(57)【要約】【課題】遠隔距離通信に有効な指向性アンテナを、そのアンテナが本来有する性指向特性を劣化することなく容積が小さく厚みの厚い爆発圧に耐えられる堅牢な誘電体容器に収納することを可能にすること。【解決手段】肉厚３ｍｍ以上の厚さを有する筒状の誘電体容器３の長手方向に沿って収納した八木型またはヘリカル型の指向性アンテナ４または５であって、その容器の外径Ｄ１の１．１倍〜１０倍の直径Ｄ２をもつ電波反射板７を、前記指向性アンテナ４または５の後部位置で前記容器３の長手方向と直交する方向に前記容器３の外周から突出配置する。これにより、進行波と容器３の外周から突出配置した反射板７による反射波が合成され、指向性アンテナの調整を行うことができるようになり、誘電体容器がないときの指向性アンテナ本来の指向特性を得ることができる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚３ｍｍ以上の厚さを有する筒状の誘電体容器に、その容器の長手方向に沿って収納した八木型またはヘリカル型の指向性アンテナであって、前記容器より大きい所定の直径をもつ電波反射板を、前記指向性アンテナの後部位置で前記容器の長手方向と直交する方向に前記容器の外周から突出配置してなることを特徴とする耐圧防爆型指向性アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性ガスや可燃性粉塵が存在する爆発危険雰囲気内に設置できる耐圧防爆型指向性アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
危険物を取り扱う製油所、石油化学工場、化学薬品工場、製鐵所などの防爆エリアにおいては、ここに設置されている製造設備、管理設備は、爆発性ガスに引火しないように防爆構造とされているが、これらの設備どうしあるいは、非防爆エリアに設置の管理設備との間での、運転データ、異常通報データ、その他音声、映像データなどの通信は、一般的に有線が使用されている。
【０００３】
しかし、有線による通信方式は、ケーブルを敷設するなど設備構築に伴う費用負担が大きくなるという欠点がある。この欠点を解消する手段として無線による通信方式が有効と考えられ、この方式を採用する手段として平面アンテナを電波透過性の爆発圧に耐えられる堅牢な容器内に収納し、中継局を防爆構造としたものが考えられている。
【特許文献１】特開２００６−１９７４０２号公報
【０００４】
しかし、平面アンテナでは、通信距離が短く広大な防爆エリアに配置することが困難という問題がある。この問題を解消するためにより遠隔距離通信に有効な指向性の優れた八木型あるいはヘリカル型アンテナとすることが考えられる。そこで、このような指向性アンテナを、容積が小さく厚みの厚い爆発圧に耐えられる堅牢な厚み３ｍｍ以上の誘電体容器（ガラス製）に収納して、周波数２４００〜２５００ＭＨｚに対する指向性について計測した。その結果をｄＢ目盛上に表した図４に示す。図３は、誘電体容器に収納しないときの八木型アンテナおよびヘリカル型アンテナの指向性を計測した結果をｄＢ目盛上に表した指向特性図である。この図３と図４に示す特性の比較から、明らかに誘電体容器に収納したアンテナでは、指向特性が劣化し、指向性アンテナの特性を確保することができなくなるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、遠隔距離通信に有効な指向性アンテナを、そのアンテナが本来有する特性を劣化することなく容積が小さく肉厚３ｍｍ以上の厚い爆発圧に耐えられる堅牢な誘電体容器に収納することを可能にし、斯かる問題を解消する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、肉厚３ｍｍ以上の厚さを有する筒状の誘電体容器に、その容器の長手方向に沿って収納した八木型またはヘリカル型の指向性アンテナであって、前記容器より大きい所定の直径をもつ電波反射板を、前記指向性アンテナの後部位置で前記容器の長手方向と直交する方向に前記容器の外周から突出配置してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
肉厚３ｍｍ以上の誘電体容器の影響で進行波の位相変化が起こり指向性アンテナの調整ができなかった。本発明では、肉厚３ｍｍ以上の筒状の誘電体容器より大きい所定の径をもつ電波反射板を、前記指向性アンテナの後部位置で、その容器の長手方向と直交する方向に前記容器の外周から突出配置しているので、進行波と容器の外周から突出配置した反射板による反射波が合成され、指向性アンテナの調整を行うことができるようになり、誘電体容器がないときの指向性アンテナ本来の指向特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
遠隔距離通信に有効な指向性アンテナを、そのアンテナが本来有する特性を劣化することなく容積が小さく肉厚３ｍｍ以上の厚い爆発圧に耐えられる堅牢な誘電体容器に収納することを可能にする目的を、筒状の誘電体容器の長手方向に沿って収納した八木型またはヘリカル型の指向性アンテナであって、指向性アンテナを収納した前記誘電体容器より大きい所定の径をもつ電波反射板を、前記指向性アンテナの後部位置で前記容器の長手方向と直交する方向に前記容器の外周から突出配置することにより実現した。
【実施例】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。図１は実施例に係る耐圧防爆型指向性アンテナの外観斜視図、図２は図１に示す耐圧防爆型指向性アンテナの断面図で、（ａ）は八木型アンテナ素子を用いた場合、（ｂ）はヘリカル型アンテナ素子を用いた場合である。図１および図２において、１は一面を開口した金属製容器、２は金属製容器の開口面を閉塞する金属製蓋、３はガラス製（樹脂やセラミック製でもよい。）の一端を開口した筒状の誘電体容器、４は八木型アンテナ素子、５はヘリカル型アンテナ素子、６はアンテナおよび八木型又はヘリカル型のアンテナ素子を支持する支柱、７は反射板、８は誘電体容器の固定板である。
【００１０】
本実施例は、周波数２４５０ＭＨｚの電波を受送信する場合で、誘電体容器３はガラス製で肉厚Ｔは約３ｍｍ、外径Ｄ１は約７０ｍｍ、長さは約４００ｍｍ、金属製容器１を含む全体の長さは約５３０ｍｍである。また、反射板５の直径Ｄ２は約２００ｍｍである。
【００１１】
金属製容器１の側面には、アンテナ素子から伸びる給電線９と図示しない外部に引き出す給電線を通すケーブルグランドを気密に固定する貫通孔１ａが形成されている。支柱６はその一端が金属製容器１の底面に固定され、他端は金属製容器１の開口から外部へ突出しており、外部へ導出している部分に、図２（ａ）に示すような八木型のアンテナ素子４（図２（ｂ）に示すヘリカル型のアンテナ素子５であってもよい。）が固定されている。すなわち、アンテナ素子４または５は筒状の誘電体容器３の長手方向に沿って収納されている。
【００１２】
金属製蓋２は中央部に容器側を広径とした貫通孔２ａが形成され、また、誘電体容器３の開口端は、貫通孔２ａの広径部分と嵌合するように外側に肉厚を厚くして外径を大きく形成している。そして、金属製蓋２の貫通孔２ａに誘電体容器３を閉塞端から挿通し、外径を大きくした端部を貫通孔２ａの広径部分に嵌合し、リング状の固定板８を当接して金属製蓋２に固定されている。この固定により金属製蓋２の貫通孔２ａは誘電体容器３によって閉鎖される。
【００１３】
誘電体容器３を取付けた金属製蓋２を、支柱６に固定したアンテナ素子４または５を誘電体容器３で覆って、金属製容器１の開口縁に当接しボルト締により固定する。その後、リング状に形成された反射板７を誘電体容器３に挿通し、金属製蓋２の外面にビスで固定する。
【００１４】
以上のように耐圧防爆構造としたアンテナについて、周波数２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚで計測した受信結果を図５に示す。図３と図５を比較しても明らかなように、肉厚約３ｍｍの厚さをもつ筒状の誘電体容器より大きい直径約２００ｍｍの電波反射板を、その容器に収納したアンテナの後部位置で容器の長手方向と直交する方向に前記容器の外周から突出配置することにより、指向性アンテナ本来の特性が確保されていることがわかる。
【００１５】
なお、以上は受信アンテナについての説明であるが、本発明は送信アンテナにも適用されるものである。また、誘電体容器の厚みはＴ３ｍｍ〜５０ｍｍ、反射板の直径Ｄ２は、誘電体容器の外径Ｄ１の１．１倍〜１０倍、特に２倍〜３倍が好適に適合した。さらに実施例では、誘電体容器の一端の開口を金属製容器で閉塞しているが、金属製容器に限らず堅牢であれば他の素材や板状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る耐圧防爆型指向性アンテナの外観斜視図である。
【図２】図１に示す耐圧防爆型指向性アンテナの断面図である。
【図３】八木型およびヘリカル型の指向性アンテナの特性図である。
【図４】八木型およびヘリカル型の指向性アンテナを厚みの厚い誘電体容器に収納したときのアンテナの特性図である。
【図５】本発明の実施例に係る耐圧防爆型指向性アンテナの特性図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  金属製容器
２  金属製容器の金属製蓋
３  厚みの厚い誘電体容器
４  八木型アンテナ素子
５  ヘリカル型アンテナ素子
６  支柱
７  反射板
８  固定板
９  給電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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