JP6310215B2

JP6310215B2 - アンテナ装置

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Publication number: JP6310215B2
Application number: JP2013183718A
Authority: JP
Inventors: 直人小郷
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: JP2015029240A

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

従来より、緊急報道やスポーツ中継などで映像，音声を無線伝送するシステムとしてFPU（Field Pick-up Unit）が用いられている。映像信号をFPUで伝送する場合、中継車の屋上やビルの屋上に送信アンテナ（パラボラアンテナ）を設置して、ビルや山の上に設置した受信基地局に向けて映像信号を送信する。

一般には、CDバンド(6.426〜6.57GHz，6.873〜7.125GHz)やEFバンド（10.251〜10.449GHz， 10.552〜10.678GHz）の周波数帯を使用したFPUを用いて伝送しており、FPUのアンテナの給電部としては、例えば、特許文献１〜３に記載されている給電部が用いられる。

また、誘電体と反射板で構成されるアンテナは、例えば、特許文献４に記載されているものがある。

実開昭62-30402号公報実開昭61-29503号公報特公昭59-27482号公報特開平11-4116号公報

しかしながら、上述のようなFPUのアンテナを用いる場合、下記の課題がある。

（イ）特許文献１、特許文献２で示されているような反射板付きダイポールアンテナで構成される給電部では、給電部の先端までの同軸線路による損失とダイポールアンテナ近傍に保護のためにつけるレドームによる損失があるため、損失が非常に大きい。例えば、60cmの開口径のパラボラアンテナではCDバンドでアンテナ利得が28dBi程度、EFバンドでアンテナ利得が32dBi程度である。すなわち、両者とも開口効率は約30%であり、効率が非常に悪い。そのため、伝搬距離が短くなる、あるいは、伝送品質が劣化するという課題がある。

（ロ）特許文献１、特許文献２で示されているような反射板付きダイポールアンテナで構成される給電部は、E面（電界面）とH面（磁界面）の放射パターンが同一ではないため、例えば、垂直偏波で放射する際には、垂直方向と水平方向の放射パターンが異なり、運用が困難になるという課題がある。

（ハ）特許文献４に示すような給電部をFPUに用いる場合は、導波管から反射板までを薄い誘電体で接続することが前提となる。FPUで使用する際には持ち運びなどを考慮すると強度の点で問題があり、信頼性が低下しやすいという課題がある。

（ニ）導波管と反射板の接続を無垢の誘電体で行う場合には、比誘電率が小さく、tanδ(誘電損失)が小さい材料としてテフロンを用いることが有用であるが、テフロンは金属との接着が困難であり、容易に実現することができないという課題がある。
（ホ）日本で使用されているFPU用のパラボラアンテナの給電部は、ほぼすべてが特許文献１、特許文献２、特許文献３で示されるアンテナで構成されるため、インターフェースを変える必要が無い給電部が必要である。

そこで、本発明は、伝送品質の劣化が少なく、垂直方向と水平方向の放射パターンの相違が少なく、信頼性が高いアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面のアンテナ装置は、パラボラ形式の第１反射面を有する反射鏡と、前記反射鏡の前記第１反射面側に配設され、同軸ケーブルを介して送信回路又は受信回路に接続される給電部とを含むアンテナ装置であって、前記給電部は、前記同軸ケーブルに一端が接続される同軸導波管変換部と、前記同軸導波管変換部の他端に接続される導波管と、前記導波管に接続される絶縁部と、前記絶縁部に設けられ、前記反射鏡の前記第１反射面に対向する第２反射面を有し、平面視で円板状の反射部とを有し、前記反射部は、前記絶縁部に係合する係合部を前記第２反射面に有し、前記係合部によって前記絶縁部に係合される反射板であり、前記第２反射面の中央に円錐状の突出部を有し、前記係合部は、前記反射部に平面視で同心円状に配設される円環状の凸部であり、前記絶縁部は、前記係合部の前記円環状の凸部に対応した円環状の溝部を有し、前記反射部と前記絶縁部は、前記円環状の凸部で構成される前記係合部が、前記円環状の溝部に係合することによって固定される、アンテナ装置。

本発明によれば、伝送品質の劣化が少なく、垂直方向と水平方向の放射パターンの相違が少なく、信頼性が高いアンテナ装置を提供することができる。

実施の形態１のアンテナ装置１００を示す図である。アンテナ装置１００の反射板１２５を拡大して示す図である。アンテナ装置１００の給電部１２０から放射される電波の経路を示す図である。実施の形態１のアンテナ装置１００におけるリング部１２５Ｃの高さとアンテナ利得の関係を示す表を示す図である。実施の形態１のアンテナ装置１００の穴部１２４Ｃの有無によるＶＳＷＲ特性の違いを示す特性図である。実施の形態２のアンテナ装置２００を示す図である。実施の形態３の給電部３２０を示す斜視図である。図７に示す給電部３２０の分解図である。

以下、本発明のアンテナ装置を適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のアンテナ装置１００を示す図である。図１（Ａ）は側面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す構造に対応する分解図である。図２は、アンテナ装置１００の反射板１２５を拡大して示す図である。

図１（Ａ）に示すように、アンテナ装置１００は、反射鏡１１０と、給電部１２０とを含む。アンテナ装置１００は、送受信回路５０に取り付けられている。図１（Ｂ）の分解図では、送受信回路５０を省略する。

以下ではアンテナ装置１００を送受信回路５０に接続する形態について説明するが、アンテナ装置１００は、送信回路に接続してもよく、また、受信回路に接続してもよい。

また、以下では、送受信回路５０に接続されるアンテナ装置１００が電波を放射する形態について説明するが、アンテナ装置１００が電波を受信する場合の動作は、アンテナ装置１００が電波を放射する場合の動作の逆であるため、その説明を省略する。

反射鏡１１０は、パラボラアンテナ用の反射鏡であり、反射面１１０Ａの形状が放物面になるように構成されている。図１（Ａ）には反射鏡１１０の焦点１１０Ｘを示す。ここでは、反射面１１０Ａから焦点１１０Ｘまでの距離をＬ１とする。反射鏡１１０は、反射面１１０Ａの中心に厚さ方向に貫通する開口部１１０Ｂを有する。開口部１１０Ｂは、例えば、同軸型のコネクタに対応した形状を有する。なお、このような反射鏡１１０の構成は、従来のパラボラアンテナ用の反射鏡と同様である。

給電部１２０は、同軸導波管変換部１２１、丸角変換部１２２、導波管部１２３、保持部１２４、及び反射板１２５を有する。給電部１２０は、同軸型のコネクタ及び所謂Ｎ型コネクタを介して送受信回路５０に接続される。

すなわち、給電部１２０は、従来のパラボラアンテナの給電部と互換性があり、従来のパラボラアンテナの給電部と同様に、反射鏡１１０に対して固定することができるとともに、送受信回路５０に接続することができる。

このため、給電部１２０は、従来のパラボラアンテナの給電部と交換する形で、従来のパラボラアンテナの反射鏡に取り付けることができる。

同軸導波管変換部１２１は、一端が図示しない同軸型のコネクタ及びＮ型コネクタを介して送受信回路５０に接続され、他端が丸角変換部１２２に接続される。同軸導波管変換部１２１は、管状の部材であり、貫通孔１２１Ａを有する。同軸導波管変換部１２１は、例えば、アルミニウム、真鍮、銅等の金属で形成される。

貫通孔１２１Ａの中心軸（長手方向の軸）に垂直な断面は矩形状である。同軸導波管変換部１２１は、同軸型のコネクタを介して送受信回路５０から送信される電波を丸角変換部１２２に伝搬する。同軸導波管変換部１２１から丸角変換部１２２に伝搬される電波の電界は、上下方向（垂直偏波）の向きを有する。これは、一例として、同軸導波管変換部１２１の断面形状が、紙面の上下方向よりも紙面の表裏方向の長さが長いためである。従って、断面形状がこれとは逆に紙面の上下方向よりも紙面の表裏方向の長さが短い場合は、水平偏波となる。すなわち、同軸導波管変換部１２１から丸角変換部１２２に伝搬される電波の電界は、水平偏波であってもよい。

丸角変換部１２２は、一端が同軸導波管変換部１２１に接続され、他端が導波管部１２３に接続される。丸角変換部１２２は、管状の部材であり、貫通孔１２２Ａを有する。丸角変換部１２２は、例えば、アルミニウム、真鍮、銅等の金属で形成される。

貫通孔１２２Ａの中心軸（長手方向の軸）に垂直な断面は、同軸導波管変換部１２１に接続される一端側で矩形状であり、導波管部１２３に接続される他端側で円形である。すなわち、貫通孔１２２Ａの断面形状は、同軸導波管変換部１２１に接続される一端側の矩形状から、導波管部１２３に接続される他端側の円形状に連続的に変化する形状を有する。貫通孔１２２Ａの一端側の矩形状の断面よりも、他端側の円形状の断面の方が大きくなっているため、貫通孔１２２Ａの断面形状はテーパー形状になっている。

丸角変換部１２２は、同軸導波管変換部１２１から伝搬される矩形導波管のＴＥ１１モードの電波を円形導波管においてもTE11モードのまま導波管部１２３に出力する。

導波管部１２３は、一端が丸角変換部１２２に接続され、他端が保持部１２４に接続される。導波管部１２３は、管状の部材であり、貫通孔１２３Ａを有する。貫通孔１２３Ａの中心軸（長手方向の軸）に垂直な断面は、円形である。導波管部１２３は、例えば、アルミニウム、真鍮、銅等の金属で形成される。

導波管部１２３は、丸角変換部１２２から入力されるＴＥ１１モードの電波を保持部１２４に出力（放射）する。なお、同軸導波管変換部１２１、丸角変換部１２２、導波管部１２３は、別々に作製したものを溶接等で繋ぎ合わせてもよいし、一体的に形成してもよい。

保持部１２４は、円板部１２４Ａと基部１２４Ｂを有する。基部１２４Ｂは、円柱状の部材であり、導波管部１２３の貫通孔１２３Ａの内部に挿入（嵌着）される。保持部１２４は、導波管部１２３の貫通孔１２３Ａの内部に挿入（嵌着）されると、基部１２４Ｂが導波管部１２３の内部に完全に収まった状態になる。すなわち、保持部１２４は、円板部１２４Ａと基部１２４Ｂとの境界まで（基部１２４Ｂの根元まで）導波管部１２３の内部に挿入される。保持部１２４は、反射板１２５を保持するとともに、導波管部１２３から出力（放射）されるＴＥ１１モードの電波を反射板１２５に誘導するために設けられている。

このため、保持部１２４は、tanδ(誘電損失)が小さい材料で形成されることが望ましい。実施の形態１では、保持部１２４は、一例として、テフロン樹脂で形成される。保持部１２４は、絶縁部の一例である。また、上述のように、保持部１２４は電波を反射板１２５に誘導する役割を担うため、ガイド部として取り扱うことができる。

基部１２４Ｂには、穴部１２４Ｃが形成されている。穴部１２４Ｃは、基部１２４Ｂの端部から円板部１２４Ａに向かう方向に形成されている。穴部１２４Ｃは円筒型の穴であり、中心軸は基部１２４Ｂの円柱形状の中心軸と一致している。保持部１２４は、導波管部１２３の貫通孔１２３Ａの内部に挿入（嵌着）されると、穴部１２４Ｃが導波管部１２３の内部に完全に収まった状態になる。これは、穴部１２４Ｃを導波管１２３の内部に収めることにより、より整合が取れた状態になり、電波の伝搬性が改善されるからである。

円板部１２４Ａは、基部１２４Ｂから連続的に形成される略半球状の部材である。円板部１２４Ａは、半径Ｒの仮想的な球体を、中心１２４ＡＸからＬ２（＜Ｒ）離れた点において、中心１２４ＡＸと、中心１２４ＡＸからＬ２離れた点とを結ぶ線分に対して垂直な平面に沿って切断して得る形状を有する。円板部１２４Ａの中心軸は、基部１２４Ｂの円柱形状の中心軸と一致する。また、円板部１２４Ａは、円板部１２４Ａの中心軸に、反射鏡１１０の焦点１１０Ｘが位置するように配設される。円板部１２４Ａは、端面１２４Ａ３の中心に形成される凹部１２４Ａ１と、凹部１２４Ａ１と同心円状に形成される円環状の溝部１２４Ａ２を有する。凹部１２４Ａ１は、円錐状に凹んでおり、円錐形状の中心軸は、円板部１２４Ａの中心軸と一致する。なお、保持部１２４は、穴部１２４Ｃ、凹部１２４Ａ１、及び溝部１２４Ａ２以外は、テフロン樹脂が充填された構成を有する。これは、導波管部１２３と反射板１２５との間を伝搬する電波がすべてテフロン樹脂の内部を通るようにすることにより、電波の経路における誘電率を揃えるためである。また、保持部１２４の円板部１２４Ａは、端面１２４Ａ３で反射板１２５を保持するように構成されている。これは、反射板１２５に入射する電波と反射板１２５から出射する電波とがすべてテフロン樹脂の内部を通るようにすることにより、電波の経路における誘電率を揃えるためである。

反射板１２５は、円板状の基部１２５Ａと、基部１２５Ａの一方の面に形成される反射調整部１２５Ｂ及びリング部１２５Ｃとを有する。反射板１２５は、例えば、アルミニウム、真鍮、銅等の金属で形成される。

反射調整部１２５Ｂは、円錐状の凸部であり、円錐形状の頂点１２５Ｂ１は、基部１２５Ａの円板形状の中心軸上に位置する。また、反射調整部１２５Ｂの円錐形状は、保持部１２４の凹部１２４Ａ１の形状に対応しており、反射調整部１２５Ｂが凹部１２４Ａ１に隙間なく収納されるように構成されている。

リング部１２５Ｃは、円環状の凸部であり、反射調整部１２５Ｂと同心円状に配設される。リング部１２５Ｃは、保持部１２４の溝部１２４Ａ２の形状に対応しており、リング部１２５Ｃが保持部１２４の溝部１２４Ａ２に隙間なく収納されるように構成されている。

リング部１２５Ｃは、溝部１２４Ａ２に係合することにより、反射板１２５を保持部１２４に取り付けるために形成されている。リング部１２５Ｃは、係合部の一例である。

以上のような構成を有する給電部１２０は、円板部１２４Ａの仮想的な球体の中心１２４ＡＸと、反射鏡１１０の焦点１１０Ｘとが、円板部１２４Ａの中心軸上に位置し、かつ、中心１２４ＡＸが焦点１１０Ｘから距離Ｌ３だけ反射面１１０Ａ側にオフセットした位置に配設される。また、給電部１２０の円板部１２４Ａは、中心１２４ＡＸを有する仮想的な球体の一部である。

このように、給電部１２０の円板部１２４Ａが中心１２４ＡＸを有する仮想的な球体の一部であるとともに、中心１２４ＡＸと焦点１１０Ｘとを円板部１２４Ａの中心軸上に位置させるのは、円板部１２４Ａにレンズ効果を持たせることにより、反射鏡１１０の反射面１１０Ａ（パラボラ面）に効率的に電波を放射するためである。距離Ｌ３は、アンテナ装置１００の最適なアンテナ特性を得るために最適化した距離に設定すればよい。

なお、図１（Ａ）には、中心１２４ＡＸが焦点１１０Ｘから距離Ｌ３だけ反射面１１０Ａ側にオフセットした状態を示すが、距離Ｌ３はゼロであってもよい。すなわち、中心１２４ＡＸは焦点１１０Ｘと一致してもよい。また、中心１２４ＡＸと焦点１１０Ｘとの位置関係は、逆であってもよい。すなわち、中心１２４ＡＸが焦点１１０Ｘの左側に位置していてもよい。また、焦点１１０Ｘは、円板部１２４Ａの中心軸上に位置していなくてもよい。

なお、円板部１２４Ａの形状は必ずしも半球状に限らず、レンズ効果が得られる形状であれば、図１（Ａ）に示す形状以外の形状であってもよい。例えば、完全な半球状ではないが半球状に近い略半球状でもよく、あるいは、円錐状であってもよい。

次に、図３を用いて、アンテナ装置１００の給電部１２０から放射される電波の経路について説明する。

図３は、アンテナ装置１００の給電部１２０から放射される電波の経路を示す図である。図３には、説明の便宜上、反射鏡１１０の反射面１１０Ａと、反射板１２５の基部１２５、調整部１２５Ｂ、及びリング部１２５Ｃとを抜粋して示す。

また、図３に示す矢印は、給電部１２０の導波管部１２３（図１参照）から出力され、保持部１２４の内部を図中左側に伝搬し、反射板１２５で反射されて反射面１１０Ａに向かう電波を示す。

図３に示すように、給電部１２０の導波管部１２３（図１参照）から出力された電波は、保持部１２４の内部を図中左側に伝搬し、反射板１２５で反射されて反射面１１０Ａに向かう。

このとき、反射板１２５の中心部に伝搬する電波は、円錐状の反射調整部１２５Ｂによって、平面視で反射板１２５の外側に拡がるように反射されるため、反射面１１０Ａの中心部以外の領域に、電波を効率的に誘導することができる。反射鏡１１０を反射面１１０Ａ側から平面視で見た場合に、反射面１１０Ａの中心には、給電部１２０が位置するため、反射板１２５の中心部に伝搬する電波が給電部１２０に反射されないようにするために、円錐状の反射調整部１２５Ｂは反射板１２５の中央に取り付けられている。

また、リング部１２５Ｃによって反射される電波も生じうる。リング部１２５Ｃは、基部１２５Ａから突出しているため、電波の伝搬路における経路長が変わる要因となりうる。このため、リング部１２５Ｃの高さ（厚さ）は、電波の経路長に影響を生じない程度の高さに設定することが好ましい。具体的には、電波の波長の約１／３０程度の高さに設定することにより、電波の散乱を抑制することが望ましい。

図４は、実施の形態１のアンテナ装置１００におけるリング部１２５Ｃの高さ（リングの厚さ）とアンテナ利得の関係を示す表を示す図である。なお、図４に示すアンテナ利得はシミュレーションによって得た値である。また、リングなしとは、リング部１２５Ｃを形成しない場合を意味する。また、図４に示すアンテナ利得は、電波の周波数を１０．５ＧＨｚ、反射鏡１１０の開口径を６０ｃｍに設定した場合の値である。反射鏡１１０の開口径とは、図１における反射鏡１１０の縦方向の長さである。

図４に示すように、アンテナ利得は、リングなし、０．５ｍｍ、１ｍｍの場合において、３４．５ｄＢｉであった。また、１．５ｍｍと２ｍｍの場合に、それぞれ、３４．４ｄＢｉと３４．３ｄＢｉであった。

この結果より、電波の周波数が１０．５ＧＨｚの場合には、リング部１２５Ｃの高さは、１ｍｍまでは、アンテナ装置１００のアンテナ利得に全く影響が生じないことが分かった。また、１．５ｍｍと２ｍｍの場合には、アンテナ利得が多少低下することが分かった。

実施の形態１のアンテナ装置１００では、反射鏡１１０の開口径が６０ｃｍの場合に、ＣＤバンドでは３１ｄＢｉ、ＥＦバンドでは３４ｄＢｉを実現できる。これは、開口効率にして約６５％を実現していることを意味している。

また、実施の形態１のアンテナ装置１００のアンテナ特性を従来のアンテナ装置のアンテナ特性と比較する実験を行った結果、次のような結果を得た。ここで、従来のアンテナ装置とは、実施の形態１の給電部１２０の保持部１２４（円板部１２４Ａ、基部１２４Ｂ）と反射板１２５を含まず、保持部１２４（円板部１２４Ａ、基部１２４Ｂ）と反射板１２５の代わりに、導波管部１２３の先端に、導波管部１２３と略同一の直径を有する反射板を有する構成である。このような従来のアンテナ装置としては、例えば、特許文献１、２に記載のアンテナ装置が挙げられる。

そして、実施の形態１のアンテナ装置１００と従来のアンテナ装置で電波を受信した結果、１０．４２２ＭＨｚで＋５．４ｄＢｍ、１０．５９７ＭＨｚで＋３．６ｄＢｍほどアンテナ利得が増大することが分かった。

このようにアンテナ利得が改善されることの一因は、反射板１２５が円板状であるため、放射パターンが上下左右対称となったためであると考えられる。

従来のアンテナ装置における開口効率は約３０％程度であるため、実施の形態１によれば、開口効率の非常に高いアンテナ装置１００を提供することができる。従って、伝搬距離の長距離化と、伝送品質の改善を実現することができる。

また、反射板１２５が円板状であるため、アンテナ装置１００の方向の調整が容易になる。これは、特に、ダイポールアンテナで構成される給電部を含む従来のパラボラアンテナに比べて、非常に大きなアドバンテージである。

また、以上のような構成を有するアンテナ装置１００は、従来のパラボラアンテナと同様に、送受信回路５０に接続することができる。すなわち、送受信回路５０への接続インターフェースは、従来のパラボラアンテナと同様である。

従って、既存のFPUに取り付けることができ、非常に汎用性の高いアンテナ装置１００を提供することができる。

また、以上のような構成を有するアンテナ装置１００は、テフロン製の保持部１２４に溝部１２４Ａ２を形成するとともに、反射板１２５にリング部１２５Ｃを形成し、溝部１２４Ａ２とリング部１２５Ｃとを係合させることによって保持部１２４に反射板１２５を固定している。

従って、tanδ(誘電損失)が小さい材料で保持部１２４を形成して損失を低減しつつ、反射板１２５を確実に保持部１２４に固定することにより、信頼性を向上させたアンテナ装置１００を提供することができる。

また、保持部１２４の基部１２４Ｂは、導波管部１２３の貫通孔１２３Ａに嵌着されるため、保持部１２４を導波管部１２３に確実に固定することができる。

なお、リング部１２５Ｃを同心円状に２つ以上形成するとともに、溝部１２４Ａ２を２つ以上形成してもよい。また、リング部１２５Ｃのようにリング状になっている必要はなく、リングが途切れるように周方向において分断されていてもよいし、ドットのように形成されていてもよい。反射板１２５を保持部１２４に係合させることができる凸状の部材であれば、リング部１２５Ｃの代わりに用いることができる。この場合に、溝部１２４Ａ２は、対応する形状に適宜変更すればよい。

また、以上では、保持部１２４の基部１２４Ｂに穴部１２４Ｃを形成する形態について説明した。穴部１２４Ｃを形成すると、ＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio)を改善することができることが分かっている。なお、穴部１２４Ｃの代わりに、穴部１２４Ｃの空間と、穴部１２４Ｃの周りの基部１２４Ｂ（テフロン樹脂）とを入れ替えることにより、穴部１２４Ｃの大きさに対応する円柱部を設けてもよい。

図５は、実施の形態１のアンテナ装置１００の穴部１２４Ｃの有無によるＶＳＷＲ特性の違いを示す特性図である。図５に示すように、穴部１２４Ｃを形成していない場合でも良好なＶＳＷＲ特性が得られているが、穴部１２４Ｃがある方が全体的により低いＶＳＷＲ特性が得られた。従って、穴部１２４Ｃを形成することにより、ＶＳＷＲ特性をさらに改善したアンテナ装置１００を提供することができる。このように、穴部１２４Ｃを形成することによってＶＳＷＲ特性が改善されるのは、穴部１２４Ｃによって電波が伝搬する際の特性インピーダンスが変わり、より最適化された状態になったためと考えられる。

また、以上では、給電部１２０が反射板１２５を有する形態について説明したが、反射板１２５を保持部１２４に取り付ける代わりに、保持部１２４の凹部１２４Ａ１、溝部１２４Ａ２、端面１２４Ａ３の表面を粗化した後に、無電解めっきで銅層を形成することにより、反射板１２５と同様の構造を形成してもよい。

＜実施の形態２＞
図６は、実施の形態２のアンテナ装置２００を示す図である。図６（Ａ）は側面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す構造に対応する分解図である。

実施の形態２のアンテナ装置２００は、実施の形態１のアンテナ装置１００の給電部１２０を給電部２２０に置き換えたものである。

給電部２２０は、同軸導波管変換部１２１、丸角変換部２２２、導波管部２２３、保持部１２４、及び反射板１２５を有する。給電部２２０は、丸角変換部２２２と導波管部２２３の構成が実施の形態１の給電部１２０と異なり、同軸導波管変換部１２１、保持部１２４、及び反射板１２５は、実施の形態１の給電部１２０と同様である。

従って、以下では、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

丸角変換部２２２は、一端が同軸導波管変換部１２１に接続され、他端が導波管部２２３に接続される。丸角変換部２２２は、管状の部材であり、貫通孔２２２Ａを有する。

貫通孔２２２Ａの中心軸（長手方向の軸）に垂直な断面は、同軸導波管変換部１２１に接続される一端側で矩形状であり、導波管部２２３に接続される他端側で円形である。

また、貫通孔２２２Ａは、一端側から他端側にかけて、階段状に形成されている。内壁部が階段状の貫通孔２２２Ａは、一端側の断面が矩形状であり、他端側の断面が円形である。貫通孔２２２Ａの一端側と他端側との間の断面形状は、矩形と円形を合成したような形状であり、例えば、角を丸く面取りした矩形状であればよい。丸角変換部２２２は、同軸導波管変換部１２１から伝搬される矩形導波管のＴＥ１１モードの電波を円形導波管においてもTE11モードのまま導波管部２２３に出力する。

導波管部２２３は、一端が丸角変換部２２２に接続され、他端が保持部１２４に接続される。導波管部２２３は、管状の部材であり、貫通孔２２３Ａを有する。貫通孔２２３Ａの中心軸（長手方向の軸）に垂直な断面は、円形である。導波管部２２３は、実施の形態１の導波管部１２３よりも中心軸方向の長さが長くなっていること以外は、実施の形態１の導波管部１２３と同様の構成を有する。

このような階段状の丸角変換部２２２を有する給電部２２０は、実施の形態１の給電部１２０よりも短い長さで電波の変換を行うことができる。

以上、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、開口効率の非常に高いアンテナ装置２００を提供することができる。従って、伝搬距離の長距離化と、伝送品質の改善を実現することができる。

また、既存のFPUに取り付けることができ、非常に汎用性の高いアンテナ装置２００を提供することができる。

また、tanδ(誘電損失)が小さい材料で保持部１２４を形成して損失を低減しつつ、反射板１２５を確実に保持部１２４に固定することにより、信頼性を向上させたアンテナ装置２００を提供することができる。

また、保持部１２４の基部１２４Ｂは、導波管部２２３の貫通孔２２３Ａに嵌着されるため、保持部１２４を導波管部２２３に確実に固定することができる。

＜実施の形態３＞
図７は、実施の形態３の給電部３２０を示す斜視図であり、図８は、図７に示す給電部３２０の分解図である。

実施の形態３のアンテナ装置は、実施の形態２のアンテナ装置２００の給電部２２０を給電部３２０に置き換えたものである。このため、実施の形態３では、アンテナ装置の全体図は省略し、給電部３２０のみについて説明を行う。

給電部３２０は、同軸導波管変換部１２１、丸角変換部２２２、導波管部３２３、保持部３２４、及び反射板３２５を有する。給電部３２０は、導波管部３２３、保持部３２４、及び反射板３２５の構成が実施の形態２の給電部２２０と異なる。その他の構成は、実施の形態２の給電部２２０と同様である。

従って、以下では、実施の形態１、２のアンテナ装置１００、２００と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態３の給電部３２０は、導波管部３２３と保持部３２４をピン３３１で固定するとともに、保持部３２４と反射板３２５をねじ３３２で固定したものである。このため、導波管部３２３には、４本のピン３３１を通すための孔部３２３Ｂが形成されている。また、保持部３２４には、４本のねじ３３２を通すための孔部３２４Ｄが形成され、反射板３２５には、４本のねじ３３２を留めるためのねじ孔３２５Ｄが形成されている。

導波管部３２３は、４つの孔部３２３Ｂが形成されていること以外は、実施の形態２の給電部２２０の導波管部２２３と同様の構成を有する。

孔部３２３Ｂは、導波管部３２３を貫通して貫通孔（実施の形態２の貫通孔２２３Ａに対応する貫通孔）に到達している。孔部３２３Ｂは、導波管部３２３の中心軸の周りに、９０度間隔で形成されている。孔部３２３Ｂの貫通孔に保持部３２４の基部３２４Ｂを挿入した状態で、ピン３３１を孔部３２３Ｂに圧入することにより、導波管部３２３と保持部３２４を固定することができる。

保持部３２４は、４つの孔部３２４Ｄを形成したこと以外は、実施の形態１、２の給電部１２０、２２０の保持部１２４と同様の構成を有する。保持部３２４は、円板部３２４Ａと基部３２４Ｂを有する。

孔部３２４Ｄは、円板部３２４Ａの端部において、中心軸の周りに９０度間隔で形成されている。孔部３２４Ｄは、円板部３２４Ａを軸方向に貫通している。孔部３２４Ｄは、電波の放射特性に影響が生じないように、円板部３２４Ａの端部に形成されている。

反射板３２５は、円板状の基部３２５Ａと、基部３２５Ａの一方の面に形成される反射調整部３２５Ｂ及びリング部３２５Ｃとを有する。反射板３２５は、実施の形態１、２の反射板１２５の基部１２５Ａに、ねじ孔３２５Ｄを形成した構成を有する。ねじ孔３２５Ｄは、ねじ３３２に対応した形状を有する。

ねじ孔３２５Ｄは、電波の放射特性に影響が生じないように、基部３２５Ａの端部に中心軸の周りに９０度間隔で形成されている。

保持部３２４と反射板３２５は、孔部３２４Ｄに通したねじ３３２をねじ孔３２５Ｄにねじ込むことによって固定される。

以上、実施の形態３によれば、実施の形態１、２と同様に、開口効率の非常に高いアンテナ装置を提供することができる。従って、伝搬距離の長距離化と、伝送品質の改善を実現することができる。

また、既存のFPUに取り付けることができ、非常に汎用性の高いアンテナ装置を提供することができる。

また、tanδ(誘電損失)が小さい材料で保持部３２４を形成して損失を低減しつつ、反射板３２５をねじ３３２で確実に保持部３２４に固定することにより、信頼性を向上させたアンテナ装置を提供することができる。

また、保持部３２４は、基部３２４Ｂが導波管部３２３の貫通孔に挿入された状態で、ピン３３１によって固定されるため、保持部３２４を導波管部３２３に確実に固定することができる。従って、基部３２４Ｂと導波管部３２３の貫通孔との直径が小さい場合でも、確実に保持部３２４を導波管部３２３に固定することができる。

なお、ピン３３１の代わりに、ねじを用いてもよく、ねじ３３２の代わりにピンを用いてもよい。

以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００アンテナ装置
１１０反射鏡
１２０給電部
１２１同軸導波管変換部
１２２丸角変換部
１２３導波管部
１２４保持部
１２５反射板
２００アンテナ装置
２２０給電部
２２２丸角変換部
２２３導波管部
３２０給電部
３２３導波管部
３２４保持部
３２５反射板

Claims

パラボラ形式の第１反射面を有する反射鏡と、
前記反射鏡の前記第１反射面側に配設され、同軸ケーブルを介して送信回路又は受信回路に接続される給電部と
を含むアンテナ装置であって、
前記給電部は、
前記同軸ケーブルに一端が接続される同軸導波管変換部と、
前記同軸導波管変換部の他端に接続される導波管と、
前記導波管に接続される絶縁部と、
前記絶縁部に設けられ、前記反射鏡の前記第１反射面に対向する第２反射面を有し、平面視で円板状の反射部と
を有し、
前記反射部は、前記絶縁部に係合する係合部を前記第２反射面に有し、前記係合部によって前記絶縁部に係合される反射板であり、前記第２反射面の中央に円錐状の突出部を有し、
前記係合部は、前記反射部に平面視で同心円状に配設される円環状の凸部であり、
前記絶縁部は、前記係合部の前記円環状の凸部に対応した円環状の溝部を有し、
前記反射部と前記絶縁部は、前記円環状の凸部で構成される前記係合部が、前記円環状の溝部に係合することによって固定される、アンテナ装置。
前記反射部は、前記絶縁部に形成されるめっき層で構成される、請求項１記載のアンテナ装置。
前記絶縁部は、前記導波管に接続される一端側に、穴部を有する、請求項１又は２記載のアンテナ装置。
前記導波管と前記絶縁部とは、ねじ又はピンで固定される、請求項１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
前記絶縁部は、前記円環状の溝部が形成された円板部を有し、前記円板部の仮想的な球体の中心と、前記反射鏡の焦点とが、前記円板部の中心軸上に位置し、かつ、前記中心が前記焦点から所定距離だけ前記第１反射面側にオフセットした位置に配設される、請求項１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。