JPH07283637A

JPH07283637A - アンテナ装置のレドーム

Info

Publication number: JPH07283637A
Application number: JP9691394A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Uematsu; 正博植松; Takashi Oshima; 孝尾島; Shinji Takahashi; 伸治高橋; Motonobu Moriya; 元伸守谷; Toshiaki Uchida; 利昭内田
Original assignee: Mishima Kosan Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mishima Kosan Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】〔目的〕アンテナ本体の受信特性に及ぼす影響を最少
に留めることができ、製造費用も安価なレドームを提供
する。〔構成〕レドーム(20)は、比誘電率が２以下の単一層
の樹脂、好適にはアクリロニトリルーブタジエンースチ
レン(ABS) 系の共重合体を主成分とする比誘電率がほぼ
１の単一層の樹脂を素材としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星放送受信用などの
移動体搭載用衛星アンテナ装置などのレドームに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】アンテナは、通常、屋外に設置されるた
め、風雨による損傷や発錆、あるいは塵埃の付着による
特性の劣化などが問題になる。特に、車両などの移動体
に搭載される衛星放送受信用アンテナ装置では、アンテ
ナ本体を自動的に衛星の方向に向ける自動追尾機構を備
えているので、アンテナ本体だけでなくこのような追尾
機構を保護するためにも、レドームと称される誘電体を
素材とするカバーが必要になる。

【０００３】現行の衛星放送では12GHz 帯というかなり
高い周波数帯の電波が用いられており、その波長は 25m
m 程度の小さな値になる。また、このような放送衛星受
信用アンテナを車両等の移動体に搭載しようとすれば、
高さ制限のある路上を走行する車両の頂部に設置される
関係上、レドームを含めた全体の取付け高さを可能な限
り低くする必要がある。この取付け高さの低減という点
から静止衛星に対する仰角である 50 ^o程度のビームチ
ルト角を有することによりほぼ水平に設置される平面ス
ロットアレーアンテナが最近開発されている。このアン
テナの詳細については、必要に応じて「車載用衛星放送
受信１層構造漏れ波導波管スロットアレーアンテナ」と
題する広川氏らによる電子情報通信学会技術報告（信学
技報Vol.93 No.40) などを参照されたい。このような
平面アンテナでは、レドームをアンテナ本体にできるだ
け近づけてほぼ平行に配置しなければ、レドームを含む
収納体の高さを低減できなくなり、アンテナ本体を平面
アンテナにした意味が無くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなビームチルト角を有する平面アレーアンテナに接
近させてレドームを配置すると、レドームの厚みや、誘
電率や、アンテナ本体との間隔などに依存してアンテナ
本体の受信利得が数dB程度もの予想外の大きさで変動す
るという事実が本発明者の実験結果から判明した。この
ような大きな受信利得の変動が生じ、しかもこれがレド
ームとアンテナ本体との距離に依存するという現象は、
レドームの素材である誘電体の誘電正接に起因する電波
の透過損や、レドーム表面における電波の反射によって
は説明がつかない。この現象は、電磁界解析による平面
アレーアンテナの受信特性の最適設計に際しては、予め
レドーム( 等価的には誘電体層) の存在を考慮に入れて
おく必要があることを示唆している。このような誘電体
層を考慮した電磁界解析は相当複雑になる。

【０００５】逆に、レドームの存在がアンテナの受信特
性に影響を及ぼすという事実を積極的に利用することも
考えられる。すなわち、解析モデルの不完全性や製造誤
差などに起因してアンテナの受信特性が最適値から外れ
る場合が一般的であるが、そのような場合、レドームの
誘電率や厚みや平面アレーアンテナとの距離を最適値に
調整することによって平面アレーアンテナ単体の受信特
性を改良することも考えられる。

【０００６】しかしながら、誘電体層を考慮した電磁界
解析を行ってアンテナ本体の形状、レドームの厚み、誘
電率、アンテナ本体との距離を最適化しようとすると、
新たな問題が生じる。すなわち、使用地域の緯度に応じ
てアンテナの仰角を数度程度の段階にわたって離散的に
変更したり、あるいは受信状況に応じて連続的に変更し
たりすることも必要になるが、これに伴ってアンテナと
レドームとの位置関係が変化し、最適化の条件からずれ
てしまう。しかも、本発明者の実験結果によれば、アン
テナ本体の利得が周波数のわずかな相違によっても相当
程度変動することが確認されている。例えば、現行の衛
星放送の第５チャネルと第７チャネルの中心周波数はそ
れぞれ 11.804 GHz と11.919GHz であり両者の差は相対
値で 1％程度に過ぎないが、両者の場合についてアンテ
ナ利得は数dB程度変動することも確認されている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるアンテナ
装置のレドームは、比誘電率が２以下の単一層の樹脂を
素材としている。このような低誘電率の誘電体の一例
は、アクリロニトリルーブタジエンースチレン系の共重
合体を主成分とする比誘電率がほぼ１の樹脂である。

【０００８】

【作用】レドームの比誘電率を周囲の空気の値である１
に近付けることにより、平面アレーアンテナの近傍の電
磁界に及ぼす影響を軽減できる。このような低誘電率の
素材は、空気の層を多量に含む発泡スチロールや布など
によっても実現できる。しかしながら、発泡性の素材は
強度が不足するという点で実用性に乏しく、また、布な
どは水密性や吸水率などの点で実用性に乏しい。発泡ス
チロールなどの表裏両面に比誘電率が大きいが強度の高
い薄い樹脂層を張り付けて等価的な比誘電率を下げる積
層構造も考えられるが、このような積層構造は製造工程
が複雑で自動化し難く、製造費用がかさむ。

【０００９】強度や水密性や吸水性の点を考慮して、レ
ドームの素材となり得る既存の樹脂の比誘電率は、最も
低いフッ素系樹脂(PTFE)の場合でも2.1 程度であり、従
来、２以下のものは存在しなかった。本発明によれば、
レドームの素材として比誘電率が２以下の単一層の樹
脂、好適にはアクリロニトリルーブタジエンースチレン
系の共重合体を主成分とする比誘電率がほぼ１の樹脂が
使用される。誘電体の比誘電率が１に接近するほどアン
テナの受信特性に及ぼすレドームの影響が小さくなる。
従って、アンテナ単体について最適設計を行えばよく、
最適設計に要する時間と労力が大幅に短縮される。ま
た、アンテナの仰角を変更しても、受信利得の変動が少
なくなる。

【００１０】

【実施例】本発明者らが筒中プラスチック工業株式会社
（東京都文京区小石川 3ー 1ー17) から購入した低誘電
率の樹脂「ＡＢＫ」は、アクリロニトリルーブタジエン
ースチレン（ＡＢＳ）系の共重合体を主成分とし、これ
にある種の物質を添加することにより２以下の低比誘電
率を実現したものである。この「ＡＢＫ」について測定
された種々の物性値を表１に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１において、比誘電率が１である点に留
意されたい。なお、従来レドームの素材として使用され
てきた通常のＡＢＳやフッ素系樹脂やエポキシ樹脂など
の全ての素材では比誘電率が2.0 よりも大きい点にも留
意されたい。また、機械的な強度や吸水率、誘電正接な
どレドームとして重要な物性値に関しても従来からレド
ームの素材して使用されている各種の誘電体と比較して
遜色がない点にも留意されたい。

【００１３】図１は、本発明の一実施例のレドームを含
む収納体の構成をその内部に設置される移動体搭載用ア
ンテナ装置の構成と共に示す平面図（Ａ）と、そのＢー
Ｂ’断面図である。このレドームを含む収納体は、断面
図（Ｂ）に示すように、概略碗状の下側金属部分１０と
レドーム２０とがそれぞれの開放端面を対向させながら
着脱自在に組合せられた構造となっている。下側金属部
分１０もレドーム２０も、平面図（Ａ）に示すように大
径の円弧と小径の円弧とこれらの円弧どうしを連結する
ほぼ直線状の部分とから成る概略卵型の平面形状を呈し
ている。

【００１４】このレドームを含む収納体に収納される移
動体搭載用衛星アンテナ装置は、前述した電子情報通信
学会技術報告（信学技報Vol.93 No.40) などに発表さ
れた車載用衛星放送受信１層構造漏れ波導波管クロスス
ロットアレーアンテナ」と同等のものであり、52^oのビ
ームチルト角が設定されている。この漏れ波導波管クロ
ススロット平面アレーアンテナの仰角は、0 ^o、±5 ^o
の３段階にわたって変更可能となっている。

【００１５】収納体の下側金属部分１０は、概略卵型の
薄肉金属板から成る底面１１と、この底面１１の周縁部
に曲げ加工によって形成される薄肉金属板からなる側面
１２とから構成さている。図１（Ｂ）の断面図に示すよ
うに、底面１１の大径部分の中心部分には、アンテナ本
体部１を底面１１に立てた法線の周りに回転自在に支持
する回転支持機構２が固定されている。また、底面１１
の小径部分の周縁付近には、ベルト３を介して上記回転
支持機構を回転させるためのアジマスモータ４が固定さ
れている。

【００１６】底面１１の大径部分には、アンテナ本体１
を支持するための強度を持たせるために、円周方向と軸
線方向に沿って所定のパターンを形成しながら隆起・陥
没するリブが形成されている。この底面１１のリブの陥
没部分の所定の箇所には、通気孔を兼ねた排水孔が分散
して複数形成されている。このリブ構造と、通気孔を兼
ねた排水孔の詳細については、必要に応じて、本出願人
の先願に係わる特願平4 ー285498号の明細書を参照され
たい。下側金属部分１０の側面１２は、その底面１１の
周縁部から外側に向けて斜めに隆起する内壁面１２ａ
と、この内壁面１２ａの頂部から外側に向けて斜めに下
降する外壁面１２ｂとから成り、全体として概略逆Ｕ字
状を呈している。

【００１７】レドーム２０は、概ね卵型のほぼ平坦な頂
面２１と、この頂面２１の周縁部からその外側に向けて
斜めに下降する側面２２とから構成されている。このレ
ドーム２０は、金型を用いて前述した「ＡＢＫ」を射出
成形することによって一体として製造される。このレド
ームの厚みは 3 mm であり、平面アレーアンテナ１を水
平に取付けた状態で、この平面アレーアンテナ１からの
距離がほぼ 20mm となるように配置されている。このレ
ドーム２０の側面２２の下端部分は、この収納体の組立
に際し、下側金属部分の概ね逆Ｕ状の側面１２の斜めに
下降する外壁面１２ｂとの間に接触面を形成する。

【００１８】この実施例のレドーム２０を含むアンテナ
収納体は、更に、上下の各側面１２、２２どうしを相互
の接触面の形成箇所において着脱自在に結合するネジ機
構３１と、このネジ機構３１を覆う状態で上側部分の側
面２２上に装着されるゴム製の薄肉帯状の被覆体３２と
を備えている。ゴムを素材とする弾力性・水密性を有す
る被覆体３２は、ネジ機構３１を構成するネジ孔の形成
箇所の水密性の低下を補うと共に、上下の側面１２と２
２との間の接触の不十分さによって全周方向にわたって
生ずる水密性の低下を補う。この弾力性を有する帯状の
被覆体３２は、下側金属部分１０とレドーム２０の側面
間に形成される接触面を外側から締めつけることによ
り、ネジ機構３１による下側部分１０と上側部分２０間
の機械的結合力を補完する機能も果たす。この収納体
は、周辺部分に離間して形成されている４個の固定用金
具５ａ〜５ｄを介して移動体の頂部などに固定される。

【００１９】以上、移動体搭載用衛星アンテナ装置を収
容する場合について本発明を説明したが、家屋やビルな
どに設置される据置型のアンテナ装置に本発明のレドー
ムを使用することもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレドーム
によれば、アンテナ装置の受信利得の低下を最少に留め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のレドームを含む収納体を平
面アレーアンテナの構成と共に示す平面図（Ａ）及びそ
のＢーＢ’断面図である。

【符号の説明】

１平面アレーアンテナ２回転支持機構４アジマスモータ 10 収納体の下側部分 20 レドーム 21 レドームの頂面 22 レドームの側面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾島孝東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式会社 (72)発明者高橋伸治東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式会社 (72)発明者守谷元伸東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式会社 (72)発明者内田利昭福岡県北九州市八幡東区技光２丁目１番15 号三島光産株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比誘電率が２以下の単一層の樹脂を素材
とすることを特徴とするアンテナ装置のレドーム。
【請求項２】請求項１において、前記樹脂の比誘電率はほぼ１であることを特徴とするア
ンテナ装置のレドーム。
【請求項３】請求項２において、前記樹脂は、アクリロニトリルーブタジエンースチレン
系の共重合体を主成分とすることを特徴とするアンテナ
装置のレドーム。
【請求項４】請求項１乃至３のそれぞれにおいて、前記アンテナ装置は、移動体搭載用衛星放送受信のため
の仰角方向にビームチルト角を有する平面アレーアンテ
ナであることを特徴とするアンテナ装置のレドーム。
【請求項５】請求項４において、前記レドームは、前記平面アレーアンテナの表面と送受
信電波の１波長以下の間隔を保ってほぼ平行に配置され
たことを特徴とするアンテナ装置のレドーム。