JP2004129016A

JP2004129016A - アンテナ用電波減衰器

Info

Publication number: JP2004129016A
Application number: JP2002291976A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Shiromizu; 白水　哲也
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】本発明は無線送受信機の送受信電力を簡便かつ有効に低減することが可能なアンテナ用電波減衰器を提供することを目的とする。
【解決手段】電磁波を吸収する性質を有する電磁波吸収体２１と、アンテナ１０の電磁波放射方向の少なくとも一部分を覆う位置で、電磁波吸収体２１をアンテナ１０に固定するための固定手段２２とを設けた。開口面アンテナの開口面又はレドームの全面を覆う形状に形成した。電磁波吸収体２１を全面に渡って厚みが均一な平面形状に形成し複数の電磁波吸収体の積層配置を可能にした。又は電磁波吸収体の厚みがアンテナの放射方向の主軸位置から周辺部に向かって変化する形状に形成した。電磁波吸収体２１の周辺部にネジなどの固定具を通すための穴２２を形成した。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波（電磁波）及びアンテナを用いて通信する場合に、送信又は受信の際の過大な電力レベルを低減させるために用いられるアンテナ用電波減衰器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、無線局を設置しようとする場合には、設置する無線送受信機又は対向する他の無線送受信機に、過大な電力レベルの電波が入力されることのないように、事前に伝搬環境の調査を行い、電波の受信電力レベルを事前に検討する必要がある。
【０００３】
なぜならば、受信電力レベルが過大な場合には、無線送受信機の内部に設けられた低雑音増幅器などの構成部品の動作が飽和レベルに達するため、受信スペクトル波形に歪みが生じ、結果として通信品質の劣化を招くか、あるいは最悪の場合には無線送受信機の構成部品が破壊する場合もあるからである。
しかしながら、実際に無線局を設置する場合には、このような調査や検討を事前に実施することが困難な場合もある。
【０００４】
調査や検討を事前に実施できない場合には、アンテナ及び無線送受信機を実際に設置する際に、設置した無線送受信機の受信電力レベルを実際に測定し、確認を行っていた。
また、この測定によって、設置した無線送受信機の受信電力レベルが過大であることが確認された場合には、図６に示すようにアンテナと無線送受信機との間に電波減衰器を挿入して対処するのが一般的である。
【０００５】
また、電波減衰器を挿入する代わりに、図７に示すようにアンテナの向きを送受信の方向に対して一定の角度だけずらし、アンテナの指向性による減衰特性を利用して電力レベルを低減させる場合もある。
すなわち、アンテナを設置する場合には、アンテナにおける電波送信の電力レベルが一番高い方向を、対向する無線送受信機に向けるように据えつけるのが一般的であるが、アンテナにおける送信電力レベルの一番高い方向を、対向する無線送受信機の方向とは異なる方向に向けることにより、アンテナ利得が低下し、受信電力レベルが低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電波減衰器を挿入する方法では、無線局の設置現場において、無線局を構成するアンテナと無線送受信機とを取り外した後で電波減衰器を取り付ける必要があるため、設置完了までに時間を要するという問題がある。
また、無線送受信機の運用を開始した後では、無線送受信機の運用を停止できない場合が多いが、アンテナと無線送受信機とを取り外すことなしに電波減衰器を挿入することは困難である。このため、例えば電波伝搬環境の変化に対応して電波減衰量の調整を行うことが困難であった。
【０００７】
また、アンテナの方向を目的の無線局の方向からずらす場合には、アンテナ利得の大きい方向に他の無線局が存在する可能性があり、他の無線局に対して想定外の電波干渉を引き起こす可能性がある。しかも、指向性の鋭いアンテナを用いる場合には、僅かな角度の違いによって指向性減衰量が大きく変動するため、精緻なアンテナの角度調整が要求されるという問題がある。
【０００８】
本発明は、無線送受信機の送受信電力を簡便かつ有効に低減することが可能なアンテナ用電波減衰器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１のアンテナ用電波減衰器は、電磁波を吸収する性質を有する電磁波吸収体と、アンテナの電磁波放射方向の少なくとも一部分を覆う位置で、前記電磁波吸収体を前記アンテナに固定するための固定手段とを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１のアンテナ用電波減衰器をアンテナに装着することにより、送信電力及び受信電力を低減することができる。すなわち、当アンテナから放射される電磁波の一部分は、前記電磁波吸収体によって吸収されるため、実際の送信電力は送受信機からアンテナに入力された電力よりも十分に小さくなる。
また、他の無線局から当無線局のアンテナに到来する電磁波の一部分は、アンテナに装着された前記電磁波吸収体によって吸収されるため、実際にアンテナで受信される電力は、アンテナに到来する電磁波の電力よりも十分に小さくなる。
【００１１】
このため、送受信機とアンテナとの間に減衰器を挿入することなく、すなわち送受信機及びアンテナを分解することなく、送信電力及び受信電力を減衰させることができる。
なお、前記電磁波吸収体としては、例えば、酸化インジウムに酸化スズを添加したＩＴＯと呼ぱれる導電性酸化物や、酸化亜鉛−酸化インジウム系導電性酸化物などの導電性セラミックスや、鉄などをベースにした磁性体粒子の集合体や、樹脂系電磁波吸収体や、グラスウール基材の電磁波吸収体や、誘電型の電磁波吸収体を用いればよい。
【００１２】
但し、一般的に屋外に設置されるアンテナの設置条件やアンテナの形状上、軽量かつ加工性及び耐候性に優れているものが好ましい。また、電磁波吸収体自体にも防水性など耐候性を考慮した構造であることが望ましい。
また、指向性を持たないアンテナにアンテナ用電波減衰器を装着する場合には、アンテナ放射面もしくはレドーム上の面のうち、送受信する電波を低減する必要のある領域を覆うように前記電磁波吸収体を配置すればよい。
【００１３】
請求項２は、請求項１のアンテナ用電波減衰器において、前記電磁波吸収体を、開口面アンテナの開口面もしくは前記開口面を覆うレドームの全面を覆う形状に形成したことを特徴とする。
パラボラアンテナのような開口面アンテナを用いる場合には、請求項２のように開口面アンテナの開口面又はレドームの全面を覆うように電磁波吸収体を形成することにより、電磁波吸収体のアンテナへの装着及び位置決めが容易になる。
【００１４】
請求項３は、請求項１のアンテナ用電波減衰器において、前記電磁波吸収体を、全面に渡って厚みが均一な平面形状に形成し、複数の電磁波吸収体の積層配置を可能にしたことを特徴とする。
請求項３においては、電磁波吸収体をが全面に渡って厚みが均一な平面形状であるため、アンテナに複数の電磁波吸収体を積層した状態で設置することができる。すなわち、積層する電磁波吸収体の枚数を変更することにより、電磁波の減衰量を簡単に調整できる。
【００１５】
請求項４は、請求項１のアンテナ用電波減衰器において、前記電磁波吸収体を、その厚みが開口面アンテナの放射方向の主軸位置から開口面の周辺部に向かって徐々に変化する形状に形成したことを特徴とする。
請求項４においては、放射方向の主軸位置から開口面の周辺部に向かって電磁波吸収体の厚みが徐々に変化するので、アンテナ用電波減衰器による減衰量もアンテナの主軸から方向がずれるに従って変化する。すなわち、アンテナ用電波減衰器の減衰量の違いにより、アンテナの指向性を微調整することもできる。
【００１６】
請求項５は、請求項１のアンテナ用電波減衰器において、前記電磁波吸収体の周辺部に、ネジなどの固定具を通すための穴を前記固定手段として形成したことを特徴とする。
請求項５においては、前記電磁波吸収体の周辺部に形成した穴にネジなどの固定具を通して、前記電磁波吸収体をアンテナやレドームに簡単に固定することができる。
【００１７】
請求項６は、請求項５のアンテナ用電波減衰器において、前記電磁波吸収体の周辺部に、アンテナと前記電磁波吸収体とを連結するための第１組の穴と、複数の電磁波吸収体を互いに連結するための第２組の穴とを前記固定手段として形成したことを特徴とする。
請求項６においては、第１組の穴にネジなどの固定具を通して、前記電磁波吸収体をアンテナやレドームに固定するとともに、第２組の穴にネジなどの固定具を通して、積層された複数の電磁波吸収体を互いに固定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明のアンテナ用電波減衰器の１つの実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。この形態は請求項１，請求項２及び請求項５に相当する。
図１はこの形態の電波減衰器及びアンテナの構成を示す分解斜視図である。図２はこの形態の電波減衰器を装着したアンテナを示す斜視図である。
【００１９】
この形態では、請求項１の電磁波吸収体及び固定手段は、それぞれ電波吸収体２１及びネジ穴２２に対応する。
この形態では、開口面アンテナの一種であるパラボラアンテナを利用する無線局において送信電力及び受信電力を低減する場合を想定している。
図２に示すように、この形態の電波減衰器２０は、アンテナ１０の電磁波放射面である開口面の全体を覆うように配置されている。
【００２０】
実際には、アンテナ１０の開口面にはそれを覆う形でアンテナレドーム１１が装着されているので、電波減衰器２０を構成する電波吸収体２１は図１に示すようにアンテナレドーム１１の外側に配置される。
電波吸収体２１は、電磁波を吸収する特性を有する材料で構成されている。実際には、酸化インジウムに酸化スズを添加したＩＴＯと呼ばれる導電性酸化物や、酸化亜鉛−酸化インジウム系導電性酸化物などの導電性セラミックスや、鉄などをベースにした磁性体粒子の集合体や、樹脂系電磁波吸収材料や、グラスウール基材の電磁波吸収材料や、誘電型の電磁波吸収材料を電波吸収体２１の材料として利用できる。
【００２１】
電波吸収体２１は、厚みが均一な板状であり、アンテナ１０の開口面の形状に合わせて円形に形成されている。電波吸収体２１の実際の厚みについては、アンテナ１０の設置に影響を及ぼさないように、最大でも数ｃｍから数十ｃｍ程度にするのが望ましい。
【００２２】
電波吸収体２１は、アンテナレドーム１１の全体を覆うようにアンテナレドーム１１又はアンテナ１０に固定することにより、電波減衰器２０として機能する。すなわち、導波管１５を介してアンテナ１０に入力される電力は、アンテナ１０から電磁波として放射されるが、その電磁波の一部分は電波吸収体２１で吸収され実際にアンテナ１０の外側に放射される電力は入力電力に対して減衰する。また、外部からアンテナ１０に到来する電磁波の一部分は、アンテナ１０に到達する前に電波吸収体２１で吸収されるため、到来する電磁波の電力に比べてアンテナ１０が受信する電力は減衰する。
【００２３】
電波吸収体２１を固定する方法としては、例えばアンテナレドーム１１の外周に沿って接着剤を塗布し、接着剤でアンテナレドーム１１と電波吸収体２１とを接着することもできる。しかし、接着すると電波吸収体２１の取り外しや交換が困難になる。
そこで、この例では取り外しや交換が容易になるように、ネジ（又はボルト）２３を用いて電波吸収体２１をアンテナレドーム１１に固定する。そのため、アンテナレドーム１１の周辺部及び電波吸収体２１の周辺部には、それぞれ４つのネジ穴１２及び２２が形成してある。
【００２４】
すなわち、４つのネジ２３をそれぞれ電波吸収体２１に形成されたネジ穴２２に通して、アンテナレドーム１１に形成されたネジ穴１２に差し込むことにより、電波吸収体２１をアンテナレドーム１１及びアンテナ１０に固定することができる。
この場合、電波吸収体２１はアンテナ１０の開口面の全体を覆うので、アンテナ１０の指向特性を大きく変えることなく送信電力及び受信電力を減衰させることができる。
【００２５】
電波減衰器２０による送受信電力の減衰量を調整する必要がある場合には、吸収特性の異なる複数種類の電波吸収体２１を予め用意しておき、アンテナレドーム１１に装着する電波吸収体２１を取り替えればよい。
電波吸収体２１の電磁波吸収特性については、例えば所望の周波数帯域において最低１０ｄＢ以上あるのが望ましい。
【００２６】
いずれにしても、電波減衰器２０はアンテナ１０の外側に装着すればよいので、アンテナ１０と無線送受信機（図示せず）とを切り離すことなく電波減衰器２０の脱着を行うことができる。すなわち、無線局の運用開始後であっても、運用を停止することなく電波減衰量、すなわち送受信する電力の調整を行うことができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
本発明のアンテナ用電波減衰器のもう１つの実施の形態について、図３及び図４を参照して説明する。この形態は、請求項３及び請求項６に相当する。
図３はこの形態の電波減衰器を装着したアンテナを示す斜視図である。図４はこの形態の電波減衰器及びアンテナの構成を示す分解斜視図である。
【００２８】
この形態は、第１の実施の形態の変形例である。第１の実施の形態と比べて変更された部分について以下に説明する。
電波減衰器３０を構成する各電波吸収体３１（１），３１（２），３１（３）は、第１の実施の形態と同様に電磁波を吸収する特性を有している。また、各電波吸収体３１は厚みが均一な平板状に形成されている。
【００２９】
各無線局に必要とされる減衰量は電波伝搬環境に応じて様々に変化する。従って、全ての無線局において適切な減衰量を実現するためには、吸収特性の異なる様々な種類の電波吸収体３１を予め用意する必要があり、電波吸収体３１の種類が多くなってしまう。
そこで、少ない種類の電波吸収体３１を用いて適切な減衰量を実現するために、この形態では図３に示すように複数の電波吸収体３１を積層した状態でアンテナ１０に装着できるように構成してある。
【００３０】
すなわち、各電波吸収体３１の周辺部には、図４に示すように多数のネジ穴３２，３４が形成されている。アンテナレドーム１１上のネジ穴１２と対向する位置に形成された第１組のネジ穴３２は、第１の実施の形態と同様に、電波吸収体３１をアンテナレドーム１１に固定するために用いられる。
また、その他の位置に形成された第２組のネジ穴３４は、複数の電波吸収体３１を互いに連結するために利用される。
【００３１】
つまり、図４に示すように、第１組のネジ３３を電波吸収体３１の第１組のネジ穴３２に通してアンテナレドーム１１上のネジ穴１２に固定し、１枚目の電波吸収体３１をアンテナレドーム１１に固定する。
そして、２枚以上の電波吸収体３１を装着する場合には、複数の電波吸収体３１を重ね合わせた状態で、第２組のネジ３５を第２組のネジ穴３４に通して、電波吸収体３１同士を結合し固定する。
【００３２】
この形態では、厚みに比例して減衰量が変化する材料を用いて電波吸収体３１を構成することを想定している。従って、例えば１枚で１０ｄＢの減衰量が得られる電波吸収体３１を３枚重ねて配置することにより、３０ｄＢの減衰量が得られる。つまり、重ねて設置する電波吸収体３１の枚数を変更することにより、電波減衰器３０の減衰量を調整することができる。
【００３３】
図４の例では、電波吸収体３１（１）とアンテナレドーム１１とを連結するために４つの第１組のネジ穴３２を利用し、互いに隣接する電波吸収体３１（１），３１（２）を連結するために４つの第２組のネジ穴３４を利用し、互いに隣接する電波吸収体３１（２），３１（３）を連結するために残りの４つの第２組のネジ穴３４を利用している。つまり、電波吸収体３１に形成された第２組のネジ穴３４の数に応じて積層可能な電波吸収体３１の枚数が決まる。
【００３４】
（第３の実施の形態）
本発明のアンテナ用電波減衰器のもう１つの実施の形態について、図５を参照して説明する。この形態は、請求項４に相当する。図５はこの形態の電波減衰器及びアンテナの構成を示す平面図である。
この形態は、第１の実施の形態の変形例である。第１の実施の形態と比べて変更された部分について以下に説明する。
【００３５】
この形態では、電波減衰器４０を構成する電波吸収体４１は、形状が第１の実施の形態と異なっている。すなわち、図５に示すように、アンテナ１０の放射方向の主軸位置である中央部で電波吸収体４１の厚みが最も大きく、周辺部に向かうに従って厚みが小さくなるような形状に形成されている。
このため、図５に示すようにアンテナ１０の主軸に対する放射方向の違いによって、電波吸収体４１の厚みが変化する。
【００３６】
この例では、厚みに比例して電磁波の吸収特性が変化する材料を用いて電波吸収体４１を構成してある。すなわち、樹脂系電磁波吸収材料や、電波暗室などで用いられるカーボン又はグラファイト混合の発泡ポリスチロールなどの材料を用いて電波吸収体４１を構成する。
このため、アンテナ１０の主軸に対する放射方向の違いによって電波減衰器４０の減衰量が変化する。従って、アンテナ１０の実質的な放射特性を電波吸収体４１の形状の違いにより細かく調整することができる。
【００３７】
但し、アンテナ１０の指向特性が大きく変化しないように電波吸収体４１の形状を定める必要がある。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のアンテナ用電波減衰器を用いることにより、無線局の運用を停止することなく簡単な作業でアンテナの送受信電力を有効に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の電波減衰器及びアンテナの構成を示す分解斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の電波減衰器を装着したアンテナを示す斜視図である。
【図３】第２の実施の形態の電波減衰器を装着したアンテナを示す斜視図である。
【図４】第２の実施の形態の電波減衰器及びアンテナの構成を示す分解斜視図である。
【図５】第３の実施の形態の電波減衰器及びアンテナの構成を示す平面図である。
【図６】従来の電波減衰器を装着したアンテナを示す斜視図である。
【図７】送受信電力を減らすための従来のアンテナの配置例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０　アンテナ
１１　アンテナレドーム
１２　ネジ穴
１５　導波管
１７　無線送受信機
２０，３０，４０　電波減衰器
２１　電波吸収体
２２　ネジ穴
２３　ネジ
３１　電波吸収体
３２　第１組のネジ穴
３３　第１組のネジ
３４　第２組のネジ穴
３５　第２組のネジ
４１　電波吸収体

Claims

電磁波を吸収する性質を有する電磁波吸収体と、
アンテナの電磁波放射方向の少なくとも一部分を覆う位置で、前記電磁波吸収体を前記アンテナに固定するための固定手段と
を設けたことを特徴とするアンテナ用電波減衰器。
請求項１のアンテナ用電波減衰器において、
前記電磁波吸収体を、開口面アンテナの開口面もしくは前記開口面を覆うレドームの全面を覆う形状に形成した
ことを特徴とするアンテナ用電波減衰器。
請求項１のアンテナ用電波減衰器において、
前記電磁波吸収体を、全面に渡って厚みが均一な平面形状に形成し、複数の電磁波吸収体の積層配置を可能にした
ことを特徴とするアンテナ用電波減衰器。
請求項１のアンテナ用電波減衰器において、
前記電磁波吸収体を、その厚みが開口面アンテナの放射方向の主軸位置から開口面の周辺部に向かって徐々に変化する形状に形成した
ことを特徴とするアンテナ用電波減衰器。
請求項１のアンテナ用電波減衰器において、
前記電磁波吸収体の周辺部に、ネジなどの固定具を通すための穴を前記固定手段として形成した
ことを特徴とするアンテナ用電波減衰器。
請求項５のアンテナ用電波減衰器において、
前記電磁波吸収体の周辺部に、アンテナと前記電磁波吸収体とを連結するための第１組の穴と、複数の電磁波吸収体を互いに連結するための第２組の穴とを前記固定手段として形成した
ことを特徴とするアンテナ用電波減衰器。