CN109462037B - 带摆动修正功能的天线装置 - Google Patents

Abstract

一种可以根据摆动对天线的姿势进行控制的、小型且廉价的带摆动修正功能的天线装置。具备：将可动件支承在固定件上，且使可动件以天线的中心轴上的摆动支点为中心摆动自如的摆动支承机构；以及基于天线的姿势探测传感器的探测结果使可动件摆动的摆动驱动机构，设有将通过摆动驱动机构沿与中心轴交叉的方向移动的从动部件和天线的支柱部的远离摆动支点的部位连接，并允许它们的基于移动方向的差异的相对变位的连接机构，摆动驱动机构具有至少两个促动器，以使从动部件沿与中心轴交叉的不同的方向移动，各促动器和从动部件构成为，在由一促动器驱动时，与另一促动器连接的连接部位能够沿着通过一促动器的驱动而移动的从动部件的移动方向移动。

Description

带摆动修正功能的天线装置

技术领域

本发明涉及在因风雨等的影响而产生了摆动时能够根据摆动来控制姿势的带摆动修正功能的天线装置。

背景技术

天线装置是将流经导线的电信号作为电波从天线放射到空间，或者将空间的电波经由天线接收并作为电信号导入导线的装置，用于各种通信设备。作为这种天线装置，例如，在设置于移动电话网络的中继站等的天线装置中，有时被暴露在风雨中并可能会摆动。当天线的姿势伴随该摆动而变化时，会对电波的收发造成障碍。因此，寻求在天线产生摆动时，根据该摆动来控制天线的姿势的技术。

作为这种天线的姿势控制的技术，例如有专利文献1记载的技术。在该专利文献1中，公开有一种能够控制搭载于飞艇上的抛物面天线的姿势的支承装置。该天线支承装置中，例如形成与抛物面天线的弯曲面相同曲率的铁轨形轨道构建成井字形状，固定在抛物面天线上的两个可动元件沿着铁轨形轨道滑动自如地设置，当通过陀螺仪传感器探测到飞艇的摆动时，基于该探测信号，两个可动元件通过步进马达等驱动部沿着各铁轨形轨道滑动，控制抛物面天线的姿势。

另外，作为控制天线的姿势的装置，在专利文献2中也有记载。该装置中，棒状天线的两端部由多个压敏元件等压电元件支承，使圧电元件中的一方伸长变形将天线的一端部顶起，使另一方的压电元件收缩变形将天线的另一端部降低，由此可以使天线倾斜动作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-252517号公报

专利文献2：日本特开2007-166001号公报

但是，在像专利文献1记载的那样将铁轨形轨道构建成井字形并使可动元件分别在其上滑动的构造中，容易变得大型化，因此，寻求小型且廉价的装置。考虑通过将专利文献2记载的压电元件作为驱动源可以小型化，但是要求进一步小型化。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于，提供一种可以根据摆动来控制天线的姿势的、小型且廉价的带摆动修正功能的天线装置。

本发明提供一种带摆动修正功能的天线装置，其具备：可动件，所述可动件具有天线；固定件；摆动支承机构，所述摆动支承机构将所述可动件支承在该固定件上，且所述可动件以所述天线的中心轴上的摆动支点为中心摆动自如；姿势探测传感器，所述姿势探测传感器探测所述天线的所述中心轴的倾斜引起的姿势的变化；以及摆动驱动机构，所述摆动驱动机构基于该姿势探测传感器的探测结果使所述可动件摆动，在所述可动件上设有：支柱部，所述支柱部保持所述天线且沿着该天线的中心轴设置；从动部件，所述从动部件通过所述摆动驱动机构在与所述中心轴交叉的方向上移动；以及连接机构，所述连接机构以允许所述从动部件和所述支柱部的远离所述摆动支点的部位的基于移动方向的差异的相对变位的状态，将该从动部件和所述支柱部的远离所述摆动支点的部位连接，所述摆动驱动机构具备至少两个促动器，以使所述从动部件沿与所述中心轴交叉的不同的方向移动，各促动器和所述从动部件构成为，在由一促动器驱动时，与另一促动器的连接部位能够沿着通过该一促动器的驱动而移动的所述从动部件的移动方向移动。

因为姿势探测传感器可以探测天线的姿势的变化，并由摆动驱动机构驱动，所以即使在因风雨等而使天线的姿势产生变化的情况下，也能够对其进行控制，维持适当的姿势。在这种情况下，可以利用连接机构吸收由促动器驱动的从动部件的移动方向和支柱部的摆动方向的差异引起的偏移，将促动器的驱动顺畅地传递给天线，从而可以通过两个促动器的驱动的组合而适当地修正天线的摆动。在此，从动部件和支柱部的相对变位中，不仅包含沿着中心轴的直线的相对位移，而且还包含支柱部相对于从动部件的移动方向的倾斜。

作为该摆动驱动机构的促动器，可以使用电动机、压电元件、形状记忆元件等，从而可以廉价地实现小型化。

作为本发明的带摆动修正功能的天线装置的优选的实施方式，也可以为如下结构，在所述促动器上设有通过该促动器的驱动而直线移动的移动块体，在所述从动部件上设有槽部，该槽部支承所述移动块体，且使所述移动块体沿着通过另一所述促动器的驱动而移动的所述从动部件的移动方向移动自如。

另一促动器不会阻碍通过一促动器的驱动而直线移动的移动块体的移动，而且可以通过两促动器的驱动的组合使天线向任意的方向摆动，从而可以可靠地修正其摆动。

作为本发明的带摆动修正功能的天线装置的优选的实施方式，也可以为如下结构，所述从动部件形成为包围所述支柱部的环状，所述连接机构是设于所述从动部件的内周部并与所述支柱部的外周面接触的弹性部件。

在由促动器驱动支柱部时，支柱部和从动部件之间的弹性部件弹性变形，同时，可以吸收基于从动部件的直线移动和支柱部的摆动之间的移动方向的差异的偏移，从而可以顺畅地进行移动方向不同的从动部件和支柱部之间的力的传递。另外，因为从动部件和支柱部并非直接接触，所以可以防止这些零件的损坏，改善了装置的耐久性。

作为本发明的带摆动修正功能的天线装置的优选的实施方式，也可以是，所述促动器设置有四个，以每两个夹着所述中心轴隔开180°对置成组的方式配置。

因为将以夹着中心轴隔开180°对置的两个促动器作为一组进行驱动，所以可以产生大的驱动力，并且可动件的重量平衡也良好。

作为本发明的带摆动修正功能的天线装置的优选的实施方式，也可以为如下结构，所述促动器是电动机，在其与所述移动块体之间设有将所述促动器的旋转转换成直线移动的转换机构。在这种情况下，所述转换机构可以由形成于所述促动器的旋转轴的阳螺纹部和形成于所述移动块体的阴螺纹部构成。

可以使用通用的电动机作为促动器，能够廉价地制造。另外，如果转换机构也设为阳螺纹部和阴螺纹部的组合，则更廉价。

作为本发明的带摆动修正功能的天线装置的优选的实施方式，也可以是，所述促动器是步进电动机。

因为可以通过步进电动机使从动部件准确地定位，所以可以高精度地修正天线的摆动。

作为本发明的带摆动修正功能的天线装置的优选的实施方式，也可以是，所述天线在伞状的上表面具有从中心朝向半径方向外侧形成凹曲面的反射面，在所述天线的与反射面相反侧设有所述支柱部，在该支柱部的所述可动件的重心位置设有所述摆动支点。

因为摆动支点设在可动件的重心位置，所以可以使对支柱部的驱动力最小。另外，特别是将天线装置横向配置时的重量平衡良好，可以发挥稳定的摆动修正功能。在这种情况下，也可以在支柱部上设置相对于天线的重心位置调节部件(例如配重)，以使可动件的重心和摆动支点一致。

作为本发明的带摆动修正功能的天线装置的优选的实施方式，也可以如下构成，所述摆动支承机构由万向架部件构成，所述万向架部件能够以沿着与所述中心轴正交的方向且从所述中心轴的一端观察时相互正交的两个摆动轴的交点为所述摆动支点进行摆动。

在这种情况下，有时所述万向架部件由弹性材料构成，所述摆动支点在该弹性材料的弹性的范围内移动。

当形成为专利文献1记载的天线装置中的铁轨形轨道和可动元件那样，使可动元件沿着铁轨形轨道滑动，同时使天线摆动的结构时，由于在可动元件和铁轨形轨道之间会产生伴随滑动的磨损等，因此不能用于高度要求耐久性的装置。另外，在如该铁轨形轨道那样的大型的机构中，装置整体会大型化。在本实施方式中，由万向架部件构成摆动支承机构，所以没有在控制天线的姿势时进行滑动的部分，耐久性优异，而且对小型化也是有利的。

作为本发明的带摆动修正功能的天线装置的优选的实施方式，也可以是，在所述天线和所述固定件之间设有将它们之间封闭并包围所述摆动支承机构及所述摆动驱动机构的伸缩变形自如的罩。

在这种情况下，罩可以是波纹状筒体。

因为天线和固定件之间由罩封闭，所以即使在暴露在风雨中的环境下使用，也可以确保防水性，可以改善对外部环境的耐久性。另外，因为罩追随摆动自如地进行伸缩变形，所以不会阻碍天线的摆动。通过将该罩设为波纹状筒体，可以简化防水构造。

根据本发明，可以提供能够根据摆动来控制天线的姿势的、小型且廉价的带摆动修正功能的天线装置。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的带摆动修正功能的天线装置的分解立体图。

图2是表示第一实施方式的天线装置的装配状态的、中心轴上的纵剖视图，相当于沿着图4的A－A线的截面。

图3是第一实施方式的天线装置的将天线及固定件卸下的状态的立体图。

图4是第一实施方式的天线装置的俯视图。

图5是表示天线的反射面的功能的从侧面观察的示意图。

图6是沿着图2的B－B线的天线装置整体的纵剖视图。

图7是沿着图2的D－D线的天线装置整体的纵剖视图。

图8是用于第一实施方式的天线装置的摆动支承机构即万向架部件的立体图。

图9是表示在支柱部和基板部之间设有磁体构成的磁悬浮机构的例子的主要部分的剖视图。

图10是表示第二实施方式的天线装置的摆动驱动机构的一部分的主要部分立体图。

图11是沿着图10的E－E线的纵剖视图。

图12是表示第三实施方式的天线装置的摆动驱动机构的一部分的主要部分立体图。

图13是图12的主要部分的纵剖视图，表示与图2的截面相同方向的截面。

图14是表示第四实施方式的天线装置的摆动驱动机构的一部分的主要部分立体图。

(符号说明)

10…天线、11…顶点部、12…反射面、20…可动件、21…支柱部、22…从动部件、22a…孔、23…弹性部件(连接机构)、23a…安装部、23b…圆弧板部、30…固定件、31…外壳、32…壳体、33…筒体、34…基板部、35…周壁部、36…上板部、37…支承台、40…万向架部件(摆动支承机构)、41…外侧环部、42…中间环部、43…内侧环部、44、45…连结部、50…姿势探测传感器、55…磁悬浮机构、55A、55B…磁体、56…底板、60…摆动驱动机构、61A、61B…促动器、62…传递机构、64…旋转轴、64a…阳螺纹部、65…螺母部件(移动块体)、65a…阴螺纹部、65b、72b…凸缘部、72…齿条部件(移动块体)、66、73…槽部、66a、73a…凹部、68…往复运动轴、69…块体(移动块体)、71…小齿轮、72a、76a…齿条齿、75…花键杆部、76…齿条部、80…支承机构、81…台座、82…球、100…带摆动修正功能的天线装置、300…波纹状筒体(罩)、C…中心轴、F…焦点、G…重心、P…摆动支点、S1、S2…摆动轴。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的带摆动修正功能的天线装置的实施方式进行说明。

在以下的说明中，将相互正交的3个方向分别设定为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向，在X轴方向的一侧标注+X，在另一侧标注－X，在Y轴方向的一侧标注+Y，在另一侧标注－Y，在Z轴方向的一侧标注+Z，在另一侧标注－Z进行说明。另外，在图1等中，设定为将伞状的天线朝向上方的状态，将其上方设定为Z轴的一侧+Z侧。将图2等纵剖视图所示的状态作为天线的静置状态，各方向的摆动中、绕X轴的旋转相当于所谓的俯仰(纵向摆动)，绕Y轴的旋转相当于所谓的偏转(横向摆动)。以下，除非有特别说明，否则将以该静置状态进行说明。

＜第一实施方式的整体构造＞

图1～图8表示第一实施方式。

该第一实施方式的带摆动修正功能的天线装置100包括：具有天线10的可动件20、固定于各种构造物的固定件30、将可动件20支承于固定件30且使可动件20摆动自如的摆动支承机构40、探测天线10的姿势的变化的姿势探测传感器50、基于姿势探测传感器50的探测结果使可动件20摆动的摆动驱动机构60。作为设置该天线装置100的各种构造物，不仅包含例如铁塔或建筑物等固定构造物，而且还包含车辆或船舶等可移动的构造物。在为固定构造物的情况下，在天线10因风雨等的影响而产生摆动时，控制天线10的姿势，对其摆动进行修正，在为可移动的构造物的情况下，可以根据伴随移动的摆动来控制天线10的姿势，并总是以固定的朝向配置天线10。

以下，对这些的细节进行说明。

(天线10的构造)

天线10由铝等金属板构成，在图1及图2所示的例子中，整体形成为伞状。如图4及图5所示，该天线10的从Z轴方向的+Z侧的一端观察时的俯视图形成为圆形，其圆形的中心部向Z轴方向的+Z侧突出，形成顶点部11。而且，天线10的上表面(Z轴方向的+Z侧的面)从顶点部11到周缘部形成为凹曲面状，设定为通过使连结顶点部11和周缘部的一点的凹曲线以Z轴为中心进行旋转而得到的旋转体的形状。形成该凹曲面状的天线10的上表面被作为反射电波的反射面12。在该天线10中，将连结顶点部11和周缘的圆形的中心的线作为天线10的中心轴C。在图2等所示的静置状态下，天线10的中心轴C与Z轴一致。

而且，如图5所示，形成为以下结构：从周边到达的电波由天线10的上表面反射，集中在天线10的中心轴C上的一点(焦点F)，在该焦点F配置有省略图示的辐射器(也称为放射器、供电部)。另外，以天线10的中心轴C或其延长线上为中心配置有可动件20及固定件30。因此，该中心轴C(也包含其延长线)为天线10的中心轴，并且，在图2等所示的静置状态下也是天线装置100的中心轴。另外，在图2等所示的静置状态下，天线10的中心轴C与Z轴一致，在天线10产生了摆动时，中心轴C相对于Z轴倾斜。

(可动件20的构造)

可动件20具有：天线10；支柱部21，其固定于天线10的背面(与反射面12相反一侧的面)侧；从动部件22，其如后所述通过摆动驱动机构60来移动；以及连接机构23，其将从动部件22和支柱部21连接，伴随从动部件22的移动而使支柱部21摆动，同时，吸收基于从动部件22的移动方向和支柱部21的摆动方向的差异而产生的偏移。

在实施方式中，支柱部21以沿着天线10的中心轴C延伸的方式被固定，形成为与中心轴C正交的方向的横截面为四边形的筒状。

此外，在该支柱部21上安装有用于探测天线10的姿势的变化的陀螺仪等姿势探测传感器50，经由柔性电缆(省略图示)与上位的控制部等电连接。

在该实施方式中，从动部件22为环状的平板，以包围支柱部21的下端部(Z方向的－Z侧的端部)的方式，将面方向配置在与Z轴方向正交的方向上。而且，在该从动部件22的内周部和支柱部21的下端部之间设有弹性部件(以下，对该弹性部件标注符号23)作为连接机构23。

在这种情况下，如下进行配置，在从动部件22的中心部形成有四边形状的孔22a，支柱部21的下端部被插入该孔22a中。在这种情况下，以从动部件22的孔22a的各边和支柱部21的外周面的各面对置的方式配置，并且，在从动部件22的内周面和支柱部21的外周面之间隔开间隔。因此，在从动部件22和支柱部21之间形成有从Z轴方向的+Z方向观察时为四边形的环状的空间，在该空间内，以架设于从动部件22的孔22a的各边和支柱部21的外周面的各面之间的方式设有四个弹性部件23。

从动部件22的孔22a的各边和支柱部21的外周面的各面分别朝向X轴方向的+X侧及－X侧、Y轴方向的+Y侧和－Y侧而设置，因此，四个弹性部件23在X轴方向的+X侧及－X侧、Y轴方向的+Y侧和－Y侧分别各设置一个。

在实施方式中，这些弹性部件23由板簧构成，如图7所示，在固定于从动部件22的孔22a的内周面的安装部23a上，一体形成有朝向支柱部21突出的圆弧板部23b，该圆弧板部23b与支柱部21的外周面接触。即，各弹性部件23的圆弧板部23b的外表面分别与支柱部21的X轴方向的+X侧及－X侧、Y轴方向的+Y侧和－Y侧的四个侧面中的一个侧面接触。因此，弹性部件23以90°间隔从四个方向接触支柱部21的周围，通过各弹性部件23从四个方向对支柱部21作用均等的弹力，在通常的静置状态下，支柱部21在从动部件22的孔22a的中心配置在Z轴上。

因为该弹性部件23只与支柱部21接触，所以支柱部21可以进行相对于从动部件22在Z轴方向上的移动及相对于从动部件22的面方向朝倾斜的方向的变位。即，利用该弹性部件23，以允许从动部件22和支柱部21之间的相对变位的状态将它们连接。

(固定件30的构造)

如图1及图2所示，固定件30具有：容纳摆动驱动机构60等的外壳31；以及将外壳31和天线10之间包围的、由波纹状筒体构成的罩300。

外壳31是圆盘状的壳体32和包围可动件20的支柱部21的周围的筒体33形成为一体的结构。壳体32具有圆形板状的基板部34、以从基板部34的周缘部立起的方式被固定的环状的周壁部35、从周壁部35的上端与基板部34平行地设置的上板部36。筒体33的横截面形成为四边形，其下端部被固定于壳体32的上板部36。在这种情况下，筒体33的四个侧板与支柱部21的各侧面平行地配置。如上所述，因为支柱部21的各侧面配置于X轴方向的+X侧及－X侧、Y轴方向的+Y侧和－Y侧，所以筒体33的各侧板也配置于X轴方向的+X侧及－X侧、Y轴方向的+Y侧和－Y侧。

上板部36形成为将周壁部35的上端和筒体33的外周面之间连结的环状，以使筒体33的下端部贯通的方式一体地固定。因此，外壳31的壳体32和筒体33的内侧的空间连通。

此外，在实施方式中，外壳31的壳体32的外径形成为与天线10的外径大致相同的外径。而且，在该壳体32和天线10的周缘部之间设有罩300。

在该实施方式中，罩300由波纹状筒体构成，并被设置为将固定件30的壳体32的周缘部和天线10的周缘部之间连结的状态。因此，波纹状筒体(罩)300沿着中心轴C设置。就该波纹状筒体300而言，其整体能够沿着中心轴C进行伸缩，并且，相对于固定在壳体32上的下侧端缘，固定在天线10上的上侧端缘可以以倾斜的方式进行伸缩。

(摆动支承机构40的构造)

在该实施方式中，摆动支承机构40利用由弹性材料形成的万向架部件构成。即，如图8所示，万向架部件40具有配置成三层同心状的外侧环部41、中间环部42、内侧环部43，外侧环部41和中间环部42设定为通过沿着X轴方向的两个连结部44相互连结的状态，中间环部42和内侧环部43设定为通过沿着Y轴方向的两个连结部45相互连结的状态。在这种情况下，在无负荷状态下，三层的环部41～43配置在同一平面上，沿着X轴方向的两个连结部44设于在周向上180°对置的位置，沿着Y轴方向的两个连结部45也设于在周向上180°对置的位置。即，沿着X轴方向的两个连结部44及沿着Y轴方向的两个连结部45分别形成为直线状，在X轴方向和Y轴方向上相互正交地配置。

而且，内侧环部43和中间环部42能够使沿着X轴方向的连结部44扭转，同时绕X轴相对摆动，中间环部42和外侧环部41能够使沿着Y轴方向的连结部45扭转，同时绕Y轴相对摆动。因此，通过将这些X轴方向及Y轴方向两方向的摆动组合，内侧环部43和外侧环部41能够以包含X轴及Y轴的平面上的任意的轴为中心进行摆动。即，沿着X轴方向的连结部44及沿着Y轴方向的连结部45分别构成摆动轴S1、S2。

这些摆动轴S1、S2的延长线的交点为摆动支点P。

这样构成的摆动支承机构(万向架部件)40的各环部41～43形成为矩形框状，如图6所示，被固定为可动件20的支柱部21嵌入内侧环部43的内侧空间的状态，外侧环部41的外周部固定于固定件30的筒体33的内周面。如图2所示，该万向架部件40的安装位置为支柱部21的高度方向(Z轴方向)的中间位置。

如上所述，天线10由铝合金等金属构成，与此相对，可动件20的支柱部21及固定件30的外壳31、筒体33由合成树脂等构成。因此，在该实施方式中，如图2所示，从与中心轴C正交的方向观察时，万向架部件40的摆动支点P沿着中心轴C离开天线10的重心G而配置。

另外，由天线10、支柱部21及从动部件22构成的可动件20整体的重心位置与摆动支点P一致。在这种情况下，从动部件22也作为对于天线10的重心调节部件起作用，且以从动部件22的重量和天线10的重量隔着摆动支点P平衡的方式设置(即，从天线10的重心G到摆动支点P的距离和从从动部件22的重心到摆动支点P的距离相等)。

(摆动驱动机构60的构造)

摆动驱动机构60设于固定件30的外壳31内，更详细而言，设于壳体32内，具备多个促动器61A、61B和将这些促动器61A、61B的驱动传递到可动件20的从动部件22的传递机构62。

在实施方式中，促动器61A、61B由步进电动机构成，如图2所示，被固定在形成于固定件30的基板部34的支承台37上，旋转轴64与基板部34平行地配置。在该旋转轴64的前端部形成有阳螺纹部64a。另一方面，在从动部件22上安装有与促动器61A、61B的阳螺纹部64a嵌合的螺母部件(移动块体)65。

在这种情况下，促动器61A、61B的旋转轴64的长度方向及从动部件22的面方向沿着与Z轴正交的方向配置。另外，在实施方式中，促动器61A、61B设有两个，使各促动器61A、61B的旋转轴64沿着X轴方向或Y轴方向、且朝向天线10的中心轴C配置。在从图7所示的Z轴方向的+Z侧观察的状态下，各促动器61A、61B的旋转轴64配置于X轴方向的+X侧及Y轴方向的－Y侧，绕天线10的中心轴C分开90°。

另一方面，从动部件22设置成其面方向与壳体32的基板部34平行地配置。而且，在该从动部件22上安装有与两个促动器61A、61B的阳螺纹部64a嵌合的两个螺母部件65。这些螺母部件65通过促动器61A、61B的旋转轴64的旋转而在旋转轴64的长度方向(X轴方向或Y轴方向)上移动，但被支承为相对于从动部件22滑动自如，使得在进行两个促动器61A、61B各自的驱动时不会干扰相互的移动。即，在从动部件22上形成有支承各螺母部件65的槽部66，使得各螺母部件65沿着与旋转轴64正交的方向移动自如。

旋转轴64沿着X轴方向的促动器(设为X轴促动器)61A驱动与其旋转轴64的阳螺纹部64a嵌合的螺母部件65，使螺母部件65沿X轴方向移动。相对于该螺母部件65，槽部66沿着与由X轴促动器61A驱动的从动部件22的移动方向(X轴方向)正交的Y轴方向形成，螺母部件65被支承为沿Y轴方向滑动自如。

另一方面，旋转轴64沿着Y轴方向的促动器(设为Y轴促动器)61B驱动与其旋转轴64的阳螺纹部64a嵌合的螺母部件65，使螺母部件65沿Y轴方向移动。相对于该螺母部件65，槽部66沿着与由Y轴促动器61B驱动的从动部件22的移动方向(Y轴方向)正交的X轴方向形成，螺母部件65被支承为沿X轴方向滑动自如。

因此，在通过X轴促动器61A驱动螺母部件65使其沿X轴方向移动的情况下，与Y轴促动器61B的旋转轴64嵌合的螺母部件65沿着槽部66在X轴方向上滑动，以便不妨碍该螺母部件65带动的从动部件22向X轴方向的移动，由此，与从动部件22的连接部位移动。相反，在通过Y轴促动器61B驱动螺母部件65使其沿Y轴方向移动的情况下，与X轴促动器61A的旋转轴64嵌合的螺母部件65沿着槽部66在Y轴方向上滑动，以便不妨碍该螺母部件65带动的从动部件22向Y轴方向的移动，由此，与从动部件22的连接部位移动。

这样，通过两促动器61A、61B沿X轴方向或Y轴方向驱动螺母部件65，并通过两促动器61A、61B的驱动的组合，能使从动部件22沿着其面(X－Y平面)向任意的方向移动。

在该实施方式中，将促动器61A、61B的驱动传递到从动部件22的传递机构62包括：形成于各促动器61A、61B的旋转轴64的阳螺纹部64a；以及与该阳螺纹部64a嵌合的螺母部件65，该螺母部件65构成为能在与对其进行驱动的促动器61A、61B的旋转轴64正交的方向上移动自如。

另外，在该实施方式中，促动器61A、61B的旋转轴64的阳螺纹部64a和螺母部件65的阴螺纹部65a构成将旋转轴64的旋转转换成从动部件22的面方向的直线移动的转换机构。

此外，在各螺母部件65上，在嵌入从动部件22的槽部66内的下端部一体形成有向从动部件22的面方向扩展的凸缘部65b，从动部件22的槽部66形成为从动部件22的背面侧宽度比表面侧宽，且沿着长度方向形成有嵌装螺母部件65的凸缘部65b的凹部66a。由于两螺母部件65将固定于基板部34状态下的促动器61A、61B的旋转轴64贯通，所以此两螺母部件65处于向上下方向(Z轴方向)的移动被约束的状态，因此，从动部件22被螺母部件65的凸缘部65b支承成向下方的移动被限制的状态，即使在通过促动器61A、61B的驱动而在X轴方向或Y轴方向上移动的情况下，其面方向也被维持在与Z轴正交的方向。

此外，各促动器61A、61B与上位的控制部等电连接。这些促动器61A、61B被设于固定件30上，因此，布线容易。

(作用)

在这样构成的天线装置100中，天线10产生摆动时，由姿势探测传感器50探测伴随该摆动的天线10的姿势的变化，基于探测结果，向摆动驱动机构60的各促动器61A、61B通电，从而使可动件20的支柱部21绕万向架部件(摆动支承机构)40的摆动轴S1、S2的任一方或两方的轴摆动，控制与支柱部21一体的天线10的姿势。在图2中，天线10以摆动支点P为中心例如双点划线所示那样摆动。在实施方式中，天线10能够在例如±6°的范围内自由地摆动。另外，因为在隔着摆动支点P与天线10相反一侧设有从动部件22，所以天线10向与从动部件22的移动方向相反的方向摆动。

在该实施方式的情况下，使用通用的步进电动机作为摆动驱动机构60的促动器61A、61B，因此，能够小型且廉价地制作。另外，虽然在螺母部件65和从动部件22之间存在些许的滑动部位，但是因为使用没有滑动部位的万向架部件作为摆动支承机构40，所以与专利文献1的铁轨形轨道和可动件那样的滑动机构相比，能够大幅度地改善耐久性。

此外，万向架部件40由弹性材料形成，因此，有时因可动件20的重量而挠曲。因此，摆动支点P有时向比图2所示的万向架部件40的中心位置靠Z轴方向的+Z侧或－Z侧偏移。在图2所示的例子中，有时万向架部件40的内侧环部43相对于摆动支点P向Z轴方向的－Z侧偏移。

因此，也可以在支柱部21的下端部和该支柱部21对置的固定件30的基板部34之间设置使用磁体的磁悬浮机构55。例如，如图9所示，只要在设于支柱部21的下端部的底板56的背面设置磁体55A，在基板部34上以在其与支柱部21的磁体55A之间产生排斥力的方式设置磁体55B即可。另外，通过将任一个磁体55A、55B设为电磁线圈，可以控制其排斥力。

另外，因为在支柱部21和从动部件22之间设有弹性部件23，所以支柱部21和从动部件22不会直接接触，因此，可以防止这些零件的损坏，天线装置100的耐久性得以提高。

此外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以施加各种变更，可以设定为以下的实施方式。

以下，对第二实施方式以后的实施方式进行说明，即使形状与第一实施方式不同，有时也会对作用相同或类似且通用的要素标注同一符号并简化其说明，根据需要，参照第一实施方式。

(第二实施方式)

图10及图11表示第二实施方式的天线装置的主要部分。在第一实施方式中，设定为在摆动驱动机构60的促动器61A、61B的旋转轴64上形成阳螺纹部64a，驱动被从动部件22支承的螺母部件65的结构，但在第二实施方式中，在摆动驱动机构60的促动器61A、61B(图10中只图示61B，但61A也以与第一实施方式相同的配置来设置)的旋转轴64上设有小齿轮71，在从动部件22上安装有齿条部件(移动块体)72。该齿条部件72形成为沿着与促动器61A、61B的旋转轴64正交的方向的条状，在其上表面形成有与小齿轮71啮合的齿条齿72a，由设于从动部件22的槽部73支承为沿着促动器61A、61B的旋转轴64的方向移动自如。

即，在该第二实施方式中，将促动器61A、61B的驱动传递到从动部件22的传递机构62由形成于促动器61A、61B的旋转轴64上的小齿轮71和与该小齿轮71啮合的齿条部件72的齿条齿72a构成，齿条部件72是被从动部件22的槽部73支承且沿着促动器61A、61B的旋转轴64移动自如的结构。

另外，在该实施方式中，促动器61A、61B的旋转轴64的小齿轮71和齿条部件72的齿条齿72a构成将旋转轴64的旋转转换成从动部件22的面方向的直线移动的转换机构。

此外，在齿条部件72上，在嵌入从动部件22的槽部73内的下端部一体形成有向从动部件22的面方向扩展的凸缘部72b，从动部件22的槽部73形成为从动部件22的背面侧宽度比表面侧宽，嵌装齿条部件72的凸缘部72b的凹部73a沿着长度方向形成。

在该实施方式中，是小齿轮71和齿条部件72上表面的齿条齿72a啮合的构造，不是如第一实施方式那样阳螺纹部64a贯通螺母部件65内的构造，所以，在从动部件22的下方的基板部34上设有承接从动部件22的支承机构80。该支承机构80例如使用像自由滚珠轴承、球脚轮等那样允许从动部件22的面方向的移动并且能够水平(与Z轴方向正交的方向)支承从动部件22的机构，且至少设置三个，以能够水平支承从动部件22。在自由滚珠轴承的情况下，旋转自如的滚珠82被保持在台座81上，从动部件22被支承在该滚珠82上。

另外，作为该支承机构，也可以设定为上述使用磁体的磁悬浮机构，且也可以设定为如下结构，在从动部件22的背面和固定件30的基板部34的上表面以对置的方式设置磁体，利用这些磁体的排斥力使从动部件22浮起恒定的高度。

在该第二实施方式的天线装置中，也可以通过将旋转轴64配置在正交的两个方向(X轴方向或Y轴方向)上的两个促动器61A、61B使天线10(参照图2等)在任意的方向上顺畅地摆动。

(第三实施方式)

图12及图13表示第三实施方式。该第三实施方式的摆动驱动机构60在促动器61A、61B(和第二实施方式同样，只图示61B)的旋转轴64上一体设有花键杆部75，以代替第二实施方式的小齿轮71。该花键杆部75沿着旋转轴64的长度方向形成有比小齿轮71长的齿槽，即使在与齿条部76的齿条齿76a啮合的状态下沿旋转轴64的长度方向移动，也能够维持该啮合的状态。因此，在通过一促动器使从动部件22移动时，另一促动器的花键杆部75和齿条部76可以在该移动方向上相对移动，因此，第二实施方式的支承齿条部件72的槽部73在该第三实施方式中不需要。

在该第三实施方式中，将促动器61A、61B的驱动传递到从动部件22的传递机构62由形成于促动器61A、61B的旋转轴64的花键杆部75和与该花键杆部75啮合的齿条部76的齿条齿76a构成。

另外，在该实施方式中，由促动器61A、61B的旋转轴64的花键杆部75和齿条部76的齿条齿76a构成将旋转轴64的旋转转换成从动部件22的面方向的直线移动的转换机构。

该第三实施方式的天线装置中，因为花键杆部75和齿条部76沿着花键杆部75的齿槽相对移动自如的啮合，所以也能够通过将该花键杆部75配置在正交的方向上的两个促动器61A、61B使天线10(参照图2等)沿任意的方向顺畅地摆动。另外，齿条部76为固定在从动部件22上的状态，不具有用于使其滑动的槽部等，所以构造也更加简单。

(第四实施方式)

在第一实施方式～第三实施方式中，均使用旋转型的电动机作为促动器61A、61B，且设有将该旋转转换成从动部件22的直线移动的转换机构，但也可以使用气缸等往复运动型的部件作为促动器。在图14所示的第四实施方式中，使用气缸作为促动器61A、61B(和第二实施方式同样，只图示61B)，在该促动器61A、61B的往复运动轴68上安装有块体69。该块体69与第一实施方式的螺母部件65同样，被支承于从动部件22的槽部66内，且沿着与往复运动轴68正交的方向移动自如。

通过促动器61A、61B，块体69在往复运动轴68的长度方向上移动，通过将往复运动轴68配置在正交的方向上的两个促动器61A、61B，能使天线10(参照图2等)向任意方向摆动。

此外，第一实施方式的螺母部件65、第二实施方式的齿条部件72及第四实施方式的块体69均被形成于从动部件22的槽部66支承且移动自如，使得在通过一促动器61A、61B使从动部件22移动时，另一促动器的螺母部件65(第一实施方式)、齿条部件72(第二实施方式)或块体69(第三实施方式)可以在该移动方向上相对于从动部件22分别移动。在本发明中，将这样被从动部件移动自如地支承的第一实施方式的螺母部件65、第二实施方式的齿条部件72及第四实施方式的块体69统称为移动块体。

(其他变形例)

另外，在本发明中，可以如下加以各种变更。

例如，在各实施方式中，设有两个促动器61A、61B，但也可以设定为如下结构，设置四个促动器，以每两个夹着天线10的中心轴C隔开180°对置成组的方式配置，由此，四个促动器绕中心轴C以90°间隔配置。当将对置配置的两个促动器设定为一组时，在这种情况下，通过一组促动器使从动部件22例如在X轴方向上移动，通过另一组促动器使从动部件22在Y轴方向上移动。因此，从动部件22向X轴方向驱动时或向Y轴方向驱动时的、向任何方向的驱动均是在一个方向上由两个促动器进行驱动，所以可以产生大的驱动力。另外，因为四个促动器绕中心轴C各隔开90°间隔来配置，所以可动件20的重量平衡也良好。

此外，设定为通过促动器使从动部件向X轴方向及Y轴方向的交叉90°的方向移动的结构，但可以不必是以90°交叉的方向，只要能够通过至少方向不同的两个促动器进行的驱动的组合使从动部件22在与支柱部21交叉的任意的方向上移动即可。

另外，在各实施方式中，在夹着摆动支点P与天线10相反一侧设有从动部件22，但也可将从动部件22设置在摆动支点P和天线10之间。在这种情况下，可以使天线10沿着从动部件22的移动方向摆动，并且可以通过相对于从动部件22的轻微的移动，使天线10大幅度地摆动。

另外，设置波纹状筒体作为罩300，但也可以不一定是波纹状的部件，还可以是伸缩变形自如的片状的部件，只要是能够追随天线10的摆动的部件即可，可以设定为利用该片状部件将天线10和固定件30之间覆盖的构造。

另外，也可以利用由合成树脂等形成的箱状的罩将天线装置整体覆盖。在这种情况下，箱状的罩由电波能穿过的材料形成。

在各实施方式中，将天线10配置于上部，且以中心轴C朝向垂直方向的方式设置，但也可以以中心轴C朝向水平方向的方式设置。在这种情况下，当通过在可动件20上配置配重等重心位置调节部件而使摆动支点P和可动件20的重心一致时，可以抑制万向架部件40等的挠曲，可以高精度地进行摆动动作。

Claims (14)

1.一种带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

包括：可动件，所述可动件具有天线；固定件；摆动支承机构，所述摆动支承机构将所述可动件支承在所述固定件上，使所述可动件以所述天线的中心轴上的摆动支点为中心摆动自如；姿势探测传感器，所述姿势探测传感器探测所述天线的所述中心轴的倾斜引起的姿势的变化；以及摆动驱动机构，所述摆动驱动机构基于所述姿势探测传感器的探测结果，使所述可动件摆动，

在所述可动件上设有：支柱部，所述支柱部保持所述天线且沿着该天线的中心轴设置；从动部件，所述从动部件通过所述摆动驱动机构沿与所述中心轴交叉的方向移动；以及连接机构，所述连接机构将所述从动部件和所述支柱部的远离所述摆动支点的部位连接，并允许所述从动部件和所述支柱部的远离所述摆动支点的部位的、基于移动方向的差异的相对变位，

所述摆动驱动机构具备至少两个促动器，以使所述从动部件沿与所述中心轴交叉的不同的方向移动，

各促动器和所述从动部件构成为，在由一促动器驱动时，与另一促动器连接的连接部位能够沿着通过该一促动器的驱动而移动的所述从动部件的移动方向移动。

2.根据权利要求1所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

在所述促动器上设有通过该促动器的驱动而直线移动的移动块体，在所述从动部件上设有槽部，该槽部支承所述移动块体，且使所述移动块体沿着通过另一所述促动器的驱动而移动的所述从动部件的移动方向移动自如。

3.根据权利要求1或2所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述从动部件形成为包围所述支柱部的环状，所述连接机构是设于所述从动部件的内周部并与所述支柱部的外周面接触的弹性部件。

4.根据权利要求1所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述促动器设置有四个，以每两个形成夹着所述中心轴隔开180°对置的组的方式配置。

5.根据权利要求2所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述促动器是电动机，在所述促动器与所述移动块体之间设有将所述促动器的旋转转换成直线移动的转换机构。

6.根据权利要求5所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述促动器是步进电动机。

7.根据权利要求1所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述天线在伞状的上表面具有从中心朝向半径方向外侧形成凹曲面的反射面，在所述天线的与反射面相反侧设有所述支柱部，在该支柱部的所述可动件的重心位置设有所述摆动支点。

8.根据权利要求1所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述摆动支承机构由万向架部件构成，所述万向架部件能够以沿着与所述中心轴正交的方向且从所述中心轴的一端观察时相互正交的两个摆动轴的交点为所述摆动支点进行摆动。

9.根据权利要求1、2、4～8中任一项所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

在所述天线和所述固定件之间设有将它们之间封闭并包围所述摆动支承机构及所述摆动驱动机构的伸缩变形自如的罩。

10.根据权利要求3所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

在所述天线和所述固定件之间设有将它们之间封闭并包围所述摆动支承机构及所述摆动驱动机构的伸缩变形自如的罩。

11.根据权利要求3所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述促动器设置有四个，以每两个形成夹着所述中心轴隔开180°对置的组的方式配置。

12.根据权利要求6所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述天线在伞状的上表面具有从中心朝向半径方向外侧形成凹曲面的反射面，在所述天线的与反射面相反侧设有所述支柱部，在该支柱部的所述可动件的重心位置设有所述摆动支点。

13.根据权利要求12所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

所述摆动支承机构由万向架部件构成，所述万向架部件能够以沿着与所述中心轴正交的方向且从所述中心轴的一端观察时相互正交的两个摆动轴的交点为所述摆动支点进行摆动。

14.根据权利要求13所述的带摆动修正功能的天线装置，其特征在于，

在所述天线和所述固定件之间设有将它们之间封闭并包围所述摆动支承机构及所述摆动驱动机构的伸缩变形自如的罩。

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