JP2017188770A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のボルト挿通孔のうち選択された１つのボルト挿通孔にボルトを挿通させることによって取り付け角度を調整する場合に比較して、アンテナ素子から放射される電磁波の放射方向を細かい角度単位で調整することが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置１は、複数のアンテナ素子３と、複数のアンテナ素子３が内部に配置されたレドーム４と、レドーム４の一端部に固定され、レドーム４の外周面よりも外方に突出した突部５２を有する端部部材５と、レドーム４が挿通される挿通孔６０が形成され、挿通孔６０の周囲に端部部材５の突部５２が当接する当接面６ａを有する支持部材６とを備え、レドーム４及び端部部材５は、レドーム４が挿通孔６０に挿通された状態で支持部材６に対して回転可能であり、端部部材５は、複数のアンテナ素子３及びレドーム４の重量を突部５２が当接面６ａに当接することで支える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば携帯電話の基地局に用いられるアンテナ装置に関する。

従来、ビルの屋上等に設置された支柱に取り付けられるアンテナには、所望の方向に電磁波を放射すべく、支柱に対する取り付け角度を調整可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のアンテナは、支柱に固定された支持盤に取付け金具を介して取り付けられる。支持盤には、調整ボルトを挿通させる１つの透孔が設けられ、取付け金具には、複数のボルト挿通孔が方位角調整孔として設けられている。そして、複数の方位角調整孔のうち、電磁波の放射方向に応じて選択された１つの方位角調整孔に調整ボルトが挿通され、その先端部に調整ナットが螺合することにより、支柱に対するアンテナの角度が固定される。

特開２０１２−３４１８７号公報

特許文献１に記載のアンテナは、複数の方位角調整孔の中から１つの方位角調整孔を選択することにより、アンテナの取り付け角度を調整可能であるが、その角度調整単位は、方位角調整孔の間隔に依存する。特許文献１の図１を参酌すれば、９０°の範囲に７個の方位角調整孔が設けられているので、当該アンテナにおける角度調整単位は概ね１５°である。このため、アンテナの取り付け角度の調整が方位角調整孔の間隔により制約を受け、放射方向を精度よく調節することができない場合がある。

そこで、本発明は、複数のボルト挿通孔のうち選択された１つのボルト挿通孔にボルトを挿通させることによって取り付け角度を調整する場合に比較して、細かい角度単位でアンテナ素子の向きを調整することが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子が内部に配置された筒体と、前記筒体の一端部に固定され、前記筒体の外周面よりも外方に突出した突部を有する端部部材と、前記筒体が挿通される挿通孔が形成され、前記挿通孔の周囲に前記端部部材の前記突部が当接する当接面を有する支持部材とを備え、前記筒体及び前記端部部材は、前記筒体が前記挿通孔に挿通された状態で前記支持部材に対して回転可能であり、前記端部部材は、前記複数のアンテナ素子及び前記筒体の重量を前記突部が前記当接面に当接することで支える、アンテナ装置。

本発明に係るアンテナ装置によれば、複数のボルト挿通孔のうち選択された１つのボルト挿通孔にボルトを挿通させることによって取り付け角度を調整する場合に比較して、細かい角度単位でアンテナ素子の向きを調整することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置を、支柱、及び支柱に固定された取付部材と共に示す斜視図である。 アンテナ装置のレドームに収容された反射板及び複数のアンテナ素子を示す斜視図である。 （ａ）は、レドーム、端部部材、支持部材、及び回り止め機構をレドームの中心軸に沿って切断した断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す回り止め機構及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。 端部部材を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図である。 （ａ）は、端部部材及び回り止め機構が組み合わされた支持部材を上方から見た平面図である。（ｂ）は、支持部材を単体で示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る回り止め機構を示し、（ａ）は、第１の噛み合い歯と第２の突部とが噛み合わされていない状態を、（ｂ）は、第１の噛み合い歯と第２の突部とが噛み合わされた状態を、それぞれ示す。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置１を、支柱９１、及び支柱９１に固定された取付部材９２と共に示す斜視図である。図２は、アンテナ装置１のレドーム４に収容された反射板２及び複数のアンテナ素子３を示す斜視図である。

このアンテナ装置１は、例えば携帯電話の基地局用アンテナとして用いられ、屋上等の高所に設置される。アンテナ装置１は、板状の導電性金属からなる反射板２と、反射板２に固定された複数のアンテナ素子３と、複数のアンテナ素子３が内部に配置された筒体としてのレドーム４と、レドーム４の一端部に固定された端部部材５と、端部部材５を支持する支持部材６と、端部部材５を支持部材６に対して回り止めする回り止め機構７とを備えている。

図３（ａ）は、レドーム４、端部部材５、支持部材６、及び回り止め機構７をレドーム４の中心軸に沿って切断した断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す回り止め機構７及びその周辺部を拡大して示す拡大図である。図４は、端部部材５を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図である。図５（ａ）は、端部部材５及び回り止め機構７が組み合わされた支持部材６を上方から見た平面図である。図５（ｂ）は、支持部材６を単体で示す平面図である。

反射板２は、アルミニウム等の導電性の金属からなる矩形状の部材であり、図略のアース線により電気的に接地されている。反射板２は、その長手方向がレドーム４の中心軸方向に沿うようにしてレドーム４内に収容される。反射板２の長手方向の両端部には、レドーム４との固定のための固定部材２１ａ〜２１ｄが取り付けられている。反射板２は、固定部材２１ａ〜２１ｄがボルトやリベットによってレドーム４に締結されることにより、レドーム４に対して固定されている。

アンテナ素子３は、それぞれ放射素子として機能する図略の配線パターンが板状の誘電体に形成されたプリント基板からなるプリントダイポールアンテナである。アンテナ素子３は、水平偏波を送信又は受信することが可能な水平偏波用アンテナ素子３１と、垂直偏波を送信又は受信することが可能な垂直偏波用アンテナ素子３２とを十字状に交差させて形成されている。

本実施の形態では、８個のアンテナ素子３が反射板２の長手方向に沿って配列されている。各アンテナ素子３の放射素子は、反射板２の反射面２ａとは反対側の裏面２ｂ側で、アンテナ素子３により送信又は受信される高周波信号を伝送する伝送線路に接続されている。

アンテナ装置１は、図５（ａ）に示すように、アンテナ素子３が電磁波ｗを放射した場合に、その電磁波ｗの電界強度が反射板２に対して垂直な方向に強くなる指向性を有している。支柱９１に複数のアンテナ装置１が取り付けられる場合には、それぞれのアンテナ装置１から放射される電磁波ｗが互いに異なる方向を向くように、各アンテナ装置１が取り付けられる。

レドーム４は、ＦＲＰ（fiber reinforced plastics）等の絶縁性の樹脂からなる円筒状である。アンテナ装置１は、レドーム４の中心軸方向が鉛直方向となるように支柱９１に取り付けられる。以下の記載において、「上」及び「下」とは、アンテナ装置１が支柱９１に取り付けられた状態における鉛直方向の上下をいうものとする。

アンテナ装置１が支柱９１に取り付けられたときのレドーム４の上端部は端部部材５により閉塞され、雨水等のレドーム４内への浸入が端部部材５により抑止される。レドーム４の下端部は開放され、この下端部の開口から伝送線路に接続される同軸ケーブル８がレドーム４内に導入される。

端部部材５は、レドーム４の一端部に嵌合する嵌合部５１と、レドーム４の外周面よりも外方に突出した突部５２と、レドーム４の一端部（上端部）を閉塞する円板状の蓋部５３とを有している。端部部材５は、例えば射出成型された樹脂からなる。

嵌合部５１は、レドーム４の一端部に内嵌される円筒状であり、例えばボルト締結によってレドーム４に固定される。なお、嵌合部５１をレドーム４に接着により固定してもよい。突部５２は、嵌合部５１の外周囲に環状（鍔状）に設けられている。本実施の形態では、突部５２及び蓋部５３が、１つの平坦な円盤を形成し、この円盤の嵌合部５１よりも外側の部分が突部５２として、また嵌合部５１よりも内側の部分が蓋部５３として機能する。

支持部材６には、レドーム４を挿通させる円形の挿通孔６０が形成されている。支持部材６の挿通孔６０は、レドーム４の外径よりも大きく、端部部材５の突部５２の外径よりも小さい内径を有し、支持部材６を上下方向に貫通している。また、支持部材６には、取付部材９２への取り付けのためのボルトを挿通させる複数のボルト挿通孔６１が形成されている。

一方、取付部材９２にも、支持部材６のボルト挿通孔６１に連通するボルト挿通孔９２１が形成されている。支持部材６及び取付部材９２は、ボルト挿通孔６１，９２１を挿通するボルトと、このボルトに螺合するナットとの間に挟まれて締結される。

なお、支持部材６を、取付部材９２を介することなく直接支柱９１に固定してもよい。この場合、支持部材６は、例えば支柱９１に形成されたねじ孔に螺合するボルトによって支柱９１に固定される。

レドーム４及び端部部材５は、レドーム４が支持部材６の挿通孔６０に挿通された状態で、支持部材６に対して回転可能である。支持部材６は、挿通孔６０の周囲に、端部部材５の突部５２が当接する当接面６ａ（図５（ｂ）参照）を有している。端部部材５は、反射板２、複数のアンテナ素子３、及びレドーム４の重量を、突部５２が支持部材６の当接面６ａに当接することで支える。

レドーム４の支持部材６に対する回転位置は、アンテナ素子３からの電磁波の放射方向を調整した後に、回り止め機構７によって固定される。この調整は、例えば支柱９１に取り付けられたアンテナ装置１から電磁波を放射し、その電磁波の地上の所定の場所における受信状態に基づいて行われる。

端部部材５には、目盛部５ａが設けられている。本実施の形態では、目盛部５ａが突部５２の上面５２ａ（当接面６ａに当接する面とは反対側の面）における外周側の端部の所定の角度範囲に設けられている。目盛部５ａは、例えば１°毎に形成された複数の目盛り線からなる。

一方、支持部材６には、指針部６ｂが設けられている。本実施の形態では、指針部６ｂが三角形状であるが、例えば１本の直線でもよく、あるいは矢印形状でもよい。指針部６ｂは、当接面６ａの外側に設けられ、目盛部５ａの１箇所を指し示している。端部部材５の支持部材６に対する相対回転位置は、指針部６ｂが指し示す目盛部５ａの位置により認識可能である。

また、支持部材６に目盛部を設け、端部部材５に指針部を設けてもよい。この場合でも、端部部材５の支持部材６に対する相対回転位置を、指針部が指し示す目盛部の位置により認識可能である。すなわち、端部部材５及び支持部材６には、一方の部材に目盛部が設けられると共に、他方の部材に指針部が設けられていればよい。

本実施の形態では、回り止め機構７が金具７１及びボルト７２からなる。金具７１は、支持部材６及び端部部材５の突部５２を挟む位置に配置される一対の側板部７１１，７１２、及び一対の側板部７１１，７１２を連結する連結部７１３を有する。以下、一対の側板部７１１，７１２のうち、端部部材５の突部５２に対向する側板部７１１を第１の側板部７１１とし、支持部材６に対向する側板部７１２を第２の側板部７１２とする。第１の側板部７１１には、ボルト７２の軸部７２１が螺合するねじ孔７１０が形成されている。

ボルト７２は、頭部７２２が第１の側板部７１１に接するまでねじ孔７１０にねじ込まれている。ボルト７２の軸部７２１は、ねじ孔７１０を貫通して端部部材５の突部５２の上面５２ａに当接する。これにより、ボルト７２の締め付け力によって端部部材５と支持部材６との相対回転が規制される。

（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）支持部材６に対して端部部材５を自在に回転させることができる。すなわち、例えば複数のボルト挿通孔のうち選択された１つのボルト挿通孔にボルトを挿通させることによって取り付け角度を調整する場合に比較して、複数のアンテナ素子３から放射される電磁波の放射方向をより細かい角度単位で調整することが可能となる。特に、本実施の形態では、レドーム４が円筒状であり、支持部材６の挿通孔６０が円形であるので、複数のアンテナ素子３の放射方向（メインビームの放射方向）を無段階に調節することができる。

（２）端部部材５は、反射板２、複数のアンテナ素子３、及びレドーム４の重量を支えるので、これらの部材の支持構造を容易化することができる。

（３）端部部材５は蓋部５３を有しているので、アンテナ装置１が屋根のない屋外に設置されたとしても、レドーム４の上端開口部からの雨水等の浸入を防ぐことができる。

（４）端部部材５に目盛部５ａが設けられ、支持部材６に指針部６ｂが設けられているので、端部部材５の支持部材６に対する相対回転位置の調整が容易となる。

（５）回り止め機構７は、支持部材６及び端部部材５の突部５２を挟む位置に配置される第１及び第２の側板部７１１，７１２を有する金具７１、及び第１の側板部７１１のねじ孔７１０に螺合するボルト７２からなるので、簡素な構成で端部部材５を支持部材６に対して回り止めすることができる。

［第２の実施の形態］
次に、図６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、端部部材５を支持部材６に対して回り止めする回り止め機構７Ａの構成が第１の実施の形態とは異なり、その他の構成については共通である。したがって、この違いの部分について説明し、その他の構成については詳細な説明を省略する。また、図６の図示内容のうち、第１の実施の形態について説明したものと共通する構成要素については、第１の実施の形態と同一の符号を付して重複した説明を省略する。

本実施の形態に係る回り止め機構７Ａは、端部部材５の突部５２に設けられた複数の第１の噛み合い歯５２１、及び支持部材６に設けられ、複数の第２の噛み合い歯６２からなる。第１の噛み合い歯５２１は、突部５２の外周端部から下方（支持部材６側）に向かって設けられ、第２の噛み合い歯６２は、突部５２に対向する支持部材６の上面６ｃから上方（突部５２側）に向かって設けられている。複数の第１の噛み合い歯５２１は、突部５２の外周端部に全周にわたって設けられ、複数の第２の噛み合い歯６２は、レドーム４を挿通させる挿通孔６０を囲むように、環状に設けられている。

図６（ａ）は、第１の噛み合い歯５２１と第２の噛み合い歯６２とが噛み合わされていない状態を示し、図６（ｂ）は、第１の噛み合い歯５２１と第２の噛み合い歯６２とが噛み合わされた状態を示している。図６（ｂ）に示すように、第１の噛み合い歯５２１と第２の噛み合い歯６２とが噛み合わされると、端部部材５が支持部材６に対して回り止めされる。

本実施の形態では、周方向に隣り合う第１の噛み合い歯５２１及び第２の噛み合い歯６２の間隔に対応する角度単位で複数のアンテナ素子３から放射される電磁波の放射方向を調整することができる。このため、第１の実施の形態と同様に、例えば複数のボルト挿通孔のうち選択された１つのボルト挿通孔にボルトを挿通させることによって取り付け角度を調整する場合に比較して、複数のアンテナ素子３から放射される電磁波の放射方向をより細かい角度単位で調整することが可能となる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］複数のアンテナ素子（３）と、前記複数のアンテナ素子（３）が内部に配置された筒体（レドーム４）と、前記筒体（４）の一端部に固定され、前記筒体（４）の外周面よりも外方に突出した突部（５２）を有する端部部材（５）と、前記筒体（４）が挿通される挿通孔（６０）が形成され、前記挿通孔（６０）の周囲に前記端部部材（５）の前記突部（５２）が当接する当接面（６ａ）を有する支持部材（６）とを備え、前記筒体（４）及び前記端部部材（５）は、前記筒体（４）が前記挿通孔（６０）に挿通された状態で前記支持部材（５）に対して回転可能であり、前記端部部材（５）は、前記複数のアンテナ素子（３）及び前記筒体（４）の重量を前記突部（５２）が前記当接面（６ａ）に当接することで支える、アンテナ装置（１）。

［２］前記端部部材（５）は、前記筒体（４）の開口を覆う蓋部（５３）をさらに有する、前記［１］に記載のアンテナ装置（１）。

［３］前記端部部材（５）及び前記支持部材（６）には、一方の部材に目盛部（５ａ）が設けられると共に他方の部材に指針部（６ｂ）が設けられ、前記指針部（６ｂ）が指し示す目盛部（５ａ）の位置により、前記端部部材（５）の前記支持部材（６）に対する相対回転位置を認識可能である、前記［１］又は［２］に記載のアンテナ装置（１）。

［４］前記端部部材（５）を前記支持部材（６）に対して回り止めする回り止め機構（７）をさらに備えた、前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載のアンテナ装置（１）。

［５］前記回り止め機構（７）は、前記支持部材（６）及び前記端部部材（５）の前記突部（５２）を挟む位置に配置される一対の側板部（７１１，７１２）、及び前記一対の側板部（７１１，７１２）を連結する連結部（７１３）を有する金具（７１）と、前記一対の側板部（７１１，７１２）のうち何れかの側板部（７１１）に形成されたねじ孔（７１０）に螺合するボルト（７２）とを有する、前記［４］に記載のアンテナ装置（１）。

［６］前記回り止め機構（７Ａ）は、前記端部部材（５）の前記突部（５２）に設けられた第１の噛み合い歯（５２１）、及び前記支持部材（６）に設けられ、前記第１の噛み合い歯（５２１）に噛み合う第２の噛み合い歯（６２）からなる、前記［４］に記載のアンテナ装置（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…アンテナ装置
２…反射板
３…アンテナ素子
４…レドーム（筒体）
５…端部部材
５２…突部
５２１…第１の噛み合い歯
５３…蓋部
５ａ…目盛部
６…支持部材
６０…挿通孔
６１…ボルト挿通孔
６２…第２の噛み合い歯
６ａ…当接面
６ｂ…指針部
７，７Ａ…回り止め機構
７１…金具
７１１，７１２…側板部
７１３…連結部
７２…ボルト

Claims (6)

1. 複数のアンテナ素子と、
   前記複数のアンテナ素子が内部に配置された筒体と、
   前記筒体の一端部に固定され、前記筒体の外周面よりも外方に突出した突部を有する端部部材と、
   前記筒体が挿通される挿通孔が形成され、前記挿通孔の周囲に前記端部部材の前記突部が当接する当接面を有する支持部材とを備え、
   前記筒体及び前記端部部材は、前記筒体が前記挿通孔に挿通された状態で前記支持部材に対して回転可能であり、
   前記端部部材は、前記複数のアンテナ素子及び前記筒体の重量を前記突部が前記当接面に当接することで支える、
   アンテナ装置。
2. 前記端部部材は、前記筒体の開口を覆う蓋部をさらに有する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記端部部材及び前記支持部材には、一方の部材に目盛部が設けられると共に他方の部材に指針部が設けられ、前記指針部が指し示す目盛部の位置により、前記端部部材の前記支持部材に対する相対回転位置を認識可能である、
   請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記端部部材を前記支持部材に対して回り止めする回り止め機構をさらに備えた、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記回り止め機構は、前記支持部材及び前記端部部材の前記突部を挟む位置に配置される一対の側板部、及び前記一対の側板部を連結する連結部を有する金具と、前記一対の側板部のうち何れかの側板部に形成されたねじ孔に螺合するボルトとを有する、
   請求項４に記載のアンテナ装置。
6. 前記回り止め機構は、前記端部部材の前記突部に設けられた第１の噛み合い歯、及び前記支持部材に設けられ、前記第１の噛み合い歯に噛み合う第２の噛み合い歯からなる、
   請求項４に記載のアンテナ装置。

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