JP2004172895A - Antenna radome, antenna assembly using this, and tower structure for antenna placement - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放送塔などに設置されるアンテナ装置をカバーする防雪などの機能を有するアンテナレドーム、これを用いたアンテナ装置およびアンテナ設置用塔状構造物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、風、雨、雪などにさらされるアンテナ設置用塔状構造物では、誘電体のレドームでアンテナの外部を覆い、これによって、アンテナ特性が劣化あるいは変化しないようにしていた。
【0003】
図13は、従来のアンテナ設置用塔状構造物に設置されるアンテナ装置の設置状態を示す図である。図13は、水平方向の断面図であり、鉛直上部からみた図である。図13において、双ループアンテナであるアンテナエレメント106は、反射板105上に設置される。円柱状の支柱101の四方には、90度毎に、昇降用のステップボルト102が配置されている。反射板105は、円柱状の支柱101に固定される。この反射板105が固定された状態で、アンテナエレメント106を覆うように、レドーム104が被せられ、反射板105上に固定される。
【0004】
また、特許文献1には、互いを接合するフランジを有したカバー部材を複数用いて、断面形状が、略円形あるいは多角形の筒型構造を形成し、アンテナを覆い、風圧荷重を低減するアンテナカバーが記載されている。
【0005】
【特許文献1】
実開昭60−090902号公報 (第1−2頁、第1−2図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアンテナ装置のレドーム104は、アンテナエレメント106の外観形状および反射板105との位置関係によって決定されたかまぼこ形状となり、このかまぼこ形状が、支柱101の四方に張り出す形状となるとともに、反射板105の外縁部が剥き出しとなるため、メンテナンス作業時に、この張り出し部分あるいは剥き出し部分に作業者が引っかかり、メンテナンス作業に困難性がともない、さらには危険であるという問題点があった。
【0007】
一方、上述したレドーム104および反射板105の形状に加え、隣接する反射板105間あるいは反射板105と支柱101との間にそれぞれ隙間が存在するため、投影面積に比較して大きな風荷重を受け、また積雪時の着雪量も多いという問題点があった。特に、レドーム104が設置されていない場合における風荷重および着雪量は、無視できないほど大きい。
【0008】
なお、上述したレドーム104を設けない場合、アンテナエレメント106が剥き出しになるが、この場合、メンテナンス作業者の金属部分とアンテナエレメント106などが接触する可能性があり、短絡が発生するなど、その危険度はさらに大きくなる。また、レドーム104による耐環境保護を受けることができないため、アンテナエレメント106などのアンテナ装置自体に十分な耐環境性および機械的強度を持たせる必要がある。
【0009】
また、アンテナエレメント106および反射板105は、必ずしも支柱101の四方に90度間隔で均等に配置されているとは限らず、2面のみ、あるいは3面のみに配置され、さらに、その配置面角度も様々な場合が多い。そのため、アンテナ装置に対する風荷重あるいは着雪によってアンテナ設置用塔状構造物にかかる負荷が不均一に分布し、あるいは一定箇所へ集中する場合が多く、該塔状構造物を構成する部品の機械的強度が劣化し、この部品の疲労破壊あるいは応力腐食割れ等が発生し、さらに、長期的には該塔状構造物の傾斜を引き起こすという問題点があった。
【0010】
さらに、レドーム104の形状は、アンテナエレメント106の形状とその設置面角度にほとんど依存されるので、アンテナエレメント106を含むアンテナ装置の交換作業が生じた場合、あるいは支柱101に対するアンテナエレメント106の設置面角度が各局によって様々である場合、レドーム104自体もその形状および設置面角度に合わせて個別に設計し、製造しなければならず、アンテナ装置に対する汎用性に欠けるものであった。
【0011】
一方、上述した特許文献1に記載されたアンテナカバーでは、隣接するカバー部材のフランジを合わせ、ボルトとナットとで締め付けて接合して一つの大きなアンテナカバーを形成するようにしているため、全体構造におけるこのフランジ部分が大きな突起を形成し、この突起が風を受けることによって風圧荷重を十分に低減することができないという問題点があった。
【0012】
また、この突起あるいはボルトの先端は、メンテナンス作業のための昇降時に、衣類や工具が引っかかり、危険性が高くなるとともに、カバー部材同士の接合によって一つの大きなレドームを形成しているため、一つのカバー部材の取り外しによって隣接する他のカバー部材の固定が弱まり、さらには落下による危険性も増大するという問題点があった。
【0013】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、メンテナンス作業などの作業容易性および安全性を確保することができるとともに、アンテナ装置の耐環境性を保持できるアンテナレドーム、これを用いたアンテナ装置およびアンテナ設置用塔状構造物を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1にかかるアンテナレドームは、柱状体の長手方向に沿って3列に配置され、前記柱状体の軸中心から半径方向に延び、各列間に該柱状体に設置されるアンテナ装置を収容する空間を画成する昇降用のステップボルト群と、前記ステップボルト群の各列毎に固定された複数の支持部材と、隣接する前記支持部材間を覆う複数のカバー部材と、を備えたことを特徴とする。
【0015】
この請求項1の発明によれば、昇降用のステップボルト群が、柱状体の長手方向に沿って3列に配置されるとともに前記柱状体の軸中心から半径方向に延びるように柱状体に取り付けられ、各支持部材が、前記ステップボルト群の各列にそれぞれ固定され、各カバー部材が、前記支持部材にそれぞれ独立して直接支持され、この支持によって、隣接する支持部材間を覆うとともに、該ステップボルト群の各列間に画成されるアンテナ装置の収容空間の全面を覆うようにし、該柱状体に設置されるアンテナ装置を風雨や雪などの環境から保護するレドームとしての機能を持たせるようにし、アンテナエレメント形状、アンテナ取り付け半径、あるいはアンテナ取り付け面角度に関係なく、一種類のレドームでアンテナ装置における耐環境性の保持を対応可能としている。ここで、各カバー部材は独立して支持部材に支持されるため、各カバー部材同士の接合によるカバー集合体構造に比して強度を高くすることができる。また、各カバー部材は隣接するカバー部材を相互に接合するフランジ部を有していないため、大きな突起部分が形成されず、風荷重や風雪量を低減できるとともに、メンテナンス作業時における容易性および安全性を確保することができる。
【0016】
また、請求項2にかかるアンテナレドームは、上記発明において、前記カバー部材は、前記柱状体を中心とし、断面が5以上の角数の多角形をなして、隣接する前記支持部材間を覆うことを特徴とする。
【0017】
この請求項2の発明によれば、前記カバー部材は、前記柱状体を中心とし、断面が5以上の角数の多角形をなして、隣接する前記支持部材間を覆うようにし、外部表面に沿った空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生を低減している。
【0018】
また、請求項3にかかるアンテナレドームは、上記発明において、前記カバー部材は、前記柱状体を中心とし、断面が円形をなして、隣接する前記支持部材間を覆い、前記カバー部材の外部表面は、半球状あるいは断面形状が半円である帯状のくぼみ、もしくは突起を有し、前記くぼみ、もしくは突起は、前記外部表面に沿って直線上あるいは螺旋状に配置されることを特徴とする。
【0019】
この請求項3の発明によれば、前記カバー部材の外部表面は、半球状あるいは断面形状が半円である帯状のくぼみ、もしくは突起を有し、前記くぼみ、もしくは突起は、前記外部表面に沿って直線上あるいは螺旋状に配置し、外部表面に沿った空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生を低減している。
【0020】
また、請求項4にかかるアンテナレドームは、上記発明において、前記半球状あるいは断面形状が半円である帯状のくぼみ、もしくは突起の半径は、0.5〜10mmの範囲であることを特徴とする。
【0021】
この請求項4の発明によれば、前記半球状あるいは断面形状が半円である帯状のくぼみ、もしくは突起の半径を0.5〜10mmとすることによって、可能な限り空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生を低減している。
【0022】
また、請求項5にかかるアンテナレドームは、上記発明において、前記カバー部材の上端部および下端部は、テーパ面の一部を形成し、前記支持部材の上端部および下端部は、テーパ面を形成するように傾斜していることを特徴とする。
【0023】
この請求項5の発明によれば、前記カバー部材の上端部および下端部にテーパ面の一部を形成し、かつ、前記支持部材の上端部および下端部にテーパ面を形成するような傾斜を設け、前記カバー部材の上端部および下端部、ならびに前記支持部材の上端部および下端部をそれぞれ接合させることによって、隣接する支持部材間を覆うようにし、鉛直上方から受ける風荷重や着雪量を低減するとともに、鉛直下方から受ける吹き上げの風雪による荷重を低減するようにしている。
【0024】
また、請求項6にかかるアンテナレドームは、上記発明において、前記カバー部材は、開閉機構を備えたことを特徴とする。
【0025】
この請求項6の発明によれば、前記カバー部材を開閉可能にし、メンテナンス作業時におけるカバー部材の落下を防止するとともに、作業の容易性を高めている。
【0026】
また、請求項7にかかるアンテナレドームは、上記発明において、前記ステップボルト群の各列間の隣接角度は、90〜180度の範囲であることを特徴とする。
【0027】
この請求項7の発明によれば、前記ステップボルト群に取り付けられた前記支持部材の隣接角度は、90〜180度の範囲としており、アンテナエレメント形状、アンテナ取り付け半径、あるいはアンテナ取り付け面角度に関係なく、一種類のレドームでアンテナ装置の耐環境性を保持するとともに、カバー部材全体の強度を高めている。
【0028】
また、請求項8にかかるアンテナレドームは、上記発明において、前記カバー部材の外部表面に、撥水性塗料が塗布されていることを特徴とする。
【0029】
この請求項8の発明によれば、前記カバー部材の外部表面に撥水性塗料を塗布し、当該アンテナレドームの外部表面に雪や水滴などを付着させないようにしている。
【0030】
また、請求項9にかかるアンテナ装置は、上記発明において、請求項1〜8のいずれか一つに記載のアンテナレドームによって覆われたことを特徴とする。
【0031】
この請求項9の発明によれば、請求項1〜8のいずれか一つに記載のアンテナレドームによって覆うようにしているので、上述した請求項1〜8の作用効果を奏する。
【0032】
また、請求項10にかかるアンテナ設置用塔状構造物は、地上に固定された前記柱状体を少なくとも有し、前記アンテナレドームによって覆われた請求項9に記載のアンテナ装置を備えたことを特徴とする。
【0033】
この請求項10の発明によれば、請求項9に記載のアンテナ装置を備えるようにしているので、上述した請求項1〜9の作用効果を奏する。さらに、アンテナ装置に対する風荷重や着雪によってアンテナ設置用塔状構造物にかかる負荷が、不均一に分布し、あるいは一定箇所へ集中することを防止し、該塔状構造物を構成する部品の機械的強度劣化を抑制しており、疲労破壊あるいは応力腐食割れ等の発生を抑制し、さらに、長期的には該塔状構造物の傾斜を防止している。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるアンテナレドーム、これを用いたアンテナ装置およびアンテナ設置用塔状構造物の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【0035】
図1は、この発明の実施の形態であるアンテナレドームを用いたアンテナ装置の構成を示す破断図である。また、図2は、図1に示したアンテナ装置を上部平面から見た破断図である。図1および図2において、このアンテナ装置は、アンテナ設置用塔状構造物の上部に設置され、かつ、円柱状の支柱1の水平方向の三方に配置される。昇降用のステップボルト2は、支柱1の長手方向に3列に配置され、水平方向に取り付けられる。すなわち、ステップボルト2は、支柱1におけるアンテナ装置の設置領域を水平方向に3分割している。
【0036】
また、ステップボルト2の各列によって3分割された設置領域には、4つのループをもつ4Lアンテナであるアンテナ装置が設置される。このアンテナ装置は、反射板5上にアンテナエレメント6を有しており、このアンテナエレメント6からUHF帯の放送電波が輻射される。
【0037】
一方、ステップボルト2の各列には、枠状構造の支持部材3がそれぞれ取り付けられる。この支持部材3は、FRPやABS樹脂などで形成されたカバー4を支持する。なお、カバー4は、支柱1を中心とし、断面が多角形の形状をなしてアンテナ装置の外部全面を覆うように支持部材3に固定されている。特に、カバー4の上下端部は、それぞれテーパ面を形成し、支柱1側に集約される形状をなしている。これによって、支柱1の三方に取り付けられたアンテナ装置全体を覆うことができ、雨、風、雪等、特に、上方から吹き降ろす風荷重や着雪、あるいは下方から吹き上げる風荷重から、アンテナの機能を低下させずにアンテナ装置を保護することができる。すなわち、カバー4は、アンテナエレメント6などのアンテナ装置の形状に左右されない汎用性のあるアンテナレドームとしての機能を有する。特に、反射板5も、カバー4内に収納されるので、作業性および安全性についても優れたものとなる。
【0038】
ここで、カバー4の外観形状について、詳細に説明する。図3は、この実施の形態におけるカバー4を斜め上方から見た外観形状を示す模式図である。図3において、カバー4は、胴体部bの上部に上端部aが接合されるとともに、胴体部bの下部に下端部cが接合されることによって構成される。また、カバー4の側面両端部には、カバー4と支持部材3とを接合するためのネジ穴が形成されている(図示せず)。なお、この胴体部bに対する上端部aおよび下端部cの接合は、溶接等によってなされ、カバー4の外部表面における該接合部は、突起あるいはへこみが生じないように、可能な限り滑らかな形状をなしている。
【0039】
また、カバー4は、上端部aおよび下端部cにおいて、テーパ面の一部を形成し、支持部材3に取り付け後、支柱1側に集約される形状をなす。さらに、カバー4の支柱1側の端部における支柱1との接合面は、支柱1と隙間なく接合するように、支柱1の表面形状が内部面として形成される。
【0040】
図4は、支柱1に取り付けられたステップボルト2と支持部材3との結合関係を示す図である。また、図5は、図4に示したステップボルト2と支持部材3との結合関係を上部平面から見た図である。
【0041】
図4において、支持部材3は、支柱1の長手方向に沿って3列に配置されたステップボルト2の各列にそれぞれ固定され、上下端部は、支柱1側に折り曲げられた構造となっている。なお、支持部材3に開けられた穴であって、ステップボルト2が挿入される以外の部分に開けられた穴は、支持部材3とカバー4とを固定するためのネジ穴である。
【0042】
また、図5において、ステップボルト2は、支柱1の軸心CLを中心とし、その各列間における角度n1〜n3が、それぞれ90〜180度の範囲になるように配置されている。したがって、ステップボルト2の各列に固定された支持部材3は、隣接する支持部材3間における角度が、それぞれ90〜180度の範囲になるように配置されている。これによって、支柱1におけるアンテナ装置の設置領域は、支柱1の長手方向に3分割されるとともに、軸心CLを中心とし、90〜180度の範囲の角度をなすので、アンテナ装置の取り付け面角度の自由度が増大し、広範囲なアンテナシステムに適用可能なアンテナ装置を収容できる。さらに、カバー4が支持部材3に取り付けられ、隣接する支持部材3間を覆うことによって、アンテナエレメント6などのアンテナ装置の形状あるいはアンテナ装置の取り付け面角度等に左右されず、アンテナ装置の外部全面を覆うことができる。すなわち、支持部材3は、アンテナ装置に対して汎用性のあるアンテナレドームとして機能するカバー4を支持することができる。
【0043】
なお、このステップボルト2の各列間における角度n1〜n3は、120±5度の範囲であることが望ましく、これによって、支柱1における3分割されたアンテナ装置の設置領域を可能な限り均等化し、支持部材3に取り付けられるカバー4の全体の強度を一層高めることができる。
【0044】
ここで、図6および図7を参照して、ステップボルト2に対するカバー4の取り付けについて説明する。図6(a)において、まず固定されたナット12と螺動するナット13との間に支持部材取り付け用のピース11を挿入した状態で、ステップボルト2を支柱1に取り付ける。
【0045】
その後、図6(b)に示すように、ナット13をナット12側に螺動し、ピース11を螺着する。さらに、図6(c)に示すように、支持部材3をピース11の位置まで挿入し、ネジ14で固定する(図6(d)参照)。さらに、図7(a)および図7(b)に示すように、カバー4を支持部材3の位置まで挿入し、支持部材3とカバー4との間をネジ15に対応した位置でネジ止めする(図7(c)参照)。なお、カバー4のネジ14に対応する箇所には、ネジ14との干渉を避けるための切り欠きが設けられている。
【0046】
なお、上述したカバー4は、断面が多角形の形状であったが、断面が円形であってもよいし、ほぼ円形であってもよい。このように断面を多角形あるいは円形の形状とすることによって、風荷重を低減できるとともに着雪量の低減をも図ることができ、アンテナ装置を設置する塔状構造物などにかかる荷重負荷を低減させることができる。さらに、断面が多角形あるいは円形であり、しかも、反射板5などが外部に剥き出しとならないため、メンテナンス作業が容易であるとともに作業時の事故を未然に防止することができる。さらに、反射板5を含めたアンテナ装置自体がカバー4に完全に覆われるため、アンテナ装置との接触がなく、短絡等による危険性も回避することができる。
【0047】
さらに、各カバー4は、支持部材3を介して隣接配置され、それぞれ支持部材3に独立して接合されるようになっているので、一つのカバー4を外しても、隣接する他のカバー4の接合に全く影響がなく、カバー4全体の形状を確実に維持できるとともに、他のカバー4が落下することもないので、安全性を確保することができる。なお、各カバー4は、支持部材3によって直接接合されているため、各カバー4の集合体としてカバー全体の強度を保持している場合に比してカバー全体の強度を高めることができる。
【0048】
また、各カバー4は、上述したように、カバー4同士がフランジ等で直接接合されないため、突起部分が少なく、メンテナンス作業時における安全性を確保することができるとともに、この突起部分がないことから、風荷重を低減することができる。
【0049】
ここで、カバー4の外部表面に沿って空気が流れる場合、変動揚力が発生し、カバー4における空気の下流側に、交互にカルマン渦が発生し、カバー4が振動する。この振動の発生は、カバー4の外部表面に沿った空気の剥離点を最適化することによって低減することができる。図8は、カバー4の形状の違いによる揚力係数の時間変化を示したものである。図8では、カバー4の断面形状を円形にした場合と正24角形にした場合とを示している。
【0050】
図8に示すように、正24角形の方が円形に比して揚力係数が小さく、振動が小さいことがわかる。これは、空気の剥離点が、円形に比して正24角形の方が最適な位置となっていることを示す。したがって、断面形状が円形の場合に比して正多角形、特に正24角形にする場合の方が、振動が小さいカバーを実現することができる。この多角形の角数が4すなわち正方形の場合には、風荷重の低減が十分でなくなることから好ましくなく、角数が5以上の正多角形であることが望ましい。特に、図8に示す正24角形とすることが、一層好ましい。もちろん、カバー4に流入する風速やカバーの外径などの違いによって、角数は適切に設定することが好ましい。すなわち、この角数は、カバー4が設置される環境のデータをもとにして、最適な角数を設定すればよい。
【0051】
ところで、カバー4の断面形状は、円形よりも、5以上の正多角形が好ましいと述べたが、断面形状が円形あるいは略円形である場合であっても、空気の剥離点を最適化することができる。すなわち、カバー4の外部表面側に、断面形状が半径0.5〜10mm程度の半球状のくぼみ(ディンプル)を設けるようにする。このくぼみによって、カバー4の外部表面に沿った空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生を低減し、風荷重および着雪量の低減を図ることができる。もちろん、図9に示すように、正多角形であるカバー4の外部表面側にディンプル21を設けるようにして、さらに空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生を低減するようにしてもよい。なお、半球のくぼみではなく、突起を設けるようにしてもよい。さらには、これらくぼみ21、あるいは突起の配置は、上下方向、すなわち縦方向に直線上に配置してもよいし、支柱1のまわりを取り巻くように、螺旋状に配置するようにしてもよい。
【0052】
さらに、図10に示すように、断面形状が半径0.5〜10mm程度の半円である帯状のくぼみ22を設けるようにしてもよい。このくぼみ22によって、上述したくぼみ21と同様に、カバー4の外部表面に沿った空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生の低減をさらに図ることができる。なお、帯状のくぼみ22ではなく、帯状の突起を設けるようにしてもよい。さらには、これらくぼみ22、あるいは突起の配置は、上下方向、すなわち縦方向に直線上に配置してもよいし、支柱1のまわりを取り巻くように、螺旋状に配置するようにしてもよい。
【0053】
また、上述したカバー4の外部表面に撥水性塗料を塗布あるいはコーティングするようにしてもよい。撥水性塗料の塗布等によって、カバー4の外部表面に水滴などが付着せず、支柱1などへの荷重負荷を低減でき、カバー4自体の耐環境性を増すことができる。
【0054】
ところで、上述したアンテナ装置では、カバー4の取り外しが可能であるが、そのままでは、いずれかの箇所に取り外したカバー4を掛けておく必要がある。
このため、図11に示すように、蝶番30を支持部材3の近傍に設け、各カバー4を開閉可能にし、カバー4の取り外し時における作業性を良くすることができる。このカバー4の開閉には、一方の支持部材3側のネジ15を取り外すことによって行われる。したがって、図11に示す方向とは逆方向の開閉も可能である。すなわち、左右の開閉が可能であり、一層作業性を良くすることができる。また、蝶番30を分散的に配置するのではなく、図12に示すように、カバー4自体を、軸4aを中心に回動する蝶番構成にしてもよい。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、この請求項1の発明によれば、昇降用のステップボルト群が、柱状体の長手方向に沿って3列に配置されるとともに前記柱状体の軸中心から半径方向に延びるように柱状体に取り付けられ、各支持部材が、前記ステップボルト群の各列にそれぞれ固定され、各カバー部材が、前記支持部材にそれぞれ独立して直接支持され、この支持によって、隣接する支持部材間を覆うとともに、該ステップボルト群の各列間に画成されるアンテナ装置の収容空間の全面を覆うようにし、該柱状体に設置されるアンテナ装置を風雨や雪などの環境から保護するレドームとしての機能を持たせるようにしたので、アンテナエレメント形状、アンテナ取り付け半径、あるいはアンテナ取り付け面角度に関係なく、一種類のレドームでアンテナ装置の耐環境性を保持することができるという効果を奏する。また、各カバー部材は独立して支持部材に支持されるため、各カバー部材の接合によるカバー集合体構造に比して強度を高くすることができるという効果を奏する。さらに、各カバー部材は、隣接するカバー部材を相互に接合するフランジ部を有していないため、大きな突起部分が形成されず、風荷重や風雪量を低減できるとともに、メンテナンス作業時における容易性および安全性を確保することができるという効果を奏する。
【0056】
また、請求項2の発明によれば、前記カバー部材は、前記柱状体を中心とし、断面が5以上の角数の多角形をなして、隣接する前記支持部材間を覆うようにしているので、前記柱状体に設置されるアンテナ装置の耐環境性を保持する汎用性の高いアンテナレドームを実現できるとともに、該アンテナレドームの外部表面に沿った空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生を低減できるという効果を奏する。
【0057】
また、請求項3の発明によれば、前記カバー部材は、前記柱状体を中心とし、断面が円形をなして、隣接する前記支持部材間を覆うようにし、さらに、前記カバー部材の外部表面は、半球状あるいは断面形状が半円である帯状のくぼみ、もしくは突起を有し、前記くぼみ、もしくは突起は、前記外部表面に沿って直線上あるいは螺旋状に配置しているので、前記柱状体に設置されるアンテナ装置の耐環境性を保持する汎用性の高いアンテナレドームを実現できるとともに、該アンテナレドームの外部表面に沿った空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生を低減できるという効果を奏する。
【0058】
また、請求項4の発明によれば、前記半球状あるいは断面形状が半円である帯状のくぼみ、もしくは突起の半径を0.5〜10mmとすることによって、可能な限り空気の剥離点を最適化し、変動揚力の発生を低減しているので、アンテナ装置およびその取付柱にかかる負荷を確実に低減することができるという効果を奏する。
【0059】
また、請求項5の発明によれば、前記カバー部材の上端部および下端部にテーパ面の一部を形成し、かつ、前記支持部材の上端部および下端部にテーパ面を形成するような傾斜を設け、前記カバー部材の上端部および下端部、ならびに前記支持部材の上端部および下端部をそれぞれ接合させることによって、隣接する支持部材間を覆うようにしているので、アンテナ装置に対する鉛直上方から受ける風荷重や着雪量を低減するとともに、鉛直下方から受ける吹き上げの風雪による荷重を低減することができるという効果を奏する。
【0060】
また、請求項6の発明によれば、前記カバー部材を開閉可能にし、メンテナンス作業時におけるカバー部材の落下を防止するとともに、作業の容易性を高めることができるという効果を奏する。
【0061】
また、請求項7の発明によれば、前記ステップボルト群に取り付けられた前記支持部材の隣接角度は、90〜180度の範囲としているので、アンテナエレメント形状、アンテナ取り付け半径、あるいはアンテナ取り付け面角度に関係なく、一種類のレドームでアンテナ装置の耐環境性を保持する汎用性の高いアンテナレドームを実現できるとともに、カバー部材全体の強度を高めることができるという効果を奏する。
【0062】
また、請求項8の発明によれば、前記カバー部材の外部表面に撥水性塗料を塗布し、当該アンテナレドームの外部表面に雪や水滴などを付着させず、さらに流動抵抗も低減することができる場合があるので、一層アンテナ装置およびその取付柱にかかる負荷を低減することができるという効果を奏する。
【0063】
また、請求項9の発明によれば、請求項1〜8のいずれか一つに記載のアンテナレドームによって覆うようにしているので、上述した請求項1〜8の作用効果を奏する。
【0064】
また、請求項10の発明によれば、請求項9に記載のアンテナ装置を備えるようにしているので、上述した請求項1〜9の作用効果を奏する。さらに、アンテナ装置に対する風荷重や着雪によってアンテナ設置用塔状構造物にかかる負荷が、不均一に分布し、あるいは一定箇所へ集中することを防止し、該塔状構造物を構成する部品の機械的強度劣化を抑制しているので、その疲労破壊あるいは応力腐食割れ等の発生を抑制し、さらに、長期的には該塔状構造物の傾斜を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態であるアンテナレドームを有したアンテナ装置の構成を示す破断図である。
【図2】図1に示したアンテナ装置の上方平面からみた破断図である。
【図3】この発明の実施の形態であるアンテナレドームを構成するカバー部材の外観形状を示す模式図である。
【図4】図1に示したアンテナ装置のステップボルトと支持部材との接続関係を示す図である。
【図5】図4に示したステップボルトと支持部材との接続関係を上方平面からみた図である。
【図6】ステップボルトに対する支持部材の取付順序を示す図であり、(d)は、A−A線断面図である。
【図7】ステップボルトに対するカバーの取付順序を示す図であり、(c)は、B−B線断面図である。
【図8】カバーの形状の違いによる揚力係数の時間変化を示す図である。
【図9】カバーの外部表面にディンプルを設けた一例を示す図である。
【図10】カバーの外部表面に帯状のくぼみを設けた一例を示す図である。
【図11】蝶番を用いてカバーの開閉を可能にしたアンテナ装置の構造を示す破断図である。
【図12】カバー自体を蝶番構成にしたアンテナ装置の一部構造を示す図である。
【図13】従来のアンテナ装置の構造を示す破断図である。
【符号の説明】
1 支柱
2 ステップボルト
3 支持部材
4 カバー
5 反射板
6 アンテナエレメント
11 ピース
12,13 ナット
14,15 ネジ
21,22 くぼみ
30 蝶番[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna radome having a function such as snow protection for covering an antenna device installed in a broadcast tower or the like, an antenna device using the same, and a tower-like structure for antenna installation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a tower-like structure for antenna installation that is exposed to wind, rain, snow, and the like, the outside of the antenna is covered with a dielectric radome so that the antenna characteristics do not deteriorate or change.
[0003]
FIG. 13 is a diagram illustrating an installation state of an antenna device installed on a conventional tower structure for antenna installation. FIG. 13 is a cross-sectional view in the horizontal direction, as viewed from vertically above. In FIG. 13, an
[0004]
Patent Document 1 discloses an antenna that uses a plurality of cover members each having a flange that joins each other to form a cylindrical structure having a substantially circular or polygonal cross-sectional shape, covers the antenna, and reduces a wind pressure load. The cover is described.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 60-090902 (Page 1-2, Figure 1-2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the
[0007]
On the other hand, in addition to the shapes of the
[0008]
If the above-mentioned
[0009]
In addition, the
[0010]
Further, since the shape of the
[0011]
On the other hand, in the antenna cover described in Patent Literature 1 described above, the flanges of the adjacent cover members are aligned, and are fastened and joined together with bolts and nuts to form one large antenna cover. This flange portion forms a large projection, and there is a problem that the wind pressure load cannot be sufficiently reduced by the projection receiving the wind.
[0012]
In addition, the tip of the projection or the bolt is caught by clothing and tools during the ascent and descent for the maintenance work, which increases the danger and forms one large radome by joining the cover members together. The removal of the cover member weakens the fixation of another adjacent cover member, and further increases the risk of falling.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and is an antenna radome that can ensure easiness and safety of work such as maintenance work, and can maintain environmental resistance of an antenna device. An object of the present invention is to provide an antenna device and a tower-like structure for installing an antenna using the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the antenna radome according to claim 1 is arranged in three rows along the longitudinal direction of the column, extends in the radial direction from the axial center of the column, and extends between the respective rows. A step bolt group for elevating and lowering which defines a space for accommodating the installed antenna device, a plurality of support members fixed for each row of the step bolt group, and a plurality of covers for covering between the adjacent support members And a member.
[0015]
According to the first aspect of the present invention, the step bolts for lifting and lowering are arranged in three rows along the longitudinal direction of the column and attached to the column so as to extend in the radial direction from the axial center of the column. Each support member is fixed to each row of the step bolt group, and each cover member is directly directly supported by the support member independently, and the support covers the adjacent support members, and The whole space of the housing space of the antenna device defined between the rows of the step bolt group is covered, and the antenna device installed on the columnar body has a function as a radome that protects the antenna device from the environment such as wind, rain and snow. In this way, regardless of the antenna element shape, antenna mounting radius, or antenna mounting surface angle, one type of radome can maintain the environmental resistance of the antenna device. As a possible supported the. Here, since each of the cover members is independently supported by the support member, the strength can be increased as compared with a cover assembly structure formed by joining the cover members. In addition, since each cover member does not have a flange portion that joins adjacent cover members to each other, a large protrusion is not formed, so that the wind load and the amount of snow can be reduced, and easiness and safety during maintenance work can be reduced. Property can be ensured.
[0016]
Further, in the antenna radome according to
[0017]
According to the invention of
[0018]
Further, in the antenna radome according to
[0019]
According to the third aspect of the present invention, the outer surface of the cover member has a band-shaped depression or projection having a hemispherical or semicircular cross-sectional shape, and the depression or projection extends along the external surface. They are arranged linearly or spirally to optimize the air separation points along the outer surface and reduce the occurrence of fluctuating lift.
[0020]
The antenna radome according to
[0021]
According to the fourth aspect of the invention, the stripping point of the air is optimized as much as possible by setting the radius of the band-shaped depression or the projection having a semicircular or semicircular cross section to 0.5 to 10 mm. , Reducing the occurrence of fluctuating lift.
[0022]
Further, in the antenna radome according to
[0023]
According to the fifth aspect of the present invention, the inclination is formed such that a part of the tapered surface is formed at the upper end and the lower end of the cover member, and the tapered surface is formed at the upper end and the lower end of the support member. The upper end and the lower end of the cover member, and the upper end and the lower end of the support member are respectively joined, so as to cover between adjacent support members, and reduce the wind load and the amount of snow received from vertically above. In addition to reducing the load, the load due to the snow blown up from below vertically is reduced.
[0024]
An antenna radome according to a sixth aspect is characterized in that, in the above invention, the cover member has an opening / closing mechanism.
[0025]
According to the sixth aspect of the present invention, the cover member can be opened and closed to prevent the cover member from dropping during the maintenance work and to enhance the easiness of the work.
[0026]
The antenna radome according to claim 7 is characterized in that, in the above invention, an adjacent angle between the rows of the step bolt group is in a range of 90 to 180 degrees.
[0027]
According to the seventh aspect of the invention, the adjacent angle of the support member attached to the step bolt group is in a range of 90 to 180 degrees, and is related to the antenna element shape, the antenna attachment radius, or the antenna attachment surface angle. Instead, one type of radome maintains the environmental resistance of the antenna device and increases the strength of the entire cover member.
[0028]
An antenna radome according to claim 8 is the invention according to the above invention, wherein a water-repellent paint is applied to an outer surface of the cover member.
[0029]
According to the invention of claim 8, a water-repellent paint is applied to the outer surface of the cover member so as to prevent snow and water droplets from adhering to the outer surface of the antenna radome.
[0030]
According to a ninth aspect of the present invention, in the above invention, the antenna device is covered with the antenna radome according to any one of the first to eighth aspects.
[0031]
According to the ninth aspect of the present invention, since the antenna radome according to any one of the first to eighth aspects covers the antenna, the operation and effect of the first to eighth aspects described above are achieved.
[0032]
Further, a tower-like structure for antenna installation according to claim 10 has at least the columnar body fixed on the ground, and includes the antenna device according to
[0033]
According to the tenth aspect of the present invention, since the antenna device according to the ninth aspect is provided, the operational effects of the first to ninth aspects described above can be obtained. Further, the load on the antenna installation tower-like structure due to wind load or snow accumulation on the antenna device is prevented from being unevenly distributed or concentrated at a certain location, and the components constituting the tower-like structure are prevented from being concentrated. It suppresses mechanical strength deterioration, suppresses the occurrence of fatigue fracture or stress corrosion cracking, and prevents the tower-like structure from tilting in the long term.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an antenna radome according to the present invention, an antenna device using the same, and a tower-like structure for installing an antenna will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
[0035]
FIG. 1 is a cutaway view showing a configuration of an antenna device using an antenna radome according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cutaway view of the antenna device shown in FIG. 1 as viewed from above. 1 and 2, the antenna device is installed on an upper part of a tower-like structure for antenna installation, and is arranged on three sides of a columnar support 1 in a horizontal direction. The
[0036]
Further, an antenna device which is a 4L antenna having four loops is installed in the installation area divided into three by each row of the
[0037]
On the other hand, a
[0038]
Here, the external shape of the
[0039]
Further, the
[0040]
FIG. 4 is a diagram showing a connection relationship between the
[0041]
In FIG. 4, the
[0042]
In FIG. 5, the
[0043]
The angles n1 to n3 between the rows of the
[0044]
Here, the attachment of the
[0045]
Thereafter, as shown in FIG. 6B, the
[0046]
Although the above-described
[0047]
Furthermore, since each
[0048]
In addition, as described above, since each
[0049]
Here, when air flows along the outer surface of the
[0050]
As shown in FIG. 8, it can be seen that the regular hexagon has a smaller lift coefficient and a smaller vibration than the circular shape. This indicates that the regular peeling point of the air is more optimal in the case of a regular diagonal shape than a circular shape. Therefore, a cover having less vibration can be realized when the cross section is formed into a regular polygon, particularly a regular 24 polygon, as compared with the case where the cross section is circular. When the polygon has four corners, that is, a square, it is not preferable because the wind load is not sufficiently reduced, and a regular polygon having five or more corners is desirable. In particular, it is more preferable that the shape is a regular hexagon shown in FIG. Of course, it is preferable to set the number of angles appropriately depending on the difference in the wind speed flowing into the
[0051]
By the way, it has been described that the cross-sectional shape of the
[0052]
Further, as shown in FIG. 10, a band-shaped
[0053]
Further, a water-repellent paint may be applied or coated on the outer surface of the
[0054]
By the way, in the above-described antenna device, the
For this reason, as shown in FIG. 11, the
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the step-up / down step bolt groups are arranged in three rows along the longitudinal direction of the column and extend in the radial direction from the axial center of the column. And each support member is fixed to each row of the step bolt group, respectively, and each cover member is directly supported independently by the support member, and by this support, the adjacent support member A radome that covers the space between the steps and the entire space of the antenna device defined between the rows of the step bolt group, and protects the antenna device installed on the column from an environment such as wind, rain, and snow. Function, so that one type of radome can be used regardless of the antenna element shape, antenna mounting radius, or antenna mounting surface angle. There is an effect that it is possible to hold the environmental resistance of the device. Further, since each cover member is independently supported by the support member, there is an effect that the strength can be increased as compared with the cover assembly structure formed by joining the cover members. Furthermore, since each cover member does not have a flange portion that joins adjacent cover members to each other, a large projection is not formed, and the wind load and the amount of snow can be reduced. This has the effect of ensuring safety.
[0056]
According to the second aspect of the present invention, the cover member has a polygonal shape with a cross section of 5 or more around the columnar body, and covers the adjacent support members. A highly versatile antenna radome that maintains the environmental resistance of the antenna device installed on the columnar body can be realized, and the separation point of air along the outer surface of the antenna radome can be optimized to reduce the occurrence of fluctuating lift. This has the effect of being able to reduce.
[0057]
According to the third aspect of the present invention, the cover member has a circular cross section around the columnar body so as to cover between the adjacent support members, and further, an outer surface of the cover member is Has a band-shaped depression or projection having a hemispherical or semicircular cross section, and the depression or projection is arranged linearly or spirally along the outer surface, so that the columnar body A highly versatile antenna radome that maintains the environmental resistance of the installed antenna device can be realized, and the effect of optimizing the separation point of air along the outer surface of the antenna radome and reducing the occurrence of fluctuating lift can be reduced. Play.
[0058]
According to the invention of
[0059]
According to the fifth aspect of the present invention, the inclined portions are formed such that a part of the tapered surface is formed at the upper end and the lower end of the cover member and the tapered surfaces are formed at the upper and lower ends of the support member. And the upper end and lower end of the cover member and the upper end and lower end of the support member are respectively joined to cover between the adjacent support members. It is possible to reduce the wind load and the amount of snowfall, and also to reduce the load caused by the blowing snow from vertically below.
[0060]
Further, according to the invention of
[0061]
According to the invention of claim 7, the adjacent angle of the support member attached to the step bolt group is in the range of 90 to 180 degrees, so that the antenna element shape, the antenna attachment radius, or the antenna attachment surface angle Irrespective of this, it is possible to realize a highly versatile antenna radome that maintains the environmental resistance of the antenna device with one type of radome, and it is possible to increase the strength of the entire cover member.
[0062]
Further, according to the invention of claim 8, a water-repellent paint is applied to the outer surface of the cover member so that snow and water droplets do not adhere to the outer surface of the antenna radome, and the flow resistance can be further reduced. In some cases, there is an effect that the load on the antenna device and its mounting column can be further reduced.
[0063]
According to the ninth aspect of the present invention, since the antenna radome according to any one of the first to eighth aspects covers the antenna, the operational effects of the first to eighth aspects are provided.
[0064]
According to the tenth aspect of the present invention, since the antenna device according to the ninth aspect is provided, the operational effects of the first to ninth aspects described above can be obtained. Furthermore, the load on the antenna installation tower-like structure due to wind load or snowfall on the antenna device is prevented from being unevenly distributed or concentrated at a certain location, and the components constituting the tower-like structure are prevented from being concentrated. Since the mechanical strength deterioration is suppressed, it is possible to suppress the occurrence of fatigue fracture or stress corrosion cracking, and to prevent the tower-like structure from being tilted in a long term.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cutaway view showing a configuration of an antenna device having an antenna radome according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cutaway view of the antenna device shown in FIG. 1 as viewed from above.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an external shape of a cover member constituting the antenna radome according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a connection relationship between a step bolt and a support member of the antenna device shown in FIG. 1;
5 is a view of the connection relationship between the step bolt and the support member shown in FIG. 4 as viewed from above.
FIG. 6 is a view showing an order of attaching the support members to the step bolts, and FIG.
FIG. 7 is a view showing the order in which the cover is attached to the step bolt, and FIG. 7 (c) is a sectional view taken along the line BB.
FIG. 8 is a diagram illustrating a change over time of a lift coefficient due to a difference in the shape of a cover.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which dimples are provided on an outer surface of a cover.
FIG. 10 is a diagram showing an example in which a band-shaped depression is provided on the outer surface of the cover.
FIG. 11 is a cutaway view showing a structure of an antenna device in which a cover can be opened and closed using a hinge.
FIG. 12 is a diagram showing a partial structure of an antenna device in which a cover itself has a hinge configuration.
FIG. 13 is a cutaway view showing the structure of a conventional antenna device.
[Explanation of symbols]
1 prop
2 step bolt
3 support members
4 Cover
5 Reflector
6 Antenna element
11 pieces
12,13 nut
14,15 screw
21,22 hollow
30 Hinge
Claims (10)
前記ステップボルト群の各列毎に固定された複数の支持部材と、
隣接する前記支持部材間を覆う複数のカバー部材と、
を備えたことを特徴とするアンテナレドーム。The three columns are arranged along the longitudinal direction of the column, and extend in the radial direction from the axial center of the column, and a space for accommodating the antenna device installed on the column between the columns is used for lifting. Step bolt group,
A plurality of support members fixed for each row of the step bolt group,
A plurality of cover members for covering between the adjacent support members,
An antenna radome comprising:
前記カバー部材の外部表面は、半球状あるいは断面形状が半円である帯状のくぼみ、もしくは突起を有し、
前記くぼみ、もしくは突起は、前記外部表面に沿って直線上あるいは螺旋状に配置されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナレドーム。The cover member is centered on the columnar body, has a circular cross section, and covers between the adjacent support members,
The outer surface of the cover member has a band-shaped depression or a protrusion having a hemispherical or semicircular cross-sectional shape,
The antenna radome according to claim 1, wherein the depressions or protrusions are arranged linearly or spirally along the outer surface.
前記支持部材の上端部および下端部は、テーパ面を形成するように傾斜していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のアンテナレドーム。The upper end and the lower end of the cover member form part of a tapered surface,
The antenna radome according to any one of claims 1 to 4, wherein an upper end and a lower end of the support member are inclined so as to form a tapered surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002335681A JP2004172895A (en) | 2002-11-19 | 2002-11-19 | Antenna radome, antenna assembly using this, and tower structure for antenna placement |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021222008A1 (en) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | Dish Wireless L.L.C. | Cellular antenna enclosures |
-
2002
- 2002-11-19 JP JP2002335681A patent/JP2004172895A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021222008A1 (en) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | Dish Wireless L.L.C. | Cellular antenna enclosures |
US11594808B2 (en) | 2020-05-01 | 2023-02-28 | Dish Wireless L.L.C. | Cellular antenna enclosures |
US11967755B2 (en) | 2020-05-01 | 2024-04-23 | Dish Wireless L.L.C. | Cellular antenna enclosures |
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