JP2006325056A - 電波レンズアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静止衛星からの電波を受信する電波レンズアンテナ装置のコンパクト化と低コスト化を可能にし、また、所定の方向に向けた反射板を回転させずに一次放射器の初期位置設定を円滑に安定して行えるようにすることを課題としている。
【解決手段】電波レンズアンテナ装置１Ａを、半球状のルーネベルグレンズ２、反射板３、一次放射器４、一次放射器保持用のアーム５を有し、レンズ２よりも外側にある反射板上のレンズ中心と同心の中心対称形状の円弧軌道に沿ってアーム５の両端の根元部が移動可能で、その移動範囲はレンズの中心線と直交する反射板幅方向の基準線ＣＬを中心にして右回りの方向と左回りの方向にそれぞれ４５度以内に設定され、反射板上にアーム根元のスライダ７を案内する移動ガイド手段６が設けられている構造にした。
【選択図】図１

Description

この発明は、半球状のルーネベルグレンズと電波の反射板を用いて静止衛星からの電波を受信する電波レンズアンテナ装置に関する。詳しくは、コンパクト化や低コスト化が図れ、また、一次放射器の初期位置設定を、所定の方向に向けた反射板を回転させずに円滑に安定して行えるようにした電波レンズアンテナ装置に関する。

半球状のルーネベルグレンズと電波の反射板を用いた電波レンズアンテナ装置が、例えば、下記の特許文献１や特許文献２に開示されている。

特許文献１のレンズアンテナ装置は、レンズを跨ぐ一次放射器保持用のアーム（ガイドレール、以下単にアームと言う）を有する。そのアームを方位角調整可能に支持するために、レンズ中心と同心の円軌道（溝）と、その円軌道に沿って移動するシャフト支持具を反射板の裏側に設けており、そのシャフト支持具に支持されるエレベーション軸に前記アームの両端を取付けている。

このアンテナ装置は、レンズ中心のアジマス軸を中心にしてアームを回転させ、アームに取付けた一次放射器の方位角を調整するが、構造上、アーム回転時に反射板も一緒に回転させる必要があり、そのために、調整機構が大掛かりになって部品数増加によるコストアップの問題が生じる。また、アームと一緒に反射板を回転させるので、反射板のレンズ外部における有効反射面をレンズの周囲の広範な領域に確保する必要があり、反射板や装置が大型化してコンパクト設置の要求に応えることもできない。

一方、特許文献２の電波レンズアンテナ装置は、反射板の表面にレンズと同心の円軌道を設け、レンズを跨がせたアームの両端をその円軌道に沿って移動させる構造にしており、反射板を回転させずにアームの方位角を調整することができる。しかしながら、特許文献２は、アームを回転させる部分の機構については具体的に触れていない。

アーチ状に形成されたアームは、円軌道に沿って回転させるときに両端の動きにずれが生じ易く、そのずれによってアームにねじれや歪が発生する可能性がある。そのような状況になると、一次放射器の初期位置設定がしづらい。また、状況によっては、一次放射器
を所定位置に配置できなくなることも考えられる。

特開２００２−２３２２３０号公報 特開２００４−３２０７５０号公報

この発明は、静止衛星からの電波を受信する方向に向けた反射板を回転させずに一次放射器の初期位置設定を円滑に安定して行えるようにすることを課題としている。また、装置のコンパクト化と低コスト化を可能ならしめることも課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、半球状のルーネベルグレンズ、そのルーネベルグレンズと組み合わせる電波の反射板、レンズで集束した電波を受信する一次放射器、及びレンズ中心を中心にして等距離点に両端の根元部を配置する仰角調整機構を伴った一次放射器保持用のアームからなり、前記ルーネベルグレンズよりも外側にある反射板上のレンズ中心と同心の中心対称形状の円弧軌道に沿ってアーム両端の根元部が移動可能であり、その移動範囲が、レンズの中心線と直交する反射板幅方向の線（これは、反射板を垂直に起立させて設置する場合には水平な線になる）を基準にして右回りと左回りの方向にそれぞれ４５度以内に設定され、さらに、反射板上のアーム根元移動部に移動ガイド手段が設けられている電波レンズアンテナ装置を提供する。
反射板は、有効反射面を必要箇所にのみ設けた非円形の反射板が円形反射板よりもコンパクト化できて好ましい。

前記移動ガイド手段は、アーム端の根元部に設けたスライダを係合させて案内する凸部、溝または反射板を貫通したくりぬき孔などが好ましい。

その移動ガイド手段をくりぬき孔で形成する場合には、アーム両端の根元部のスライダをくりぬき孔から反射板の裏側に突出させ、その２つのスライダを反射板の裏側において剛性のある連結部材によって互いに連結することができる。そのような構造にすると好ましい。また、前記連結部材がレンズ中心位置で反射板に支持される支軸を有し、その支軸を中心にして連結部材が回転する機構を付加するとさらに好ましいものになる。

このほか、アームの前記円弧軌道上での回転角度を示す表示部、前記アームの仰角を示す表示部、前記アーム上での一次放射器の取付け位置を示す表示部を設けるのも好ましい。この表示部は３つとも設けてよいが、３つの中から任意に選んだ２つの表示部を設けても効果がある。

この発明の電波レンズアンテナ装置は、アームの移動ガイド手段を備えているので、アーム根元部の移動がスムーズになり、アームのねじれや歪が減少する。また、アームの移動範囲を許容回転角が９０度以下になるように設定しているので、アーム回転のための機構の小型化と簡素化も図れる。さらに、アームの移動ガイド手段をくりぬき孔で形成するときにも反射板の複数化が回避され（円軌道をくりぬき孔で形成すると反射板が２個に別れる）、部品数減少と簡素化による低コスト化も期待できる。このほか、方位角の調整を、反射板に設けた円弧軌道に沿ってアームを回転させて行うと、所定の向き、姿勢にして固定した反射板を動かさずに済む。従って、レンズ外部の有効反射面はレンズの周囲の限られた領域のみに確保すればよく、非円形の反射板を使用してその反射板のサイズを縮小することも可能になる。

なお、アーム両端のスライダをくりぬき孔から反射板の裏側に突出させて連結部材によって互いに連結するものは、連結部材が補強材となってアームのねじれ、歪がより効果的に抑制され、アーム根元部の移動もさらにスムーズになる。また、連結部材がレンズ中心の支軸を中心にして回転する機構を付加したものは、アーム両端が軌道からずれる力が発生しないため、アームのより安定性した移動が可能になる。

このほか、アームの円弧軌道上での回転角度、仰角、アーム上での一次放射器の取付け位置を示す表示部を設けたものは、一次放射器の位置調整を前もって行うことができ、アンテナ設置時の調整を微調整のみにしてアンテナ設置時の作業性を向上させることができる。

以下、この発明の電波レンズアンテナ装置の実施の形態を、添付図面の図１乃至図８に基づいて説明する。

図１の電波レンズアンテナ装置１Ａは、誘電体で形成される半球状のルーネベルグレンズ２と、レンズの球の２分断面に設ける電波の反射板３と、レンズで集束した電波を受信する一次放射器４と、レンズ中心を中心にして等距離点に両端の根元部を配置する仰角調整機構８を伴った一次放射器保持用のアーチ状のアーム５を一体的に組み合わせて構成されている。

ルーネベルグレンズ２の表面は、低誘電損失の材料で形成された半球殻の保護カバー（図示省略）に覆われている。

反射板３は、レンズ外部の有効反射面をレンズの周囲のほぼ１８０度の範囲に設けた非円形の板を使用している。この反射板３のレンズよりも外側に位置する部分に移動ガイド手段６を設けている。アーム５は、ルーネベルグレンズ２を跨がせて配置しており、レンズ中心を中心にして等距離点に両端の根元を配置し、その両端の根元の移動を移動ガイド手段６でガイドするようにしている。その移動ガイド手段６は、レンズ中心と同心の円弧のガイドにしており、これを軌道にしてアーム５を回転させると、アーム５で保持した一次放射器４の方位角が変化する。移動ガイド手段６は、ここでは、アーム両端の根元の移動範囲を、レンズの中心線と直交する反射板幅方向の線ＣＬを基準にして右回りの方向と左回りの方向にそれぞれ４５度の角度で設定するものにしている。

アーム５の両端の根元部には、移動ガイド手段６に案内されて動くスライダ７を設けており、そのスライダ７上に立設した支持具８ａに支軸８ｂを介してアーム５の両端を連結している（図２〜図４参照）。支持具８ａと支軸８ｂは、仰角調整機構８を構成しており、支軸８ｂを支点にしてアーム５を回転させるとアーム５で保持した一次放射器４の仰角が変化する。

移動ガイド手段６は、図２に示すように、反射板３に凸部６ａを、スライダ７に溝７ａをそれぞれ設け、その凸部６ａと溝７ａを互いに嵌合させてスライダ７の移動を凸部６ａでガイドするもの、図３に示すように、反射板３に溝６ｂを設け、その溝６ｂにスライダ７を嵌合させてスライダ７の移動を溝６ｂでガイドするもの、図４に示すように、反射板３にその反射板を貫通するくりぬき孔６ｃを設け（これはプレスによる打ち抜きで加工できる）、スライダ７の移動をくりぬき孔６ｃでガイドするものなどが考えられ、これらを任意に選択して採用することができる。

なお、くりぬき孔６ｃに係合させるスライダ７は、反射板３の表面とくりぬき孔６ｃの一側面に係合するもの｛図４（ａ）]、反射板３の表面とくりぬき孔６ｃの二側面に係合するもの[図４（ｂ）]、反射板３の表裏両面とくりぬき孔６ｃの二側面に係合するもの[図４（ｃ）]などが考えられる。図４（ｃ）のスライダ７は、分割して取付ける必要があるが、前２者よりも移動の安定性に優れる。なお、スライダ７は、アーム回転後に固定用ネジ９等を用いて反射板３や移動ガイド手段６などに固定する。固定用ネジ９をねじ込むネジ孔は、アンテナ設置時に現場で加工しても差し支えない。

図５の電波レンズアンテナ装置１Ｂは、図４（ｃ）に示した構造の移動ガイド手段６とスライダ７を設けて方位角調整のための機構を構成し、アーム両端の根元部のスライダ７，７をくりぬき孔６ｃから反射板３の裏側に突出させ、この２つのスライダ７，７を反射板３の裏側において剛性のある連結部材１０で互いに連結しており、スライダ７，７が確実に同調して動く。従って、アーム５のねじれや歪が起こり難く、一次放射器４の初期位置設定や所定位置への配置が困難になることがない。

連結部材１０は、スペースをとらないプレートが好ましく、形状は、短冊状、円板、角板状、リング形状など任意の形を採用できる。

図６に示すように、前述の連結部材１０がレンズ中心位置で反射板３に支持される支軸１１を中心にして回転する構造にすると、アーム５の回転がより安定し、より好ましい形態の電波レンズアンテナ装置１Ｃができる。

なお、この発明の電波レンズアンテナ装置は建築物や構造物の壁面や屋根上などに設置する。アンテナ装置の設置点、設置時の反射板の向き、通信相手の静止衛星の方位と仰角がわかれば、方位調整のためのアーム回転角、仰角調整のためのアーム回転角、アーム５上での一次放射器４の取付け位置を計算して求めることができる。その位置に合わせる調整を先に行ってその後にアンテナ装置を所定位置に設置し、その後、一次放射器の方位角と仰角の微調整を行うと作業性に優れる。その作業を簡単化、正確化のために、アーム５の回転角を示す表示部（角度目盛り）１２(図１参照)、アーム５の仰角を示す表示部（これも角度目盛り）１３（図７参照）、アーム５上での一次放射器の取付け位置を示す表示部（マーク）１４（図８参照）を設けておくと好ましい。

その表示部１２，１３，１４は、任意に選択した２つのみを設けてもよい。少なくとも２つの表示部があれば、残された一つは電波の受信感度レベルを確認しながら調整することができる。

この発明の電波レンズアンテナ装置の一例の概要を示す正面図 アーム両端の移動部の一例を示す断面図 アーム両端の移動部の他の例を示す断面図 （ａ）アーム両端の移動部のさらに他の例を示す断面図、（ｂ）スライダの変形例を示す断面図、（ｃ）スライダのさらに他の変形例を示す断面図 この発明の電波レンズアンテナ装置の他の例の概要を示す側面図 この発明の電波レンズアンテナ装置のさらに他の例の概要を示す側面図 アームの仰角を示す表示部の一例を示す図 アーム上での一次放射器の取付け位置を示す表示部の一例を示す図

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 電波レンズアンテナ装置
２ ルーネベルグレンズ
３ 反射板
４ 一次放射器
５ アーム
６ 移動ガイド手段
６ａ 凸部
６ｂ 溝
６ｃ くりぬき孔
７ スライダ
７ａ 溝
８ 仰角調整機構
８ａ 支持具
８ｂ 支軸
９ 固定用ネジ
１０ 連結部材
１１ 支軸
１２，１３，１４ 表示部
ＣＬ 基準線

Claims (6)

1. 半球状のルーネベルグレンズ、そのルーネベルグレンズと組み合わせる電波の反射板、レンズで集束した電波を受信する一次放射器、及びレンズ中心を中心にして等距離点に両端の根元部を配置する仰角調整機構を伴った一次放射器保持用のアームを有し、
   前記ルーネベルグレンズよりも外側にある反射板上のレンズ中心と同心の中心対称形状の円弧軌道に沿ってアーム両端の根元部が移動可能であり、その移動範囲がレンズの中心線と直交する反射板幅方向の基準線を中心にして右回りの方向と左回りの方向にそれぞれ４５度以内に設定され、反射板上のアーム根元移動部に移動ガイド手段が設けられている電波レンズアンテナ装置。
2. 前記移動ガイド手段が、アーム端の根元部に設けたスライダを係合させて案内する凸部、溝または反射板を貫通したくりぬき孔である請求項１に記載の電波レンズアンテナ装置。
3. 前記移動ガイド手段が、アーム端の根元部に設けたスライダを係合させて案内する反射板を貫通したくりぬき孔であり、前記スライダが前記くりぬき孔から反射板の裏側に突出し、アーム両端の根元部のスライダが反射板の裏側において剛性のある連結部材によって互いに連結されている請求項１に記載の電波レンズアンテナ装置。
4. 前記連結部材がレンズ中心位置で反射板に支持される支軸を有し、その支軸を中心にして連結部材が回転する機構を有する請求項３に記載の電波レンズアンテナ装置。
5. 前記アームの前記円弧軌道上での回転角度を示す表示部、前記アームの仰角を示す表示部、前記アーム上での一次放射器の取付け位置を示す表示部の中から選ばれた任意の２つの表示部を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の電波レンズアンテナ装置。
6. 前記アームの前記円弧軌道上での回転角度を示す表示部、前記アームの仰角を示す表示部、及び前記アーム上での一次放射器の取付け位置を示す表示部をそれぞれ設けた請求項１〜４のいずれかに記載の電波レンズアンテナ装置。

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