JP5532937B2 - parabolic antenna - Google Patents
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Description
本発明は、地上マイクロ波通信に用いられるパラボラアンテナに関し、特に、低サイドローブで安価なパラボラアンテナに関する。 The present invention relates to a parabolic antenna used for terrestrial microwave communication, and more particularly, to a low-side lobe and inexpensive parabolic antenna.
地上マイクロ波通信に用いられるパラボラアンテナは、１対１、すなわち、ＰＯＩＮＴ ＴＯ ＰＯＩＮＴの通信に用いられるため、対向する相手局以外の方向には、電波を極力放射しないようにする必要がある。そのため、アンテナ自身のサイドローブを低く抑える必要がある。
このため、図２０に示すように、一次放射器２０１から放射される電波を反射するレフレクタ（パラボラ反射鏡）２０２の反射面２０２ａ側に、筒状のシュラウド２０３を設け、シュラウド２０３の内周面に電波吸収体２０４を貼り付ける構成がある。
Since the parabolic antenna used for terrestrial microwave communication is used for one-to-one communication, that is, POINT TO POINT communication, it is necessary to prevent radio waves from being radiated as much as possible in directions other than the opposite station. Therefore, it is necessary to keep the side lobe of the antenna itself low.
Therefore, as shown in FIG. 20, a
特許文献１には、電波吸収体２０４として、木炭粒子を樹脂バインダーによって固め、木炭層、スペーサ層、反射層から構成されたものが開示されている。
特許文献２、３には、電波吸収体２０４として、木材チップと、導電性繊維、すなわちカーボンや金属片とを混合分散して、板状に成型したものが開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電波吸収体として、木炭粒子をバインダーで固めているため、その作成にコストがかかる。
また、スペーサ層にスポンジやポリエチレンを用いており、その作成に手間がかかる。また、スペーサ層で損失になるものがなく、木炭層が薄いため、電波が木炭層に斜めに入射されたときの斜入射特性が良くないという問題がある。例えば、入射角度の１５°異なるだけで減衰量が１０ｄＢも異なることがある。さらに構造的に、１５ＧＨｚ以上の周波数での高性能な吸収体の実現が困難と考えられる。
However, in the technique described in
In addition, sponge or polyethylene is used for the spacer layer, and it takes time to create the spacer layer. Further, there is no loss in the spacer layer, and the charcoal layer is thin, so that there is a problem that the oblique incidence characteristics when radio waves are obliquely incident on the charcoal layer are not good. For example, the attenuation may be as much as 10 dB when the incident angle is different by 15 °. Furthermore, structurally, it is considered difficult to realize a high-performance absorber at a frequency of 15 GHz or higher.
また、特許文献２、３に記載の技術では、特許文献１に記載の技術と同様、木材チップと導電体繊維とをバインダーで固めているため、その作成にコストがかかる。また、特許文献２、３においては、５．８ＧＨｚ帯の電波において１０ｄＢ程度の減衰効果が認められるものの、具体的な使用状態での効果が不明確である。
Further, in the techniques described in
さらに、特許文献２、３に記載の電波吸収体は、スポンジ状または毛状（繊維状）であるため、シュラウドに確実に取付固定するのが難しい。また、スポンジ状または毛状の電波吸収体が時間の経過とともに劣化し、粉状になって飛散したり、ばらばらに破損したりする。すると、その粉や破片が反射鏡（レフレクタ）に付着し、電波の反射性能を劣化させることがある。また、シュラウドに設けられた電波吸収体が減ってしまうので、電波吸収特性が劣化し、サイドローブ特性が劣化する。
そこでなされた本発明の目的は、低コストでありながら、電波吸収特性および耐久性に優れるパラボラアンテナを提供することである。
Furthermore, since the radio wave absorbers described in
An object of the present invention made there is to provide a parabolic antenna that is excellent in radio wave absorption characteristics and durability while being low in cost.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のパラボラアンテナは、電波を放射する一次放射器と、一次放射器で放射された電波を反射するパラボラレフレクタと、パラボラレフレクタの開口側の端部に設けられ、当該パラボラレフレクタにより電波を放射する方向に軸線を有した円筒状のシュラウドと、シュラウドの内周面に複数並べられ、木片からなる電波吸収体と、を備え、
前記電波吸収体に、斜入射特性の改善、および、インピーダンス整合特性の改善をするための穴が複数形成されていることを特徴している。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, the parabolic antenna of the present invention is provided at a primary radiator that radiates radio waves, a parabolic reflector that reflects radio waves radiated by the primary radiator, and an end portion on the opening side of the parabolic reflector. A cylindrical shroud having an axis in a direction in which radio waves are radiated by a reflector, and a plurality of radio wave absorbers arranged on the inner peripheral surface of the shroud and made of wood pieces ,
A plurality of holes for improving oblique incidence characteristics and impedance matching characteristics are formed in the radio wave absorber .
本発明によれば、電波吸収体を木片により形成したので、長期の使用にともなって電波吸収体が損傷したり劣化したりしにくく、耐久性に優れ、電波吸収特性の劣化、サイドローブ特性の劣化を抑えることができる。しかも、木片は安価でその加工や取り扱いも容易であり、パラボラアンテナを安価に作成することができる。さらに、木片からなる電波吸収体は、シュラウドへの取り付けも容易かつ確実に行える。このようにして、低コストでありながら、電波吸収特性および耐久性に優れるパラボラアンテナを提供することが可能となる。 According to the present invention, since the radio wave absorber is formed of a piece of wood, the radio wave absorber is unlikely to be damaged or deteriorated with long-term use, and has excellent durability, degradation of radio wave absorption characteristics, and sidelobe characteristics. Deterioration can be suppressed. Moreover, the piece of wood is cheap and easy to process and handle, and a parabolic antenna can be produced at a low cost. Furthermore, the radio wave absorber made of wood pieces can be easily and reliably attached to the shroud. In this way, it is possible to provide a parabolic antenna that is excellent in radio wave absorption characteristics and durability while being low in cost.
以下、添付図面を参照して、本発明によるパラボラアンテナを実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 The best mode for carrying out a parabolic antenna according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited only to these examples.
（第１の実施形態）
図１、本実施形態におけるパラボラアンテナ１の構成を示す図である。
この図１に示すように、パラボラアンテナ１は、凹面状の反射面２ａを有して電波を反射するレフレクタ２と、レフレクタ２の反射面２ａ側に設けられ、レフレクタ２の外周部に連続して反射面２ａからその反射方向に向けて延びる筒状で金属製のシュラウド３と、レフレクタ２の中央部に設けられ、電波を放射する一次放射器４と、電波吸収体１０と、を備えて構成されている。
なお、図１に示した構成においては、パラボラアンテナ１は、シュラウド３の先端部の開口を塞ぐレドーム５を備えている。ただし、このレドーム５は必須ではなく、レドーム５が付加されていないパラボラアンテナ１もある。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
As shown in FIG. 1, the
In the configuration shown in FIG. 1, the
図１に示すように、電波吸収体１０は、木材（材木）から切り出されたプレート状の木片であり、シュラウド３の内周面に沿って、その円周方向において複数が並べて配置されている。シュラウド３の円周方向において互いに隣接する電波吸収体１０、１０は、互いに密着していても良いし、間隔Ｄ１を隔てて配置されていても良い。一方、電波吸収体１０の電波放射方向における長さは任意であるが、例えばシュラウド３の軸線方向における長さとすることができる。
なお、図１において、電波吸収体１０が、シュラウド３の内周面の円周方向の一部のみに配置された構成となっているが、電波吸収体１０は、全方位において電波の放射を防止する場合には、シュラウド３の内周面に円周方向全周にわたって設けることがより望ましい。
電波吸収体１０は、木片より構成されるため、虫害や腐敗が問題となる可能性がある。このため、電波吸収体１０に、くんじょう処理、塗装、またはその両方を予め施しておくのが好ましい。
As shown in FIG. 1, the radio wave absorber 10 is a plate-like piece of wood cut out from wood (timber), and a plurality of the
In FIG. 1, the radio wave absorber 10 is arranged only in a part of the inner circumferential surface of the
Since the
電波吸収体１０をシュラウド３に取り付ける方法は、いかなる手法を用いても良いが、以下にその具体例を複数示す。
図２は、電波吸収体１０の取り付け方法の第一の例を示している。
図２に示すように、電波吸収体１０に穴８１を設けておき、シュラウド３の電波吸収体１０の取り付け箇所にも穴８２を設けておく。そして、誘電体または金属より構成されるピン（固定部材）８３を、シュラウド３の穴８２及び電波吸収体１０の穴８１に貫通させ、その先端に、反対方向から止め具である、誘電体または金属より構成されるリング状のストッパ８５を挿入し、ピン８４に設けられている溝８４ａにはめ込んで固定する。すなわち、ストッパ８５の内径は、ピン８４の外径よりもわずかに小さく、このストッパ８５を弾性変形させてピン８４に挿入していき、溝８４ａに嵌め込む。なお、ピン８３及びストッパ８５は、ボルトとナット、ネジ等でも代用可能である。なお、電波の反射を抑制するという観点では、ピン８３及びストッパ８５は金属より誘電体で形成するのが好ましい。
Although any method may be used for attaching the
FIG. 2 shows a first example of a method for attaching the
As shown in FIG. 2, a
図３は、電波吸収体１０の取り付け方法の第二の例を示すものである。
この図３に示すように、電波吸収体１０には、穴８１を設けておく。そして、シュラウド３の電波吸収体１０の取り付け箇所に、Ｌ字状の金具（固定部材）９１を取り付けておく。金具９１の取り付け方法は、ビスとナット、リベット、半田付け、または溶接等による方法がある。このとき、金具９１は幅が穴８１の内径よりも小さくなるよう設定する。
そして、Ｌ字状の金具９１を電波吸収体１０の穴８１に貫通させ、その先端９１ａを折り曲げて電波吸収体１０に沿わせる。なお、電波の反射を抑制するという観点では、Ｌ字金具９１は、金属よりも誘電体で形成するのが好ましい。
FIG. 3 shows a second example of the attachment method of the
As shown in FIG. 3, a
Then, the L-shaped metal fitting 91 is passed through the
図４は、電波吸収体１０の取り付け方法の第三の例を示している。
この図４に示すように、電波吸収体１０には、穴８１を設けておく。そして、シュラウド３の電波吸収体１０の取り付け箇所に、基端部９３ａがＬ字状で、先端部（弾性変形部）９３ｂが鋭角に折り曲げられた金具（固定部材）９３を、基端部９３ａにおいて取り付けておく。この基端部９３ａの取り付け方法は、ビスとナット、リベット、半田付け、溶接等による方法がある。先端部９３ｂは、穴８１よりも若干大きく広がるよう形成されている。
そして、金具９３の鋭角に折り曲げられている先端部９３ｂを、電波吸収体１０の穴８１に貫通させる。先端部９３ｂは、穴８１を貫通するときに、穴８１の内周面に接触することで、弾性変形により若干内側に曲げられ、穴８１を貫通後、開放されて穴８１よりも広がるようになっている。これにより、電波吸収体１０は、金具９３から引き抜くことができなくなり、シュラウド３に固定される。このような金具９３を用いることで、電波吸収体１０を押し込むのみでワンタッチで形成することができる。なお、電波の反射を抑制するという観点では、金具９３は、金属より誘電体で形成するのが好ましい。
FIG. 4 shows a third example of the attachment method of the
As shown in FIG. 4, a
And the front-end |
図５は、電波吸収体１０の取り付け方法の第四の例を示している。
図５に示すように、電波吸収体１０を、金属以外の布または誘電体のシート１０１ａから形成された袋状のカバー１０１に収容する。ここでカバー１０１内は、糸で縫ったり、熱溶着、接着等によって形成された仕切り１０２により複数に区切られている。この仕切り１０２により、カバー１０１内に、複数個の電波吸収体１０が、なるべく動かないようそれぞれ個別に収容されて、電波吸収体１０、１０の間隙が確保されている。
このようにして電波吸収体１０を収容したカバー１０１は、シュラウド３の内側に貼り付け固定されている。この場合の固定は、接着、ビス及びナット、リベット、あるいは図２〜図４に示したのと同様の取付方法が採用可能である。なお、カバー１０１の構成、形成方法はいかなるものとしても良く、例えば１枚の大きな誘電体シートを２つ折にしてはさむようにしても良い。このようにしても、電波吸収体１０をシュラウド３の内周面に固定できる。
FIG. 5 shows a fourth example of the attachment method of the
As shown in FIG. 5, the
In this way, the
次に、上記したようなパラボラアンテナ１の電気的な動作原理及び特性について示す。
図６（ａ）に、比較対象として電波吸収体１０およびシュラウド３を備えないパラボラアンテナとの断面図を示し、図６（ｂ）に、電波吸収体１０および電波吸収体１０を貼り付けるシュラウド３を備えたパラボラアンテナ１の断面図を示している。
パラボラアンテナ１では、一次放射器４の先端部からレフレクタ２に向かって電波Ｗが放射される。レフレクタ２の曲面を回転方物面（パラボラ曲面）とすることで、一次放射器４からレフレクタ２に向かって放射された電波Ｗは、同じ位相で同じ方向に放射され、合成されて、高い利得を得ることができる。一方、一次放射器４から放射される電波Ｗは、なるべくレフレクタ２に照射するように設計されるが、図６（ａ）に示したように、シュラウド３が無い場合、電波Ｗｄ、Ｗｅのように、その一部が外側に漏れていく。これが、サイドローブとなり、アンテナの特性を劣化させる原因となっている。
これに対し、図６（ｂ）に示すように、円筒状のシュラウド３を設け、この内側に電波吸収体１０を貼り付けた本実施形態の構成では、レフレクタ２に向けた方向以外に放散された電波Ｗｄ、Ｗｅは、電波吸収体１０に当たることで吸収されてしまう。これにより、サイドローブを抑えることができ、アンテナの特性を向上させる。
Next, the electrical operating principle and characteristics of the
FIG. 6A shows a cross-sectional view of a
In the
On the other hand, as shown in FIG. 6B, in the configuration of the present embodiment in which the
図７は、本実施形態におけるパラボラアンテナ１の放射パターン特性の一例である。この放射パターンは、パラボラアンテナ１を、有効開口直径が約３０ｃｍの１５ＧＨｚ帯のものとしたときの、放射パターンオアターンの測定値である。偏波は、垂直偏波の方位方向を測定したものである。横軸は、角度、縦軸は、０°の値で正規化した相対レベルを示している。実線は、図１の構成において電波吸収体１０として木片を用いた場合、破線１０は電波吸収体１０を備えないパラボラアンテナの場合である。また、ＥＴＳＩと記載されている実線は、この種のアンテナに適用される放射パターンの規格であり、欧州標準規格のＥＴＳＩ ＥＮ ３０２ ２１７に基づくものである。電波吸収体なしの場合は、ＥＴＳＩ規格に対して、マージンが約１ｄＢ程度であるが、木片を用いた本実施形態のパラボラアンテナ１においては、規格とのマージンが１０ｄＢ程度となり、大きなサイドローブ低減効果が得られることがわかる。
FIG. 7 is an example of the radiation pattern characteristics of the
図８は、電波吸収体１０の厚さＳの最適値についての検討を説明するものである。図８（ａ）は、電波Ｗが、電波吸収体１０に垂直に入射した場合である。この場合、入射した電波ｆｉは、電波吸収体１０の表面で反射されるｆｒ１と、電波吸収体１０の内部に入っていく電波ｆｔに分けられる。電波ｆｔは、電波吸収体１０で減衰し、金属のシュラウド３で反射され、されに電波吸収体１０で減衰し、反射波ｆｒ２として放射される。この場合、反射を最も小さくするためには、以下の方法がある。
１） 反射波ｆｒ１を小さくする。
２） 反射波ｆｒ１とｆｒ２を逆位相にしてキャンセルする。
FIG. 8 illustrates a study on the optimum value of the thickness S of the
1) Decrease the reflected wave fr1.
2) Cancel the reflected waves fr1 and fr2 with opposite phases.
図８の例では、上記２）の方法を適用することができる。すなわち、図８（ａ）において、木片の比誘電率をεｒとするとき、木片の電波吸収体１０の厚さＳが、電波Ｗの周波数の波長λの約１／４であれば、電波ｆｔは往復で１／２波長伝搬し、位相が１８０°回転し、トータルの結果として逆相となる。これにより、反射波ｆｒ２をキャンセルできる。この場合、
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）
とすればよい。（比誘電率εの誘電体中では、電波Ｗの波長は、１／（ε）０．５になる。）。
In the example of FIG. 8, the above method 2) can be applied. That is, in FIG. 8A, when the relative permittivity of a piece of wood is εr, if the thickness S of the
S = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5 )
And it is sufficient. (In a dielectric having a relative dielectric constant ε, the wavelength of the radio wave W is 1 / (ε) 0.5 ).
図８（ｂ）に示すように、電波吸収体１０に対し、電波が斜めに入射する場合も同様である。電波吸収体１０に斜めに入射した電波ｇｉは、電波吸収体１０の表面で反射されるｇｒ１と、電波吸収体１０の内部に入っていく電波ｇｔに分けられる。電波ｇｔは、電波吸収体１０で減衰し、金属のシュラウド３で反射され、されに電波吸収体１０で減衰し、反射波ｇｒ２として放射される。この場合、スネルの法則より、入射角θｉ＝反射角θｒとなる。よって、反射波ｇｔの伝搬は、２Ｓ‘＝２Ｓ／ｃｏｓθｉとなる。したがって、この場合、
Ｓ＝Ｓ’ｃｏｓθｉ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）×ｃｏｓθｉ
とすればよい。電波吸収体１０に電波が斜めに入射することを考慮するのは、θｉ＝３０°程度である。このとき、ｃｏｓθｉ（θｉ＝３０°）は、０．８６６となり、したがって、電波吸収体１０は図８（ａ）の場合に比較し、１３．４％薄くてよいことになる。通常は、垂直入射との両方を考慮するので、１３．４％の半分とし、約７％薄くするような選定も有効である。すなわち、
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）×（１−０．０７）
となる。
上記は、入射角０度（垂直入射）〜入射角３０度の間の入射電波の吸収を主に考え、両境界値で有効とするための設計である。
また、入射角０度（垂直入射）〜入射角４５度までを考えるのであれば、θｉ＝４５°とし、このとき、ｃｏｓθｉ（θｉ＝４５°）は、０．７０７となり、したがって、電波吸収体１０は図８（ａ）の場合に比較し、２９．３％薄くてよいことになる。上記同様に、垂直入射との両方を考慮すると、２９．３％の半分とし、約１４．７％薄くすればよいことになる。すなわち、
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）×（１−０．１４７）
となる。
ただし、上記のように、あまり広い角度範囲を狙って、Ｓの値を選んでも、中間値で、狙った角度範囲での十分な電波吸収特性が得られるとは限らない。これは、根本的原理が、Ｓ‘＝λ／４が最良点であるからである。したがって、状況に応じては、必ずしも中間値を選ぶ必要なない。上式において電波吸収体の厚さの控除する割合をＸとして、
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）×（１―Ｘ）
とするならば、上記の例では、Ｘの値は、０＜Ｘ＜０．１４７の範疇で最適値を選択すればよい。
基本的には、入射角０度について、最も大きな減衰を与えたいのであれば、Ｓ＝λ／４とすべきであるし、入射角３０度で、最も大きな減衰を与えたいのであれば、Ｓ＝λ／４×０．８６６とすべきである。
As shown in FIG. 8B, the same applies to the case where radio waves are incident on the
S = S′cos θi = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5 ) × cos θi
And it is sufficient. It is about θi = 30 ° that the radio wave is incident on the
S = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5 ) × (1−0.07)
It becomes.
The above is a design for making effective at both boundary values mainly considering absorption of incident radio waves between an incident angle of 0 degrees (normal incidence) and an incident angle of 30 degrees.
Further, when considering an incident angle from 0 degree (perpendicular incidence) to an incident angle of 45 degrees, θi = 45 °. At this time, cos θi (θi = 45 °) is 0.707. 10 may be 29.3% thinner than in the case of FIG. Similarly to the above, considering both the normal incidence, it is sufficient to make it half of 29.3% and make it about 14.7% thinner. That is,
S = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5) × (1-0.147)
It becomes.
However, as described above, even if the value of S is selected aiming at a very wide angle range, a sufficient radio wave absorption characteristic in the target angle range is not always obtained with the intermediate value. This is because the fundamental principle is that S ′ = λ / 4 is the best point. Therefore, it is not always necessary to select an intermediate value depending on the situation. In the above formula, X is the ratio of subtracting the thickness of the wave absorber.
S = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5) × (1-X)
If so, in the above example, the optimum value of X may be selected in the range of 0 <X <0.147.
Basically, if it is desired to give the greatest attenuation at an incident angle of 0 degrees, S = λ / 4 should be set, and if it is desired to give the greatest attenuation at an incident angle of 30 degrees, S = Λ / 4 × 0.866.
また、電波吸収体１０を形成する木片の材質によって、電波吸収体１０内での電波の減衰が非常に大きい場合は、電波吸収体１０の厚さＳはさらに薄くすることが可能となる。これは、上記１）の、反射波を小さくするという手法に相当する。
図８（ｃ）において、電波の入射波ｈｉに対して、反射波ｈｒが最小になるためには、シュラウド３内の空間から電波吸収体１０を見たときの入力インピーダンスＺｉが、空間インピーダンスＺｗとしたときに、
Ｚｉ＝Ｚｗ
と等しくなればよい。ここで、
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）
と仮定すると、空間から電波吸収体１０を見た入力インピーダンスＺｉは、電波吸収体１０のインピーダンスをＺａ、シュラウド３のインピーダンスをＺｓとおくと、
Ｚｉ＝Ｚａ２／Ｚｓ
となる。このとき、シュラウド３は金属板のため、Ｚｓ＝０となり、Ｚｉ＝∞となる。しかし、電波吸収体１０での減衰が大きい場合は、シュラウド３まで電波が到達せず、Ｚｓ＝Ｚａと見なせるため、
Ｚｉ＝Ｚａ
となる。一般に、木片の比誘電率は、２前後であるため、
Ｚａ＝Ｚｗ（εｒ）０．５＝１．４１Ｚｗ
となり、空間とのインピーダンス不整合は大きくない。さらに、このときの電波吸収体１０上の電流分布は、図８（ｃ）のように考えられ、電波の入射面で最大となり、電波吸収体１０において大きな減衰が得られることになる。よって、電波吸収体１０の減衰が比較的大きい場合には、電波吸収体１０の厚さＳは
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）
とする選択がよいことになる。この場合、電波吸収体１０を薄くできるので、材料費用も節約できるというメリットがある。
Further, when the attenuation of the radio wave in the
In FIG. 8C, in order to minimize the reflected wave hr with respect to the incident wave hi of the radio wave, the input impedance Zi when the
Zi = Zw
Should be equal to. here,
S = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5 )
Assuming that the input impedance Zi when the
Zi = Za2 / Zs
It becomes. At this time, since the
Zi = Za
It becomes. In general, the relative permittivity of a piece of wood is around 2, so
Za = Zw (εr) 0.5 = 1.41Zw
Thus, impedance mismatch with space is not large. Furthermore, the current distribution on the
The choice is good. In this case, since the
また、図１に示したように、互いに隣接する電波吸収体１０、１０の間に間隔Ｄ１を隔てると、斜入射特性の改善、および、インピーダンス整合特性の改善が図れる。以下、これについて説明する。
まず、斜入射の改善の観点について説明する。一般に、電波吸収体１０は、空間からの斜入射に対して、媒質が異なることにより、斜入射になるほど反射しやすくなる。そのため、図９のように、互いに隣接する電波吸収体１０、１０を隔てておき、電波ｍｉのように、その隙間に斜入射波を入れ込み、その反射波ｍｒを反対側の電波吸収体１０の側面で吸収させることができる。このような手法が有効なのは、特に、電波吸収体１０の厚さＳが厚いときである。入射角θｉ以上の電波を抑制したい場合は、間隔Ｄ１は、
Ｄ１＜２Ｓｔａｎθｉ
とすればよい。
Further, as shown in FIG. 1, when the distance D1 is provided between the
First, the viewpoint of improving oblique incidence will be described. In general, the
D1 <2 Stanθi
And it is sufficient.
次に、インピーダンス整合特性の改善の観点で説明する。図８に示したように、
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）
とすると、
Ｚａ＝Ｚｗ（εｒ）０．５＝１．４１Ｚｗ
となる。よって、Ｚａ＝Ｚｗに近づけるには、εｒ＝１に近づければよい。したがって、図１における電波吸収体１０、１０の間に空気層を設けることで、電波吸収体１０の配置されている層空間の平均的なインピーダンスは、Ｚａより下がることになる。これにより、Ｚａ＝Ｚｗにより近い状態となり、吸収性能は改善する場合がある。ただし、互いに隣接する電波吸収体１０、１０の間隙を過大に設けると、間隙部分における電波減衰が行われなくなる。
このようにして、互いに隣接する電波吸収体１０、１０の間隙Ｄ１は、所望の電波減衰が得られるように適宜調整するのが好ましい。
Next, a description will be given from the viewpoint of improving impedance matching characteristics. As shown in FIG.
S = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5 )
Then,
Za = Zw (εr) 0.5 = 1.41Zw
It becomes. Therefore, in order to approach Za = Zw, it is only necessary to approximate εr = 1. Therefore, by providing an air layer between the
In this way, it is preferable to appropriately adjust the gap D1 between the
上述したような構成によれば、シュラウド３の内周面に設ける電波吸収体１０として木片を用いることで、長期の使用にともなって電波吸収体１０が損傷したり劣化したりしにくく、耐久性に優れ、電波吸収特性の劣化、サイドローブ特性の劣化を抑えることができる。しかも、木片は安価でその加工や取り扱いも容易であり、パラボラアンテナ１を安価に作成することができる。さらに、木片からなる電波吸収体１０は、シュラウド３への取り付けも容易かつ確実に行える。
また、電波吸収体１０の形状、厚さを調整することで、電波吸収特性を向上させ、サイドローブ特性を改善することができる。このとき、電波吸収体１０の形状や厚さは、電波吸収体１０がブロック状の木片であるために、容易かつ低コストで調整することができる。
さらに、電波吸収体１０の間隔Ｄ１を確保することで、電波の斜入射の反射特性を改善することができる。その結果、電波吸収特性を向上させ、サイドローブ特性を改善することができる。
According to the above-described configuration, the use of a piece of wood as the
Moreover, by adjusting the shape and thickness of the
Furthermore, by ensuring the distance D1 between the
（第１の実施形態の変形例：電波吸収体の配置の変形例）
次に、上記第１の実施形態の変形例として、電波吸収体の配置の変形例を複数示す。以下に示す各変形例においては、上記第１の実施形態と異なる構成のみを説明するものとし、上記第１の実施形態と共通する構成については、その説明を省略している。
（第２の実施形態）
まず、図１０（ａ）は、電波吸収体１１を、シュラウド３の内周面に、その円周方向に間隔Ｄ１を隔てて配置するのに加え、パラボラアンテナ１における電波の放射方向（シュラウド３の軸線方向）に間隔Ｄ２を隔てて配置する構成としている。これにより、上記第１の実施形態で示した電波吸収体１１を、パラボラアンテナ１における電波の放射方向に、複数に分割した構造とされている。これにより、上記第１の実施形態で示した電波吸収体１０に対し、単位面積がより細かい電波吸収体１１を配置した構成となっている。
(Modification of First Embodiment: Modification of Arrangement of Wave Absorber)
Next, as modifications of the first embodiment, a plurality of modifications of the arrangement of the radio wave absorber are shown. In each modification shown below, only the configuration different from the first embodiment will be described, and the description of the configuration common to the first embodiment is omitted.
(Second Embodiment)
First, FIG. 10A shows that the
また、図１０（ｂ）においては、図１０（ａ）に示したのと同様の大きさの電波吸収体１１を、シュラウド３の内周面の円周方向において千鳥状に配置した構成としている。この構成においても、電波吸収体１１は、シュラウド３の内周面において、その円周方向に間隔Ｄ１を隔て、電波の放射方向に間隔Ｄ２を隔てて配置されている。
10B, the
このように電波吸収体１１が、電波の放射方向にも間隔Ｄ２を隔てて配置されることにより、シュラウド３の周方向に間隔Ｄ１を隔てる場合と同様、互いに隣接する電波吸収体１０、１０の隙間に斜入射波を入れ込み、その反射波ｍｒを反対側の電波吸収体１０の側面で吸収させるとともに、間隔Ｄ２の空間で電波減衰することで、電波を抑制できる。
As described above, the
（第３の実施形態）
図１１に示す例においては、電波吸収体２０は、プレート状の木片を円弧状に形成し、シュラウド３の内周面に沿って貼り付けている。
図１１に示すように、電波吸収体２０は、シュラウド３の内周面に、円周方向に複数枚が並べて配置されている。ここでシュラウド３の内周面の周方向において互いに隣接するシュラウド３どうしは、間隔Ｄ１を隔てていても良いし、互いに突き合わされていても良い。
(Third embodiment)
In the example shown in FIG. 11, the
As shown in FIG. 11, a plurality of
このような電波吸収体２０の断面図を図１１（ｃ）に示す。ここに示す電波吸収体２０は、プレート状の木片を円弧状に湾曲させて形成したものである。
また、図１１（ｄ）に示すように、電波吸収体２０は、木材の板の片面２０ａを曲面に加工し、他面２０ｂを平面に加工して、全体としてカマボコ状とすることもできる。
電波吸収体２１は、木材であるので、いわゆる成型だけでなく、削り、切り出し等の加工を容易に行える。
A cross-sectional view of such a
Moreover, as shown in FIG.11 (d), the
Since the radio wave absorber 21 is made of wood, not only so-called molding but also processing such as cutting and cutting can be easily performed.
（第４の実施形態）
図１２に示す変形例では、電波吸収体３０は、木片より構成され、その両端部３０ａ、３０ｂが、誘電体より構成されるスペーサ３１を介してシュラウド３の内周面に設けられている。これにより、電波吸収体３０は、スペーサ３１を土台とし、スペーサ３１の高さ分Ｓ２だけシュラウド３から浮かした状態で配置されている。この場合、スペーサ３１は、部分的、離散的に用いられる場合もあれば、シュラウド３の内周面上に隙間なく、一様に貼られる場合もある。
スペーサ３１の素材としては、電波吸収体３０と同じ木片、その他に軽量なポリプロピレンなどのプラスティック材等を用いることができる。
(Fourth embodiment)
In the modification shown in FIG. 12, the
As the material of the
このように、スペーサ３１を用いて電波吸収体３０を取り付けた場合、図１３（ａ）に示すように、スペーサ３１を設けることで、電波吸収体３０に入射した電波ｎｉが、電波吸収体３０を減衰・透過して、透過波ｎｔとなる。そして、高さＳ２のスペーサ３１により形成された空間において、その一部が、電波吸収体３０とシュラウドの３の間を多重反射して減衰していくことにより、全体としての電波吸収性能を改良することができる。
In this way, when the
また、図１３（ｂ）に示すように、スペーサ３１の間隔Ｄ３及び電波吸収体３０の間隔Ｄ４を調整することで、図９と同様、互いに隣接する電波吸収体３０、３０の間、スペーサ３１、３１の間に斜入射波を入れ込み、その反射波を隣接する電波吸収体３０やスペーサ３１の側面で吸収させるという原理で、斜入射反射特性を改善することができる。
なお、図１３（ａ）（ｂ）のいずれの場合でも、スペーサ３１においても反射波を吸収させるため、スペーサ３１は、木片を使用するのが有効である。
Further, as shown in FIG. 13B, by adjusting the distance D3 between the
In any case of FIGS. 13A and 13B, it is effective to use a piece of wood for the
さらに、図１４に示すように、スペーサ３１をシュラウド３の内周面全周に設ける場合、電波吸収体３０の高さＳ及びスペーサ３１の高さＳ２について、
Ｓ＝Ｓ２＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）
とすると、スペーサ３１、電波吸収体３０だけを見たとき、電波吸収体３０のインピーダンスＺａおよびスペーサ３１のインピーダンスＺｂと、空間から見た入力インピーダンスＺｉとの関係は、
Ｚｉ＝Ｚａ２／Ｚｂ
となる。ここで、電波吸収体３０には木片を使用するので、空間のインピーダンスＺｗに対する電波吸収体３０のインピーダンスＺａは、
Ｚａ＝１．４Ｚｗ
となる。また、
Ｚｉ＝Ｚｗ
が最良の状態であるから、
Ｚｗ＝（１．４Ｚｗ）２／Ｚｂ
となる。これより、
Ｚｂ＝２Ｚｗ
とすれば、反射がゼロの状態となる。
Ｚｂ＝２Ｚｗとなるためには、εｒ２＝２２＝４
となればよい。この値は、適当なプラスティックが該当する。なお、上記のインピーダンス整合の考え方で、スペーサ３１を含む電波吸収体３０の回路の減衰が十分大きければ、シュラウド３における反射の効果は考えなくてもよいことになる。
Furthermore, as shown in FIG. 14, when the
S = S2 = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5 )
Then, when only the
Zi = Za 2 / Zb
It becomes. Here, since a piece of wood is used for the
Za = 1.4Zw
It becomes. Also,
Zi = Zw
Is the best condition,
Zw = (1.4Zw) 2 / Zb
It becomes. Than this,
Zb = 2Zw
Then, the reflection is zero.
In order to be Zb = 2Zw, εr 2 = 2 2 = 4
If it becomes. This value corresponds to an appropriate plastic. If the attenuation of the circuit of the
このようにして、スペーサ３１を設けることで、パラボラアンテナ１における空間インピーダンス整合特性を改善し、電波吸収特性を向上させ、サイドローブ特性を改善することができる。
Thus, by providing the
（第５の実施形態）
図１５に示す変形例では、シュラウド３の内周面において、周方向に並べて設けられた複数の電波吸収体４０は、その一端部４０ａが、前記周方向において隣接する他の電波吸収体４０の他端部４０ｂの上に重なるようにして配置されている。
(Fifth embodiment)
In the modification shown in FIG. 15, the plurality of
図１６は、電波吸収体４０の端部を重ねて配置した場合の説明図である。図１６では、電波吸収体４０の一端部４０ａと他の電波吸収体４０の他端部４０ｂとを重ねることで、電波吸収体４０自身が斜めに配置されている。このため、入射波ｕｉについては、図１３と同様、電波吸収体４０の一端部４０ａと他の電波吸収体４０の他端部４０ｂとを重ねることでシュラウド３との間に形成された空間において、入射波ｕｉの一部が、電波吸収体４０とシュラウドの３の間を多重反射して減衰していくことにより、全体としての電波吸収性能を改良することができる。また、電波吸収体４０が、シュラウド３に近い場所では、図８（ａ）に示したのと同様にして、反射波ｆｒ２をキャンセルすることができる。また、電波吸収体４０がシュラウド３から離れている場所では、図１３（ａ）に示したのと同様、電波が電波吸収体３０とシュラウドの３の間を多重反射して減衰していくことにより、全体としての電波吸収性能を改良することができる。
FIG. 16 is an explanatory diagram when the end portions of the
（第６の実施形態）
図１７に示す変形例では、電波吸収体５０は、木片より構成され、シュラウド３の内周面において、その周方向に複数が設けられるとともに、電波の放射方向にも複数が並べて設けられている。そして、電波の放射方向において、互いに前後する電波吸収体５０、５０において、一方の電波吸収体５０一端部５０ａが、他方の電波吸収体５０の他端部５０ｂ上に重なるように配置されている。
この場合、電波吸収体５０、５０を重ねる方向としては、図１７（ａ）に示すように、シュラウド３において、レフレクタ２側の電波吸収体５０の一端部５０ａが、レフレクタ２から遠い側の電波吸収体５０の他端部５０ｂ上に重なるようにしても良い。また、図１７（ｂ）に示すように、シュラウド３において、レフレクタ２から遠い側の電波吸収体５０一端部５０ａが、レフレクタ２側の電波吸収体５０の他端部５０ｂ上に重なるようにしても良い。
(Sixth embodiment)
In the modification shown in FIG. 17, the
In this case, as a direction in which the
（第１の実施形態の変形例：電波吸収体の構造の変形例）
次に、電波吸収体自体の変形例について示す。以下に示す変形例の電波吸収体６０、７０は、上記各実施形態で示した電波吸収体１１、２０、３０、４０、５０に代えて用いることができるものである。
（第７の実施形態）
図１８に示す変形例では、電波吸収体６０に、その表面に複数の穴６２が設けられている。
ここで、穴６２を設けることにより、図１に示した、互いに隣接する電波吸収体１０、１０の間に間隔Ｄ１を隔てた場合と同様、穴６２内の空隙により、斜入射特性の改善、および、インピーダンス整合特性の改善が図れる。その結果、パラボラアンテナ１におけるサイドローブ特性を改善することができる。
なお、穴６２の形状は、正方形、長方形、三角形、多角形など任意の形状でよく、その最大開口寸法（開口径）を間隔Ｄ１に当てはめて考えれば良い。
(Modification of the first embodiment: Modification of the structure of the radio wave absorber)
Next, a modification of the radio wave absorber itself will be described. The following
(Seventh embodiment)
In the modification shown in FIG. 18, the
Here, the provision of the
The shape of the
（第８の実施形態）
図１９に示す変形例では、木片から形成された電波吸収体７０の表面に、炭化層７１が形成されている。この炭化層７１は、電波吸収体７０の表面を焦がして炭化させることで形成されている。
炭化層７１は、粉状化して飛散する可能性があるため、塗装等により保護層を形成するのが好ましい。
炭化層７１は、図１９（ｂ）に示すように、電波吸収体７０の一方の表面のみに設けても良いし、図１９（ｃ）に示すように、電波吸収体７０の両面に設けても良いし、また、図１９（ｄ）に示すように、複数枚の木片７２を積層して電波吸収体７０を形成し、木片７２の任意の表面に炭化層７１を形成しても良い。
(Eighth embodiment)
In the modification shown in FIG. 19, a
Since the carbonized
The carbonized
前記したように、電波吸収体７０においては、厚さＳを
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）
とすると、空間のインピーダンスＺｗ、電波吸収体７０のインピーダンスＺａの関係が、
Ｚａ＝Ｚｗ（εｒ）０．５＝１．４１Ｚｗ
となる。よって、空間とのインピーダンスとは完全に整合がとれている訳ではなく、若干Ｚａが大きい値となっている。このため、電波吸収体７０の空間境界面において炭化層７１を形成することで、抵抗率を小さくするができる。これにより、Ｚａ＝Ｚｗの状態に近づけることができる。したがって、電波吸収体７０における電波の反射を少なくすることができ、電波吸収性を向上させることができる。その結果、パラボラアンテナ１におけるサイドローブ特性を改善することができる。
As described above, in the
Then, the relationship between the impedance Zw of the space and the impedance Za of the
Za = Zw (εr) 0.5 = 1.41Zw
It becomes. Therefore, the impedance with the space is not perfectly matched, and Za is a slightly large value. For this reason, the resistivity can be reduced by forming the
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、上記各実施形態で示した構成を組み合わせたり、他の構成に適宜変更することが可能である。 Other than this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, it is possible to select the configuration described in the above embodiment, combine the configurations shown in the above embodiments, or change to other configurations as appropriate. It is.
１ パラボラアンテナ
２ レフレクタ
３ シュラウド
４ 一次放射器
１０、２０、２１、３０、４０、５０、６０、７０ 電波吸収体
７１ 炭化層
７２ 木片
８３ ピン（固定部材）
９３ 金具（固定部材）
９３ｂ 先端部（弾性変形部）
１０１ カバー
DESCRIPTION OF
93 Hardware (fixing member)
93b Tip (elastic deformation part)
101 cover
Claims (16)
前記一次放射器で放射された電波を反射するパラボラレフレクタと、
前記パラボラレフレクタの開口側の端部に設けられ、当該パラボラレフレクタにより電波を放射する方向に軸線を有した円筒状のシュラウドと、
前記シュラウドの内周面に複数が並べて設けられ、木片からなる電波吸収体と、を備え、
前記電波吸収体に、斜入射特性の改善、および、インピーダンス整合特性の改善をするための穴が複数形成されていることを特徴とするパラボラアンテナ。 A primary radiator that emits radio waves,
A parabolic reflector that reflects radio waves radiated from the primary radiator;
A cylindrical shroud provided at an end of the parabolic reflector on the opening side and having an axis in a direction in which radio waves are emitted by the parabolic reflector;
A plurality of the shrouds are provided side by side on the inner peripheral surface, and a radio wave absorber made of a piece of wood ,
A parabolic antenna, wherein a plurality of holes for improving oblique incidence characteristics and impedance matching characteristics are formed in the radio wave absorber .
前記電波吸収体が、前記スペーサを介して前記シュラウドに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のパラボラアンテナ。 A spacer is provided on the inner peripheral surface of the shroud,
The parabolic antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the radio wave absorber is provided on the shroud via the spacer.
前記シュラウドの前記周方向において互いに隣接する前記電波吸収体どうしのうち、一方の前記電波吸収体の端部が、他方の前記電波吸収体の端部上に重なって配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のパラボラアンテナ。 On the inner peripheral surface of the shroud, a plurality of the radio wave absorbers are provided in the circumferential direction,
Of the radio wave absorbers adjacent to each other in the circumferential direction of the shroud, one end of the radio wave absorber is disposed so as to overlap the end of the other radio wave absorber. The parabolic antenna according to any one of claims 1 to 4.
前記シュラウドの前記軸線方向において互いに隣接する前記電波吸収体どうしのうち、一方の前記電波吸収体の端部が、他方の前記電波吸収体の端部上に重なって配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のパラボラアンテナ。 In the inner peripheral surface of the shroud, a plurality of the radio wave absorbers are provided in the axial direction of the shroud,
Of the radio wave absorbers adjacent to each other in the axial direction of the shroud, one end of the radio wave absorber is disposed on the other end of the radio wave absorber. The parabolic antenna according to any one of claims 1 to 5.
前記シュラウドの前記周方向において互いに隣接する前記電波吸収体どうしが、定められた間隔を隔てて周期的に配置されていることを特徴とする請求項１から４および６のいずれか一項に記載のパラボラアンテナ。 On the inner peripheral surface of the shroud, a plurality of the radio wave absorbers are provided in the circumferential direction,
The radio wave absorbers adjacent to each other in the circumferential direction of the shroud are periodically arranged with a predetermined interval therebetween. Parabolic antenna.
前記軸線方向において互いに隣接する前記電波吸収体どうしが、定められた間隔を隔てて周期的に配置されていることを特徴とする請求項１から５および７のいずれか一項に記載のパラボラアンテナ。 In the inner peripheral surface of the shroud, a plurality of the radio wave absorbers are provided in the axial direction of the shroud,
The parabolic antenna according to any one of claims 1 to 5 and 7, wherein the radio wave absorbers adjacent to each other in the axial direction are periodically arranged at a predetermined interval. .
Ｓ＝（λ／４）×（１／（εｒ）０．５）を満たすことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のパラボラアンテナ。 When the thickness S of the radio wave absorber is εr as the relative dielectric constant of the radio wave absorber and λ is the wavelength of the radio wave radiated from the primary radiator,
The parabolic antenna according to claim 1, wherein S = (λ / 4) × (1 / (εr) 0.5 ) is satisfied.
複数枚の前記木片の表面の少なくとも一面に前記炭化層が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のパラボラアンテナ。 The radio wave absorber is formed by laminating a plurality of plate-shaped pieces of wood,
The parabolic antenna according to claim 11 , wherein the carbonized layer is formed on at least one surface of a plurality of the pieces of wood.
前記固定部材は、前記取付穴よりも外径寸法が大きく、当該固定部材が前記取付穴を貫通するときに前記貫通孔との接触により弾性変形する弾性変形部を有することを特徴とする請求項１４に記載のパラボラアンテナ。 A mounting hole is formed in the radio wave absorber,
The said fixing member has an outer diameter dimension larger than the said attachment hole, and has an elastic deformation part which elastically deforms by contact with the said through-hole when the said fixing member penetrates the said attachment hole. 14. A parabolic antenna according to 14 .
前記カバーが前記シュラウドの内周面に固定されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のパラボラアンテナ。 The radio wave absorber is housed in a cover made of cloth or dielectric,
The parabolic antenna according to any one of claims 1 to 15 , wherein the cover is fixed to an inner peripheral surface of the shroud.
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