JP2016072789A

JP2016072789A - 積層構造レドーム

Info

Publication number: JP2016072789A
Application number: JP2014199837A
Authority: JP
Inventors: 政憲岡山; Masanori Okayama
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP6547264B2

Abstract

【課題】近年の移動体衛星通信用レドームは広帯域での電気特性及び過酷な運用環境にも耐えられる強度が求められている。理論上、レドームをサンドイッチ構造にすると広帯域特性が得られることは知られているが、高い強度を有するにはレドームを厚くする必要があり、優れた電気特性と高強度を両立することが難しい。【解決手段】上記課題を解決する積層型レドームは、胴体部と、天蓋部を備え、胴体部は、第１スキン層と第２スキン層と第３スキン層と第１コア層と第２コア層から成り、前記胴体部は、第１スキン層、第１コア層、第２スキン層、第２コア層、第３スキン層の順に積層されていること、また天蓋部は、第４スキン層と第５スキン層と第６スキン層と第３コア層と第４コア層から成り、前記天蓋部は、第４スキン層、第３コア層、第５スキン層、第４コア層、第６スキン層の順に積層されることにより、高強度で、電気特性（挿入損失と反射損失が共に低い）に優れた積層型レドームを提供することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、積層構造を有したレドームに関する。

近年の衛星通信は、災害に強い通信インフラとして需要が拡大しており、より効率的にサービスを提供できるように衛星の多チャンネル化・電力増大化が求められ、通信速度の向上・通信周波数の広帯域化が目覚ましい。一般的に、屋外でアンテナを運用する場合に、アンテナの保護、経年劣化を低減するため、レドームを設けることが行われている。レドームを広帯域化する方法として、比誘電率の異なる材質を積層したサンドイッチ構造があり、関連技術として7層以上のレドームが開示されている。（特許文献１)また、その他の関連技術では電波特性が良好で、さらには機械的強度に優れたカナッペ構造のレドームを得るため、強化繊維（ガラス繊維クロス）に樹脂を含浸したドーム形状のスキン層と、このスキン層と一体にドームの内側に設けられ、スキン層より誘電率の低い整合層とを備えたレドームが開示されている。（特許文献２）

特開２００９−１９４８２９号公報特開２０１１−８７０６０号公報

近年の移動体衛星通信用レドームは広帯域での電気特性及び過酷な運用環境にも耐えられる強度が求められている。理論上、レドームをサンドイッチ構造にすると広帯域に優れた電気特性が得られることが知られている。ここでアンテナの通信周波数がＸバンド（８ＧＨｚ付近）のように高い周波数の場合、波長が短くなることからレドームの厚みを薄くしなければならなくなるため、上記関連文献では高い強度を得られないという問題があった。よって、本件目的は、アンテナの通信周波数がＸバンド（８ＧＨｚ付近）のように高い周波数の場合であっても、高強度で、電気特性（挿入損失と反射損失が共に低い）に優れた積層型レドームを提供することである。

上記課題を解決する積層型レドームは、胴体部と、天蓋部を備え、胴体部は、第１スキン層と第２スキン層と第３スキン層と第１コア層と第２コア層から成り、前記胴体部は、第１スキン層、第１コア層、第２スキン層、第２コア層、第３スキン層の順に積層されていることを特徴とする。天蓋部は、第４スキン層と第５スキン層と第６スキン層と第３コア層と第４コア層から成り、前記天蓋部は、第４スキン層、第３コア層、第５スキン層、第４コア層、第６スキン層の順に積層されていることを特徴とする。

上記構成によれば、高強度で、電気特性（挿入損失と反射損失が共に低い）に優れた積層型レドームを提供することができる。

積層型レドームの全体図図１の積層型レドームの領域Ａの拡大図天蓋部の挿入損失と反射損失の関係図胴体部の挿入損失と反射損失の関係図

（発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。上記課題を解決する積層型レドームは、胴体部と、天蓋部を備え、胴体部は、第１スキン層と第２スキン層と第３スキン層と第１コア層と第２コア層から成り、胴体部は、胴体部がアンテナ（不図示）に面する面から第１スキン層、第１コア層、第２スキン層、第２コア層、第３スキン層の順番で積層構造となり、天蓋部は、第４スキン層と第５スキン層と第６スキン層と第３コア層と第４コア層から成り、天蓋部は、天蓋部がアンテナ（不図示）に面する面から第４スキン層、第３コア層、第５スキン層、第４コア層、第６スキン層の順番で積層構造となっていることが特徴である。
（構成）
次に、本発明における積層型レドームの構造について、その一例を、図１、２を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施形態の積層型レドームの全体図である。本発明による積層型レドーム１００はアンテナの胴体を保護するための胴体部１０１とアンテナの上部を保護する天蓋部１０２と、移動体に取り付けるための取付部１０３を有する。

図２は、本実施形態の積層型レドームの詳細を示した図である。図２を用いてより詳細に、積層型レドーム１００を説明する。

積層型レドーム１００の胴体部１０１は、第１スキン層１０４−１と第２スキン層１０４−２と第３スキン１０４−３と第１コア層１０５−１と第２コア１０５−２から成る。胴体部１０１は、胴体部１０１がアンテナ（不図示）に面する面から第１スキン層１０４−１、第１コア層１０５−１、第２スキン層１０４−２、第２コア層１０５−２、第３スキン層１０４−３の順番で積層構造となっている。また、本実施形態では、胴体部１０１の厚さは、１０ｍｍから２０ｍｍ程度とする。

積層型レドーム１００の天蓋部１０２は、第４スキン層１０６−１と第５スキン層１０６−２と第６スキン１０６−３と第３コア層１０７−１と第４コア１０７−２から成る。天蓋部１０２は、天蓋部１０２がアンテナ（不図示）に面する面から第４スキン層１０６−１、第３コア層１０７−１、第５スキン層１０６−２、第４コア層１０７−２、第６スキン層１０６−３の順番で積層構造となっている。また、本実施形態では、天蓋部１０２の厚さは、１０ｍｍから２０ｍｍ程度とする。

第１スキン層１０４−１と第２スキン層１０４−２と第３スキン層１０４−３と第４スキン層１０６−１と第５スキン層１０６−２と第６スキン１０６−３は、同一の材料から成る。本実施形態では、前述の材料は、ガラス繊維強化プラスチックとしている。ここで、本実施形態では、第１スキン層１０４−１の厚さを第４スキン層の厚さより、厚く構成している。左記構成とすることにより、胴体部１０１の強度を天蓋部１０２の強度より高くすることができる。理由としては、一般的にレドームを設置する場合、レドームにかかる負荷が大きくなる部分が、胴体部１０１、取付部１０３であるためである。同様の理由で、第３スキン層１０４−３の厚さを第６スキン層の厚さより厚くすることにより、胴体部１０１の強度を高めている。

第１コア層１０５−１と第２コア層１０５−２と第３コア層１０７−１と第４コア１０７−２は、同一の材料から成る。本実施形態では、前述の材料は、シンタクチックフォームとしている。ここで、シンタクチックフォームとは、ガラス・金属・高分子などでできた中空の微小球を樹脂で固めた、軽量かつ高強度の複合材料である。本実施形態におけるシンタチックフォームは、中空のガラス球体と、エポキシ樹脂を混合して生成されたものを使用する。

積層型レドーム１００の取付部１０３は、移動体に設けるために、備えられている。取付部１０３は、ボルトで取り付けられるように構成しても良いし、磁石の引力により設置されるように構成されていても良い。移動体とは、車両や船、潜艦などが考えられる。
（作用）
図３，４を用いて、本実施形態の積層型レドーム１００の性能（作用）について説明を実施する。図３は、本実施形態における天蓋部の挿入損失と反射損失の周波数特性を示した図である。図３における実線は挿入損失（単位としては、図３左端[ｄＢ]）を示し、破線は、反射損失（単位としては、図３右端[ｄＢ]）のシミュレーション値を示している。図３によると天蓋部の挿入損失は、周波数８ＧＨｚ付近でもっとも小さくなっており、周波数７〜９GHzにおいても−１．０dB以上と０に近い値であり、挿入損失が小さい。反射損失は、周波数８ＧＨｚ付近でもっとも小さくなっており、周波数７GHz〜８GHｚにおいて−１１dB以下である。また図４は、本実施形態における胴体部の挿入損失と反射損失の周波数特性を示した図である。図４における実線は挿入損失（単位としては、図４左端[ｄＢ]）を示し、破線は、反射損失（単位としては、図４右端[ｄＢ]）のシミュレーション値を示している。図４によると胴体部の挿入損失は、周波数８ＧＨｚ付近でもっとも小さくなっており、周波数９GHz付近でもっとも大きくなっているが、周波数７〜９GHzにおいても−１．２dB以上と挿入損失が小さい。反射損失は、周波数８ＧＨｚ付近でもっとも小さくなっており、周波数９GHｚ付近でもっともおおきくなっているが、周波数７GHz〜９GHｚにおいて−９dB以下である。よって、図３と図４とを比較すると、高強度を実現する胴体部においても広帯域において天蓋部と同等の挿入損失、反射損失が実現されている。
（効果）
以上より、上記５層の構成の積層型レドームとすることにより、高強度で、挿入損失及び反射損失を低減することができる。

アンテナを覆うレドームに使用できる。

１００積層型レドーム
１０１胴体部
１０２天蓋部
１０３取付部
１０４−１第１スキン層
１０４−２第２スキン層
１０４−３第３スキン層
１０５−１第１コア層
１０５−２第２コア層
１０６−１第４スキン層
１０６−２第５スキン層
１０６−３第６スキン層
１０７−１第３コア層
１０７−２第４コア層

Claims

第１スキン層と、第２スキン層と、第３スキン層と、第１コア層と、第２コア層と、から成る胴体部と、
第４スキン層と、第５スキン層と、第６スキン層と、第３コア層と、第４コア層と、から成る天蓋部と、
を備え、
前記胴体部は、前記第１スキン層、前記第１コア層、前記第２スキン層、前記第２コア層、前記第３スキン層の順に積層され、
前記天蓋部は、前記第４スキン層、前記第３コア層、前記第５スキン層、前記第４コア層、前記第６スキン層の順に積層されていることを特徴とする積層型レドーム。
前記第１スキン層と、前記第２スキン層と、前記第３スキン層と、前記第４スキン層と、前記第５スキン層と、前記第６スキン層の材料は、ガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の積層構造レドーム。
前記第１コア層と、前記第２コア層と、前記第３コア層と、前記第４コア層の材料は、シンタクチックフォームであることを特徴とする請求項１または２に記載の積層構造レドーム。
前記保護材の厚さが、１０から２０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の積層型レドーム。