JP4812824B2 - An antenna having an electromagnetic wave reflector using an omnidirectional dielectric lens device. - Google Patents
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Description
この発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズを用いた電磁波の反射器を有するアンテナに関し、特に、電磁波の内、マイクロ波帯、ミリ波帯及び光波帯に適している全方向性を有する誘電体レンズを用いた電磁波の反射器を有するアンテナに関するものである。 The present invention relates to an antenna having an electromagnetic wave reflector using a dielectric lens that is transparent to electromagnetic waves, and in particular, has omnidirectional characteristics suitable for microwave band, millimeter wave band, and light wave band among electromagnetic waves. The present invention relates to an antenna having an electromagnetic wave reflector using a dielectric lens.
一般に、空間を伝搬する電磁波には、長波、中波、マイクロ波、ミリ波、さらに、赤外線、紫外線、X線やガンマー線があり、それぞれ各帯域とも多方面にわたり応用されている。電磁波の中で、波長380〜760mmの範囲のものは、即ち、光波帯域では、人の目には、光として明るさを感じさせる。そして、現在、ミリ波帯から光波帯の電磁波が、通信の分野で利用され始めている。 In general, electromagnetic waves propagating in space include long waves, medium waves, microwaves, millimeter waves, infrared rays, ultraviolet rays, X-rays and gamma rays, and each band is applied in various fields. Among electromagnetic waves, those in the wavelength range of 380 to 760 mm, that is, in the light wave band, human eyes feel brightness as light. Currently, electromagnetic waves from the millimeter wave band to the light wave band have begun to be used in the field of communications.
従来、通信分野で使用されるミリ波帯域において、電磁波を反射する反射板としては、金属製のものが多く使用されているが、この反射板を光波帯で使用するには、コーナーキューブのように直角に形成する角度精度や表面を平滑に形成する表面平滑度の高い精度が要求される。又、ミリ波帯より長い波長の帯域、いわゆる電波帯域において使用する全方向性を有する誘電体レンズとしては、発泡スチロール等により誘電率を調整して形成されたルーネベルグレンズがある。 Conventionally, in the millimeter wave band used in the communication field, a metal reflector is often used as a reflector for reflecting electromagnetic waves. To use this reflector in the light wave band, a corner cube is used. Therefore, it is required to have a high degree of angle accuracy to form a right angle to the surface and a high surface smoothness to form the surface smoothly. Further, as a dielectric lens having omnidirectionality used in a wavelength band longer than the millimeter wave band, that is, a so-called radio wave band, there is a Luneberg lens formed by adjusting a dielectric constant with foamed polystyrene or the like.
金属製の反射板を光波・ミリ波帯に使用する場合、構造上90度の範囲でヌル点が両端に表れる。又、実効80度以上の広角度特性を得ることが出来ない。一方、全方向性を有するものとして発泡スチロール等により形成されているルーネベルグレンズの場合には、光を反射させることが出来ないとの問題があった。そこで、発明者等は、ミリ波帯や光波帯の両方に用いることの出来る誘電体レンズを用いた装置を開発し、さらに、この誘電体レンズを用いて電磁波を受信する機能や反射する機能を有する誘電体レンズ装置を開発して、すでに特許出願している。 When a metal reflector is used in the light wave / millimeter wave band, null points appear at both ends within a range of 90 degrees due to the structure. Further, it is impossible to obtain a wide angle characteristic of an effective 80 degrees or more. On the other hand, in the case of a Luneberg lens formed of styrene foam or the like having omnidirectionality, there is a problem that light cannot be reflected. Therefore, the inventors have developed a device using a dielectric lens that can be used in both the millimeter wave band and the light wave band, and further have a function of receiving and reflecting electromagnetic waves using this dielectric lens. A dielectric lens device having the same has been developed and a patent application has already been filed.
これは、図6〜図7に示すように、誘電体レンズ装置51は、基本的には球形誘電体レンズ52、この球形誘電体レンズ52を内包する誘電体球殻53、この誘電体球殻53と球形誘電体レンズ52とを位置決めするとともに、保持固定するための保持機構54とにより構成されている。球形誘電体レンズ52は、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材として、透明なポリスチレン樹脂を用いて球形に形成されており、さらに、電磁波(電波及び光波)が球形誘電体レンズ52を通過する際に屈折されて焦点Fに収束されるように形成されている。このように、球形誘電体レンズ52は、全体が透明な球形であるから、電磁波に対して、即ち、電波帯に限らず光波帯に対しても全方向性を有している。
As shown in FIGS. 6 to 7, the
誘電体球殻53は、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材を用いて、内部が中空の球形に形成されており、さらに、誘電体球殻53の内球面あるいは外球面の半径、即ち、誘電体球殻53のいずれか一方の球面の半径が、球形誘電体レンズ52の焦点距離Rと等しい半径となる球形に形成されている。そして、この誘電体球殻53の内部中心部には、球形誘電体レンズ52が保持機構54に固定された状態で配置されているとともに、誘電体球殻53のいずれか一方の球面が、球形誘電体レンズ52の焦点距離Rに沿って位置するように、保持機構54により位置決めされている。
The dielectric
保持機構54は、この実施例の場合には、図6に示すように、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材を用いて、誘電体球殻53の内径と一致する球形を下端部で切断した形状に形成するとともに、この切断面の中央部には、球形誘電体レンズ52の下端部を嵌合した状態で保持する凹部が設けられている。なお、保持機構54はこの実施例に限定されることなく、誘電体球殻53の内部中心部に球形誘電体レンズ52を内包した状態で、且つ、焦点距離Rに沿った位置に誘電体球殻53のいずれか一方の球面が位置するように、誘電体球殻53と球形誘電体レンズ52とを位置決め保持することの出来る構造であれば、如何なる構造であっても良い。電磁波を反射する反射体55は、球形誘電体レンズ52の焦点距離Rに位置している誘電体球殻53の内球面あるいは外球面のいずれか一方の球面に配置され位置決めされている。
しかしながら、先に発明者等が出願したものは、ミリ波帯から光波帯の電磁波に対して利用することの出来る全方向性を有する誘電体レンズ装置の基本的な発明に関するものであった。そこで、このような誘電体レンズ装置を広く利用することの出来る、即ち、応用分野についての開発が待たれていた。 However, what the inventors previously filed relates to a basic invention of a dielectric lens device having omnidirectionality that can be used for electromagnetic waves in the millimeter waveband to the lightwave band. Therefore, such dielectric lens devices can be widely used, that is, development in application fields has been awaited.
請求項1に係る発明は、電磁波に対して透明な球形の誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを用いた反射器において、反射体の反射面から反射器の外側まで貫通し、且つ、この貫通した反射器の外側に電磁波の送受信機を取付け可能なポートを設け、ポートの開口部は方形であり、この開口部の方形の長辺が地面に対して45°傾くようにポートを配置し、電磁波の送受信機をポートに取付けた場合、ポート及び誘電体レンズを介して電磁波の送受信が可能な誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナである。 The invention according to claim 1 is a spherical dielectric lens that is transparent to electromagnetic waves, a reflector that reflects the electromagnetic waves provided at the focal length of the dielectric lens, and the reflector is used as the focal length of the dielectric lens. In a reflector using a dielectric lens having a holding mechanism for positioning and holding, it is possible to penetrate from the reflecting surface of the reflector to the outside of the reflector, and to attach an electromagnetic wave transmitter / receiver to the outside of the penetrating reflector When a port is provided, the port opening is square, the port is arranged so that the long side of the square of the opening is inclined by 45 ° with respect to the ground, and an electromagnetic wave transmitter / receiver is attached to the port, the port and dielectric An antenna having a reflector using a dielectric lens capable of transmitting and receiving electromagnetic waves via a body lens.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、誘電体レンズは、球形に形成する代わりに、球を少なくとも1つの平面あるいは曲面でカットした形状に形成したものである。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項2に係る発明において、誘電体レンズは、球形に形成する代わりに、球を2つの平面あるいは曲面でカットした形状に形成し、誘電体レンズのカットされた平面あるいは曲面の一方を一方のカット面部とし、誘電体レンズのカットされた平面あるいは曲面の他方を他方のカット面部とし、保持機構は、一方のカット面部及び他方のカット面部を覆う構造としたものである。
The invention according to claim 3 is the invention according to
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の発明において、一方のカット面部とこの一方のカット面部を覆う保持機構との間に電波吸収体を配置し、他方のカット面部とこの他方のカット面部を覆う保持機構との間にも電波吸収体を配置したものである。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, arranged radio wave absorber between the holding mechanism having one cut surface and cover the cut surface of the one, the other cut surface and the other A radio wave absorber is also disposed between the holding mechanism that covers the cut surface portion.
請求項5に係る発明は、請求項2〜請求項3に係る発明において、一方のカット面部及び他方のカット面部の表面に電波を吸収する表面処理を行ったものである。
The invention according to
請求項6に係る発明は、請求項1〜請求項5に係る発明において、ポートは反射体の反射面上に複数設けたものである。 The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1 to 5 , wherein a plurality of ports are provided on the reflection surface of the reflector.
請求項1に係る発明は、上記のように構成したので、電磁波の反射器の機能を併せ持つアンテナが得られるので、省スペース化及び軽量化することが出来る。さらに、光波も反射可能であるので、目視用の反射器としても利用することが出来る。その上、自分が所有する機器(以下、自器と記す。)のポートから送信し他者が所有する機器(以下、他器と記す。)の反射体で反射した反射波の電界成分と、他器のポートから送信された入射波の電界成分とは90°ずれるため、他器からの入射波は殆ど減衰することなく反射体で反射され、ポートに入射する他器からの入射波はポートの開口部で大幅に減衰される。従って、他器との混信を防止し、他器のポートから送信された電磁波を反射体で反射する際のポートにおける減衰を防止可能である。 Since the invention which concerns on Claim 1 was comprised as mentioned above, since the antenna which has the function of an electromagnetic wave reflector can be obtained, space saving and weight reduction can be achieved. Furthermore, since it can also reflect light waves, it can be used as a reflector for visual observation. In addition, the electric field component of the reflected wave transmitted from the port of the device owned by the user (hereinafter referred to as the own device) and reflected by the reflector of the device owned by the other person (hereinafter referred to as the other device), Since the electric field component of the incident wave transmitted from the port of the other device is shifted by 90 °, the incident wave from the other device is reflected by the reflector with almost no attenuation, and the incident wave from the other device incident on the port is the port. Is significantly attenuated at the opening of Therefore, interference with other devices can be prevented, and attenuation at the ports when the electromagnetic waves transmitted from the ports of the other devices are reflected by the reflector can be prevented.
請求項2に係る発明は、上記のように構成したので、請求項1に記載の発明と同様な効果に加え、さらにそれ以上の省スペース化及び軽量化することが出来る。従って、搭載量や搭載スペースに制限のある移動体に搭載するのにより適している。
Since the invention according to
請求項3に係る発明は、上記のように構成したので、請求項2と同様な効果がある。さらに、カットされた一方のカット面部及び他方のカット面部から電磁波が誘電体レンズに入射するのを防止することが出来る。
Since the invention according to claim 3 is configured as described above, the same effect as that of
請求項4に係る発明は、上記のように構成したので、請求項3に記載の発明と同様な効果がある。さらに、一方のカット面部及び他方のカット面部での反射波を大幅に減衰させ、この反射波の影響を大幅に抑えることが出来る。 Since the invention according to claim 4 is configured as described above, the same effect as the invention according to claim 3 is obtained. Furthermore, the reflected wave at one cut surface and the other cut surface can be greatly attenuated, and the influence of this reflected wave can be greatly suppressed.
請求項5に係る発明は、上記のように構成したので、請求項2〜請求項3に記載の発明と同様な効果がある。さらに、部品点数を減らすことが出来るので、作業工程を減らすことが出来る。
Since the invention according to
請求項6に係る発明は、上記のように構成したので、請求項1〜請求項5に記載の発明と同様な効果がある。さらに、同時に複数の方向を監視するレーダ用のアンテナとして使用出来るだけでなく、移動体に搭載するレーダのアンテナの数を抑えることが出来る。 Since the invention according to claim 6 is configured as described above, the same effects as the inventions according to claims 1 to 5 are obtained. Furthermore, not only can it be used as a radar antenna for simultaneously monitoring a plurality of directions, but also the number of radar antennas mounted on the moving body can be reduced.
球を2つの平面あるいは曲面でカットした形状に形成された電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを用いた反射器において、誘電体レンズのカットされた一方を一方のカット面部、他方を他方のカット面部とし、保持機構は、一方のカット面部及び他方のカット面部を覆う構造とし、一方のカット面部とこの一方のカット面部を覆う保持機構との間と他方のカット面部とこの他方のカット面部を覆う保持機構との間とに電波吸収体を配置し、反射体の反射面から反射器の外側まで貫通する構造で、且つ、この貫通した反射器の外側に電磁波の送受信機を取付け可能なポートを設け、ポートの開口部は方形であり、この開口部の方形の長辺が地面に対して45°傾くようにポートを配置し、電磁波の送受信機をポートに取付けた場合、ポート及び誘電体レンズを介して電磁波の送受信が可能な誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 A dielectric lens transparent to an electromagnetic wave formed by cutting a sphere into two planes or curved surfaces, a reflector for reflecting the electromagnetic wave provided at the focal length of the dielectric lens, and the reflector as a dielectric in reflectors with a dielectric lens and a holding mechanism for positioning and holding the focal length of the lens, one that has been cut of the dielectric lens with one cut surface, and the other with the other cut surface, holding mechanism, whereas of the cut surface and the other cut surface of the cover structure, and between the holding mechanism for covering the other of the cut surface and the other of the cutting face between the holding mechanism having one cut surface and cover the cut surface of this one A radio wave absorber is disposed, and a structure that penetrates from the reflecting surface of the reflector to the outside of the reflector, and a port to which an electromagnetic wave transmitter / receiver can be attached to the outside of the penetrating reflector is provided, If the port is arranged so that the long side of the square of the port is inclined at 45 ° with respect to the ground, and the electromagnetic wave transmitter / receiver is attached to the port, the port and the dielectric lens are An antenna having a reflector using a dielectric lens capable of transmitting and receiving electromagnetic waves through the antenna.
一方のカット面部及び他方のカット面部の表面に電波吸収する表面処理を行った誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 An antenna having a reflector using a dielectric lens subjected to surface treatment for absorbing radio waves on the surfaces of one cut surface portion and the other cut surface portion.
ポートは反射体の反射面上に複数設けた誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 The port is an antenna having a reflector using a plurality of dielectric lenses provided on the reflecting surface of the reflector.
この発明の第1の実施例を、図1に基づいて詳細に説明する。図1は電磁波に対して透明な球形誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナの模式図である。なお、この実施例1では、ポート5に取り付ける送受信機としては、一次放射器としての導波管と、これに組み込まれるレーダ回路について説明する。
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram of an antenna having a reflector using a spherical dielectric lens transparent to electromagnetic waves. In the first embodiment, as a transceiver attached to the
アンテナ1は、電磁波に対して透明な性質を有する球形の誘電体レンズ2と、この誘電体レンズ2の焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体3と、この反射体3を誘電体レンズ2の焦点距離に位置決め保持する保持機構4と、この反射体3の反射面に配置され1次放射器としての導波管(図示せず)を取付け可能なポート5とにより構成されている。
An antenna 1 includes a spherical
誘電体レンズ2は、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材として、透明なポリスチレン樹脂を用いて球形に形成されており、これを電磁波(電波及び光波)が通過する際に屈折されて焦点Fに収束されるように形成されている。このように、球形誘電体レンズ2は、全体が透明な球形であるため、電磁波に対して、即ち、電波帯に限らず光波帯に対しても全方向性を有している。なお、この実施例1では、球形誘電体レンズの誘電体部材としては、比誘電率が3.5以下のものを用いて球形誘電体レンズを形成した。
The
反射体3は、図1に示すように、誘電体レンズ2の焦点距離Rと等しい径の球面に沿って配置され、保持機構4により位置決め保持されている。この反射体3は電磁波、即ち、電波及び光波を反射可能であるが、例えば、光波を反射する目的で使用する場合、反射体3の反射面に、カラーフィルタを配置して色彩を付した光波を反射するようにしても良い。
As shown in FIG. 1, the reflector 3 is disposed along a spherical surface having a diameter equal to the focal length R of the
保持機構4は、この実施例の場合、図1に示すように、誘電体レンズ2の上下を固定し、誘電体レンズ2の焦点距離Rと等しい径の球面に沿って反射体3が位置するように位置決めされ保持する構造となっている。なお、保持機構4はこの実施例に限定されることなく、誘電体レンズ2の焦点距離Rに沿った位置に反射体3の反射面が位置するように、誘電体レンズ2と反射体3とを位置決め保持することの出来る構造であれば、如何なる構造であっても良い。
In this embodiment, the holding mechanism 4 fixes the top and bottom of the
ポート5は、反射体3の反射面の表面上にポート5の開口部が設けられており、この開口部から反射体3及び保持機構4を貫通する構造となっている。そして、反射体3の反射面上の開口部の反対側にある保持機構4に設けられた開口部には、導波管(図示せず)を取り付け可能な構造となっている。この導波管を1次放射器として、この導波管にさらにレーダ回路(図示せず)を組み込むことにより、電磁波用の反射器を備えたレーダが得られる。
The
ポート5の開口部は、ポート5に取り付けられる導波管の断面と同一の形状に形成されている。ポート5に接続される導波管は、この実施例では、断面が方形の方形導波管を使用している。さらに、ポート5に接続される導波管としては、ポート5で送受信する電磁波の周波数が、この導波管の遮断周波数以上で、且つ、この導波管の断面の短辺の長さを長辺とした場合の導波管の遮断周波数より十分に低い周波数となるように、導波管が選択されている。換言すれば、ポート5で送受信する電磁波の電界成分が90°ずれた場合には受信しないような導波管が選択される。
The opening of the
なお、この実施例では、1次放射器として導波管を使用しているが、この実施例に限定されることなく、1次放射器として利用可能なものであれば如何なるものでも良い。 In this embodiment, a waveguide is used as the primary radiator. However, the present invention is not limited to this embodiment, and any waveguide can be used as long as it can be used as the primary radiator.
このように形成されているので、電磁波用の反射器を備えたアンテナとして利用可能である。例えば、ポート5に導波管を取付け、さらに、この導波管にレーダ回路を組み込めば、この導波管を1次放射器とした電磁波用の反射器を備えたレーダとして利用可能である。
Since it is formed in this way, it can be used as an antenna including a reflector for electromagnetic waves. For example, if a waveguide is attached to the
次に、作用動作について、図1に基づいて詳細に説明する。 Next, the operation will be described in detail with reference to FIG.
アンテナ1のポート5には導波管が取付けられ、さらに、この導波管には、レーダ回路が組み込まれており、この導波管を1次放射器としたレーダとして利用する場合について説明する。次いで、このレーダを、例えば車両のような移動体に搭載した場合についての作用動作について以下に説明する。
A description will be given of a case where a waveguide is attached to the
上記した通り、アンテナ1のポート5には導波管(図示せず)が取付けられており、さらに、この導波管にはレーダ回路(図示せず)が組み込まれている。この導波管を1次放射器としたレーダの使用周波数帯は、この実施例ではミリ波帯を採用している。
As described above, a waveguide (not shown) is attached to the
レーダを搭載する移動体が車両の場合には、レーダは、車両の適宜必要な場所に1又は複数個設置される。設置される場所としては、例えば、車両のヘッドランプの構造体の中やその隣接する部分、テールランプの構造体の中やその隣接する部分、フェンダーミラーやドアミラーの構造体の中やその隣接する部分等が挙げられる。 When the moving body on which the radar is mounted is a vehicle, one or a plurality of radars are installed at an appropriate place on the vehicle. The installation location is, for example, in a vehicle headlamp structure or its adjacent part, in a tail lamp structure or its adjacent part, in a fender mirror or door mirror structure or its adjacent part. Etc.
また、この実施例では、レーダは、自分の車両(以下、自車両と記す)だけでなく、1以上の他の車両(以下、他車両と記す)にも設置されている。 In this embodiment, the radar is installed not only on one's own vehicle (hereinafter referred to as the own vehicle) but also on one or more other vehicles (hereinafter referred to as other vehicles).
なお、この実施例のアンテナ1をレーダとしてだけではなく、光波の反射器としても利用する場合には、必要に応じて反射体3の反射面にカラーフィルタ(図示せず)を配置すればよい。例えば、アンテナ1が、テールランプの構造体に設置され、光波の反射器としても利用する場合には、テールランプの色彩に合わせた赤色のカラーフィルタが、反射体3の反射面に配置される。この様に構成することで、テールランプの構造体に設置されたアンテナ1の反射体3の反射面で反射された光波には、赤色の色彩が付されるので、赤色の反射光を視認することが出来る。 When the antenna 1 of this embodiment is used not only as a radar but also as a light wave reflector, a color filter (not shown) may be disposed on the reflecting surface of the reflector 3 as necessary. . For example, when the antenna 1 is installed in the structure of the tail lamp and is also used as a light wave reflector, a red color filter that matches the color of the tail lamp is disposed on the reflection surface of the reflector 3. With this configuration, the light wave reflected by the reflecting surface of the reflector 3 of the antenna 1 installed in the tail lamp structure is given a red color, so that the red reflected light can be visually recognized. I can do it.
この発明の第2の実施例を、図2に基づいて詳細に説明する。図2は誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナの模式図を示している。なお、実施例1と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows a schematic diagram of an antenna having a reflector using a dielectric lens. In addition, the same thing as Example 1 attaches | subjects the same name and the same number, and abbreviate | omits the description.
アンテナ11は、実施例1と同様の電磁波に対して透明な性質を有する誘電体レンズ12と、この誘電体レンズ12の焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体13と、この反射体13を誘電体レンズ12の焦点距離に位置決め保持する保持機構14と、この反射体13の反射面に配置され1次放射器としての導波管(図示せず)を取付け可能なポート5とにより構成されている。
The
この実施例2の場合には、誘電体レンズ12は、誘電体部材としては実施例1と同様の部材を用いており、電磁波に対する性質も実施例1と同様である。実施例1では、誘電体レンズ12の形状は、誘電体レンズを球形に形成した場合であるが、この実施例2の場合には、球を2つの平面あるいは曲面でカットした形状になっている。特に、この実施例2では、即ち、図2に示すように、球の中心点を含む平面と平行に、この平面の上方向と下方向をカットした形状になっている。このように、球形の誘電体レンズの上下方向をカットした構造としたので、カットした上下方向、即ち、カットされた上方向である一方のカット面部12a及びカットされた下方向である他方のカット面部12bから入射する垂直方向の電磁波に対する全方向性は失われている。しかしながら、水平方向の全方向性は失われることはない。球形の誘電体レンズの中心点を含む平面と平行に上下方向をカットしたことにより、省スペース化及び軽量化が図られ、搭載量や搭載スペースに制限のある移動体に搭載するのにより適している。
In the case of the second embodiment, the
反射体13は、図2に示すように、実施例1の反射体3と同様に誘電体レンズ12の焦点距離Rと等しい径の球面に沿って配置され、保持機構14により位置決め保持されている。
As shown in FIG. 2, the reflector 13 is disposed along a spherical surface having a diameter equal to the focal length R of the
保持機構14は、この実施例の場合、図2に示すように、誘電体レンズ12の上下、即ち、一方のカット面部12a及び他方のカット面部12bを固定し、誘電体レンズ12の焦点距離Rと等しい径の球面に沿って反射体3が位置するように位置決め保持するとともに、一方のカット面部12a及び他方のカット面部12bから電磁波が誘電体レンズ2に入射しないように覆う構造となっている。
In this embodiment, the holding
この発明の第3の実施例を、図3に基づいて詳細に説明する。図3は誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナの模式図を示している。この実施例3は、実施例2とほぼ同一の形状で、反射体の反射面に設けられたポートを45°傾けて設置したものである。なお、実施例1や実施例2と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。 A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 shows a schematic diagram of an antenna having a reflector using a dielectric lens. The third embodiment has substantially the same shape as that of the second embodiment, and the port provided on the reflecting surface of the reflector is inclined by 45 °. In addition, the same thing as Example 1 and Example 2 attaches | subjects the same name and the same number, and abbreviate | omits the description.
アンテナ21は、誘電体レンズ12と、この誘電体レンズ12の焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体23と、この反射体23を誘電体レンズ12の焦点距離に位置決め保持する保持機構24と、この反射体23の反射面に配置され1次放射器としての導波管(図示せず)を取付け可能なポート5とにより構成されている。
The
この実施例3の場合、搭載する車両には、ポート5は、開口部の長辺が地面と平行な状態から45°傾けて設置されている。このように45°傾けてポート5を設置することにより、他車両との混信を防止し、他車両のポートから送信された電磁波を反射体3で反射する際のポート5における減衰を防止可能である。即ち、そのままでは混信してしまう場合、例えば他車両からの入射波がポート5に焦点を結んでしまう場合、図3に示すように、自車両のポートから送信し他車両の反射体で反射した反射波の電界成分Erと、他車両のポートから送信された入射波の電界成分Eofとは90°ずれているので、他車両からの入射波は殆ど減衰することなく反射体13で反射され、ポート5に入射する他車両からの入射波はポート5の開口部で大幅に減衰される。
In the case of the third embodiment, the
この発明の第4の実施例を、図4に基づいて詳細に説明する。図4は誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナの模式図を示している。この実施例4は、実施例2及び実施例3とほぼ同一の形状で、誘電体レンズの上面部及び下面部に電波吸収体を設置した場合である。なお、実施例1〜実施例3と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。 A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 shows a schematic diagram of an antenna having a reflector using a dielectric lens. The fourth embodiment is a case where a radio wave absorber is installed on the upper surface portion and the lower surface portion of the dielectric lens in substantially the same shape as the second and third embodiments. In addition, the same thing as Example 1- Example 3 attaches | subjects the same name and the same number, and abbreviate | omits the description.
アンテナ31は、誘電体レンズ12と、この誘電体レンズ12の焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体23と、この反射体23を誘電体レンズ12の焦点距離に位置決め保持する保持機構34と、この反射体23の反射面に配置され1次放射器としての導波管(図示せず)を取付け可能なポート5と、誘電体レンズ12の一方のカット面部12a及び他方のカット面部12b上に配置された電波吸収体36とにより構成されている。
The
この実施例4の場合、誘電体レンズ12の一方のカット面部12a及び他方のカット面部12bは電波吸収体36で覆われており、電波吸収体36aは一方のカット面部12aと保持機構34aとの間に、電波吸収体36bは他方のカット面部12bと保持機構34bとの間にそれぞれ配置されている。
In the case of the fourth embodiment, one
誘電体レンズ12は前記したように、球形の上下方向をカットした構造となっているため、一方のカット面部12a及び他方のカット面部12bにおいて反射波が干渉することがある。そこで、一方のカット面部12a及び他方のカット面部12bを電波吸収体36で覆うことにより、一方のカット面部12a及び他方のカット面部12bにおける反射波を大幅に減衰させ、この反射波の影響を大幅に抑えることが出来る。
As described above, since the
なお、電波吸収体36は、この実施例4の場合、カーボン系の電波吸収材を使用しているが、この実施例に限定されることなく、使用する周波数帯の電磁波を吸収する電波吸収体として利用可能なものであれば如何なるものでも良い。また、電波吸収体を使用する代わりに、一方のカット面部12aや他方のカット面部12bに1/4〜1/8波長の溝を彫る等の電波を吸収するような表面処理を施しても良い。
In the case of the fourth embodiment, the
この発明の第5の実施例を、図5に基づいて詳細に説明する。図5は誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナの模式図を示している。この実施例5は、誘電体レンズの形状は実施例2〜実施例4とほぼ同一の形状で、反射体の反射面に複数のポートを設けたものである。なお、実施例1〜実施例4と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。 A fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 shows a schematic diagram of an antenna having a reflector using a dielectric lens. In the fifth embodiment, the shape of the dielectric lens is substantially the same as that of the second to fourth embodiments, and a plurality of ports are provided on the reflecting surface of the reflector. In addition, the same thing as Example 1- Example 4 attaches | subjects the same name and the same number, and abbreviate | omits the description.
アンテナ41は、誘電体レンズ12と、この誘電体レンズ12の焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体43と、この反射体43を誘電体レンズ12の焦点距離に位置決め保持する保持機構44と、この反射体43の反射面に配置され1次放射器としての導波管(図示せず)を取付け可能な複数のポート5(5a〜5e)と、誘電体レンズ12の一方のカット面部12a及び他方のカット面部12b上に配置された電波吸収体36とにより構成されている。
The
実施例5の場合、図5に示すように、ポート5は反射体43上に5カ所配置されており、それぞれの方向に独立して同時に電磁波を放射可能な構造である。なお、この実施例5の場合、ポート5は反射体43上に5カ所配置されているが、この実施例に限定されることなく、必要な数のポートを配置することが可能である。
In the case of the fifth embodiment, as shown in FIG. 5, five
このように、複数のポートを設けることにより、同時に複数の方向を監視するレーダとして使用出来るだけでなく、移動体に搭載する必要のあるレーダの数を減少させることが出来る。 Thus, by providing a plurality of ports, not only can it be used as a radar that simultaneously monitors a plurality of directions, but also the number of radars that need to be mounted on the moving body can be reduced.
なお、実施例2以下で述べたように、全方向性を有しない垂直方向をカバーしたい場合や、実施例5のように複数の方向に対して使用したい場合には、アンテナをレーダで採用されているヘリカルやジッター等の各種のスキャン方法でスキャンするようにしても良い。 As described in the second embodiment and below, when it is desired to cover a vertical direction that does not have omnidirectionality, or when it is desired to use it in a plurality of directions as in the fifth embodiment, an antenna is employed in the radar. You may make it scan with various scanning methods, such as the helical and jitter.
誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナは、反射器としての機能とアンテナとしての機能を併せ持つので、小型軽量化が図れ、搭載量や搭載スペースに制限のある移動体に搭載するのにより適している。この発明のアンテナに導波管を取付け、さらにレーダ回路を組み込んで移動体に搭載するレーダとして使用するのに好適である。また、複数のポートを配置可能なので、同時に複数の方向を監視するレーダ用のアンテナとして利用可能なだけではなく、移動体に搭載するレーダのアンテナの数を抑えるのに好適である。反射体は、光波も反射可能なので、例えば、反射体の反射面の上に赤色のカラーフィルタを配置して車両のテールランプに設置する等、移動体の目視用の反射器としても利用可能である。 An antenna having a reflector using a dielectric lens has both a function as a reflector and a function as an antenna. Therefore, the antenna can be reduced in size and weight, and is more suitable for mounting on a moving body with limited mounting amount and mounting space. ing. A waveguide is attached to the antenna of the present invention, and a radar circuit is further incorporated for use as a radar mounted on a moving body. In addition, since a plurality of ports can be arranged, it can be used not only as a radar antenna for monitoring a plurality of directions at the same time, but also suitable for suppressing the number of radar antennas mounted on a moving body. Since the reflector can also reflect light waves, it can be used as a reflector for visual observation of a moving object, for example, by placing a red color filter on the reflecting surface of the reflector and installing it on the tail lamp of a vehicle. .
1,11,21,31,41 アンテナ
2,12 誘電体レンズ
12a 一方のカット面部
12b 他方のカット面部
3,13,23,43 反射体
4,14,24,34,44 保持機構
5(5a〜5e) ポート
36 電波吸収体
1, 11, 21, 31, 41
Claims (6)
この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、
この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する保持機構と
を有する誘電体レンズを用いた反射器において、
前記反射体の反射面から前記反射器の外側まで貫通し、且つ、この貫通した前記反射器の外側に電磁波の送受信機を取付け可能なポートを設け、
前記ポートの開口部は方形であり、この開口部の方形の長辺が地面に対して45°傾くように前記ポートを配置し、
電磁波の送受信機を前記ポートに取付けた場合、前記ポート及び前記誘電体レンズを介して電磁波の送受信が可能なこと
を特徴とする誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 A spherical dielectric lens transparent to electromagnetic waves,
A reflector that reflects electromagnetic waves provided at the focal length of the dielectric lens;
In a reflector using a dielectric lens having a holding mechanism for positioning and holding the reflector at the focal length of the dielectric lens,
A port penetrating from the reflecting surface of the reflector to the outside of the reflector, and an electromagnetic wave transceiver can be attached to the outside of the penetrating reflector,
The opening of the port is square, and the port is arranged so that the long side of the square of the opening is inclined by 45 ° with respect to the ground,
An antenna having a reflector using a dielectric lens, wherein when an electromagnetic wave transceiver is attached to the port, electromagnetic waves can be transmitted and received through the port and the dielectric lens.
を特徴とする請求項1に記載の誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 The antenna having a reflector using a dielectric lens according to claim 1, wherein the dielectric lens is formed into a shape in which a sphere is cut by at least one plane or curved surface, instead of being formed into a sphere. .
前記誘電体レンズのカットされた平面あるいは曲面の一方を一方のカット面部とし、
前記誘電体レンズのカットされた平面あるいは曲面の他方を他方のカット面部とし、
前記保持機構は、前記一方のカット面部及び前記他方のカット面部を覆う構造としたこと
を特徴とする請求項1に記載の誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 Instead of forming the dielectric lens into a spherical shape, the dielectric lens is formed into a shape obtained by cutting a sphere into two planes or curved surfaces,
One of the cut plane or curved surface of the dielectric lens is one cut surface portion,
The other of the cut plane or curved surface of the dielectric lens is the other cut surface,
The antenna having a reflector using a dielectric lens according to claim 1 , wherein the holding mechanism is configured to cover the one cut surface portion and the other cut surface portion.
前記他方のカット面部とこの他方のカット面部を覆う保持機構との間に前記電波吸収体を配置すること
を特徴とする請求項3に記載の誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 The wave absorber is arranged between the holding mechanism to cover the cut surface of the one and the one cut surface,
Antenna having a reflector with a dielectric lens according to claim 3, characterized in that placing the radio wave absorber between the holding mechanism to cover the cut surface of the other and the other cut surface.
を特徴とする請求項2〜請求項3に記載の誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 4. The antenna having a reflector using a dielectric lens according to claim 2, wherein surface treatment of absorbing radio waves is performed on surfaces of the one cut surface portion and the other cut surface portion. 5.
を特徴とする請求項1〜請求項5に記載の誘電体レンズを用いた反射器を有するアンテナ。 The antenna having a reflector using a dielectric lens according to claim 1, wherein a plurality of the ports are provided on a reflection surface of the reflector.
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