JP2001223513A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のアンテナ装置では、本装置を外部環境
から保護するレドーム部が厚い為、薄型化の実現に難が
あり、省スペースにてプラットフォームに搭載可能な薄
型曲面形状のアンテナ装置の実現が望まれていた。 【解決手段】 レドーム部を薄膜スキン構造として、そ
のスキンの裏面に張力を与えることにより、外部環境よ
り負荷される空気力に耐えるように構成し、アンテナ装
置の薄型化を図った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、薄型曲面形状の
アンテナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば航空機搭載用のアンテナ装置で機
軸側方方向のターゲットの捜索を行う場合、従来の機首
バルクヘッド部に搭載され電波放射面が機軸先頭方向を
向いたアンテナ装置ではターゲットの十分な捕捉を行う
ことが不可能な為、機体側胴部に機軸側方方向を向いた
アンテナ装置を別に装備する必要がある。機体側胴部へ
搭載するアンテナ装置は機体内部に配置される機器の搭
載スペース確保の為、機体外表面に沿った曲面形状であ
ると共に薄型であることが望ましい。また、電波放射面
が機体外表面に沿って機体外部へ露出する為、機体飛行
時の空気力、降雨等の外部環境に対する耐環境性が要求
される。

【０００３】従来の薄型曲面形状のアンテナ装置を図
８、図９、図１０に示す。図８は従来のアンテナ装置の
斜視図、図９は断面図、図１０は図９の電波放射部の拡
大図である。図において１は内部に電源制御基板、エレ
クトロニクスモジュール等アンテナ装置の機能性能を満
足する為の部品が実装され、このアンテナ装置を航空機
等のプラットフォームへ搭載する為の取付部２を有する
曲面形状のシャシ、３はシャシ１よりＲＦ信号を授受
し、複数のアンテナ素子４より電波を放射するＲＦ基
板、５はＲＦ基板３を覆うように配置され、外周端部を
シャシ１に固定されたレドーム、６はアンテナ素子４よ
り放射される電波、７はアンテナ装置搭載時に外部環境
より負荷される空気力である。以上のように構成された
アンテナ装置のレドーム５は図１０に示すように各アン
テナ素子４より放射される電波６を透過させると共に、
航空機等に搭載された場合には図９に示すような外部環
境からの空気力７、降雨等からアンテナ装置を保護する
機能が必要となる。この為、レドーム５は通常スキン材
にガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、コア材に
ペーパーハニカム等が使用されたハニカムサンドイッチ
板で構成され、電波透過性及び耐環境性の両立が図られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
構成されたアンテナ装置では、以下のような問題点があ
る。アンテナ装置が航空機に搭載された場合、飛行によ
り非常に高い空気力が本アンテナ装置に負荷される為、
この空気力に耐えうる構造が必要となる。空気力より電
波放射面を保護する為に配置されているのがレドーム５
であり、レドーム５には従来ハニカムサンドイッチ構造
が採用されている。耐圧性が高く、軽量なハニカムサン
ドイッチ構造を構成する為にはコア材を厚くし、ハニカ
ムサンドイッチ板全体を厚くする必要がある。しかし、
ハニカムサンドイッチ板が厚くなることはアンテナ装置
全体を厚くすることに繋がり延いては、本アンテナ装置
のプラットフォームにおける搭載スペース確保に支障を
来すこととなる。

【０００５】この発明は、このような問題点を解決する
為になされたものであり、その目的は省スペースにて搭
載可能な薄型曲面形状のアンテナ装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明によるアンテナ装置は、アンテナの電波
放射面を覆う薄膜曲面形状のスキンを有するレドーム
と、前記スキンの裏面を支持する複数の支持部材と、前
記スキン端部に張力を与える弾性体とを備えたものであ
る。

【０００７】第２の発明によるアンテナ装置は、曲面形
状のシャシと、前記シャシの外表面に固設されシャシ内
部よりＲＦ信号を授受し、前面からＲＦ電波を放射する
ＲＦ基板と、前記ＲＦ基板の前面を覆う薄膜曲面形状の
スキンと、前記ＲＦ基板と前記スキンとの間に複数配設
されたスペーサと、前記スキンを外周端部で保持するリ
テイナと、前記リテイナを引張り、前記スキンに張力を
与えるばねと、前記リテイナと前記シャシとの隙間に配
置されたパッキンとを備えたものである。

【０００８】第３の発明によるアンテナ装置は、内部に
電源制御基板、エレクトロニクスモジュール等アンテナ
としての機能を有した部品が実装され裏側にアンテナ装
置の保持部を有する曲面形状のシャシと、前記シャシの
表側表面に固設されシャシ内部よりＲＦ信号を授受し、
前面からＲＦ電波を放射するＲＦ基板と、前記ＲＦ基板
の前面及び前記シャシをプラットフォームの保持部に取
り付けた際に外部に露出する部分を覆うスキンと、前記
ＲＦ基板と前記スキンとの間に複数配設されたスペーサ
と、前記シャシのエッジ部に配置されたコーナスペーサ
と、前記シャシにおける外部に露出する部分を覆うよう
に前記スキンを外周端部で保持するリテイナと、前記リ
テイナを引張り、前記スキンに張力を与えるばねと、前
記リテイナと前記プラットフォームの保持部との隙間に
配置されたパッキンとを備えたものである。

【０００９】第４の発明によるアンテナ装置は、曲面形
状のシャシと、前記シャシの外表面に固設されシャシ内
部よりＲＦ信号を授受し、前面からＲＦ電波を放射する
ＲＦ基板と、前記ＲＦ基板の前面を覆うスキンと、前記
ＲＦ基板と前記スキンとの間に複数配設されたスペーサ
と、前記スキンを外周端部で保持するリテイナと、前記
リテイナを引張り、前記スキンに張力を与えるばねと、
前記リテイナと前記シャシとの隙間に配置されたパッキ
ンと、前記ばねの間隔を調整する調整手段とを備えたも
のである。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１における航空機や艦船等のプラットフォー
ムに搭載した状態でのアンテナ装置を示す断面図であ
る。図において、１は内部に電源制御基板、エレクトロ
ニクスモジュール等アンテナ装置の機能性能を満足する
為の部品が実装され、このアンテナ装置をプラットフォ
ーム８へ搭載する為の取付部２を有する曲面形状のシャ
シ、３はシャシ１よりＲＦ信号を授受し、複数のアンテ
ナ素子より前面に電波を放射するＲＦ基板、１０はＲＦ
基板３の前面を覆うように配置された電波透過性を有す
るスキン、９はＲＦ基板３とスキン１０との間に複数配
置され、ＲＦ基板３の外表面とスキン１０の前部表面と
の間に所定の間隙を与える支持部材であって、一端がＲ
Ｆ基板３に固着され他端がスキン１０の裏面に当接して
複数箇所でスキン１０を支持するスペーサ、１１はスキ
ン１０の端部に取付けられたリテイナ、１３はリテイナ
１１を引張り、スキン１０に張力を与えるばねである。
また、図２はスキン１０の端部及びアンテナ装置取付部
を拡大した図を示す。図において１２はシャシ１とリテ
イナ１１の隙間に取り付けられたパッキン、１４がアン
テナ装置をプラットフォーム８に取り付ける為のボル
ト、１５がアンテナ装置取付部２とプラットフォームの
隙間に取り付けられ、シャシ１もしくはリテイナ１１に
対して摺動可能なパッキンである。

【００１１】上述のように構成されたアンテナ装置は、
プラットフォームへの搭載時に空気力、降雨等が印加さ
れるような外部環境にさらされても、以下に説明するよ
うに薄型にて耐環境性を有するアンテナ装置を構成する
ことができる。図３はアンテナ装置に空気力７が負荷さ
れたときの電波放射部の拡大図を示す。空気力７の圧力
によりスキン１０は薄型の為、スペーサ９の間において
面外に撓みを発生する。この際ばね１３が収縮しスキン
１０の面外の撓みにより発生する面内方向の引張歪を吸
収する。すなわち図４に示すように空気力７はスキン１
０の撓みにより発生する張力１６の面外成分Ｆとの釣り
合いによりスキン１０で空気力７を支え、アンテナ装置
内部に空気力７が及ぶことを防ぐ。一方、降雨等のアン
テナ装置内部への侵入に関しては、シャシ１とリテイナ
１１の隙間に備えられ、スキン１０に撓みが発生した際
にはリテイナ１１との接触面で摺動するパッキン１２に
より防止される。また、シャシ１の取付部２とのプラッ
トフォーム８との隙間に備えられたパッキン１５によっ
ても降雨等の侵入が防止されている。

【００１２】従来の技術のアンテナ装置ではレドーム５
をハニカムサンドイッチ構造にし曲げ剛性及び強度を高
くすることにより空気力７からアンテナ放射面を保護し
ていたが、以上のように、空気力７からのアンテナ放射
面の保護を常時張力を与えたスキン１０で行うことによ
り、アンテナ装置の薄型化が可能となる。

【００１３】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２における航空機や艦船等のプラットフォームに搭載
した状態でのアンテナ装置を示す断面図である。図にお
いて、１は内部に電源制御基板、エレクトロニクスモジ
ュール等アンテナ装置の機能性能を満足する為の部品が
実装された曲面形状のシャシ、３はシャシ１よりＲＦ信
号を授受し、複数のアンテナ素子より電波を放射するＲ
Ｆ基板、１０はＲＦ基板３及びシャシ１の外部環境への
露出面を覆うように配置された電波透過性を有するスキ
ン、９はＲＦ基板３とスキン１０との間に複数配置され
たスペーサ、１１はスキン１０の端部に取付けられたリ
テイナ、１３はリテイナ１１を引張り、スキン１０に張
力を与えるばねである。また、図６はスキン１０の端部
及びアンテナ装置取付部を拡大した図を示す。図におい
て１７はシャシ１のコーナ部でシャシ１とスキン１０の
間に配置されたコーナスペーサ、１８がリテイナ１１と
プラットフォーム８の隙間に取り付けられたパッキン、
１９がアンテナ装置をプラットフォーム８に取り付ける
為のボルトである

【００１４】上述のように構成されたアンテナ装置で
は、実施の形態１での効果と同様、スキン１０に張力を
与えることによりアンテナ装置の薄型化が可能となる。
また、本実施の形態においてはシャシ１のコーナ部に配
置したコーナスペーサ１７でスキン１０をプラットフォ
ーム８の内側に曲げ、リテイナ１１とプラットフォーム
８の隙間にパッキン１８を備えることにより、このパッ
キン１８でアンテナ装置及びプラットフォーム８の内部
への降雨等の侵入を防止する。すなわち、実施の形態１
では２箇所にパッキンを設けていたが、本実施の形態で
は１箇所のパッキンで構成可能となり、降雨等の侵入防
止に関する信頼性が向上する。

【００１５】実施の形態３．図７は、この発明の実施の
形態３における航空機や艦船等のプラットフォームに搭
載した状態でのアンテナ装置を示す断面図であり、スキ
ン端部及びアンテナ装置取付部を拡大したものである。
ばね１３の当たり面を備えたプレート２１と、プレート
２１に加工されためねじに勘合し、その締込み量により
プレートの位置を調整することができる調整用ボルト２
０とを備え、調整用ボルト２０の締込み量によりスキン
１０に与える張力を変化できること以外は実施の形態１
と同様の構成である。

【００１６】実施の形態１で説明した通りスキン１０に
は常時張力が負荷された状態であり、時間の経過に伴い
クリープ現象によりスキン１０に伸びが発生する。特に
長期間高温で本アンテナ装置が使用された場合この現象
が顕著に現れる可能性があり、スキン１０の張力が低下
し、空気力負荷時におけるスキン１０の撓み量が過度に
増加し延いては電波を放射するＲＦ基板に損傷を与える
危険性がある。このような状況を避ける為にはスキン１
０の張力は定期的な調整が必要である。本実施の形態で
は、装置の外部よりアクセス可能な調整用ボルト２０の
締め込みにより、プレート２１を移動しばね１３の収縮
量及びスキン１０の張力を容易に調整することができ
る。すなわち、アンテナ装置の保守性を向上することが
できる。

【００１７】なお、この実施の形態では、スキン１０の
張力を調整する手段として、調整用ボルト２０の締込み
量によってばね１３の間隔を調整するものを用いたが、
この他の構成として、空気力がそれ程大きくない環境下
で用いる場合に例えば圧電素子をその伸縮方向に複数積
層して成る伸縮アクチュエータを用い、該アクチュエー
タの圧電素子に電圧を印加することによってばね１３の
間隔を調整するようなものを用いても良い。

【００１８】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載するような効果がある。

【００１９】第１の発明によれば、レドームを常時張力
の負荷されたスキンで構成することにより、例えば航空
機のようなプラットフォームへの搭載時に印加される空
気力に耐える曲面形状した薄型のアンテナ装置を実現で
きる。

【００２０】第２の発明によれば、レドームを常時張力
の負荷されたスキンで構成することにより、例えば航空
機のようなプラットフォームへの搭載時に印加される空
気力、降雨等の外部環境に対して耐環境性を有した、曲
面形状で薄型のアンテナ装置を実現できる。

【００２１】第３の発明によれば、アンテナ装置の外部
環境への露出部全体をスキンで覆うことにより、アンテ
ナ装置の降雨等の侵入防止に関する信頼性をさらに向上
できる。

【００２２】第４の発明によれば、スキンに与える張力
をアンテナ装置外部からのアクセスで調整できる為、ア
ンテナ装置の保守性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す断面図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態１におけるスキン端部
及びアンテナ装置取付部の拡大図である。

【図３】 この発明の実施の形態１における電波放射部
の拡大図である。

【図４】 この発明の実施の形態１におけるスキン部の
力の釣り合いを示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態２を示す断面図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態２におけるスキン端部
及びアンテナ装置取付部の拡大図である。

【図７】 この発明の実施の形態３におけるスキン端部
及びアンテナ装置取付部の拡大図である。

【図８】 従来のアンテナ装置の斜視図である。

【図９】 従来のアンテナ装置の断面図である。

【図１０】 従来のアンテナ装置における電波放射部の
拡大図である。

【符号の説明】

１ シャシ、２ 取付部、３ ＲＦ基板、４ アンテナ
素子、５ レドーム、６ 電波、７ 空気力、８ プラ
ットフォーム、９ スペーサ、１０ スキン、１１ リ
テイナ、１２ パッキン、１３ ばね、１４ ボルト、
１５ パッキン、１６ 張力、１７ コーナスペーサ、
１８ パッキン、１９ ボルト、２０調整用ボルト、２
１ プレート。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナの電波放射面を覆う薄膜曲面形
   状のスキンを有するレドームと、前記スキンの裏面を支
   持する複数の支持部材と、前記スキン端部に張力を与え
   る弾性体とを備えたアンテナ装置。
2. 【請求項２】 曲面形状のシャシと、前記シャシの外表
   面に固設されシャシ内部よりＲＦ信号を授受し、前面か
   らＲＦ電波を放射するＲＦ基板と、前記ＲＦ基板の前面
   を覆う薄膜曲面形状のスキンと、前記ＲＦ基板と前記ス
   キンとの間に複数配設されたスペーサと、前記スキンを
   外周端部で保持するリテイナと、前記リテイナを引張
   り、前記スキンに張力を与えるばねと、前記リテイナと
   前記シャシとの隙間に配置されたパッキンとを備えたア
   ンテナ装置。
3. 【請求項３】 内部に電源制御基板、エレクトロニクス
   モジュール等アンテナとしての機能を有した部品が実装
   され裏側にアンテナ装置の保持部を有する曲面形状のシ
   ャシと、前記シャシの表側表面に固設されシャシ内部よ
   りＲＦ信号を授受し、前面からＲＦ電波を放射するＲＦ
   基板と、前記ＲＦ基板の前面及び前記シャシをプラット
   フォームの保持部に取り付けた際に外部に露出する部分
   を覆うスキンと、前記ＲＦ基板と前記スキンとの間に複
   数配設されたスペーサと、前記シャシのエッジ部に配置
   されたコーナスペーサと、前記シャシにおける外部に露
   出する部分を覆うように前記スキンを外周端部で保持す
   るリテイナと、前記リテイナを引張り、前記スキンに張
   力を与えるばねと、前記リテイナと前記プラットフォー
   ムの保持部との隙間に配置されたパッキンとを備えたア
   ンテナ装置。
4. 【請求項４】 曲面形状のシャシと、前記シャシの外表
   面に固設されシャシ内部よりＲＦ信号を授受し、前面か
   らＲＦ電波を放射するＲＦ基板と、前記ＲＦ基板の前面
   を覆うスキンと、前記ＲＦ基板と前記スキンとの間に複
   数配設されたスペーサと、前記スキンを外周端部で保持
   するリテイナと、前記リテイナを引張り、前記スキンに
   張力を与えるばねと、前記リテイナと前記シャシとの隙
   間に配置されたパッキンと、前記ばねの間隔を調整する
   調整手段とを備えたアンテナ装置。