JP2003008315A - パラボラアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融雪機能を有するパラボラアンテナの構成を
簡易にすることが可能な技術を提供することである。 【解決手段】 電波を反射させる反射鏡と、前記反射鏡
に向けて電波を放射するもしくは前記反射鏡で集中され
た電波を受信する一次放出器とを有するパラボラアンテ
ナにおいて、発熱温度が所定温度に達すると発熱量が抑
制される正温度係数を有する発熱材からなる面状発熱体
を前記反射鏡に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パラボラアンテナ
に関し、特に、着雪に伴う画質劣化の防止に適用して有
効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】降雪地域や寒冷地域等においては、雪の
付着によりアンテナ特性の低下現象を招きやすい。その
ため従来より、アンテナの要所（ラドームを含む）にヒ
ータを付設し、雪を融かして除去する手段が試みられて
いる。特に、パラボラアンテナでは、パラボラ反射鏡が
放物形状に形成されているので、パラボラ反射鏡の反射
面側には特に雪が着雪しやすいものであった。

【０００３】例えば、特開平９−４６１１１号公報ある
いは特開平９−４６１１２号公報に開示されるパラボラ
アンテナでは、パラボラ反射鏡の反射面側あるいは裏面
側に発熱素子が組み込まれた薄い合成樹脂のシートが一
体的に備えた構成となっており、この発熱素子に電流を
流すことによって、発熱素子の発熱によって着雪した雪
を融雪させる構成となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【０００５】従来のパラボラアンテナは、発熱素子に流
す電流量（電力量）に応じて当該発熱素子の発熱量が変
化する構成となっていたので、発熱素子に供給する電流
量を調整し発熱量を制御する温度制御装置が必要であっ
た。このために、温度制御装置を備える従来のパラボラ
アンテナでは、例えば、発熱素子に流す電流量と発熱素
子の発熱量との関係を予め測定しておき、この測定結果
に基づいて、温度制御装置が融雪に必要な電流を発熱素
子に供給する構成となっていたので、装置構成が複雑に
なってしまうという問題があった。また、温度制御装置
が必要となるので、パラボラアンテナのコストが上昇し
てしまうという問題もあった。

【０００６】また、近年、普及が急速に進んでいるデジ
タル放送は、従来のアナログ放送に比較するとＣＮ比
（搬送波電力／雑音電力）の低下による画質劣化は少な
いが、許容値を超えてＣＮ比が低下した場合には、ブロ
ックノイズの発生や画質を低下させる「降雨モード」へ
の移行が生じ画質が大幅に低下することとなるので、視
聴者は画質が大きく低下した映像を視聴することとなっ
ていた。

【０００７】特に、パラボラアンテナへの着雪が原因と
なるＣＮ比の低下では、従来のアナログ放送の場合には
徐々に画質が低下することとなっていたが、デジタル放
送では許容値を境として急激に画質が低下することとな
るので、デジタル放送に対する受信意欲の阻害源となっ
てしまうという問題もあった。

【０００８】さらには、パラボラアンテナへの着雪が原
因となるＣＮ比の低下では、原因となる雪を除去するま
での期間でＣＮ比の低下が起こってしまうので、この低
下期間が長時間に及ぶこととなっていた。このために、
雪国と称される積雪地帯では、融雪機構を有するパラボ
ラアンテナが切望されている。

【０００９】本発明の目的は、融雪機能を有するパラボ
ラアンテナの構成を簡易にすることが可能な技術を提供
することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、融雪機能を有するパ
ラボラアンテナを安価に作製することが可能な技術を提
供することにある。

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１３】電波を反射させる反射鏡と、前記反射鏡に
向けて電波を放射するもしくは前記反射鏡で集中された
電波を受信する一次放出器とを有するパラボラアンテナ
において、発熱温度が所定温度に達すると発熱量が抑制
される正温度係数を有する発熱素子からなる面状発熱体
を前記反射鏡に配置した。

【００１４】前述した手段によれば、発熱温度が所定温
度に達すると発熱量が抑制される正温度係数を有する発
熱素子で面状発熱体を形成し、この面状発熱体を反射鏡
に配置するものである。このような発熱素子で面状発熱
体を形成することにより、所定の電力容量を有する電源
から直接駆動電流（電力）を供給した場合であっても面
状発熱体の温度は、発熱素子の所定温度に維持されるこ
ととなる。すなわち、従来のパラボラアンテナでは必要
であった温度制御装置を用いることなく、パラボラアン
テナを所定温度に保持できるので、パラボラアンテナの
構成を単純にすることができ、また、融雪機能を有する
パラボラアンテナを安価に作製することができる

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明
する。

【００１６】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。

【００１７】図１は本発明の一実施の形態のパラボラア
ンテナの概略構成を説明するための図である。ただし、
以下の説明では、本実施の形態の面状発熱体１０１，１
０２を除くパラボラアンテナ部分は、従来のパラボラア
ンテナと同様の構成となるので、詳細な説明は省略す
る。

【００１８】図１において、１０１は第１の面状発熱
体、１０２は第２の面状発熱体、１０３はパラボラ反射
鏡、１０４は支持アーム、１０５は一次放射器、１０６
ａ，１０６ｂは固定金具、１０７はマストを示す。

【００１９】図１に示すように、本実施の形態のパラボ
ラアンテナは、パラボラ反射鏡１０３に支持アーム１０
４の一端が固定され、この支持アーム１０４の他端に一
次放射器１０５が固定されている。また、パラボラ反射
鏡１０３の裏面側、すなわちパラボラ反射鏡１０３の凸
面側には、パラボラ反射鏡１０３すなわち本実施の形態
のパラボラアンテナの本体部分をマスト１０７に固定す
るための２つの固定金具１０６ａ，１０６ｂが配置され
ており、この固定金具１０６ａ，１０６ｂにより本実施
の形態のパラボラアンテナ本体を所定位置に配置させる
構成となっている。

【００２０】パラボラ反射鏡１０３の裏面側の下部分に
は、本実施の形態の第１の面状発熱体１０１が配置され
る構成となっている。また、支持アーム１０４には、本
実施の形態の第２の面状発熱体１０２が配置される構成
となっている。特に、第２の面状発熱体１０２は、支持
アーム１０４に直接に着雪した雪を融雪する構成となっ
ている。また、融雪途中では、パラボラ反射鏡１０３の
表面側すなわちパラボラ反射鏡１０３の凹面側に着雪し
た雪が、融雪される途中で重力によりパラボラ反射鏡１
０３の下側に移動することとなるが、第２の面状発熱体
１０２は移動してきた雪を融雪する発熱体としても機能
する構成となっている。その結果、着雪した雪を速やか
に融雪することが可能となる。

【００２１】本実施の形態の第１及び第２の面状発熱体
１０１，１０２は、後述するように、正温度係数を有す
る発熱体で構成されており、その温度特性は予め設定さ
れた温度で発熱量が所定量以内に制限される構成となっ
ている。従って、本実施の形態の第１及び第２の面状発
熱体１０１，１０２には家庭用の電源が直接入力される
構成となっており、この構造が簡易な構成となってい
る。すなわち、第１及び第２の面状発熱体１０１，１０
２に供給する電流量（電力量）を制御する機構が不要と
なるので、安価に融雪機能を設けることが可能となる。

【００２２】図２は本実施の形態の面状発熱体の概略構
成を説明するための図であり、図３は本実施の形態の面
状発熱体の抵抗特性の一例を示した図であり、図４は本
実施の形態の面状発熱体の温度特性の一例を示した図で
ある。ただし、図２の（ａ）は本実施の形態の面状発熱
体の断面構造を説明するための図であり、図２の（ｂ）
は通電時の発熱素子の状態を模式的に示した図であり、
図２の（ｃ）は通電により発熱した時の発熱素子の状態
を模式的に示した図である。ただし、本実施の形態で
は、３本の発熱素子２０１によって第１及び第２の面状
発熱体１０１，１０２形成した場合について説明する
が、発熱素子２０１は１以上であればよい。また、図２
において、２０１は発熱素子、２０２は表側シート、２
０３は裏側シート、２０４はカーボン、２０５は半導体
を示す。

【００２３】図２に示すように、本実施の形態の第１及
び第２の面状発熱体１０１，１０２は、絶縁性及び柔軟
性並びに耐熱性を有する周知の樹脂製の表側シート２０
２と裏側シート２０３との間に、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉ
ｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｔ：正温度係数）を有する特殊熱半導体からなる３本の
発熱素子２０１を挟み込んだ構成となっている。この発
熱素子２０１は、例えばカーボンを含有する特殊熱半導
体のインク（溶液）を表面に印刷し発熱素子２０１を形
成した裏側シート２０３と、絶縁性及び柔軟性並びに耐
熱性を有する接着剤が表面に塗布された表側シート２０
２とを作製し、この表側シート２０２の接着剤塗布面と
裏側シート２０３の発熱素子２０１の印刷面とを合わせ
るようにして２枚のシート２０２，２０３を接着するこ
とによって形成される。ただし、カーボンを含有する特
殊熱半導体は、所定の温度を越えると体積が急激に膨張
する周知の半導体物質である。また、第１及び第２の面
状発熱体１０１，１０２を形成した後に、例えば裏側シ
ート２０３の表面の内で発熱素子２０１が形成されてい
ない側の面、すなわち図２の（ａ）での下側面に周知の
粘着材を予め塗布し、この粘着材の塗布面に周知の図示
しない剥離台紙を剥離可能に粘着させておくことによっ
て、パラボラ反射鏡１０３及び支持アーム１０４の所定
位置に当該面状発熱体１０２を貼り付ける（取り付け
る）際には、この剥離台紙を剥離するのみで粘着材を露
出させることができる、すなわち剥離台紙を剥離するの
みで第１及び第２の面状発熱体１０１，１０２の貼り付
け作業にかかることができるので、第１及び第２の面状
発熱体１０１，１０２の貼り付け作業作業を容易にする
ことが可能となり、作業効率を向上することができる。

【００２４】このように形成された発熱素子２０１で
は、図２の（ｂ）に示すように通電前の状態では半導体
２０５が膨張する所定温度以下となっているので、半導
体２０５は収縮し隣接するカーボン２０４の分子がお互
いに接触している状態となっている。その結果、発熱素
子２０１の抵抗（抵抗値）は小さく（ただし、高温時よ
りも小さいの意）、電流が流れやすい状態となってい
る。

【００２５】発熱素子２０１に図示しない電源から電流
が通電されると、発熱素子２０１には多くの電流が流れ
ることとなり、発熱素子２０１すなわち第１及び第２の
面状発熱体１０１，１０２の温度が急激に上昇し高温と
なる。このとき、本実施の形態の発熱素子２０１では、
図２の（ｃ）に示すように、発熱により当該発熱素子２
０１の温度が所定温度を超えると、半導体２０４が急激
に膨張し隣接するカーボン２０５の分子の接触が断たれ
ることとなる。その結果、発熱素子２０１の抵抗（抵抗
値）が大きくなり（低温時よりも大きいの意）、流れる
電流が減少する。このとき抵抗特性を示したのが図３で
あり、この図３から明らかなように、発熱素子２０１の
温度が５５〜６０℃に設定される所定温度を超えると、
発熱素子２０１の抵抗が急激に増加する。

【００２６】すなわち、発熱素子２０１の抵抗（抵抗
値）が大きくなり（低温時よりも大きいの意）、流れる
電流が減少するので、発熱素子２０１に供給する電流量
を制御することなく、発熱素子２０１の温度が所定の温
度範囲以内に保持されることとなる。このときの様子を
示したのが、図４に示す温度特性であり、この図４から
明らかなように、発熱素子２０１すなわち第１及び第２
の面状発熱体１０１，１０２の温度は、発熱素子２０１
に供給する電流量を制御することなく、所定の温度範囲
以内に保持される。

【００２７】図５は本実施の形態のパラボラアンテナの
作製手順を説明するためのディスプレー上に表示した中
間調画像の写真であり、図５はパラボラ反射鏡の裏面側
を示した図である。

【００２８】図５の（ａ）に示すように、まず、パラボ
ラ反射鏡１０３の裏面側の中央下部分に第１の面状発熱
体１０１を貼り付ける。このとき、本実施の形態の第１
の面状発熱体１０１は、前述するように、厚さが０．５
ｍｍ程度に形成されると共に十分な柔軟性を有している
ので、第１の面状発熱体１０１を貼り付けるに際して
は、パラボラ反射鏡１０３の裏面側の湾曲面に沿うよう
に、容易に貼り付けることができる。また、本実施の形
態の第１の面状発熱体１０１では、発熱素子２０１の延
在方向が水平となるように形成されると共に、第１の面
状発熱体１０１の上端中央部分に、固定金具１０６ａ，
１０６ｂを回避するための切り欠けが形成されているの
で、第１の面状発熱体１０１の貼り付け方向を容易に特
定できるというさらなる効果も得られ、作業効率をさら
に向上できる。さらには、面状発熱体１０１を構成する
発熱素子２０１の端部からは電源供給用の図示しない接
続端子が導出され、この接続端子の先端に図示しない周
知の電源供給線の接続用のプラグが取り付けられてい
る。

【００２９】次に、図５の（ｂ）に示すように、パラボ
ラ反射鏡１０３の裏面側の中央下部分に貼り付けられた
第１の面状発熱体１０１を覆うようにして、この第１の
面状発熱体１０１に重ねて周知のアルミシートを貼り付
ける。このとき、このアルミシートも第１の面状発熱体
１０１と同様に、固定金具１０６ａ，１０６ｂを回避す
るための切り欠けが上端中央部分に形成されており、ア
ルミシートの貼り付け方向を容易に特定できるので、貼
り付け効率をさらに向上できる。

【００３０】次に、図５の（ｃ）に示すように、パラボ
ラ反射鏡１０３の裏面側の中央下部分に貼り付けられた
アルミシートに重ねて周知の断熱材を貼り付ける。この
ように、第１の面状発熱体１０１の裏面側に断熱材のシ
ートを配置することによって、第１の面状発熱体１０１
で発生した熱をパラボラ反射鏡１０３に効率よく伝導さ
せる構成となっている。また、この断熱材のシート形状
も、第１の面状発熱体１０１と同様に、固定金具１０６
ａ，１０６ｂを回避するための切り欠けが上端中央部分
に形成されており、断熱材の貼り付け方向を容易に特定
できるので、貼り付け効率をさらに向上できる。

【００３１】次に、図５の（ｄ）に示すように、第１の
面状発熱体１０１及びアルミシート並びに断熱材のシー
トを覆うようにして、断熱材のシートに重ねて周知の防
水シートを貼り付ける。このとき、この防水シートも第
１の面状発熱体１０１と同様に、固定金具１０６ａ，１
０６ｂを回避するための切り欠けが上端中央部分に形成
されており、防水シートの貼り付け方向を容易に特定で
きるので、貼り付け効率をさらに向上できる。

【００３２】図６は本実施の形態のパラボラアンテナを
着雪環境に設置した時のＣＮ比及び表面温度の変化の計
測値を示す図である。特に、図６の（ａ）は着雪状態の
パラボラアンテナへの通電開始からのＣＮ比の計測値を
示す図であり、図６の（ｂ）は無着雪状態でのパラボラ
アンテナへの通電開始からの表面温度の計測値を示す図
である。ただし、図６に示す計測値はパラボラ反射鏡１
０３の中央上部分に第１の面状発熱体１０１を配置した
パラボラアンテナを用いたものである。

【００３３】パラボラアンテナの設置環境は、周囲温度
が０〜１℃、降雪状況が小〜多、風が弱〜中の場合であ
る。また、図６は入力電圧がＡＣ１００Ｖ、室温２０℃
で発熱温度が約４５℃、消費電力が５０Ｗ（電源投入
時），３５Ｗ（定常時）の第１の面状発熱体１０１をパ
ラボラアンテナに配置した場合の計測値である。

【００３４】図６の（ａ）から明らかなように、着雪状
態ではＣＮ比が１１ｄｂであるが、第１の面状発熱体へ
の通電開始（電源投入）から約１０分で１４ｄｂへ向上
し、約６０分で１７ｄｂ（６ｄｂの向上）へ向上した。
一方、このパラボラアンテナの無着雪時のＣＮ比は１８
ｄｂとなるので、通電の開始から約６０分でほぼ無着雪
時と同等の受信性能を得られることが確認できた。この
結果から、パラボラ反射鏡１０３の全面に雪が着雪して
いる状態から融雪を開始した場合であっても、ＣＮ比の
改善に対して、第１の面状発熱体１０１は非常に有効で
あることが確認できた。また、このときのパラボラ反射
鏡１０３への着雪状況を撮影したのが図７であり、図７
の（ａ）に示すパラボラ反射鏡１０３の全面に雪が着雪
している状態から約６０分が経過すると、図７の（ｂ）
に示すように、第１の面状発熱体１０１を配置した部分
（パラボラ反射鏡１０３の中央上部分）では、大部分の
雪が融雪できることが確認できた。その結果として、Ｃ
Ｎ比が改善したものである。ただし、図８の（ａ）に示
すように、パラボラ反射鏡１０３の一部に雪が着雪して
いる場合であっても、図８の（ｂ）に示すように、雪の
融雪が確認できたので、ＣＮ比の改善にも所定の効果が
得られると考えられる。

【００３５】また、図６の（ｂ）に示すように、無着雪
状態から第１の面状発熱体１０１へ通電を開始した場合
では、約５分でパラボラ反射鏡１０３の表面温度が２５
℃以上に上昇し、その後約３０℃を保持することとな
る。従って、無着雪状態から通電を開始した場合であっ
ても、パラボラ反射鏡１０３への着雪を防止できること
が確認できた。

【００３６】なお、本実施の形態のパラボラアンテナで
は、第１の面状発熱体１０１の発熱素子２０１が水平方
向になる場合について説明したが、これに限定されるこ
とはなく、垂直方向や斜め方向でもよいことはいうまで
もない。

【００３７】また、本実施の形態のパラボラアンテナで
は、発熱素子２０１に一般の商用電源である交流１００
Ｖを例えば図示しないスイッチ等を介して印加する構成
としたが、直流や１００Ｖ以下の電圧を印加する構成と
してもよいことはいうまでもない。

【００３８】また、本実施の形態のパラボラアンテナで
は、第１及び第２の面状発熱体１０１，１０２に供給す
る電流量（電力量）を制御するための温度制御装置が不
要となるので、温度制御装置に起因するノイズを低減さ
せることが可能となる。

【００３９】上記の実施の形態では、ＰＴＣを有する発
熱素子をパラボラアンテナの裏面及び支持アームへ適用
した例を示した。同様にして、パラボラアンテナ以外で
は、例えば八木アンテナの導波器、輻射器、反射器以外
の支持部材への適用が可能である。また、ＵＨＦ帯以下
の周波数では、波長に比べ発熱素子の厚さの影響が小さ
いので、導波器、輻射器、反射器、及び直接電波が反射
される面に装着しても指向性への影響は無視でき、アン
テナのこれらの箇所への装着も可能である。

【００４０】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。

【００４２】（１）発熱素子自体が温度に応じて通電量
を制御するので、直接に電源からの電力を発熱素子に供
給することができ、融雪機能を有するパラボラアンテナ
の構成を簡易な構成にできる。

【００４３】（２）発熱素子自体が温度に応じて通電量
を制御することによって、発熱素子に供給する電流量を
制御する温度制御装置が不要となるので、融雪機能を有
するパラボラアンテナを安価に作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のパラボラアンテナの概
略構成を説明するための図である。

【図２】本実施の形態の面状発熱体の概略構成を説明す
るための図である。

【図３】本実施の形態の面状発熱体の抵抗特性の一例を
示した図である。

【図４】本実施の形態の面状発熱体の温度特性の一例を
示した図である。

【図５】本実施の形態のパラボラアンテナの作製手順を
説明するためのディスプレー上に表示した中間調画像の
写真である。

【図６】本実施の形態のパラボラアンテナを着雪環境に
設置した時のＣＮ比及び表面温度の変化の計測値を示す
図である。

【図７】パラボラ反射鏡の全面に着雪した雪を融雪した
場合のディスプレー上に表示した中間調画像の写真であ
る。

【図８】パラボラ反射鏡の一部に着雪した雪を融雪した
場合のディスプレー上に表示した中間調画像の写真であ
る。

【符号の説明】

１０１…第１の面状発熱体 １０２…第２の
面状発熱体 １０３…パラボラ反射鏡 １０４…支持ア
ーム １０５…一次放射器 １０６ａ，１０
６ｂ…固定金具 １０７…マスト ２０１…発熱素
子 ２０２…表側シート ２０３…裏側シ
ート ２０４…カーボン ２０５…半導体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電波を反射させる反射鏡と、前記反射鏡
   に向けて電波を放射するもしくは前記反射鏡で集中され
   た電波を受信する一次放出器とを有するパラボラアンテ
   ナにおいて、発熱温度が所定温度に達すると発熱量が抑
   制される正温度係数を有する発熱材からなる面状発熱体
   を前記反射鏡に配置したことを特徴とするパラボラアン
   テナ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパラボラアンテナにお
   いて、前記一次放出器を所定位置に支持する支持手段を
   備え、前記支持手段に前記発熱素子を備えたことを特徴
   とするパラボラアンテナ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のパラボラアン
   テナにおいて、前記面状発熱体の電源から供給される電
   流量は、当該面状発熱体の温度に応じて抑制されること
   を特徴とするパラボラアンテナ。