用の金属骨を有さないサンドイッチ型レドームでは実現できないこと、（２）内部アンテナから金属骨と同偏波（垂直偏波）の電波を送受信する場合には、金属骨のブロッキングの影響により電波が乱れること、といった課題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる課題を解消するためになされたもので、複数個のパネル部材を接合する接合部分を互いに連続するように形成した金属部材を部分的に絶縁して外部アンテナを構成することにより小型化を図るとともに、従来のような金属骨によるブロッキングの影響がない新規なアンテナ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るアンテナ装置は、複数個のパネル部材を接合して構成されたレドーム本体と、このレドーム本体に収納された内部アンテナと、前記パネル部材を接合する接合部分にそれぞれ設けられ、互いに連続するように形成された金属部材と、この金属部材を部分的に絶縁することにより形成された外部アンテナと、この外部アンテナ及び前記内部アンテナに給電する給電手段とを備えたものである。
【０００７】
請求項２に係るアンテナ装置は、前記金属部材を隣合うパネル部材により挟み込んだ請求項１に記載のものである。
【０００８】
請求項３に係るアンテナ装置は、前記外部アンテナを前記金属部材に空隙を設けて絶縁を行うことにより構成した請求項１に記載のものである。
【０００９】
請求項４に係るアンテナ装置は、前記外部アンテナをモノポールアンテナ又はループアンテナに構成するように前記金属部材を絶縁した請求項１乃至３のいずれかに記載のものである。
【００１０】
請求項５に係るアンテナ装置は、前記外部アンテナを複数個形成した請求項１乃至４のいずれかに記載のものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図１、図２、図３及び図４を用いて説明する。図１及び図２は、それぞれ実施の形態１に係るアンテナ装置の外観構成を説明するための構成図、及びアンテナ給電系を説明するためのレドーム本体の内部及び給電系を示した構成図である。図３は、隣合うパネル部材を接合する接合部分の構成図である。図４は、レドーム本体に金属部材により外部アンテナを構成するための説明図である。これらの図において、１は内部アンテナ、２は誘電体材料により構成したパネル部材である。３は球殻状のサンドイッチ型のレドーム本体で、複数個のパネル部材２をサンドイッチ状に組合わせ・接合して内部アンテナ１を外部環境から保護している。４は整合用の金属部材で、複数個のパネル部材２を接合して組合せるに際し、その接合部分（締結部）２−１において不整合となり易いことから、内部アンテナ１の振幅レベルが低下し、サイドローブレベルが上昇する等の不具合が生じる場合もあり得るため、図３に示すように、複数個のパネル部材２のすべてにおける締結部２−１に透過振幅位相整合用として整合用の金属部材４を内装している。
【００１２】
ここで、サンドイッチ型のレドーム本体３を組立てるに際し、整合用の金属部材４は、図１に示すＢ部分或いは図４に示す黒線部分を予め絶縁しておく。この絶縁部は、例えば金属部材４を一部分（図４の黒線部分を切欠き、空隙部を形成するなどにより構成する。５はモノポールアンテナ（外部アンテナ）で、予め上記のように部分的に絶縁・空隙を施した複数個のパネル部材２を所定位置に配置することにより接合・組立てて、モノポールアンテナ５を構成している。例えば、図１に示すようなモノポールアンテナ５を構成する場合には、上記のような絶縁・空隙を施す個所を図１に示すように６箇所に形成している。６は内部アンテナ１に給電する給電線、７はモノポールアンテナ５に給電する給電線である。このように、整合用の金属部材４は、パネル部材２の締結部２−１における不整合を改善し、内部アンテナ１の送受信に与える影響を低減する。したがって、モノポールアンテナ５は整合用の金属部材４によって構成し、モノポールアンテナ５として使用することが可能である。
【００１３】
このように構成したモノポールアンテナ５は、例えば内部アンテナ１と同じ周波数で動作させる。図２において、８は送受信機で、内部アンテナ１から送信を行い、その電力をモノポールアンテナ５により受信する、或いはモノポールアンテナ５からサンドイッチ型のレドーム本体３の内部に向けて送信を行い、内部アンテナ１により受信する。９は信号処理装置で、これらの送受信信号を比較することにより内部アンテナ１の送受信動作の確認を行うことが可能となる。
【００１４】
実施の形態２．
次に、実施の形態２について図５を用いて説明する。図５は実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。実施の形態１では、パネル部材２の締結部２−１における整合用の金属部材４を所要個所において絶縁・空隙を施すことによりモノポールアンテナ５を構成していたが、実施の形態２では、整合用の金属部材４の絶縁箇所を図５に示すように変更することにより、ループアンテナ５ａを構成することもできる。このように、整合用の金属部材４を用いてループアンテナ５ａを構成することにより、実施の形態１で示したモノポールアンテナ５に比べて高い利得を得ることが可能となる。かかるループアンテナ５ａについての送受信については、実施の形態１の場合と同様である。
【００１５】
実施の形態３．
次に、実施の形態３についてを図６、図７及び図８を用いて説明する。図６は、実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示す正面図で、３個のモノポールアンテナ５を構成した場合のアンテナ装置を示している。図７は、複数のモノポールアンテナ５のいずれかを内部アンテナ１に対して対称的に配置した場合のアンテナ装置の構成図である。図８は、３個のループアンテナ５ａを構成した場合のアンテナ装置の構成図である。実施の形態１及び２では、パネル部材２の締結部２−１における整合用の金属部材４を用いて単体のモノポールアンテナ５等を構成していたが、これに限られるものではなく、図６に示すように複数個のモノポールアンテナ５を構成してもよい。なお、図８に示すように３個のループアンテナ５ａにより構成してもよい。
【００１６】
また、この実施の形態によるアンテナ装置では、図６又は図８に示すように、パネル部材２の締結部２−１における整合用の金属部材４を用いてモノポールアンテナ５等を３個だけ構成しているが、用途に応じてさらに多くのループアンテナ５ａを構成してもよく、モノポールアンテナ５とループアンテナ５ａを混在して構成してもよい。各外部アンテナ５，５ａ等には各受信機１０が接続され、到来電波を受信し、各受信信号の位相差等を信号処理装置９により計算することにより、電波の到来方向を割り出すこともできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、複数個のパネルを組合せる締結部に整合金属部材を設けて不整合を防止し、内部アンテナを収納するレドームを構成するとともに、その整合金属部材を部分的に絶縁することにより外部アンテナを構成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る外観構成を説明するための構成図である。
【図２】実施の形態１に係るレドーム本体の内部及び給電系を示した構成図である。
【図３】実施の形態１に係る隣合うパネル部材を接合する接合部分の構成図である。
【図４】実施の形態１に係る外部アンテナの構成を説明するための説明図である。
【図５】実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
【図６】実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
【図７】実施の形態３に係るモノポールアンテナを内部アンテナに対して対称的に配置した場合のアンテナ装置の構成図である。
【図８】実施の形態３に係る３個のループアンテナ５ａを構成した場合のアンテナ装置の構成図である。
【図９】従来のアンテナ装置の断面図、Ａ−Ａ線で切断したときの断面図及びその金属骨の構成図である。
【符号の説明】
１…内部アンテナ、２…パネル部材、２−１…接合部分（締結部）、
３…レドーム本体、４…金属部材、５…モノポールアンテナ、
５ａ…ループアンテナ、６，７…給電線、８…送受信機、９…信号処理装置、
１０…受信機。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device in which an internal antenna such as a radar antenna is disposed in a radome body having a sandwich structure formed by joining a plurality of panel members, and an external antenna is formed in the radome body.
[0002]
[Prior art]
As a conventional antenna device of this type, there has been an antenna device described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-103203. 9A, 9B, and 9C are a cross-sectional view of the antenna device described in the publication, a cross-sectional view taken along line AA, and a configuration diagram of the metal bone, respectively. 9 (a) and 9 (b), 1 is an internal antenna, 11 is a radome body that is made of a dielectric and protects the internal antenna 1, 12 is a metal bone that reinforces the radome body 11, and 6 is the internal antenna 1. A power supply line for supplying power. Further, the metal bone 12 is formed by bending a bar-shaped metal member into a U-shape as shown in FIG. 9 (c) and combining them in a radial manner and fixing them at an intersection 12a. A feeding line 7 is connected to the part, and an external antenna (monopole antenna) 13 is constituted by the metal bone 12 and the feeding line 7.
[0003]
Here, the operation and effect of the conventional antenna device will be described. The electromagnetic wave of the frequency f1 fed to the feeder 6 is radiated from the internal antenna 1 and radiated to the space after passing through the radome body 11. Further, the electromagnetic wave having the frequency f2 fed to the feeder line 7 is radiated into the space from an external antenna made of the metal bone 12 that operates as a radiating element. Such an external antenna (monopole antenna) 13 that operates using the metal bone 12 as a radiating element operates in a relatively low frequency band (VHF, UHF), and therefore is used as a communication antenna. It is used for the same use as the antenna device. In this way, by operating one antenna device at two different frequencies to form separate antennas, the antenna device can be reduced in size and space can be reduced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional antenna device as described above, the metal bone that reinforces the radome body is operated as a monopole antenna, and thus has the following problems. That is, (1) cannot be realized with a sandwich-type radome without reinforcing metal bones, and (2) when transmitting and receiving radio waves of the same polarization (vertically polarized wave) as the metal bones from the internal antenna, There was a problem that radio waves were disturbed by the influence of blocking.
[0005]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an external antenna is configured by partially insulating metal members formed so that joint portions for joining a plurality of panel members are continuous with each other. Accordingly, it is an object of the present invention to obtain a novel antenna device which is miniaturized and has no influence of blocking by a metal bone as in the prior art.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The antenna device according to claim 1 is provided at each of a radome body configured by joining a plurality of panel members, an internal antenna housed in the radome body, and a joining portion for joining the panel members. A metal member formed so as to be continuous, an external antenna formed by partially insulating the metal member, and a power feeding means for feeding power to the external antenna and the internal antenna are provided.
[0007]
The antenna device according to claim 2 is the antenna device according to claim 1, wherein the metal member is sandwiched between adjacent panel members.
[0008]
The antenna device according to claim 3 is the antenna device according to claim 1, wherein the external antenna is insulated by providing a gap in the metal member.
[0009]
An antenna device according to a fourth aspect is the one according to any one of the first to third aspects, wherein the metal member is insulated so that the external antenna is configured as a monopole antenna or a loop antenna.
[0010]
The antenna device according to a fifth aspect is the one according to any one of the first to fourth aspects, wherein a plurality of the external antennas are formed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. FIG. FIGS. 1 and 2 are a configuration diagram for explaining an external configuration of the antenna device according to the first embodiment, and a configuration diagram showing the inside of the radome body and a feeding system for explaining the antenna feeding system, respectively. . FIG. 3 is a configuration diagram of a joint portion for joining adjacent panel members. FIG. 4 is an explanatory diagram for constituting an external antenna with a metal member in the radome body. In these drawings, 1 is an internal antenna, and 2 is a panel member made of a dielectric material. Reference numeral 3 denotes a spherical shell-shaped sandwich-type radome body which combines and joins a plurality of panel members 2 in a sandwich shape to protect the internal antenna 1 from the external environment. Reference numeral 4 denotes a matching metal member. When joining a plurality of panel members 2 to each other, the joint portion (fastening portion) 2-1 is likely to be mismatched, so that the amplitude level of the internal antenna 1 is lowered. Since a problem such as an increase in the side lobe level may occur, as shown in FIG. 3, the matching metal is used for the transmission amplitude phase matching in the fastening portion 2-1 in all of the plurality of panel members 2. The member 4 is housed.
[0012]
Here, when the sandwich-type radome body 3 is assembled, the alignment metal member 4 insulates the B portion shown in FIG. 1 or the black line portion shown in FIG. 4 in advance. For example, the insulating portion is configured by partially forming the metal member 4 (noting the black line portion in FIG. 4 to form a gap portion, etc.) 5 is a monopole antenna (external antenna), which is partially in advance as described above. A plurality of panel members 2 provided with insulation and gaps are arranged at predetermined positions to be joined and assembled to form a monopole antenna 5. For example, a monopole antenna 5 as shown in FIG. In this case, the above-mentioned places for insulation and air gap are formed at six places as shown in Fig. 1. 6 is a feed line for feeding power to the internal antenna 1, and 7 is for feeding power to the monopole antenna 5. Thus, the matching metal member 4 improves the mismatch in the fastening portion 2-1 of the panel member 2 and reduces the influence on transmission / reception of the internal antenna 1. Therefore, the monopole antenna It is possible to constitute a metal member 4 for alignment, used as a monopole antenna 5.
[0013]
The monopole antenna 5 configured as described above is operated at the same frequency as that of the internal antenna 1, for example. In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a transmitter / receiver that transmits from the internal antenna 1, receives the power by the monopole antenna 5, or transmits from the monopole antenna 5 toward the inside of the sandwich-type radome body 3, Received by the internal antenna 1. Reference numeral 9 denotes a signal processing device, which can check the transmission / reception operation of the internal antenna 1 by comparing these transmission / reception signals.
[0014]
Embodiment 2. FIG.
Next, Embodiment 2 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a front view showing the configuration of the antenna device according to the second embodiment. In the first embodiment, the monopole antenna 5 is configured by providing the metal member 4 for matching in the fastening portion 2-1 of the panel member 2 by providing insulation and a gap at a required portion. However, in the second embodiment, The loop antenna 5a can also be configured by changing the insulation location of the matching metal member 4 as shown in FIG. Thus, by configuring the loop antenna 5a using the matching metal member 4, it is possible to obtain a higher gain than the monopole antenna 5 shown in the first embodiment. The transmission / reception of the loop antenna 5a is the same as that in the first embodiment.
[0015]
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. 6, 7 and 8. FIG. FIG. 6 is a front view showing the configuration of the antenna device according to Embodiment 3, and shows the antenna device when three monopole antennas 5 are configured. FIG. 7 is a configuration diagram of the antenna device when any of the plurality of monopole antennas 5 is arranged symmetrically with respect to the internal antenna 1. FIG. 8 is a configuration diagram of an antenna device when three loop antennas 5a are configured. In the first and second embodiments, the single monopole antenna 5 and the like are configured using the matching metal member 4 in the fastening portion 2-1 of the panel member 2, but the present invention is not limited to this. A plurality of monopole antennas 5 may be configured as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 8, you may comprise by the three loop antennas 5a.
[0016]
Moreover, in the antenna device according to this embodiment, as shown in FIG. 6 or FIG. 8, only three monopole antennas 5 and the like are configured using the matching metal member 4 in the fastening portion 2-1 of the panel member 2. However, more loop antennas 5a may be configured according to the application, or the monopole antenna 5 and the loop antenna 5a may be mixed. Each receiver 10 is connected to each external antenna 5, 5 a, etc., receives incoming radio waves, and can calculate the direction of arrival of radio waves by calculating the phase difference of each received signal by the signal processing device 9. .
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a matching metal member is provided in a fastening portion for combining a plurality of panels to prevent mismatching, and a radome for housing an internal antenna is formed. By electrically insulating, an external antenna can be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining an external configuration according to a first embodiment;
FIG. 2 is a configuration diagram showing the inside of a radome body and a power feeding system according to the first embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a joining portion that joins adjacent panel members according to the first embodiment.
4 is an explanatory diagram for explaining a configuration of an external antenna according to Embodiment 1. FIG.
5 is a front view showing a configuration of an antenna device according to Embodiment 2. FIG.
6 is a front view showing a configuration of an antenna device according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram of an antenna device when monopole antennas according to Embodiment 3 are arranged symmetrically with respect to an internal antenna.
FIG. 8 is a configuration diagram of an antenna device when three loop antennas 5a according to Embodiment 3 are configured.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional antenna device, a cross-sectional view taken along line AA, and a configuration diagram of a metal bone thereof.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal antenna, 2 ... Panel member, 2-1 ... Joining part (fastening part),
3 ... Radome body, 4 ... Metal member, 5 ... Monopole antenna,
5a ... Loop antenna, 6, 7 ... Feed line, 8 ... Transceiver, 9 ... Signal processor,
10: Receiver.

Claims

A metal member formed so as to be continuous with each other, provided in a radome body formed by joining a plurality of panel members, an internal antenna housed in the radome body, and a joint portion for joining the panel members. And an external antenna formed by partially insulating the metal member, and a power feeding means for feeding power to the external antenna and the internal antenna.

The antenna device according to claim 1, wherein the metal member is sandwiched between adjacent panel members.

The antenna apparatus according to claim 1, wherein the external antenna is insulated by providing a gap in the metal member.

The antenna device according to claim 1, wherein the external antenna has the metal member insulated so as to form a monopole antenna or a loop antenna.

5. The antenna device according to claim 1, wherein a plurality of external antennas are formed.