JP7266948B2 - パラボラアンテナ及びパラボラアンテナの反射板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、略扇状に分割された複数の反射板を組み合わせて構成されるパラボラアンテナ及びパラボラアンテナの反射板の製造方法に関する。

パラボラアンテナは、その焦点に位置された一次放射器と、該一次放射器を焦点に位置させるためのステーと、一次放射器に信号を伝搬するための導波管と、を有する。

大型のパラボラアンテナにあっては、一体に反射鏡を製造することが困難なため、周方向に分割したほぼ扇状の反射板を複数枚接続して構成することが一般的になっている（特許文献１）。

特許文献１に記載のパラボラアンテナの一次放射器（導波体）はパラボラアンテナの中心部から表面側に突設したものが記されているが、特に、パラボラアンテナが大型になると、図１６、図１７に示すパラボラアンテナ１００のように、一次放射器１１１を設けるものが一般的である。

パラボラアンテナ１００は、略扇状をした反射板１１０、１１０、・・・が、直線状の両側面が接続面を構成し、この接続面を互いに接続することでパラボラアンテナ１００を構成する。

パラボラアンテナ１００の焦点に一次放射器１１１を位置させるため、パラボラアンテナ１００の外周縁の数か所にステー１１２、１１２、・・・を取り付け、これらステー１１２、１１２、・・・の先端を焦点で結合するとともに一次放射器１１１を取り付けたものである。

そして、一次放射器１１１に接続する導波管１１３、１１３は、上記ステー１１２、１１２に取り付けられて、パラボラアンテナ１００の裏面側から表面側に引き回されている。

そのために、導波管１１３、１１３はパラボラアンテナ１００の外側を回り込むようにして取り付けられる。

特開昭６０－１４０９０４号公報

しかしながら、図１６、図１７に示すパラボラアンテナ１００にあっては、パラボラアンテナ１００の外側に導波管１１３、１１３が回り込むように取り付けられるため、パラボラアンテナ１００の外径が大きくなってしまうという問題がある。特に、パラボラアンテナ１００をレドーム（図示は省略する）内に設置する場合、レドーム径も導波管１１３、１１３がパラボラアンテナ１００の外側に突出した分だけ大きくなってしまう。

また、パラボラアンテナ面に穴をあけて導波管１１３、１１３をパラボラアンテナ１００の表面側から裏面側に引き回すことも考えられるが、このようにパラボラアンテナ面に穴を形成することはパラボラアンテナの強度、剛性が低下してしまい、特に、剛性の低下はパラボラアンテナ性能に影響を与えるという問題があった。

さらに、パラボラアンテナの反射面に挿通孔を形成することは、パラボラアンテナを成形した後に、当該部位に挿通孔を形成するという工程が必要となり、工数増加によるコストアップという問題もあった。

そこで本発明は、パラボラアンテナの反射面に挿通孔を形成することで、パラボラアンテナ自体の大型化を防止することができるとともに、挿通孔を形成したとしてもパラボラアンテナを脆弱にならず、また、製造コストを低減することができるパラボラアンテナを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、反射板が略扇状で、直線状の両側面が接続面を構成し、この接続面の端縁に反射板の裏面側に突出するリブが設けられ、互いに隣接する反射板の前記リブを結合することで複数の反射板で構成されるパラボラアンテナであって、隣接する反射板の少なくとも一方のリブに凹部が形成されるとともに、前記リブは前記凹部の側縁にも連続して形成されており、前記凹部に導波管が挿通される、ことを特徴とする。

請求項２の発明は、反射板が略扇状で、直線状の両側面が接続面を構成し、この接続面の端縁に反射板の裏面側に突出するリブが設けられ、互いに隣接する反射板の前記リブを結合することで複数の反射板で構成されるパラボラアンテナの反射板で、隣接する反射板の少なくとも一方のリブに凹部が形成されるとともに、前記リブは前記凹部の側縁にも連続して形成された反射板の製造方法であって、前記凹部を有しない反射板を成形する成形型の前記凹部を形成する位置にコマを載置し、前記成形型に反射板の主材料であるシート状部材を積層して、前記コマが載置された部分を前記凹部とした、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、略扇状の反射板の両側面を接続面とし、この接続面の端縁にリブを形成するとともに、隣接する反射板の少なくとも一方のリブに凹部を形成して、該凹部の側縁にも前記リブに連続する凹部リブを形成し、前記凹部に導波管を挿通するようにしたので、パラボラアンテナの反射面に挿通孔が形成されているにもかかわらず、リブが途切れることなく半径方向に連続して形成されるためパラボラアンテナを脆弱にすることなく、剛性が高く、よって、アンテナ性能に影響を与えることがない。

請求項２に記載の発明によれば、導波管を挿通する挿通孔を構成する凹部を、成形型にコマを載置するだけで成形することができ、また、パラボラアンテナの成形品に穴をあける必要もないため、製造上、極めて簡単かつ工数も低減することができる。

図２～図６と共にこの発明の実施の形態１に係るパラボラアンテナを示し、本図は全体を正面側から見た斜視図である。 全体を背面側から見た斜視図である。 要部を正面側から見た拡大斜視図である。 要部を背面側から見た拡大斜視図である。 別の要部を正面側から見た拡大斜視図である。 別の要部を背面側から見た拡大斜視図である。 製造工程を説明するための成形型とシート状部材との斜視図である。 図７で説明した製造工程で形成された反射板の斜視図である。 この発明の実施の形態１に係るパラボラアンテナの変形例を示すもので、その要部の斜視図である。 図１１と共にこの発明の実施の形態２に係るパラボラアンテナを示し、本図は要部を背面側から見た拡大斜視図である。 要部を正面側から見た拡大斜視図である。 図１３～図１５と共にこの発明の実施の形態３に係るパラボラアンテナを示し、本図は全体を正面側から見た斜視図である。 全体を背面側から見た斜視図である。 要部を正面側から見た拡大斜視図である。 要部を背面側から見た拡大斜視図である。 図１７と共に従来のパラボラアンテナを示し、本図は全体を正面側から見た斜視図である。 全体を背面側から見た斜視図である。

以下、この発明を図示の各実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１～図６はこの発明の実施の形態１に係るパラボラアンテナを示すものである。図１は全体を正面側から見た斜視図、図２は全体を背面側から見た斜視図、図３は導波管及びステーが反射板に挿通された要部を正面側から見た拡大斜視図、図４は図３を背面側から見た拡大斜視図、図５はステーが反射板に取り付けられた要部を正面側から見た拡大斜視図、図６は図５を背面側から見た拡大斜視図である。

パラボラアンテナ１は周方向に８つに分割されたほぼ扇状の反射板１０、１０、・・・で構成され、その焦点位置に一次放射器１１が配設されている。なお、この実施の形態ではパラボラアンテナ１を８つに分割したものを示したが、本発明はこれに限らず、４つ、６つさらには１６つなど複数に分割したものであっても良い。

基端がパラボラアンテナ１の所定の位置に取り付けられた４本のステー１２、１２、・・・の各先端がほぼ前記焦点位置に集められて結合され、その結合部に前記一次放射器１１が取り付けられることにより、上述のようにパラボラアンテナ１の焦点に一次放射器１１が位置される。

４本のステー１２、１２、・・・のうち２本のステー１２、１２に導波管１３、１３が結束具１５、１５を介してそれぞれ取り付けられており、導波管１３、１３の先端が前記一次放射器１１に接続されている。なお、ステー１２は矩形筒体で形成され、また、導波管１３は上記ステー１２よりやや太い矩形筒体で形成されており、導波管１３、１３のうちステー１２、１２に取り付けられる直線部分の両端に、先端は一次放射器１１を接続するための異形に曲げられ、基端はパラボラアンテナ１の裏面側において、受信機又は送信機（共に図示は省略）から延びる導波管に接続するためのフランジ１３ａが設けられている。なお、この実施の形態ではステー１２を矩形筒体としたが、本発明はこれに限らず、角棒、丸棒、丸パイプなどであっても良い。

前記反射板１０は、直線状の両側面が隣接する反射板１０との接続面となっており、反射板１０、１０、・・・を互いに接続することでパラボラアンテナ１が構成され、その接続面が接続されて形成されたパラボラアンテナ１の分割線上に上記ステー１２、１２、・・・を取り付ける挿通孔１４、１４、・・・が形成される。

具体的には、８枚の反射板１０、１０、・・・が上述のように接続されるため、パラボラアンテナ１には８本の分割線ができ、例えば、２本の分割線が水平状態に、他の２本が垂直状態に、他の２本が水平に対して４５度傾いた状態に、さらに他の２本が水平に対して１３５度傾いた状態となっている。

そして、水平に対して４５度傾いた２本の分割線と１３５度傾いた２本の分割線とにステー１２、１２、・・・の基端がそれぞれ取り付けられる挿通孔１４、１４、・・・が形成され、かつ、そのうち水平な分割線よりも上方に位置する２つの分割線に形成された挿通孔１４、１４には前記導波管１３、１３が挿通される。

これにより、２つの導波管１３、１３がパラボラアンテナ１の正面に対して４５度と１３５度にそれぞれ傾いた位置に設定できるのでパラボラアンテナ１の性能への影響が低減される。

また、各挿通孔１４、１４、・・・はパラボラアンテナ１の中心から半径のほぼ１／２よりもやや外周に寄った位置に形成されている。これは、パラボラアンテナ１においては中心寄った位置よりも中心から半径のほぼ１／２よりもやや外周に寄った位置の方がアンテナ特性に影響を与えないためである。

反射板１０の直線状の両側面の接続面はその端縁１０ａ、１０ａに反射板１０の裏面側に突出するリブ１６、１６が設けられている。

８つの反射板１０、１０、・・・のリブ１６、１６、・・・のうち、上記挿通孔１４、１４、・・・が形成される分割線に相当するリブ１６、１６、・・・には凹部１７、１７、・・・が形成され、これら凹部１７、１７、・・・の端縁にも上記リブ１６、１６、・・・が連続する凹部リブ１８、１８、・・・が形成されている。

そして、この凹部１７、１７、・・・は互いに隣接する反射板１０と反射板１０とを接続したときに互いに合わさって前記挿通孔１４を構成するようになっている。

隣接する反射板１０、１０を接続するとき、互いに接するリブ１６、１６がボルト１９、１９、・・・により結合され、これにより、上述のようにパラボラアンテナ１が構成される。

上記挿通孔１４は凹部１７と凹部１７とが合わさって形成されるため、矩形孔をしており、導波管１３のフランジ１３ａが挿通できる大きさになっており、そのため、ステー１２は２つのスペーサ２１、２１に挟持されるようにして、ステー支持ボルト２０により挿通孔１４に取り付けられている（図３、図４参照）。なお、この実施の形態では挿通孔１４を矩形孔としたが、本発明はこれに限らず、円形などであっても良い。この挿通孔１４の形状は、後述するコマの形状に依存される。

また、導波管１３は挿通孔１４に対して余裕があるが、フランジ１３ａが他の導波管に接続されることにより、位置決めがなされるようになっている。なお、挿通孔１４と導波管１３との隙間を埋めるようにクッション材を介在するようにしても良い。

上記水平に対して４５度傾いた２本の分割線と１３５度傾いた２本の分割線のうち水平な分割線よりも下方に位置する２つの分割線に形成された挿通孔１４、１４には前記ステー１２、１２が挿通され、取り付けられる（図５、図６参照）。

このステー１２のみを取付けるための挿通孔１４はその幅寸法がステー１２の幅寸法とほぼ同じかやや大きく形成されており、従って、上記スペーサ２１、２１を用いずに、ステー支持ボルト２０のみでステー１２を取付けることができる。

このような実施の形態１に係るパラボラアンテナ１にあっては、ステー１２を取り付け、導波管１３を挿通する挿通孔１４を構成することにより、パラボラアンテナ１の外周縁からステー１２や導波管１３などが突出することがないため、パラボラアンテナ１の小型化に寄与するとともに、パラボラアンテナ１に挿通孔１４を形成してはいるが、リブ１６と凹部リブ１８とを連続して形成しているため、パラボラアンテナ１としての剛性が低くなることもない。

このように形成された反射板１０は次のようにして製造される（図７、図８参照）。

まず、反射板１０を成形するための成形型２５は、反射板１０とほぼ同じ大きさの凹部を有する雌金型で、この成形型２５に反射板１０の主材料となるシート部材、例えば、炭素繊維強化プラスチックス（CFRP)シート２７を積層していく。図７ではＣＦＲＰシート２７を１枚のみ示したが、実際には数枚を積層して所定の厚さにする。

このとき、上記凹部１７を形成するためにコマ２６を凹部１７の形成予定位置に載置する。

これにより、コマ２６を載置した部位に空間が形成され、これが凹部１７を構成することになる。

８枚の反射板１０、１０、・・・は、それぞれ凹部１７、１７、・・・の形成位置及び大きさが相違するため、その反射板１０に合った凹部１７を形成する必要があるが、成形型２５に載置する上記コマ２６の載置位置を変更したり、大きさ（形状も）の異なるものにするだけで、凹部１７の形成位置や大きさ（形状）の異なった反射板１０を製造することができる。すなわち、成形型２５は共通のもので、上記コマ２６を変更するだけで、各種反射板１０、１０、・・・を製造することができる。

反射板１０のリブに相当する部位を形成するためには、その部分をより多く積層したり、当該端縁１０ａに相当する部分を余分に多く成形した後、その余分な部分を折り曲げるようにしても良い。

また、このように反射板１０を製造することにより、パラボラアンテナ１の反射面に挿通孔１４があるので、機械加工による穴あけ作業を行う必要がなく、製造工程を減らし、コスト増を防止することができる。

（変形例）
図９は上記実施の形態１に係るパラボラアンテナ１の変形例を示すものである。この変形例の反射板１０Ａは、ステー１２を取り付け、導波管１３を挿通する挿通孔１４の構成の仕方を異にする。

即ち、上記実施の形態１における挿通孔１４は隣接する反射板１０と反射板１０に形成した向い合う２つの凹部１７と凹部１７とで挿通孔１４を構成したのに対して、この変形例における挿通孔１４Ａは、一方の反射板１０Ａに凹部１７Ａを形成し、他方の反射板１０Ａには凹部を形成せずに、リブ１８Ａそのものと上記凹部１７Ａとを合わせることで、挿通孔１４Ａが構成されている（図９参照）。

なお、図９においては、ステー１２、導波管１３は省略して、挿通孔１４Ａを構成する一方の反射板１０Ａのリブ１６と、他方の反射板１０Ａの凹部リブ１８Ａを示したものである。

このようにして構成した挿通孔１４Ａにあっても、凹部１７Ａの凹部リブ１８Ａをリブ１６と連続して形成することができ、よって、剛性を高くしたまま挿通孔１４Ａを形成することができる。

また、この変形例にかかるパラボラアンテナの反射板１０Ａ、１０Ａ、・・・にあっては８枚中、４枚は凹部１７Ａを作らず、他の４枚にのみ凹部１７Ａを形成すれば良く、しかも、凹部１７Ａを形成する４枚の反射板１０Ａ、１０Ａ、・・・は形状が同じであり、１つの成形型２５で製造することができる。

（実施の形態２）
図１０及び図１１はこの発明の実施の形態２に係るパラボラアンテナを示すものである。図１０は導波管１３及びステー１２が反射板３０、３０に挿通された要部を背面側から見た拡大斜視図、図１１は図１０を正面側から見た拡大斜視図である。

この実施の形態２では、挿通孔３４の形状が上記実施の形態１の構成と異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。

挿通孔３４は大きさの異なる２つの矩形孔３４ａと３４ｂとが合わさった形状をしており、大きい矩形孔３４ａが導波管１３を挿通するもの、小さい矩形孔３４ｂがステー１２を取り付けるものである。

大きい矩形孔３４ａは導波管１３のフランジ１３ａが挿通できる大きさになっており、小さい矩形孔３４ｂがステー１２の幅寸法がステー１２の幅寸法とほぼ同じかやや大きく形成されており、従って、上記スペーサ２１、２１を用いずに、ステー支持ボルト２０のみでステー１２を取付けることができる。

このような挿通孔３４は、上述した成形型２５に２つの大きさの異なったコマをそれぞれ載置することで形成した凹部３７ａと凹部３７ｂとにより構成される。

このような実施の形態２における挿通孔３４をリブ３６と凹部リブ３８とを連続して形成しているため、パラボラアンテナとしての剛性が低くなることもない。

（実施の形態３）
図１２～図１５はこの発明の実施の形態３に係るパラボラアンテナ４を示すものである。図１２は全体を正面側から見た斜視図、図１３は全体を背面側から見た斜視図、図１４は導波管１３及びステー１２が反射板４０、４０に挿通された要部を正面側から見た拡大斜視図、図１５は図１４を背面側から見た拡大斜視図である。

この実施の形態３では、挿通孔４４の形状及び形成位置が上記実施の形態１の構成と異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。

この実施の形態３における挿通孔４４は大きさの異なる２つの矩形孔４４ａと４４ｂとが合わさった形状をしているが、大きい矩形孔４４ａは反射板４０、４０の外周縁に開口するように形成されている。

そして、大きい矩形孔４４ａの反射板４０の外周縁への開口にはこれを塞ぐように止め板４９が隣接する反射板４０と４０との外周面に取付ボルト５０、５０によって取り付けられている。

大きい矩形孔４４ａが導波管１３を挿通するもの、小さい矩形孔４４ｂがステー１２を取り付けるものである。

このような挿通孔４４は、反射板４０の側縁のうち外周縁に寄った位置に形成された小さな凹部４７ｂと大きな凹部４７ａと、隣接する他方の反射板４０の小さな凹部４７ｂと大きな凹部４７ａとが合わさり、かつ上記止め板４９が取り付けられることにより構成される。

このような実施の形態３における挿通孔４４をリブ４６と凹部リブ４８とを連続して形成しているため、パラボラアンテナとしての剛性が低くなることもない。

そして、この実施の形態３にあっては挿通孔４４をパラボラアンテナ４の外周側に形成したので、ステー１２の長さを長くすることができ、一次放射器１１を安定した状態で取り付けられるとともに、フランジ１３ａを挿通する大きさの挿通孔が不要となり挿通孔４４を小さくできるので、挿通孔がパラボラアンテナ性能に与える影響を小さくできる。

１ パラボラアンテナ
１０ 反射板
１０ａ 接続面の端縁
１２ ステー
１３ 導波管
１４ 挿通孔
１４ｂ ステー用挿通孔
１６ リブ
１７ 凹部
１８ 凹部リブ
２５ 成形型
２６ コマ
２７ シート状部材
１０Ａ 反射板
１４Ａ 挿通孔
１７Ａ 凹部
１８Ａ 凹部リブ
３０ 反射板
３４ａ 挿通孔
３４ｂ 挿通孔
３６ リブ
３７ａ 凹部
３７ｂ 凹部
３８ 凹部リブ
４ パラボラアンテナ
４０ 反射板
４４ａ 挿通孔
４４ｂ 挿通孔
４６ リブ
４７ａ 凹部
４７ｂ 凹部
４８ 凹部リブ

Claims (2)

1. 反射板が略扇状で、直線状の両側面が接続面を構成し、この接続面の端縁に反射板の裏面側に突出するリブが設けられ、互いに隣接する反射板の前記リブを結合することで複数の反射板で構成されるパラボラアンテナであって、
   隣接する反射板の少なくとも一方のリブに凹部が形成されるとともに、
   前記リブは前記凹部の側縁にも連続して形成されており、
   前記凹部に導波管が挿通される、
   ことを特徴とするパラボラアンテナ。
2. 反射板が略扇状で、直線状の両側面が接続面を構成し、この接続面の端縁に反射板の裏面側に突出するリブが設けられ、互いに隣接する反射板の前記リブを結合することで複数の反射板で構成されるパラボラアンテナの反射板で、
   隣接する反射板の少なくとも一方のリブに凹部が形成されるとともに、
   前記リブは前記凹部の側縁にも連続して形成された反射板の製造方法であって、
   前記凹部を有しない反射板を成形する成形型の前記凹部を形成する位置にコマを載置し、
   前記成形型に反射板の主材料であるシート状部材を積層して、
   前記コマが載置された部分を前記凹部とした、
   ことを特徴とするパラボラアンテナの反射板の製造方法。

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