JP2680377B2 - アンテナ用融雪装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば衛星通信用の地球局に使用されるア
ンテナにおいて、アンテナへの着雪を防止するためのア
ンテナ用融雪装置に関する。

（従来の技術） 近年、衛星通信技術の発達や衛星放送サービスの開始
に伴い、地球局が多数設置されるようになっている。こ
れらの地球局では、アンテナとして一般に大きな利得が
得られるパラボラアンテナやカセグレンアンテナ等の鏡
面アンテナが使用されている。ところがこの種のアンテ
ナは、その構造上主反射鏡やホーン形の給電部に着雪が
生じ易く、着雪が生じるとアンテナの主ビームの方向が
ずれて信号減衰が増大するため、特に積雪地帯で使用す
る場合には融雪装置を設ける必要がある。

そこで、従来の公衆通信用に使用されている大形アン
テナでは、例えば主反射鏡の裏面側に融雪ヒータを配設
し、このヒータへの通電を作業員が気象状況に応じて手
動操作で行なうことによりアンテナへの着雪を防止して
いる。しかしこのような融雪装置は、融雪ヒータへの通
電開始が著しく遅れたりまた不必要に通電してしまうこ
とがあり、効率の良い融雪を行なえなかった。

一方、降雪を検出して融雪ヒータへの通電を自動的に
行なう装置も考案されている。しかしこの種の従来の装
置は、例えば降雨量測定器に類似した集雪器を用いて雪
を集め、この雪が自然融解した水分を検出することによ
り降雪を認識し、融雪ヒータを通電駆動するように構成
されている。このため、気温によっては降雪が始まって
から融雪ヒータに通電がなされるまでに多くの時間がか
かるという欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の融雪装置は、融雪ヒータへの通電
を作業員の手動操作に頼るか、または降雨量測定器に類
似した検出器を用いて降雪を検出し融雪ヒータに通電す
るようにしているため、融雪ヒータへの通電を適確に行
なえず、この結果アンテナへの着雪を効率良く融雪でき
ないという問題点を有するもので、本発明はこの点に着
目し、降雪を確実かつ迅速に検出して融雪ヒータへの通
電を適確に制御できるようにし、これによりアンテナへ
の着雪を効率良く融雪し得るアンテナ用融雪装置を提供
しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、検出面に水分が付着したことを検出するヒ
ータ付きの水分検出器と、周囲温度が降雪温度になった
ことを検出する第１の温度検出器と、周囲温度が前記降
雪温度よりも高い降雪可能温度になったことを検出する
第２の温度検出器と、制御回路とを備え、この制御回路
により、上記第２の温度検出器で降雪可能温度が検出さ
れたとき上記水分検出器のヒータに通電して検出面を加
熱し、かつ上記第１の温度検出器により降雪温度が検出
されかつ上記水分検出器で水分が検出されているときに
融雪ヒータに通電するようにしたものである。

（作用） この結果、周囲温度が降雪可能な温度になると水分検
出器のヒータに通電されて予め検出面が加熱されること
になるので、この状態で降雪があればその雪は水分検出
器の検出面に接触したときに即時融解して検出されるた
め、降雪はその開始時に迅速に検出されることになる。
また、水分検出器から検出信号が出力されても周囲温度
が降雪温度に達していない場合には融雪ヒータには通電
が行なわれないので、降雨の場合にはヒータは通電され
ず降雪の場合のみ通電されることになり、これにより降
雪のみを確実に検出して無駄のない通電を行なうことが
できる。

すなわち、本発明であれば融雪ヒータを最適に通電制
御することが可能となり、これによりアンテナへの着雪
を効率良く防止することができる。

（実施例） 第２図は、本発明の一実施例における融雪装置を設け
たパラボラアンテナの構成を示すもので、このパラボラ
アンテナはスタンド１に主反射鏡２を垂直に近い角度で
取着し、かつこの主反射鏡２の反射面と対向する位置に
給電ホーン部４を配設したものとなっている。尚、３は
上記給電ホーン部４を主反射鏡２の下端部に固定するた
めの支持アームである。

ところで、このようなパラボラアンテナの主反射鏡２
の反射面には発熱体５が配設してあり、さらに給電ホー
ン部４のカバー周面にも発熱体６が配設してある。この
うち発熱体５は、例えば第３図に示す如く主反射鏡２の
反射面に、熱伝導率の低い高分子材料からなる塗料51を
塗布した上で面発熱体または線発熱材等の発熱体本体50
を配設し、その上に摩擦係数の小さな高分子材料からな
る薄膜52を被覆形成したものとなっている。尚、給電ホ
ーン部４に設けられる発熱体６も、上記主反射鏡２の発
熱体５と略同様の構成である。これらの発熱体5,6は、
図示しない電源から通電を受けたときに発熱動作して、
主反射鏡２および給電ホーン部４のカバーに着雪した雪
を融解するものである。但し、給電ホーン部４の場合
は、ホーン開口部に発熱体を設けることができないた
め、このホーン開口部には高分子材料の薄膜からなる雪
避け用の庇７が設けてある。

一方、上記パラボラアンテナのスタンド１には、水分
検出器８および温度検出器９からなる融雪制御ユニット
10が設置してある。このうち先ず水分検出器８は、微小
スリットメアンダー形線路からなり、その構成は例えば
第４図に示す如く誘電体基板81の上面にに形成された導
電体層82に、30〜50μｍ幅の矩形状に蛇行したスリット
83を設けたものとなっている。そして、上記スリット83
により電気的に分離された一対の導体層82間には、所定
の検出電圧が印加される。また、以上のような水分検出
器８の裏面側には、熱導電率の高い密着材を介して面発
熱体84が配設してある。この面発熱体84は、上記水分検
出器８を雪を融解するに十分な温度（５〜10℃）に加熱
するもので、前記主反射鏡２および給電ホーン部４に設
けた発熱体5,6と同様に、図示しない電源から通電され
たときに発熱動作する。尚、この水分検出器８は、スタ
ンド１に対し例えば45°程度傾斜した状態で取付けられ
ている。

第１図は、上記融雪制御ユニット10および発熱体5,6
への通電回路部分の回路構成を示すものである。融雪制
御ユニット10は、温度検出器９として第１および第２の
温度検出器91,92を有している。これらの温度検出器91,
92は、例えば第５図に示す如く電源97に可変抵抗94を介
してサーミスタ95を接続し、このサーミスタ95の両端間
の電圧をツェナダイオード96を介して検出信号DSとして
出力するようにしたもので、上記サーミスタとしては例
えばBaTiO₃に１価または３価の不純物を加えた酸化物半
導体セラミクスが用いられる。そして、これらの温度検
出器91,92のうち先ず第１の温度検出器91は、周囲温度
が確実に雪になるいわゆる降雪温度（０〜３℃）以下に
なったときに“H"レベル（例えば5V）の検出信号DSを出
力するようにサーミスタ95の特性を設定している。これ
に対し第２の温度検出器92は、周囲温度が上記降雪温度
よりも若干高い降雪可能温度（約５℃）以下になったと
きに“H"レベルの検出信号DSを出力するようにサーミス
タ95の特性を設定している。第６図はこの第２の温度検
出器92のサーミスタ95の特性の一例を示すものである。

これらの温度検出器91,92のうち第１の温度検出器91
の検出信号DS1は、前記水分検出器８の検出信号SSとア
ンドゲート93でアンド処理されたのち、スイッチ制御信
号として第１の通電スイッチ53に供給されている。この
第１の通電スイッチ53は、主反射鏡２および給電ホーン
部４に設けた発熱体5,6への通電路中に介挿されたもの
で、上記アンドゲート93からスイッチ制御信号が出力さ
れたときに導通する。一方第２の温度検出器92から出力
された検出信号DSはそのまま第２の通電スイッチ85に供
給されている。この第２の通電スイッチ85は、水分検出
器８に設けられた発熱体84への通電路中に介挿されたも
ので、上記第２の温度検出器92から検出信号DS2が出力
されたときに導通する。

次に、以上のように構成された装置の動作を説明す
る。先ず周囲温度が降雪可能温度（５℃）よりも高いと
きには、第１および第２の温度検出器91,92はともに
“H"レベルの検出信号DS1,DS2を出力していない。この
ため、第１および第２の通電スイッチ53,85は共に開放
状態になっており、したがって主反射鏡２および給電ホ
ーン部４の各発熱体5,6は勿論のこと、水分検出器８の
発熱体84にも通電は行なわれていない。

さて、この状態で周囲温度が低下し降雪可能温度（５
℃）以下になったとすると、第２の温度検出器92から
“H"レベルの検出信号DS2が出力され、これにより第２
の通電スイッチ85が導通して水分検出器８の発熱体84に
通電が行なわれる。このため、水分検出器８は上記発熱
体84により加熱されて雪を融解するに十分な温度（３〜
５℃）に保持される。したがって、この状態で降雪があ
ると、その雪はたとえ周囲温度が低くても水分検出器８
の検出面に落下した直後に即時融解し水滴となる。この
ため、水分検出器８からは上記降雪が始まると直ぐに検
出信号SSが出力されることになる。また、このとき周囲
温度が降雪温度（０〜３℃）以下に低下していれば、第
１の温度検出器91からは“H"レベルの検出信号DS1が出
力されている。このため、アンドゲート93は上記水分検
出器８から検出信号SSが出力された時点でオン状態とな
り、この結果第１の通電スイッチ53が導通して発熱体5,
6への通電が開始される。すなわち、降雪が始まると直
ぐに発熱体5,6への通電が開始されることになる。した
がって、主反射鏡２および給電ホーン部４は着雪が始ま
る前に確実に加熱され、この結果アンテナへの着雪は未
然に防止される。

尚、上記水分検出器８からは降雪ではなく降雨の場合
にも検出信号SSが出力される。しかし、この場合には周
囲温度が降雪温度（０〜３℃）よりも高いため、第１の
温度検出器91からは“H"レベルの検出信号DS1が出力さ
れておらず、このためアンドゲート93はオフ状態を保持
し、これにより第１の通電スイッチ53も開放状態を保持
する。したがって、発熱体5,6への通電は行なわれず、
この結果電力が無駄に消費されることはない。

このように本実施例であれば、次のような各種効果を
得ることができる。

水分検出器８に発熱体84を設けて、この発熱体84を降
雪可能温度になったときに通電駆動することにより水分
検出器８を予め暖めておくようにしたので、降雪があっ
た場合にたとえ周囲温度が低くてもこの降雪を即時検出
することができる。したがって、アンテナに着雪する前
に逸早く発熱体5,6を通電駆動することができ、これに
よりアンテナへの着雪を常に未然に防止することができ
る。

また、発熱体5,6への通電の条件を、第１の温度検出
器91により周囲温度が降雪温度以下に低下したことが検
出され、かつこの状態で水分検出器８で水分が検出され
たこととしたので、降雪のみを正確に検出することがで
きる。したがって、降雪ではなく降雨の場合に融雪用の
発熱体5,6を通電駆動する心配がなく、これにより無駄
な電力を消費せずに効率良く着雪を防止することができ
る。

水分検出器８を水平状態ではなく傾斜させた状態で
配設したので、ほこりやごみが水分検出器８の検出面に
付着しても降雪や降雨による水滴により自然に洗い流さ
れることになり、これにより水分検出器８の誤動作を低
減して安定な降雪検出を行なうことができる。

発熱体５を主反射鏡２の裏面側ではなく検出面側に設
けたので、主反射鏡２への着雪を間接的ではなく直接的
に融雪することができ、これにより比較的小さな電力で
確実に着雪を防止することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では周囲温度が降雪可能温度以下に
なったことのみを条件に水分検出器８の発熱体84を通電
駆動するようにしたが、温度とともに湿度を検出し、こ
の湿度が所定値以上に増加したときに発熱体84への通電
を行なうようにしてもよい。このようにすれば、水分検
出器８の発熱体84への通電条件をより一層降雪が生じそ
うな気象条件に限定することができ、これにより無駄な
電力消費をさらに低減することができる。また、通電中
に周囲の気温や加熱対象物の温度を監視し、その温度に
応じて各発熱体5,6,84への通電電流を可変制御するよう
にしてもよい。これにより、常に気象条件に応じた最も
効率の良い加熱を行なうことができる。その他、発熱
体、水分検出器および温度検出器の構成とその配設位置
や制御回路の構成、第１および第２の温度検出器の検出
温度、アンテナの種類等についても、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形して実施できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、検出面に水分が
付着したことを検出するヒータ付きの水分検出器と、周
囲温度が降雪温度になったことを検出する第１の温度検
出器と、周囲温度が前記降雪温度よりも高い降雪可能温
度になったことを検出する第２の温度検出器と、制御回
路とを備え、この制御回路により、上記第２の温度検出
器で降雪可能温度が検出されたとき上記水分検出器のヒ
ータに通電して検出面を加熱し、かつ上記第１の温度検
出器により降雪温度が検出されかつ上記水分検出器で水
分が検出されているときに融雪ヒータに通電するように
したことによって、降雪を確実かつ迅速に検出して融雪
ヒータへの通電を適確に制御することができ、これによ
りアンテナへの着雪を効率良く融雪し得るアンテナ用融
雪装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例におけるアンテナ用融雪装置を説
明するためのもので、第１図は同装置の融雪制御ユニッ
トおよび通電回路部分の回路構成を示すブロック図、第
２図はアンテナの側面図、第３図は主反射鏡の部分断面
図、第４図は水分検出器の構成を示す斜視図、第５図は
温度検出器の回路構成図、第６図は温度検出器に使用す
るサーミスタの特性の一例を示す図である。 １……スタンド、２……主反射鏡、３……支持アーム、
４……給電ホーン部、5,6……融雪用の発熱体、７……
雪避け用の庇、８……水分検出器、９……温度検出器、
10……融雪制御ユニット、50……発熱体本体、51……塗
料、52……薄膜、53……第１の通電スイッチ、81……誘
電体基板、82……導電体層、83……スリット、84……水
分検出器用の発熱体、85……第２の通電スイッチ、91…
…第１の温度検出器、92……第２の温度検出器、93……
アンドゲート、94……可変抵抗、95……サーミスタ、96
……ツェナダイオード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 初田 健 北海道札幌市中央区南十一条西21丁目４ ―１―103 (72)発明者 松本 正 北海道札幌市東区北二十六条東４丁目２ ―15 (72)発明者 石川 誠豪 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 武石 伊嗣 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の１ 株式会社東芝日野工場内 (56)参考文献 特開 昭57−207402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77704（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−40009（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アンテナの着雪部に融雪用ヒータを配設
   し、降雪時にこの融雪用ヒータに通電して着雪を融解せ
   しめるアンテナ用融雪装置において、検出面に水分が付
   着したことを検出するヒータ付きの水分検出器と、周囲
   温度が降雪温度になったことを検出する第１の温度検出
   器と、周囲温度が前記降雪温度よりも高い降雪可能温度
   になったことを検出する第２の温度検出器と、この第２
   の温度検出器により降雪可能温度が検出されたとき前記
   水分検出器のヒータに通電して検出面を加熱するととも
   に、前記第１の温度検出器により降雪温度が検出されか
   つ前記水分検出器で水分が検出されているときに前記融
   雪ヒータに通電する制御回路とを具備したことを特徴と
   するアンテナ用融雪装置。