JP4324534B2

JP4324534B2 - アンテナ装置

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Publication number: JP4324534B2
Application number: JP2004279985A
Authority: JP
Inventors: 幸治張替; 俊次小野
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006094354A

Description

本発明は、方位角、仰角及び偏波角を制御可能なアンテナ装置に関し、一層詳細には、船舶等に搭載され、且つ衛星通信用等に適用して好適なアンテナ装置に関する。

従来より、船舶等に搭載される衛星通信用のアンテナ装置に関し、ベースプレート上に支持機構としてのストラクチャ及びフレームが連結配置され、前記フレームがアンテナ部を支持する構造が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示のアンテナ装置では、軸受部が軸受収容部に収容され、この軸受収容部は前記ベースプレート上に配置されている。また、前記軸受収容部の上面に前記ストラクチャの基端部が固定され、この基端部上に電力増幅器が配置されている。さらに、前記ベースプレートにおける前記アンテナ部の前面側には、前記支持機構を回転させるモータが配置されている。

特公平６−６６５７３号公報

上述した従来技術に係るアンテナ装置では、前記ストラクチャ、前記電力増幅器、前記軸受部、前記軸受収容部及び前記モータが該アンテナ装置内において、異なる部位に各々配置されているので、前記アンテナ装置を小型化した場合、これらの各構成要素を配置するためのスペースを確保することが困難であるという問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、装置全体を小型化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。

本発明に係るアンテナ装置は、方位角を調整する第１回転機構と、基端部が前記第１回転機構の上面に固定され且つ先端部が前記第１回転機構の上方に延在する支持機構と、前記支持機構の先端部を介して前記第１回転機構の上方で支持され且つ仰角及び偏波角を調整する第２回転機構と、前記第２回転機構に支持され且つ前記第１回転機構及び前記第２回転機構によって所望の方位角方向、仰角方向及び偏波角方向に回転自在なアンテナ部とを有し、前記第１回転機構は、軸受部と、前記軸受部の側部に配置されたベースプレートを含み且つ前記軸受部を収容する軸受収容部と、前記ベースプレートを回転させるモータとを有し、前記ベースプレートの上面には、前記モータと前記支持機構とが配置され、前記ベースプレートの底面には、前記アンテナ部を介して信号の送信を行う電気部品が配置されていることを特徴とする。

この場合、前記軸受収容部を構成する前記ベースプレートに、前記モータと前記支持機構と前記電気部品とを各々配置するようにしたので、従来技術に係るアンテナ装置と比較して、これらの各構成要素を配置するためのスペースを削減することができ、装置全体の小型化を容易に達成することができる。

ここで、前記電気部品は、前記ベースプレートの底面で平面的に配置され、前記ベースプレートは、金属製であり且つ前記電気部品のシールド部であるため、前記電気部品のシールドを容易に実現することができる。

本発明によれば、軸受収容部を構成するベースプレートに、モータと支持機構と電気部品とを各々配置するようにしたので、従来技術に係るアンテナ装置と比較して、これらの各構成要素を配置するためのスペースを削減することができ、装置全体の小型化を容易に達成することができる。

本発明に係るアンテナ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１０を前面側から視た斜視図であり、図２は、前記アンテナ装置１０を背面側から視た斜視図であり、図３は、前記アンテナ装置１０を収容するレーダドーム１２を示す斜視図である。また、図４は、前記レーダドーム１２の台座１４の図示を省略した状態における前記アンテナ装置１０の正面図であり、図５は、図４に示す前記アンテナ装置１０を側面図であり、図６は、前記アンテナ装置１０の底面図であり、さらに、図７は、図１及び図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

図１、図２及び図４〜図７に示す本実施形態に係るアンテナ装置１０は、衛星通信用のアンテナ装置であり、耐候性を確保するために、図３に示すドーム状のレーダドーム１２内に収容されている。前記レーダドーム１２は、前記アンテナ装置１０（図１及び図２参照）を載置する円盤状の台座１４と、前記台座１４に載置された前記アンテナ装置１０を上方から覆う釣鐘状のカバー１６と、前記台座１４の底面に連結する脚部１８とから構成されている。前記脚部１８は、ねじ２０によって図示しない船舶のマストに締結固定されており、従って、前記レーダドーム１２は前記マスト上に固定されている。

この場合、前記アンテナ装置１０は、ケーブル２２（図４〜図７参照）を介して前記船舶内に配置された電話機やファクシミリ等の各種通信機器に接続されており、前記各通信機器から前記ケーブル２２を介して伝送された信号を電波として図示しない静止衛星に送信したり、あるいは前記静止衛星から受信した電波を信号に変換し、変換した前記信号を前記ケーブル２２を介して前記各通信機器に出力する。

また、台座１４の縁部には、複数の孔が矢印Ａ方向に形成され、前記カバー１６は、前記各孔を挿通するねじ２４によって前記台座１４と締結されている。この場合、前記縁部の内側寄りには、図１及び図２に示すように、突出部２６が、前記カバー１６（図３参照）の図示しない内周面に沿うように、上方（矢印Ａ１方向）に向って突出形成されている。また、前記突出部２６と前記台座１４の前記各孔との間には溝が形成され、前記溝にパッキン２８が配置されている。

これにより、アンテナ装置１０を台座１４の上面に載置して、上方から突出部２６に沿って前記カバー１６（図３参照）を下降すれば、該カバー１６の底部が前記台座１４の縁部、前記突出部２６及び前記パッキン２８に接触する。この状態で前記台座１４及び前記カバー１６をねじ２４で締結すれば、前記アンテナ装置１０がレーダドーム１２内に収容される。

そして、前述したアンテナ装置１０は、図１、図２及び図４〜図７に示すように、台座１４の上面のうち突出部２６の内側に配置された第１回転機構３０と、前記第１回転機構３０の上面に基端部が配置された支持機構３２と、前記支持機構３２の先端部に片持ち支持された第２回転機構３４と、前記第２回転機構３４によって前記第１回転機構３０の上方で支持されたアンテナ部３６とから基本的に構成されている。なお、図４〜図７では、前述したように、台座１４の図示を省略している。

前記第１回転機構３０は、図７に示すように、台座１４（図３参照）の上面に配置された略円環状の水平回転軸部（ＡＺ軸部）３８と、前記ＡＺ軸部３８の側部に配置されたプーリ４０及びベアリング４２と、前記ベアリング４２の上面に配置された第１ベアリング押え板４４及び第２ベアリング押え板４６と、前記ベアリング４２の底面に配置された保持板４８と、前記ベアリング４２の外周面を囲繞して配置されたベースプレート５０と、前記ベースプレート５０の上面に配置されるモータ（第１モータ）５６とから基本的に構成される。そして、前記ベースプレート５０の底面には、平坦形状の高周波回路ユニット（ＲＦＵ）５４が、ＲＦＵ用基板５２を介して配置されている。

前記ＡＺ軸部３８の底部５８は、前記台座１４（図１及び図２参照）に支持されている。前記ＡＺ軸部３８は、図７から諒解されるように、円形状の底部５８の略中央部に略円筒状の突出部６０が上方に膨出形成され、該突出部６０の内壁にフランジ部６２が形成される。前記フランジ部６２の中央には孔６６が形成される。前記突出部６０の上端部外側には、環状の段部６４が形成され、この段部６４にベアリング４２が嵌合する。一方、前記突出部６０が立ち上がる部位、すなわち、底部５８の肩部にはプーリ４０が嵌合し、適宜の固着手段、例えば、ねじ７０で固着される。なお、前記孔６６の中心軸は、前記ＡＺ軸部３８に直交する水平回転軸（ＡＺ軸）６８である。

ここで、前記プーリ４０の外側部７２には、第１モータ５６の回転軸７４（図５及び図６参照）に取り付けられたプーリ７６との間で、タイミングベルト７８が懸架されている。

図７に示すように、ベアリング４２の上面と突出部６０の上面とは略同一の高さであり、前記突出部６０の上面と、前記ベアリング４２の上面におけるＡＺ軸６８寄りの部分とを覆うように、略円環状の第１ベアリング押え板４４（図１、図２及び図７参照）が固着されている。また、ベアリング４２の上面には、略矩形状の第２ベアリング押え板４６が、第１ベアリング押え板４４を囲繞するように所定距離離間して載置されている。

さらに、ベースプレート５０の上面の高さは、前記ベアリング４２の上面及び突出部６０の上面と略同一の高さである。前記第２ベアリング押え板４６は、前記ベアリング４２の上面における前記ベースプレート５０寄りの部分と、前記ベースプレート５０の上面における前記ベアリング４２寄りの部分とを覆うようにして載置され、前記ベースプレート５０は、前記第２ベアリング押え板４６と一体化される。

さらにまた、突出部６０の段部６４近傍には、保持板４８が配置され、この保持板４８は、前記ベースプレート５０に固定される。

従って、第１回転機構３０内におけるベアリング４２は、ＡＺ軸部３８及びベースプレート５０によって矢印Ｂ方向において規制され、第１ベアリング押え板４４、第２ベアリング押え板４６及び保持板４８によって矢印Ａ方向（ＡＺ軸６８方向）において規制されている。一方、前記ベースプレート５０は、前記第１ベアリング押え板４４及び前記第２ベアリング押え板４６を介してＡＺ軸部３８に支持されている。これにより、ベアリング４２は、ＡＺ軸部３８、第１ベアリング押え板４４、第２ベアリング押え板４６、保持板４８及びベースプレート５０によって構成されるベアリング収容部５１に収容される。

ここで、前記ＲＦＵ５４は、前述した船舶内の各通信機器からケーブル２２を介して入力された信号を増幅し、増幅した前記信号をアンテナ部３６から電波として図示しない静止衛星に送信するための電気部品であると共に、内臓された図示しないパワートランジスタ等から発生する熱を放熱する発熱体でもある。

この場合、ＲＦＵ用基板５２は、図２及び図６に示すように、前記ベースプレート５０の底面において、アンテナ装置１０の前面側から背面側、すなわち、矢印Ｃ方向に延在して配置されている。そして、ＲＦＵ５４は、ＲＦＵ用基板５２の底面全体を略覆い、且つ、平面視で、支持機構３２を構成するフレーム９０の一部と重なり合い、さらに、側面視で、アンテナ部３６の回動範囲と干渉しないような厚みを有して、該ＲＦＵ用基板５２の底面に平面的に配置されている（図４及び図６参照）。さらにまた、アルミニウム製の前記ベースプレート５０は、前記ＲＦＵ５４の前記アンテナ部３６に対するシールド部として機能する。

ここで、アンテナ装置１０の前記前面側とは、図２及び図５に示すように、支持機構３２について、第２回転機構３４を片持ち支持する該支持機構３２の先端部側（矢印Ｃ１方向側）を称するものであって、前記背面側とは、前記支持機構３２が第１回転機構３０に固定される基端部側（矢印Ｃ２方向側）をいう。

さらに、前記ベースプレート５０（図６参照）の底面には、該ベースプレート５０が回転した際のプーリ４０に対する該ベースプレート５０の回転角度を計測する角度センサ９６が配置されている。

さらに、図１、図２及び図４〜図７に示すベースプレート５０の上面のうち矢印Ｃ２方向の箇所であって、支持機構３２を構成するフレーム９０の基端部近傍には、第１モータ５６が取付板９２（図１、図２及び図７参照）を介して配置されている。

第１モータ５６の回転軸７４（図５及び図６参照）は、前記ベースプレート５０及び前記保持板４８（図６及び図７参照）を貫通し、且つ該第１モータ５６から矢印Ａ２方向に延在して設けられており、その先端部分にはプーリ７６が取り付けられている。前記プーリ７６とプーリ４０との間には、図６に示すように、タイミングベルト７８が懸架されている。

さらに、ベースプレート５０の矢印Ｃ１方向の縁部には、図１、図５及び図６に示すように、アンテナ装置１０全体の重量バランスを調整するためのウェイト１００が、前記ベースプレート５０に締結固定されている。

保持板４８には、アンテナ装置１０の制御回路としてのアンテナ制御ユニット（ＡＣＵ）１０４が配置されている（図１及び図２参照）。この場合、前記ＡＣＵ１０４は、ＡＺ軸６８と軸対称にＲＦＵ５４の反対側に配置されている（図４及び図７参照）。また、前記ＡＣＵ１０４の上面には、図２、図４、図５及び図７に示すように、ＧＰＳユニット１０６が配置され、該ＧＰＳユニット１０６は、ケーブル１０８及びコネクタ１１０を介して前記ＡＣＵ１０４と電気的に接続されている。

また、ＡＣＵ１０４は、ケーブル１１２を介してＲＦＵ５４と電気的に接続され（図１参照）、一方で、前記ＲＦＵ５４は、ケーブル１１４を介して第２回転機構３４と電気的に接続され、且つケーブル１１６を介してアンテナ部３６と電気的に接続されている（図１及び図４参照）。

なお、ＡＺ軸部３８の孔６６（図７参照）には、ケーブル２２のコネクタ１１８と、ＡＣＵ１０４から延在するケーブル１２０のコネクタ１２２とを電気的に接続するロータリージョイント１２４が配置されている。

支持機構３２は、図１、図２及び図５に示すように、アルミニウム製のフレーム９０を含み、前記フレーム９０の基端部は、ベースプレート５０の上面における矢印Ｃ２方向に配置された第１モータ５６（図２及び図５参照）の近傍に固定され、該フレーム９０の先端部は、図２、図５、図８及び図９に示す第２回転機構３４の一端を片持ち支持している。前述したように、前記フレーム９０は、平面視で、ＲＦＵ５４と一部重なり合うように配置されている（図６参照）。これにより、前記ＲＦＵ５４で発生し、ＲＦＵ用基板５２及びベースプレート５０を介して伝えられた熱を該フレーム９０から外部に放熱することができる。

また、フレーム９０のうち基端部近傍には、第２モータ１３４（図１参照）が固定され、該第２モータ１３４の回転軸１４０は、図２及び図５に示すように、前記フレーム９０を貫通し、その先端部にはプーリ１４２が取り付けられている。

第２回転機構３４は、図２、図５、図８及び図９に示すように、フレーム９０の先端部によって一端が片持ち支持された保持部１５０と、第３モータ１５２と、前記保持部１５０の上面及び前記第３モータ１５２の上面に設けられた取付板１５４と、前記保持部１５０から矢印Ａ２方向に延在する取付板１５６を介して該保持部１５０に支持される角度センサ１５８と、前記取付板１５６を介して前記保持部１５０に支持される角度センサ用基板１６０とから構成される。

保持部１５０及び第３モータ１５２は、前記取付板１５４に締結固定され、前記第３モータ１５２の回転軸１６４には、プーリ１６６が取り付けられている。

前記保持部１５０には、図９に示されるように、大径な凹部１７０と、この凹部１７０と反対側にそれと同径な凹部１７４とが形成され、前記凹部１７０及び前記凹部１７４は、小径な孔１７２により連通している。この場合、前記凹部１７０、前記孔１７２及び前記凹部１７４の中心軸は、矢印Ｂ方向に沿ったＥＬ軸１７６である。

そして、保持部１５０をフレーム９０に固定支持する第１固定手段１８０が、凹部１７０、孔１７２及び凹部１７４を挿通して配置されている。

具体的には、前記第１固定手段１８０は、ＥＬ軸１７６に沿って孔１７２に配置される略円筒状の間座１８２と、前記ＥＬ軸１７６と同軸に凹部１７０に配置されたベアリング１８４と、前記ＥＬ軸１７６と同軸に凹部１７４に配置されたベアリング１８６と、前記フレーム９０の先端部に形成された孔１８８を貫通し、且つ前記ベアリング１８４と前記間座１８２と前記ベアリング１８６とに挿通するねじ１９０と、前記ねじ１９０に係合するナット１９２とを有する。

さらに、前記第１固定手段１８０は、前記ベアリング１８６と前記フレーム９０との間に配置され、且つ前記ねじ１９０が挿通する略円環状のスペーサ１９４と、前記フレーム９０と前記ねじ１９０の頭部との間に配置され、且つ前記ねじ１９０が挿通する略円環状のスペーサ１９６とを有する。

さらにまた、前記ベアリング１８４と凹部１７０の矢印Ｂ１方向の底面１９８との間には、第１与圧手段である略円環状のベルビルスプリング２００が介挿されている。

また、凹部１７４が形成される保持部１５０は、段差部２０２を有し、プーリ２０４が前記段差部２０２と嵌合するように配置されている。前記プーリ２０４は、ねじ２０８（図８及び図９参照）によって前記保持部１５０に固定されている。さらに、前記プーリ２０４と、図１に示す第２モータ１３４の回転軸１４０（図２及び図５参照）に取り付けられたプーリ１４２との間にはタイミングベルト２０６が懸架されている（図２、図５及び図８参照）。

この場合、フレーム９０のうちプーリ２０４寄りの箇所には、前記プーリ１４２と平行にアイドラプーリ２０９（図５、図８及び図９参照）が配置されている。このアイドラプーリ２０９は、タイミングベルト２０６にテンションを付与するためのプーリである。

一方、前記保持部１５０には、図１０に示されるように、取付板１５４に対向して大径な凹部２１２が形成され、この凹部２１２と反対側にそれと同径な凹部２１４が形成され、前記凹部２１２及び前記凹部２１４は、小径な孔２１６により連通している。この場合、前記凹部２１２、前記孔２１６及び前記凹部２１４の中心軸は、矢印Ａ方向に沿ったクロスＥＬ軸（ＸＥＬ軸）２１８である。

そして、取付板１５４には、ＸＥＬ軸２１８と同軸に孔２２０が形成され、前記孔２２０、前記凹部２１２、前記孔２１６及び前記凹部２１４を挿通してアンテナ部３６を保持部１５０に固定支持する第２固定手段２２２が配置されている。

具体的には、前記第２固定手段２２２は、ＸＥＬ軸２１８に沿って孔２１６に配置される略円筒状の間座２２４と、前記ＸＥＬ軸２１８と同軸に凹部２１２に配置されたベアリング２２６と、前記ＸＥＬ軸２１８と同軸に凹部２１４に配置されたベアリング２２８と、前記孔２２０に貫通し、且つ前記ベアリング２２６と前記間座２２４と前記ベアリング２２８とに挿通するねじ２３０と、前記ねじ２３０に係合するナット２３２とを有する。

さらに、前記第２固定手段２２２は、前記ベアリング２２６よりも矢印Ａ１方向においてねじ２３０が貫通する略円筒状のプーリ取付部２３４と、前記プーリ取付部２３４に嵌合するプーリ２３６とを有する。この場合、前記プーリ２３６は、ねじ２４２（図８参照）によって、前記プーリ取付部２３４に締結固定されている。

さらにまた、前記ベアリング２２８と凹部２１４の矢印Ａ１方向の底面２３８との間には、第２与圧手段である略円環状のベルビルスプリング２４０が介挿されている。

一方、図１、図２、図４、図５及び図８に示すアンテナ部３６を構成する地導体板２５０の背面２５２（図２、図５及び図８）の中央部分には、該地導体板２５０を保持部１５０に固定支持するためのアンテナ取付部２５４が設けられ、該アンテナ取付部２５４は、矢印Ｃ２方向に向って突出する略台形状の突出部２５６、２５８（図２、図５及び図８〜図１０参照）を含む。

ここで、前記突出部２５６は、ねじ２６０によって前記プーリ取付部２３４に締結固定されている。一方、ねじ２６１は、突出部２５８を介して前記ナット２３２と締結固定する。

また、図２、図５及び図８に示すように、プーリ２３６の外周面と、第３モータ１５２の回転軸１６４に取り付けられたプーリ１６６とには、タイミングベルト２６２が懸架されている。

さらに、図２及び図５に示す角度センサ１５８は、ＥＬ軸１７６（図９参照）を中心にアンテナ部３６が仰角方向に回転した際の回転角度と、ＸＥＬ軸２１８（図５及び図１０参照）を中心に前記アンテナ部３６が偏波角方向に回転した際の回転角度とを各々検出し、検出結果を角度センサ用基板１６０に配置された電子回路に出力する。前記電子回路は、検出結果を示す信号をケーブル１１４（図１及び図４参照）を介してＲＦＵ５４に出力する。

図１、図２、図４、図５及び図８に示すアンテナ部３６は、前述した地導体板２５０と、該地導体板２５０の前面２７０の中央部分に配置されたシールドケース２７２と、前記前面２７０上で前記シールドケース２７２の周囲に配置された複数のアンテナ２７４と、前記地導体板２５０の背面２５２に配置されたアンテナ取付部２５４とを有する。

地導体板２５０は、その中央部分が開口された略円盤状のアース板であり、矢印Ａ１方向の外周部分と、矢印Ａ２方向の外周部分とは矢印Ｃ２方向に折り曲げられている。また、シールドケース２７２は地導体板２５０と共にシールドされており、該シールドケース２７２の内部には、図示しない受信回路（低雑音増幅器）やアンテナ共用器が内蔵されている。この場合、前記受信回路や前記アンテナ共用器は、ケーブル１１６（図１及び図４参照）によってＲＦＵ５４（図４、図６及び図７参照）と電気的に接続されている。

また、各アンテナ２７４は、図１、図４及び図５に示すように、アンテナ部３６の前面２７０に固定された電気絶縁物２７６表面に配置された給電用アンテナ素子２７８と、前記給電用アンテナ素子２７８上に固定された電気絶縁物２８０と、前記電気絶縁物２８０上に固定された無給電用アンテナ素子２８２とから構成されている。この場合、各アンテナ２７４は、地導体板２５０の前面２７０において、対角線上に配置され、前記各無給電用アンテナ素子２８２は、ねじ２８４によって、前記地導体板２５０に締結固定されている。

さらに、各給電用アンテナ素子２７８は、シールドケース２７２内の前記アンテナ共用器と電気的に接続され、該給電用アンテナ素子２７８の両端部は、前面２７０側からアンテナ部３６を視た場合、図１及び図４に示すように、電気絶縁物２８０及び無給電用アンテナ素子２８２からはみ出している。ここで、ＲＦＵ５４（図４、図６及び図７参照）からケーブル１１６（図１及び図４参照）及び前記アンテナ共用器を介して各給電用アンテナ素子２７８に信号が出力されると、前記各給電用アンテナ素子２７８において前記信号が電波に変換され、変換された前記電波が前記各給電用アンテナ素子２７８から外部の静止衛星等に向けて放射される。一方、前記各給電用アンテナ素子２７８が外部の静止衛星等から電波を受信すると、受信した前記電波を信号に変換し、前記アンテナ共用器から前記受信回路に出力する。前記受信回路は、入力された前記信号を増幅し、増幅された前記信号を前記ケーブル１１６を介して前記ＲＦＵ５４に出力する。

本実施形態に係るアンテナ装置１０は以上のように構成されるものであり、次に、その動作について図１〜図１０を参照しながら説明する。

先ず、フレーム９０によって第２回転機構３４をベースプレート５０の上方で片持ち支持し、且つ前記第２回転機構３４によってアンテナ部３６を固定支持するための作用について説明する。

図９に示すように、ねじ１９０がフレーム９０の孔１８８を貫通し、該ねじ１９０とナット１９２とが係合した状態において、図示しない工具を用いて該ナット１９２を矢印Ｂ１方向に進行させると、前記ベルビルスプリング２００からベアリング１８４の矢印Ｂ１方向側の表面に押圧力が作用し、前記ベアリング１８４が与圧される。これにより、寸法誤差によって発生するベアリング１８４のいわゆるガタツキが前記ベルビルスプリング２００で補償される。従って、保持部１５０を前記第１固定手段１８０によってフレーム９０に確実に固定支持することができる。

一方、図１０に示すように、ねじ２３０がプーリ取付部２３４を貫通し、該ねじ２３０と前記ナット２３２とが係合した状態において、図示しない工具を用いて該ナット２３２を矢印Ａ１方向に進行させると、前記ベルビルスプリング２４０からベアリング２２８の矢印Ａ２方向側の表面に押圧力が作用し、前記ベアリング２２８が与圧される。これにより、寸法誤差によって発生するベアリング２２８のいわゆるガタツキが前記ベルビルスプリング２４０で補償される。従って、アンテナ部３６に関し、突出部２５６及びねじ２６０を介してプーリ取付部２３４に固定し、突出部２５８を介してねじ２６１をナット２３２と締結固定して、該アンテナ部３６を前記保持部１５０に確実に固定支持することが可能となる。

次に、アンテナ装置１０について、アンテナ部３６をＡＺ軸６８を中心にして方位角方向に回転し、ＥＬ軸１７６を中心にして仰角方向に回転し、さらに、ＸＥＬ軸２１８を中心にして偏波角方向に回転させる動作について、図１、図２及び図３〜図１０を参照しながら説明する。

先ず、第１モータ５６を駆動して回転軸７４を回転させると、プーリ７６が回転し、これに懸架されるタイミングベルト７８によりプーリ４０が回転する。この場合、前記プーリ４０はＡＺ軸部３８に固定され、前記ＡＺ軸部３８は台座１４に固定されているので、第１モータ５６による回転力では前記プーリ４０は回転しない。そのため、この回転力は、前記第１モータ５６に対し取付板９２を介して締結固定されたベースプレート５０及び保持板４８の回転力となる。

従って、第１モータ５６は、回転軸７４を回転させることによって、ＡＺ軸６８を中心にしてベースプレート５０及び保持板４８を、無負荷状態における前記回転軸７４の回転速度と比較して、極めてゆっくりとした回転速度で、該回転軸７４の回転方向、すなわち方位角方向に回転させる。

前述したように、ベースプレート５０の上面には、取付板９２を介して第１モータ５６と、フレーム９０の基端部とが固定され、前記フレーム９０は第２回転機構３４の一端を片持ち支持し、前記第２回転機構３４はアンテナ部３６を支持している。一方、ベースプレート５０の底面にはＲＦＵ用基板５２を介してＲＦＵ５４が固定されている。そのため、前記ベースプレート５０の回転に伴い、前記第１モータ５６、前記フレーム９０、前記第２回転機構３４、前記アンテナ部３６及び及び前記ＲＦＵ５４は、ＡＺ軸６８を中心にして所望の方位角方向に回転する。

この場合、前記ベースプレート５０の内側にベアリング４２が配置されているので、前記ベースプレート５０及び前記保持板４８を回転させる際に、前記回転軸７４に作用する摩擦が軽減され、上述した前記ベースプレート５０及び保持板４８を円滑に回転させることができる。

なお、ベースプレート５０の底面には角度センサ９６が配置されており、前記角度センサ９６は、前記ベースプレート５０が回転した際のプーリ４０に対する該ベースプレート５０の回転角度を計測する。

従って、第２回転機構３４を介して前記フレーム９０に支持されているアンテナ部３６も、前記フレーム９０の回転に伴い、前記ＡＺ軸６８を中心にして回転するので、第１モータ５６の駆動による回転軸７４の回転によって、該アンテナ部３６は所望の方位角方向に回転自在となる。

ここで、第１モータ５６の駆動により回転軸７４が回転し、これに伴ってベースプレート５０及び保持板４８がＡＺ軸６８を中心に回転すれば、ＡＣＵ１０４に接続されたケーブル１２０も前記ＡＺ軸６８を中心に回転するが、前記ロータリージョイント１２４におけるコネクタ１２２のジョイント部分も前記ＡＺ軸６８を中心に回転するので、ケーブル２２とケーブル１２０との間に電気的支障は生じない。

次に、第２モータ１３４が駆動して回転軸１４０が回転すると、プーリ１４２も回転し、前記プーリ１４２の回転力がタイミングベルト２０６を介してプーリ２０４に伝達される。ここで、前記プーリ２０４が保持部１５０に固定され、保持部１５０を含む第２回転機構３４は、アンテナ部３６を固定支持しているので、前記タイミングベルト２０６により前記プーリ２０４が回転し、この回転によって前記保持部１５０及びアンテナ部３６は、ＥＬ軸１７６を中心にして所望の仰角方向に回転自在となる。

さらに、第３モータ１５２が駆動して回転軸１６４が回転すると、プーリ１６６も回転し、前記プーリ１６６の回転力がタイミングベルト２６２を介してプーリ２３６に伝達される。ここで、前記プーリ２３６がプーリ取付部２３４に固定され、前記プーリ取付部２３４が、ねじ２６０を介して突出部２５６を固定されている。一方、前記プーリ取付部２３４にはねじ２３０が挿通し、前記ねじ２３０とナット２３２とが係合している。さらに、ねじ２６１は、突出部２５８を介してナット２３２と締結固定している。そのため、前記タイミングベルト２６２により前記プーリ２０４が回転し、この回転によって前記各突出部２５６、２５８に接続された地導体板２５０を含むアンテナ部３６は、ＸＥＬ軸２１８を中心に所望の仰角方向に回転自在となる。

このように、本実施形態に係るアンテナ装置１０では、アンテナ部３６に接続される第２回転機構３４の一端を支持機構３２で支持する、いわゆる片持ち支持構造を採用しているので、両端支持構造の従来技術に係るアンテナ装置と比較して、装置全体に占めるアンテナ支持部分としてのフレーム９０のスペースが削減され、装置全体の小型化を容易に達成することができ、しかも、短時間で容易に組み立てられると共に、耐振性が一層向上する効果が得られる。

また、第１与圧手段としてのベルビルスプリング２００が第１固定手段１８０のベアリング１８４を与圧し、且つ第２与圧手段としてのベルビルスプリング２４０が第２固定手段２２２のベアリング２２８を与圧するだけで、アンテナ部３６が第２回転機構３４及び支持機構３２を介して第１回転機構３０に支持されるので、製造工程においてアンテナ装置１０を短時間で組立てることが可能となる。また、間座の寸法調整のような精密な機械加工が不要となるので、前記間座の寸法精度によって振動を抑制することができないという問題が解消され、より耐振性の高いアンテナ装置１０を実現することができる。

また、本実施形態に係るアンテナ装置１０では、ＲＦＵ５４から発生する熱がＲＦＵ用基板５２及びベースプレート５０を介して支持機構３２を構成するフレーム９０に伝達されるが、この熱は前記フレーム９０から外部に放熱されるので、従来技術に係るアンテナ装置と比較してヒートシンク等の配置が不要となり、前記アンテナ装置１０全体を小型化しても前記ＲＦＵ５４から発生する熱を効率よく放熱することができる。また、前記ヒートシンクが不要となるので、製造工程における前記アンテナ装置１０の組立時間の短縮や製造コストの削減が可能となる。

また、ベースプレート５０の底面に配置されたＲＦＵ用基板５２を介してＲＦＵ５４が配置されているので、アンテナ部３６を所望の方位角方向、仰角方向及び偏波角方向に回転しても、前記アンテナ部３６と前記ＲＦＵ５４との干渉を回避できる。さらに、前記ベースプレート５０及び前記ＲＦＵ用基板５２を介して支持機構３２の直下に前記ＲＦＵ５４が配置されているので、前記ＲＦＵ５４で発生する熱を前記ＲＦＵ用基板５２及び前記ベースプレート５０を介して前記フレーム９０に伝達されるが、この熱を前記フレーム９０から外部に効率よく放熱することが可能となる。また、前記ＲＦＵ５４の内部には実装された図示しないパワートランジスタ等からの熱を効率よく放熱することが可能となる。

さらに、本実施形態に係るアンテナ装置１０によれば、ＲＦＵ５４が、第１回転機構３０におけるアンテナ部３６の前面２７０側から背面２５２側にかけて平面的に配置されているので、船舶等の揺動により発生する振動や、前記第１回転機構３０を回転させた際に発生する振動を前記ＲＦＵ５４によって抑制することができる。また、前記ＲＦＵ５４が前記アンテナ部３６よりも低位置に配置されているので、前記アンテナ部３６を所望の方位角方向、仰角方向及び偏波角方向に回転させても、前記ＲＦＵ５４が前記アンテナ部３６からのアンテナパターンを干渉することはない。従って、該アンテナ装置１０を小型化しても、前記アンテナパターンに対する干渉を回避し、且つ各種の振動を抑制することが可能となる。

また、ベースプレート５０の上方に支持機構３２及び第２回転機構３４を介してアンテナ部３６が配置される一方で、前記ベースプレート５０の底面に配置されたＲＦＵ用基板５２を介してＲＦＵ５４が配置されているので、前記アンテナ部３６を所望の方位角方向、仰角方向及び偏波角方向に回転させても、前記ＲＦＵ５４が前記アンテナ部３６からの前記アンテナパターンを干渉することはない。

さらに、第１モータ５６が、第１回転機構３０におけるアンテナ部３６の背面２５２側、すなわち、フレーム９０の基端部分の近傍に配置されているので、アンテナ装置１０を小型化しても該第１モータ５６が前記アンテナパターンに干渉することはない。

さらにまた、本実施形態に係るアンテナ装置１０では、ベアリング収容部５１を構成するベースプレート５０の上面に、第１モータ５６とフレーム９０とが配置され、該ベースプレート５０の底面にＲＦＵ用基板５２を介してＲＦＵ５４が配置されているので、従来技術に係るアンテナ装置と比較して、これらの各構成要素を配置するためのスペースを削減することができ、装置全体の小型化を容易に達成することができる。また、前記ベースプレート５０がＲＦＵ５４のシールド部として機能するので、前記ＲＦＵ５４のシールドを容易に実現することができる。

なお、本発明に係るアンテナ装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。

本実施形態に係るアンテナ装置をアンテナ部の前面側から視た斜視図である。図１のアンテナ装置をアンテナ部の背面側から視た斜視図である。図１に示すアンテナ装置を収容するレーダドームの斜視図である。レーダドームの台座の図示を省略した状態における図１のアンテナ装置の正面図である。図４に示すアンテナ装置の側面図である。図４のアンテナ装置の底面図である。図１及び図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。第２回転機構を示す要部斜視図である。図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図８のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

符号の説明

１０…アンテナ装置３０…第１回転機構
３２…支持機構３４…第２回転機構
３６…アンテナ部３８…水平回転軸部
４０、７６、１４２、１６６、２０４、２３６…プーリ
４２、１８４、１８６、２２６、２２８…ベアリング
４４、４６…ベアリング押え板４８…保持板
５０…ベースプレート５１…ベアリング収容部
５２…ＲＦＵ用基板５４…ＲＦＵ
５６、１３４、１５２…モータ６８…ＡＺ軸
７４、１４０、１６４…回転軸７８、２０６、２６２…タイミングベルト
９０…フレーム９２、１５４、１５６…取付板
１０４…ＡＣＵ１０６…ＧＰＳユニット
１５０…保持部１７６…ＥＬ軸
１８０…第１固定手段１８２、２２４…間座
１９０、２３０…ねじ１９２、２３２…ナット
１９４、１９６…スペーサ２００、２４０…ベルビルスプリング
２０９…アイドラプーリ２１８…ＸＥＬ軸
２２２…第２固定手段２３４…プーリ取付部
２５０…地導体板２５２…背面
２５４…アンテナ取付部２５６、２５８…突出部
２７０…前面２７２…シールドケース
２７４…アンテナ２７６、２８０…電気絶縁物
２７８…給電用アンテナ素子２８２…無給電用アンテナ素子

Claims

方位角を調整する第１回転機構と、
基端部が前記第１回転機構の上面に固定され、且つ先端部が前記第１回転機構の上方に延在する支持機構と、
前記支持機構の先端部を介して前記第１回転機構の上方で支持され、且つ仰角及び偏波角を調整する第２回転機構と、
前記第２回転機構に支持され、且つ前記第１回転機構及び前記第２回転機構によって所望の方位角方向、仰角方向及び偏波角方向に回転自在なアンテナ部と、
を有し、
前記第１回転機構は、軸受部と、前記軸受部の側部に配置されたベースプレートを含み、且つ前記軸受部を収容する軸受収容部と、前記ベースプレートを回転させるモータとを有し、
前記ベースプレートの上面には、前記モータと前記支持機構とが配置され、
前記ベースプレートの底面には、前記アンテナ部を介して信号の送信を行う電気部品が配置されている
ことを特徴とするアンテナ装置。
請求項１記載のアンテナ装置において、
前記電気部品は、前記ベースプレートの底面で平面的に配置され、
前記ベースプレートは、金属製であり且つ前記電気部品のシールド部である
ことを特徴とするアンテナ装置。