JP2005175637A - 雷撃保護装置付きアンテナ装置及び，アンテナの設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送信中又は受信中においても避雷針がアンテナに影響してアンテナの放射パターンを劣化させることが少なく，かつ，ローコストな雷撃保護装置付きアンテナ装置を提供する。

【解決手段】 マストの高所先端近傍に設置された避雷針により放送信号を送信又は受信するアンテナを保護する雷撃保護装置付きアンテナ装置において，前記マスト８にアンテナ５を固定するための腕金１２を備え，前記腕金１２の一方の端部にアンテナ固定金具７を介して前記アンテナ５を固定し，前記腕金１２の他方の端部にマスト固定金具１１を介して前記マスト８に固定すると共に，前記アンテナ５は前記避雷針６の保護範囲内に含むように設置され，前記アンテナ５と避雷針６の離隔距離Ｌをアンテナ５が送信又は受信する送・受信信号の波長λの４分の１の奇数倍に設定した。

【選択図】 図２

Description

本発明は，放送用の電波を送・受信するアンテナを雷より保護する雷撃保護装置付きアンテナ装置に関する。

従来の雷撃保護装置付きアンテナ装置は，アンテナ近傍の高い位置に避雷針を設置し，避雷針の保護角θ内にアンテナが位置するように設置されていた。また，避雷針を上下移動できるように昇降装置を設け，少なくとも，待機中は避雷針の保護角θ内にアンテナが位置するように避雷針を上げ，送・受信中は避雷針を下げることにより，待機中のみ，アンテナを雷撃から保護できるアンテナ装置が記載されている。（例えば，特許文献１参照）
また，無指向性アンテナの近傍に設置される避雷針において，無指向性アンテナと同じ高さ分だけ，避雷針の胴部に電波吸収体を被覆して，アンテナの放射パターンに影響を与えないようにした電波吸収体付き避雷針が記載されている。（例えば，特許文献２参照）

特開平６‐３３８７１６号公報 特開平７‐３０３３２５号公報

しかし，従来の雷撃保護装置付きアンテナ装置によると，送・受信中と待機中でその避雷針の高さ（又はアンテナの高さ）を調整するために，昇降装置を設ける必要があり，送・受信システムが複雑になると共に，設備のコストが上がってしまうなどの問題があった。
また，昇降装置を設けない場合は，送・受信中に避雷針がアンテナの放射パターンに影響して，送・受信性能を劣化させるという問題があった。
また，電波吸収体を備える場合は，避雷針のコストアップになる。さらに，電波吸収体の耐久性を向上するために電波吸収体を防護するための被覆などの対策が必要となるという問題があった。
そこで本願においては，こうした問題点を解決するためになされたものであり，
その目的は，雷撃があってもアンテナを保護して，故障を未然に防止できる雷撃保護装置付きアンテナ装置を提供することである。
他の目的は，昇降装置を設けることなく待機中はもとより，送信中又は受信中においても避雷針がアンテナに影響してアンテナの放射パターンを劣化させることが少ない雷撃保護装置付きアンテナ装置を提供することである。
他の目的は，ローコストな雷撃保護装置付きアンテナ装置を提供することである。
他の目的は，コーリニアアンテナであっても，無指向性の水平面指向特性を得られる雷撃保護装置付きアンテナ装置を提供することである。
他の目的は，雷撃があってもアンテナを保護して，故障を未然に防止できるアンテナの設置方法を提供することである。
他の目的は，昇降装置を設けることなく待機中はもとより，送信中又は受信中においても避雷針がアンテナに影響してアンテナの放射パターンを劣化させることが少ないアンテナの設置方法を提供することである。

上記課題を解決するために，請求項1の発明は，マストの高所先端近傍に設置された避雷針によりアンテナを保護する雷撃保護装置付きアンテナ装置において，前記マストにアンテナを固定するための腕金を備え，前記腕金の一方の端部にアンテナ固定金具を介して前記アンテナを固定し，前記腕金の他方の端部にマスト固定金具を介して前記マストに固定すると共に，前記アンテナは前記避雷針の保護範囲内に含むように設置され，前記アンテナと避雷針の離隔距離をアンテナが送信又は受信する送・受信信号の波長λの４分の１の奇数倍に設定するように構成される。

請求項２の発明は，請求項１に記載の雷撃保護装置付きアンテナ装置において，前記アンテナはコーリニアアンテナであり，前記避雷針と前記アンテナを略平行に設置するように構成される。

請求項３の発明は放送信号を送信又は受信するアンテナの設置方法において，マストの高所先端近傍に避雷針を備え，前記マストにアンテナを固定するための腕金を備え，前記腕金の一方の端部にアンテナ固定金具を介して前記アンテナを固定し，前記腕金の他方の端部にマスト固定金具を介して前記マストに固定すると共に，前記アンテナは前記避雷針の保護範囲内に含むように設置され，前記アンテナと避雷針の離隔距離をアンテナが送信又は受信する送・受信信号の波長λの４分の１の奇数倍に設定するように構成される。

以上詳述したように，請求項１の発明によれば，マストの高所先端近傍に設置された避雷針によりアンテナを保護する雷撃保護装置付きアンテナ装置において，前記マストにアンテナを固定するための腕金を備え，前記腕金の一方の端部にアンテナ固定金具を介して前記アンテナを固定し，前記腕金の他方の端部にマスト固定金具を介して前記マストに固定すると共に，前記アンテナは前記避雷針の保護範囲内に含むように設置され，前記アンテナと避雷針の離隔距離をアンテナが送信又は受信する送・受信信号の波長λの４分の１の奇数倍に設定するように構成したので，雷撃があってもアンテナを保護して，故障を未然に防止できる雷撃保護装置付きアンテナ装置を提供することができる。また，昇降装置を設けることなく待機中はもとより，送信中又は受信中においても避雷針がアンテナに影響してアンテナの放射パターンを劣化させることが少なく，かつ，ローコストな雷撃保護装置付きアンテナ装置を提供することができる。

請求項２の発明によれば，請求項１に記載の雷撃保護装置付きアンテナ装置において，前記アンテナはコーリニアアンテナであり，前記避雷針と前記アンテナを略平行に設置するように構成したので，コーリニアアンテナであっても，無指向性の水平面指向特性を得られる雷撃保護装置付きアンテナ装置を提供することができる。

請求項３の発明によれば，放送信号を送信又は受信するアンテナの設置方法において，マストの高所先端近傍に避雷針を備え，前記マストにアンテナを固定するための腕金を備え，前記腕金の一方の端部にアンテナ固定金具を介して前記アンテナを固定し，前記腕金の他方の端部にマスト固定金具を介して前記マストに固定すると共に，前記アンテナは前記避雷針の保護範囲内に含むように設置され，前記アンテナと避雷針の離隔距離をアンテナが送信又は受信する送・受信信号の波長λの４分の１の奇数倍に設定するように構成したので，雷撃があってもアンテナを保護して，故障を未然に防止できるアンテナの設置方法を提供することができる。また，昇降装置を設けることなく待機中はもとより，送信中又は受信中においても避雷針がアンテナに影響してアンテナの放射パターンを劣化させることが少ないアンテナの設置方法を提供することができる。

以下に，本発明を具体化した実施形態の例を，図面を基に詳細に説明する。
本実施例では衛星デジタル放送の放送波を直接受信できないエリアに向けて中継波を再送信するギャップフィラーシステムに適用した場合について説明する。

図１は本発明を適用したギャップフィラーシステムのブロック図を示している。また，図２は本発明に係る雷撃保護装置付きアンテナ装置の外観図を示している。
１は衛星デジタル放送を受信するための受信アンテナである。２は信号処理機，３は電源供給器，４は送信用増幅器，５は送信アンテナ，６は避雷針，７はアンテナ固定金具，８はマスト，９はケーブル，１０は雷撃保護装置付きアンテナ装置，１１はマスト固定金具，１２は腕金を示す。

記載しない衛星から，音声信号・映像信号でＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）変調されたＫｕバンドの高周波信号と，同一の音声信号・映像信号でＣＤＭ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）変調されたＳバンドの高周波信号が，受信アンテナに向けて放送される。そして，Ｓバンドの放送波を直接受信できないエリアでは，Ｋｕバンドの放送波が受信できる場所に受信アンテナ１を設置して，ＴＤＭ変調されたＫｕバンドの放送波を受信する。そして，受信したＴＤＭ信号を復調し，Ｓバンドの変調方式と同じＣＤＭに再変調する信号処理機２および電源供給器３を介して，送信用増幅器４に供給される。
そして，再変調されたＳバンドの中継信号はケーブル９を介して送信アンテナ５により，衛星から放送されるＳバンドの直接波が受信できないエリアに向けてＳバンドの中継波が放送される。なお，送信アンテナ5は水平面の指向性が無指向性であるコーリニア型のアンテナが使用されている。

そして，受信者は前記Ｓバンドの直接波または中継波のいずれか一方の放送波を受信してサービスを享受する。

なお，３ａは電源入力端子で商用電源のＡＣ１００Ｖが供給される。また，３ｂは入力端子，３ｃは出力端子であり，送信用増幅器４の入力端子４ａとケーブルで接続されている。また，４ｂは出力端子で，ケーブル９を介して，送信アンテナ５と接続されている。

次に，雷撃保護装置付きアンテナ装置１０およびその設置方法について図２〜図５を用いて詳細に述べる。
マスト８の先端近傍には避雷針６が備えられている。そして，送信アンテナ５は避雷針６の保護範囲内（本実施例では保護角θ＝３５度）に位置するようにアンテナ固定金具７，マスト固定金具１１，腕金１２により，マスト８の上方に固定されている。
まず，マストを周知の方法で大地または建造物の上に設置する。そして，マスト８の高所先端に，マスト固定金具１１を被せ付けてからロックボルト１１ｂでもってマスト８とマスト固定金具１１を固定する。そして，マスト固定金具１１の上部に避雷針６を螺入しナット６ｄでもってマスト固定金具１１と避雷針６を固定する。なお，避雷針６には避雷導線６ｃが圧着端子６ｂ，螺子棒６ａでもって避雷針６に固定してある。次に，マスト固定金具１１に腕金１２の一方の端部を挿入しボルト１１ａで固定する。次に，アンテナ５をロックボルト７ｂで固定したアンテナ取付金具７に，腕金１２の他方の端部を挿入しボルト７ａで固定する。
ここで，避雷針６と送信アンテナ５の離隔距離Ｌは，送信信号の波長λの４分の１の奇数倍に設定している。本実施例では，離隔距離Ｌを，送信アンテナ５が送信するＳバンド（２．６４３ＧＨｚ）の送信信号の波長λの４分の１の１５倍（３．７５λ）として，Ｌ＝４２６ｍｍに設定している。このときの送信アンテナ５の放射パターンを図３に示す。図中１８０°方向が避雷針６が設置されている方向を示す。

また，図４は送信アンテナ５と避雷針６の離隔距離Ｌを送信アンテナ５が送信する送信信号（本実施例ではＳバンド ２．６４３ＧＨｚ）の波長λの４分の１の１６倍（４λ）に設定した場合（Ｌ＝４５４ｍｍ）の送信アンテナ５の放射パターンを示したものである。

図３と図４を比較すると，０°方向すなわち，避雷針の設置方向の反対方向の放射パターンが大きく異なっていることがわかる。波長λの４分の１の奇数倍に設定した図３の方が，偶数倍に設定した図４より，約２ｄＢ改善されていることがわかる。離隔距離Ｌが大きくなれば放射パターンはより円に近づくが，避雷針の長さを長くしなければならず，保守の面で不利になる。一方，離隔距離Ｌを小さくすれば避雷針の長さも短くて済むが，放射パターンのリップル量が大きくなるためサービスエリアが狭くなってしまう。そこで，離隔距離Ｌは送・受信信号の波長λの４分の１の９〜３１倍の内の奇数倍にするのが望ましい。

尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，以下に例示するように，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部を適宜に変更して実施することも可能である。
たとえば，本実施例では雷撃による被保護物の保護範囲として保護角θを使用したが，避雷針の保護範囲は建築物の規模（特に高さ）に応じて法律により定められているのでこれに順ずることはいうまでもない。たとえば，保護角法による角度θと回転球体法の球体半径ｒとの併用による方法など必要に応じて採用すればよい。
また，本実施例では避雷針６をマスト固定金具１１に直接螺入して固定したが，Ｕ字形ボルトとあて板及び，押し付け用の金具等を用いて固定してもよい。
また，アンテナ５をマスト８に固定する際，本実施例では図５に示した金具を使用したが避雷針の固定方法と同様にＵ字形ボルトとあて板及び，押し付け用の金具を用いて固定してもよい。

本発明を適用したギャップフィラーシステムのブロック図である。 雷撃保護装置付きアンテナ装置の外観図である。 波長λの４分の１の奇数倍に設定した場合のアンテナの放射パターンを表す特性図である。 波長λの４分の１の偶数倍に設定した場合のアンテナの放射パターンを表す特性図である。 マスト固定金具，アンテナ固定金具の一例を示す説明図である。

符号の説明

１…受信アンテナ，２…信号処理機，３…電源供給器，４…送信用増幅器，５…送信アンテナ，６…避雷針，７…アンテナ固定金具，８…マスト，９…ケーブル，１０…雷撃保護装置付きアンテナ装置，１１…マスト固定金具，１２…腕金。

Claims (3)

1. マストの高所先端近傍に設置された避雷針によりアンテナを保護する雷撃保護装置付きアンテナ装置において，
   前記マストにアンテナを固定するための腕金を備え，
   前記腕金の一方の端部にアンテナ固定金具を介して前記アンテナを固定し，
   前記腕金の他方の端部にマスト固定金具を介して前記マストに固定すると共に，
   前記アンテナは前記避雷針の保護範囲内に含むように設置され，
   前記アンテナと避雷針の離隔距離をアンテナが送信又は受信する送・受信信号の波長λの４分の１の奇数倍に設定したことを特徴とした雷撃保護装置付きアンテナ装置。
   
2. 前記アンテナはコーリニアアンテナであり，前記避雷針と前記アンテナを略平行に設置したことを特徴とした請求項１に記載の雷撃保護装置付きアンテナ装置。
   
3. 放送信号を送信又は受信するアンテナの設置方法において，
   マストの高所先端近傍に避雷針を備え，
   前記マストにアンテナを固定するための腕金を備え，
   前記腕金の一方の端部にアンテナ固定金具を介して前記アンテナを固定し，
   前記腕金の他方の端部にマスト固定金具を介して前記マストに固定すると共に，
   前記アンテナは前記避雷針の保護範囲内に含むように設置され，
   前記アンテナと避雷針の離隔距離をアンテナが送信又は受信する送・受信信号の波長λの４分の１の奇数倍に設定したことを特徴としたアンテナの設置方法。
   

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