(57)【要約】【課題】氷雪が付着することのないアンテナを提供する。【解決手段】アンテナ１の表面には、シート状発熱体７が基端から先端までアンテナ１の長手方向にアンテナ１の表面を被覆して配され貼着されている。発熱体７は、半導体熱交換素子からなっている。アンテナ１には発熱体７に接続された太陽電池８が取り付けられている。太陽電池８で発生した電荷は電気二重層コンデンサに蓄積され、電気二重層コンデンサの電荷が逐次、半導体熱交換素子に送られる。これにより発熱体７が発熱し、アンテナ１に氷雪が付着しない。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱体が取り付けられ、前記発熱体に通電する電源を備えることを特徴とする氷雪融解機能を備えるアンテナ。
【請求項２】
前記アンテナは、通信システムの基地局アンテナである請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記発熱体は、半導体熱交換素子である請求項１または２記載のアンテナ。
【請求項４】
前記半導体熱交換素子はシート状に形成され、このようにシート状に形成されたシート状発熱体が前記アンテナに貼着されている請求項３記載のアンテナ。
【請求項５】
前記半導体熱交換素子は線状に形成され、このように線状に形成された線状発熱体が前記アンテナに固着されている請求項３記載のアンテナ。
【請求項６】
前記電源は太陽電池からなり、前記太陽電池は電気二重層コンデンサを備え、前記太陽電池で発生した電荷は前記電気二重層コンデンサに蓄積され、前記電気二重層コンデンサの電荷が逐次、前記発熱体に送られる請求項１から４のうちのいずれか１項に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、氷雪融解機能を備えるアンテナ、特に、最近需要が急増している携帯電話等の移動体通信に用いられる通信システムの基地局アンテナにおいて、氷雪が付着して表面を覆い受信、送信状態に支障をきたすことを防止する氷雪融解機能を備えるアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の移動体通信の需要の高まりによって、通信システムの基地局アンテナが各所に多数設けられるようになってきている。図９は、通信システムの基地局アンテナの１例を示す斜視図である。図９に示すように、アンテナ１３は、アンテナ本体（アンテナ部）１４の周囲を保護カバー１５によって保護するような構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなアンテナが寒冷地や氷雪地帯に建設されると、特に冬期において、その気候の影響によって氷雪がアンテナに付着する。アンテナが氷雪に覆われると受信状態が悪くなり携帯電話等が通じなくなるなどの問題がある。
【０００４】
従って、この発明の目的は、上述の問題を解決し、氷雪の付着を防止することができる氷雪融解機能を備えるアンテナを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、通電により発熱する発熱体が取り付けられ、前記発熱体に通電する電源を備えることに特徴を有するものである。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記アンテナは、通信システムの基地局アンテナであることに特徴を有するものである。
【０００７】
請求項３記載の発明は、前記発熱体は、半導体熱交換素子であることに特徴を有するものである。
【０００８】
請求項４記載の発明は、前記半導体熱交換素子はシート状に形成され、このようにシート状に形成されたシート状発熱体が前記アンテナに貼着されていることに特徴を有するものである。
【０００９】
請求項５記載の発明は、前記半導体熱交換素子は線状に形成され、このように線状に形成された線状発熱体が前記アンテナに固着されていることに特徴を有するものである。
【００１０】
請求項６記載の発明は、前記電源は太陽電池からなり、前記太陽電池は電気二重層コンデンサを備え、前記太陽電池で発生した電荷は前記電気二重層コンデンサに蓄積され、前記電気二重層コンデンサの電荷が逐次、前記発熱体に送られることに特徴を有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る氷雪融解機能を備えるアンテナを示す正面図、図４は、シート状発熱体の構成を示す平面図、図５は図４のＩ−Ｉ線断面図、図６は、通電機構を示す制御図である。
【００１３】
図１に示すように、通信システムの基地局アンテナ１は、所定の設置場所において基部２の上に設けられている。そして、円柱体棒状のアンテナ１の表面には、シート状発熱体７が配されている。シート状発熱体７は、所定幅を有する所定長さの帯状に形成され、この帯状に形成されたシート状発熱体７が複数枚用いられ、アンテナ１の先端から基端までアンテナ１の長手方向、すなわち、高さ方向にアンテナ１の表面を被覆して配され、接着剤によってアンテナ１の表面に貼着されている。また、図示しないが、アンテナ１の基端から先端までこの帯状のシート状発熱体７を螺旋状に巻き付けて貼着してもよい。アンテナ１の表面を被覆できればシート状発熱体７の貼着方法は特に限定されない。
【００１４】
アンテナ１の基部２には、発熱体７に接続線１６を介して接続された太陽電池８が、取付具３によって取り付けられている。接続線１６は、図示はしないが保護カバーなどにより保護されて設置される。太陽電池８には、図６に示すように、電気二重層コンデンサ１１が接続され、発熱体７、電気二重層コンデンサ１１、温度センサ１０、コントローラ９が接続されている。電気二重層コンデンサ１１、温度センサ１０およびコントローラ９は、図１に図示しないがアンテナ１に近い所定の位置に設けられる。
【００１５】
コンデンサ１１には太陽電池８からの電荷が蓄積され、この蓄積された電荷がコントローラ９を介して発熱体７に供給される。それにより、発熱体７が所定の温度に上昇し、アンテナ１に伝熱し、アンテナ１の温度が上昇し、アンテナ１の表面に氷雪が付着することはない。また、氷雪が付着しても速やかに融解される。
【００１６】
電気二重層コンデンサ１１は、太陽電池８からの微弱な電荷を常時蓄積し、その電荷をわずかに放出して発熱体７を加熱する。太陽電池および電気二重層コンデンサは公知のものを用いることができる。電気二重層コンデンサを用いた太陽電池装置として、例えば、特許第２９６４８５９号に開示された装置を用いるとよい。
【００１７】
本発明において、発熱体７は必要なときにのみ発熱する。すなわち、発熱体７は、コントローラ９によってＯＮ、ＯＦＦされ、このＯＮ、ＯＦＦ動作は、温度センサ１０によってコントロールされ、アンテナ１の温度が所定温度以下（例えば摂氏０℃以下）になると、発熱体７を発熱させてアンテナ１に熱を伝導し、アンテナ１の温度を摂氏１０℃程度に維持し、アンテナ１の温度が所定温度以上（例えば摂氏１５℃以上）になるとＯＦＦする。
【００１８】
次に、発熱体について説明する。
【００１９】
図４、図５に示すように、発熱体７はシート状に形成され、絶縁性フィルム７ａを基材とし、その上に一定間隔をおいて幅方向に複数の発熱機能材７ｂを付着させ、これらの発熱機能材７ｂの両端に銀ろうからなる電極７ｃ，７ｃを接続し、さらにこれらの発熱機能材７ｂおよび電極７ｃ，７ｃの上に前記基材と同様の絶縁性フィルム７ｄを積層した形状に形成されている。
【００２０】
発熱体７は、交流および直流３〜２８０Ｖで発熱する半導体熱交換素子である。例えば酸化錫膜または酸化錫と、塩化物の化合物を主体とする半導体が好ましく、特に本件出願人の代表者による特願２００３−１４８３４７に開示された発熱機能材が好ましい。具体的には、酸化第一錫と、二酸化錫を１：１の割合で混合して主成分混合物とし、酸化鉛系の物質と塩化鉛系の物質とを混合し、これを有機溶剤で溶解して溶解物とし、前記主成分混合物と前記溶解物とを還元材使用のもとに混合したものであって、この発熱体７を氷雪を融解することができる温度、例えば３０℃以下に加熱するようにしている。
【００２１】
このように、ユニットを構成すれば、外部電源を全く必要とせず、外部電源との接続配線も不要となり、自己完結型の氷雪融解装置となる。
【００２２】
なお、電源として上記のように太陽電池８ではなく、他の電源、例えば、交流電源１００〜２００ボルトを使用することもできる。
【００２３】
本発明の発熱体７に用いる半導体熱交換素子は、発熱時に電磁波をほとんど全くといっていいほど出さないため、通信システムの基地局アンテナに使用しても受信、送信能力に全く影響はない。また、近づいても人体に悪影響は全く無い。
【００２４】
本発明においてシート状の発熱体７は、アンテナ１に対する氷雪付着防止のために用いられるが、更に、太陽電池８の内壁や底面に貼着して使用することができる。このように太陽電池８の内壁や底面にシート状の発熱体７を取り付ければ、太陽電池８の積雪や凍結を防ぐことができる。
【００２５】
本実施形態の発熱機能材７ｂは、その製造方法における前記主成分混合物と溶解物との混合上澄み液が透明であり、これを用いることにより透明発熱体とすることが可能である。太陽電池８の受光部にこの透明発熱体を配置すれば、光を透過し且つ発熱し、受光部の積雪や凍結、これらによる受光部の被覆を防止できる。
【００２６】
図７は、シート状発熱体の他の実施形態を示す平面図である。図７に示すように発熱機能材２１を炭素繊維に蒸着して形成し、絶縁性フィルム２２を基材とし、その上に線条体形状の発熱機能材２１を蛇行して配置し、これらの発熱機能材２１の両端に圧着端子２３ａ、２３ｂを接続し、更にこれらの発熱機能材２１および圧着端子２３ａ、２３ｂの上に前記基材と同様の絶縁性フィルム２４を積層するよう構成する。このような発熱体２０を、発熱体７のようにアンテナ１の表面に配置しても同様の効果が得られる。
【００２７】
図２は、この発明の第２の実施の形態に係るアンテナを示す正面図、図８は、線状の発熱体を示す斜視図である。本実施の形態は、半導体化合物を線状の発熱体２５に形成して用いる。図２に示すように、棒状のアンテナ１の基端から先端まで適当な間隔をあけて線状発熱体２５を螺旋状に巻き付けて固着する。氷雪融解効果に応じて巻き付ける間隔を調整する。
【００２８】
線状発熱体２５は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、カーボンファイバー６１、６１、・・・の１本１本に発熱機能材６２を付着せしめ線条体形状６３とし、その複数本を樹脂６４で纏めて被覆し、かくして、線状、すなわち、ひも状の発熱体２５とする。カーボンファイバー６１の表面に発熱機能材６２を付着せしめる方法としては、前記本発明の発熱機能材の製造方法において製造される「上澄み液としての発熱機能材」中に当該カーボンファイバー６１をディッピング（どぶづけ）する方法を用いるとよい。
【００２９】
図３は、この発明の第３の実施の形態に係るアンテナを示す側面図である。パラボラ型のアンテナ４は、放物面部５（放物面を有する反射器）および棒状部６（ダイポールアンテナ等）からなる。放物面部５の外側には、シート状に形成された発熱体７が接着剤によって貼着されている。棒状部６の表面にも、シート状に形成された発熱体７が、接着剤によって貼着されている。なお、放物面部５の外側には、線状発熱体２５を配設してもよい。この場合には、放物面部５の外側に所定数のフックを設け、このフックを利用して線状発熱体２５を放物面部５の球面に沿って配設すればよい。
【００３０】
アンテナ４の基部には、発熱体７に接続線１７を介して接続された太陽電池８が、取付具１２によって取り付けられている。接続線１７は、図示はしないが保護カバーなどにより保護されて設置される。太陽電池８には、図６に示す電気二重層コンデンサ１１が接続され、発熱体７、電気二重層コンデンサ１１、温度センサ１０、コントローラ９が接続されている。電気二重層コンデンサ１１、温度センサ１０およびコントローラ９は、図３に特に図示しないがアンテナ４に近い所定の位置に配される。これら太陽電池８等は発熱体７に作用し、発熱体７が所定の温度に上昇し、アンテナ４に伝熱し、アンテナ４の温度が上昇し、アンテナ４の表面に氷雪が付着することはない。また、氷雪が付着しても速やかに融解される。
【００３１】
なお、本発明のアンテナは、図１〜３、図９に示すようなものに限られず、氷雪が付着しないようにアンテナに発熱体を配置することにより種々のアンテナに適応可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のアンテナによれば、下記に示す有用な効果がもたらされる。
▲１▼  アンテナの表面に氷雪が付着することがないので、安定した受信、送信状態を確保することができる。
▲２▼  アンテナの表面に貼着、固着された、通電されて発熱する発熱体である半導体熱交換素子と、発熱体に通電する太陽電池とを用いることにより、氷雪の融解源として適切な温度設定が可能となる。
▲３▼  発熱体は、フィルム状に形成された発熱機能材が絶縁性フィルムで上下方向から挟持され、この発熱機能材の両端に銀ろうからなる電極が形成されていることにより、取扱性が良好になるとともに、発火がなく、熱変換効率が高く、低コストで大量生産することができ、経済的に有利である。
▲４▼  発熱体は３０℃以下に設定されているので、消費電力を低減するとともに、十分な融雪および落雪効果が得られる。
▲５▼  電源に太陽電池を用いることにより、外部電源を全く必要とせず、外部電源との接続配線も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る氷雪融解機能を備えるアンテナを示す背面図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態に係る氷雪融解機能を備えるアンテナを示す正面図である。
【図３】この発明の第３の実施の形態に係る氷雪融解機能を備えるアンテナを示す側面図である。
【図４】この発明の実施の形態に係るシート状発熱体を示す平面図である。
【図５】図４のＩ−Ｉ線断面図である。
【図６】この発明の実施の形態に係る通電機構を示す制御図である。
【図７】この発明の実施の形態に係る他のシート状発熱体を示す平面図である。
【図８】この発明の実施の形態に係る線条発熱体を示す斜視図である。
【図９】移動体通信に用いられる通信システムの基地局アンテナの１例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  支柱
３  取付具
４  アンテナ
５  放物面部
６  棒状部
７  発熱体
７ａ  絶縁性フィルム
７ｂ  発熱機能材
７ｃ，７ｃ  電極
７ｄ  絶縁性フィルム
８  太陽電池
９  コントローラ
１０  温度センサ
１１  電気二重層コンデンサ
１２  取付具
１３  アンテナ
１４  アンテナ本体
１５  保護カバー
１６  接続線
１７  接続線
２０  発熱体
２１  発熱機能材
２２  絶縁性フィルム
２３ａ，２３ｂ  圧着端子
２４  絶縁性フィルム
２５  線状発熱体
６１  カーボンファイバー
６２  発熱機能材
６３  線条体形状
６４  樹脂
【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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【図６】
2005012671.tif 000008
【図７】
2005012671.tif 000009
【図８】
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【図９】
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