JP2003078325A

JP2003078325A - アンテナカバー及びアンテナ装置

Info

Publication number: JP2003078325A
Application number: JP2001261915A
Authority: JP
Inventors: Kin Cho; 欣張
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2003-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電気特性への影響を低減するアンテナカバー
及びアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ本体を気象から保護するべく該
アンテナ本体の表面を覆うアンテナカバーであって、発
泡樹脂を一定の厚さに形成してなる。アンテナ本体の表
面が発泡樹脂を一定の厚さに形成したアンテナカバーで
覆われているので、誘電率が小さくかつ均一となり、電
気特性への影響が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナカバーを
取り付けたアンテナ装置に係り、特に、電気特性への影
響を低減するアンテナカバー及びアンテナ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】通信などに使用されるアンテナ装置は、
屋外に設置されると風雨、氷雪などの気象に晒される。
そこで、アンテナ本体が直接、気象に晒されないよう硬
質のカバーでアンテナ本体の表面を覆うことがある。こ
れにより、アンテナ本体は、風雨、氷雪から隔離され、
保護される。

【０００３】このアンテナカバーには、耐候性が要求さ
れるので、非金属物質、例えば、ＦＲＰ、塩化ビニル、
ＡＢＳなどの合成樹脂が使用されることが多い。

【０００４】一方、軽量化を目的としてポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの樹脂材料を発泡
させることが一般に知られている。

【０００５】アンテナ装置に発泡樹脂を利用する技術と
しては、例えば、アンテナ本体の前方に発泡樹脂からな
る誘電体レンズを配置し、その誘電体レンズの表面を固
化してレドーム層を形成する従来技術１（特開平７−１
６８６１号公報）、アンテナ本体の周囲を発泡樹脂成形
体で包囲し、その発泡樹脂成形体の周りを防水カバーで
覆う従来技術２（特開平７−３１２５１６号公報）が知
られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、樹脂は、自
由空間より高い誘電率を有するため、アンテナ本体の前
に設置するとアンテナの電気特性に影響を与えることが
ある。樹脂の誘電率が高いほど、電気特性への影響が大
きい。また、樹脂の肉厚が厚いほど、電気特性への影響
が大きい。そして、電波の波長が短いほど、電気特性へ
の影響が顕著になる。特に、ミリ波帯（ＥＨＦ；３０Ｇ
Ｈｚ〜３００ＧＨｚ）では、誘電体損失によるアンテナ
送受信電力の低下が著しく大きいため、アンテナカバー
の誘電率はアンテナの電気特性を大きく左右する。

【０００７】従来技術１は、マイクロ波帯（ＳＨＦ；３
ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）のアンテナ装置において、発泡樹
脂の誘電率を利用し、ドーム形状に成形することでレン
ズ効果を持たせたものである。また、このドーム形状の
誘電体レンズが、その内部の発泡圧力でレドーム層を支
持する構造となっている。

【０００８】しかし、ミリ波帯では、前記のように誘電
体損失によるアンテナ送受信電力の低下が著しく大きい
ため、従来技術１のように肉厚のある誘電体レンズを使
用することは好ましくない。また、アンテナ本体が平面
アンテナである場合、従来技術１の誘電体レンズを使用
すると、放射電力分布が不均一になるので使用できな
い。けれども、誘電体レンズを使用しないとすると、ア
ンテナ本体を気象から保護するためにレドーム層を単独
で使用するしかないが、薄いレドーム層を支持する部材
が別途必要になる。

【０００９】従来技術２は、極超短波帯（ＵＨＦ；３０
０ＭＨｚ〜１ＧＨｚ）のアンテナ装置において、柔軟な
防水カバーの支えとなる中実材料として発泡樹脂成形体
を使用したものである。この文献では、リング状アンテ
ナ、パラボラアンテナ、八木形アンテナなどの複雑形状
のアンテナ本体をすっぽりと覆っても、アンテナ利得等
の電気特性への影響がないとしている。

【００１０】しかし、ミリ波帯では、樹脂の肉厚の厚さ
や場所による不均一が問題となるので、従来技術２のよ
うに中実的な発泡樹脂成形体を使用することは好ましく
ない。けれども、中実的な発泡樹脂成形体を使用しない
とすると、柔軟な防水カバーを支持する部材が別途必要
になる。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、電気特性への影響を低減するアンテナカバー及びア
ンテナ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のアンテナカバーは、アンテナ本体の表面を覆
うものであって、発泡樹脂を一定の厚さに形成してなる
ものである。

【００１３】また、アンテナ装置は、アンテナ本体の表
面が発泡樹脂を一定の厚さに形成したアンテナカバーで
覆われているものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１５】図１に示されるように、本発明に係るアン
テナ装置は、前カバー１と後カバー２とによってアンテ
ナ基板３を包囲したものである。これにより、アンテナ
基板３は、風雨、氷雪などの気象から隔離され、保護さ
れる。

【００１６】ミリ波などの波長が短い超高周波通信など
に使用される平面アンテナのアンテナ本体であるアンテ
ナ基板３は、平坦で矩形に形成された絶縁基板３ｂの表
面に印刷配線によって多数のアンテナ素子３ａを並設し
たものである。このアンテナ基板３の中心部には、アン
テナ基板３の裏側へ貫通する接続端子３ｃが設けられ
る。また、アンテナ基板３の周縁部には、後カバー２へ
の取付穴３ｄが設けられる。

【００１７】アンテナカバーは、前カバー１と後カバー
２とに分割形成されている。

【００１８】前カバー１は、発泡した樹脂或いは発泡樹
脂を添加した物質を成形することによって構成されてい
る。前カバー１は、一定の厚さで平坦に形成された矩形
面の周囲に、後方へ若干立ち上がった周壁１ａを形成し
たもので、後面側が開口した極薄い箱型をなしている。
この開口を後カバー２で閉じることによって、アンテナ
基板３を包囲することになる。

【００１９】前カバー１の各角部には、丸みを持たせて
ある。

【００２０】後カバー２は、アルミニウム等の金属板に
よって構成されており、アンテナ基板３及び前カバー１
を構造的に支持すると共に、反射板も兼ねている。後カ
バー２は、平坦で矩形に形成され、その外周縁が前カバ
ー１の周壁１ａの内側に嵌入するようになっている。後
カバー２の中心部には、この後カバー２を貫通するコネ
クタ取付穴２ａが設けられる。このコネクタ取付穴２ａ
にコネクタ４が貫通されて嵌着されている。この後カバ
ー２の前面に、アンテナ基板３を重ねるように取り付け
る。後カバー２の周縁部には、ネジ穴が形成されてお
り、アンテナ基板３の前面よりネジを挿入してアンテナ
基板３をネジ止めするようになっている。コネクタ４の
内部導体はアンテナ素子３ａに接続される。コネクタ４
の外部導体と後カバー２との間には、シーリング６が設
けられている。

【００２１】前カバー１は、シーリング５を介して後カ
バー２に取り付けられている。後カバー２の周縁部に
は、貫通穴が形成されている。一方、前カバー１の周壁
１ａに沿ってシーリング溝（図示せず）が設けられてお
り、このシーリング溝にシーリング５を嵌め込み、この
シーリング５に後カバー２を当接することによって接触
面が気密状態となるようにし、後カバー２の裏面から貫
通穴にネジを挿入し前カバー１にネジ止めすることで、
前カバー１と後カバー２とを一体化する。

【００２２】前カバー１を構成する発泡樹脂の断面を図
２に示す。図示のように発泡樹脂２１は一定の厚さに形
成されている。この発泡樹脂は、樹脂２２の体積に対し
て一定の体積比率を空気が占めるよう発泡させたもので
ある。発泡樹脂の断面には、位置分布及び大きさ分布に
おいて一定のバラツキを有するそれぞれ独立の空気セル
２３が形成される。この発泡樹脂は、図３に示した未発
泡樹脂とは以下の点で異なる。即ち、厚さが同じであれ
ば、発泡樹脂は未発泡樹脂より重量が少ない。また、発
泡樹脂の平均比誘電率は未発泡樹脂より小さい。

【００２３】前カバー１は、内部に独立した空気セル２
３を多数有するため、防水性が優れており、気象からア
ンテナ本体を隔離して保護するのに好適である。

【００２４】次に、電気特性への影響を考慮する。

【００２５】図４に示されるように、アンテナ本体から
の放射電波は、前カバー１を通過するときに、屈折す
る。即ち、空気Ａ中から誘電率εなる媒質（誘電体Ｂ）
に単位振幅の平面波が入射角θで到来すると、反射係数
γは、

【００２６】

【数１】

【００２７】で表される。ここで、αは、水平偏波及び
垂直偏波に対して、それぞれα_p 、α _s で表すと、

【００２８】

【数２】

【００２９】となる。誘電体の吸収損失のない場合を考
えると、反射電力Ｒ² 、透過電力Ｔ²は、

【００３０】

【数３】

【００３１】で表される。

【００３２】ここで、電波がカバー面に垂直に入射する
場合、入射角θ＝０°であるから、Ｓｉｎ² θ＝０とな
る。式（２）と式（３）とより、 α_p ＝α_s ＝ε となり、式（１）に代入すると、

【００３３】

【数４】

【００３４】となる。式（８）より、

【００３５】

【数５】

【００３６】となる。このとき、反射電力Ｒ² が零とな
り、透過電力Ｔ² が最大の１となる。従って、誘電率ε
が１に近くなるほど、反射電力が少なくなり、放射電力
が前カバー１を通過する量が多くなる。

【００３７】従来、アンテナカバーに使用される樹脂の
誘電率は、一般に３〜４になっている。例えば、周波数
１０ＫＨｚのときに、ＡＢＳの誘電率は２．４〜５．
０、ポリエステルは２．８〜６．０、ポリアミドは３．
７〜５．５、ポリアクセタールは３．７〜３．９、塩化
ビニルは４である。本発明では、樹脂を一定の比率で発
泡することにより、誘電率を２以下にすることができ
る。例えば、発泡率２倍の低発泡塩化ビニルの誘電率
は、周波数５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの範囲において１．６
〜１．７になる。

【００３８】このように本発明では、アンテナカバーを
発泡樹脂で構成したので、誘電率を１に近付けることが
でき、アンテナの電気特性への影響を低減することがで
きる。また、アンテナカバーの厚みが一定であることか
ら、アンテナ本体の全面に亘り偏りのない透過特性を得
ることができる。

【００３９】また、発泡樹脂の比重は未発泡樹脂の比重
より少ないため、本発明はアンテナ装置を軽量化するこ
とができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００４１】（１）アンテナ本体の表面が発泡樹脂を一
定の厚さに形成したアンテナカバーで覆われるので、ア
ンテナ本体を気象から保護する機能を失うことなく、ア
ンテナの電気特性への影響を低減することができる。

【００４２】（２）アンテナカバーに発泡樹脂を用いた
のでアンテナ装置の重量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すアンテナ装置の分解
斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すアンテナカバーの断
面図である。

【図３】従来のアンテナカバーの断面図である。

【図４】電波がアンテナカバーを通過するモデルの図で
ある。

【符号の説明】

１前カバー２後カバー３アンテナ基板（アンテナ本体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナ本体の表面を覆うアンテナカバ
ーであって、発泡樹脂を一定の厚さに形成してなること
を特徴とするアンテナカバー。
【請求項２】アンテナ本体の表面が発泡樹脂を一定の
厚さに形成したアンテナカバーで覆われていることを特
徴とするアンテナ装置。