JP6547693B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
この発明は、ベースに載置されレドームを有するアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device mounted on a base and having a radome.
電磁波を送信または受信または送受信するアンテナを平板のベースに載置して、ベースとともにアンテナを収納し上部が半球状で下部が円筒状のレドームを有するアンテナ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 There is known an antenna apparatus in which an antenna for transmitting, receiving or transmitting / receiving an electromagnetic wave is mounted on a base of a flat plate, the base is housed with the antenna and the upper part is hemispherical and the lower part is a cylindrical radome 1).
移動体に搭載されるアンテナ装置では、空気抵抗を低減するために、進行方向の前方から見た断面積を小さくすることが望ましい。ベースを円錐台にして、進行方向前方から見た断面積を小さくすることが考えられる。 In an antenna device mounted on a moving body, it is desirable to reduce the cross-sectional area as viewed from the front in the traveling direction in order to reduce air resistance. It is conceivable to make the base frusto-conical to reduce the cross-sectional area as viewed from the front in the direction of travel.
アンテナ装置は、ベースに開口を設ける場合がある。開口を設ける理由は、例えば、以下などである。アンテナで送受信する信号をアンテナに伝えるための配線を通す開口。他の部品を取り付けるための開口。保守や点検のための開口。ベースに開口を設ける場合は、アンテナの内部に風雨が入らないようにしてアンテナを保護するため、および空気抵抗を低減するために、開口をフタでふさぐ必要がある。 The antenna device may provide an opening at the base. The reason for providing an opening is, for example, the following. An opening that passes the wiring to transmit the signal transmitted and received by the antenna to the antenna. Opening for attaching other parts. Openings for maintenance and inspection. When the base is provided with an opening, it is necessary to cover the opening with a lid in order to protect the antenna from rain and rain inside the antenna and to reduce air resistance.
円錐台のベースに設けた開口をふさぐフタは、円錐面に形成する必要がある。円錐面を持つフタを製造することは難しい。円錐面を持つフタは、専用の成形型を使用した成形品か、削り出しで製造することになり、コストがかかる。 The lid for closing the opening provided at the base of the truncated cone needs to be formed in a conical surface. It is difficult to manufacture a lid with a conical surface. A lid with a conical surface is either a molded part using a dedicated mold or manufactured by shaving, which is costly.
この発明に係るアンテナ装置は、アンテナを載置するベースに設けた開口をふさぐフタを容易に製造できるアンテナ装置を得ることを目的とする。 An object of the antenna device according to the present invention is to obtain an antenna device capable of easily manufacturing a lid for closing an opening provided in a base on which the antenna is mounted.
この発明に係るアンテナ装置は、アンテナと、アンテナを収納するレドームと、レドームが取り付けられるフランジ部、アンテナが載置される底部、フランジ部と底部を結ぶ少なくとも1つの楕円柱面が含まれる複数の曲面から構成される側面部を有するベースと、楕円柱面に設けられた開口をふさぐフタとを備えた。 An antenna device according to the present invention includes an antenna, a radome for housing the antenna, a flange portion to which the radome is attached, a bottom portion on which the antenna is mounted, and a plurality of at least one elliptic cylindrical surface connecting the flange portion and the bottom portion. The base provided with the side part comprised from a curved surface, and the lid which closed the opening provided in the elliptical cylinder surface were provided.
この発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナを載置するベースに設けた開口をふさぐフタを容易に製造できる。 According to the antenna device of the present invention, it is possible to easily manufacture a lid for closing the opening provided in the base on which the antenna is mounted.
実施の形態1.
図1から図10を使用して、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の構造を説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の斜視図である。図2は、実施の形態1に係るアンテナ装置のレドームを取外した状態での斜視図である。図3は、実施の形態1に係るアンテナ装置が有するレドームの斜視図である。図4は、実施の形態1に係るアンテナ装置のアンテナとレドームの位置関係を説明する側面図である。図5から図10は、実施の形態1に係るアンテナ装置の六面図である。アンテナ装置50は、移動体に搭載される。移動体の進行方向の前方から見た図を正面図としている。
The structure of the antenna device according to the first embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 10. FIG. 1 is a perspective view of an antenna apparatus according to
アンテナ装置50は、決められた周波数帯の電波を送受信するアンテナ1と、アンテナ1を収納して保護するレドーム2と、アンテナ1を載置するベース4とを有する。アンテナ1は、例えば円形のパラボラアンテナである。アンテナ1は、例えば衛星通信のために衛星の方向を指向するように方位角および仰角が制御される。アンテナ装置50は、船舶や航空機などの移動体に搭載される。ベース4に、移動体への取付け部が設けられる。レドーム2およびベース4は密閉構造を形成しており、その内部にアンテナ1と通信装置20を収納している。なお、通信装置はレドームの外部に設置する場合もある。アンテナは送信アンテナ、受信アンテナでもよい。
The
レドーム2は、電磁波が透過する材料で決められた厚さで形成される。図3に示すように、レドーム2は上部が半球状であり、下部がほぼ円筒状である。レドーム2は、下端にフランジ3を有する。レドーム2は、その中央部でフランジ3の外周と同じ大きさであり、下部にいくにしたがい径が少し小さくなる。図4に示すように、レドーム2の内部にはアンテナ1が任意の方向を向くことができるような空間を設けている。
The
ベース4には、アンテナ1で送受信する信号をアンテナ1に伝えるための配線を通す長方形の開口5(図13に図示)が設けられる。開口5は、保守や点検にも使用される。長方形の開口5は、フタ6で覆われてふさがれる。フタ6はねじ止めなどの適切な方法で、ベース4に着脱可能に取り付けられる。
The
図11から図16に、ベース4の六面図を示す。ベース4は、レドーム2のフランジ3が取り付けられるフランジ部7と、移動体に取り付けられる底部8と、フランジ部7と底部8を結ぶ側面部9を有する。ベース4は、各部の厚さがほぼ同じである。フランジ部7は、レドーム2のフランジ3に整合した大きさの環状の平板である。底部8は、正五角形の隣接する角が同じ決められた半径の円弧で結ばれた図形である。ここで、多角形の隣接する角を円弧または楕円弧で結んだ図形を、弧状多角形と呼ぶ。円弧の半径または楕円弧の長径および短径が辺により異なる場合も、弧状多角形と呼ぶ。多角形の隣接する角をすべて同じ半径の円弧で結んだ図形を、円弧多角形と呼ぶ。底部8とフランジ部7とは平行である。底部8の平面図形としての重心とフランジ部7の重心は、底部8およびフランジ部7に垂直な同一直線上に存在する。底部8は、フランジ部7の内周の円よりも小さい。側面部9のフランジ部7側の外形の断面形状は真円である。そうすることで、環状のフランジ部7と接続できる。
11 to 16 show six views of the
側面部9は、同じ曲面形状の5つの楕円柱面を隣接する楕円柱面の間に稜線ができるように組合せた形状である。図17は、実施の形態1に係るアンテナ装置が有するベースの側面部を構成する楕円柱面の形状を説明する図である。図17(a)が、ベース4の底面を上に向けた場合の側面図である。図17(b)が平面図である。図17(c)が、図17(a)において矢印Aで示す楕円柱の軸方向から開口5が設けられた楕円柱面10を見た図である。図17(d)が、図17(a)において矢印Bで示す楕円柱の軸に垂直な方向から開口5が設けられた楕円柱面10を見た図である。
The
側面部9は、フランジ部7と接続される側の外形が真円の形状である。フランジ部7側の真円の直径をLaとすると、楕円柱面の長径もLaになる。楕円柱面の短径Lbは、楕円柱面とフランジ部7が存在する平面となす角度θとすると、図17に示すように、Lb=La*sinθという関係がある。底部8の大きさに合わせて、傾斜角θと側面部9の高さを適切に決める。楕円柱面10は、フランジ部7側と底部8側とで同じ楕円の弧を有する。
The external shape of the
底部8に平行な平面と側面部9の外形の断面形状は、フランジ部7側では直径Laの真円である。底部8の外形は、正五角形の各角から最も遠い角との距離がLa/2となる円弧多角形にしている。底部8は、その法線に垂直なすべての方向から見て幅が同じである等幅図形である。奇数個の角を有する正多角形の各辺を円弧に置き換えて等幅図形とした多角形は、ルーローの多角形と呼ばれる。底部8は、ルーローの多角形である。側面部9の外形は、フランジ部7側では真円であり等幅図形である。
The cross-sectional shape of the plane parallel to the
側面部9の中間部の外形の断面形状では、各方向から見た中で最も大きい幅Wmaxに対する最も小さい幅Wminの比γ=Wmin/Wmaxは、各高さの中でγが最小になる高さにおいても、γ>0.994である。側面部9は全体と見た場合に、実際上は等幅図形と見なせる。正五角形の場合にはγ=0.951である。楕円柱面を組合せて側面部9とすることで、ベース4を等幅図形にして、空気抵抗を低減できる。
In the cross-sectional shape of the outer shape of the middle portion of the
進行方向の前方から見て正面の中央に側面部9の稜線が来て、開口5およびフタ6が設けられる面は進行方向の反対側に来る。このように配置することで、空気抵抗を小さくできる。その理由は、移動体の前方からの風を前方の稜線で分け、かつフタ6が直接に風を受けないからである。
The ridgeline of the
図18に、実施の形態1に係るアンテナ装置が有するベースに設けられた開口をふさぐフタの形状を説明する図である。図18(a)がフタ6に垂直な方向から見た図である。図18(b)は、長方形のフタ6をフランジ部7側の辺の方向からから見た側面図である。図18(c)は、フタ6をフランジ部7側の辺に垂直な辺の方向からから見た側面図である。図18(c)では、図における左側がフタ6の外面側である。フタ6は、底部8側とフランジ部7側とで曲率が同じように変化する楕円柱面である。したがって、フタ6は、長方形の平面の板材を周方向に曲げることで、容易に製造できる。開口は長方形でなくてもよく、フタは開口をふさぐ形状であればよい。開口をふさぐ形状の平板を、楕円柱面の軸に垂直な方向に楕円柱面の曲率に合わせて曲げることで、フタを容易に製造できる。
FIG. 18 is a view for explaining the shape of a lid for closing the opening provided in the base of the antenna device according to the first embodiment. FIG. 18A is a view as seen from a direction perpendicular to the
比較例として、ベースを円錐台とした場合について説明する。図19から図24に比較例のアンテナ装置50Xの六面図を示す。図25から図30に、比較例のアンテナ装置50Xが有するベース4Xの六面図を示す。図31に比較例でのフタ6Xの形状を説明する三面図を示す。図31(a)がフタ6Xに垂直な方向から見た図である。図31(b)は、長方形のフタ6Xをフランジ部7X側の辺の方向からから見た側面図である。図31(c)は、フタ6Xをフランジ部7X側の辺に垂直な辺の方向からから見た側面図である。図31(c)では、図における左側がフタ6Xの外面側である。
The case where a base is used as a truncated cone is demonstrated as a comparative example. 19 to 24 show six views of the
ベース4Xの外形は、円錐台の底面側にフランジ部7Xをつけた形状である。底部8Xは円形である。円錐面の側面部9Xには長方形の開口5Xを設けている。 The outer shape of the base 4X is a shape in which the flange portion 7X is attached to the bottom side of the truncated cone. The bottom 8X is circular. The side surface 9X of the conical surface is provided with a rectangular opening 5X.
比較例のフタ6Xは、底部8X側の曲率の方がフランジ部7X側の曲率よりも大きい円錐面である。円錐面を製造するには、成形のための型を準備して3次元形状を形成する、あるいは、切削加工で形状を削りだすなどの加工が必要である。つまり、比較例のフタ6Xは、使用する材料や加工の手間が多くなる。そのため、円錐面のフタ6Xは、この発明のフタよりも製造コストが大きくなる。
The
開口をふさぐフタを容易に製造する方法としては、側面部に平面の部分を設けて、平面の部分に開口を設けることが考えられる。しかし、側面部に平面の部分を設けることには、以下の問題がある。
(a)フランジ部は環状であり、側面部に平面を持たせる形状だとフランジ部との接続部分の形状が複雑になる。
(b)側面部を多角形錐台にすると、空気抵抗が大きくなる。また、見る方向により幅が変化する。
(c)側面部を多角形錐台にすると、ベースとレドームの内部に設けられる密閉空間が小さくなる。
As a method of easily manufacturing a lid for closing the opening, it is conceivable to provide a flat portion on the side surface portion and provide an opening on the flat portion. However, providing the flat portion on the side face has the following problems.
(a) The flange portion is annular, and the shape of the connecting portion with the flange portion becomes complicated if the side surface portion is made flat.
(b) If the side face portion is a polygonal frustum, the air resistance increases. Also, the width changes depending on the viewing direction.
(c) If the side surface portion is a polygonal frustum, the enclosed space provided inside the base and the radome becomes small.
この発明では、側面部を楕円柱面で構成しているので、フタを製造しやすくするだけでなく、空気抵抗を小さくでき、内部の空間も大きくできる。 In the present invention, since the side surface portion is formed of an elliptic cylindrical surface, not only the lid can be easily manufactured, but also the air resistance can be reduced and the internal space can be enlarged.
この実施の形態では、ベースの側面部を同じ形状を有する楕円柱面で構成した。開口を設ける部分だけを楕円柱面として、他は円錐面などの曲面としてもよい。少なくとも1つの楕円柱面が含まれる複数の曲面から側面部を構成すればよい。 In this embodiment, the side portions of the base are formed of elliptic cylinder faces having the same shape. Only the portion where the opening is provided may be an elliptic cylindrical surface, and the other may be a curved surface such as a conical surface. The side surface may be configured of a plurality of curved surfaces including at least one elliptic cylindrical surface.
底部を正五角形から生成した円弧多角形としたが、正多角形から円弧多角形を生成しなくてもよい。底部は、少なくとも1つの対称軸に関して対称な多角形であれば、どのような多角形から円弧多角形または円弧多角形ではない弧状多角形を生成してもよい。移動体の進行方向と対称軸が平行になるようにすれば、空気抵抗を低減できる。底部は、等幅図形であるルーローの多角形でなくてもよい。底部を奇数個の角を有する円弧多角形にした方が、等幅図形に近づける上では有利である。フランジ部と底部を平行としたが、移動体への取り付けの制約条件がある場合などは、フランジ部と底部が平行でなくてもよい。 Although the bottom portion is an arc polygon generated from a regular pentagon, it is not necessary to generate an arc polygon from a regular polygon. The bottom may be an arc polygon from any polygon that is not an arc polygon or arc polygon, as long as the polygon is a polygon that is symmetrical about at least one axis of symmetry. If the traveling direction of the moving body and the axis of symmetry are parallel, air resistance can be reduced. The bottom does not have to be a Roulous polygon which is a monospaced figure. It is advantageous to make the bottom part an arc polygon having an odd number of corners in order to get closer to an equal-width figure. Although the flange portion and the bottom portion are parallel to each other, the flange portion and the bottom portion may not be parallel if there is a restriction condition of attachment to the movable body.
この実施の形態では、5つの楕円柱面のそれぞれは、同じ中心角を持ち、底部5に対する傾斜角も同じである。楕円柱面の中で中心角が異なるものや、傾斜角が異なるものがあってもよい。中心角が異なる楕円柱面では、底部の円弧多角形での弧の長さが異なる。フランジ部7側の真円の直径と同じ長さの長径を持つ楕円柱面であって、フランジ部7側での断面が真円になるようにフランジ部7に対する角度と短径を調整した楕円柱面であれば、どのようなものでもよい。
In this embodiment, each of the five ellipsoidal cylinder surfaces has the same central angle, and the same inclination angle with respect to the
奇数個の角を持つ多角形から底部の弧状多角形を生成すれば、進行方向の前方に稜線を配置し、最も後方にフタを有する楕円柱面を配置でき、空気抵抗を低減する上で有利である。開口部を2つの面に設ける場合には、偶数個の角を持つ多角形から底部の弧状多角形を生成する場合でも、進行方向の前方に稜線を配置し、後方にフタを配置できる。 By creating an arc-shaped polygon with a bottom from an polygon with an odd number of corners, it is possible to place a ridgeline ahead of the traveling direction and an elliptical cylinder with a lid at the rear, which is advantageous in reducing air resistance. It is. In the case where the openings are provided in two planes, the ridge line can be disposed in the forward direction of the traveling direction and the lid can be disposed in the rear direction, even in the case of generating an arc-shaped polygon of the bottom from a polygon having an even number of corners.
フランジ部側での側面部の外形の断面形状は、楕円や、円弧および楕円弧を組合せた弧状多角形でもよい。側面部は、レドームが取り付けられるフランジ部と接続できて、少なくとも1つの楕円柱面を含む複数の曲面で構成されて、かつ空気抵抗の大幅な悪化をもたらさない形状であればよい。フランジ部と底部は、平行でなくてもよい。フランジ部と底部とが平行でなく、側面部のフランジ側での外形が真円であり同じ中心角を有する楕円柱面の組合せで側面部を構成する場合には、底部は多角形の隣接する角を楕円弧で結んだ弧状多角形になる。
以上のことは、他の実施の形態でもあてはまる。
The cross-sectional shape of the outer shape of the side surface portion on the flange portion side may be an ellipse or an arc-shaped polygon combining arcs and oval arcs. The side surface portion may be connected to the flange portion to which the radome is attached, and may be configured to have a plurality of curved surfaces including at least one elliptic cylindrical surface and have a shape that does not cause significant deterioration in air resistance. The flange portion and the bottom portion may not be parallel. When the side part is composed of a combination of elliptic cylindrical faces where the flange part and the bottom part are not parallel and the external shape on the flange side of the side part is a perfect circle and has the same central angle, the bottom part is a polygon adjacent It becomes an arc-shaped polygon that connects the corners by an elliptic arc.
The above applies to the other embodiments.
実施の形態2.
実施の形態2は、アンテナ装置のベースの底部を正三角形から生成した弧状多角形とした場合である。図32から図37に、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の六面図を示す。図38から図43に、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置有するベースの六面図を示す。図44に、実施の形態2に係るアンテナ装置が有するベースに設けられた開口をふさぐフタの形状を説明する図を示す。
Second Embodiment
In the second embodiment, the bottom of the base of the antenna device is an arc-shaped polygon generated from an equilateral triangle. 32 to 37 show six views of the antenna device according to the second embodiment of the present invention. FIGS. 38 to 43 show six views of the base having the antenna device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 44 is a view for explaining the shape of a lid for closing the opening provided in the base of the antenna device according to the second embodiment.
ベース4Aは、底部8Aが正三角形のルーローの多角形である。側面部9Aには、3個の楕円柱面を有する。1個の楕円柱面に開口5Aを設ける。
The
図44(a)がフタ6Aに垂直な方向から見た図である。図44(b)は、長方形のフタ6Aをフランジ部7側の辺の方向からから見た側面図である。図44(c)は、フタ6Aをフランジ部7側の辺に垂直な辺の方向からから見た側面図である。図44(c)では、図における左側がフタ6Aの外面側である。フタ6Aは、底部8A側とフランジ部7側とで曲率が同じように変化する楕円柱面である。したがって、フタ6Aは、長方形の平面の板材を曲げることで、容易に製造することができる。
FIG. 44 (a) is a view as seen from the direction perpendicular to the lid 6A. FIG. 44 (b) is a side view of the
実施の形態2のアンテナ装置50Aも、フタ6Aを容易に製造でき、空気抵抗を小さくできる。
Also in the
実施の形態3.
実施の形態3は、アンテナ装置のベースの底部を正七角形から生成した弧状多角形とした場合である。図45から図50に、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の六面図を示す。図51から図56に、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置有するベースの六面図を示す。図57に、実施の形態3に係るアンテナ装置が有するベースに設けられた開口をふさぐフタの形状を説明する図を示す。
Third Embodiment
The third embodiment is the case where the bottom of the base of the antenna device is an arc-shaped polygon generated from a regular heptagon. 45 to 50 show six views of the antenna device according to the third embodiment of the present invention. 51 to 56 show six views of a base having the antenna device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 57 is a view for explaining the shape of a lid that closes the opening provided in the base of the antenna device according to the third embodiment.
ベース4Bは、底部8Bが正七角形のルーローの多角形である。側面部9Bには、3個の楕円柱面を有する。1個の楕円柱面に開口5Bを設ける。 The base 4B is a loulou of which the bottom 8B is a regular heptagon. The side surface portion 9B has three elliptic cylindrical faces. An opening 5B is provided in one elliptic cylindrical surface.
図57(a)がフタ6Bに垂直な方向から見た図である。図57(b)は、長方形のフタ6Bをフランジ部7側の辺の方向からから見た側面図である。図57(c)は、フタ6Bをフランジ部7側の辺に垂直な辺の方向からから見た側面図である。図57(c)では、図における左側がフタ6Bの外面側である。フタ6Bは、底部8B側とフランジ部7側とで曲率が同じように変化する楕円柱面である。したがって、フタ6Bは、長方形の平面の板材を曲げることで、容易に製造することができる。
FIG. 57 (a) is a view as seen from the direction perpendicular to the lid 6B. FIG. 57 (b) is a side view of the rectangular lid 6B as viewed from the direction of the side on the
実施の形態3のアンテナ装置50Bも、フタ6Bを容易に製造でき、空気抵抗を小さくできる。
Also in the
本発明はその発明の精神の範囲内において各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の変形や省略が可能である。 The present invention allows free combinations of the respective embodiments, or modifications or omissions of the respective embodiments within the scope of the spirit of the invention.
50、50X、50A、50B アンテナ装置
1 アンテナ
20 通信装置
2 レドーム
3 フランジ
4、4X、4A、4B ベース
5、5X、5A、5B 開口
6、6X、6A、6B フタ
7 フランジ部
8、8X、8A、8B 底部
9、9X、9A、9B 側面部
10 楕円柱面
50, 50X, 50A,
Claims (6)
前記アンテナを収納するレドームと、
前記レドームが取り付けられるフランジ部、前記アンテナが載置される底部、前記フランジ部と前記底部を結ぶ少なくとも1つの楕円柱面が含まれる複数の曲面から構成される側面部を有するベースと、
前記楕円柱面に設けられた開口をふさぐフタとを備えたアンテナ装置。 With the antenna,
A radome housing the antenna;
A base having a flange portion to which the radome is attached, a bottom portion on which the antenna is mounted, and a plurality of curved side surfaces including at least one elliptic cylindrical surface connecting the flange portion and the bottom portion;
An antenna device comprising: a lid for closing an opening provided on the elliptic cylindrical surface.
前記底部の形状が、正多角形の隣接する角を同じ半径の円弧で結んだ形状である、請求項4に記載のアンテナ装置。 The flange portion and the bottom portion are parallel;
The antenna device according to claim 4, wherein the shape of the bottom portion is a shape in which adjacent corners of a regular polygon are connected by arcs of the same radius.
前記底部が奇数個の角を有する正多角形であり、
隣接する前記楕円柱面の間の稜線が前記移動体の進行方向の前方にあり、
前記開口および前記フタを有する前記楕円柱面が前記移動体の進行方向に対して最も後方にある、請求項5に記載のアンテナ装置。 The antenna device is mounted on a mobile
The bottom portion is a regular polygon having an odd number of corners,
The ridgeline between the adjacent elliptic cylinder faces is ahead of the traveling direction of the movable body,
The antenna device according to claim 5, wherein the elliptic cylindrical surface having the opening and the lid is at the rearmost with respect to the traveling direction of the movable body.
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