JP2007259001A

JP2007259001A - アンテナ装置及びその製造方法

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Publication number: JP2007259001A
Application number: JP2006079936A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ando; 由紀夫安藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】シートレドームを備え電波特性の良いアンテナを提供する。
【解決手段】アンテナは、副反射鏡（５）に取り付けられたテンション部品（１）を備える。テンション部品（１）は、シートレドーム（２）の中央部をシュラウド（３）の開口端部よりアンテナ前方方向へ押し、シートレドーム（２）を円錐形状にしている。シートレドーム（２）はあらかじめテンションをかけずに外周部をシュラウド（３）に固定しておき、その後給電部（６）とテンション部品（１）を取り付けることにより、シートレドーム（２）を押し出す。これにより、シートレドーム面は電波放射方向に垂直とならない円錐形状を成し、同時にテンションを与えられた状態とすることが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レドームを備えたアンテナ装置に関する。

地上マイクロ波通信用のアンテナにおいて、反射鏡前面にレドームを備えたアンテナが用いられている。レドーム面が電波放射方向に垂直であると、給電部から放射され反射鏡で反射した電波がレドーム面で反射し、再び給電部へ戻ることにより、電波特性が劣化する可能性がある。この劣化を低減する技術が開発されている。

図２は、背景技術におけるレドームを備えたアンテナ装置を示す。アンテナ装置は、反射鏡１０４と、反射鏡１０４の光軸中心に接続された給電部１０６と、給電部１０６の先端に接続された副反射鏡１０５を備える。アンテナ装置は更に、反射鏡１０４によって反射する電磁波の光路を包む円筒形のシュラウド１０３ａと、シュラウド１０３ａの先端に取り付けられたレドーム１０２ａとを備える。レドーム１０２ａは、ＦＲＰ（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ）に例示される硬質樹脂材料によって形成される。レドーム１０２ａの形状は、光軸上に位置する中心部がシュラウド１０３ａから外側方向に突出した円錐である。そのためレドーム面は電波放射方向に対して垂直ではなく、電波特性に与える影響が低減される。

別の背景技術として、シート状のレドーム（シートレドーム）が知られている。一般的に、硬質樹脂材料を用いたレドームに比べて、シートレドームは、難着雪性及び持続性に優れ、軽量であるという特長がある。シートレドームは、風荷重によってシートが伸びることを防止するため、あらかじめテンションが与えられた状態で取付けられる。

図３は、背景技術におけるシートレドームを備えたアンテナ装置を示す。アンテナ装置は、反射鏡１０４と、反射鏡１０４の光軸中心に接続された給電部１０６と、給電部１０６の先端に接続された副反射鏡１０５を備える。アンテナ装置は更に、反射鏡１０４によって反射する電磁波の光路を覆うシュラウド１０３ｂを備える。シュラウド１０３ｂの反射鏡１０４の反対側の端部は、斜めに切断されている。そのため、その端部に取り付けられたレドーム１０２ｂは、電波放射方向に対して垂直ではなく、電波特性に与える影響が小さい。

こうしたアンテナ装置において、シートレドーム１０２ｂにテンションを与えるために、幾つかの方法がある。図５は、その一例を示す。シュラウド１０３ｂにばね１１６が固定される。シートレドーム１０２ｂは、ばね１１６によってシュラウド１０３ｂの外周方向に引っ張られる。図６は、他の例を示す。シートレドーム１０２ｂは、治具により周囲方向に引っ張られつつ、外周がリング１２２によって表と裏から挟まれる。そしてボルト・ナットによってシートレドーム１０２ｂがリング１２２に固定される。このリング１２２が、シュラウド１０３ｂの端部に接続される。

特許文献１には、シート状の有底円錐体に形成した可撓性を有するレドームの底部内面に放射器先端を当接させレドームの開口端を反射鏡外縁のカーリング外周に位置させる工程を含むアンテナのレドーム取付装置が記載されている。

特許文献２には、シート状レドームが記載されている。このレドームは、周辺部にゴム部材を備えており、このゴム部材を広げながら反射鏡の前部に装着される。

特許文献３には、反射鏡の焦点の存在する側に、一次放射器を配置したパラボラアンテナ装置において、反射鏡の前面を薄膜レイドームで覆い、かつそのレイドームの内側に圧力を加えたことを特徴とするパラボラアンテナ装置が記載されている。
実開昭５７‐１３８４０９号公報実開昭６３‐１７３９０６号公報実開平２‐４６４１２号公報

図３に示されるアンテナ装置においては、シュラウド１０３ｂを製造するために円筒を斜めに切断することが必要であり、単純な円筒形状を形成する場合に比べて製作工数がかかる。アンテナが回転対称でないため、組み立て時にアンテナ上下方向が決められてしまうという制約がある。

図５又は図６に示される構成によってシートレドームにテンションを与える構成とすることは、部品点数と工数がかかり、製造コストが上昇する原因になりがちである。

そこで、本発明の目的は、電波特性に与える影響が少ないシートレドームを備えたアンテナ装置とその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、電波特性に与える影響が少なく製造が容易なアンテナ装置とその製造方法を提供することである。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明は、地上マイクロ通信に用いられるアンテナにおいて、シートレドームを取り付ける場合に、シートにテンションを与えて取り付けることと、レドーム面が電波放射方向に対して垂直とならない円錐形状とする構造を簡単な方法で実現したことを特徴とする。

テンション部品（１）は、シートレドーム（２）の中央部をシュラウド（３）の開口端部よりアンテナ前方方向へ押し、シートレドーム（２）を円錐形状にしている。シートレドーム（２）はあらかじめテンションをかけずに外周部をシュラウド（３）に固定しておき、その後給電部（６）とテンション部品（１）を取り付けることにより、シートレドーム（２）を押し出すこととする。

これにより、シートレドーム面は電波放射方向に垂直とならない円錐形状を成し、同時にテンションを与えられた状態とすることが可能になる。

より詳しくは、本発明によるアンテナ装置は、第１開放端（Ｓ１）と第２開放端（Ｓ２）とを有するシュラウド（３）と、シュラウド（３）の第１開放端（Ｓ１）側に配置された凹面の反射鏡（４）と、第２開放端（Ｓ２）からシュラウド（３）の外側に突出した支持部材（１）と、第２開放端（Ｓ２）と支持部材（１）とによって張られたシート状のレドーム（２）とを備える。

本発明によるアンテナ装置において、第２開放端（Ｓ２）は、光軸に対して垂直である。

本発明によるアンテナ装置において、支持部材（１）は、光軸上に配置される。

本発明によるアンテナ装置は、一端と他端とを有し、一端が反射鏡（４）の光軸中心に固定される給電部材（６）と、他端に固定されることにより反射鏡（４）の焦点に配置される副反射鏡（５）とを備える。支持部材（１）は、副反射鏡（５）に対して固定される。

本発明によるアンテナ装置の製造方法は、第１開放端（Ｓ１）と第２開放端（Ｓ２）とを有する筒状の部材（３）の第２開放端（Ｓ２）にシート状のレドーム（２）が張られたシュラウド側部品を準備するステップと、反射鏡（４）と反射鏡に対して固定された支持部材（１）とを備えた反射鏡側部品を準備するステップと、第１開放端（Ｓ１）から支持部材（１）を挿入して支持部材（１）によってレドーム（２）に張力を加えるステップと、張力が加えられた状態でシュラウド側部品と反射鏡側部品とを固定するステップとを備える。

本発明によるアンテナ装置の製造方法において、シュラウド側部品を準備するステップは、管を中心軸に垂直な方向に切断することによって第１開放端（Ｓ１）と第２開放端とを形成するサブステップを備える。

本発明によるアンテナ装置の製造方法において、シュラウド側部品を準備するステップは、第２開放端（Ｓ２）において筒状の部材（３）を折り曲げることにより折り返し部（１３）を形成するサブステップと、レドーム（２）を前記折り返し部（１３）に固定するサブステップとを備える。

本発明によれば、電波特性に与える影響の少ないシート状のレドームを備えたアンテナ装置とその製造方法が提供される。
更に本発明によれば、電波特性に与える影響が少なく製造が容易なアンテナ装置とその製造方法が提供される。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。本実施の形態におけるアンテナ装置は、地上マイクロ波通信に用いられる。図１は、本実施の形態におけるアンテナ装置の構成を示す側面図である。アンテナ装置は、マイクロ波を反射する凹面の放物面を備えた反射鏡４を備える。反射鏡４は、光軸を中心として回転対称である。

アンテナ装置は、マイクロ波を供給するための給電部６を備える。給電部６は筒状の部材である。給電部６の一方の端部は、反射鏡４の反射面側の光軸中心に固定される。給電部６と反射鏡４の光軸とは同軸である。給電部６の他方の端部には、副反射鏡５が固定される。副反射鏡５は、概ね反射鏡４の焦点に位置し、給電部６からマイクロ波を供給される。副反射鏡５の給電部６と反対側には、テンション部品１が固定される。テンション部品１は、反射鏡４の光軸と同軸の棒状の部材である。

反射鏡４にはシュラウド３が取り付けられる。シュラウド３は、内部に空洞を有する円筒形の部材である。その円筒形の第１の底面は円形の第１開放端Ｓ１である。その円筒形の第２の底面は円形の第２開放端Ｓ２である。第１開放端Ｓ１の縁は、反射鏡４の縁と形状及び寸法が概ね一致する。反射鏡４の縁は、シュラウド３の第１開放端Ｓ１に固定される。反射鏡４に固定されたシュラウド３と反射鏡４の光軸とは同軸である。反射鏡４に固定されたシュラウド３の第２開放端Ｓ２は反射鏡４の光軸に垂直な面内に位置する。

反射鏡４とシュラウド３とが接続された状態において、副反射鏡５及びテンション部品１の一部は、シュラウド３の内部に位置する。テンション部品１の他の一部は、シュラウド３の第２開放端Ｓ２の外側に突出する。

シュラウド３の第２開放端Ｓ２の縁には、シートレドーム２が固定される。シートレドーム２は、第２開放端Ｓ２を塞ぐのに十分な大きさを有する。シートレドーム２は、第２開放端Ｓ２よりも少し大きい。シートレドーム２は、第２開放端Ｓ２から外にはみ出す余剰部分において押さえリング７によってシュラウド３に対して固定される。シートレドーム２は、ガラス繊維にポリテトラフルオロエチレンがコーティングされたシート状のレドームである。

シュラウド３に対して固定されたシートレドーム２は、テンション部品１によって押され、張力を加えられる。そのため、シートレドーム２はシュラウド３に対して第２開放端Ｓ２の外側方向に中央部分が突出した概ね円錐形状に変形して固定される。その結果、シートレドーム２の任意の場所は、反射鏡４の光軸に対して垂直でない。

図４は、シュラウド３とシートレドーム２との接続部分の拡大図である。シュラウド３は、第２開放端Ｓ２において外側に折り曲げられることによって形成された折り返しフランジ１３を備えている。折り返しフランジ１３は、第２開放端Ｓ２の全周に設けられてリング形状をしている。押さえリング７は、折り返しフランジ１３と対応するリング形状の部材である。折り返しフランジ１３と押さえリング７との間にシートレドーム２の端部を挟み、折り返しフランジ１３、押さえリング７及びシートレドーム２をボルト１４とナット１５で締結することにより、シートレドーム２がシュラウド３に固定される。

こうしたアンテナ装置は、シート状のレドームが使用されているため、難着雪性及び持続性に優れ、軽量である。テンション部材１によってシートレドーム２にテンションが加えられているため、風荷重によるシートの伸びが抑制される。更に、テンション部材１によってレドーム面が電波の放射方向に垂直でない向きに配置されているため、レドーム面による反射が電波特性に与える影響が抑制される。更に、形状が光軸を中心として回転対称であるため、組み立て時及び設置時に、向きを決める作業が低減する。更に、テンション部材１はもともとアンテナが備えている給電部６に取付けられるため、テンション部材１が電波放射面積を減少させることが避けられる。

シートレドーム２が反射鏡４の縁に直接に取り付けられると、副反射鏡５の位置及び大きさによっては、シートレドーム２は、テンション部品１の先端（又はテンション部品１が無い場合は副反射鏡の先端）で押されることにより、大きく引っ張られて、形状が歪む、シワが寄る等の問題が生じる可能性がある。本実施の形態においては、副反射鏡５が内部に配置されるシュラウド３があり、シートレドーム２がそのシュラウド３の第２開放端Ｓ２に張られることにより、シートレドーム２に適度なテンションを与えて張ることが容易である。言い換えれば、反射鏡４とシートレドーム２とがシュラウド３を介して接続されていることにより、反射鏡４、副反射鏡５等の光学系の設計と、シートレドーム２、テンション部品１の設計が互いに干渉しない非干渉設計になっている。

以上の構成を備えるアンテナ装置は、次のように製造される。まず、円筒形の金属管を切断することにより、シュラウド３が製造される。切断面は、円筒の中心軸に垂直である。こうした垂直な切断は、少ない製造工数で容易に行うことができる。

次に、シートレドーム２がシュラウド３の第２開放端Ｓ２を覆うことが可能な所定の形状に切断される。そして、図４に示された構成になるように、シートレドーム２がシュラウド３に固定される。これにより、シュラウド３とシートレドーム２とを結合した部品であるシュラウド側部品が製造される。

給電部６、副反射鏡５及びテンション部品１が互いに接続される。そして給電部６の一端が反射鏡４の光軸中心に固定される。これにより、反射鏡側部品が製造される。

シュラウド３の第１開放端Ｓ１に反射鏡側部品を近づけ、シュラウド３の内部にテンション部品１を挿入する。テンション部品１の先端がシートレドーム２に接触する。更にテンション部品１を押し込み、反射鏡４の縁とシュラウド３の第１開放端Ｓ１とを接触させる。この状態で、テンション部品１に押されたシートレドーム２は概ね円錐状である。反射鏡４の縁とシュラウド３の第１開放端Ｓ１が固定されることにより、アンテナ装置が完成する。

こうした製造方法によれば、シートレドーム２に対する引っ張り張力は、テンション部品１によって与えられる。従って、シートレドーム２をシュラウド３に対して固定する作業において、シートレドーム２を周囲方向に引っ張る必要がないため、作業が容易である。

図１は、アンテナ装置の構成を示す。図２は、背景技術におけるアンテナ装置の構成を示す。図３は、背景技術におけるアンテナ装置の構成を示す。図４は、シュラウドとレドームの結合部を示す。図５は、背景技術におけるシュラウドとレドームの結合部を示す。図６は、シュラウドとレドームの結合方法を示す。

符号の説明

１…テンション部品
２…シートレドーム
３…シュラウド
４…反射鏡
５…副反射鏡
６…給電部
７…押さえリング
１３…折り返しフランジ
１４…ボルト
１５…ナット
１０２…レドーム
１０３…シュラウド
１０４…反射鏡
１０５…副反射鏡
１０６…給電部
１１６…ばね
１２２…リング
１２３…ボルト・ナット

Claims

第１開放端と第２開放端とを有するシュラウドと、
前記シュラウドの前記第１開放端側に配置された凹面の反射鏡と、
前記第２開放端から前記シュラウドの外側に突出した支持部材と、
前記第２開放端と前記支持部材とによって張られたシート状のレドーム
とを具備する
アンテナ装置。
請求項１に記載されたアンテナ装置であって、
前記第２開放端は、前記光軸に対して垂直である
アンテナ装置。
請求項１又は２に記載されたアンテナ装置であって、
前記支持部材は、前記光軸上に配置される
アンテナ装置。
請求項３に記載されたアンテナ装置であって、
更に、一端と他端とを有し、前記一端が前記反射鏡の光軸中心に固定される給電部材と、
前記他端に固定されることにより前記反射鏡の焦点に配置される副反射鏡
とを具備し、
前記支持部材は、前記副反射鏡に対して固定される
アンテナ装置。
第１開放端と第２開放端とを有する筒状の部材の第２開放端にシート状のレドームが張られたシュラウド側部品を準備するステップと、
反射鏡と前記反射鏡に対して固定された支持部材とを備えた反射鏡側部品を準備するステップと、
前記第１開放端から前記支持部材を挿入して前記支持部材によって前記レドームに張力を加えるステップと、
前記張力が加えられた状態で前記シュラウド側部品と前記反射鏡側部品とを固定するステップ
とを具備する
アンテナ装置の製造方法。
請求項５に記載されたアンテナ装置の製造方法であって、
前記シュラウド側部品を準備するステップは、管を中心軸に垂直な方向に切断することによって前記第１開放端と前記第２開放端とを形成するサブステップを備える
アンテナ装置の製造方法。
請求項５又は６に記載されたアンテナ装置の製造方法であって、
前記シュラウド側部品を準備するステップは、
前記第２開放端において前記筒状の部材を折り曲げることにより折り返し部を形成するサブステップと、
前記レドームを前記折り返し部に固定するサブステップ
とを備える
アンテナ装置の製造方法。