JP4989736B2 - 無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナを筐体に接続する技術に関する。

デジタルＴＶ放送の普及に伴い、ＴＶ局の番組制作現場では非圧縮のハイビジョン信号の伝送が可能な無線システムに対する要望が高まっている。発明者らは大容量の無線回線に対する要望にこたえるべく、ミリ波を使用した大容量無線技術の開発を行ってきた。

ＴＶ局の中継番組においては、現場に到着してから中継が可能になるまでの時間を可能な限り短くしたいという要望がある。ところが、従来のミリ波無線機では、無線信号を発生するヘッド部にアンテナを取り付け、さらに、ヘッド部筐体を開けてアンテナにモジュールを取り付ける必要があり、簡易にミリ波無線機を組み立てることができなかった。これは、ミリ波信号を伝送する導波管のサイズが２ｍｍ×１ｍｍと非常に小さいため、信号伝送部の接続に厳しい精度が要求されるからである。

そこで、図５に示すように、ヘッド部とアンテナの接続にバイヨネット機構を導入し、従来よりも簡便にアンテナを取り付けることを可能とした（非特許文献１参照）。

図５に示すアンテナ接続部はヘッド部とアンテナに分けられ、ヘッド部の接続部１００およびアンテナの接続部２００それぞれに、方形導波管１０１，２０１が形成されている。方形導波管１０１，２０１を正確に接続するために、ヘッド部の接続部１００に位置合わせ用穴１０２、アンテナの接続部２００に位置合わせ用ピン２０２を配置している。位置合わせ用穴１０２に位置合わせ用ピン２０２を差し込むことで方形導波管１０１，２０１が接続される。方形導波管１０１，２０１を接続した後、羽根２０３を回して接続部１００，２００を固定する。

枚田明彦、外７名、「１２０ＧＨｚ帯無線によるＴＶ放送用映像素材伝送トライアル」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２００８年１２月、第２０巻、第１２号、p.21-24

しかしながら、図５に示すアンテナの接続方式では、微細な方形導波管１０１，２０１の位置合わせを行うために、精密な加工精度がもとめられるという問題があった。また、位置合わせ用ピン２０２を位置合わせ用穴１０２に入れるためには、角度や位置を精度よく合わせる必要があり、アンテナの取り付けに時間がかかるという問題があった。さらに、方形導波管１０１，２０１同士を接合した場合、ピンと穴の遊びの関係上、方形導波管１０１，２０１の傾きにずれが生じる可能性があるという問題があった。方形導波管１０１，２０１の傾きにずれが生じると、伝送特性が大幅に劣化してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、導波管入出力を有するアンテナを筐体に簡易に取り付けることを目的とする。

本発明に係る無線装置は、アンテナを筐体に取り付けて使用する無線装置であって、アンテナは、円柱形の中心軸に沿って円形導波管を形成した接続手段を有し、筐体は、方形導波管を入出力とする信号モジュールと、一端に方形開口部を有し、他端に円形開口部を有する導波管を備え、信号モジュールの入出力に方形開口部を接続した円形−方形導波管変換手段と、接続手段の形状に合わせた円柱形の凹部を備え、当該円柱形の凹部の中心軸と円形開口部の中心が重なるように当該凹部の底面の中心に円形開口部を露出させた支持手段と、を有し、接続手段の側面及び凹部の内周が互いに嵌合するようにねじ切り加工したことを特徴とする。

上記無線装置において、接続手段に形成した円形導波管と凹部の底面に露出した円形開口部とを押圧接合する弾性体を有することを特徴とする。

上記無線装置において、弾性体は、アンテナと筐体に取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、導波管入出力を有するアンテナを筐体に簡易に取り付けることができる。

第１の実施の形態における無線装置のアンテナ接続部の構成を示す側面図である。 第１の実施の形態における別の無線装置のアンテナ接続部の構成を示す側面図である。 第１の実施の形態におけるさらに別の無線装置のアンテナ接続部の構成を示す側面図である。 第２の実施の形態における無線装置のアンテナ接続部の構成を示す側面図である。 従来の無線装置のアンテナ接続部の構成を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態における無線装置のアンテナ接続部の構成を示す側面図である。なお、同図では、無線装置の筐体１０とアンテナ２０を分離し、筐体１０とアンテナ２０の一部を断面で示している。

アンテナ２０は、主反射鏡２１、副反射鏡２２、および１次放射器２３を備えたカセグレンアンテナであり、アンテナ２０を筐体１０に取り付けるための接続部２４を備える。接続部２４は円柱形であり、側面に雄ねじ部２４１を有し、接続部２４の中心軸に沿って一方の円形面から他方の円形面へ通ずる円形導波管２４２を有する。円形導波管２４２の一端は１次放射器２３に接続される。他端は接続部２４の円形面から露出し、アンテナ２０が筐体１０に取り付けられたときに筐体１０の導波管に接続される。

筐体１０は、内部にミリ波モジュール１１と円形−方形導波管変換部１２を備え、外部（表面）に支持部１３を備える。ミリ波モジュール１１は、無線信号を入出力する方形導波管ポート１１１を備える。円形−方形導波管変換部１２は、一端に方形開口部を有し、他端に円形開口部を有する導波管を備える。方形開口部はミリ波モジュール１１の方形導波管ポート１１１に接続され、円形開口部は筐体１０外部（表面）へ露出するように配置される。支持部１３は、アンテナ２０の接続部２４を挿入するための円柱形の凹部を有し、凹部の内周には雌ねじ部１３１が形成される。凹部の円形底面の中心には、筐体１０から露出した円形−方形導波管変換部１２の円形開口部が配置される。より具体的には、円形開口部は、円形開口部の中心が円柱形の凹部の中心軸に重なるように配置される。

図１に示す無線装置は、アンテナ２０の接続部２４を筐体１０の支持部１３へねじ込んでアンテナ２０を筐体１０に取り付ける。これにより、円形−方形導波管変換部１２の円形開口部と接続部２４の円形導波管２４２が接続される。

通常、ミリ波モジュール１１の入出力は方形導波管であるため、アンテナの入出力もそれにあわせて方形導波管となるが、カセグレンアンテナやパラボラアンテナの１次放射器は円形フィードホーンであるため、アンテナ内で円形−方形導波管変換が用いられる。本実施の形態では、筐体１０内に円形−方形導波管変換部１２を備えることで、筐体１０とアンテナ２０の接続部分を円形導波管とした。一般に、円形部品の中心に方形の加工をするよりも、円形部品の中心に対し、中心を揃えて円形の穴を開ける加工をするほうが、円形の穴の位置精度が良い。したがって、円柱形の接続部２４の中心軸に正確に円形導波管２４２を設け、支持部１３の円柱形の凹部の円形底面の中心に合わせて円形−方形導波管変換部１２の円形開口部の中心を配置することで、円形開口部の中心と円形導波管２４２の中心がずれる問題は回避可能である。また、筐体１０とアンテナ２０の導波管の接合面が円形であるので、アンテナ２０をねじ込む回転方向のずれも問題ない。

図２は、第１の実施の形態における別の無線装置のアンテナ接続部の構成を示す側面図である。

図２に示す無線装置は、図１に示したものに対して、ミリ波モジュール１１と円形−方形導波管変換部１２をアンテナ２０側に引っ張るバネ１４を備える点で異なっている。ミリ波モジュール１１と円形−方形導波管変換部１２は、筐体１０に固定されずアンテナ２０方向に可動である。バネ１４などの弾性体によりミリ波モジュール１１と円形−方形導波管変換部１２をアンテナ２０側に引っ張ることにより、円形−方形導波管変換部１２の円形開口部と接続部２４の円形導波管２４２の接合面を押圧接合し、ぴったり合わせることができる。

なお、図上でミリ波モジュール１１の左側からミリ波モジュール１１と円形−方形導波管変換部１２をアンテナ２０側に押す構成にしてもよい。

図３は、第１の実施の形態におけるさらに別の無線装置のアンテナ接続部の構成を示す側面図である。

図３に示すアンテナ２０の本体は入出力が方形導波管である。一般に、ミリ波モジュール１１の入出力は方形導波管であるので、アンテナの入出力も方形導波管であることが多い。そこで、同図に示す無線装置では、アンテナ２０の本体と接続部２４との間に円形−方形導波管変換部２５を配置した。これにより、図１、図２で示した無線装置と同様に、筐体１０とアンテナ２０の導波管の接合面が円形となるので、筐体１０にアンテナ２０を精度良く取り付けることが可能となる。ただし、アンテナ２０を筐体１０取り付けたときに、アンテナ２０の本体の方形導波管が所望の向きに配置されるように設計する必要がある。

以上説明したように、本実施の形態によれば、アンテナ２０が円柱形の接続部２４を備え、筐体１０が、接続部２４の形状に合わせた円柱形の凹部を有する支持部１３を備えるとともに、円柱形の接続部２４の中心軸に沿って円形導波管２４２を形成し、円柱形の凹部の底面の中心において筐体１０内部に配置し、ミリ波モジュール１１に接続した円形−方形導波管変換部１２の円形開口部を露出させることにより、接続部２４を支持部１３の凹部にはめ込むだけで簡易にアンテナ２０を筐体１０に取り付けることができる。また、接続部２４、支持部１３をねじ切り加工して雄ねじ部２４１、雌ねじ部１３１を形成することで、筐体１０にアンテナ２０をしっかりと固定されることができる。

なお、図２に示したようにミリ波モジュール１１と円形−方形導波管変換部１２を筐体１０に固定せず可動とし、円形−方形導波管変換部１２の円形開口部と接続部の円形導波管２４２を押圧接合するバネ１４を備えることで、円形−方形導波管変換部１２の円形開口部と接続部２４の円形導波管２４２の接合面をぴったり合わせてもよい。

［第２の実施の形態］
図４は、第２の実施の形態における無線装置のアンテナ接続部の構成を示す側面図である。

第２の実施の形態における無線装置のアンテナ接続部は、第１の実施の形態と同様に、筐体１０内部にミリ波モジュール１１と円形−方形導波管変換部１２を備え、筐体１０外部に支持部３１を備える。支持部３１は、円柱形の凹部を有する。筐体１０から露出した円形−方形導波管変換部１２の円形開口部は、凹部の円形底面の中心に配置される。つまり、凹部の底面において円形開口部が露出する。アンテナ２０は、支持部３１の中空部に挿入する接続部４１を備える。接続部４１は、中心軸に円形導波管４１１を備える。

第２の実施の形態では、支持部３１、接続部４１に雌ねじ部、雄ねじ部を形成せず、筐体１０の外部にバネ３２を備える。バネ３２などの弾性体によりアンテナ２０を筐体１０側に引き寄せて接続部４１と支持部３１を固定し、円形−方形導波管変換部１２の円形開口部と円形導波管４１１を押圧接合し、ぴったりと合わせる。なお、接続部４１と支持部３１をバイヨネット機構などの留め具により固定し、図２で示したように、筐体１０内部にバネなどの弾性体を備え、ミリ波モジュール１１と円形−方形導波管変換部１２をアンテナ２０側に引っ張って、円形開口部と円形導波管４１１をぴったりと合わせてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、アンテナ２０に円柱形の接続部４１を備え、筐体１０に円柱形の凹部を有する支持部３１を備えるとともに、筐体１０とアンテナ２０をバネ３２により引き寄せて固定することにより、接続部４１を支持部３１の凹部にはめ込むだけで簡易にアンテナ２０を筐体１０に取り付けることができる。

１０…筐体
１１…ミリ波モジュール
１１１…方形導波管ポート
１２…円形−方形導波管変換部
１３…支持部
１３１…雌ねじ部
１４…バネ
２０…アンテナ
２１…主反射鏡
２２…副反射鏡
２３…一次放射器
２４…接続部
２４１…雄ねじ部
２４２…円形導波管
２５…円形−方形導波管変換部
３１…支持部
３２…バネ
４１…接続部
４１１…円形導波管

Claims (3)

1. アンテナを筐体に取り付けて使用する無線装置であって、
   前記アンテナは、
   円柱形の中心軸に沿って円形導波管を形成した接続手段を有し、
   前記筐体は、
   方形導波管を入出力とする信号モジュールと、
   一端に方形開口部を有し、他端に円形開口部を有する導波管を備え、前記信号モジュールの入出力に前記方形開口部を接続した円形−方形導波管変換手段と、
   前記接続手段の形状に合わせた円柱形の凹部を備え、当該円柱形の凹部の中心軸と前記円形開口部の中心が重なるように当該凹部の底面の中心に前記円形開口部を露出させた支持手段と、を有し、
   前記接続手段の側面及び前記凹部の内周が互いに嵌合するようにねじ切り加工したこと
   を特徴とする無線装置。
2. 前記接続手段に形成した円形導波管と前記凹部の底面に露出した円形開口部とを押圧接合する弾性体を有することを特徴とする請求項１記載の無線装置。
3. 前記弾性体は、前記アンテナと前記筐体に取り付けられることを特徴とする請求項２記載の無線装置。

Images