雷达天线以及具备该雷达天线的雷达装置

摘要

本发明提供一种雷达天线以及具备该雷达天线的雷达装置，不牺牲部件的安装的容易性以及设计性，而提高雷达天线的散热性。雷达天线（2）包括天线主体（4）、箱体（16）以及通风路（18）。箱体（16）存放用于控制天线主体（4）的多个部件。通风路（18）沿着规定的通风方向形成，且贯通箱体（16）。并且，在箱体（16）的内部，所述多个部件之中的一部分部件也可以与其他部件隔着所述通风路地分离配置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达天线的散热构造。

背景技术

雷达天线除了具备作为放射导体的天线主体之外，还具备用于在水平 面内旋转驱动该天线主体的驱动源（电动电机等）。另外，雷达天线具备以 箱体（罩）覆盖的传动箱，以使所述驱动源不会露出至外部。

在通常的雷达天线中，在所述传动箱的箱体内，配置振荡源（磁控管 等）。由于驱动源或振荡源发热，因此在箱体内容易聚热。

另外，在最近的雷达装置中，提出了在所述传动箱的箱体内，收容信 号处理用的电路基板的构成。在该电路基板上，安装有用于对由天线接收 的信号实施规定的信号处理的CPU等。通过将电路基板收容至传动箱的箱 体内，从而无需与天线独立地配置该电路基板，能够促进雷达天线的模块 化。

可是，由于电路基板上的CPU等为发热体，因此在将该电路基板配置 于箱体内时，在该箱体内容易聚热这一问题变得尤为严重。特别是，由于 CPU等不耐热，存在因热所造成的故障或热失控的可能性，因此为了使箱 体内冷却需要一些对策。

于是，考虑到在传动箱的箱体的外面安装散热片等散热部件的构成。 可是，该情况下，需要进行在箱体的外侧安装散热部件的作业，并且必须 将驱动源、振荡源、CPU等的各发热体相对于该散热部件从箱体的内侧组 装，传动箱变得非常不易组装。

另外，由于雷达天线大多配置于高处，因此比较醒目、设计性也受重 视。存在如下情况：大多在设计上并不优选散热片等散热部件，希望尽量 不配置于传动箱的箱体的外面。

根据如以上的理由，存在如下问题，即希望不在传动箱的箱体的外面 设置散热片等散热部件，而将该箱体内的热高效地散热。

为此，专利文献1公开了如下构成，该构成包括：安装座，具有空气 通过用管道；天线面板支撑座，安装于该安装座，按照使天线面板离开安 装座的方式支撑天线面板；以及天线罩，覆盖天线面板。在专利文献1中， 因天线面板而产生的热能够从天线面板支撑座传递至安装座，通过安装座 的管道内的通过空气散热。

专利文献1：日本特开平4-87402号公报

但是，专利文献1涉及接收专用的固定天线的散热，而非涉及用于旋 转驱动雷达天线的传动箱的散热。另外，在专利文献1的构成中，由于管 道露出至外部，因此天线整体的设计性会被该管道损害。

发明内容

本发明便是鉴于上述问题而提出的，其主要目的在于，不牺牲部件的 安装的容易性以及设计性，而提高雷达天线的散热性。

根据本发明的第一方面，提供如下的构成的雷达天线。即，该雷达天 线包括天线主体、箱体以及通风路。所述箱体存放用于控制所述天线主体 的多个部件。所述通风路沿着规定的通风方向形成，且贯通所述箱体。

如此，通过形成贯通箱体的通风路，能够高效地释放配置于该箱体内 的部件的热。无需在箱体的外侧安装散热部件等，因此雷达天线的组装变 简单。

并且，上述的雷达天线优选如下构成。即，在所述箱体的内部，所述 多个部件之中的一部分部件与其他部件隔着所述通风路地分离配置。

如此，通过使多个部件隔着通风路地分离配置，其他部件的热不会传 递至与其分离配置的部件。据此，能够保护不耐热的部件。

上述的雷达天线优选如下构成。即，在所述多个部件中，包括发热体 与该发热体以外的一个或者多个部件。所述发热体与该发热体以外的部件 之中的至少一部分隔着所述通风路地分离配置。

如此地，通过在发热体与其他部件之间配置通风路，发热体的热不会 对其他部件产生影响。

上述的雷达天线优选如下构成。即，在所述部件中至少包括第1发热 体与第2发热体。所述第1发热体与所述第2发热体隔着所述通风路地分 离配置。

据此，第1发热体的热不会对第2发热体产生影响。

上述的雷达天线优选如下构成。即，该雷达天线包括安装有所述多个 部件的框架。所述通风路由形成于所述框架的通风部以及形成于所述箱体 且与所述通风部连通的通风孔构成。

如此，设为相对于框架安装各部件的构成，因此与相对于箱体安装部 件的构成相比，雷达天线的组装变容易。另外，通风部配置于箱体的内部， 不易从箱体的外侧看到该通风部。据此，能够防止损害雷达天线的设计性。

在上述的雷达天线中，更优选所述第1发热体为振荡元件，所述第2 发热体为配置于信号处理用的电路基板上的发热元件。

即，电路基板上的发热元件（CPU或RAM等）不耐热，因此容易受 到振荡元件（磁控管）的热的不良影响。于是通过将发热体与振荡元件隔 着通风部地配置，能够减轻振荡元件的热对发热元件（CPU或RAM等） 的影响。

上述的雷达天线优选如下构成。即，所述通风路形成为角管道状。所 述电路基板与所述角管道的外表面平行地配置。

如此地，通过将通风路的外周面与电路基板平行地配置，使电路基板 上的发热元件（CPU或RAM等）的热易于传递至通风路。

在上述的雷达天线中，优选的是，所述通风路配置为：所述通风方向 为大致水平。

据此，在通风路中风易于流通。

在上述的雷达天线中，优先的是，所述通风路的底面以该通风路的端 部侧变低的方式具有倾斜。

据此，即使水浸入通风路的内部，也能够通过底面的倾斜排水。

在上述的雷达天线中，优选的是，所述箱体在所述通风路的入口的上 部附近具有在所述通风方向上朝向外侧突出的凸部（伸出部）。

即，由于雷达天线大多配置于高处，因此受从下向上刮的风。于是， 通过在通风路的入口形成如上述的凸部，能够将向上刮的风引导至通风路 从而高效地使风流通。

优选的是，上述的雷达天线为搭载于船舶的船舶用雷达天线，所述通 风方向与所述船舶的前后方向平行。

据此，通过船舶行进，能够使风在通风路流动。

在上述的雷达天线中，优选的是，所述通风路配置于振荡元件、波导 管以及放射导体的旋转驱动源的下方。

即，放射导体配置于雷达天线的上部，因此振荡元件、波导管以及旋 转驱动源等也靠近上侧地配置。于是，按照回避这些部件的方式配置通风 路，能够实现合理的布局。

根据本发明的另一方面，提供一种雷达装置，该雷达装置包括上述的 雷达天线以及显示部，该显示部显示基于由所述雷达天线接收的信号的雷 达影像。

附图说明

图1为本发明的一实施方式所涉及的雷达天线的主视图以及雷达装置 的框图。

图2为雷达天线的侧视图。

图3为雷达天线的侧面截面图。

图4为表示卸下箱体的情况的侧面截面图。

图5为表示通风部以及电路基板的情况的主视截面图。

具体实施方式

以下，对照附图说明本发明的实施方式。图1所示的为涉及本实施方 式的雷达装置1的框图。本实施方式的雷达装置1为搭载于船舶的舶用雷 达。雷达装置1包括雷达天线2以及显示装置3。

雷达天线2包括作为放射导体的天线主体4以及传动箱5。

本实施方式的天线主体4构成为具有高指向性的裂缝阵列天线。本实 施方式的雷达装置1为脉冲雷达，构成为以一定周期旋转驱动天线主体4， 并且由该天线主体4反复进行高频信号的收发。

传动箱5包括安装有天线主体4的旋转驱动轴6。在通常的雷达装置中， 传动箱5相对于船体固定，以使旋转驱动轴6的轴线与铅直方向大致平行。 据此，天线主体4在水平面内被旋转驱动。

如图3所示，在传动箱5内，与旋转驱动轴6同轴配置有波导管8。再 有，在传动箱5内配置有用于控制天线主体4的各种部件（例如磁控管9、 驱动电机10、第1电路基板11以及第2电路基板12等）。

磁控管9为雷达装置1的振荡元件，构成为能够生成脉冲状的高频信 号。磁控管9通过前述的波导管8将所述高频信号施加至天线主体4。天线 主体4发送被施加的高频信号。另外，在磁控管9的附近，设置有对该磁 控管9送出冷却风的冷却扇19。

驱动电机10为用于以规定的旋转速度对旋转驱动轴6进行旋转驱动的 旋转驱动源。据此，能够使安装于旋转驱动轴6的天线主体4在水平面内 以规定的旋转周期旋转。

在第1电路基板11以及第2电路基板12上，形成有用于对天线主体4 所接收的高频信号（接收信号）进行信号处理的电子电路。在第1电路基 板11中，配置有CPU或RAM等易于发热或者不耐热（容易因热而发生故 障或者有可能热失控）的元件。另一方面，在第2电路基板12上构成为只 配置不易发热、耐热的元件。有时将第1电路基板11上的CPU或RAM等 在以下的说明中称为“发热元件20”。

作为在第1电路基板以及第2电路基板12进行的信号处理，例如，为 接收信号的放大、检波、A/D变换等模拟的信号处理，据此接收信号变换 为数字的数据（接收数据）。再有，第1电路基板11以及第2电路基板12 针对所述接收数据实施噪声除去处理等，并且基于该数据进行生成雷达影 像的雷达影像生成处理。如此地，本实施方式的第1电路基板11以及第2 电路基板12构成为也进行数字的运算处理。由第1电路基板11以及第2 电路基板12的信号处理生成的雷达影像的数据通过通信线缆13发送至显 示装置3。显示装置3将从第1电路基板11以及第2电路基板12接收的数 据作为雷达影像来显示。

如图4所示，本实施方式的传动箱5包括框架14以及基座部15。基座 部15为形成雷达天线2的基座的部分，通过该基座部15固定于船体的船 桅等，雷达天线2整体相对于船体固定。框架14为金属制，相对于基座部 15固定地设置。用于控制天线主体4的各种部件大多（具体而言，磁控管 9、驱动电机10、第1电路基板11以及第2电路基板12等）安装于框架 14。

另外，传动箱5包括箱体（罩）16。箱体16从外侧覆盖框架14以及 安装于该框架14的各部件（具体而言，磁控管9、驱动电机10、第1电路 基板11以及第2电路基板12等）。另外，如图5所示，在箱体16中，形 成有用于供各种线缆（前述的通信线缆13或电源线缆等）插通的线缆插通 孔17。

箱体16的原材料不特殊限定。本实施方式的情况下，由于传动箱5内 的大部分的部件安装于框架14，因此对箱体16的强度并不刻意要求。因此， 作为箱体16的原材料，能够采用例如塑料等轻量且成型容易的原材料。

接着，说明本实施方式的特征性的构成。

如前述，在本实施方式的传动箱5的箱体16内，配置有磁控管9、驱 动电机10等。由于这些也是发热源，因此在箱体16的内部容易聚热。在 箱体16内，设置有用于冷却磁控管9的冷却风扇19，但是若在箱体16内 热饱和则无法期待冷却风扇19的冷却效果。

特别是，在本实施方式中，具有发热元件（CPU或RAM等）20的第 1电路基板11配置于传动箱5的箱体16内，因此在传动箱5内更加容易聚 热。第1电路基板11的发热元件（CPU或RAM等）20也存在不耐热（容 易因热发生故障、有可能热失控）这一性质，因此需要将箱体16内的热向 外部高效地散热的构成。

于是，本实施方式的框架14包括贯通该框架14的通风部30。通风部 30构成为一种管道（通风管），能够在其内部流通空气。如图5所示，本实 施方式的通风部30形成为截面矩形状的角管道状，为金属制。该金属制的 通风部30构成框架14的构造的一部分。另外，本实施方式的通风部30如 图3所示形成为直线状的管道，形成为直线状地流通空气。在以下的说明 中，将在通风部30空气所流通的方向称为“通风方向”。

在本实施方式中，通风部30配置为其通风方向相对于与旋转驱动轴6 的轴线方向平行的方向大致正交。因此，在将雷达天线2安装于船体的状 态下，通风方向为大致水平方向。角管道状的通风部30具有在雷达天线2 安装于船体的状态下呈大致水平的底面33。在通风部30的内侧，在底面 33上，作为散热部件设置有散热片35。

在箱体16中，形成有贯通该箱体16的通风孔31。如图3以及图4所 示，通风孔31形成为与通风部30的内部（空气所通过的部分）连通。

本实施方式的箱体16包括连接通风孔31与通风部30的入口部分的管 道部32。管道部32形成为将通风孔31的开口部分的缘部的形状朝向箱体 16的内侧沿通风方向压出。如图1所示，在通风方向观察时，通风孔31 的开口部分呈大致长方形状，因此管道部32呈大致角管道状。另外，通风 孔31以及管道部32分别形成于通风部30的通风方向的两端部。

根据以上，通过箱体16的通风孔31以及管道部32与框架14的通风 部30形成贯通传动箱5的通风路18。另外，通风部30以及管道部32分别 形成角管道状，因此可以说通风路18的整体形成为角管道状。据此，能够 在通风路中流动空气。

如前述，框架14为金属制，磁控管9、驱动电机10等安装于框架14。 磁控管9或驱动电机10的热通过金属制的框架14传递至通风部30。通过 经通风路18流动空气，空气在通风部30的内部流动，因此能够将磁控管9 或驱动电机10等的热从通风部30散热至该空气。

另外，第1电路基板11以及第2电路基板12相互大致水平地配置于 传动箱5内。第1电路基板11配置为位于通风部30的下方并与底面33的 外周面平行。在第1电路基板11上的发热元件（CPU或RAM等）20与通 风部30的底面33的外周面之间设置有导热部件36。

根据以上的构成，能够将第1电路基板11上的发热元件20的热对通 风部30高效地传递。因此，能够高效地冷却发热元件20，并且能够防止该 发热元件20的故障或热失控。特别是，在本实施方式中，在通风部30的 底面33上设置有散热片35，因此能够通过散热片35对发热元件20的热进 行散热。据此，第1电路基板11上的发热元件20的冷却效果进一步得以 提高。

另外，基于将箱体16内的热散热至空气这一观点，也考虑到例如在箱 体16的外面设置散热用的散热片等。可是，该情况下，需要进行在箱体16 的外面安装散热片的作业。另外，在箱体16的外面设置散热片时，必须对 该箱体16从内侧安装发热源（磁控管9或驱动电机10等），从而传动箱5 非常不易组装。

对此，对本实施方式的雷达天线2而言，由于无需在箱体16上设置散 热片等散热部件，因此无需针对该箱体16安装发热源。因此，针对框体14 组装各部件（包含磁控管9、驱动电机10、第1电路基板11等发热源）之 后，最后安装箱体16即可。如此，根据本实施方式的构成，能够高效地进 行传动箱5的组装作业，组装性也优异。

如图4所示，箱体16在通风方向上至少被一分为二。箱体16以将框 架14夹入的方式组装至该框架14。框架14的通风部30由箱体16夹入， 配置于该箱体16的内部，因此不易从外部观察。据此，能够防止因管道状 的通风部30露出至外部而损害设计性。

本实施方式的雷达天线2按照通风方向与船体的前后方向平行的方式 固定于该船体。据此，能够使因船体的行进而产生的风高效地通过通风路 18。

如图3所示，在箱体16中，在通风孔31的上部形成有朝向通风方向 的外侧突出的伸出部38。据此，如在图2以粗线的箭头所示，能够将从下 方向上刮的风引导至通风路18的内部。据此，能够更高效地在通风路18 中通风，因此能够进一步提高来自通风部30的散热效率。

另外，在通风部30的底面33上，形成有其通风方向中央部向上凸起 的凸部39。据此，在通风部30的底面33上，按照其通风方向端部侧变低 的方式形成有倾斜。另外，在箱体16的管道部32的底面上，也按照通风 方向端部侧变低的方式形成有倾斜。如此，通风路18的底面整体性地朝向 外侧倾斜，因此能够将进入通风路18的内部的水（例如雨水等）朝向外侧 排水。

如图3所示，发热元件（CPU或RAM等）20以外的发热源（具体而 言，磁控管9以及驱动电机10）配置于通风部30的上方。另一方面，如前 述，第1电路基板11配置于通风部30的下方。更具体而言，在相对于旋 转驱动轴6的轴线方向以及通风方向垂直的方向观察时（图3），发热元件 （CPU或RAM等）20与其外的发热源（磁控管9以及驱动电机10）隔着 通风部30地配置于相反侧。

如以上，第1电路基板11隔着通风路18相对于磁控管9以及驱动电 机10分离地配置。据此，能够通过通风部30遮断磁控管9以及驱动电机 10的热传递至第1电路基板11，因此磁控管9以及驱动电机10的热不会 对第1电路基板11上的发热元件20产生影响。因此，能够有效地防止因 热造成发热元件（CPU或RAM等）20故障或热失控等。

另一方面，从通风部30观察，第2电路基板12配置于与磁控管9以 及驱动电机10相同侧（通风部30的上方）。由于在第2电路基板12上， 并未配置不耐热的元件，因此能够配置于磁控管9以及驱动电机10的附近。 如图3所示，第2电路基板12按照与通风部30的上表面平行的方式配置 于该上表面的上方。

另外，磁控管9、波导管8以及驱动电机10等在传动箱5内靠近上部 地配置。其原因在于，天线主体4配置于传动箱5的上方。于是，如上述， 通过在磁控管9、波导管8以及驱动电机10的下方配置通风部30，能够避 开磁控管9、波导管8以及驱动电机10地配置通风部30，形成合理的布局。

另外，如图5所示，可确保在传动箱5内，对连接第1电路基板11与 第2电路基板12之间的通信线缆37进行布线的空间。通信线缆37以绕过 通风部30的方式布线。通过该通信线缆37，第1电路基板11与第2电路 基板12能够进行信息的通信，适当地进行信号处理。

如以上的说明，本实施方式的雷达天线2包括天线主体4、箱体16以 及通风路18。箱体16存放用于控制天线主体4的多个部件。通风路18沿 着规定的通风方向形成并贯通箱体16。并且，在箱体16的内部，使所述多 个部件之中的一部分部件与其他部件隔着所述通风路地分离配置。

如此，通过形成贯通箱体16的通风路18，能够高效地释放配置于该箱 体16内的部件的热。由于无需在箱体16的外侧安装散热部件等，因此雷 达天线2的组装变简单。并且，通过使多个部件隔着通风路18地分离配置， 其他部件的热不会传递至与其分离配置的部件。据此，能够保护不耐热的 部件。

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以下 这样变更。

本发明的雷达装置能够适宜适用于其他的雷达装置，并不限于船舶用 的雷达装置。

在上述实施方式中，在箱体16的内部，多个部件之中的一部分部件与 其他部件隔着通风路18分离地配置，但不限于此，例如在箱体16的内部， 多个部件也可以全部配置在通风路18的一侧。

在上述实施方式中，设为发热元件（CPU或RAM等）20与其以外的 发热源（磁控管9以及驱动电机10）隔着通风部18地分离配置的构成。但 是，基于使发热体的热对其他部件不产生影响这一目的，隔着通风路18配 置的部件之中的一方为发热体即可，未必需要另一方也为发热体。例如， 通过隔着通风部30地分离配置发热体与非发热体，能够有效地防止发热体 的热对非发热体的影响。

通风路18为角管道状，但不限于此，例如为圆管道状亦可。

在上述实施方式中，作为信号处理用的电路基板设置第1电路基板11 以及第2电路基板12，但不限于此，在信号处理用的电路收容于一张电路 基板时，无需设置两张电路基板。另外，也能够在传动箱5内适宜配置三 张以上的电路基板。

通风路18形成为多个亦可。另外，通风路18的方向未必与船体的行 进方向平行亦可。

也能够省略通风部30内的散热片35。

在上述实施方式中，设为在箱体16上未设置散热片等散热部件的构成， 并不意在对此加以限定，根据需要在箱体16上设置散热部件亦可。

振荡元件不限于磁控管，例如半导体的振荡元件亦可。该情况下，在 上述实施方式中无需为了冷却磁控管9而设置的冷却风扇19。另外，无需 磁控管9以及冷却风扇19的定期更换，因此能够实现维护性优异的雷达天 线。