(57)【要約】【課題】構成が簡易で軽量であって可撓性を有する面型アンテナ装置を移動体の表面の所望の部分に、上記所望の部分が曲面を含んでいる場合であっても、大幅な改造や大幅な重量増加を必要とすることなく着脱可能に固定する面型アンテナ装置支持構造体を提供することである。【解決手段】この発明に従った面型アンテナ装置支持構造体１０は、可撓性を有する面型アンテナ装置２０の周縁部が着脱可能に取り付けられ移動体４０の表面の所望の部分４０ａに固定されるアンテナ装置支持枠体５０を備えたことを特徴としている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する面型アンテナ装置の周縁部が着脱可能に取り付けられ移動体の表面の所望の部分に固定されるアンテナ装置支持枠体を備えたことを特徴とする面型アンテナ装置支持構造体。
【請求項２】
移動体の表面の所望の部分は湾曲しており、アンテナ装置支持枠体は移動体の表面の所望の部分の湾曲に対応して湾曲している、ことを特徴とする請求項１に記載の面型アンテナ素子支持構造体。
【請求項３】
アンテナ装置支持枠体は、面型アンテナ装置の周縁部の全体を取り囲む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の面型アンテナ装置支持構造体。
【請求項４】
面型アンテナ装置は、可撓性を有する基板と基板に所定の配列で並べられた複数のアンテナ素子とを含んでいるフェイズドアレイアンテナ装置である、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の面型アンテナ装置支持構造体。
【請求項５】
前記基板は非導電性であり複数のアンテナ素子と電気的に接続された配線を有している、ことを特徴とする請求項４に記載の面型アンテナ装置支持構造体。
【請求項６】
面型アンテナ装置はさらに、前記基板に前記複数のアンテナ素子と対面して重複する外装板を含んでおり、
前記外装板は、前記基板に所定の配列で並べられた複数のアンテナ素子に対応する複数の電波透過部分を有しているとともに、良熱伝導性及び前記基板よりも硬い可撓性を有している、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の面型アンテナ装置支持構造体。
【請求項７】
面型アンテナ装置は外装板の周縁部がアンテナ装置支持枠体に着脱可能に取り付けられ、アンテナ装置支持枠体が移動体の表面の所望の部分に固定された時に外装板が前記基板とは反対側の表面を移動体の表面において外部空間に露出されて移動体の表面を流れる空気により冷却される、
ことを特徴とする請求項７に記載の面型アンテナ装置支持構造体。
【請求項８】
面型アンテナ装置の前記基板において前記複数のアンテナ素子とは反対側の表面に発熱部品が配置されていて、前記基板において上記発熱部品に対応した部位には開口が形成されていて、前記基板の上記開口には良熱伝導性部材が配置され、良熱伝導性部材は上記発熱部品が発生した熱を前記基板において前記複数のアンテナ素子が配列されている表面側に伝達する、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の面型アンテナ装置支持構造体。
【請求項９】
移動体は、面型アンテナ装置の動作を制御するアンテナ装置動作制御機器を格納しており、
アンテナ装置支持枠体は、面型アンテナ装置の複数のアンテナ素子と移動体に格納されているアンテナ装置動作制御機器との間の電気的な連結を行なう電気的インターフェースを含んでいる、ことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の面型アンテナ装置支持構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、面型アンテナ装置を移動体の表面の所望の部分に着脱可能に固定する面型アンテナ装置支持構造体に関係している。
【背景技術】
【０００２】
面型アンテナ装置は、例えばフェイズドアレイアンテナ装置として良く知られている。例えば特開２００４−３９８５７号公報（特許文献１）中に開示されている如く、従来のフェイズドアレイアンテナ装置では、可撓性を有さない電波反射板に多数のアンテナ素子が所定の配列で並べられている。
【特許文献１】特開２００４−３９８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のアンテナ素子は大形で重く、その動作に伴い大きな熱を発生させる。従って大形で重く動作に伴い大きな熱を発生させる多数の従来のアンテナ素子を使用する従来のフェイズドアレイアンテナ装置では、多数の従来のアンテナ素子のための独立した冷却装置を必要としている。大形で重い多数の従来のアンテナ素子ばかりでなく多数の従来のアンテナ素子のための独立した冷却装置を必要としている従来のフェイズドアレイアンテナ装置では電波反射板は強度が大きくなければならず従って必然的に可撓性を有さない。
【０００４】
このような従来のフェイズドアレイアンテナ装置を例えば航空機や自動車や軌道上を移動する鉄道車両やリニアモーターカーの如き既存の移動体に搭載する場合には、従来のフェイズドアレイアンテナ装置を搭載しようとする既存の移動体の表面の部分の構造を大幅に改造しなければならなかった。構造の大幅な改造は煩雑であり、大きな労力と費用とが必要である。また、重量の増加は移動体の移動性能に少なからぬ影響を与える。
【０００５】
この発明は上記事情の下でなされ、この発明の目的は、構成が簡易で軽量であって可撓性を有する面型アンテナ装置を移動体の表面の所望の部分に、上記所望の部分が曲面を含んでいる場合であっても、大幅な改造や大幅な重量増加を必要とすることなく着脱可能に固定する面型アンテナ装置支持構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明に従った面型アンテナ装置支持構造体は、可撓性を有する面型アンテナ装置の周縁部が着脱可能に取り付けられ移動体の表面の所望の部分に固定されるアンテナ装置支持枠体を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
前述した従来の面型アンテナ装置から多数のアンテナ素子のための独立した冷却装置を省略するとともに多数のアンテナ素子の夫々を小型化することにより、多数のアンテナ素子を支える電波反射板は従来に比べ強度を低下させることができ、そして可撓性を持たせることが出来るようになる。このようにして可撓性を有するようになった面型アンテナ装置の周縁部を移動体の表面の所望の部分に固定されるアンテナ装置支持枠体に着脱可能に取り付けることにより、可撓性を有する面型アンテナ装置を、移動体の表面の所望の部分に、上記所望の部分が曲面を含んでいる場合であっても、大幅な改造や大幅な重量増加を必要とすることなく着脱可能に固定することが出来る。そして、面型アンテナ装置の多数のアンテナ素子や発熱部品から発生された熱は移動体が移動することにより移動体の表面に沿い流れる空気により多数のアンテナ素子や電波反射板から除去させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
最初に、図１及び図２を参照しながらこの発明の実施の形態に従った面型アンテナ装置支持構造体１０において支持される可撓性を有する面型アンテナ装置２０について説明する。
【０００９】
図１には面型アンテナ装置２０の横断面が概略的に示されており、図２には図１の面型アンテナ装置２０の分解斜視図が概略的に示されている。
【００１０】
面型アンテナ装置２０は、可撓性を有した非導電性材料、例えば合成樹脂製、の平坦な基板２２を含んでいる。図２において基板２２は撓んだ状態に示されているが、何の外力も付加されていない間には撓んでいない。基板２２は所望の形状を有しており、この実施の形態では所定の外形寸法を有している長方形状をしている。
【００１１】
基板２２の一面には所定の複数の数の平面型アンテナ素子２４が所定の配列で並べられており、基板２２の他面には複数の数の平面型アンテナ素子２４に所定の動作を行なわせる所定の複数の数のアンテナ素子動作モジュール２６が所定の配列で並べられている。アンテナ素子動作モジュール２６は、移相器又は送受信モジュールである。移相器又は送受信モジュールは、固体素子により薄く小型に構成されている。
【００１２】
基板２２の他面の複数の数のアンテナ素子動作モジュール２６は、基板２２の一面の所定の複数の数の平面型アンテナ素子２４に対し基板２２を挟んで所定の複数の数の平面型アンテナ素子２４の相互間に配置されている。アンテナ素子動作モジュール２６は、発熱部品を含んでいる。
【００１３】
基板２２の一面及び他面における複数の数の平面型アンテナ素子２４及び複数の数のアンテナ素子基板２２の上述した如き互い違いの配列は、上記一面において複数の数の平面型アンテナ素子２４の相互間に比較的大きな隙間を生じさせるとともに上記他面において複数の数のアンテナ素子動作モジュール２６の相互間にも比較的大きな隙間を生じさせるので、基板２２の撓みを容易にしている。
【００１４】
基板２２の一面の所定の複数の数の平面型アンテナ素子２４とそれに対応する基板２２の他面の複数の数のアンテナ素子動作モジュール２６とは基板２２に形成されている図示されていない配線により電気的に結合されている。
【００１５】
基板２２の他面の周辺領域の一部、この実施の形態では基板２２の長手方向の両端部の少なくともいずれか一方、即ちいずれか一方又は両方、には、複数の数のアンテナ素子動作モジュール２６、さらに必要であれば複数の数の平面型アンテナ素子２４、に電気的に接続されている図示されていない外部接続部材が配置されている。
【００１６】
基板２２の一面及び他面に複数の数の平面型アンテナ素子２４及び複数の数のアンテナ素子基板２２が配列されている構造は、いわゆるフェイイズドアレイアンテナ装置の基本構造を提供している。
【００１７】
面型アンテナ装置２０はさらに、基板２２よりも硬いが可撓性を有している良熱伝導性材料、例えば金属、の外装板３０を含んでいる。外装板３０は基板２２と同じ外形状をしているが、外装板３０の外形寸法は基板２２の外形寸法よりも幾分大きい。
【００１８】
外装板３０はその全周に亘り余白を残して基板２２の前記一面に重複される。外装板３０において基板２２の前記一面に重複される領域には基板２２の前記一面の複数の数の平面型アンテナ素子２４に対応する複数の部分が複数の電波透過部分３２として形成されている。この実施の形態において電波透過部分３２は透孔により形成されている。従って、外装板３０の前記領域に基板２２の前記一面が重複された時、図１中に示されている如く、基板２２の前記一面の複数の数の平面型アンテナ素子２４が複数の電波透過部分３２中に突入し、外装板３０の前記領域に基板２２の前記一面を密着させることが出来る。
【００１９】
夫々の電波透過部分３２の平面寸法はそこに突入される夫々の平面型アンテナ素子２４の平面寸法よりも僅かに大きく、外装板３０の前記領域に対し基板２２の前記一面は図示されていない軟性接着剤により固定されている。軟性接着剤は時間の経過とともに硬化せず軟性を維持することが出来る接着剤である。この結果として、外装板３０の前記領域に基板２２の前記一面が重複された状態で外装板３０と基板２２とが一体に湾曲することを可能にしている。なお、外装板３０の電波透過部分３２とそこに突入される平面型アンテナ素子２４との間の隙間には、軟性接着剤又は軟性充填材を充填することが出来る。
【００２０】
また、外装板３０の前記領域に基板２２の前記一面が重複された状態で外装板３０と基板２２とが一体に湾曲することが可能であるならば、例えば固定ピンやボルトやボルトとナットとの組み合わせの如き公知の固定手段により外装板３０の前記領域に基板２２の前記一面が重複された状態で外装板３０と基板２２とを相互に固定することが出来る。このような公知の固定手段を使用する場合、外装板３０及び基板２２のいずれか一方にのみ例えば固定ピンやボルトやボルトとナットとの組み合わせの如き公知の固定手段の一端を固定し外装板３０及び基板２２のいずれか他方に対してはこのような公知の固定手段の他端が外装板３０と基板２２とが一体に湾曲した時に湾曲面が延びる方向（図２では紙面に沿った上下方向）にのみ隙間を生じさせている平面形状が細長い貫通孔に挿通させておくことが好ましい。このことにより、外装板３０の前記領域に基板２２の前記一面が重複された状態で外装板３０と基板２２とが一体に湾曲した時に、外装板３０と基板２２とに夫々の曲率半径の差異から生じる相互間の位置ずれを可能とし、上記位置ずれが可能でない場合に外装板３０と基板２２とに作用する応力の発生を防止することが出来る。
【００２１】
外装板３０は面型アンテナ装置２０において電波反射板として機能する。
【００２２】
面型アンテナ装置支持構造体１０は、図２及び図３中に示されている如く、上述した如く構成されている面型アンテナ装置２０を従来から存在している移動体４０の表面の所望の部分、この実施の形態では飛行機の翼の前縁、に着脱可能に固定する面型アンテナ装置支持枠体５０を備えている。
【００２３】
面型アンテナ装置支持枠体５０は、可撓性を有する材料により形成されていることが出来る。この場合には、面型アンテナ装置支持枠体５０が移動体４０の表面の所望の部分に固定されることにより移動体４０の表面の所望の部分が湾曲している場合でも面型アンテナ装置支持枠体５０は移動体４０の表面の所望の部分の湾曲に対応して湾曲することが出来る。
【００２４】
面型アンテナ装置支持枠体５０は、可撓性を有さない材料により形成されていることも出来る。この場合には、移動体４０の表面の所望の部分が湾曲している場合、面型アンテナ装置支持枠体５０は移動体４０の表面の所望の部分の湾曲に対応して予め湾曲して形成される。
【００２５】
移動体４０の表面の所望の部分に対する面型アンテナ装置支持枠体５０の固定は、例えば接着剤や固定ねじや固定ピンを含む種々の公知の固定手段を使用して行なうことが出来る。
【００２６】
面型アンテナ装置支持枠体５０は、面型アンテナ装置２０の周縁部、この実施の形態では外装板３０において基板２２の前記一面が重複される領域を取り囲んでいる周辺余白領域、の全体を取り囲んでいる。面型アンテナ装置２０の周縁部、この実施の形態では外装板３０において基板２２の前記一面が重複される領域を取り囲んでいる周辺余白領域、は、面型アンテナ装置支持枠体５０の内周縁部に着脱可能に取り付けられる。この取り付けは、例えば接着剤や固定ねじや固定ピンの如き公知の着脱可能な固定手段を使用して行なうことが出来る。そしてこの実施の形態では、外装板３０の周辺余白領域に複数の固定手段取り付け孔３４が形成されていて、複数の固定手段取り付け孔３４に挿通された例えば固定ねじや固定ピンの先端部が面型アンテナ装置支持枠体５０の内周縁部に固定される。
【００２７】
面型アンテナ装置支持枠体５０に取り付けられる前は、面型アンテナ装置２０は平坦である。そして、面型アンテナ装置２０が移動体４０の表面の湾曲した所望の部分に対し固定されている湾曲した面型アンテナ装置支持枠体５０に上述した如く取り付けられる場合、この取り付けの結果として面型アンテナ装置２０、この実施の形態では基板２２及び外装板３０、が湾曲した面型アンテナ装置支持枠体５０に対応するよう湾曲される。
【００２８】
面型アンテナ装置支持枠体５０の厚さは面型アンテナ装置２０の厚さよりも僅かに大きく設定されている。従って、図４中に示されている如く、面型アンテナ装置２０の周縁部、この実施の形態では外装板３０において基板２２の前記一面が重複される領域を取り囲んでいる周辺余白領域、が、面型アンテナ装置支持枠体５０の内周縁部に着脱可能に取り付けられた時、面型アンテナ装置支持枠体５０の外表面と面型アンテナ装置２０の外装板３０とは実質的に面一となる。
【００２９】
面型アンテナ装置支持枠体５０の外表面の外周縁部は、移動体４０が移動する間に移動体４０の表面の所望の部分に吹き付ける流体、即ち大気、に対し大きな摩擦抵抗を生じさせないよう滑らかないわゆる流線形状に形作られている。
【００３０】
移動体４０は、面型アンテナ装置２０の動作を制御するアンテナ装置動作制御機器４２を格納している。面型アンテナ装置２０のアンテナ素子動作モジュール２６が移相器の場合には、アンテナ装置動作制御機器４２には給電部や送信機や受信機が含まれる。また、アンテナ素子動作モジュール２６が送受信モジュールである場合には、アンテナ装置動作制御機器４２には給電部や送信パルス発生器や受信機が含まれる。
【００３１】
移動体４０の表面の湾曲した所望の部分においてこの所望の部分に固定された面型アンテナ装置支持枠体５０の内周縁部に囲まれる領域の所定の位置には、アンテナ装置動作制御機器４２の為の電気接続器４４が配置されている。
【００３２】
移動体４０の表面の湾曲した所望の部分に電気接続器４４を配置する作業は、従来から存在している移動体４０の表面の湾曲した所望の部分やその周辺部分の大幅な改造が不要である。
【００３３】
面型アンテナ装置支持枠体５０の内周縁部には、面型アンテナ装置支持枠体５０が移動体４０の表面の湾曲した所望の部分に固定された時に移動体４０の表面の湾曲した所望の部分の電気接続器４４と着脱可能に電気的に接続される中間電気接続器５２が配置されている。
【００３４】
面型アンテナ装置支持枠体５０の中間電気接続器５２には、面型アンテナ装置支持枠体５０の内周縁部に面型アンテナ装置２０が取り付けられた時、面型アンテナ装置２０の基板２２の他面の周辺領域の一部、この実施の形態では基板２２の長手方向の両端部の少なくともいずれか一方、即ちいずれか一方又は両方、に配置されている前述した図示されていない外部接続部材が電気的に接続される。このことは、面型アンテナ装置支持枠体５０の中間電気接続器５２が、移動体４０に格納されているアンテナ装置動作制御機器４２と面型アンテナ装置２０の複数の平面型アンテナ素子２４及び複数のアンテナ素子動作モジュール２６との間の電気的な接続を行なう電気的インターフェースを構成していることを意味している。
【００３５】
なお、面型アンテナ装置支持枠体５０の中間電気接続器５２を省略し、面型アンテナ装置支持枠体５０の内周縁部に面型アンテナ装置２０が取り付けられた時、面型アンテナ装置２０の基板２２の他面の周辺領域の一部、この実施の形態では基板２２の長手方向の両端部の少なくともいずれか一方、即ちいずれか一方又は両方、に配置されている前述した図示されていない外部接続部材が、移動体４０の表面の湾曲した所望の部分の電気接続器４４と直接着脱可能に電気的に接続されるように構成することも出来る。
【００３６】
面型アンテナ装置２０は外装板３０の周縁部がアンテナ装置支持枠体５０に着脱可能に取り付けられ、アンテナ装置支持枠体５０が移動体４０の表面の所望の部分４０ａに固定された時に外装板３０が基板２２とは反対側の表面を移動体４０の表面において外部空間に露出されて移動体４０の表面を流れる空気により冷却される。
【００３７】
図５には、図１中に示されている面型アンテナ装置２０の変形例が示されている。この変形例においては、基板２２において複数のアンテナ素子２４とは反対側の表面に発熱部品を含むアンテナ素子動作モジュール２６が配置されていて、基板２２において発熱部品を含むアンテナ素子動作モジュール２６に対応した部位には開口２２ａが形成されていて、基板２２の開口２２ａには良熱伝導性部材、例えば放熱シート、６０が配置され、良熱伝導性部材６０は発熱部品が発生した熱を基板２２において複数のアンテナ素子２４が配列されている表面側に伝達する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に従った面型アンテナ装置支持構造体が備えているアンテナ装置支持枠体に着脱可能に取り付けられる可撓性を有する面型アンテナ装置の一例の概略的な横断面図である。
【図２】図２は、この発明の一実施の形態に従った面型アンテナ装置支持構造体が備えているアンテナ装置支持枠体，このアンテナ装置支持枠体に着脱可能に取り付けられる面型アンテナ装置，そして上記アンテナ装置支持枠体が固定される移動体の表面の所望の部分を相互に分離した状態で概略的に示す分解斜視図である。
【図３】図３は、この発明の一実施の形態に従った面型アンテナ装置支持構造体が備えているアンテナ装置支持枠体が移動体の表面の所望の部分に固定されていて、このアンテナ装置支持枠体に着脱可能に取り付けられる面型アンテナ装置がアンテナ装置支持枠体から分離されている状態を概略的に示す分解斜視図である。
【図４】図４は、この発明の一実施の形態に従った面型アンテナ装置支持構造体が備えているアンテナ装置支持枠体が移動体の表面の所望の部分に固定されていて、このアンテナ装置支持枠体に面型アンテナ装置が着脱可能に取り付けられている状態を概略的に示す分解斜視図である。
【図５】図５は、図１中に示されている面型アンテナ装置の変形例の概略的な横断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…面型アンテナ装置支持構造体、２０…面型アンテナ装置、２２…基板、２２ａ…開口、２４…アンテナ素子、２６…アンテナ素子動作モジュール、３０…外装板、３２…電波透過部分、４０…移動体、４０ａ…所望の部分、４２…アンテナ装置動作制御機器、５０…アンテナ装置支持枠体、５２…中間電気接続器（電気的インターフェース）、６０…良熱伝導性部材
【図１】
2008236095.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008236095.tif 000005
【図４】
2008236095.tif 000006
【図５】
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