JP3892791B2 - 通信用アンテナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として移動通信システムの基地局に用いられる通信用アンテナに関するもので、概念的には水平方向に向けて信号を放射したり、又は受信したりする場合に用いることのできる通信用アンテナに関するのである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より知られているこの種の通信用アンテナとしては、構造物例えば、ビルのベランダの手摺部材、任意高さの支柱（ポール）等に装着可能にしてある支持枠に対して、筒状の放射器と、筒状の反射器の下部を、放射器と反射器の相互間に間隙ができる状態で並設状態となるように連結して用いられている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記構成のものは構成が簡易になる特長はあるが、放射器における上記筒状のエレメントも、反射器における上記筒状のエレメントも、共に機械的強度が弱体であり、しかも取付状態が、夫々のエレメントの上部がビルのベランダから道路側に飛び出すように、やや前傾状態に取付ける為、強風に曝される等、エレメントに大きな負荷が加わった場合、エレメントの固定部近くにひび割れや、破断が発生する問題点が生じた。
【０００３】
【特許文献１】
平成７年実用新案公告第５６９２号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで上記問題点を解決するために、出願人の会社において並設状態にする放射器のエレメントと、反射器のエレメントとの上方と、下方とを夫々相互に連結する手段を試みてみた。その結果、放射器のエレメントについては特段の問題も生じなかったが、筒状の反射器におけるアルミ製エレメントについては、上下にある支持枠相互間、或いは一方の支持枠に近い部分において、亀裂が生じ、商品化に向けて障害となる問題点が生じた。
【０００５】
本件出願の目的は、並設状態となっている放射器のエレメントと、反射器のエレメントの上方と、下方とを夫々相互に連結して、丈夫な構造となした通信用アンテナを提供しようとするものである。
他の目的は、比較的丈夫な構造である放射器のエレメントと、放射器のエレメントに比較すると弱体な構造となる反射器のエレメントとを、相互に連結するものであっても、弱体な構造となる反射器のエレメントについての障害が発生しがたい構成の通信用アンテナを提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【０００６】
本願発明における通信用アンテナは、筒状の放射器と、筒状の反射器の夫々の上下を、放射器と反射器の相互間に高周波的に必要な間隙ができる状態で並設状態となるように、夫々上方に位置させる第１の支持枠と下方に位置させる第２の支持枠で連結して通信用アンテナを構成し、
それらの上下の支持枠は支柱等の構造物に連結して利用できるようにしてある通信用アンテナにおいて、
上記反射器の上下における第１の支持枠と第２の支持枠に対する取付部の構成は、
第１の支持枠に下向きの凹部を有する反射器被具を固着し、
第２の支持枠に上向きの凹部を有する反射器受具を固着し、
上記反射器被具の凹部の内周の大きさは、反射器の上側の端部の外周面との間に抱持部材を介在させる為の間隙が形成される大きさに形成してあって、その凹部の中に上記反射器の上側の端部が挿入存置され、
上記反射器受具の凹部の内周の大きさは、反射器の下側の端部の外周面との間に抱持部材を介在させる為の間隙が形成される大きさに形成してあって、その凹部の中に上記反射器の下側の端部が挿入存置され、
上記筒状の反射器の上下の各端部の外周面と、これらに夫々対向する上記各凹部の内周面との間の間隙には、常時は上記筒状の反射器を各凹部の中心位置に維持して、放射器と、反射器との上記相互間に上記高周波的に必要な間隙を維持するように中空筒状の抱持部材を介在させ、
さらに、上記筒状の反射器が強風により弓なりに曲がるときは、上記各凹部の内周面に対して、凹部の中に挿入存置させた上記反射器の各端部の外周面が傾動して、上記凹部の口元において上記筒状の反射器の端部の外周面に折れ傷が入るのを防止するように上記中空筒状の抱持部材に弾力性を備えさせたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本願発明の実施の形態を示す図面について説明する。
図１において（A）は、一部を破断した通信用アンテナの正面図を示し、（B）は平面図。図２は、放射器における筒状エレメントと、それの取付部の関連を示すための一部破断縦断面図を示し、図３（A）は、複数の反射器について共通する構成の筒状エレメントと、それの取付部の関連を示すための一部破断正面図。（B）は、反射器における筒状エレメントと、それの取付部の関連を示すための一部破断縦断面図。（C）は、反射器受具及び反射器被具の部分断面図。（D）は、（C）図を下側から見た図を示す。
【０００８】
これらの図において、１は、放射器４と、第１の反射器５と、第２の反射器６と、第３の反射器（図１（Ａ）における放射器４の陰に隠れて見えない）とを備える通信用アンテナを示す。なお反射器の数と、位置は、通信手段の環境によって任意に増減したり、求める指向性によってその位置を設定すると良い。上記放射器４における筒状体（エレメントとも称する）と、反射器５，６の筒状体（エレメントとも称する）とは、放射器４と反射器５の相互間に使用周波数に対応して高周波的に必要な間隙７ができる状態で並設状態となるように構成される。放射器４と、複数の反射器５における夫々の上下端部は、夫々図１に示されているように、上方に位置させる第１の支持枠２と、下方に位置させる第２の支持枠３に連結される。このようにして通信用アンテナ１は構成される。
なお通信用アンテナ１における上記二つの支持枠２、３は、任意の硬質部材で直接連結して通信用アンテナ１を構成しても良いが、任意の構造物、例えば、ビルのベランダの手摺部材、任意高さの支柱（ポール）10等に垂直状態で又は前傾させた状態で装着して使用に供される。
【０００９】
2a、3aは、鉄板材によって形成されている支持枠２、３の連結部を示し、夫々連結用の透孔2b、3b（3bは図面には現れない）を備えている。連結部2a、3aは、支柱10の側から持出し状態の装着部材11（連結用の透孔2b、3bに対応をする透孔を備えている）に重合させてあり、かつ、上記連結用の透孔2b、3bを用いて締具（例えばボルト）１２により着脱自在に固着してある。
【００１０】
上記放射器４の上下端部における第１の支持枠２と第２の支持枠３に対する取付は、第１の支持枠２に対して図２に表れるように下向きの凹部36bを有する被具36を固着し、第２の支持枠３に対して図２に表れるように上向きの凹部15bを有する受具15を固着し、夫々の凹部の中に上記放射器４における保護パイプ35の上下の各端部35a、35bを挿入存置させる。
【００１１】
上向きの凹部15bを有する受具15は、アルミ合金材を切削加工をして形成するものであるが、例えばダイカストにより成形されたものであっても良い。第２の支持枠３に対する取付は、外周に張り出す鍔部15aを形成すると共に、透孔3cを貫通する連結部１６を形成し、これにナット状の止具１７を螺合18させて着脱自在に締め付け固着してある。１９は合成樹脂又は金属性材料（例えばアルミ合金材）を用いて中空筒状に形成された防水筒で、上方は、止具１７の下部に形成してある包囲壁17aの内側に挿入した状態で、かつ、上記連結部１６の外周に嵌着させ、押しねじ状の止付部材２０で着脱自在に固着してある。
【００１２】
下向きの凹部36bを有する被具36は、受具15と同様に、アルミ合金材を切削加工をして形成するものであるが、例えばダイカストにより成形されたものであっても良い。第１の支持枠２に対する取付は、下部に、外周に張り出す鍔部36aを形成すると共に、透孔2cを貫通する大きさの本体部36を形成し、その本体部に、例えばダイカストにより成形されたキャップ３８を被せ付け、キャップ３８の内側に形成されている雌ねじと、本体部３６の外周に形成されている雄ねじとを螺合３９させ、張出部36aに対向する部分でもって第１の支持枠２を締付け固着してある。
【００１３】
放射器４のエレメントの構成としては、利用される使用帯域、都市の環境などによってグランドプレーンアンテナ、コリニアーアンテナ、スリーブアンテナ、ホイップアンテナ等、任意構成のものが選択されるが、図２においてはコリニアーアンテナ３０を用いた例を示す。３１は、夫々放射エレメントを構成する同軸線（同軸ケーブル）を示し、２分の１波長の長さに形成してあり、中心導体31aと外被導体31bから成る。例えば黄銅パイプの中に、周囲に絶縁体を備える中心導体を挿入して構成する。これらは図示のごとく上下に隣り合う同軸線の中心導体31aと外被導体31bとを交互に接続した構造のものである。放射エレメント３１は保護パイプ３５の内周面との間に周知の如く適当な間隔で配置される絶縁材によって支持される。３２は、電波が漏洩すること防止して、アンテナの特性を安定させる為に周知の構成によるスリーブを示し、１／４λの長さにしてある。
２３は、周知の中継コネクターを示し、上端には同軸線３３を、ハンダ付け等の通常の接続手段を用いて接続し、下端には同軸ケーブル２５に連なる周知の接続器２４を着脱自在に連結する（図２は、中継コネクター２３に対する接続器２４の螺合を行う前の状態を示すものであるが、使用に当たってはこれらは周知の如く螺合させて利用する）。中継コネクター２３は、上端の同軸線３３を接続した状態でもって、下方から受具15の内に挿入し、中継コネクター２３の周囲に設けた雄ねじを受具15の内周に設けた雌ねじに螺合して固着する。２５は、結果的に上端の同軸線３３に周知の如く接続される同軸ケーブルを示す。
次に３５は、一般的な合成樹脂で形成された保護パイプ（レドーム）を示す（材質としては例えばＦＲＰ：ガラス繊維強化プラスチックを用いてもよい）。このパイプ３５は機械的に弱体な放射エレメント３０を保護するものであり、パイプ３５の内に、放射エレメント３０を挿入し、その周囲には、長手方向に適当な間隔を隔てて弾力性のある発泡スチロールなどの介在物（図示省略）を介設し、放射エレメント３０が常時保護パイプ３５の中心位置に位置するようにしてある。
保護パイプ３５の上下の端部35a、35bは、夫々上記の被具36における下向きの凹部36bと、受具15における上向きの凹部15bの内側に挿入し、夫々押し螺子などの任意の止付部材３７、２８を用いて固着してある。２７は、保護パイプ３５の外周とこれを包囲する部材との間を密着させる為に用いられているＯリングを示す。
【００１４】
次に上記反射器５、６の上下における第１の支持枠２と、第２の支持枠３に対する取付は、第１の支持枠２に下向きの凹部50cを有する反射器被具５０を固着し、第２の支持枠３に上向きの凹部41cを有する反射器受具４１を固着し、夫々の凹部の中に上記反射器５、６の上下の各端部5a、6a、5b、6bを挿入存置させて固定する。
その場合、上記反射器の上下の各端部5a、6a、5b、6bの外周面とこれに対向する上記各凹部41c、50cの内周面との間には上記反射器の筒状部材であるエレメント５、６の振動、特に共振による振動を吸収する為の中空筒状の弾性材４６、５１を介在させた状態で固定する。反射器の筒状のエレメント５、６は、周知のように機械的に弱体なアルミニウム材の中空パイプ材料で形成される。
【００１５】
包囲部41bに形成された上向きの凹部41cを有する反射器受具４１は、受具15と同様にアルミ合金材、例えばダイカスト等により成形されたもので、下方の本体部41aには中空孔41eを形成し、そこの内面には雌ねじを備えさせてある。第２の支持枠３に対する本体部41aの取付は、透孔３dの上に本体部41aの中空孔41eを同心的に載置し、ボルト状の六角頭42bを備える締付具４２における螺合部42aを螺合させて着脱自在に固着する。42cは水抜用の透孔である。本体部41aにあっては周辺に夫々平坦な複数の切欠部41dを形成してスッパナ掛け部として利用できるようにしてある。４４、４５は通常用いられる座金、スプリングワッシャー等の使用例を示す。
【００１６】
包囲部50bに形成された下向きの凹部50cを有する反射器被具５０は、反射器受具４１と対称的に互換可能に構成してあり、受具15と同様にアルミ合金材、例えばダイカスト等により成形されたものである。上方の本体部50aには中空孔50eを形成し、そこの内面には雌ねじを備えさせてある。第１の支持枠２に対する本体部50aの取付は、反射器受具４１の場合と同様の考えで、透孔２dに対して本体部50aの中空孔50eを同心的に対応させ、六角頭53bを備えるボルト状の締付具５３における螺合部53aを螺合させて着脱自在に固着する。本体部50aにあっては周辺に夫々平坦な複数の切欠部を形成してスッパナ掛け部として利用できるようにしてある。４４、４５は通常用いられる座金、スプリングワッシャー等の使用例を示す。
【００１７】
次に４６、５１は、上向きの凹部41cと、下向きの凹部50cの内側に夫々挿入存置させた抱持部材で、合成ゴム、プラスチック材等により弾力性を備える状態に形成されたものである。これらの抱持部材４６、５１は、常時は上記筒状の反射器５を各凹部41c、50cの中心位置に維持して、放射器４との正確な周波数に依存する間隔７を維持し、筒状の反射器５が強風により弓なりに曲がるときには、上記各凹部41c、50cの内周面に対して、僅かな間隙を隔てて凹部の中に挿入存置させた上記反射器の端部5a、6a、5b、6bの外周面が傾動可能にしてある。
これの抱持部材において、包皮部46a,51aは反射エレメント５、６の各端部5a、6a、5b、6bの外周（直径13.5mm）に対して弾力的に密接しており、また、それらの外周は上向きの凹部41c又は下向きの凹部50cの内面に対して夫々弾力的に密接してある。例えば包皮部46a,51aの厚みはエレメントの肉厚2.5mmに対して、ほぼ同じ位の2.25mmに形成してある。46b、51bは弾力性を持たせた受け部であって、厚みは3mm位に形成し、弾力が得られるように抱持部材46、51と一体材で形成してある。46cは水抜き用の透孔を示す。
【００１８】
上記構成のものについての組立作業は、第２支持枠３の透孔3c、3dに対して夫々受具１５と、反射器受具４１とを、止具１７と、締付具４２とを用いて図示の如く固着する。
その装着の場合、受具１５における上向きの凹部15bに対しては、予め放射エレメント３０が内装されている保護パイプ３５の下端35aを挿入し、止付部材２８で固着しておくとよい。また防水用のＯリング２７も予め図示の如く介設しておく。
また反射器受具４１における上向きの凹部41cには、抱持部材４６を被せ付けた反射エレメント５、６の各端部5b、6bを挿入する。
【００１９】
次に保護パイプ３５の上端35b、反射エレメント５、６の各上端部5a、6aには被具３６を固着したり、反射器被具５０を夫々被付けたりする。その場合反射エレメント５、６の各上端部5a、6aには夫々抱持部材４６を予め被せ付けておく。
次に第１支持枠２の透孔2c、2dに対して夫々被具３６と、締付具５３とを挿通させ、キャップ３８と、締付具５３とを用いて図示の如く固着する。
このようにして一体化させた通信用アンテナ１には、必要に応じて上下二つの連結部2a、3aの間に、鋼材１０を連結一体化させたり、或いはさせることなく現場に持ち込み、上下二つの連結部2a、3aを現場に予め設置されている構造支持物１０に対して直接的にあるいは間接的に装着して送信（または受信）に用いる。
上記した組付けの例は、作業の一例を示すのであるが、作業の都合によっては、部分的にそれらの作業順を前後逆にしても良い。
【００２０】
上記構成のものについての使用状態においては、上下二つの連結部2a、3aが直接的に、或いは間接的に構造支持物１０に装着されるとその位置関係は固定され、放射器４と、反射器５、６は、強風のもとでも堅固な構造によって安定して支持されることになる。
しかもその場合、第１支持枠２と、第２支持枠３とは、構造支持物１０と、比較的丈夫な保護パイプ３５で互いに連結され、剛体を構成するものであるから、柔軟性がなく、一方、これに付随する反射器５，６は、通常アルミパイプ等を用いて構成される関係から機械的な曲げ強度が弱く、強風の影響を受けて大きく撓みながら独り振動する。しかしながら上記実施例においては、反射器エレメント５、６の各上下端部5a、6a、5b、6bを、上下の第１支持枠２と、第２支持枠３に対して直接機械的に固着する構成ではなく、上下端部5a、6a、5b、6bを、下向きの凹部50c と、上向きの凹部41cとに夫々入れこんで、しかもこれらの内面と、上下端部5a、6a、5b、6bとの間には、常時は上記筒状の反射器を各凹部の中心位置に維持し、筒状の反射器が弓なりに曲がるときは、上記各凹部の内周面に対して、凹部の中に挿入存置させた上記反射器の端部外周面が僅かに傾動を可能にする為の中空筒状の弾性材を介在させ、その上、夫々エレメント５、６の振動を吸収するように構成した弾力性を有する抱持部材４６、５１を予め被せ付けてあるから、その端部は宙に浮いた状態となり、反射器エレメント５、６が強風により弓なりに曲がっても、凹部50c 、41cの口元においてねじれによって折れ傷が入ったり、ひび割れが入るような恐れはなく、共振等の振動による疲労も防止され、長寿命のものとして利用に供し得る。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、並設状態となっている放射器のエレメント４と、反射器のエレメント５の上方と、下方とを夫々相互に一体的に支持枠で連結し、その上、上下の支持枠相互間も連結一体化させるものであるから、通信用アンテナ全体は丈夫な構造となる特長がある。
【００２２】
その上本願発明にあっては、比較的丈夫な構造である放射器のエレメント４と、放射器のエレメント４に比較すると弱体な構造となる反射器のエレメント５とを、相互に連結するものであっても、弱体な構造である反射器のエレメント５の上下端部5a、5bを、下向きの凹部50c と、上向きの凹部41cとに夫々入れこんで、しかもこれらの凹部の内面と、上下端部5a、6a、5b、6bとの間には、夫々エレメント５の振動を吸収するように構成した弾力性を有する抱持部材４６、５１を介在させるものであるから、その端部は宙に浮いた状態となり、反射器エレメント５、６が強風により弓なりに曲がっても、凹部50c 、41cの口元において、捩れによって折れ傷が入ったり、ねじれによってひび割れが入るような恐れはなく、共振等の振動による疲労も防止され、長寿命のものとして利用に供し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （A）は、一部を破断した通信用アンテナの正面図。（B）は、平面図。
【図２】放射器における筒状エレメントと、それの取付部の関連を示すための一部破断縦断面図。
【図３】（A）は、反射器における筒状エレメントと、それの取付部の関連を示すための一部破断正面図。（B）は、反射器における筒状エレメントと、それの取付部の関連を示すための一部破断縦断面図。（C）は、反射器受具の部分断面図。（D）は、（C）図を下側から見た図。
【符号の説明】
１・・・通信用アンテナ、２・・・第１支持枠、３・・・第２支持枠、４・・・放射器、５・・・第１反射器、６・・・第２反射器、７・・・間隙、１０・・・支柱、１１・・・装着部材、１２・・・締具、１５・・・受具、１６・・・連結部、１７・・・止具、１８・・・螺合部、１９・・・防水筒、２０・・・止付部材、２３・・・接続器、２４・・・接栓、２５・・・同軸ケーブル、２７・・・Ｏリング、２８・・・止付部材、３０・・・コルニアアンテナ、３１・・・同軸線、31a・・・中心導体、31b・・・外被導体、３２・・・スリーブ、３３・・・接続導体、３５・・・保護パイプ、３６・・・被具、３７・・止付部材、３８・・・キャップ、３９・・・螺合部、４１・・・反射器受具、 ４２・・・締付具、４６・・・抱持部材、５０・・・反射器被具、５１・・・抱持部材、５３・・・締付具、

Claims (1)

1. 筒状の放射器と、筒状の反射器の夫々の上下を、放射器と反射器の相互間に高周波的に必要な間隙ができる状態で並設状態となるように、夫々上方に位置させる第１の支持枠と下方に位置させる第２の支持枠で連結して通信用アンテナを構成し、
   それらの上下の支持枠は支柱等の構造物に連結して利用できるようにしてある通信用アンテナにおいて、
   上記反射器の上下における第１の支持枠と第２の支持枠に対する取付部の構成は、
   第１の支持枠に下向きの凹部を有する反射器被具を固着し、
   第２の支持枠に上向きの凹部を有する反射器受具を固着し、
   上記反射器被具の凹部の内周の大きさは、反射器の上側の端部の外周面との間に抱持部材を介在させる為の間隙が形成される大きさに形成してあって、その凹部の中に上記反射器の上側の端部が挿入存置され、
   上記反射器受具の凹部の内周の大きさは、反射器の下側の端部の外周面との間に抱持部材を介在させる為の間隙が形成される大きさに形成してあって、その凹部の中に上記反射器の下側の端部が挿入存置され、
   上記筒状の反射器の上下の各端部の外周面と、これらに夫々対向する上記各凹部の内周面との間の間隙には、常時は上記筒状の反射器を各凹部の中心位置に維持して、放射器と、反射器との上記相互間に上記高周波的に必要な間隙を維持するように中空筒状の抱持部材を介在させ、
   さらに、上記筒状の反射器が強風により弓なりに曲がるときは、上記各凹部の内周面に対して、凹部の中に挿入存置させた上記反射器の各端部の外周面が傾動して、上記凹部の口元において上記筒状の反射器の端部の外周面に折れ傷が入るのを防止するように上記中空筒状の抱持部材に弾力性を備えさせたことを特徴とする通信用アンテナ。

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