(57)【要約】【課題】単独で交換可能な平板形状のレドームを備えたアンテナ装置を得ること。【解決手段】アンテナ装置は、電波を放射及び受信するアンテナ素子５を有するアンテナ本体２と、アンテナ素子５が挿入される貫通穴が設けられ、貫通穴にアンテナ素子５を貫通させてアンテナ本体２に取り付けられるアンテナフランジ３と、アンテナフランジ３に搭載されてアンテナ本体２を覆う平板形状のレドーム１と、レドーム１をアンテナフランジ３に着脱可能に固定するねじ４とを備える。【選択図】図１
2016144147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を放射及び受信するアンテナ素子を有するアンテナ本体と、
前記アンテナ素子が挿入される貫通穴が設けられ、該貫通穴に前記アンテナ素子を貫通させて前記アンテナ本体に取り付けられるアンテナフランジと、
前記アンテナフランジに搭載されて前記アンテナ本体を覆う平板形状のレドームと、
前記レドームを前記アンテナフランジに着脱可能に固定する結合部材とを備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナフランジは、前記貫通穴が形成された中央部よりも外縁部が突出していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記レドームは、前記アンテナフランジと対向する側の面に、前記アンテナ素子との干渉を防止する凹部を備えることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナ本体は、複数の前記アンテナ素子を配列した平面アレーアンテナを有し、
前記結合部材は、前記アンテナ素子を非配置にした部分に対応して前記アンテナフランジに配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記結合部材は、前記レドームに固定される被係合部品と、前記アンテナフランジを貫通して前記被係合部品に係合される係合部品とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記被係合部品は、前記レドームの前記アンテナフランジと対向する面に接着されていることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記アンテナフランジの外縁部で被設置構造物に支持されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物に取り付けられるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ装置は、電波を放射及び受信するアンテナ素子を有するアンテナ本体と、アンテナ本体を風雨といった外部環境から保護するレドームとを備えている。レドームは、外部環境によるアンテナ素子の劣化及び損傷、又はアンテナの指向を導き出そうと試みる観測者から、アンテナ本体を保護するために用いられる。アンテナ素子の電波放射面から放射される電波は、レドームを介して空間に照射される。
【０００３】
特許文献１，２に開示されるように、従来のレドームの電波透過面は、電波干渉を発生させず、かつ構造強度を確保して梁を設けなくても形状を維持できるように、曲面状に成形されている。また、特許文献３には、レドームを平板形状とすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１１３５７号公報
【特許文献２】特表２０１０−５０６４５３号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
曲面形状を有するレドームは、スキンとコアとを接着した複合材を用いて形成されている。曲面形状を有するレドームは、構造物に取り付けるために、その端部を構造物の取付面に対して垂直方向に曲げてレドームの高さを取付面から嵩上げし、さらにレドームの端部を取付面と向き合うように再度曲げて、端部を２回折り曲げたＺ形状を有する複雑な形状にしている。レドームの端部をＺ形状に成形する際、Ｚ形状をなす折り曲げ箇所にスキンとコアとを密着させるための力を加えることは難しい。
【０００６】
また、曲面形状のレドームは、Ｚ形状を設ける必要があるため小型化が難しい。
【０００７】
さらに、曲面形状のレドームは、電波の透過する面が曲面形状であることにより、電波放射角が変化したり、電波の透過する長さがばらついたりするため、電気特性の計算が複雑になる。
【０００８】
上記のような問題から、平板形状のレドームを備えたアンテナ装置に対してのニーズが高まっているが、特許文献３は、平板形状のレドームを実装する構造の一例を示しているに過ぎず、特許文献３に開示される構造とは異なる構造で平板形状のレドームを実装することを提案する余地がある。具体的には、特許文献３に開示される平板形状のレドームは、ハニカム構造のコアが上部構体に接着されており単独で交換することができないため、単独で交換可能な平板形状のレドームを備えたアンテナ装置の実現が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単独で交換可能な平板形状のレドームを備えたアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電波を放射及び受信するアンテナ素子を有するアンテナ本体を備える。また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、アンテナ素子が挿入される貫通穴が設けられ、貫通穴にアンテナ素子を貫通させてアンテナ本体に取り付けられるアンテナフランジを備える。また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、アンテナフランジに搭載されて本体を覆う平板形状のレドームを備える。また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レドームをアンテナフランジに着脱可能に固定する結合部材を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、単独で交換可能な平板形状のレドームを備えたアンテナ装置を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるアンテナ装置の構成を示す断面図
【図２】実施の形態１にかかるアンテナ装置のレドームを取り外した状態での正面図
【図３】本発明の実施の形態２にかかるアンテナ装置の構成を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態３にかかるアンテナ装置の構成を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態４にかかるアンテナ装置の構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるアンテナ装置の構成を示す断面図である。図２は、実施の形態１にかかるアンテナ装置のレドームを取り外した状態での正面図である。図１は、図２中にＩ−Ｉ線に沿った断面を示している。図２は、図１中の破線部をレドーム１が取り付けられる外表面側から見た状態のアンテナ装置２０を示している。アンテナ装置２０は、複数のアンテナ素子５が平面上に配列された平面アレーアンテナを構成している電子機器であるアンテナ本体２と、アンテナ本体２を覆って保護するレドーム１とを有する。レドーム１は、平板形状をなしている。レドーム１は、アンテナ本体２に取り付けられたアンテナフランジ３に搭載されて、結合部材であるねじ４によって着脱可能に固定される。なお、図１に示す構成においては、レドーム１とともにアンテナフランジ３をねじ４でアンテナ本体２にとも締めすることによって、レドーム１をアンテナフランジ３に固定しているが、レドーム１をねじ４でアンテナフランジ３にねじ止めし、ねじ４とは別のねじでアンテナフランジ３をアンテナ本体２にねじ止めするようにしてもよい。アンテナ素子５は、電波を放射及び受信する。
【００１５】
アンテナフランジ３には、板厚方向に貫通した貫通穴８が設けられている。アンテナ本体２に配列された複数のアンテナ素子５は、貫通穴８を通じてアンテナフランジ３の内面からレドーム１側の面に突出するか、又はアンテナフランジ３の内面と面一に配置されている。すなわち、アンテナフランジ３は、貫通穴８にアンテナ素子５を貫通させてアンテナ本体２に取り付けられる。このように、アンテナ素子５は、アンテナフランジ３に形成された貫通穴８を使用して挿抜される。複数のアンテナ素子５をアンテナフランジ３の内面からレドーム１側の面に突出させるか、又はアンテナフランジ３の内面と面一に配置することにより、アンテナ装置２０の性能の低下を防ぐことができる。
【００１６】
アンテナフランジ３は、レドーム１と対向する面の外縁部３ｂが、貫通穴８が形成されている中央部３ａよりも突出しており、アンテナ素子５が配列された中央部３ａと外縁部３ｂとの間に段差部３ｃが形成されている。
【００１７】
図２に示すように、ねじ４を取り付けるスペースは、アンテナ装置２０の性能を確保しつつ、平面アレーアンテナ１９を構成する複数のアンテナ素子５を間引いて一部のアンテナ素子５を非配置とすることで確保している。すなわち、結合部品であるねじ４は、アンテナ素子５を非配置にした部分に対応してアンテナフランジ３に配置されて、レドーム１をアンテナフランジ３に着脱可能に固定する。
【００１８】
平板形状のレドーム１は、アンテナフランジ３に、ねじ４で取り付けられ、アンテナ装置２０を構成する。アンテナ装置２０は、アンテナフランジ３の外縁部３ｂが被設置構造物である船殻６によって支持されるように船殻６に取り付けられ、アンテナ装置２０と船殻６との間隙にはシーリング７が施されている。アンテナ装置２０と船殻６との間にシーリング７が施されているため、船殻６の内部及びアンテナ本体２内に、砂塵又は雨滴が浸入することが防止される。
【００１９】
レドーム１は、電波透過性を有する材料で構成される。レドーム１の材料には、スキンとコアとを有する複合材が適用される。スキンには、樹脂とガラス繊維とを用いたガラス繊維による繊維強化複合材料であるＧＦＲＰ（Glass  Fiber  Reinforced  Plastics）が適用される。コアには、樹脂及びアラミッド紙の複合材料が適用される。
【００２０】
アンテナ本体２に平面アレーアンテナを構成するアンテナ素子５は、誘電体基板上に薄膜導体のパターンを形成することによって構成される。アンテナ素子５を構成する薄膜導体には銅又は金を適用できる。アンテナフランジ３は、鉄コバルトニッケル合金、炭素繊維強化プラスチックであるＣＦＲＰ（Carbon  Fiber  Reinforced  Plastics）、又はアルミニウム合金を用いて構成された板状の構造体である。
【００２１】
アンテナ素子５を間引いて非配置とした部分にねじ４を配置し、電波干渉による影響が問題とならないようにしているため、ねじ４の材料には金属を用いることも可能であり、レドーム１の材料と同様の電波透過性を有する材料に限定されることはない。
【００２２】
アンテナ装置２０が温度変化の大きい環境下で用いられる場合には、レドーム１、アンテナフランジ３及びねじ４は、互いの線膨張係数が近くなるように材料を選定することが好ましい。
【００２３】
実施の形態１にかかるアンテナ装置２０において、レドーム１は、結合部材であるねじ４を取り外すことによってアンテナフランジ３から分離できる。したがって、レドーム１を単独で交換することが可能である。
【００２４】
実施の形態１にかかるアンテナ装置２０において、レドーム１は、風雨といった外部環境からアンテナ素子５を含むアンテナ本体２を保護する。レドーム１は、外部から風圧又は水圧荷重のような外部荷重を受ける。アンテナフランジ３の外縁部が嵩上げされているため、レドーム１が受けた外部荷重は、アンテナ素子５には負荷されずに、アンテナフランジ３を介してアンテナ本体２に負荷される。したがって、実施の形態１にかかるアンテナ装置２０は、アンテナ素子５を外部荷重から保護することができる。
【００２５】
実施の形態１にかかるアンテナ装置２０では、アンテナ素子５から放射される電波及びアンテナ素子５で受信される電波は、電波透過性を有する材料で構成されたレドーム１を通過するため、電気特性において損失が少ない。
【００２６】
実施の形態１にかかるアンテナ装置２０は、平板形状であるレドーム１のアンテナフランジ３との接続において、アンテナ素子５を間引くことによって生じるスペースに結合部材であるねじ４を配置しているため、電波干渉による影響を発生させることがない。また、結合部材に電波透過性を有する材料で形成したねじ４を使用することでも、電波干渉による影響を防ぐことができる。
【００２７】
レドーム１は、アンテナ本体２を保護する本来の機能を備えるとともに、成形が難しい曲面形状及びＺ形状を設ける必要がないため、製品品質の向上及び製造コストの低減を図ることができる。
【００２８】
さらに、平板形状であるレドーム１は、厚さが一定であるため、電波の透過する長さを考慮した電波透過損失の計算が容易であり、計算精度の向上及び計算時間の短縮による低コスト化を図れる。
【００２９】
また、平板形状のレドーム１は、構造物である船殻６から出っ張ることなく、船殻６とレドーム１の外面とを面一で取り付けることができる。このため、レドーム１の外形寸法をアンテナ本体２と概ね同じにしてレドーム１の小型化及び薄型化を実現できる。レドーム１を小型化及び薄型化することにより、製造から保守までの過程において、レドーム１の取り回しが容易となる。
【００３０】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかるアンテナ装置の構成を示す断面図である。アンテナ装置３０のレドーム１、アンテナ本体２、ねじ４、アンテナ素子５、船殻６及びシーリング７は実施の形態１にかかるアンテナ装置２０と同様である。実施の形態２にかかるアンテナ装置３０のアンテナフランジ３’は、外縁部３ｂが中央部３ａよりも突出していない点で実施の形態１のアンテナフランジ３と相違している。実施の形態２にかかるアンテナ装置３０のアンテナ本体２は、複数のアンテナ素子５を配列した平面アレーアンテナを有している。
【００３１】
実施の形態２においては、アンテナ素子５をアンテナフランジ３の内面から突出させる場合に、アンテナ素子５の突出量が無視し得ない大きさであるならば、レドーム１にアンテナ素子５との干渉を防ぐためにアンテナ素子５がはまる凹部１ａを設ける。
【００３２】
実施の形態２にかかるアンテナ装置３０において、レドーム１は、結合部材であるねじ４を取り外すことによりアンテナフランジ３’から分離できる。したがって、レドーム１を単独で交換することが可能である。
【００３３】
実施の形態２にかかるアンテナ装置３０においても、実施の形態１にかかるアンテナ装置２０と同様の効果が得られる。
【００３４】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３にかかるアンテナ装置の構成を示す断面図である。アンテナ装置４０のレドーム１、アンテナ本体２、アンテナフランジ３、アンテナ素子５、船殻６及びシーリング７は実施の形態１にかかるアンテナ装置２０と同様である。実施の形態３にかかるアンテナ装置４０は、被係合部品であるブッシュ９と、ブッシュ９に係合する係合部品であるピン１０とを有し、ねじ４を備えない点で実施の形態１にかかるアンテナ装置２０と相違している。実施の形態３かかるアンテナ装置４０のアンテナ本体２は、複数のアンテナ素子５を配列した平面アレーアンテナを有している。被係合部品であるブッシュ９と係合部品であるピン１０とは、結合部材をなしている。
【００３５】
ブッシュ９は、アンテナフランジ３と対向する面側からレドーム１に挿入されている。ピン１０は、アンテナフランジ３をアンテナ本体２側の面から貫通してブッシュ９に係合している。ブッシュ９とピン１０との係合によって、レドーム１はアンテナフランジ３に対して固定されている。アンテナフランジ３は、不図示のねじによってアンテナ本体２に固定される。
【００３６】
ブッシュ９は、嵌め合いによってレドーム１に固定されてもよいし、ブッシュ９の外周面に雄ねじを設けてねじ止めによってレドーム１に固定されてもよい。ブッシュ９とピン１０との係合は、凹凸の嵌合によってなされてもよい。また、ブッシュ９の内周面に雌ねじを設け、ピン１０の外周面に雄ねじを設けて、ブッシュ９とピン１０とをねじ止めしてもよい。
【００３７】
アンテナ素子５を間引くとともに、電波干渉による影響が問題とならないように係合部材であるブッシュ９及びピン１０を配置することにより、実施の形態１にかかるアンテナ装置２０のねじ４と同様に、ブッシュ９及びピン１０の材料には金属を用いることも可能であり、レドーム１の材料と同様の電波透過性を有する材料に限定されることはない。
【００３８】
実施の形態３にかかるアンテナ装置４０において、レドーム１は、結合部品であるピン１０を被結合部品であるブッシュ９から取り外すことによりアンテナフランジ３から分離できる。したがって、レドーム１を単独で交換することが可能である。
【００３９】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４にかかるアンテナ装置の構成を示す断面図である。実施の形態４にかかるアンテナ装置５０のレドーム１、アンテナ本体２、アンテナフランジ３、アンテナ素子５、船殻６及びシーリング７は実施の形態１にかかるアンテナ装置２０と同様である。実施の形態４にかかるアンテナ装置５０は、被係合部品であるブロック１２と、ブロック１２に係合する係合部品であるピン１０とを有し、ねじ４を備えない点で実施の形態１にかかるアンテナ装置２０と相違している。実施の形態４にかかるアンテナ装置５０のアンテナ本体２は、複数のアンテナ素子５を配列した平面アレーアンテナを有している。被係合部品であるブロック１２と係合部品であるピン１０とは、結合部材をなしている。
【００４０】
ブロック１２は、レドーム１のアンテナフランジ３と対向する面に接着剤１１で固定されている。ピン１０は、アンテナフランジ３をアンテナ本体２側の面から貫通してブロック１２に係合している。ブロック１２とピン１０との係合によって、レドーム１はアンテナフランジ３に対して固定されている。アンテナフランジ３は、不図示のねじによってアンテナ本体２に固定される。
【００４１】
ブロック１２とピン１０との係合は、凹凸の嵌合によってなされてもよい。また、ブロック１２に雌ねじを設け、ピン１０の外周面に雄ねじを設けて、ブロック１２とピン１０とをねじ止めしてもよい。
【００４２】
アンテナ素子５を間引くとともに、電波干渉による影響が問題とならないように結合部材であるブロック１２及びピン１０を配置することにより、実施の形態１にかかるアンテナ装置２０のねじ４と同様に、ブロック１２及びピン１０の材料には金属を用いることも可能であり、レドーム１の材料と同様の電波透過性を有する材料に限定されることはない。
【００４３】
実施の形態４にかかるアンテナ装置５０において、レドーム１は、結合部品であるピン１０を被結合部品であるブロック１２から取り外すことによりアンテナフランジ３から分離できる。したがって、レドーム１を単独で交換することが可能である。
【００４４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  レドーム、１ａ  凹部、２  アンテナ本体、３，３’  アンテナフランジ、３ａ  中央部、３ｂ  外縁部、３ｃ  段差部、４  ねじ、５  アンテナ素子、６  船殻、７  シーリング、８  貫通穴、９  ブッシュ、１０  ピン、１１  接着剤、１２  ブロック、２０，３０，４０，５０  アンテナ装置。
【図１】
2016144147.tif 000003
【図２】
2016144147.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016144147.tif 000006
【図５】
2016144147.tif 000007