JPH10126126A - 制振装置付アンテナポール - Google Patents
制振装置付アンテナポールInfo
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- JPH10126126A JPH10126126A JP27474796A JP27474796A JPH10126126A JP H10126126 A JPH10126126 A JP H10126126A JP 27474796 A JP27474796 A JP 27474796A JP 27474796 A JP27474796 A JP 27474796A JP H10126126 A JPH10126126 A JP H10126126A
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- pole
- vibration damping
- damping device
- vibration
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 携帯電話の基地局アンテナなどとして利用さ
れるアンテナポールを風による振動が起こり難いものに
して疲労、損傷等の防止効果を高めることである。 【解決手段】 支柱３の上端に取付ける棒状アンテナの
基部２ａに、衝突ダンパ式の制振装置６を取付ける。そ
の制振装置６をアンテナポール１の２次モードの固有振
動装置に対応する設計にすると、風によるアンテナポー
ル１の振動が効果的に抑制され、アンテナに加わる曲げ
歪が小さくなってアンテナの疲労、損傷が起こり難くな
る。
れるアンテナポールを風による振動が起こり難いものに
して疲労、損傷等の防止効果を高めることである。 【解決手段】 支柱３の上端に取付ける棒状アンテナの
基部２ａに、衝突ダンパ式の制振装置６を取付ける。そ
の制振装置６をアンテナポール１の２次モードの固有振
動装置に対応する設計にすると、風によるアンテナポー
ル１の振動が効果的に抑制され、アンテナに加わる曲げ
歪が小さくなってアンテナの疲労、損傷が起こり難くな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、テレビ、ラジ
オ、携帯電話などの電波中継に利用されるアンテナポー
ルに関する。詳しくは、制振装置を設けて風等による振
動の減衰性能を付与したアンテナポールである。
オ、携帯電話などの電波中継に利用されるアンテナポー
ルに関する。詳しくは、制振装置を設けて風等による振
動の減衰性能を付与したアンテナポールである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話やパーソナル・ハンディホン・
システム（いわゆるＰＨＳ）に利用される基地局アンテ
ナには、図７に示すようなもの、即ち、棒状支柱のもの
がよく用いられる。
システム（いわゆるＰＨＳ）に利用される基地局アンテ
ナには、図７に示すようなもの、即ち、棒状支柱のもの
がよく用いられる。
【０００３】この発明では、棒状支柱も含めたものをア
ンテナポールと呼ぶが、このアンテナポールの設定に当
たっては、風対策が重要になる。
ンテナポールと呼ぶが、このアンテナポールの設定に当
たっては、風対策が重要になる。
【０００４】アンテナは、一般に、電波を送・受信し易
い高所（例えばビルの屋上や塔の上、或いは丘や山の
上）に設置されるので、風の影響を受け易い。高所は風
の通りが良いので、アンテナに強い風が当たる。
い高所（例えばビルの屋上や塔の上、或いは丘や山の
上）に設置されるので、風の影響を受け易い。高所は風
の通りが良いので、アンテナに強い風が当たる。
【０００５】そこで、アンテナに関しては、通常、風速
６０ｍ／sec 程度までの風（その風による静止荷重）に
対して充分に耐えるように強度設計される。アンテナポ
ールも勿論例外ではない。
６０ｍ／sec 程度までの風（その風による静止荷重）に
対して充分に耐えるように強度設計される。アンテナポ
ールも勿論例外ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】アンテナに風が当たる
とカルマン渦による共振現象が起こってアンテナが振動
し、大きく揺れることがある。図７に示すようなアンテ
ナポール１は、強い風に対して共振すると、例えばポー
ルの中央部（アンテナ２の基部付近）が振動の節となっ
てこの部分の振幅及びそれに伴う曲げ歪が大きくなる。
従って、当該部の材料疲労が加速されることがある。最
悪の場合、アンテナや支柱の屈曲、亀裂等が起こる恐れ
がある。
とカルマン渦による共振現象が起こってアンテナが振動
し、大きく揺れることがある。図７に示すようなアンテ
ナポール１は、強い風に対して共振すると、例えばポー
ルの中央部（アンテナ２の基部付近）が振動の節となっ
てこの部分の振幅及びそれに伴う曲げ歪が大きくなる。
従って、当該部の材料疲労が加速されることがある。最
悪の場合、アンテナや支柱の屈曲、亀裂等が起こる恐れ
がある。
【０００７】支柱３上のアンテナ２は、誘電体製のレド
ーム４内にアンテナ素子を納めて構成されており、レド
ーム４として肉厚が２〜３ｍｍ程度のＦＲＰ（繊維強化
プラスチック）がよく用いられている。支柱３は鉄製で
ある。このため、振動による疲労、損傷は、支柱に比べ
て強度的に弱いレドーム４の付け根付近に集中して起こ
る可能性が高い。
ーム４内にアンテナ素子を納めて構成されており、レド
ーム４として肉厚が２〜３ｍｍ程度のＦＲＰ（繊維強化
プラスチック）がよく用いられている。支柱３は鉄製で
ある。このため、振動による疲労、損傷は、支柱に比べ
て強度的に弱いレドーム４の付け根付近に集中して起こ
る可能性が高い。
【０００８】アンテナが変形或いは損傷すると、緊急保
守作業が必要になったり、最悪の場合は電波が届くサー
ビスエリアが変動したり、電波強度が変動したりして通
信に支障が出る。従って、通信サービスの安定化のため
に風に強い（風による振動が起こり難い）アンテナポー
ルが望まれる。
守作業が必要になったり、最悪の場合は電波が届くサー
ビスエリアが変動したり、電波強度が変動したりして通
信に支障が出る。従って、通信サービスの安定化のため
に風に強い（風による振動が起こり難い）アンテナポー
ルが望まれる。
【０００９】この発明は、その要求に応えたアンテナポ
ールを実現して提供することを課題としている。
ールを実現して提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、誘電体製のパイプ状レドーム
にアンテナ素子を納めて構成される棒状アンテナを、棒
状支柱の上端に接合して成るアンテナポールにおいて、
棒状アンテナの基部に、アンテナポールの高次モードの
固有振動数に対応した制振性能をもつ制振装置を取付け
たのである。
め、この発明においては、誘電体製のパイプ状レドーム
にアンテナ素子を納めて構成される棒状アンテナを、棒
状支柱の上端に接合して成るアンテナポールにおいて、
棒状アンテナの基部に、アンテナポールの高次モードの
固有振動数に対応した制振性能をもつ制振装置を取付け
たのである。
【００１１】制振装置は、パッシブ型、アクティブ型の
どちらであってもよい。パッシブ型の装置、中でも、特
開平５−２６３８６９号で提案されているような衝突ダ
ンパ式のものは簡易かつ安価で実用価値が高い。一方、
電気的に制御できる加振装置でアンテナを加振して振動
を減衰させるアクティブ型の装置は、複雑、高価になる
が、加振する力や周波数を制御できるので、各種の振動
モードに広く対応できる利点がある。
どちらであってもよい。パッシブ型の装置、中でも、特
開平５−２６３８６９号で提案されているような衝突ダ
ンパ式のものは簡易かつ安価で実用価値が高い。一方、
電気的に制御できる加振装置でアンテナを加振して振動
を減衰させるアクティブ型の装置は、複雑、高価になる
が、加振する力や周波数を制御できるので、各種の振動
モードに広く対応できる利点がある。
【００１２】なお、衝突ダンパ式の制振装置は、アンテ
ナポールの２次モードの固定振動数に対応した制振性能
をもつように設計されたものが望ましい。
ナポールの２次モードの固定振動数に対応した制振性能
をもつように設計されたものが望ましい。
【００１３】
【作用】この発明のアンテナポールは、高次モードの固
有振動数に対応した制振性能をもつ制振装置を棒状アン
テナの基部に取付けてあるので、強い風に対しての共振
現象が制振装置の働きによって効果的に抑制され、その
ため、材料疲労が起こり難く、過度の応力が加わること
も少なくなる。
有振動数に対応した制振性能をもつ制振装置を棒状アン
テナの基部に取付けてあるので、強い風に対しての共振
現象が制振装置の働きによって効果的に抑制され、その
ため、材料疲労が起こり難く、過度の応力が加わること
も少なくなる。
【００１４】この点について、例を挙げて更に詳しく解
説する。ここでは、図７のアンテナポール１が以下の構
成のものと考えて話を進める。
説する。ここでは、図７のアンテナポール１が以下の構
成のものと考えて話を進める。
【００１５】 支柱３：長さＬ1 ＝約２ｍ、直径Ｄ1 ＝約１４０ｍｍ、 鉄製パイプで、全体量重量は約４０ｋｇ。 アンテナ２：長さＬ2 ＝約２．６ｍ、直径Ｄ＝約１５０
ｍｍ、鉄製基部２ａ長さＬ3 ＝約０．４ｍ、基部以外の
部分は肉厚２〜３ｍｍのＦＲＰ製パイプ状レドーム４に
アンテナ素子を入れた構造。全体重量は約４０ｋｇ。 このアンテナポール１が、下端固定の状態で設置されて
風を受けたときにカルマン渦によって引き起こされる振
動数ｆC と、共振風速ｖの関係は、 ｖ＝ｆc ・Ｄ／Ｓ ここに、Ｓ：ストローハル数 Ｄ：アンテナ直径 ｖ：共振風速 ｆｃ：アンテナの振動数 の式で表される。
ｍｍ、鉄製基部２ａ長さＬ3 ＝約０．４ｍ、基部以外の
部分は肉厚２〜３ｍｍのＦＲＰ製パイプ状レドーム４に
アンテナ素子を入れた構造。全体重量は約４０ｋｇ。 このアンテナポール１が、下端固定の状態で設置されて
風を受けたときにカルマン渦によって引き起こされる振
動数ｆC と、共振風速ｖの関係は、 ｖ＝ｆc ・Ｄ／Ｓ ここに、Ｓ：ストローハル数 Ｄ：アンテナ直径 ｖ：共振風速 ｆｃ：アンテナの振動数 の式で表される。
【００１６】図７のアンテナポールの場合、ストローハ
ル数Ｓは、ポール１が円形断面であるので約０．１８で
ある。Ｄ＝０．１５ｍとして、風速３ｍ／sec ，１０ｍ
／sec 、１５ｍ／sec 、３０ｍ／sec 時の振動数を求め
た結果（概算値）を表１に示す。
ル数Ｓは、ポール１が円形断面であるので約０．１８で
ある。Ｄ＝０．１５ｍとして、風速３ｍ／sec ，１０ｍ
／sec 、１５ｍ／sec 、３０ｍ／sec 時の振動数を求め
た結果（概算値）を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】一方、図７の構造のアンテナポール自体の
固有振動数ｆA は大略次のようになる。
固有振動数ｆA は大略次のようになる。
【００１９】
【表２】
【００２０】表１、２から判るように、強い風を受けた
ときには、カルマン渦による振動数が２次モードや３次
モードの固有振動数と一致して共振を起こす可能性が高
い。但し、台風のような場合は、強風ではあるが、風向
きや風速が大きく変動するため、３次モード或いはそれ
以上のモードに対して共振することは現実には少ない。
発生頻度の高い風速２０ｍ／sec 以下の風を受けたとき
の方が、２次モードの固有振動数に対して共振する可能
性が大で、強風時よりもむしろ問題になる。
ときには、カルマン渦による振動数が２次モードや３次
モードの固有振動数と一致して共振を起こす可能性が高
い。但し、台風のような場合は、強風ではあるが、風向
きや風速が大きく変動するため、３次モード或いはそれ
以上のモードに対して共振することは現実には少ない。
発生頻度の高い風速２０ｍ／sec 以下の風を受けたとき
の方が、２次モードの固有振動数に対して共振する可能
性が大で、強風時よりもむしろ問題になる。
【００２１】従って、パッシブ型の制振装置を用いる場
合には、２次モードの固有振動数に対応した制振性能を
もつように設計することが有効となる。
合には、２次モードの固有振動数に対応した制振性能を
もつように設計することが有効となる。
【００２２】なお、この制振装置をアンテナ基部に設け
ることも有効なことである。
ることも有効なことである。
【００２３】図７のようなアンテナポールの場合、高次
モードでの振動振幅及びそれによる歪が特に大きくなる
のは、アンテナ基部２ａの部分である。従って、その部
分に制振装置を設けることで装置性能を最大限に発揮さ
せることができる。
モードでの振動振幅及びそれによる歪が特に大きくなる
のは、アンテナ基部２ａの部分である。従って、その部
分に制振装置を設けることで装置性能を最大限に発揮さ
せることができる。
【００２４】また、アンテナ基部は、コネクタや強度部
材を収納するために比較的大きな空所を内部に設けてあ
るので、制振装置の収納が割合容易である。
材を収納するために比較的大きな空所を内部に設けてあ
るので、制振装置の収納が割合容易である。
【００２５】さらに、この基部（特に内部）に制振装置
を設置すれば、アンテナからの電波放射に対して制振装
置が障害物とならず、アンテナ特性に対する電気的影響
も回避できる。
を設置すれば、アンテナからの電波放射に対して制振装
置が障害物とならず、アンテナ特性に対する電気的影響
も回避できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１に、この発明のアンテナポー
ルの実施形態を示す。このアンテナポール１は、鉄製支
柱３の上端にアンテナを取付けて作られている。アンテ
ナ２は、鉄パイプで構成される基部２ａ上に、アンテナ
部を継いだ構造になっている。アンテナ部はＦＲＰ製レ
ドーム４内にアンテナ素子を収納して成る。５はアンテ
ナの頂上に立てた避雷針である。
ルの実施形態を示す。このアンテナポール１は、鉄製支
柱３の上端にアンテナを取付けて作られている。アンテ
ナ２は、鉄パイプで構成される基部２ａ上に、アンテナ
部を継いだ構造になっている。アンテナ部はＦＲＰ製レ
ドーム４内にアンテナ素子を収納して成る。５はアンテ
ナの頂上に立てた避雷針である。
【００２７】図のアンテナポール１は、アンテナ基部２
ａ内に制振装置６を組込んでおり、その装置６の作用で
アンテナ全体の振動が抑制される。
ａ内に制振装置６を組込んでおり、その装置６の作用で
アンテナ全体の振動が抑制される。
【００２８】なお、携帯電話の基地局用アンテナポール
は、レドーム４及び支柱３の直径を１００〜３００ｍｍ
程度、アンテナ２の長さを２〜３ｍ程度、基部２ａの長
さを約０．４ｍ、支柱３の長さを１ｍ以上に設計してい
るものが多いが、この発明を適用するアンテナポールの
サイズはそれに限定されるものではない。制振装置の大
きさ次第では、基部２ａを太くしたり、長くしたりする
ことが考えられ、また、制振装置の重量次第では、支柱
３を太くすることも当然に考えられる。
は、レドーム４及び支柱３の直径を１００〜３００ｍｍ
程度、アンテナ２の長さを２〜３ｍ程度、基部２ａの長
さを約０．４ｍ、支柱３の長さを１ｍ以上に設計してい
るものが多いが、この発明を適用するアンテナポールの
サイズはそれに限定されるものではない。制振装置の大
きさ次第では、基部２ａを太くしたり、長くしたりする
ことが考えられ、また、制振装置の重量次第では、支柱
３を太くすることも当然に考えられる。
【００２９】制振装置６は、衝突ダンパ式のものであ
る。図２にその装置６を示す。この制振装置６は、円筒
形のケーシング６ａ内に鋼球６ｂと円盤状の制振用ウエ
イト６ｃを交互に多段に重ねて収納した構造になってい
る。鋼球６ｂは広く敷き詰められ、一方、制振用ウエイ
ト６ｃは、ケーシング６ａ内の内面に貼ったダンパシー
ト６ｄとの間に適度のクリアランスをもってケーシング
６ａに納められている。この装置６をアンテナ基部に取
付けると、アンテナポール１が揺れたとき、制振用ウエ
イト６ｃが慣性により元の位置に残ろうとするので、ケ
ーシング６ａとの相対変位が生じてウエイト６ｃがダン
パシート６ｄに衝突する。このウエイト６ｃの衝突運動
とアンテナポール１の振動周期はほぼ等しく、位相がず
れるため、振動エネルギーがウエイトの運動エネルギー
により減殺されて振動が抑制される。
る。図２にその装置６を示す。この制振装置６は、円筒
形のケーシング６ａ内に鋼球６ｂと円盤状の制振用ウエ
イト６ｃを交互に多段に重ねて収納した構造になってい
る。鋼球６ｂは広く敷き詰められ、一方、制振用ウエイ
ト６ｃは、ケーシング６ａ内の内面に貼ったダンパシー
ト６ｄとの間に適度のクリアランスをもってケーシング
６ａに納められている。この装置６をアンテナ基部に取
付けると、アンテナポール１が揺れたとき、制振用ウエ
イト６ｃが慣性により元の位置に残ろうとするので、ケ
ーシング６ａとの相対変位が生じてウエイト６ｃがダン
パシート６ｄに衝突する。このウエイト６ｃの衝突運動
とアンテナポール１の振動周期はほぼ等しく、位相がず
れるため、振動エネルギーがウエイトの運動エネルギー
により減殺されて振動が抑制される。
【００３０】図３は衝突ダンパ式の制振装置６をアンテ
ナ基部２ａにＵ字ボルト７で横抱き状態に取付けた例で
ある。この方式は簡単に取付けられる利点がある。外観
が損なわれない、余分な風の抵抗を受けないという点で
は、図２のような内蔵型の装置を図１のようにアンテナ
基部２ａに内に組込む方が有利である。
ナ基部２ａにＵ字ボルト７で横抱き状態に取付けた例で
ある。この方式は簡単に取付けられる利点がある。外観
が損なわれない、余分な風の抵抗を受けないという点で
は、図２のような内蔵型の装置を図１のようにアンテナ
基部２ａに内に組込む方が有利である。
【００３１】この衝突ダンパ式の制振装置は、アンテナ
ポール１の２次モードの固有振動数に対応した制振性能
をもつように制振用ウエイト６ｃの質量を定めている。
ポール１の２次モードの固有振動数に対応した制振性能
をもつように制振用ウエイト６ｃの質量を定めている。
【００３２】以下に、制振用ウエイト質量の求め方につ
いて述べる。
いて述べる。
【００３３】アンテナポールの固定方式は、図４
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように色々とあるが、揺
れが起こるのは固定点から自由端（頂点）までの長さＬ
の部分（以下では自由長部という）であるので、先ず、
この自由長部について、２次モードで振動したときの等
価振動質量Ｗを次式で求める。
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように色々とあるが、揺
れが起こるのは固定点から自由端（頂点）までの長さＬ
の部分（以下では自由長部という）であるので、先ず、
この自由長部について、２次モードで振動したときの等
価振動質量Ｗを次式で求める。
【００３４】
【数１】
【００３５】等価振動質量Ｗは、固定点から適当な長さ
でアンテナポールの自由長部を高さ方向に複数に区分
し、各区分域の節点ｉ部の質量ｗｉ、２次モードで制振
したときの各節点の水平変位量（振幅）Δｉ（このΔｉ
はポール先端の変位位置を１として規格化して求め
る）、制振装置設置部の水平変位量ａを求めて式(1) に
より算出する。
でアンテナポールの自由長部を高さ方向に複数に区分
し、各区分域の節点ｉ部の質量ｗｉ、２次モードで制振
したときの各節点の水平変位量（振幅）Δｉ（このΔｉ
はポール先端の変位位置を１として規格化して求め
る）、制振装置設置部の水平変位量ａを求めて式(1) に
より算出する。
【００３６】その等価振動質量Ｗが定まれば、次式(2)
で制振用ウエイト質量を求めることができる。 ＷD ＝（Δ／δR ）×Ｒ×Ｗ…………(2) ここで、Δ：対象アンテナポールの振動を止めるのに必
要な対数減衰率 δR ：等価振動質量Ｗに対し、制振用ウエイト質量Ｗ×
Ｒをもつ制振装置を用いたときの対数減衰率 Ｒ：１以下の数値であり、衝突ダンパ式の制振装置では
１／１０〜１／１００程度のオーダの数値が用いられる なお、対数減衰率とは、減衰振動において、第ｊ番目の
振動振幅Ｙｊとその次（ｊ＋１番目）の振動振幅Ｙｊ＋
１の比Ｙｊ／Ｙｊ＋１を示すものであって、振動の減衰
する早さを示す数値である、ｊは任意の正の整数であ
る。
で制振用ウエイト質量を求めることができる。 ＷD ＝（Δ／δR ）×Ｒ×Ｗ…………(2) ここで、Δ：対象アンテナポールの振動を止めるのに必
要な対数減衰率 δR ：等価振動質量Ｗに対し、制振用ウエイト質量Ｗ×
Ｒをもつ制振装置を用いたときの対数減衰率 Ｒ：１以下の数値であり、衝突ダンパ式の制振装置では
１／１０〜１／１００程度のオーダの数値が用いられる なお、対数減衰率とは、減衰振動において、第ｊ番目の
振動振幅Ｙｊとその次（ｊ＋１番目）の振動振幅Ｙｊ＋
１の比Ｙｊ／Ｙｊ＋１を示すものであって、振動の減衰
する早さを示す数値である、ｊは任意の正の整数であ
る。
【００３７】
【実施例】図５に、より具体的な実施形態を挙げる。こ
のアンテナポール１は、長さ約２．６ｍの棒状アンテナ
２を、長さ約４．５ｍの鉄製支柱３上に取付け、アンテ
ナ基部２ａ内に衝突ダンパ式の制振装置（図示せず）を
組込んである。
のアンテナポール１は、長さ約２．６ｍの棒状アンテナ
２を、長さ約４．５ｍの鉄製支柱３上に取付け、アンテ
ナ基部２ａ内に衝突ダンパ式の制振装置（図示せず）を
組込んである。
【００３８】アンテナポール１の全体の質量は約８７ｋ
ｇである。また、このポールの取付けは、支柱３の下端
をボルトで固定し、さらに、そこから１．５ｍ上った位
置をベルトで固定して行われる。その取付け状態でのア
ンテナポールの２次の振動モードの解析結果をグラフに
して図５に併記する。
ｇである。また、このポールの取付けは、支柱３の下端
をボルトで固定し、さらに、そこから１．５ｍ上った位
置をベルトで固定して行われる。その取付け状態でのア
ンテナポールの２次の振動モードの解析結果をグラフに
して図５に併記する。
【００３９】アンテナポール１のベルトによる固定点か
ら上の部分（自由長部）を１１個の節点に分け、最先端
（節点１１の部分）の振幅値を１として計算した各節点
の水平変位量Δｉを表３に示す。また、各節点の実際の
質量ｗｉも表３に併せて示す。このΔｉは、例えば、ｉ
＝６であれば、図５のＷ６で示した部分の質量である。
ら上の部分（自由長部）を１１個の節点に分け、最先端
（節点１１の部分）の振幅値を１として計算した各節点
の水平変位量Δｉを表３に示す。また、各節点の実際の
質量ｗｉも表３に併せて示す。このΔｉは、例えば、ｉ
＝６であれば、図５のＷ６で示した部分の質量である。
【００４０】
【表３】
【００４１】図５のアンテナポール１は、制振装置を節
点６に、設けるので、上式(1) のａは−０．５１７とな
る。このａの具体値と、表３に示されるｗｉ、Δｉの具
体値を上式(1) に当てはめれば、図５に示すアンテナポ
ール１の自由長部の等価振動質量Ｗが求まる。このケー
スでは、その値が５１．４６ｋｇとなっている。そこ
で、この値を上式(2) に当てはめて必要な制振用ウエイ
ト質量ＷD を求める。
点６に、設けるので、上式(1) のａは−０．５１７とな
る。このａの具体値と、表３に示されるｗｉ、Δｉの具
体値を上式(1) に当てはめれば、図５に示すアンテナポ
ール１の自由長部の等価振動質量Ｗが求まる。このケー
スでは、その値が５１．４６ｋｇとなっている。そこ
で、この値を上式(2) に当てはめて必要な制振用ウエイ
ト質量ＷD を求める。
【００４２】衝突ダンパ式の制振装置では、式(2) のＲ
が０．０６程度、対数減衰率δR は０．０５〜０．０７
程度といわれている。また、式(2) の対数減衰率Δは
０．０３程度は必要と考えられるので、これ等の数値
（δR は中間をとって０．０６と考える）を用いて式
(2) による制振用ウエイト質量ＷD を計算すると、ＷD
＝（０．０３／０．０６）×０．０６×５１．４６≒
１．６の値が得られる。
が０．０６程度、対数減衰率δR は０．０５〜０．０７
程度といわれている。また、式(2) の対数減衰率Δは
０．０３程度は必要と考えられるので、これ等の数値
（δR は中間をとって０．０６と考える）を用いて式
(2) による制振用ウエイト質量ＷD を計算すると、ＷD
＝（０．０３／０．０６）×０．０６×５１．４６≒
１．６の値が得られる。
【００４３】即ち、図５のアンテナポールの場合、２次
振動については、１．６ｋｇｒの制振用ウエイトで有効
な制振が行える。ウエイト質量をこれ以上に大きくすれ
ば、制振効果を更に高めることができる。図のアンテナ
ポールは、長さ０．４ｍのアンテナ基部２ａに対し、
２．７ｋｇｒ程度のウエイト設置が許容され、従って、
実施例においては、制振用ウエイト質量を２．７ｋｇｒ
とした。
振動については、１．６ｋｇｒの制振用ウエイトで有効
な制振が行える。ウエイト質量をこれ以上に大きくすれ
ば、制振効果を更に高めることができる。図のアンテナ
ポールは、長さ０．４ｍのアンテナ基部２ａに対し、
２．７ｋｇｒ程度のウエイト設置が許容され、従って、
実施例においては、制振用ウエイト質量を２．７ｋｇｒ
とした。
【００４４】このアンテナポールの制振効果は、風向き
や風力の持続条件等が一定ではないので、確率的な予想
になるが、平均的には１／２以下、場合によっては１／
４〜１／５程度まで２次振動を減衰できると推定され
る。
や風力の持続条件等が一定ではないので、確率的な予想
になるが、平均的には１／２以下、場合によっては１／
４〜１／５程度まで２次振動を減衰できると推定され
る。
【００４５】図６は、アクティブ型制振装置８を採用し
たアンテナポールの一例である。図はアンテナ基部２ａ
を横断して上から見た状態にして示している。図の８ａ
はＸ方向の振動を検出する加速度センサ、８ｂはＸ軸と
垂直なＹ方向の振動を検出する加速度センサ、８ｃ、８
ｄは対向位置の２個をペアにしたマグネットコイル、８
ｅはＡ／Ｄ変換器、８ｆはＸ方向電流制御装置、８ｇは
Ｙ方向電流制御装置、８ｈはマイクロコンピュータ、８
ｉは制御用端末機である。この制御装置８は、加速度セ
ンサ８ａ、８ｂでＸ、Ｙ方向の振動を検出し、電流制御
装置８ｆ、８ｇでマグネットコイル８ｃ、８ｄの励磁電
流をセンサの出力信号に対応するように制御してマグネ
ットコイル８ｃ、８ｄの鉄製基部２ａに対する磁気吸引
力を変化させる。この磁気吸引力による加振を、風によ
るポール振動の位相とずれるように制御すれば、アンテ
ナポールの振動エネルギーが打ち消されて振動が止ま
る。この方式の制御装置は、制振パラメータを変更する
だけで多様なモードの振動に対応できるが、装置が大が
かりになるので、パッシブ型の装置で目的を果たし得る
ならば、そのパッシブ型装置を利用するのが得策であ
る。加振機構は、マグネットコイルによる方式を例に挙
げたが、気圧、油圧等を利用する方式でもよい。
たアンテナポールの一例である。図はアンテナ基部２ａ
を横断して上から見た状態にして示している。図の８ａ
はＸ方向の振動を検出する加速度センサ、８ｂはＸ軸と
垂直なＹ方向の振動を検出する加速度センサ、８ｃ、８
ｄは対向位置の２個をペアにしたマグネットコイル、８
ｅはＡ／Ｄ変換器、８ｆはＸ方向電流制御装置、８ｇは
Ｙ方向電流制御装置、８ｈはマイクロコンピュータ、８
ｉは制御用端末機である。この制御装置８は、加速度セ
ンサ８ａ、８ｂでＸ、Ｙ方向の振動を検出し、電流制御
装置８ｆ、８ｇでマグネットコイル８ｃ、８ｄの励磁電
流をセンサの出力信号に対応するように制御してマグネ
ットコイル８ｃ、８ｄの鉄製基部２ａに対する磁気吸引
力を変化させる。この磁気吸引力による加振を、風によ
るポール振動の位相とずれるように制御すれば、アンテ
ナポールの振動エネルギーが打ち消されて振動が止ま
る。この方式の制御装置は、制振パラメータを変更する
だけで多様なモードの振動に対応できるが、装置が大が
かりになるので、パッシブ型の装置で目的を果たし得る
ならば、そのパッシブ型装置を利用するのが得策であ
る。加振機構は、マグネットコイルによる方式を例に挙
げたが、気圧、油圧等を利用する方式でもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のアンテ
ナポールは、アンテナ基部に高次モードの固有振動数に
対応させた制振装置を取付けたので、風による振動が効
果的に抑制され、振動による疲労、損傷、電波が届くサ
ービスエリアの変動などが起こり難くなる。
ナポールは、アンテナ基部に高次モードの固有振動数に
対応させた制振装置を取付けたので、風による振動が効
果的に抑制され、振動による疲労、損傷、電波が届くサ
ービスエリアの変動などが起こり難くなる。
【００４７】制振装置の性能を２次モードの固有振動数
に対応させたものは、実態に即した制振がなされるの
で、より優れた効果が得られ、地震に対しても強いアン
テナになる。例えば、阪神大震災の場合、０．１〜１．
５秒周期の強い振動が記録されており、このような周期
の振動に対してはアンテナポールが２次モードで共振す
る恐れがある。その振動が制振装置によって効果的に減
衰されるので、地震からの保護もなされる。
に対応させたものは、実態に即した制振がなされるの
で、より優れた効果が得られ、地震に対しても強いアン
テナになる。例えば、阪神大震災の場合、０．１〜１．
５秒周期の強い振動が記録されており、このような周期
の振動に対してはアンテナポールが２次モードで共振す
る恐れがある。その振動が制振装置によって効果的に減
衰されるので、地震からの保護もなされる。
【００４８】なお、２次振動に対応する設計にしても、
１次モードや３次モードの振動に対して全く対応できな
い訳ではない。この１次モード、３次モードの振動に対
してもある程度の制振効果が生じる。
１次モードや３次モードの振動に対して全く対応できな
い訳ではない。この１次モード、３次モードの振動に対
してもある程度の制振効果が生じる。
【図１】この発明のアンテナポールの実施形態を示す斜
視図
視図
【図２】（ａ）図１のアンテナポールに採用した衝突ダ
ンパ式制振装置の部分破断正面図 （ｂ）同上の制振装置の平面図
ンパ式制振装置の部分破断正面図 （ｂ）同上の制振装置の平面図
【図３】（ａ）外付け方式にした衝突ダンパ式制振装置
の部分破断正面図 （ｂ）同上の制振装置の平面図
の部分破断正面図 （ｂ）同上の制振装置の平面図
【図４】（ａ）アンテナポールの固定方式の一例を示す
図 （ｂ）アンテナポールの固定方式の他の例を示す図 （ｃ）アンテナポールの固定方式の他の例を示す図
図 （ｂ）アンテナポールの固定方式の他の例を示す図 （ｃ）アンテナポールの固定方式の他の例を示す図
【図５】実施例のアンテナポールとそのアンテナポール
の２次の振動モードの解析結果を示す図
の２次の振動モードの解析結果を示す図
【図６】アクティブ型制振装置の一例を示すブロック図
【図７】アンテナポールの従来例の斜視図
１ アンテナポール ２ 棒状アンテナ ２ａ アンテナ基部 ３ 支柱 ４ レドーム ５ 避雷針 ６ 衝突ダンパ式制振装置 ７ Ｕ字ボルト ８ アクティブ型制振装置
Claims (4)
- 【請求項１】 誘電体製のパイプ状レドームにアンテナ
素子を納めて構成される棒状アンテナを、棒状支柱の上
端に接合して成るアンテナポールにおいて、棒状アンテ
ナの基部に、アンテナポールの高次モードの固有振動数
に対応した制振性能をもつ制振装置を取付けたことを特
徴とする制振装置付アンテナポール。 - 【請求項２】 前記制振装置として、衝突ダンパ式の装
置を用いたこと特徴とする請求項１記載の制振装置付ア
ンテナポール。 - 【請求項３】 前記制振装置として、衝突ダンパ式のも
のを用い、さらに、その装置の制振性能を、アンテナポ
ールの２次モードの固有振動数に対応したものにしたこ
と特徴とする請求項１記載の制振装置付アンテナポー
ル。 - 【請求項４】 前記制振装置として、電気的に制御した
力でアンテナを加振して振動を減衰させるアクティブ型
の装置を用いたことを特徴とする請求項１記載の制振装
置付アンテナポール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27474796A JPH10126126A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 制振装置付アンテナポール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27474796A JPH10126126A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 制振装置付アンテナポール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10126126A true JPH10126126A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17546032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27474796A Pending JPH10126126A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 制振装置付アンテナポール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10126126A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003347820A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-05 | Maspro Denkoh Corp | アンテナ装置の避雷構造及びアンテナ装置 |
| US6940469B2 (en) | 2003-08-06 | 2005-09-06 | Kathrein-Werke Kg | Antenna arrangement |
-
1996
- 1996-10-17 JP JP27474796A patent/JPH10126126A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003347820A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-05 | Maspro Denkoh Corp | アンテナ装置の避雷構造及びアンテナ装置 |
| US6940469B2 (en) | 2003-08-06 | 2005-09-06 | Kathrein-Werke Kg | Antenna arrangement |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20041126 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050301 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050628 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |