JP2004320283A

JP2004320283A - レドーム付アンテナ装置、着雪・着氷防止用レドーム

Info

Publication number: JP2004320283A
Application number: JP2003109861A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Shimizu; 一昭清水; Hironobu Takahashi; 宏信高橋; Yasutaka Kobayashi; 泰登小林; Tadao Takahashi; 忠生高橋
Original assignee: Ueda Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Ueda Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】着雪・着氷の防止効果に優れた全く新しい構造のレドーム付アンテナ装置及び着雪・着氷防止用レドームを提案する。
【解決手段】レドーム１１は、放物面を有するオフセットパラボラアンテナ１０の反射鏡前面に対して集波面を覆うように設置されている。レドーム１１の構造は、反射鏡の前面を上下に遮るように設置されるセンターフレームと、センターフレームの上下端部に接続する一対の屈曲したサイドフレームとを有したものである。また、センターフレームとサイドフレームの上端接続部には、１本のストレートフレームが接続している。さらに、レドーム１１は、反射鏡の外周に沿って設置されるリングフレームを有しており、このリングフレームに２本のサイドフレームの屈曲部とストレートフレームが接続することによって、レドームフレーム１１ａを形成している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レドーム付アンテナ装置及び着雪・着氷防止用レドーム、特に、レドームの形状を工夫することによってアンテナ装置に対する着雪・着氷を防止することができるレドーム付アンテナ装置及び着雪・着氷防止用レドームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
衛星通信用のパラボラアンテナやオフセットパラボラアンテナ等は、その主反射鏡が高仰角方向を向いて設置されるため、特に、着雪・着氷の被害を受けることが多い。そのため、従来から種々の着雪・着氷防止用レドームが考案されている。例えば、可撓性のシートレドームを使用することにより、レドームの支持枠や支持棒が積雪荷重や風荷重によって変形され、この変形によって雪や氷を脱落させるもの（特許文献１参照）、パラボラ開口面に斜め下方に向くカバーを取り付け、重力による落下作用を利用して着雪を防止するもの（特許文献２参照）、アンテナ表面に撥水性塗料を塗装することによって着雪・着氷を防止するもの（特許文献３参照）等が存在する。
【０００３】
【特許文献１】
特公平０３−３４２４１号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３５１１２号公報
【特許文献３】
特開平１１−２９７２２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各特許文献には、以下のような問題が存在する。
【０００５】
まず、特許文献１に記載の発明は、基本的にシートレドームに雪や氷が着雪・着氷した後にこれらが脱落することを期待しており、一定以上の荷重がかからなければ雪や氷は脱落しない。さらに、無風時の降雪による脱落効果がほとんど期待できないという問題も有している。
【０００６】
また、特許文献２に記載の発明は、アンテナ開口面に対して斜め下方に向くカバーが設けられているが、斜め下方から開口面に対して吹き込む風雪を防ぐことは困難である。さらに、反射鏡が高仰角方向を向くパラボラアンテナ等において、特許文献２に記載の発明が効果を有しないことは明らかである。
【０００７】
さらに、特許文献３に記載の発明は、撥水塗料を採用することによって一時的には着雪・着氷の防止効果を発揮することができるが、砂や氷等を含む風雪による塗料面の劣化が予想され、定期的な再塗装等のメンテナンスが必要となる。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、全く新しい構造のレドームを提案することによって、着雪・着氷の防止効果に優れたレドーム付アンテナ装置及び着雪・着氷防止用レドームを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明に係るレドーム付アンテナ装置は、放物面を有し、地平面に対して仰角方向に集波面を向けて設置される反射鏡と、反射鏡の前面に集波面を覆って設置されるレドームとを有しており、前記レドームは、反射鏡前面を上下に遮るセンターフレームと、センターフレームに接続する一対の屈曲したサイドフレームとを有している。さらに、このレドームは、これらセンターフレームとサイドフレームとを含むレドームフレームをレドームシートで覆うことによって構成されており、センターフレームとサイドフレームが形成する一対のレドーム平面は、鉛直方向に対して０°を含む俯角に設置されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るレドーム付アンテナ装置において、前記レドームフレームは、反射鏡の外周に設置されるリングフレームを有しており、このリングフレームとレドームシートを拘束することによって、レドームシートがセンターフレーム及びサイドフレームに対して移動の自由度を有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係るレドーム付アンテナ装置において、前記レドームシートは、撥水性シートとフッ素系シートから構成され、前記０°を含む俯角に設置される一対のレドーム平面は、撥水性シートによって覆われており、他の面は、フッ素系シートによって覆われていることを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、本発明に係るレドーム付アンテナ装置は、前記レドームシートの少なくとも一部にヘアライン加工を施されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る着雪・着氷防止用レドームは、パラボラアンテナの反射鏡前面に集波面を覆って設置され、反射鏡への着雪・着氷を防止するものである。この本発明に係る着雪・着氷防止用レドームは、反射鏡前面を上下に遮るセンターフレームと、センターフレームに接続する一対の屈曲したサイドフレームとを有しており、これらセンターフレームとサイドフレームとを含むレドームフレームをレドームシートで覆うことによって構成され、さらに、センターフレームとサイドフレームが形成する一対のレドーム平面は、鉛直方向に対して０°を含む俯角に設置されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態について、図を用いて説明する。図１は、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置の外観斜視図である。また、図２は、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置を構成するレドームフレーム１１ａの構造を示す図である。さらに、図３は、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置を構成するレドームフレーム１１ａの構造を説明するための図である。なお、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置では、放物面を有した楕円形のオフセットパラボラアンテナ１０を用いた場合を例示して説明するが、平面形状のものあるいは円形、四角形のもの等あらゆるアンテナに応用可能であることはいうまでもない。
【００１５】
図１に示す通り、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置において、レドーム１１は、放物面を有するオフセットパラボラアンテナ１０に設置されている。このオフセットパラボラアンテナ１０は、衛星等からの電波を受信するための反射鏡を有しており、その集波面を地平面に対して仰角方向に向けて設置されている。レドーム１１は、オフセットパラボラアンテナ１０の反射鏡前面に対して集波面を覆うように設置されており、着雪・着氷の防止効果を発揮することになる。
【００１６】
このようなレドーム１１の構造について、図２を用いて詳細に説明すると、レドーム１１は、反射鏡の前面を上下に遮るように設置されるセンターフレーム１２と、センターフレーム１２の上下端部に接続する一対の屈曲したサイドフレーム１３とを有している。また、センターフレーム１２とサイドフレーム１３の上端接続部には、１本のストレートフレーム１４が接続している。さらに、レドーム１１は、反射鏡１６の外周に沿って設置されるリングフレーム１５を有しており、このリングフレーム１５に２本のサイドフレーム１３の屈曲部とストレートフレーム１４が接続することによって、レドームフレーム１１ａを形成している。つまり、レドームフレーム１１ａは、レドーム１１の骨格としての役割を果たしている。
【００１７】
レドームフレーム１１ａには、例えば、ＦＲＰ（ＦｉｂｅｒｇｌａｓｓＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ：ガラス繊維強化プラスチック）を用いることが好適である。ＦＲＰは、グラスファイバーに熱硬化性樹脂を含浸させて硬化させているので、耐蝕・耐熱性に優れ、鉄鋼材料等に比べて軽量で腐蝕もしなので、トータルコストを軽減することが可能である。ただし、レドームフレーム１１ａの材質については、ＦＲＰに限定されるものではなく、オフセットパラボラアンテナ１０の性能に影響を与えることのない材質であれば、どのようなものであっても適用可能である。
【００１８】
このようなレドームフレーム１１ａが有する構造の大きな特徴として、センターフレーム１２と一対のサイドフレーム１３とが一対のレドーム平面を形成し、この一対のレドーム平面は、鉛直方向に対して俯角に設置されていることである。
【００１９】
図３を用いて、レドームフレーム１１ａの構造をさらに詳細に説明する。まず、オフセットパラボラアンテナ１０の集波面３０は、地平面（Ｘ）に対してθ°の角度で仰角方向に向けて設置されている。この集波面３０に沿ってリングフレーム１５が設置されており、センターフレーム１２、サイドフレーム１３、ストレートフレーム１４を支えている。ここで、センターフレーム１２は、反射鏡１６の前面を上下に遮るように設置されており、その設置角度は鉛直方向（Ｙ）に対してψ°の角度で０°を含む俯角に設置されている。２本のサイドフレーム１３は、センターフレーム１２の上下端部に接続しており、センターフレーム１２とこの一対のサイドフレーム１３とが一対のレドーム平面（Ｓ）を形成している。したがって、反射鏡１６の前面には、反射鏡１６前面のほぼ中央位置にコーナー部（センターフレーム１２が形成している）を持ち、鉛直方向（Ｙ）に対してψ°の角度で０°を含む俯角に設置される２つのレドーム平面（Ｓ）が形成されることになる。つまり、この０°を含む俯角に設置される一対のレドーム平面（Ｓ）が反射鏡１６前面を覆って設置されるので、特に、レドーム平面（Ｓ）の０°を含む俯角の効果によって、集波面３０への着雪・着氷を防止することができる。
【００２０】
また、本実施の形態において示すレドーム１１が従来の技術で示したレドームと比較して優位な点は、レドーム１１が風雪に対して淀み点を発生し難い構造を有していることである。本実施の形態において示すレドーム１１は、上述した通り、センターフレーム１２と一対のサイドフレーム１３とによって形成される２つのレドーム平面（Ｓ）を有している。これらレドーム平面（Ｓ）は、反射鏡１６前面のほぼ中央に位置するセンターフレーム１２によってコーナー部を形成していることから、特に、正面方向からの風雪に対して淀み点の発生を軽減することが可能となっている。したがって、オフセットパラボラアンテナ１０において最も電波の集中する集波面３０中央への着雪・着氷を、効果的に防止することができるのである。さらに、一方のレドーム平面（Ｓ）に対して直角方向からの風雪が集中し、このレドーム平面（Ｓ）において淀み点が発生することによって着雪・着氷が発生したとしても、他方のレドーム平面（Ｓ）では淀み点が発生し難い構造であるため、レドーム１１全体が雪や氷で覆われてしまうことはない。つまり、本実施の形態において示すレドーム１１であればどのような天候条件であっても着雪・着氷を防止することができるので、オフセットパラボラアンテナ１０の機能を維持することができるのである。
【００２１】
なお、レドームフレーム１１ａの構造については、上述した形状に限定されるものではない。つまり、「センターフレーム１２と一対のサイドフレーム１３とが一対のレドーム平面（Ｓ）を形成し、この一対のレドーム平面（Ｓ）は、鉛直方向に対して０°を含む俯角に設置されていること」という条件を満たす構造であればどのような形状を採用してもよい。
【００２２】
最終的に、レドーム１１はレドームフレーム１１ａをレドームシート１１ｂで覆うことによって構成されることになるのであるが（第１図参照）、着雪・着氷の防止効果を高めるために、さらに様々な工夫が施されることになる。
【００２３】
まず、レドームフレーム１１ａとレドームシート１１ｂの取り付け構造として、リングフレーム１５とレドームシート１１ｂのみを拘束することとし、その他のセンターフレーム１２、サイドフレーム１３及びストレートフレーム１４とレドームシート１１ｂを拘束しないように設置することとした。このような構成とすることによって、レドームシート１１ｂはセンターフレーム１２やサイドフレーム１３及びストレートフレーム１４に対して移動の自由度を得ることができる。したがって、例えば、レドームシート１１ｂが風による荷重や雪、氷の自重等の僅かな外力によって容易に振動することになるので、効果的に雪や氷を振り落とすことができるのである。
【００２４】
また、本実施の形態におけるレドーム１１では、レドームシート１１ｂを撥水性シート４０とフッ素系シート４１という２種類のシートから構成することとした。すなわち、俯角に設置される一対のレドーム平面（Ｓ）は、オフセットパラボラアンテナ１０の電波受信機能を確保するために撥水性シート４０によって覆うこととし、その他の面では電波受信への影響がないので、より効果的に着雪・着氷を防止することができるようにフッ素系シート４１によって覆うこととした。なお、フッ素系シート４１には、例えば、テント用フッ素樹脂シート等の耐候性、耐熱性に優れた材料を使用することが好ましい。
【００２５】
さらに、発明者らの鋭意努力によって、上述した撥水性シート４０に対してヘアライン加工を施すことによって、さらに、着雪・着氷の防止効果を高めることが可能であることが明らかとなっている。例えば、撥水性シート４０の表面に人の毛髪程度の表面凹凸を作成することによって、ヘアライン加工を施さない場合に比べて撥水効果が３０％程度向上することが確認できた。
【００２６】
続いて、本実施の形態におけるレドームの取付構造について説明する。図４は、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置の背面構造を説明するための図である。
【００２７】
図４に示す通り、レドームフレーム全体を支えるリングフレーム１５は、オフセットパラボラアンテナ１０の有する４本の取り付けボルト４２を用いて固定されることになる。この４本の取り付けボルト４２は、オフセットパラボラアンテナ１０自体を固定するためのものでもある。まず、４本の取り付けボルト４２にバックストラクチュア４３と呼ばれる取付部材を設置する。このバックストラクチュア４３には、６本のビーム部材４４を取り付けることができ、この６本のビーム部材４４がそれぞれリングフレーム１５に接続することによって、オフセットパラボラアンテナ１０へのレドームの取り付けが完了する。なお、バックストラクチュア４３、ビーム部材４４及びリングフレーム１５は、それぞれボルトによって固定されており、図４で示されるように固定した後、レドームフレーム１１ａ全体をレドームシート１１ｂで覆い、リングフレーム１５にレドームシート１１ｂを固定することによってレドーム１１が完成する。
【００２８】
なお、図５で例示されるように、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置５０と従来のオフセットパラボラアンテナ５１を用いた実際の使用評価実験を実施することによって、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置５０の着雪・着氷防止効果の有効性が確認されている。すなわち、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置５０と従来のオフセットパラボラアンテナ５１を降雪中の屋外に設置して比較した結果、従来のオフセットパラボラアンテナ５１では、その集波面に対して雪５２が積もってしまったのでアンテナとしての機能を低下させ、若しくは機能を発揮することができなくなってしまった。一方、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置５０の場合は、レドーム１１が着雪・着氷防止効果を発揮したので、雪５２が積もることはなく、アンテナとしての機能を発揮し続けることができた。この屋外実験によって、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置５０の発揮する大きな効果が確認できた。つまり、本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置５０によって、降雪地域の衛星通信回線の確保やその信頼性が向上し、衛星通信の特徴である広域性、同報性、対災害性を維持向上することが可能となるのである。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明が提案した全く新しい構造のレドームによって、着雪・着氷の防止効果に優れたレドーム付アンテナ装置及び着雪・着氷防止用レドームを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置の外観斜視図である。
【図２】本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置を構成するレドームフレームの構造を示す図である。
【図３】本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置を構成するレドームフレームの構造を説明するための図である。
【図４】本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置の背面構造を説明するための図である。
【図５】本実施の形態におけるレドーム付アンテナ装置と従来のオフセットパラボラアンテナを用いた実際の使用評価実験の様子を示す図である。
【符号の説明】
１０オフセットパラボラアンテナ、１１レドーム、１１ａレドームフレーム、１１ｂレドームシート、１２センターフレーム、１３サイドフレーム、１４ストレートフレーム、１５リングフレーム、１６反射鏡、３０集波面、４０撥水性シート、４１フッ素系シート、４２取り付けボルト、４３バックストラクチュア、４４ビーム部材、５０レドーム付アンテナ装置、５１従来のオフセットパラボラアンテナ、５２雪。

Claims

放物面を有し、地平面に対して仰角方向に集波面を向けて設置される反射鏡と、
反射鏡の前面に集波面を覆って設置されるレドームと、
を有するレドーム付アンテナ装置であって、
前記レドームは、
反射鏡前面を上下に遮るセンターフレームと、
センターフレームに接続する一対の屈曲したサイドフレームと、
を有し、
これらセンターフレームとサイドフレームとを含むレドームフレームをレドームシートで覆うことによって構成され、さらに、
センターフレームとサイドフレームが形成する一対のレドーム平面は、鉛直方向に対して０°を含む俯角に設置されること、
を特徴とするレドーム付アンテナ装置。
請求項１に記載のレドーム付アンテナ装置において、
前記レドームフレームは、反射鏡の外周に設置されるリングフレームを有し、
このリングフレームとレドームシートを拘束することによって、レドームシートがセンターフレーム及びサイドフレームに対して移動の自由度を有すること、
を特徴とするレドーム付アンテナ装置。
請求項１又は２に記載のレドーム付アンテナ装置において、
前記レドームシートは、撥水性シートとフッ素系シートから構成され、
前記０°を含む俯角に設置される一対のレドーム平面は、撥水性シートによって覆われており、
他の面は、フッ素系シートによって覆われていること、
を特徴とするレドーム付アンテナ装置。
請求項１〜３のいずれか１に記載のレドーム付アンテナ装置において、
前記レドームシートの少なくとも一部にヘアライン加工を施されていること、
を特徴とするレドーム付アンテナ装置。
パラボラアンテナの反射鏡前面に集波面を覆って設置され、反射鏡への着雪・着氷を防止する着雪・着氷防止用レドームであって、
反射鏡前面を上下に遮るセンターフレームと、
センターフレームに接続する一対の屈曲したサイドフレームと、
を有し、
これらセンターフレームとサイドフレームとを含むレドームフレームをレドームシートで覆うことによって構成され、さらに、
センターフレームとサイドフレームが形成する一対のレドーム平面は、鉛直方向に対して０°を含む俯角に設置されること、
を特徴とする着雪・着氷防止用レドーム。