JP2013239902A - 曲面アレイアンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施の形態によれば、レドームを兼ねた電波透過性および可撓性を有する曲面支持材2と、反射板を兼ねたケース4に送受信モジュール5と駆動回路基板6と高周波回路基板7とを収納し、前記ケース4の外面にアンテナ素子8が配設された複数のアンテナユニット3とを具備する。前記曲面支持材2上に複数の前記アンテナユニット3が互いに離間状態で並設され、かつ前記アンテナ素子8と前記曲面支持材2との間を離間状態で保持する支持部9が前記ケース4と前記曲面支持材2との間に配設され、前記各アンテナユニット3の駆動回路基板6間および前記各アンテナユニット3の高周波回路基板7間が可撓性を有する配線部材10で結合されたことを特徴とする。
【選択図】図4
Description
(構成)
図1乃至図4は、第1の実施の形態を示す。図1は、航空機の機体に搭載されるレーダ用のアレイアンテナ1の概略構成を示す縦断面図、図2は、アレイアンテナ1全体の斜視図である。本実施の形態のアレイアンテナ1は、レドームを兼ねた電波透過性および可撓性を有する曲面支持材2と、複数、本実施の形態では4つのアンテナユニット3とを具備する。
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のアレイアンテナ1は、航空機の機体への搭載時に、機体側のアンテナ装着用の開口部の周縁の湾曲形状に合わせて現場合わせで曲面支持材2が図4に示すように湾曲される。このとき、曲面支持材2は、支持部9の延設方向には湾曲せず、支持部9の延設方向と平行な中心軸を中心にほぼ円筒形状の円弧に沿って湾曲される。ここで、4つのアンテナユニット3はそれぞれ支持部9を介してアンテナ素子8と曲面支持材2との間が離間状態で保持されている。そのため、曲面支持材2が湾曲された場合でも4つのアンテナユニット3のアンテナ素子8とそれに付属する基板(送受信モジュール5と駆動回路基板6と高周波回路基板7)が曲面支持材2と一緒に湾曲されることはなく、平面状態で保持される。
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態のアレイアンテナ1では、航空機の機体への搭載時に、曲面支持材2が湾曲された場合でも4つのアンテナユニット3のアンテナ素子8とそれに付属する基板(送受信モジュール5と駆動回路基板6と高周波回路基板7)が平面状態で保持される。そのため、4つのアンテナユニット3のアンテナ素子8とそれに付属する基板(送受信モジュール5と駆動回路基板6と高周波回路基板7)を屈曲させずに使用することができるので、基板と部品との結合部の信頼性が確保される。
(構成)
図5および図6は、第2の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図4参照)のアレイアンテナ1の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図5および図6中で、変更部分以外の大部分の構成は第1の実施の形態と同じであるため、図1乃至図4と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態のアレイアンテナ1では、アンテナユニット3を曲面支持材2に固定する固定ねじ21をアンテナ素子8よりも後方に配置したので、金属製の固定ねじ21がアンテナ素子8の電波的な性能に影響を与えることを防ぐことができる。そのため、アレイアンテナ1の性能低下を防止できる。
(構成)
図7および図8は、第3の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図4参照)のアレイアンテナ1の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図7および図8中で、変更部分以外の大部分の構成は第1の実施の形態と同じであるため、図1乃至図4と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
上記構成の本実施の形態のアレイアンテナ1では、アンテナユニット3と曲面支持材2との間を締結する固定ねじ31を曲面支持材2の支持部9上に千鳥状に配置した。これにより、アレイアンテナ1全体の屈曲性を確保しつつ、アンテナユニット3の振動を抑制することができる。
(構成)
図9および図10は、第4の実施の形態を示す。本実施の形態は、第3の実施の形態(図7および図8参照)のアレイアンテナ1の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図9および図10中で、変更部分以外の大部分の構成は第1の実施の形態と同じであるため、図1乃至図4と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
上記構成の本実施の形態のアレイアンテナ1では、アンテナユニット3と曲面支持材2との間を締結する固定ねじ31を曲面支持材2の支持部9上に支持部9の延設方向と直交する方向に2つ並設させて2点で固定する振動抑制部33を設けた。これにより、アレイアンテナ1全体の屈曲性を確保しつつ、アンテナユニット3の振動を抑制することができる。
(構成)
図11は、第5の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図4参照)のアレイアンテナ1の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図11中で、図1乃至図4と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、上記構成の本実施の形態のアレイアンテナ1では、アンテナユニット3の両側の延伸部41の端部と曲面支持材2との間の弾性体42により、アンテナユニット3の両側の延伸部41の端部と曲面支持材2との間の隙間を塞いでいるので、アンテナユニット3の振動を抑制することができる。そのため、これにより、アレイアンテナ1全体の屈曲性を確保しつつ、アンテナユニット3の振動を抑制することができる。
図12は、第5の実施の形態のアレイアンテナ1の支持部の第1の変形例を示す。本変形例は、第5の実施の形態の弾性体42を曲面支持材2におけるアンテナユニット3との対向面に固定したものである。そして、本変形例でも第5の実施の形態と同様の効果が得られる。
図13は、第5の実施の形態のアレイアンテナ支持部の第2の変形例を示す。本変形例は、第5の実施の形態の弾性体42をアンテナユニット3における曲面支持材2との対向面に固定したものである。そして、本変形例でも第5の実施の形態と同様の効果が得られる。
(構成)
図14および図15は、第6の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図4参照)のアレイアンテナ1の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図14および図15中で、変更部分以外の大部分の構成は第1の実施の形態と同じであるため、図1乃至図4と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
上記構成の本実施の形態のアレイアンテナ1では、隣接するアンテナユニット3の対向面間のストッパ51は、図14に示すように曲面支持材2が湾曲していない非湾曲形状(真っ直ぐな平面形状)の場合は、互いに離間された状態で保持されている。そして、図15に示すように曲面支持材2が湾曲した場合には隣接するアンテナユニット3の対向面間のストッパ51の端面同士が当接し、このストッパ51の端面同士が当接した位置からさらに曲面支持材2が湾曲することを防止している。そこで、本実施の形態では、隣接するアンテナユニット3の対向面間のストッパ51によって曲面支持材2の曲げ変形時の移動量を規制することができ、曲面支持材2の曲げすぎによる曲面支持材2の破損を防ぐことができる。
(構成)
図16および図17は、第7の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図4参照)のアレイアンテナ1の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図16および図17中で、変更部分以外の大部分の構成は第1の実施の形態と同じであるため、図1乃至図4と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
上記構成の本実施の形態のアレイアンテナ1では、曲面支持材2の凹部61によってアレイアンテナ1全体を薄くすることができる。また、レドームを兼ねた曲面支持材2での電波透過ロスを小さくすることも可能となる。
(構成)
図18は、第8の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図4参照)のアレイアンテナ1の構成を次の通り変更した本実施の形態のアレイアンテナ1を設けた変形例である。本実施の形態は、隣接するアンテナユニット3のケース4の外面間を結ぶ導体の帯71を設け、アレイアンテナ1の隣接するアンテナユニット3間の分割部の反射板を補う構成にしたものである。ここで、アンテナユニット3のケース4はアンテナ素子8と接する面が反射板となる。導体の帯71は、例えばフレキシブルプリント基板、金属箔、金属メッシュなどによって形成されている。
上記構成の本実施の形態のアレイアンテナ1では、隣接するアンテナユニット3のケース4の外面間を結ぶ導体の帯71によってアレイアンテナ1の隣接するアンテナユニット3間の分割部の反射板を補うことができる。そのため、本実施の形態でも、アンテナとして曲面をもちつつ、4つのアンテナユニット3のアンテナ素子8とそれに付属する基板(送受信モジュール5と駆動回路基板6と高周波回路基板7)の変形を抑制した曲面アレイアンテナ1を提供することができる。
Claims (8)
- レドームを兼ねた電波透過性および可撓性を有する曲面支持材と、
反射板を兼ねたケースに送受信モジュールと駆動回路基板と高周波回路基板とを収納し、前記ケースの外面にアンテナ素子が配設された複数のアンテナユニットとを具備し、
前記曲面支持材上に複数の前記アンテナユニットが互いに離間状態で並設され、かつ前記アンテナ素子と前記曲面支持材との間を離間状態で保持する支持部が前記ケースと前記曲面支持材との間に配設され、
前記各アンテナユニットの駆動回路基板間および前記各アンテナユニットの高周波回路基板間が可撓性を有する配線部材で結合された
ことを特徴とする曲面アレイアンテナ。 - 前記複数のアンテナ素子は、前記曲面支持材上に縦横にマトリックス状に並設され、
前記支持部は、マトリックス状に並設された前記複数のアンテナ素子の縦方向、または横方向のいずれか一方の並設方向に沿って直線状に結合することにより、前記アンテナユニットの変形を抑制する変形抑制部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の曲面アレイアンテナ。 - 前記支持部は、前記アンテナユニットと前記曲面支持材との間を締結する締結物を千鳥状に配置し、アンテナユニットの振動を抑制する振動抑制部を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の曲面アレイアンテナ。 - 前記アンテナユニットまたは前記曲面支持材の少なくともいずれか一方に固定され、前記アンテナユニットの振動を抑制する弾性体を設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の曲面アレイアンテナ。 - 隣接する前記アンテナユニットの対向面間の少なくともいずれか一方に前記曲面支持材の湾曲時に隣接する前記アンテナユニット間の移動量を規制して前記曲面支持材の曲げすぎによる前記曲面支持材の破損を防ぐストッパを設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の曲面アレイアンテナ。 - 分割した前記アンテナユニットの前記ケース同士を接続する導体を設け、前記反射板を形成した
ことを特徴とする請求項1に記載の曲面アレイアンテナ。 - 前記配線部材は、可撓性のある柔軟な線材、またはフレキシブルプリント基板の少なくともいずれか一方である
ことを特徴とする請求項1に記載の曲面アレイアンテナ。 - 前記曲面支持材は、前記アンテナユニットの前記アンテナ素子との対向部位に壁部の厚さを小さくする凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の曲面アレイアンテナ。
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