JP3794653B2 - アンテナ・ユニット用デバイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特許請求の範囲第１項の前段によるアンテナ・ユニット用デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
接地面を有するアンテナの構築において、アンテナの放射エレメントと接地面との間の距離はアンテナの増幅度及び帯域幅に関して決定的なものである。多くの場合において、アンテナは電力消費が大きなエレクトロニックスも搭載している支持構造と一体であり、従って排出されるべき熱エネルギを発生させる。入射される太陽輻射も支持構造に排出されるべき熱を発生させる。従って、放射エレメントと接地面との間のスペースは、それ自体が冷却用空気の通気に良く適したスペースである。しかし、通常、この距離は狭過ぎて十分なエア・フローを得ると同時に、アンテナの電気的特性の必要条件を満たすことができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
放射エレメントと接地面との間の距離が増加すると、アンテナの作動効率、即ちアンテナの機能を低下させる。
【０００４】
本発明の目的は、冷却に関する高い必要条件と共に、アンテナの電気的な機能についての高い必要条件を満足させるアンテナ・ユニット用デバイスを製作することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、本発明によるアンテナ・ユニット用デバイスにより達成され、これを特徴付ける構成は請求の範囲により定義されている。
【０００６】
冷却に関する必要条件と共にアンテナの電気的特性についての必要条件は、本発明により複数の冷却フランジとして接地面を形成し、これらの冷却フランジも本発明により寸法決することにより、満足される。
【０００７】
ここで、添付する図面を参照していくつかの実施例により、本発明を更に詳細に説明する。
【０００８】
【実施例】
従って、図１及び図２は、第１の実施例による電磁波放射用のアンテナ・ユニット１をごく概要的に示すものであり、支持構造２からなる。この支持構造２は、電気絶縁材料によるディスク状のサポート３、例えば比較的に堅い材料、例えばガラス・ファイバのラミネート又はポリマ材料によるプレートを含み、例えば銅ラミネート、即ちＰＣプレート型式のプレート又は印刷回路基板をエッチングすることにより、作成された回路パターンを形成する導電層を支持している。絶縁プレート３は平坦な複数の放射エレメント４を支持する。即ち、これらの放射エレメント４はディスク状の外延を有し、例えば移動無線のフィールド内におけるマイクロ基地局用のマイクロストリップ・アンテナ型式のものである。従って、図示例におけるアンテナは、マイクロ波領域、即ち約１ＧＨｚ程度で動作する。アンテナ・エレメント用の電源導体５も同一の技術を用いて設けられている。放射される電磁波信号は、例えば水平偏波又は垂直偏波により偏波されても、又は両偏波形式を有するものでもよい。
【０００９】
更に、支持構造２はケーシングとして構築された、従って電気的なシールドと共に、機械的なプロテクタを形成する導体部分６を備えている。更に、シールド機能にはアンテナ・ユニット１に含まれる接地面７を確定する導体部分６も含まれており、この接地面は放射エレメント４の主面８に平行に、即ちキャリア・ラミネート３の面とほぼ平行に伸延している。接地面７については以下で更に説明する。接地面７の伸延範囲はベース部１３から突起している２つの側部１３’により制限されると共に、この側部１３’は放射エレメント４用のサポート３を搭載している。
【００１０】
アンテナ・ユニット１は通常、異なる熱源、例えば屋外に設置されたときは、放射エレメント（複数のパッチ）が太陽の輻射にさらされ、又は周辺のレードームはその温度を上昇させてしまうことになり得る。このことは、好ましい温度条件によりアンテナ・ユニットを作動させるために、熱を排出させる必要があることを意味している。加えて、アンテナ・ユニット１はエネルギを消費する電子部品を保持することができ、従ってこれは排出されるべき熱を放出させる。このために、放射エレメント用のキャリア３と導体部分６との間にスペース９を設けて、冷却空気がこのスペースを通り抜けるようにされる。このために、このスペースはアンテナ・ユニット１の一端に吸気口１０を有し、またアンテナ・ユニット１の反対端に排気口１１を有し、これによってファンがこのスペースを介して空気流を駆動するようにされるか、又は例えばアンテナ・ユニット１を立てるようにすると共に、例えばアンテナ・ユニット１の下流に吸気口１０を配置し、かつ排気口１１をその上流に配置することにより、自己循環するようにされる。熱放射面を増加するために、支持構造６は複数の冷却フランジ１２により形成される。この冷却フランジ１２は支持構造６における背面を形成するベース部１３から始まり、長さ方向の端部１４で終わる。この端部１４はフランジ１２の上端３を形成し、かつ放射エレメント４の主面８とほぼ平行している。
【００１１】
必要とする冷却を得るために、エア・スペース９は、エア・フローが十分な大きさとなるような寸法即ち断面積を有する必要があり、そうでないときは空気は断熱状態となる。同時に、パラメータが放射エレメントの距離、又は接地面７に対するアンテナ・エレメントの距離に依存しているアンテナの高効率及びある程度の帯域幅を得ることが望ましい。アンテナのために良好な冷却、及び良好な電気的特性を得たいということを同時に満足させるために、冷却フランジ１２間における各々の距離を本発明に従って十分に狭くさせることにより、冷却フランジの各端部１４又は各最上部が相互に接地面７を確定し、これによってその接地面をベース部１３から接地面７へ高めている。フランジの最上部が接地面を形成するための条件は、冷却フランジの距離ｄ が０．２５λ以下、好ましくは約０．１λであるということである。ただし、λはアンテナ・エレメント４から放射された電磁波信号の波長である。この条件が満足されると、接地面の距離は適当に選択した距離Ａ１に移行する。
【００１２】
図３及び図４はアンテナ・ユニット１の第２の実施例を示しており、これから異なる接地面距離Ａ１及びＡ２と、これによって異なる接地面７、７’とが同一のアンテナ・ユニットにおいて発生し得ることが明らかである。これは、第２のグループの冷却フランジ１５により示す実施例により達成されると共に、端部１６即ちフランジの最上部が支持構造６の一部分において構成され、これらは実質的にアンテナ面８と平行に、しかし放射エレメントの端部１４から変化する距離で伸延する。これらの冷却フランジ１５も冷却フランジ１５間におけるそれぞれのギャップ必要条件、即ちｄ＜０．２５λ、好ましくは約０．１λを満足させる必要がある。アンテナエレメント４に対して給電導体１７の背後に位置する１セクション上でより小さな接地面距離Ａ２を選択するのに、これらが可能な限り少なく放射するように選択することが望ましい。
【００１３】
図５は上方から見た電子ユニット１８を示しており、この電子ユニット１８はアンテナ・ユニット１を備え、更に回路基板のように支持２０上に搭載された多数の電子部品１９を搭載している。電子部品１９はアンテナ・エレメント用のキャリヤ３と支持構造の導電及びシールド部分６との間のエア・スペース９の後側の空間に配置され、この導電及びシールド部分６は例えば押し出しアルミニウム異形材により形成されている。支持構造６にはレードーム２１が接続されると共に、前記レードーム２１はアンテナ・ユニット１に対する環境プロテクタを形成し、同時に電磁波放射の通過を可能にしている。
【００１４】
通常、アンテナ・ユニット１は送信機及び受信機の組み合わせアンテナとして用いられ、これによりアンテナはその特性に関しては完全に正逆的となる。
【００１５】
本発明は以上で説明し、かつ図面に示した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において変更可能とされる。例えば、各セクション内の冷却フランジ１２、１５は、それぞれ異なる高さであってもよく、例えば全ての第２のフランジが隣接するフランジよりも長くされてもよいが、フランジの最上部間のスペースに関する必要条件は依然として満足されていなければならない。異なるフランジ高を有する付加的なセクションを使用することにより、１、２、３以上の接地面を同一アンテナ・ユニットに設けてもよい。開示した実施例が波長に関連するものあっても、本発明は波形から完全に独立して作動する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例によるアンテナ・ユニットを示す斜視図。
【図２】図１によるアンテナ・ユニットを示す概要端面図。
【図３】第２の実施例によるアンテナ・ユニットを示す概要斜視図。
【図４】図３によるアンテナ・ユニットの概要端面図。
【図５】実質的に第２の実施例による電子ユニットを示す端面図。
【符号の説明】
１ アンテナ・ユニット
２ 支持構造
４ 放射エレメント
７、７’ 接地面
９ スペース
１２、１５ 冷却フランジ

Claims (5)

1. 電磁波信号をそれぞれ送受信する１以上の放射エレメント（４）と、前記放射エレメントからある距離に配置された接地面（７、７’）とからなるアンテナ・ユニット（１）用デバイスにおいて、
   多数の冷却フランジ（１２／１５）が所定の距離（Ａ１／Ａ２）で前記各放射エレメント（４）に伸延し、更に前記各冷却フランジが前記放射エレメントに面する端部（１４）を有し、前記各端部（１４）が互いに前記接地面（７、７’）を確定するように、前記各端部がそれぞれ選択した距離（ｄ）により配列されていることを特徴とするデバイス。
2. 前記各距離（ｄ）は、λを前記放射エレメント（４）がそれぞれ送受信する前記電磁波信号の波長とするときに、約０．２５６λ以下であることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
3. 前記冷却フランジ（１２／１５）間の前記各距離（ｄ）は約０．１λであることを特徴とする請求項２記載のデバイス。
4. 前記冷却フランジ（１２／１５）は前記放射エレメント（４）から少なくとも２つの異なる距離（Ａ１、Ａ２）で伸延し、その伸延により少なくとも２つの異なる接地面（７、７’）を確定することを特徴とする請求項１記載のデバイス。
5. 前記冷却フランジ（１２／１５）は導電性のキャリア構造（６）により支持され、そのキャリア構造（６）は前記放射エレメント（４）に対する電気的な絶縁キャリヤ（３）と共にエア・スペース（９）の範囲を確定し、前記各冷却フランジは前記エア・スペースへ突起すると共に、前記エア・スペースは空気の流れを通過させるように配列されていることを特徴とする請求項１記載のデバイス。

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