JP4031444B2

JP4031444B2 - アンテナレドーム

Info

Publication number: JP4031444B2
Application number: JP2004007181A
Authority: JP
Inventors: 哲也白水
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2024-01-14
Also published as: JP2005203978A

Description

本発明は、固定無線システムや移動無線システム、放送システムなどのあらゆる無線システムの送受信機で適用されるアンテナレドームについて、特にレドーム基底部の外面に付着した水滴の滴下などによる垂直偏波の減衰を抑制する技術に関する。

従来から無線装置のアンテナにアンテナレドームを取り付けてアンテナを風雨から保護することが行われている。ここで、特に準ミリ波帯（例えば、周波数約２６ＧＨｚ、波長約１１ｍｍ）やミリ波帯（例えば、周波数約３８ＧＨｚ、波長約８ｍｍ）などの直進性の強い電波を用いた数十ｍ程度の近距離の屋外無線通信システムでは、降雨や霧による垂直偏波の減衰よりも、アンテナレドームの水膜による電波減衰が無視できないほど大きくなる場合もあり、種々の対策が検討されている。

例えば、特許文献１から特許文献３では、アンテナレドーム表面にフッ素樹脂等の撥水性塗料を塗布して、アンテナレドームの表面に水滴が付着するのを抑制する技術が開示されている。また、特許文献３では、無線装置の上面に上向きに取り付けられたアンテナを覆うアンテナレドームについて、レドームに勾配面を設けることでレドーム上面に水が溜まるのを防止するレドームの構造が開示されている。
特開２００２−３３５１１２号公報特開２００２−１３１４１３号公報特開２０００−１３１２７号公報

ここで、アンテナ正面が横向きとなるアンテナを覆うアンテナレドームについて、降雨や霧などによってレドーム基底部（アンテナ正面と相対する面）の外面に水滴が付着した場合、自重、風または振動で水滴が流れ落ちると、上下方向に長い筋状の水膜がレドーム基底部の外面に生成される。この上下方向に長い筋状の水膜は、垂直偏波（電界成分が大地と鉛直方向に振幅して伝播する偏波）の電波に対しては、水平偏波（電界成分が大地と水平方向に振幅して伝播する偏波）の電波と比較してより大きな減衰をもたらす特性がある。

したがって、降雨時などで上下方向に長い筋状の水膜がレドーム基底部の外面に発生した場合、垂直偏波の電波の減衰量が大きくなる。このように、送信機から受信機までの伝搬経路における電波の減衰量が大きいと受信機における受信レベルが低下する。その結果、受信機自身の熱雑音や電波干渉などにより生じる雑音成分を総合した雑音電力に対して、受信した信号電力が相対的に低下（ＳＮ比が低下）するため、符号誤り、無線フレーム破棄などが発生または増加し、サービスの提供品質が低下する点で改善の余地があった。

この点について、特許文献１から特許文献３のように撥水性塗料による場合、時間経過とともに撥水性が薄れるので定期的な最塗布が必要となり、最塗布時に作業者がアンテナ正面を遮って無線通信が中断してしまう点で改善の余地がある。
また、特許文献３のレドームの構造は、アンテナ正面が上向きの場合に適用されるものであり、アンテナ正面が横向きとなるアンテナを覆うアンテナレドームについては適用できない。

本発明は上記従来技術の課題を解決するためのものであり、その目的は、アンテナ正面が横向きとなるアンテナを覆うアンテナレドームについて、レドーム基底部の外面に発生した上下方向に長い筋状の水膜による垂直偏波の減衰を抑制することである。

請求項１の発明は、レドーム基底部と、前記レドーム基底部の周縁に成形されたレドーム側壁部とを有し、前記レドーム基底部の内面がアンテナ正面と相対する状態でアンテナ付き無線装置に取り付けられるアンテナレドームであって、前記レドーム基底部の外面に付着した水滴を前記レドーム側縁部に向けて案内する複数の傾斜路が前記レドーム基底部の外面に形成され、前記傾斜路の幅および相互間隔を前記アンテナが送受する電波の波長より短く設定したことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記傾斜路は、前記レドーム基底部の外面に形成された溝または前記レドーム基底部の外面から突出した突起で形成されていることを特徴とする。
（作用）
請求項１の発明では、レドーム基底部の外面に付着した水滴は、傾斜路に案内されてレドーム側壁部に向けて斜め下に滴下して排出される。

請求項２の発明では、レドーム基底部の外面に溝または突起を加工することで傾斜路が形成される。

本発明によれば、レドーム基底部の外面に上下方向に長い筋状の水膜が発生することを抑制でき、アンテナレドームでの垂直偏波の減衰量を低減できるという効果を奏する。

（第１実施形態の説明）
図１は第１実施形態のアンテナレドームおよび無線装置の斜視図であり、図２は図１の正面図、図３は図１の側面図、図４は図３の断面図、図５は第１実施形態のレドーム基底部の拡大断面図である（請求項１および請求項２のアンテナレドームに対応する）。
第１実施形態の無線装置１００は、無線装置本体１と、無線装置本体１の正面側に取り付けられたアンテナ２と、アンテナレドーム３および筐体４とから構成される。アンテナ２は、アンテナ正面（アンテナ２の放射方向）が無線装置本体１の正面に位置するように設定されている。無線装置本体１の背面側は筐体４で覆われている。

無線装置本体１の正面側には、アンテナレドーム３がボルト５で着脱可能に取り付けられる。アンテナレドーム３は、円形のレドーム基底部６と、レドーム基底部６の周縁に一体成形されたレドーム側壁部７とを有するドーム状に形成されている。また、レドーム基底部６の内面６ａおよびレドーム側壁部７に囲まれた内部空間にはアンテナ２が収納可能となっている。なお、アンテナレドーム３は、例えば、ＦＲＰ繊維強化プラスチック、ポリプロピレン、ＡＥＳ樹脂などの電波の透過損失の少ない材質で形成されている。

そして、アンテナレドーム３と筐体４とは、互いに組み付けられて無線装置本体１およびアンテナ２を内部に収納する容器を構成している。この組み付け状態において、レドーム基底部６の内面６ａはアンテナ正面と相対する状態となっている。なお、無線装置１００は図示しない固定金具によって、アンテナ正面がほぼ横向きの状態で固定される。
ここで、レドーム基底部６の内面６ａは平滑面に形成され、レドーム基底部６の外面６ｂには水滴を案内する傾斜路８としての溝９が一定間隔毎に複数形成されている。

図２に示すように、溝９はレドーム基底部６の水平方向中心から下側に向けて両側にハ字状に広がるように形成され、レドーム基底部６の水平方向中心を対称軸として溝９のパターンが線対称形状をなしている。図２の例では、溝９は上記の対称軸に対して傾斜角αを有しており、レドーム基底部６の水平方向中心からレドーム側壁部７に向かって斜め下方に溝９が延長している。

ここで、溝９の傾斜角αが小さい場合には、溝９に沿って滴下する水滴が鉛直方向に滴下する状態に近づくので垂直偏波の減衰量が大きくなる。一方、溝９の傾斜角αが９０度では、溝９に沿って水滴がレドーム側壁部７に排出されないので、溝９が傾斜路８として機能しなくなる。したがって、溝９の傾斜角αは、垂直偏波の減衰量と傾斜路８としての機能とのバランスを考慮して一般的に４５度に設定するのが好ましく、必要に応じて４５度から適宜増減すればよい。

なお、溝９の傾斜角αが９０度より大きい場合（図２の上下を反転させた状態）には、溝９に沿って滴下する水滴がレドーム基底部６の中心に集まって、レドーム基底部６の中心に上下方向に長い筋状の水膜が発生するので好ましくない。
また、図５に示すように、個々の溝９は対称軸に沿った縦断面がそれぞれ矩形に形成されている。すなわち、溝９の底面部分１０はレドーム基底部６の外面６ｂと平行に設定され、溝９の側面部分１１はレドーム基底部６の外面６ｂと垂直に設定されている。このように溝９の底面および両側面をレドーム基底部６の外面６ｂと水平または垂直に形成したことによって、レドーム基底部に水滴が付着した時などの電波の不要反射が抑制される。溝９の溝深さは傾斜路８として機能する範囲で適宜設定できる。

さらに、溝９の幅および相互間隔はアンテナ２が送受する電波の波長よりも短くなるように形成するのが好ましい。これにより、レドーム基底部６の外面６ｂや溝９の底面部分１０を上下に流れ落ちる水滴により形成される水膜の長さは電波の波長未満となり、垂直偏波の減衰量を小さくすることができる。
第１実施形態のアンテナレドーム３は上記のように形成され、以下その作用を説明する。レドーム基底部６の外面６ｂに付着した水滴は、溝９に案内されて斜め下方に滴下してレドーム側壁部７に排出され、レドーム側壁部７を伝って流れ落ちる。これによって、アンテナ正面に位置するレドーム基底部６の外面に上下方向に長い筋状の水膜が発生するのを抑制することができ、アンテナ２が送受する垂直偏波の減衰量を低減できる。

（第２実施形態の説明）
図６は第１実施形態の図５に対応する図であって、第２実施形態のアンテナレドームの縦断面図である（請求項１および請求項２のアンテナレドームに対応する）。第２実施形態は第１実施形態の変形例であって、水滴を案内する傾斜路８として浮き彫り状の突起１２がレドーム基底部６の外面に一体成形されている。なお、以後の実施形態において、第１実施形態と同一の構成については同一符号を付して説明を省略する。

第２実施形態の突起１２は対称軸に沿った縦断面がそれぞれ矩形に形成されている。すなわち、突起１２の頂面部分１３はレドーム基底部６の外面６ｂと平行に設定され、突起１２の側面部分１４はレドーム基底部６の外面６ｂと垂直に設定されている。突起高さは、突起１２が傾斜路８として機能する範囲で適宜設定できる。
また、突起１２の幅および相互間隔はアンテナ２が送受する電波の波長の波長よりも短くなるように形成するのが好ましい。これにより、これにより、レドーム基底部６の外面６ｂや突起１２の頂面部分１３を上下に流れ落ちる水滴により形成される水膜の長さは電波の波長未満となり、垂直偏波の減衰量を小さくすることができる。

第２実施形態のアンテナレドーム３は上記のように形成され、以下その作用を説明する。レドーム基底部６の外面６ｂに付着した水滴は、突起１２に堰止められた後、突起１２に案内されて斜め下方に滴下してレドーム側壁部７に排出され、レドーム側壁部７を伝って流れ落ちる。これによって、アンテナ正面に位置するレドーム基底部６の外面に上下方向に長い筋状の水膜が発生するのを抑制することができ、アンテナ２が送受する垂直偏波の減衰量を低減できる。

（第３実施形態の説明）
図７は第１実施形態の図２に対応する図であって、第３実施形態のアンテナレドームおよび無線装置の正面図である（請求項１および請求項２のアンテナレドームに対応する）。第３実施形態では、一定間隔毎に複数の傾斜路８が一方のレドーム側壁部７から他方のレドーム側壁部７に向けて斜め下方に延長するように形成され、傾斜路８のパターンは全体として縞模様をなしている。

各傾斜路８はレドーム基底部６の上下軸に対して下側に傾斜している。傾斜路８の傾斜角αは、第１実施形態の場合と同様に４５度に設定するのが好ましく、必要に応じて４５度から適宜増減すればよい。なお、図７の例では傾斜路８が右下に傾いている例を示したが、傾斜路８が左下に傾くように形成しても勿論かまわない。
また、第３実施形態の傾斜路８は溝または突起のいずれでもよく、傾斜路８の幅および相互間隔はアンテナ２が送受する電波の波長よりも短くなるように形成するのが好ましい。

第３実施形態では、傾斜路８の最大長さが上記の実施形態の倍になるものの、上記実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。また、傾斜路２の全体形状は上記実施形態に比べて簡易な形状となるので、アンテナレドームの型代は安価となる。

固定無線システムや移動無線システム、放送システムなどのあらゆる無線システムの送受信機に適用されるアンテナレドーム全般に適用できる。

第１実施形態のアンテナレドームおよび無線装置の斜視図図１の正面図図１の側面図図３の断面図第１実施形態のレドーム基底部の拡大断面図第２実施形態のレドーム基底部の拡大断面図第３実施形態のアンテナレドームおよび無線装置の正面図

符号の説明

１無線装置本体
２アンテナ
３アンテナレドーム
４筐体
５ボルト
６レドーム基底部
６ａ内面
６ｂ外面
７レドーム側壁部
８傾斜路
９溝
１０溝の底面部分
１１溝の側面部分
１２突起
１３突起の頂面部分
１４突起の側面部分
１００無線装置

Claims

レドーム基底部と、前記レドーム基底部の周縁に成形されたレドーム側壁部とを有し、前記レドーム基底部の内面がアンテナ正面と相対する状態でアンテナ付き無線装置に取り付けられるアンテナレドームであって、
前記レドーム基底部の外面に付着した水滴を前記レドーム側縁部に向けて案内する複数の傾斜路が前記レドーム基底部の外面に形成され、
前記傾斜路の幅および相互間隔を前記アンテナが送受する電波の波長より短く設定したことを特徴とするアンテナレドーム。
前記傾斜路は、前記レドーム基底部の外面に形成された溝または前記レドーム基底部の外面から突出した突起で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナレドーム。