JP2003298270A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンテナ装置の排熱をヒートパイプを用いて
空冷によって行い、かつヒートパイプに設けた放熱フィ
ンによるアンテナ性能の劣化を抑制することができるア
ンテナ装置を得る 【解決手段】 送受信モジュール取付部材３内にヒート
パイプ７を設け、さらにそのヒートパイプ７をアンテナ
側方に伸展させて、アンテナレドーム６の外部まで引き
出し、アンテナレドーム６の外部において、ヒートパイ
プ７に取り付けた放熱フィン８により空冷する。ヒート
パイプ７と放熱フィン８とをアンテナの電界分布により
形成されるビーム幅の外側に設ける。
空冷によって行い、かつヒートパイプに設けた放熱フィ
ンによるアンテナ性能の劣化を抑制することができるア
ンテナ装置を得る 【解決手段】 送受信モジュール取付部材３内にヒート
パイプ７を設け、さらにそのヒートパイプ７をアンテナ
側方に伸展させて、アンテナレドーム６の外部まで引き
出し、アンテナレドーム６の外部において、ヒートパイ
プ７に取り付けた放熱フィン８により空冷する。ヒート
パイプ７と放熱フィン８とをアンテナの電界分布により
形成されるビーム幅の外側に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、素子アンテナに
接続する送受信モジュールから発生する熱をヒートパイ
プ及びこのヒートパイプに設けた放熱フィンによって排
熱するアンテナ装置に関するものである。
接続する送受信モジュールから発生する熱をヒートパイ
プ及びこのヒートパイプに設けた放熱フィンによって排
熱するアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、素子アンテナが接続された送
受信モジュールから発生する熱を伝導により排熱する方
法としては、冷却管に冷媒を流して冷却する、いわゆる
水冷式のものがあった。また空冷式の冷却構造も考えら
れているが、アンテナ内に複数の発熱源がある場合（例
えば送受信モジュールが複数あるような場合）には、そ
の発熱源から熱伝導して冷却部に至る経路は、できるだ
け短くとるように設計されていたものである。
受信モジュールから発生する熱を伝導により排熱する方
法としては、冷却管に冷媒を流して冷却する、いわゆる
水冷式のものがあった。また空冷式の冷却構造も考えら
れているが、アンテナ内に複数の発熱源がある場合（例
えば送受信モジュールが複数あるような場合）には、そ
の発熱源から熱伝導して冷却部に至る経路は、できるだ
け短くとるように設計されていたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のアン
テナ装置は、例えば水冷式の場合には、冷却循環系が複
雑かつ大規模となり、また冷却液もれ等の故障原因とな
ってしまうという問題点があった。また、空冷式による
場合でも発熱源となる送受信モジュールを冷却部に近接
して配置しようとするために、構造的な制約が生じアン
テナ装置を小型化することができないという問題点もあ
った。
テナ装置は、例えば水冷式の場合には、冷却循環系が複
雑かつ大規模となり、また冷却液もれ等の故障原因とな
ってしまうという問題点があった。また、空冷式による
場合でも発熱源となる送受信モジュールを冷却部に近接
して配置しようとするために、構造的な制約が生じアン
テナ装置を小型化することができないという問題点もあ
った。
【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、アンテナ装置の排熱をヒート
パイプを用いて空冷によって行い、かつヒートパイプに
設けた放熱フィンによるアンテナ性能の劣化を抑制する
ことができるアンテナ装置を得ることを目的とする。
るためになされたもので、アンテナ装置の排熱をヒート
パイプを用いて空冷によって行い、かつヒートパイプに
設けた放熱フィンによるアンテナ性能の劣化を抑制する
ことができるアンテナ装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るア
ンテナ装置は、アンテナ開口面を形成する素子アンテナ
と、この素子アンテナに接続する送受信モジュールと、
この送受信モジュールから発生する熱を排熱するヒート
パイプと、このヒートパイプの先端部分に設けた放熱フ
ィンとを備え、上記放熱フィンを上記アンテナ開口面か
ら放射するビーム幅の外部に設けたものである。
ンテナ装置は、アンテナ開口面を形成する素子アンテナ
と、この素子アンテナに接続する送受信モジュールと、
この送受信モジュールから発生する熱を排熱するヒート
パイプと、このヒートパイプの先端部分に設けた放熱フ
ィンとを備え、上記放熱フィンを上記アンテナ開口面か
ら放射するビーム幅の外部に設けたものである。
【０００６】請求項２の発明に係るアンテナ装置は、ア
ンテナ開口面を形成する素子アンテナと、この素子アン
テナに接続する送受信モジュールと、この送受信モジュ
ールから発生する熱を排熱するヒートパイプと、このヒ
ートパイプの先端部分に設けた放熱フィンとを備え、上
記放熱フィンを上記アンテナ開口面からの電界分布のメ
インローブ外部に設けたものである。
ンテナ開口面を形成する素子アンテナと、この素子アン
テナに接続する送受信モジュールと、この送受信モジュ
ールから発生する熱を排熱するヒートパイプと、このヒ
ートパイプの先端部分に設けた放熱フィンとを備え、上
記放熱フィンを上記アンテナ開口面からの電界分布のメ
インローブ外部に設けたものである。
【０００７】請求項３の発明に係るアンテナ装置は、ア
ンテナ開口面を形成する素子アンテナと、この素子アン
テナに接続する送受信モジュールと、この送受信モジュ
ールから発生する熱を排熱するヒートパイプと、このヒ
ートパイプの先端部分に設けた複数の放熱フィンとを備
え、上記複数の放熱フィンの上記ヒートパイプ上部の長
さが、ヒートパイプの端部に向かって短くなるようにし
たものである。
ンテナ開口面を形成する素子アンテナと、この素子アン
テナに接続する送受信モジュールと、この送受信モジュ
ールから発生する熱を排熱するヒートパイプと、このヒ
ートパイプの先端部分に設けた複数の放熱フィンとを備
え、上記複数の放熱フィンの上記ヒートパイプ上部の長
さが、ヒートパイプの端部に向かって短くなるようにし
たものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係るアンテナ装置を図１及び図２によって説明
する。図１は実施の形態１に係るアンテナ装置において
排熱する経路を説明する模式図であり、図２は実施の形
態１に係るアンテナ装置の構成図である。図１（ａ）は
アンテナ装置を側方から見たものであり、図１（ｂ）は
アンテナ装置を上方から見たものである。図１におい
て、１は素子アンテナ、２は素子アンテナ取付部材、３
は送受信モジュール取付部材、４は送受信モジュールで
あり、５はアンテナ装置を取り付ける固定側構造体、６
はアンテナレドームである。なお、図１（ｂ）はアンテ
ナレドーム６を取り外して上方から見たものであり、図
１（ｂ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に素子アンテ
ナ１が配列されて、アンテナ開口を形成する。
形態１に係るアンテナ装置を図１及び図２によって説明
する。図１は実施の形態１に係るアンテナ装置において
排熱する経路を説明する模式図であり、図２は実施の形
態１に係るアンテナ装置の構成図である。図１（ａ）は
アンテナ装置を側方から見たものであり、図１（ｂ）は
アンテナ装置を上方から見たものである。図１におい
て、１は素子アンテナ、２は素子アンテナ取付部材、３
は送受信モジュール取付部材、４は送受信モジュールで
あり、５はアンテナ装置を取り付ける固定側構造体、６
はアンテナレドームである。なお、図１（ｂ）はアンテ
ナレドーム６を取り外して上方から見たものであり、図
１（ｂ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に素子アンテ
ナ１が配列されて、アンテナ開口を形成する。
【０００９】図１（ａ）において、送受信モジュール４
は、送信系又は受信系のいずれか、或いは送信系及び受
信系の双方を有するものであり、送信系を有する場合に
は、高出力増幅器や送信系移相器等の回路を備え、また
受信系を有する場合には、低雑音増幅器や受信系移相器
等の回路を備えるものである。この送受信モジュール４
はその電気的動作によって発熱し、この発熱のためにア
ンテナ装置が温度上昇したり、不均一な温度分布を生じ
て、アンテナ出力が振幅変化したり、位相ずれを生じた
りして、アンテナ性能が劣化する。このアンテナ性能劣
化を抑制するために、送受信モジュール４から発生する
熱を排熱する必要があるが、この排熱する方向として
は、概ね図１（ａ）に示すＡ、Ｂ、Ｃの３方向が考えら
れる。
は、送信系又は受信系のいずれか、或いは送信系及び受
信系の双方を有するものであり、送信系を有する場合に
は、高出力増幅器や送信系移相器等の回路を備え、また
受信系を有する場合には、低雑音増幅器や受信系移相器
等の回路を備えるものである。この送受信モジュール４
はその電気的動作によって発熱し、この発熱のためにア
ンテナ装置が温度上昇したり、不均一な温度分布を生じ
て、アンテナ出力が振幅変化したり、位相ずれを生じた
りして、アンテナ性能が劣化する。このアンテナ性能劣
化を抑制するために、送受信モジュール４から発生する
熱を排熱する必要があるが、この排熱する方向として
は、概ね図１（ａ）に示すＡ、Ｂ、Ｃの３方向が考えら
れる。
【００１０】まず、図１（ａ）のＡの方向、即ち送受信
モジュール４から見て素子アンテナ１の方向（電波放射
方向）に排熱しようとすると、アンテナレドームが排熱
経路を遮断しており、また複数の素子アンテナ１が形成
する放熱面が平面であり排熱効果が小さいことがわか
る。次に図１（ａ）のＢ方向、即ちアンテナ装置を取り
付ける固定側構造体５の方向へ排熱する場合、固定側構
造体５が十分に温度が低く、固定側構造体５への熱伝導
が良好であれば良いが、通常、固定側構造体５には、十
分な冷却機能（空冷装置を備えているなどの冷却機
能）、熱伝導性を期待することができない場合が多い。
そこで、Ｂ方向へ排熱する場合には、アンテナ装置内に
冷媒管を設けて冷却液を循環させ、この冷却液を冷却す
る冷却装置を固定側構造体５に設ける構成が考えられる
が、従来技術の説明において示したように、冷却循環系
が複雑かつ大規模となり、また冷却液もれ等の故障原因
となってしまう。
モジュール４から見て素子アンテナ１の方向（電波放射
方向）に排熱しようとすると、アンテナレドームが排熱
経路を遮断しており、また複数の素子アンテナ１が形成
する放熱面が平面であり排熱効果が小さいことがわか
る。次に図１（ａ）のＢ方向、即ちアンテナ装置を取り
付ける固定側構造体５の方向へ排熱する場合、固定側構
造体５が十分に温度が低く、固定側構造体５への熱伝導
が良好であれば良いが、通常、固定側構造体５には、十
分な冷却機能（空冷装置を備えているなどの冷却機
能）、熱伝導性を期待することができない場合が多い。
そこで、Ｂ方向へ排熱する場合には、アンテナ装置内に
冷媒管を設けて冷却液を循環させ、この冷却液を冷却す
る冷却装置を固定側構造体５に設ける構成が考えられる
が、従来技術の説明において示したように、冷却循環系
が複雑かつ大規模となり、また冷却液もれ等の故障原因
となってしまう。
【００１１】次に図１（ａ）のＣ方向（素子アンテナ１
による電波放射方向と直交する方向、或いは素子アンテ
ナ１の並び方向、これをアンテナ側方と呼ぶことにす
る。）に排熱する場合について考える。Ｃ方向への排熱
の経路を、送受信モジュール取付部材の熱伝導（固体の
熱伝導）による排熱経路とした場合、送受信モジュール
４のうち、アンテナ装置中央に位置するモジュールにつ
いては放熱部分までの距離が長くなり、熱伝達が悪く、
アンテナ装置内で温度分布が生じることになり、良好な
排熱性能を得ることができない。そこで、この発明の実
施の形態１に係るアンテナ装置は、送受信モジュール取
付部材３内にヒートパイプを設け、さらにそのヒートパ
イプをＣ方向に伸展させて、アンテナレドーム６の外部
まで引き出し、アンテナレドーム６の外部で空冷するこ
ととしたものである。
による電波放射方向と直交する方向、或いは素子アンテ
ナ１の並び方向、これをアンテナ側方と呼ぶことにす
る。）に排熱する場合について考える。Ｃ方向への排熱
の経路を、送受信モジュール取付部材の熱伝導（固体の
熱伝導）による排熱経路とした場合、送受信モジュール
４のうち、アンテナ装置中央に位置するモジュールにつ
いては放熱部分までの距離が長くなり、熱伝達が悪く、
アンテナ装置内で温度分布が生じることになり、良好な
排熱性能を得ることができない。そこで、この発明の実
施の形態１に係るアンテナ装置は、送受信モジュール取
付部材３内にヒートパイプを設け、さらにそのヒートパ
イプをＣ方向に伸展させて、アンテナレドーム６の外部
まで引き出し、アンテナレドーム６の外部で空冷するこ
ととしたものである。
【００１２】図２は、この発明の実施の形態１に係るア
ンテナ装置の構成図である。図２（ａ）はアンテナ装置
を側方から見たものであり、図２（ｂ）はアンテナ装置
をアンテナレドーム６を取り外した状態で、上方から見
たものである。図２において、７はヒートパイプであ
り、８は放熱フィンである。送受信モジュール取付部材
３内にヒートパイプ７を設け、さらにそのヒートパイプ
７をアンテナ側方に伸展させて、アンテナレドーム６の
外部まで引き出し、アンテナレドーム６の外部におい
て、ヒートパイプ７に取り付けた放熱フィン８により空
冷する。なお、図２において、図１と同一の符号を付し
た部品は、図１のそれらと同一又は相当する部品を示し
ている。
ンテナ装置の構成図である。図２（ａ）はアンテナ装置
を側方から見たものであり、図２（ｂ）はアンテナ装置
をアンテナレドーム６を取り外した状態で、上方から見
たものである。図２において、７はヒートパイプであ
り、８は放熱フィンである。送受信モジュール取付部材
３内にヒートパイプ７を設け、さらにそのヒートパイプ
７をアンテナ側方に伸展させて、アンテナレドーム６の
外部まで引き出し、アンテナレドーム６の外部におい
て、ヒートパイプ７に取り付けた放熱フィン８により空
冷する。なお、図２において、図１と同一の符号を付し
た部品は、図１のそれらと同一又は相当する部品を示し
ている。
【００１３】ヒートパイプ７による排熱の過程は、送受
信モジュール４から発生する熱によって、ヒートパイプ
７の管内の液体が送受信モジュール４近傍において熱せ
られて気化し（この際に気化熱を奪う。）、アンテナ側
方のヒートパイプ７先端部で冷却されて再び液化し、こ
の液体が管内を伝って、アンテナ内の送受信モジュール
４近傍へ帰還するというものである。アンテナ装置を航
空機や船舶等に搭載して使用する場合には、機体や船体
等が傾斜することがあり、この傾斜に対しても上記のよ
うな排熱の過程が生じるように、ヒートパイプ７を上方
へ屈曲している。この発明は、ヒートパイプ７の上方へ
の屈曲によりヒートパイプ７とこのヒートパイプ７の先
端部に設けた放熱フィン８がアンテナ開口面により放射
される電波の電界分布に影響を与えないようにするもの
である。このために、ヒートパイプ７と放熱フィン８と
を少なくともアンテナの電界分布により形成されるビー
ム幅の外側に設ける。また、ヒートパイプ７と放熱フィ
ン８とをアンテナの電界分布におけるメインローブの外
側に設けても良いし、さらに第１サイドローブの外側に
設けるようにしても良い。図２（ａ）に示す線ｍは、ア
ンテナのビーム幅、メインローブ域、又は第１サイドロ
ーブ域を示す線であり、この線の外側にヒートパイプ７
及び冷却フィン８を配置する。
信モジュール４から発生する熱によって、ヒートパイプ
７の管内の液体が送受信モジュール４近傍において熱せ
られて気化し（この際に気化熱を奪う。）、アンテナ側
方のヒートパイプ７先端部で冷却されて再び液化し、こ
の液体が管内を伝って、アンテナ内の送受信モジュール
４近傍へ帰還するというものである。アンテナ装置を航
空機や船舶等に搭載して使用する場合には、機体や船体
等が傾斜することがあり、この傾斜に対しても上記のよ
うな排熱の過程が生じるように、ヒートパイプ７を上方
へ屈曲している。この発明は、ヒートパイプ７の上方へ
の屈曲によりヒートパイプ７とこのヒートパイプ７の先
端部に設けた放熱フィン８がアンテナ開口面により放射
される電波の電界分布に影響を与えないようにするもの
である。このために、ヒートパイプ７と放熱フィン８と
を少なくともアンテナの電界分布により形成されるビー
ム幅の外側に設ける。また、ヒートパイプ７と放熱フィ
ン８とをアンテナの電界分布におけるメインローブの外
側に設けても良いし、さらに第１サイドローブの外側に
設けるようにしても良い。図２（ａ）に示す線ｍは、ア
ンテナのビーム幅、メインローブ域、又は第１サイドロ
ーブ域を示す線であり、この線の外側にヒートパイプ７
及び冷却フィン８を配置する。
【００１４】とくに、素子アンテナ１の位相を変えるこ
とによって、ビームを走査するようなフェーズドアレイ
型のアンテナ装置では、図２に示す上方、即ちアンテナ
開口の正面方向から傾いた方向へビームが放射されるこ
ととなる。このとき放射電界分布が図２に示すθ方向に
変化するので、この変化する電界分布も考慮して、ヒー
トパイプ７及び放熱フィン８の配置を、アンテナのビー
ム幅、メインローブ域、又は第１サイドローブ域の外側
に配置する。
とによって、ビームを走査するようなフェーズドアレイ
型のアンテナ装置では、図２に示す上方、即ちアンテナ
開口の正面方向から傾いた方向へビームが放射されるこ
ととなる。このとき放射電界分布が図２に示すθ方向に
変化するので、この変化する電界分布も考慮して、ヒー
トパイプ７及び放熱フィン８の配置を、アンテナのビー
ム幅、メインローブ域、又は第１サイドローブ域の外側
に配置する。
【００１５】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係るアンテナ装置を図３によって説明する。実施の形態
２に係るアンテナ装置は、アンテナ開口面からの放射電
界分布に影響を及ぼしにくいように放熱フィンを取付け
るものである。図３において、図２と同一の符号を付し
た部品は、図２のそれらと同一又は相当する部品を示
す。
係るアンテナ装置を図３によって説明する。実施の形態
２に係るアンテナ装置は、アンテナ開口面からの放射電
界分布に影響を及ぼしにくいように放熱フィンを取付け
るものである。図３において、図２と同一の符号を付し
た部品は、図２のそれらと同一又は相当する部品を示
す。
【００１６】この実施の形態２に係るアンテナ装置で
は、放熱フィン８のヒートパイプ７の上部の長さである
ｈ１、ｈ２をヒートパイプ７の先端部へ向かって短くす
るものである（即ち、ｈ１＞ｈ２）。このように放熱フ
ィン８を取り付けることによって、アンテナ開口面から
の放熱フィン８の張り出しを低く抑えることができる。
これによって、線ｍによって示すアンテナのビーム幅、
メインローブ域、又は第１サイドローブ域を広くとるこ
とができる。換言すれば、所定のアンテナビーム幅、メ
インローブ域、又は第１サイドローブ域への放熱フィン
の影響を低く抑えることができる。
は、放熱フィン８のヒートパイプ７の上部の長さである
ｈ１、ｈ２をヒートパイプ７の先端部へ向かって短くす
るものである（即ち、ｈ１＞ｈ２）。このように放熱フ
ィン８を取り付けることによって、アンテナ開口面から
の放熱フィン８の張り出しを低く抑えることができる。
これによって、線ｍによって示すアンテナのビーム幅、
メインローブ域、又は第１サイドローブ域を広くとるこ
とができる。換言すれば、所定のアンテナビーム幅、メ
インローブ域、又は第１サイドローブ域への放熱フィン
の影響を低く抑えることができる。
【００１７】
【発明の効果】この発明の請求項１乃至請求項３に係る
発明によれば、アンテナ側方へ伸展させたヒートパイプ
に取り付ける放熱フィンを、アンテナのビーム幅、メイ
ンローブ域、又は第１サイドローブ域の外部に配置する
ものであり、放熱フィンによるアンテナ性能の劣化を抑
制することができる。
発明によれば、アンテナ側方へ伸展させたヒートパイプ
に取り付ける放熱フィンを、アンテナのビーム幅、メイ
ンローブ域、又は第１サイドローブ域の外部に配置する
ものであり、放熱フィンによるアンテナ性能の劣化を抑
制することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置
において排熱する経路を説明する模式図である。
において排熱する経路を説明する模式図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置
の構成図である。
の構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置
の構成図である。
の構成図である。
１ 素子アンテナ
４ 送受信モジュール
７ ヒートパイプ
８ 放熱フィン
フロントページの続き
(72)発明者 佐々木 拓郎
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
(72)発明者 小西 善彦
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
(72)発明者 伊藤 攻
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
Ｆターム(参考） 5E322 AA01 BB08
5F036 AA01 BA04 BB05 BB60
Claims (3)
- 【請求項１】 アンテナ開口面を形成する素子アンテナ
と、この素子アンテナに接続する送受信モジュールと、
この送受信モジュールから発生する熱を排熱するヒート
パイプと、このヒートパイプの先端部分に設けた放熱フ
ィンとを備え、上記放熱フィンを上記アンテナ開口面か
ら放射するビーム幅の外部に設けたことを特徴とするア
ンテナ装置。 - 【請求項２】 アンテナ開口面を形成する素子アンテナ
と、この素子アンテナに接続する送受信モジュールと、
この送受信モジュールから発生する熱を排熱するヒート
パイプと、このヒートパイプの先端部分に設けた放熱フ
ィンとを備え、上記放熱フィンを上記アンテナ開口面か
らの電界分布のメインローブ外部に設けたことを特徴と
するアンテナ装置。 - 【請求項３】 アンテナ開口面を形成する素子アンテナ
と、この素子アンテナに接続する送受信モジュールと、
この送受信モジュールから発生する熱を排熱するヒート
パイプと、このヒートパイプの先端部分に設けた複数の
放熱フィンとを備え、上記複数の放熱フィンの上記ヒー
トパイプ上部の長さが、ヒートパイプの端部に向かって
短くなるようにしたことを特徴とするアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095186A JP2003298270A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095186A JP2003298270A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003298270A true JP2003298270A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29387163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002095186A Pending JP2003298270A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003298270A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008292042A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ヒートシンク |
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