(57)【要約】  一例において、アンテナレドームは、１対の長手方向縁部および複数の表面フィーチャを含む第１の面を有することができ、複数の表面フィーチャが複数の隆起部および複数のくぼみを含むことができ、複数の表面フィーチャがアンテナレドームに沿って長手方向に配向していてもよく、１対の長手方向縁部のうちの１つの縁部に適用されてもよい。別の例において、アンテナレドームは、アンテナレドームに沿って長手方向に配向していてもよい少なくとも第１の隆起部および少なくとも第１のくぼみを含むことができる第１の複数の表面フィーチャを有する第１の面と、アンテナレドームに沿って長手方向に配向していてもよい少なくとも第２の隆起部および少なくとも第２のくぼみを含むことができる第２の複数の表面フィーチャを有する第２の面と、を含むことができる。
2018507665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表面フィーチャを備える、１対の長手方向縁部を有する少なくとも第１の面であって、前記複数の表面フィーチャが、
複数の隆起部と、
複数のくぼみと、を備え、前記複数の表面フィーチャが、前記アンテナレドームに沿って長手方向に配向し、前記１対の長手方向縁部のうちの１つの縁部に適用されている、
少なくとも第１の面を、
備えることを特徴とする、アンテナレドーム。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナレドームであって、前記複数の表面フィーチャが、
丸みのあるコーナ縁部、
をさらに備えることを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナレドームであって、少なくとも２つのくぼみがディンプルを構成することを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナレドームであって、前記複数のくぼみが、ある範囲の風速にわたって前記アンテナレドームへの風荷重を最小限にするように半径、くぼみ間ピッチパラメータ、および深さパラメータを有することを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項５】
請求項１に記載のアンテナレドームであって、前記複数の隆起部が、ある範囲の風速にわたって前記アンテナレドームへの風荷重を最小限にするように隆起部高さ、隆起部間ピッチパラメータ、隆起部深さパラメータ、および隆起部形状パラメータを有することを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項６】
請求項１に記載のアンテナレドームであって、前記少なくとも第１の面が、
第２の複数の隆起部および第２の複数のくぼみを備える第２の複数の表面フィーチャであって、前記アンテナレドームに沿って長手方向に配向し、前記１対の長手方向縁部のうちの第２の縁部に適用されている、第２の複数の表面フィーチャ、
をさらに備えることを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項７】
請求項１に記載のアンテナレドームであって、前記アンテナレドームが複数の面を備え、前記複数の面が前記少なくとも第１の面を含み、前記アンテナレドームが略直方体を備え、前記少なくとも第１の面が前記複数の面の他の面よりも大きな風圧を受けるための風上面を備え、前記風上面が前記他の面よりも大きな表面積を有し、または前記アンテナレドームのための取付け構造物とは反対に向いていることを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項８】
請求項７に記載のアンテナレドームであって、前記アンテナレドーム上の風の流れの後流を減少させるために、前記風上面に隣接する前記アンテナレドームの前記複数の面のそれぞれにテーパが施されていることを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項９】
請求項７に記載のアンテナレドームであって、前記少なくとも第１の面が、
第２の複数の隆起部および第２の複数のくぼみを備える第２の複数の表面フィーチャであって、前記アンテナレドームに沿って長手方向に配向し、前記１対の長手方向縁部のうちの第２の縁部に適用されている、第２の複数の表面フィーチャ、
をさらに備えることを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項１０】
請求項９に記載のアンテナレドームであって、前記１対の長手方向縁部のうちの第１の縁部に適用された第１の隆起部および第１のくぼみが、前記少なくとも第１の面に隣接する前記アンテナレドームの第２の面に対して、長さおよび角度を有するテーパを有し、前記１対の長手方向縁部のうちの前記第２の縁部に適用された第２の隆起部および第２のくぼみが、前記少なくとも第１の面に隣接する前記アンテナレドームの第３の面に対して、長さおよび角度を有するテーパを有することを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアンテナレドームであって、前記１対の長手方向縁部のうちの前記第１の縁部に適用された前記第１の隆起部ならびに前記第１のくぼみの前記テーパの前記長さおよび前記角度、ならびに前記１対の長手方向縁部のうちの前記第２の縁部に適用された前記第２の隆起部ならびに前記第２のくぼみの前記テーパの前記長さおよび前記角度が、ある範囲の風速にわたって前記アンテナレドームの風荷重を最小限にするための設計パラメータであることを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のアンテナレドームであって、前記アンテナレドームの前記風上面の前記第１の長手方向縁部ならびに前記第２の長手方向縁部に対する前記第１の隆起部および前記第２の隆起部の位置が、前記アンテナレドーム上の風の流れを加速することを特徴とするアンテナレドーム。
【請求項１３】
第１の複数の表面フィーチャを備える少なくとも第１の面であって、前記第１の複数の表面フィーチャが、
少なくとも第１の隆起部、および
少なくとも第１のくぼみを備え、前記第１の複数の表面フィーチャが前記アンテナレドームに沿って長手方向に配向している、
少なくとも第１の面と、
第２の複数の表面フィーチャを備える、少なくとも第２の面であって、前記第２の複数の表面フィーチャが、
少なくとも第２の隆起部、および
少なくとも第２のくぼみを備え、前記第２の複数の表面フィーチャが前記アンテナレドームに沿って長手方向に配向している、
少なくとも第２の面と、
を備えることを特徴とする、アンテナレドーム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のアンテナレドームであって、前記少なくとも第１の面が前記アンテナレドームの風上面を構成し、前記少なくとも第２の面が前記アンテナレドームの非風上面を構成することを特徴とするアンテナレドーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にアンテナレドーム、より詳細には風荷重の影響を最小限にする解決策に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信は、今日の多くの様々な高速モバイル広帯域無線規格へと急速に成長している。携帯用ハンドセットの所有コストが急速に低下するとともに、強化された実時間データサービスを求めて、加入者トラフィックが近年指数関数的に増加している。これによって、ネットワークオペレータは、データトラヒックの急増に対処するために苦労し、より多くのセルラ基地局サイトおよび基地局アンテナを配備することによって容量を増大させた。各基地局サイトは、いくつかの異なるセクタにわたってモバイル通信サービスのカバレッジを行うために、典型的には、いくつかのアンテナを支持するタワーまたは屋根から構成される。加えて、新しいスペクトル帯、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）などの新しいセルラ技術、およびＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎ、Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔ）などの複数アンテナ技法（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）も増大するモバイルデータの需要を満たすために出現した。しかしながら、これによって、結果として、基地局サイトは、より多くのアンテナを支持することが必要となり、各基地局のアンテナユニットは、単一のアンテナユニットのレドームに押し込まれた複数のアンテナアレイを収容しなければならなくなった。これによって、必然的に、セルラアンテナ取付けタワーおよび支持構造物の重量ならびに風力荷重が増大する。アンテナに当たる風は、静的および動的風荷重効果の両方をもたらし、これらのタワーの荷重限界を増大させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一例において、アンテナレドームは、１対の長手方向縁部および複数の表面フィーチャを含む少なくとも第１の面を有することができ、複数の表面フィーチャが複数の隆起部および複数のくぼみを含むことができ、複数の表面フィーチャがアンテナレドームに沿って長手方向に配向していてもよく、複数の表面フィーチャが１対の長手方向縁部のうちの１つの縁部に適用されてもよい。
【０００４】
別の例において、アンテナレドームは、少なくとも第１の隆起部および少なくとも第１のくぼみを含むことができる第１の複数の表面フィーチャを有する少なくとも第１の面であって、第１の複数の表面フィーチャがアンテナレドームに沿って長手方向に配向していてもよい、少なくとも第１の面と、少なくとも第２の隆起部および少なくとも第２のくぼみを含むことができる第２の複数の表面フィーチャを有する少なくとも第２の面であって、第２の複数の表面フィーチャがアンテナレドームに沿って長手方向に配向していてもよい、少なくとも第２の面と、を含むことができる。
【０００５】
本開示の教示は、添付図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】正方形のレドームの、鋭い、面取りされた、および丸みのあるコーナの速度比較の例を表す図である。
【図２】いくつかの物体についてレイノルズ数が増加するとともに抗力係数ＣDがどのように変化するかを示すチャートである。
【図３】滑らかな球体およびディンプル付きゴルフボール上の空気流を表す図である。
【図４】例示的なアンテナレドームの断面を表す図である。
【図５】コーナ半径を変えることによるレイノルズ数の抗力係数への影響を示す合成チャートである。
【図６】アンテナアレイの例示的な断面図である。
【図７】ディンプルおよび隆起部フィーチャ、丸みのあるコーナ、ならびにテーパ角を備える例示的なレドームの断面を示す図である。
【図８】例示的なレドームと、図７に示すような断面を有する本開示のレドームとを比較している計算流体力学シミュレーションによる結果を示す図である。
【図９】図７に示すような断面を有する本開示のレドームを通過する空気流を、例示的なレドーム構造物と比較して示す図である。
【図１０】例示的なレドームおよび図７に示すような断面を有する本開示のレドームの周囲の等圧線を示す図である。
【図１１】前面に複数の隆起部を含むレドームの断面を示す図である。
【図１２】レドームのさらなる領域に沿って隆起部を含むレドームの断面を示す図である。
【図１３】本開示による、レドームの複数の領域に沿って複数のフィーチャを含むレドームの断面を示す図である。
【図１４】本開示による、レドームの複数の面および複数の領域に沿って複数のフィーチャを含むレドームの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
理解を容易にするために、各図に共通の同一の要素を指定するために、可能な場合は、同一の参照数字が使用された。
【０００８】
一例において、本開示は、ある範囲の風速にわたる風の流れにおいて動作するための構造物を提供する。本構造物は、本構造物が滑らかな表面を有する構造物よりも広い風速範囲にわたって臨界流を受けることができるように、本構造物の１つ以上の表面にわたって配置された、いくつかの表面フィーチャを備えることができ、風荷重も、最大の設計風速で、構造物が滑らかな表面を有する場合よりも小さい。
【０００９】
例えば、本開示は、風荷重性能を改善するための、ディンプル付きのおよび／または隆起したフィーチャ、丸みのあるコーナ、ならびにテーパ角を有するアンテナレドームを提供することができる。従来のレドームは、典型的には、最大の設計風速、例えば、最高の許容可能な風速に対して定格化されているが、以下でより詳細に記載されるように、設計風速未満で潜在的により大きな荷重を受けることがある。対照的に、本開示は、より広範囲のレイノルズ数にわたって、すなわちより広範囲の風速にわたって臨界流領域を呈するアンテナレドームを提供する。また、本開示は、風速を表わす関連するレイノルズ数の範囲にわたって最大の設計風速までより低い抗力係数応答を生成する。注目すべきことには、本開示のアンテナレドームは、レイノルズ数（したがって風速）の関数としての抗力係数の最小値を最適化しないが、確実にすべての風速にわたってタワー構造物にかかる全体的な応力をより小さくする。また、本開示のアンテナレドームは、確実に最大の設計風速が最大予想風荷重を意味するようにする。
【００１０】
空気中を通り抜けるいかなる物体、ボディ、または構造物も抗力を生成する。加えて、構造物の周囲の縁部特性は、抗力係数を変化させることがある。図１は、テスト中の正方形のレドームの、鋭い、面取りされた、および丸みのあるコーナの速度比較の例を示す。鋭い縁部を有する正方形のレドーム１１０は、丸みのある縁部を有する正方形のレドーム１３０と比較して、（後流領域１３５に関して）最も長く最も広い後流１１５を生成することがわかる。このことは、抗力係数が、丸みのある縁部では、はるかに、例えば約３３％、低いことを示唆する。面取りされた縁部を有する正方形のレドーム１２０は、他の２つの例と比較して、中間のサイズの後流１２５を生成する。
【００１１】
ボディまたは構造物の実際の抗力は、抗力係数、および構造物が媒体を通って進む速度、または媒体（この場合、空気）が構造物上を進む速度の二乗の関数である。流体力学の研究では、ボディまたは構造物の抗力係数は、レイノルズ数に依存する。レイノルズ数は、媒体の流速、媒体の動粘度、ボディの断面寸法および（丸みのある縁部などの）形状因子に依存する。ボディの寸法および運動学的速度が変化しない場合、レイノルズ数は、流速のみの関数である。
【００１２】
図２のチャート２００は、球体について、レイノルズ数Ｒｅが増加するとともに、すなわち速度が増加するとともに抗力係数（ＣD）がどのように変化するかを示す。３つの全く異なった流動挙動領域があり、これらの領域は、ボディによって流れが完全には剥離されない（レイノルズ数が２×１０5未満の）層流領域、臨界流領域、および（レイノルズ数が１０6よりも大きい）乱流領域を含む。また、チャート２００は、（図示する値によって示される粗度ｋ／ｄを有する）いくつかの粗い球体について、および（例えば、ｋ／ｄ×１０5＝９００を有する）ゴルフボールについて、レイノルズ数Ｒｅが増加するとともに抗力係数（ＣD）がどのように変化するかを示す。
【００１３】
図３は、滑らかな球体３２０にぶつかる空気３１０が層流境界層３３０の近くで高圧領域を生成することを示し、空気流が滑らかな球体３２０の側面の周囲で分割されている。しかしながら、空気３１０は、速く進みすぎて、滑らかな球体３２０の後部に回り込んで流れ続けること（すなわち層流を維持すること）ができず、剥離領域３１５で表面から剥離し始め、後に低圧後流３３５を残す。球体の前部の高い圧力差と後部の低い圧力の組合せによって、全体的な圧力ベクトルが生成され、結果として抗力が生じる。また、図３は、ディンプル付きゴルフボール３４５によって、結果として、層流境界層３６５に続く遷移領域３６０でゴルフボール３４５の周囲に空気の薄い乱流層３４０が生じ、空気流が剥離領域３５０で剥離する前にゴルフボール３４５の周囲をさらに進むことができることを示す。これによって、結果として、後流３５５がより小さくなり、結果的に、滑らかな球状ボールと比較して、最大２分の１だけ抗力が小さくなる。しかしながら、図２のチャート２００は、ある特定のレイノルズ数を超えると、すなわち速度を超えると、滑らかな球体は、ディンプル付き球体または粗面を有する球体よりも小さな抗力を生成することを示す。
【００１４】
基地局アンテナは、典型的には、矩形のリフレクタの長さに沿って配置されたアンテナエレメントのアレイを含み、このアレイによって、ＲＦエネルギーが狭い垂直（仰角面）ビーム幅を有する前方方向に確実に放射される。アンテナレドーム４００の例示的な断面が図４に示されている。アンテナレドーム４００の長さ、幅４１０、および奥行き４２０は、アンテナレドーム４００の前部４４０および後部４５０の湾曲したコーナ半径４３０とともに、アンテナレドーム４００の風荷重依存パラメータを規定する。
【００１５】
パネルアンテナに対する風荷重は、典型的には、基地局アンテナメーカーによって設計風速に対して引用され、その際、安全性の重要な態様および構造物的完全性を確実に維持することができるように、荷重指数が構造物技術者によって使用される。多くの基地局のパネルアンテナレドームは、スペクトル帯、アレイの数、および方位角の放射ビーム幅特性に応じて、長さが１．４ｍ〜２．６ｍ、幅が０．２ｍ〜０．４ｍ、および奥行きが０．１ｍ〜０．３ｍである。基地局のパネルアンテナは、一般に、幅または奥行きよりも長さがはるかに長いため、抗力係数を理解するために最も関連があるのは、断面プロファイルである。加えて、断面プロファイルは、風に対して最大の全表面積を呈するため、前部の風荷重が最悪の場合の荷重計算に対して考慮されることが多い。しかしながら、状況次第では、異なる方向に、特に奥行きと幅の差がより小さい方向に到達する風に対して風荷重を計算することもある。上で引用した寸法の基地局パネルアンテナは、およそ１５０ｋｍ／ｈ（４１．７ｍ／ｓ）の設計風速で約１０6のレイノルズ数を有する。
【００１６】
図５は、いくつかの矩形断面構造物および円形断面構造物（例えば、パネルアンテナ用アンテナレドーム）について、コーナ半径を変えて抗力係数へのレイノルズ数の影響を示す一連のグラフ５１０、５２０、５３０、および５４０を含む。抗力係数ＣＤは、縁部の丸み（ｒ／Ｄ）が増加するとともに減少することがわかる。しかしながら、レイノルズ数Ｒｅが増加するとともに、構造物の周囲で層流から乱流への遷移があり、抗力係数が劇的に小さくなる。異なる縁部の丸みは、この遷移で異なるレイノルズ数を呈し、結果として非常に異なる抗力係数を生じる。例えば、グラフ５４０のように、円形／円筒構造物は、層流領域、臨界流領域、および乱流領域を通して望ましい抗力係数プロファイルを呈するが、グラフ５３０の矩形構造物の第３の例は、乱流領域の少なくとも一部（１０6よりも大きなレイノルズ数）でより低い抗力係数をもたらす。加えて、円筒構造物は、リフレクタから突き出るアンテナエレメントを閉じ込めるのに必要な半径がより大きくなることにより風荷重が増加するため、アンテナレドームには必ずしも実際的ではない場合がある。
【００１７】
図５は、確実にアンテナ（または任意の構造物／ボディ）が設計風速で乱流領域にちょうど入るようにすることによって、設計風速に対して最小の風荷重を設計することが可能であることを示す。図５の第２の例である、０．１６７のコーナ半径／幅（ｒ／Ｄ）比を表わすグラフ５２０を参照すると、およそ０．５の抗力係数で、レイノルズ数が設計風速で１０6弱となるようにアンテナレドームの断面幅寸法を選ぶことが可能である。これは、データシート仕様パラメータとして低い風荷重値を提供し、通信タワーでの使用に考慮することができる異なるアンテナ設計よりも低い風荷重を有するように見える場合がある。
【００１８】
しかしながら、この動作点のすぐ下の（わずかに低い風速によって生成される）レイノルズ数に対しては、アンテナは、層流を受け、より高い抗力係数（図５のグラフ５２０でおよそ１．１）を有する。これによって、実際には、結果として、より大きな風速の場合よりもタワーにかかる風荷重がより高くなる可能性がある。設計風速よりも低い風速の方がよりありえそうであることを考慮すると、風荷重は、風速とともに常に増加するという暗黙の仮定があるため、これは、予期しなかったタワーへのさらなる荷重応力をかける。
【００１９】
一部のアンテナアレイの設計では、レドームの幅または奥行きを増加させずに、ある特定のコーナ半径を超える丸みのあるコーナを有するアンテナレドームを利用することが困難になり、これは、望ましくない場合がある。そのようなアンテナアレイ６００の例示的な断面図が図６に示され、メインの放射エレメント６１０が中心に示されているだけでなく、縁部には、図６では傾いて示されている（改善された方位角ビーム幅放射パターンを生成するために使用される）追加の放射構成部品６２０も含むが、放射構成部品６２０は、それらの機能が効果的となるように利用可能なアンテナ奥行きの多くを必要とする。等角（矩形断面）のレドームは、レドーム内で最小の容積を占めることができるが、丸みのあるコーナを活用して風荷重を小さくするには範囲に限度がある。
【００２０】
図７は、本開示の一例を示し、アンテナレドーム７００の断面がディンプル／くぼみおよび隆起部フィーチャ、丸みのあるコーナ、ならびにテーパ角を有する略直方体を備える。図７に示すように、レドーム７００は、幅（Ｗ）７０２および奥行き（Ｌｄ）７０４を有する。レドーム７００の長手方向の長さは、幅（Ｗ）７０２および奥行き（Ｌｄ）７０４の横寸法に直交する。また、図７に示すように、レドーム７００は、細長いディンプルすなわちくぼみ（Ｄ）７０５、隆起部縁部処理（Ｒ）７１０のプロファイル、長さ（Ｌｆｔ）７１５および角度（θｒ）７２０を有する前部テーパプロファイル、ならびに長さ（Ｌｂｔ）７２５および角度（θｂ）７３０を有する後部テーパプロファイルを備える。説明を容易にするために、単一のディンプル（Ｄ）７０５、単一の隆起部縁部処理（Ｒ）７１０などだけが、図ではラベル付けされている。しかしながら、図７の例が対称であるため、レドーム７００の反対側が同様のフィーチャを含むことができることを理解されたい。（ラベル７３５によって示される）領域１では、図７に示すように、レドーム７００の前部７４０（前面または風上面とも呼ばれる）に向かって吹く風は、前部風荷重圧力（Ｐ１）７４５を生成する。注目すべきことには、前部７４０は、取付け構造物、例えば、後部７６０に固定されたアンテナマストに対して最も反対側の面である。その場合、空気は、ミクロの乱流効果が生成されるレドーム７００の長さに沿って細長いディンプルプロファイル（Ｄ）７０５へと流れる（矢印７８０によって示す）。次いで、空気は、隆起部プロファイル（Ｒ）７１０を上昇し、より速い速度でレドーム７００の側面に出る（矢印７９０によって示す）。この効果は、空気流がレドーム７００のコーナで壊れ、剥離して、幅広い後流が生じることが確実にないようにする。代わりに、加速された空気は、（ラベル７５０によって示される）領域２においてレドーム７００の側面に沿って導かれ、早期の流れの剥離を防ぐ。次いで、レドーム７００の側面に沿って流れる空気は、レドーム７００の後部７６０が、流れの剥離を改善し、したがって後流を小さくするように角度（θｂ）７３０によってテーパ付けされている（ラベル７５５によって示される）領域３に進入する。反対側の風荷重圧（Ｐ２）７６５も、レドーム７００の後部７６０に示されている。
【００２１】
この組合せの結果、より広範囲のレイノルズ数にわたって、すなわちより広範囲の風速にわたって臨界流領域を有するアンテナレドームが生成される。言いかえれば、風速を表わす関連するレイノルズ数の範囲にわたって最大設計速度まで、より低い抗力係数応答を呈する。加えて、図７のレドーム７００は、普通ならば滑らかな表面レドームよりも最大の設計風速で高い荷重を生成しない。注目すべきことには、図７のレドーム７００は、レイノルズ数（したがって風速）の関数としての抗力係数の最小値に対して最適化されない。代わりに、図７のレドーム７００は、すべての風速にわたって、確実に、全体的な応力がタワー構造物にそれほどかからないように、および最大の設計風速が結果として最大予想風荷重となるようにする。
【００２２】
アンテナレドーム７００およびその態様は、異なる実施形態において様々な寸法を有することができる。しかしながら、説明のために、一例では、レドーム７００は、およそ６：５の幅と奥行きの比を有することができることに留意されたい。様々な例において、幅（Ｗ）７０２は、およそ２００ｍｍから５００ｍｍまで変わってもよい。例えば、一例では、幅（Ｗ）７０２は、およそ３００ミリメートル（ｍｍ）、例えば、３０５ｍｍであってもよい。様々な例において、奥行き（Ｌｄ）７０４は、（例えば、単一帯域のアンテナアレイを実装する場合に、現在の最高周波数の携帯電話規格に対して）５０〜８０ｍｍ以下から幅（Ｗ）７０２のサイズまで変わってもよい。一例では、奥行き（Ｌｄ）７０４は、およそ２５０ｍｍ、例えば、２４５ｍｍであってもよい。同様に、領域１（７３５）と領域２（７５０）と領域３（７５５）の比は、およそ１：１：２であってもよい。例えば、一例では、領域１（７３５）は、およそ６０ｍｍ、例えば、６５ｍｍであってもよく、領域２（７５０）は、およそ６０ｍｍ、例えば、６２ｍｍであってもよく、領域３（７５５）は、およそ１２０ｍｍ、例えば、１１８ｍｍであってもよい。前述の事項は、レドーム７００がとることができる寸法の単なる一例である。したがって、レドーム７００の幅（Ｗ）７０２および奥行き（Ｌｄ）７０４、異なる領域１〜３（７３５、７５０、７５５）のサイズ、ならびにそのような寸法間の関係は、すべて変更可能であることを認識されるであろう。前部のテーパ角（θｒ）７２０および後部のテーパ角（θｂ）７３０も、異なる例では、変えられてもよい。例えば、前部のテーパ角（θｒ）７２０は、１０度と２５度との間で変えられてもよい。例えば、前部のテーパ角（θｒ）７２０は、１８度であってもよい。同様に、後部のテーパ角（θｂ）７３０は、５度と２０度との間で変えられてもよい。例えば、後部のテーパ角（θｂ）７３０は、１０度であってもよい。
【００２３】
図８は、例示的なレドーム８１０の風速等高線と、図７で示すような断面を有する本開示のレドーム８５０の風速等高線とを比較する計算流体力学シミュレーションによる結果を示す。レドーム８１０は、前部８１５および背部８２０を含む（ここで「前部」および「背部」は、空気流の方向に対してである）。流れの剥離が、参照数字８２５によって示されるように前部湾曲部で発生する。レドーム８１０の背部８２０近くの後流８３０も、図８に示されている。レドーム８５０については、流れの剥離が、レドーム８１０に対する後流８３０と比較して、レドーム８５０の前部８５５からさらに遠く離れて発生し（矢印８７５によって示される）、結果として後流８６０が減少していることが明白である。風速プロファイルを比較すると、レドーム８５０は、レドームのコーナおよび側面に沿って、例えば、矢印８７０によって示す領域で、およびその領域の近くで、はるかに大きな高風速のプロファイル領域も呈する。これは、空気がレドーム８５０の側面に沿ってはるかに速い速度で流れており、圧力が増加し始め風速が減少し始めるレドーム８５０の後部８６５に向かってはるか遠くまで剥離しないことを意味する。また、レドーム８５０の後部８６５に向かうテーパは、背部表面積をより小さくし、剥離を改善する。
【００２４】
図９は、例示的なレドーム構造物９１０に関して見られるように後流９１５に対して空気流９２０に大きなボイドを開ける代わりに、図７に示すような断面を有する本開示のレドーム９５０の側面の周囲を包む空気流９５５を示す。レドーム９５０がより効果的に空気に「割り込んでいる」ことがわかる。レドーム９５０の前部コーナ９６０の、またはそのコーナの近くの隆起部プロファイルにおけるより高い風速のために、ベルヌーイ効果によって、風の流れの反対ベクトルに向かって「揚力」が生成される。加えて、より小さな後流９６５は、結果としてレドーム９５０の後部にわずかに高い圧力を生じる。したがって、（レドーム９１０と比較して）レドーム９５０の前部と後部との間の圧力差がより小さいために、等価力ベクトル（または風荷重係数）は、等しくなるまたは小さくなる。
【００２５】
図１０は、例示的なレドーム１０１０、および図７に示すような断面を有する本開示のレドーム１０５０の周囲の等圧線を示す。レドーム１０１０については、はるかに大きな低圧領域１０１５を見ることができ、これによって、アンテナレドーム１０１０の前部の高圧領域１０２０と後部の低圧領域１０１５との間に、例えば、力ベクトル（Ｆｖ）１０２５によって示される、より大きな圧力デルタが引き起こされる。これは、高圧領域１０６０のサイズおよび低圧領域１０５５のサイズがより均等に釣り合った、結果としてより小さな力ベクトル（Ｆｖ）１０６５を生じるレドーム１０５０と比較して、はるかに高い等価力（風荷重係数）を受けることを示唆する。
【００２６】
図１１は、本開示の別の例を示し、レドーム１１００の断面が、風荷重をさらに小さくするように、前面に複数の隆起部１１１０（および複数のくぼみ／ディンプル１１２０）を含む。例えば、図１１の例は、臨界流領域が存在する場所を変える。一例において、図１１のレドーム設計は、より大きな幅を有するアンテナアレイに関連して利用されてもよい。
【００２７】
図１２は、本開示のさらなる例を示し、レドーム１２１０および１２５０の断面が、後流および抗力をさらに小さくするように、レドームの領域２（１２８０）および領域３（１２９０）に沿って隆起部１２２０（およびくぼみ／ディンプル１２６０）を含む。例えば、図１２のレドーム設計は、レドームの前面に垂直な方向以外の風に対する風荷重を最小限にするのを支援することができる。例えば、図１２の設計は、同様の幅および奥行き、すなわち、矩形の断面プロファイルよりもより正方形の断面プロファイルを有することがあるレドームに有用な場合がある。説明を容易にするために、隆起部１２２０およびディンプル１２６０のすべてが特にラベル付けされているわけではない。
【００２８】
本開示によると、奥行き、高さ、隆起部ならびにディンプル／くぼみの数、位置、形状、およびピッチ、コーナの半径ならびにテーパプロファイルは、すべて最適化することができる設計パラメータである。この点に関して、図１３は、本開示の例を示し、レドーム１３１０および１３５０の断面は、レドームの面に沿ったディンプル１３６０および隆起部１３２０フィーチャ、領域１（１３７０）および領域３（１３９０）のテーパ角１３２５、丸みのあるコーナ１３６５、ならびにレドームの領域２（１３８０）および領域３（１３９０）に沿った隆起部１３２０（およびくぼみ１３６０）を含む。本開示によると、１つ以上のディンプル１３６０のいずれもが、ある範囲の風速にわたって最小の風荷重に最適化された半径、ディンプル間ピッチパラメータ、ディンプル深さパラメータ、およびディンプル形状パラメータを有することができる。同様に、１つ以上の隆起部１３２０のいずれもが、ある範囲の風速にわたって最小の風荷重に最適化された隆起部高さ、隆起部間ピッチパラメータ、隆起部深さパラメータ、および隆起部形状パラメータを有することができる。加えて、本開示の様々な例において、これらの様々な表面フィーチャは、アンテナレドームの長さに対して（例えば、図１および図７〜１３に示されるように）長手方向に、または横方向に配向していてもよい。
【００２９】
図１４は、本開示の別の例を示し、レドーム１４００の断面が、風荷重を小さくするように、前面に複数の隆起部１４１０（および複数のくぼみ／ディンプル１４２０）を含む。また、例示的なレドーム１４００は、領域１（１４７０）および領域３（１４９０）に丸みのあるコーナ１４６５およびテーパ角１４２５を含む。また、例示的なレドーム１４００は、レドーム１４００の領域１（１４７０）および領域２（１４８０）の側面に沿って隆起部１４５０（およびくぼみ／ディンプル１４６０）を含み、後流および抗力をさらに小さくすることができる。例えば、隆起部１４５０およびくぼみ／ディンプル１４６０は、レドーム１４００の前面の隆起部１４１０およびくぼみ／ディンプル１４２０よりも小さなフィーチャを備えることができる。例として、レドーム１４００の前面の隆起部１４１０の半径と側面の隆起部１４５０の半径の比は、例えば、１：３〜１：７の範囲にあってもよい。例えば、この比は、一例では１：５であってもよい。
【００３０】
領域１（１４７０）ならびに領域２（１４８０）の側面の（より小さな）隆起部１４５０および（より小さな）くぼみ／ディンプル１４６０の効果は、前面から背面に流れる空気の境界層にさらなる乱流を生成し、それによって、剥離を遅らせ、例えば、剥離領域を下流にさらに押しやり、ある範囲の風速にわたって風荷重も小さくすることである。一例において、領域２（１４８０）の隆起部１４５０およびくぼみ／ディンプル１４６０の少なくとも一部は、レドーム１４００が最大幅を有する位置に置かれてもよい。加えて、一例では、レドーム１４００の側面の直線部分（１４８５）が、表面フィーチャの最後のフィーチャに続いて、領域２（１４８０）に設けられてもよい。例えば、直線部分１４８５は、レドーム１４００の前面に垂直であって、前面に垂直な空気流の方向と平行であってもよい。直線部分１４８５は、例えば、領域２（１４８０）の距離の１／８〜１／２であってもよい。一例において、レドーム１４００の最大寸法は、図７の例示的なレドーム７００に関連して上で論じたものと同一または同様であってもよい。
【００３１】
前述の事項は、本開示の１つ以上の態様による様々な例を記載しているが、本開示の１つ以上の態様による、他のおよびさらなる例が本開示の範囲から逸脱せずに考案されてもよく、その範囲は、以下の請求項およびその均等物によって決定される。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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