WO2010097842A1

WO2010097842A1 - アンテナ昇降機及び電磁波計測システム

Info

Publication number: WO2010097842A1
Application number: PCT/JP2009/000917
Authority: WO
Inventors: 鈴木賢弥; 佐藤敏勝
Original assignee: Ｎｅｃトーキン株式会社
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-02
Also published as: KR20110123729A; CN102317799A; KR101524180B1; CN102317799B

Abstract

　アンテナ昇降機は、アンテナユニットと、アンテナユニットを垂直方向に昇降させる昇降機構とを備える。アンテナユニットは、アンテナと、そのアンテナを支持するアンテナ支持機構と、アンテナの仰角を調整するように構成された仰角調整機構とを備える。仰角調整機構は、アンテナ支持機構を回動させることによりアンテナの仰角を調整するものであり、仰角の調整は昇降機構によるアンテナユニットの昇降とは独立して行うことができる。そのため、アンテナの仰角を任意に調整することが可能となるため、より正確な電磁波計測を行うことができる。

Description

アンテナ昇降機及び電磁波計測システム

　本発明は、アンテナ昇降機及びそれを備えた電磁波計測システムに関する。

　電子機器の電磁妨害波の評価のため、その電子機器から発せられる電磁波の計測が行われる。この計測は、電波暗室内又はオープンサイトで行われる。電磁波計測に使用される装置又はシステムとしては、例えば、特許文献１～３に開示されたものがある。しかしながら、特許文献１～３に開示された装置又はシステムは、アンテナの仰角を調整することができないといった問題を有している。

　これに対して、特許文献４に開示された装置は、アンテナの垂直位置に応じてアンテナの仰角を自動調整する機構を備えている。
特開２００７－０３３２５４号公報特開平０８－１４６０６３号公報実公平０３－００６０１３号公報米国特許５，３７９，０４８号公報

　しかしながら、特許文献４に計測システムでは、決められた仰角調整しかできないため調整が不十分な場合がある。また、特許文献４による計測システムでは、大きく高さの異なる被計測機器を計測することはできないため、その被計測機器毎に計測システムを用意しなければならない。

　そこで、本発明は、より柔軟に仰角を調整することのできる機構を備えたアンテナ昇降機を提供することを目的とする。

　本発明の一側面は、アンテナユニットと、該アンテナユニットを垂直方向に昇降させる昇降機構とを備えるアンテナ昇降機であって、前記アンテナユニットは、アンテナと、前記昇降機構による前記アンテナユニットの昇降とは独立させた状態で前記アンテナの仰角を調整するように構成された仰角調整機構とを備える、アンテナ昇降機を提供する。

　従来技術では、アンテナの昇降動作と仰角調整とがリンクしていることから、それらの関係を正確に設定しておかなければ、アンテナの指向性が極めて高い場合などに正確な測定を行えない。これに対して、本発明によれば、アンテナの昇降動作と仰角調整とを独立制御可能なことから、任意の高さにおいて仰角を最も適切な状態に調整することができる。このように、本発明によれば、柔軟な仰角調整を行うことができ、従って、精度の高い測定を行うことができる。加えて、本発明によれば、高さ位置とは独立した値として仰角を調整できることから、高さの異なる被計測機器に対しても一つのアンテナ昇降機で対応することができる。

本発明の実施の形態によるアンテナ昇降機を備える電磁波計測システムを模式的に示す図である。図１のアンテナ昇降機を模式的に示す側面図である。図２のアンテナ昇降機を模式的に示す正面図である。但し、アンテナは省略されている。図２のアンテナ昇降機に含まれる昇降機構の一部とアンテナユニットとを模式的に示す拡大斜視図である。図３のアンテナ昇降機に含まれる偏波角調整機構とアンテナユニットとを模式的に示す拡大図である。但し、アンテナは省略されている。

符号の説明

　１００　　　　アンテナ昇降機
　１１０　　　　昇降機構
　１１２　　　　マスト
　１１４　　　　上側部材
　１１６　　　　下側部材
　１１８　　　　上側プーリー
　１２０　　　　下側プーリー
　１２２　　　　ベルト
　１２４　　　　ギアボックス
　１２６　　　　モータ
　１２８　　　　ベース
　１２８ａ　　　孔
　１３０　　　　アンテナユニット
　１４０　　　　アンテナ
　１５０　　　　アンテナ支持機構
　１５２　　　　アーム
　１５４　　　　保持部材
　１５６　　　　シャフト
　１５８　　　　水準器
　１６０　　　　仰角調整機構
　１６２　　　　仰角調整レバー
　１６２ａ　　　保持孔
　１６４　　　　スライダ
　１６６　　　　フィードナット
　１６８　　　　フィードねじ
　１６８ａ　　　スライダ孔
　１７０　　　　ガイドポール
　１７２　　　　ギアボックス
　１７４　　　　モータ
　１８０　　　　偏波調整機構
　１８２　　　　偏波調整レバー
　１８４　　　　リニアアクチュエータ
　２００　　　　ターンテーブル
　３００　　　　被計測機器（ＥＵＴ）

　図１を参照すると、本発明の実施の形態による電磁波計測システムは、アンテナ昇降機１００と、アンテナ昇降機１００と離間して配置されたターンテーブル２００とを備えている。ターンテーブル２００上には、被計測機器（ＥＵＴ）３００が搭載される。

　図２及び図３に示されるように、アンテナ昇降機１００は、アンテナユニット１３０と、アンテナユニット１３０を垂直方向に昇降させる昇降機構１１０とを備えている。

　図２及び図３に示されるように、昇降機構１１０は、垂直方向に延びるマスト１１２と、マスト１１２によって連結されている上側部材１１４及び下側部材１１６とを備えている。上側部材１１４には上側プーリー１１８が設けられ、下側部材１１６には下側プーリー１２０が設けられている。上側プーリー１１８と下側プーリー１２０とには、ベルト１２２がかけわたされている。図４に示されるように、下側プーリー１２０には、ギアボックス１２４を介してモータ１２６が接続されている。このようにして、モータ１２６によりベルト１２２の駆動が行われる。この種のモータ１２６としては、例えば、サーボモータを用いることができる。

　図２乃至図４に示されるように、マスト１１２には、垂直方向に移動可能となるようにベース１２８が取り付けられている。図２及び図３から理解されるように、ベース１２８にはベルト１２２が接続されている。更に、ベース１２８には、アンテナユニット１３０が取り付けられている。ベルト１２２の駆動によってベース１２８の昇降動作が行われ、それにより、アンテナユニット１３０の昇降動作も行われる。

　図４に最も良く示されるように、アンテナユニット１３０は、アンテナ１４０と、アンテナ１４０を支持するアンテナ支持機構１５０と、アンテナ１４０の仰角を調整する仰角調整機構１６０と、アンテナ１４０の偏波角を調整する偏波調整機構１８０とを備えている。

　本実施の形態によるアンテナ１４０は、ホーンアンテナである。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な種類のアンテナを用いることができる。

　図４に示されるように、アンテナ支持機構１５０は、先端にアンテナ１４０が取り付けられたアーム１５２と、アーム１５２を保持する保持部材１５４と、保持部材１５４に連結されたシャフト１５６と、アーム１５２上に設けられた水準器１５８とを備えている。

　本実施の形態におけるアーム１５２は、直線状に延びるものであり、アーム１５２の軸に直交する面において四角形状の断面を有している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、アームが他の形状を有していてもよい。

　偏波調整機構１８０によるアンテナ１４０の偏波角の調整を可能とするため、本実施の形態によるアーム１５２は、アンテナ１４０の受波の中心軸に合わせるようにして、アンテナ１４０を保持している。換言すると、本実施の形態におけるアーム１５２は、アンテナ１４０の受波の中心軸とアラインするように延びている。

　偏波調整機構１８０によるアンテナ１４０の偏波角の調整を可能とするため、本実施の形態による保持部材１５４は、軸受け構造を備えており、アーム１５２を軸支している。そのため、アーム１５２は、自己の中心軸の周りに回動可能であり、アンテナ１４０の偏波角を変えることができる。

　シャフト１５６は、円柱状又は円筒状を有している。シャフト１５６は、ベース１２８に形成された孔１２８ａに挿入され、それによってベース１２８に軸支されている。シャフト１５６の一端が保持部材１５４に連結固定されているため、シャフト１５６が回動すると、保持部材１５４に保持されたアーム１５２が保持部材１５４を中心として回転し、それによって、アンテナ１４０の仰角が変化する。

　本実施の形態においては、ベース１２８のマスト１１２上の移動とシャフト１５６の回動とが互いに独立して行えるように、マスト１１２とシャフト１５６とはリンクされていない。

　本実施の形態においては、アーム１５２に水準器１５８が設けられていることから、アンテナ１４０が水平配置されているか否かを客観的に検知することができる。このように、水準器１５８は、アンテナ１４０の仰角が０となっているか否かを検知するための水平検知部材として機能している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、水準器１５８に代えて、各種角度センサなどを水平検知部材として用いることとしてもよい。また、水平検知部材により検出した状態に応じて、以下に説明する仰角調整機構１６０による仰角調整を自動的に行うこととしてもよい。

　図２及び図４に示されるように、本実施の形態による仰角調整機構１６０は、昇降機構１１０によるアンテナユニット１３０の昇降とは独立した状態で、アンテナ１４０の偏波角の調整を行うことのできるものである。即ち、昇降機構１１０の動作と仰角調整機構１６０の動作とは互いに別個独立したものであり、リンクしていない。

　本実施の形態による仰角調整機構１６０は、アンテナ１４０の仰角を連続的に変化させつつ調整するように構成されたものである。具体的には、仰角調整機構１６０は、前述したシャフト１５６を軸としてアンテナ支持機構１５０を回動させることにより、アンテナ１４０の仰角を調整する。

　図４に最も良く示されているように、仰角調整機構１６０は、仰角調整レバー１６２と、仰角調整レバー１６２に摺動可能に保持されたスライダ１６４と、スライダ１６４に接続固定されたフィードナット１６６と、フィードナット１６６に螺合されたフィードねじ１６８とを備えている。

　仰角調整レバー１６２の一端は、アンテナ支持機構１５０のシャフト１５６の他端に接続されており、仰角調整レバー１６２の他端の円弧運動によってシャフト１５６を回動させることができる。

　仰角調整レバー１６２の他端には、競技用トラック状の形状を有する保持孔１６２ａが形成されており、スライダ１６４は、その保持孔１６２ａ内においてスライド可能となるように、仰角調整レバー１６２に保持されている。その結果、スライダ１６４が垂直方向に移動すると、当該スライダ１６４は、保持孔１６２ａ内をスライドしつつ、仰角調整レバー１６２の他端を円弧運動させることができる。

　フィードナット１６６とフィードねじ１６８とは、回転運動を直線運動に変換する伝達機構を構成している。詳しくは、フィードねじ１６８の回転によって、フィードナット１６６がフィードねじ１６８上をリニアにフィードされる。即ち、フィードねじ１６８の回転運動がフィードナット１６６の直線運動に変換される。フィードナット１６６とフィードねじ１６８の組み合わせに代えて、例えばボールねじ等の他の伝達機構を採用することとしてもよい。

　本実施の形態においては、上述したようにフィードナット１６６はスライダ１６４に固定されているので、フィードねじ１６８の回転によりスライダ１６４が直線的に動かされる。更に、スライダ１６４の直線運動が仰角調整レバー１６２に伝達されることにより、仰角調整レバー１６２が回転する。この仰角調整レバーの回転がアンテナ支持機構１５０のシャフト１５６に伝達されることにより、アンテナ支持機構１５０が回転させられアンテナ１４０の仰角が調整される。このように、本実施の形態による仰角調整機構は、回転－リニア－回転伝達機構を備えている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、仰角調整レバー１６２に回転運動を与えられるものであれば、他の機構であってもよい。

　本実施の形態における仰角調整機構１６０は、ガイドポール１７０と、ギアボックス１７２を介してガイドポール１７０に接続されたモータ１７４とを更に備えている。モータ１７４としては、例えば、サーボモータを用いることができる。モータ１７４及びギアボックス１７２は、ガイドポール１７０を回転させる回転機構として機能する。しかしながら、本発明はこれに制限されるものではなく、他の回転機構を用いてもよい。

　図２を参照すると、ガイドポール１７０は、垂直方向に延びるように、昇降機構１１０の上側部材１１４と下側部材１１６とによって回動可能に保持されている。換言すると、ガイドポール１７０は、昇降機構１１０のマスト１１２と平行に延びている。

　図４を参照すると、本実施の形態におけるガイドポール１７０は、垂直方向と直交する面内（水平面内）において四角形状の断面を有している。同様に、本実施の形態におけるフィードねじ１６８には、四角形状の断面を有するスライダ孔１６８ａが形成されている。但し、水平面内において、フィードねじ１６８のスライダ孔１６８ａのサイズは、ガイドポール１７０のサイズよりも若干大きい。

　ガイドポール１７０は、フィードねじ１６８のスライダ孔１６８ａに挿入されている。上述したサイズ関係により、フィードねじ１６８は、アンテナユニット１３０の垂直移動に伴ってガイドポール１７０上をスライドすることができる一方で、ガイドポール１７０の回動に伴って回動することができる。

　本実施の形態によるガイドポール１７０は四角形状の断面を有していたが、本発明はこれに制限されるものではない。ガイドポール１７０は、自己の回転をフィードねじ１６８に伝達し得る形状であれば他の形状を有していてもよい。例えば、ガイドポール１７０は、三角形、六角形、星形などの断面を有していてもよい。また、スライダ孔１６８ａは、フィードねじ１６８がガイドポール１７０上をスライドし得る一方でガイドポール１７０の回転に応じてフィードねじ１６８が回転し得る形状である限り、四角形以外の形状を有していてもよい。なお、ガイドポール１７０やスライダ孔１６８ａの形状が複雑な形状や角数の多い多角形形状である場合、ガイドポール１７０とスライダ孔１６８ａの間の回転力の伝達をスムーズなものとするため、それらの間隙を小さくすることが好ましい。

　図３乃至図５を参照すると、本実施の形態による偏波調整機構１８０は、アンテナ１４０の偏波角を連続的に変化させつつ調整するように構成されている。

　具体的には、偏波調整機構１８０は、偏波調整レバー１８２及びリニアアクチュエータ１８４を備えている。偏波調整レバー１８２の一端は、アーム１５２に接続固定されている。一方、偏波調整レバー１８２の他端は、仰角調整レバー１６２とフィードナット１６６との接続と同様にスライダを介して、リニアアクチュエータ１８４と接続されている。従って、リニアアクチュエータ１８４の直線運動は、リニアアクチュエータ１８４と偏波調整レバー１８２との接続部において、偏波調整レバー１８２の他端の円弧運動に変換される。更に、この偏波調整レバー１８２の他端の円弧運動がアーム１８４に回動運動として伝達される。これにより、アーム１８４の回動が行われる。このように、本実施の形態による偏波調整機構１８０は、直線運動を回転運動に変換しつつ当該回転運動をアンテナ支持機構１５０に伝達することにより、アンテナ支持機構１５０を回転させてアンテナ１４０の偏波角を調整するものである。

　上述した偏波調整機構１８０は、他の構成に代えてもよい。しかしながら、本実施の形態の偏波調整機構１８０によれば、アンテナ昇降機１００の軽量化を図ることができる。

　上述した本実施の形態によるアンテナ昇降機１００は、アンテナユニット１３０の垂直方向への移動とは独立してアンテナ１４０を２軸回転制御可能なものであり、従って、様々な被測定機器に対して様々な計測を行うことができる。

　以上、具体的な例を掲げて本発明について説明してきたが、本発明はこれらに制限されるものではない。

　例えば、図１において、アンテナユニット１３０の高さＨ及びアンテナ１４０の仰角θに応じて、アンテナ昇降機１００と被測定機器３００との距離Ｌが所定の計測距離とは異なる場合がある。これに対応するため、電磁波計測システムに、計測距離を補正する距離修正機構を設けることとしてもよい。距離修正機構としては、様々なものが考えられるが、例えば、アンテナ昇降機１００の下側部材１１６にローラーや車輪などの取り付け、アンテナ昇降機１００自体を自走式とすることとすると、システムをさほど大型化することなく、且つ、アンテナ昇降機１００の姿勢バランスを崩すことなく、距離修正機構を構成することができる。

Claims

　アンテナユニットと、該アンテナユニットを垂直方向に昇降させる昇降機構とを備えるアンテナ昇降機であって、
　前記アンテナユニットは、アンテナと、前記昇降機構による前記アンテナユニットの昇降とは独立させた状態で前記アンテナの仰角を調整するように構成された仰角調整機構とを備える、アンテナ昇降機。
　請求項１記載のアンテナ昇降機において、
　前記アンテナユニットは、前記アンテナを支持するアンテナ支持機構を更に備えており、
　前記仰角調整機構は、該アンテナ支持機構を回動させることにより、前記アンテナの仰角を調整する
アンテナ昇降機。
　請求項２記載のアンテナ昇降機において、
　前記昇降機構は、垂直方向に延びるマストと、前記垂直方向に移動可能となるように前記マストに取り付けられたベースとを備えており、
　前記アンテナ支持機構は、前記ベースに回動可能となるように、支持されている
アンテナ昇降機。
　請求項２又は請求項３記載のアンテナ昇降機において、
　前記仰角調整機構は、第１回転運動を直線運動に変換し、更に該直線運動を第２回転運動に変換し、当該第２回転運動を前記アンテナ支持機構に伝達することにより、前記アンテナ支持機構を回動させて前記アンテナの仰角を調整する
アンテナ昇降機。
　請求項４記載のアンテナ昇降機において、
　前記仰角調整機構は、仰角調整レバー、スライダ、伝達機構を備えており、
　前記仰角調整レバーは２つの端部を備えており、
　前記仰角調整レバーの一端は、前記アンテナ支持機構に接続されており、
　前記仰角調整レバーの他端には、保持孔が形成されており、
　前記スライダは、前記保持孔内においてスライド可能となるように、前記仰角調整レバーに保持されており、
　前記伝達機構は、第１回転運動を受けて前記スライダを直線的に移動させるように構成されており、
　前記スライダの前記直線運動が前記仰角調整レバーに伝達されることにより、前記仰角調整レバーが前記第２回転運動を行う
アンテナ昇降機。
　請求項５記載のアンテナ昇降機において、
　前記仰角調整機構は、垂直方向に延びるガイドポールと、ガイドポールを回転させる回転機構とを更に備えており、
　前記伝達機構は、前記スライダに固定されたフィードナットと、回転することにより当該フィードナットとを垂直方向にフィードするフィードねじとを備えており、
　前記フィードねじには、スライダ孔が形成されており、
　前記ガイドポールと前記スライダ孔とは、前記ガイドポールが前記スライダ孔に挿入された状態において、前記アンテナユニットの昇降に伴って前記フィードねじが前記ガイドポール上をスライド可能となる一方で前記ガイドポールの回動に伴って前記フィードねじもまた回動可能となるような断面形状を有しており、
　前記回転機構により、前記ガイドポールを介して、前記フィードねじに前記第１回転運動が供給される
アンテナ昇降機。
　請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のアンテナ昇降機であって、前記アンテナの偏波角を調整する偏波調整機構を更に備えている、アンテナ昇降機。
　請求項７記載のアンテナ昇降機において、
　前記偏波調整機構は、前記アンテナの偏波角を連続的に変化させつつ調整するように構成されている、
アンテナ昇降機。
　請求項８記載のアンテナ昇降機において、
　前記偏波調整機構は、直線運動を回転運動に変換しつつ当該回転運動を前記アンテナ支持機構に伝達することにより、前記アンテナ支持機構を回転させて前記アンテナの偏波角を調整する
アンテナ昇降機。
　請求項９記載のアンテナ昇降機において、
　前記アンテナ支持機構は、前記アンテナを支持するアームであって、前記アンテナの受波の中心軸とアラインするように延びるアームを備えており、
　前記偏波調整機構は、偏波調整レバー及びリニアアクチュエータを備えており、
　前記偏波調整レバーは、２つの端部を備えており、
　前記偏波調整レバーの一端は、前記アームに接続されており、
　前記偏波調整レバーの他端には、前記リニアアクチュエータが取り付けられており、
　前記リニアアクチュエータの直線運動が前記偏波調整レバーを介して前記アームに回転運動として伝達される
アンテナ昇降機。
　請求項２乃至請求項１０のいずれかに記載のアンテナ昇降機において、
　前記アンテナ支持機構は、前記アンテナの仰角が０であるか否かを検知するための水平検知部材を備えている、
アンテナ昇降機。
　請求項１１記載のアンテナ昇降機において、
　前記水平検知部材は、水準器である
アンテナ昇降機。
　請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のアンテナ昇降機において、
　前記仰角調整機構は、前記アンテナの仰角を連続的に変化させつつ調整するように構成されている
アンテナ昇降機。
　請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のアンテナ昇降機と、該アンテナ昇降機と離間して設置されたターンテーブルとを備える電磁波計測システム。