JP2004129032A

JP2004129032A - 通信用アンテナ

Info

Publication number: JP2004129032A
Application number: JP2002292160A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakagawa; 中川　聡志
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: JP3857634B2

Abstract

【課題】アンテナ要素が台風などの強風に曝された場合においても、同軸線相互の接続部が容易に断線しないようにした通信用アンテナを提供する
【解決手段】保護パイプ内に、１／２λの同軸線を複数縦列状に配置し、隣合う外部導体と内部導体とを交互に接続してアンテナ要素を構成し、同軸線相互の接続部には、絶縁材で弾力性を備える状態に形成されている包被部材を周設し、包被部材の軸線方向の長さを、接続部に連なる上下の同軸線の外部導体の周囲をも共に包被する長さに設定した。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として移動通信システムの基地局に用いられる通信用アンテナに関するもので、概念的には水平方向に向けて信号を放射したり、又は受信したりする場合に用いることのできる通信用アンテナに関するのである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コリニアアンテナと称される通信用アンテナは、中空筒状の保護パイプ内にアンテナ要素を収め、そのアンテナ要素は、長さがほぼ１／２λの短寸の同軸線を複数縦列状に配置し、それらの同軸線相互の接続は、隣合う外部導体相互間を絶縁すると共に隣合う外部導体と内部導体とを交互に接続して構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の通信用アンテナでは、中空筒状の保護パイプ内において、複数縦列状に配置された同軸線がゆらゆら揺れるので、これを防止するために同軸線の周囲と保護パイプ内面との間に介在物を挿入する構成が施されている。しかしそのように構成された通信用アンテナは台風等の強風が到来した後は、同軸線相互の接続部が断線している事故が多い。
【０００４】
本件出願の目的は、短寸の同軸線を複数縦列状に配置し、それらの同軸線相互の接続は、隣合う外部導体相互間を絶縁すると共に隣合う外部導体と内部導体とを交互に接続して構成されているアンテナ要素を中空筒状の保護パイプの中に収めた場合においても、内部のアンテナ要素が安定した状態で維持されるようにした通信用アンテナを提供しようとするものである。
他の目的は、アンテナ要素が台風などの強風に曝された場合においても、同軸線相互の接続部が容易に断線しないようにした通信用アンテナを提供しようとするものである。
他の目的は、同軸線相互の接続部に包被部材を付設するものであっても、その包被部材が容易に位置ずれしないように施すことができる通信用アンテナを提供しようとするものである。
他の目的は、同軸線相互の接続部に包被部材を付設する場合、極めて簡単に装着することのできるようにした通信用アンテナを提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明における通信用アンテナは、中空筒状の保護パイプ内に、長さがほぼ１／２λの同軸線を複数縦列状に配置し、それらの同軸線相互の接続は、隣合う外部導体相互間を外部導体よりも大きい外径の絶縁体で絶縁すると共に隣合う外部導体と内部導体とを交互に接続して構成される通信用アンテナにおいて、上記の同軸線相互の接続部には、絶縁材で弾力性を備える状態に形成されている包被部材が周設してあり、包被部材の軸線方向の長さは、上記接続部に周設した包被部材の上下の各端部が、接続部に連なる同軸線の外部導体の周囲をも共に包被する長さに設定してあり、包被部材の外形は、上記周設状態において保護パイプ内面に軽く接して位置決め可能な大きさにしたものである。
【０００６】
また好ましくは、上記包被部材は、上記同軸線相互の接続部の位置を中心にして左右に分離できる二つの包被部材要素からなり、各包被部材要素には、接続部の絶縁材の左右方向のほぼ半分を収納する部分と、接続部の上下に連なる各外部導体の左右方向のほぼ半分を夫々収納する部分を備えており、上記二つの包被部材要素を接続部の左右側方から合体させることによって接続部に包被部材を装着できるようにしたものであればよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本願発明の実施の形態を示す図面について説明する。
図１において（Ａ）は、一部を破断した通信用アンテナの正面図を示し、（Ｂ）は平面図。図２は、放射器における筒状体と、内部のエレメントと、それの取付部の関連を示すための一部破断縦断面図を示し、図３（Ａ）は、放射エレメントの接続部と、包被部材との位置関係を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。図４（Ａ）はエレメントの接続部を示す斜視図、（Ｂ）は包被部材要素の斜視図を示す。
【０００８】
これらの図において、１は、放射器４と、第１の反射器５と、第２の反射器６と、第３の反射器（図１（Ａ）における放射器４の陰に隠れて見えない）とを備える通信用アンテナを示す。なお反射器の数と、位置は、通信手段の環境によって任意に増減したり、求める指向性によってその位置を設定すると良い。上記放射器４における筒状体と、反射器５，６の筒状体とは、放射器４と反射器５の相互間に使用周波数に対応して高周波的に必要な間隙７ができる状態で並設状態となるように構成される。放射器４と、複数の反射器５における夫々の上下端部は、夫々図１に示されているように、上方に位置させる第１の支持枠２と、下方に位置させる第２の支持枠３に対して、夫々任意の取付具５３、３８、４０、１５を利用して連結される。このようにして通信用アンテナ１は構成される。
なお通信用アンテナ１における上記二つの支持枠２、３は、任意の硬質部材で直接連結して通信用アンテナ１を構成しても良いが、任意の構造物、例えば、ビルのベランダの手摺部材、任意高さの支柱（ポール）１０等に垂直状態で又は前傾させた状態で装着して使用に供される。
【０００９】
２ａ、３ａは、鉄板材によって形成されている支持枠２、３の連結部を示し、夫々連結用の透孔２ｂ、３ｂ（３ｂの透孔は図面には現れない）を備えている。連結部２ａ、３ａは、支柱１０の側から持出し状態の装着部材１１（連結用の透孔２ｂ、３ｂに対応をする透孔を備えている）に重合させてあり、かつ、上記連結用の透孔２ｂ、３ｂを用いて締具（例えばボルト）１２により着脱自在に固着してある。
【００１０】
上記放射器４の上下端部における第１の支持枠２と第２の支持枠３に対する取付は、第１の支持枠２に対して図２に表れるように下向きの凹部３６ｂを有する被具３６を固着し、第２の支持枠３に対して図２に表れるように上向きの凹部１５ｂを有する受具１５を固着し、夫々の凹部の中に上記放射器４における保護パイプ３５の上下の各端部３５ａ、３５ｂを挿入存置させる。
【００１１】
上向きの凹部１５ｂを有する受具１５は、アルミ合金材を切削加工をして形成するものであるが、例えばダイカストにより成形されたものであっても良い。第２の支持枠３に対する取付は、外周に張り出す鍔部１５ａを形成すると共に、透孔３ｃを貫通する連結部１６を形成し、これにナット状の止具１７を螺合１８させて着脱自在に締め付け固着してある。１９は合成樹脂又は金属性材料（例えばアルミ合金材）を用いて中空筒状に形成された防水筒で、上方は、止具１７の下部に形成してある包囲壁１７ａの内側に挿入した状態で、かつ、上記連結部１６の外周に嵌着させ、押しねじ状の止付部材２０で着脱自在に固着してある。
【００１２】
下向きの凹部３６ｂを有する被具３６は、受具１５と同様に、アルミ合金材を切削加工をして形成するものであるが、例えばダイカストにより成形されたものであっても良い。第１の支持枠２に対する取付は、下部に、外周に張り出す鍔部３６ａを形成すると共に、透孔２ｃを貫通する大きさの本体部を形成し、その本体部に、例えばダイカストにより成形されたキャップ３８を被せ付け、キャップ３８の内側に形成されている雌ねじと、本体部３６の外周に形成されている雄ねじとを螺合３９させ、張出部３６ａに対向する部分でもって第１の支持枠２を締付け固着してある。
【００１３】
放射器４のアンテナエレメント３０において、それの構成としては、図２においてはコリニアアンテナ３０を用いた例を示す。３１は、夫々放射エレメントを構成する同軸線（同軸ケーブル）を示し、ほぼ２分の１波長の長さに形成してあり、中心導体３１ａと外被導体３１ｂから成る。例えば黄銅パイプ３１ｂの中に、周囲に絶縁体を備える中心導体３１ａを挿入して構成する。３２は、電波が漏洩すること防止して、アンテナの特性を安定させる為に周知の構成によるスリーブを示し、１／４λの長さにしてある。
２３は、中継コネクターを示し、上端にはスリーブ３２に連なる同軸線３３を、ハンダ付け等の通常の接続手段を用いて接続し、下端には同軸ケーブル２５に連なる接続器２４を着脱自在に螺合手段を用いて連結している。（図２は、中継コネクター２３に対する接続器２４の螺合を行う前の状態を示すものであるが、使用に当たってはこれらは周知の如く螺合させて利用する）。中継コネクター２３は、上端の同軸線３３、３１を接続した状態でもって、下方から受具１５の内に挿入し、中継コネクター２３の周囲に設けた雄ねじを受具１５の内周に設けた雌ねじに螺合して固着する。２５は、結果的に上端の同軸線３３、３１に接続される同軸ケーブルを示す。
【００１４】
次に３５は、周知のように絶縁性を備える合成樹脂で形成された保護パイプ（レドーム）を示す（材質としては例えばＦＲＰ：ガラス繊維強化プラスチックを用いてもよい）。このパイプ３５は機械的に弱体な放射エレメント３０を保護するものであり、パイプ３５の内に、放射エレメント３０を挿入し、その周囲には、長手方向に適当な間隔を隔てて弾力性のある発泡スチロールなどの介在物４４を介設し、放射エレメント３０が常時保護パイプ３５の中心位置に位置するようにしてある。
保護パイプ３５の上下の端部３５ａ、３５ｂは、夫々上記の被具３６における下向きの凹部３６ｂと、受具１５における上向きの凹部１５ｂの内側に挿入し、夫々押し螺子などの任意の止付部材３７、２８を用いて固着してある。２７は、保護パイプ３５の外周とこれを包囲する部材との間を密着させる為に用いられているＯリングを示す。
【００１５】
次に図２に示されているように、中空筒状の保護パイプ３５内には、長さがほぼ１／２λの同軸線３１を複数縦列状に配置してある。それらの同軸線３１の相互の接続は、図示のように隣合う外部導体３１ｂ、３１ｂの相互間を外部導体３１ｂよりも大きい外径の板状で透明な任意材質の、例えばポリカーボネートで形成された絶縁体４２を介在させて夫々絶縁する。従って、絶縁体４２には二本の中心導体３１ａ、３１ａを貫通させるための透孔が必要となる。次に、隣合う夫々の外部導体３１ｂと内部導体３１ａとを図４（Ａ）に示されるように接続する。これは図示のように絶縁体４２を夫々貫通して相手方に向けて突出した二本の中心導体３１ａ、３１ａの先端を、夫々相手方の外部導体３１ｂの外周面に対して半田付け２９して行う。このように複数縦列状の同軸線３１を夫々接続部４１にて接続することにより通信用アンテナの主体部としてのアンテナエレメントは構成される。
【００１６】
上記コリニアアンテナ状のエレメント３０を備える通信用アンテナ１において、上記の同軸線相互の接続部４１には、低損失で、しかも軽量な絶縁材料、例えばプラスチックの絶縁発泡材で構成してある包被部材４４が図２に表れるように周設してある（図２の最上部の包被部材４４は、包被部材要素４４ａの一つを外して図示してある）。包被部材４４は、弾力性を備える材料、例えば発泡度が４０〜７０倍の発泡スチロールを用いると柔軟性があり、かつ弾力性もある状態に形成される。この包被部材４４の形状としては帯状に構成されたものを接続部４１に１回、又は複数回巻き付けても良いし、図４（Ｂ）に示されるような包被部材要素４４ａを二つ合体させて用いても良い。
【００１７】
包被部材４４の軸線方向の周設の長さ４９は、上記接続部４１に周設した包被部材４４の上下の各端部４４ｃが、接続部４１に隣接して連なる同軸線３１の外部導体３１ｂの周囲をも共に包被して、そこも接続部４１と一体化させて接続部４１の折れ曲がりが防止されるような長さに設定してある（例えば２８ｍｍ位）。
包被部材４４の外形寸法５０は、図３の接続部４１に対する周設状態において保護パイプ３５の内面に軽く接する程度に大きく（２０ｍｍ）してある。この寸法５０としては保護パイプ３５の内径２２ｍｍに近づけて密接させるのが好ましいが、保護パイプ３５に対して、複数縦列状の同軸線３１を夫々接続部４１にて接続して一連にしたアンテナエレメント３０を抜き差しする作業に障害をもたらす事のないように２０ｍｍ位以下となるように、即ち、保護パイプ３５に対して、複数縦列状の同軸線３１を位置決めできる範囲で、やや小さくするのが好ましい。
【００１８】
上記構成のものについての組立作業は、第２支持枠３に設ける透孔３ｃ、３ｄ等に対して図２に表れるように受具１５と、任意の取付具である反射器受具４０とを用いて図示の如く固着する。
その装着の過程においては図２の受具１５における上向きの凹部１５ｂに対しては、予め放射エレメント３０を挿通させ、エレメント３０における各接続部４１に包被部材４４を付設したり、更にその上に保護パイプ３５を被せ付けたり、保護パイプ３５の下端３５ａを受具１５における上向きの凹部１５ｂの内側に挿入し、止付部材２８で固着する等、必要な作業をする。また防水用のＯリング２７も予め図示の如く介設しておく。
また反射器受具４０に設ける上向きの凹部には、反射エレメント５、６の各端部を挿入固着する。
【００１９】
次に第１支持枠２の透孔２ｃ等の複数の透孔に対して図２に表れるように被具３６と、、キャップ３８とを図示の如く固着する。またそれには保護パイプ３５の上端３５ｂを差込み状態に固着する。また支持枠２の複数の透孔に対して図２に表れるように装着された取付具５３、５３の下向き凹部には反射エレメント５、６の各上端部を図示のように差込み状態に固着する。
このようにして一体化させた通信用アンテナ１には、必要に応じて上下二つの連結部２ａ、３ａの間に、鋼材１０を連結一体化させたり、或いはさせることなく現場に持ち込み、上下二つの連結部２ａ、３ａを現場に予め設置されている構造支持物１０に対して直接的にあるいは間接的に装着して送信（または受信）に用いる。上記した通信用アンテナ１の組付けの例は、作業の一例を示すのであるが、作業の都合によっては、部分的にそれらの作業順を前後逆にしても良い。
【００２０】
次に図４に示される包被部材要素４４ａは、２つ１組でもって包被部材４４を構成するのに用いるものである。これの材料としては、前述したように弾力性を備える材料、例えば発泡度が４０〜７０倍の発泡スチロールを用いて図示のごとく塑性成形したものである。上下に位置する４５、４６は、図４（Ａ）に示されるように、上下において少し芯ずれした状態で隣合う２組の外部導体３１ｂと内部導体３１ａの左右の各半分を、夫々個別に収納できるように対応凹状に形成した収容空間を示し、それらの間にあってはやや大きめの絶縁板４２を収容できるように切れ目４７（溝）が形成してある。４８ａ、４８ｂは、嵌合用の凹凸部を示し、本体成形時において対称的となる位置に、一体に形成してある。利用にあたっては、包被部材要素４４ａを２つ用意し、互いの合着面４４ｄを図３に示す様に合着させて一体化させ包被部材４４を構成する。
その場合、夫々の嵌合用の凸部４８ａは、凹部４８ｂに嵌合し、少し芯ずれした状態で隣合う上下の２組の外部導体３１ｂと内部導体３１ａの左右に、包被部材４４は包被した状態で一体化し、その状態は維持される。
このような状態で同軸線相互の接続部４１に、絶縁材で弾力性を備える状態に形成されている包被部材４４が周設されていると、
パイプ３５が振動し、外部導体３１ｂと、他の外部導体３１ｂとの間にある接続部４１が振れて共振作用を起こす環境になったとしても、実質的には共振作用を起こす恐れはなく、接続部４１の金属疲労を防止する上に役立つ。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、複数の同軸線３１を複数縦列状にし、それらの同軸線３１相互は、隣合う外部導体相互間を、隣合う外部導体３１ｂと内部導体３１ａとを交互に接続して構成されるアンテナ要素３０を中空筒状の保護パイプ３５内に収納存置させるものであっても、上記の同軸線３１相互の接続部には、絶縁材で弾力性を備える状態に形成されている包被部材４４を周設し、その外形は、上記周設状態において保護パイプ３５内面に軽く接して位置決めできる大きさにしてあるから、上記複数の同軸線３１の縦列状態を保ちながら、保護パイプ３５内の中央位置に安定した状態で位置させることのできる効果がある。
【００２２】
さらに上記の通信用アンテナ１が強風に曝されて、保護パイプ３５が弓なりになる等、強く振動する状態においても、同軸線３１相互の接続部は、包被部材４４で包被してあり、しかも包被部材４４の軸線方向の包被の長さは、上記接続部に周設した包被部材４４の上下の各端部４４ｃが、接続部に連なる同軸線３１の外部導体３１ｂの周囲をも共に包被する状態にしてあるから、機械的強度の弱い同軸線３１相互の接続部であっても、そこには共振的な繰返し振動は加わり難く、長期間保護でき、長寿命のアンテナとして用いることの出来る効果がある。
【００２３】
さらに本発明にあっては、包被部材４４は接続部に周設するものである。対象とする接続部は、隣合う外部導体３１ｂと内部導体３１ａとを交互に接続するものであるから、そこの外周形状には必ず凹凸が多くあり、そこの凹凸がある部分に巻き付けた包被部材４４は、上下に位置ずれすることはなく、いつまでもアンテナを正常に維持できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、一部を破断した通信用アンテナの正面図。（Ｂ）は、平面図。
【図２】放射器のパイプと放射エレメントの位置関係及び取付部の関連を示すための一部破断縦断面図。
【図３】（Ａ）は、放射エレメントの接続部と、包被部材との位置関係を示す正面図。（Ｂ）は、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】（Ａ）は、放射エレメントの接続部を示す斜視図。（Ｂ）は、包被部材要素の　　斜視図。
【符号の説明】
１・・・通信用アンテナ、２・・・第１支持枠、３・・・第２支持枠、４・・・放射器、５・・・第１反射器、６・・・第２反射器、７・・・間隙、１０・・・支柱、１１・・・装着部材、１２・・・締具、１５・・・受具、１６・・・連結部、１７・・・止具、１８・・・螺合部、１９・・・防水筒、２０・・・止付部材、２３・・・接続器、２４・・・接栓、２５・・・同軸ケーブル、２８・・・止付部材、３０・・・コリニアアンテナ、３１・・・同軸線、３１ａ・・・中心導体、３１ｂ・・・外被導体、３２・・・スリーブ、３３・・・接続導体、３５・・・保護パイプ、３６・・・被具、３７・・止付部材、３８・・・キャップ、３９・・・螺合部、４１・・・接続部、４２・・・絶縁板、４４・・・包被部材、４４ａ、４４ｂ・・・包被部材要素、４５・・・収容空間、４６・・・収容空間、４７・・・切れ目（溝）、４８・・・嵌合部。

Claims

中空筒状の保護パイプ内に、長さがほぼ１／２λの同軸線を複数縦列状に配置し、それらの同軸線相互の接続は、隣合う外部導体相互間を外部導体よりも大きい外径の絶縁体で絶縁すると共に隣合う外部導体と内部導体とを交互に接続して構成される通信用アンテナにおいて、
上記の同軸線相互の接続部には、絶縁材で弾力性を備える状態に形成されている包被部材が周設してあり、包被部材の軸線方向の長さは、上記接続部に周設した包被部材の上下の各端部が、接続部に連なる同軸線の外部導体の周囲をも共に包被する長さに設定してあり、包被部材の外形は、上記周設状態において保護パイプ内面に軽く接して位置決め可能な大きさにしてあることを特徴とする通信用アンテナ。
上記包被部材は、上記同軸線相互の接続部の位置を中心にして左右に分離できる二つの包被部材要素からなり、各包被部材要素には、接続部の絶縁材の左右方向のほぼ半分を収納する部分と、接続部の上下に連なる各外部導体の左右方向のほぼ半分を夫々収納する部分を備えており、上記二つの包被部材要素を接続部の左右側方から合体させることによって接続部に包被部材を装着できるようにしてあることを特徴とする請求項１記載の通信用アンテナ。