(57)【要約】【課題】ルーネベルグレンズを用いた電波レンズにおいて、反射板とレンズカバーの構造を改善することにより、平置きでの雨滴、氷雪の付着に対する防水性を高めた電波レンズおよび電波レンズアンテナ装置を提供する。【解決手段】半球状のルーネベルグレンズと、前記ルーネベルグレンズと組み合わせて電波を反射させる、レンズ径よりも大きいサイズの電波反射板と、前記ルーネベルグレンズと電波反射板の全体に被せるレンズカバーを備える電波レンズであって、前記電波反射板は、前記レンズカバーが取り付けられる外周部分に段差を設けた一体構造となっており、前記外周部分で、前記電波反射板と前記レンズカバーとを、固定具を用いて固定するか、またはカバー押さえを用いて挟み込むととともに、前記電波反射板と前記レンズカバーとの間でシール構造部が形成されていることを特徴とする電波レンズ。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半球状のルーネベルグレンズと、前記ルーネベルグレンズと組み合わせて電波を反射させる、レンズ径よりも大きいサイズの電波反射板と、前記ルーネベルグレンズと電波反射板の全体に被せるレンズカバーを備える電波レンズであって、
前記電波反射板は、前記レンズカバーが取り付けられる外周部分に段差を設けた一体構造となっており、
前記外周部分で、前記電波反射板と前記レンズカバーとを、固定具を用いて固定するか、またはカバー押さえを用いて挟み込むとともに、前記電波反射板と前記レンズカバーとの間でシール構造部が形成されていることを特徴とする電波レンズ。
【請求項２】
前記電波反射板における前記ルーネベルグレンズ接着面と、電波レンズ外周部分上面との距離が、前記電波レンズ外周部分上面の幅の１／２より大きいことを特徴とする請求項１に記載の電波レンズ。
【請求項３】
前記シール構造部は、Ｏリング、パッキン、シーラント、接着剤等のシール材を併用してシールされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電波レンズ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電波レンズと、前記電波レンズの電波の焦点部に配置する一次放射器と、この一次放射器を保持する保持具とを備えていることを特徴とする電波レンズアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止衛星や地上の固定アンテナからの放送・通信電波を受信、または、それらの衛星やアンテナに向けて電波を送信するのに用いるルーネベルグレンズを使用した電波レンズおよび電波レンズアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、静止衛星との通信には、パラボラアンテナが用いられているが、パラボラアンテナは、基本的に一方向からの電波の通信に限定されるため、複数の通信相手との同時通信を可能にするマルチビームを有したアンテナ装置であるルーネベルグレンズを用いた電波レンズアンテナ装置が、パラボラアンテナに代わる衛星通信用アンテナ装置等として提供されている。
【０００３】
誘電体で形成される半球状のルーネベルグレンズ（以下、「レンズ」という）を用いた電波レンズアンテナ装置は、レンズの球の二分断面に、レンズ径よりも大径の電波反射板（以下、「反射板」という）を設けた形で提供される。
そして、この反射板を概ね垂直にして壁面等に取り付けたり、または、この反射板を地面と概ね水平にしてビルの屋上等に設置したりして実用に供される。
しかし、このアンテナ装置は、屋外に設置して使用されるため、レンズを保護するために樹脂製のレンズカバー（レドーム）を被せて、雨滴、氷雪の付着に伴う浸水を防止する必要がある。
【０００４】
このため、従来の電波レンズは、半球状のレンズカバーを反射板上に配置することがなされているが、この構造は、レンズカバーのフランジと反射板との間のシールをレンズの全周にわたって行う必要があり、そのシールの信頼性確保が難しかった。
【０００５】
その対策としては、図４に示すように、第１反射板１にレンズ２を取り付ける面のレンズの外周にシール部を構成する溝を設け、レンズカバー３のフランジを第２反射板６で抑えることで固定したレンズが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１６７６９２号公報
【特許文献２】特開２００６−１４８７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のレンズは、シール性能は良好であったが、カバーのシール部とレンズの取付位置とが、ほぼ同じ面上に位置しているため、平置きした場合、シール部の上に水が溜まりやすい構造となっていた。今後、レンズが大型化した場合、平置きでの設置の可能性が高く、平置きでの防水性のさらなる向上が望ましい。
また、特許文献１に記載のレンズアンテナは、第１反射板１と第２反射板６それぞれが、平面に近い構造であったため、反射板を薄肉化（軽量化）したときに剛性が低下し、反射面の平面度を高い精度で維持することが難しかった。
そして、第１反射板１と第２反射板６の２種類の反射板が必要であること、および第２反射板６のレンズ２やレンズカバー３を取り付ける部分のくり抜きによる材料ロスが大きいことが、コスト増の要因でもあった。
【０００７】
本発明は、ルーネベルグレンズを用いた電波レンズにおいて、反射板とレンズカバーの構造を改善することにより、平置きでの雨滴、氷雪の付着に対する防水性を高めた電波レンズおよび電波レンズアンテナ装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、平置きでの雨滴、氷雪の付着に対する防水性を高めた電波レンズを可能にするものである。
以下、各請求項の発明について説明する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、
半球状のルーネベルグレンズと、前記ルーネベルグレンズと組み合わせて電波を反射させる、レンズ径よりも大きいサイズの電波反射板と、前記ルーネベルグレンズと電波反射板の全体に被せるレンズカバーを備える電波レンズであって、
前記電波反射板は、前記レンズカバーが取り付けられる外周部分に段差を設けた一体構造となっており、
前記外周部分で、前記電波反射板と前記レンズカバーとを、固定具を用いて固定するか、またはカバー押さえを用いて挟み込むとともに、前記電波反射板と前記レンズカバーとの間でシール構造部が形成されていることを特徴とする電波レンズである。
【００１０】
本請求項の発明は、上記のような構造としたため、シール部が反射板の外周にあり、かつ浸水してはならないレンズ取付面よりも低い位置となる。平置きした場合、シール部の上に水が溜まりにくいため、レンズ取付面に対する防水性をさらに高めることが可能となる。
そして、反射板を一体化し、外周部分を上記のような構造としたため、反射板を薄肉化した場合でも剛性を確保でき、反射面の平面度を高い精度で維持することができる。即ち、電波性能の向上を図ることができる。
また、反射板を一体化しているので、部品点数が少なくなり、レンズおよびレンズカバーを取り付ける部分をくり抜く必要がなく、材料の無駄もなくなるので、コストの低減を図ることができる。
さらに、薄肉の場合、反射板外周部の上記段差構造は、プレス加工により、簡単かつ低コストで一体成形することが可能である。
【００１１】
反射板の材質としては、電波の反射面が電波を効率良く反射するという観点から、電気伝導率の高い金属材料とすることが好ましく、例えば、軽量で安価なアルミニウム等の金属板を、成型加工の観点から挙げることができる。ここで、電波の反射面は、電波反射に支障のない平面度を有している。しかし、反射板の電波の反射面以外の材質については、金属にこだわる必要はなく、一体成型を行う場合には、表面に金属メッキ等を施した樹脂製の板でもよい。また、電波の反射に支障のない微細孔（例えば、直径１ｍｍ以下の孔）をあけた金属板や、目の間隔が小さい（例えば、１ｍｍ以下）金属メッシュ板等であってもよい。
【００１２】
レンズカバーの材質としては、基本的に誘電損失が小さく、耐候性のある材料であればよく、安価で加工性のよい合成樹脂（アクリル、ＡＥＳ、ＡＢＳ、ＡＡＳ、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等）が使用でき、中でも誘電損失の小さいポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の炭化水素系熱可塑性合成樹脂が望ましく、また、厚さとしては、低誘電損失の面より３ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍが最も好ましい。
レンズカバーの形状としては、レンズのみをカバーするのではなく、反射板を含めて全体を覆うような形状で、特許文献２に記載の氷雪水防止手段のカバーと一体化したものが、コストの観点からも好ましい。
また、レンズ、レンズカバーおよび反射板で形成される空間は、空隙でもよいが、誘電率が極めて１に近い高発泡率のオレフィン系樹脂発泡体で充填されているほうが望ましい。
また、前記固定具としては、ボルトやナット等の固定具が例示される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記の電波レンズであって、
前記電波反射板における前記ルーネベルグレンズ接着面と、電波レンズ外周部分上面との距離が、前記電波レンズ外周部分上面の幅の１／２より大きいことを特徴とする電波レンズである。
【００１４】
本請求項の発明は、上記のような構造としたために、電波反射板におけるルーネベルグレンズ接着面と、電波レンズ外周部分上面との距離、即ち、段差部分の高さが、電波レンズ外周部分にたまる水滴の高さよりも大きくなり、平置きした場合、レンズ取付面に対する防水性をさらに高めることができる。
即ち、電波レンズ外周部分にたまる水滴の高さは、一般的な材料に対する水の接触角が９０°以下であるため、前記電波レンズ外周部分に対する水の接触角が９０°のとき最大値となり、その値は、電波レンズ外周部分上面の幅の１／２である。もし、シール構造部が欠損するなど、防水性に問題が発生した場合でも、本請求項の発明においては、段差部分の高さを前記最大値（電波レンズ外周部分上面の幅の１／２）より高くしているため、平置きした場合であっても、レンズ取付面へ浸水することがない。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記の電波レンズであって、
前記シール構造部は、Ｏリング、パッキン、シーラント、接着剤等のシール材を併用してシールされていることを特徴とする電波レンズである。
【００１６】
本請求項の発明は、反射板の段差と、レンズカバーのフランジの間に、シール材を挟んで、さらに、電波反射板とレンズカバーとを、ボルト、ナット等の固定具を用いて固定するか、またはカバー押さえを用いて挟み込むことにより、電波レンズ内部への浸水を防止することが、さらに改善される。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電波レンズと、前記電波レンズの電波の焦点部に配置する一次放射器と、この一次放射器を保持する保持具とを備えていることを特徴とするレンズアンテナ装置である。
【００１８】
本請求項の発明は、前記電波レンズの焦点部に一次放射器を備えることにより、電波レンズアンテナ装置として好ましく作用する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、反射板とレンズカバーの構造を改善し、平置きでの雨滴、氷雪の付着に対する防水性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００２１】
本発明に係る電波レンズは、図１および図２に示すように、反射板１と、半球状のルーネベルグレンズ２と、樹脂製で全外周にフランジを備えて、前期レンズ２に被せるレンズカバー３とを備えている。そして、レンズ、レンズカバーおよび反射板で形成される空間（以下、単に「空間」と言う）８には、オレフィン系樹脂発泡体が充填されている。なお、図１上においては、理解を助けるために、空間８を、レンズ、レンズカバーおよび反射板から離れた形で示している。
また、図３に示すように、電波レンズのシール構造は、反射板１の段差と、レンズカバー３のフランジの間に、シール材５を挟んで、カバー押さえ４により挟み込むことにより構成されている。
なお、カバー押さえ４による挟み込みに換えて、反射板１とレンズカバー３とをボルトやナット等の固定具を用いて固定してもよい。
【００２２】
反射板１は、ルーネベルグレンズ２よりも大きく、ルーネベルグレンズ２が取り付けられる表面が電波の反射面１ａとして機能する。
【００２３】
ルーネベルグレンズ２を取り付ける反射板１の電波の反射面１ａは、電波反射に支障のない平面度を有している。この反射板１は、軽量で安価なアルミニウム等の金属板で形成される。
【００２４】
ルーネベルグレンズ２は、その中心から外周に向かって、比誘電率を２から１、あるいは、それに近似した値で変化させたものを用いる。
【００２５】
レンズカバー３の素材は、基本的に誘電損失が小さく、耐候性のある材料であって、安価で加工性のよい合成樹脂、中でも誘電損失の小さいポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性合成樹脂を使用する。また、レンズカバー３は、誘電損失を小さくする必要性から、その厚みは、３ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００２６】
図３に示すように、本発明のシール構造は、電波レンズの外周に設けられているので、電波レンズが平置きされた場合でも、ルーネベルグレンズ２周辺の雨滴、氷雪の付着が少なくなる。
そして、図３においては、反射板１のルーネベルグレンズ接着面と電波レンズ外周部分上面との距離（ｈ）が、電波レンズ外周部分上面の幅（ｗ）の１／２より大きくなるように設定され、外周部にたまる水滴の最大高さより高くなっているため、平置きした場合、反射面に水が侵入することがなく、雨滴、氷雪の付着に伴う浸水が改善されることになる。
シール材５は、シリコン系のコーティング材やシーラントだけでもよいし、これらとゴムパッキングやＯリング等を組み合わせて使用してもよい。
【００２７】
電波レンズとしてのアンテナ特性を維持するために、反射板１の電波の反射面１ａの平面度は、段差を含めて許容範囲内（例えば、１ｍｍ以下）に抑える必要があるが、本発明では、反射板１を一体化した構造としているので、アンテナの電気特性の改善が図られる。
【００２８】
また、反射板１は、金属板の成型加工等により、その全外周に段差構造を設けたために、反射板としての剛性がアップし、実際の使用状態で設置された場合のソリやねじれに対して、電波レンズアンテナ装置のアンテナの電気特性に必要な電波反射面１ａの平面度が維持されることになる。
【００２９】
さらに、本発明により、反射板の肉厚を薄くすることが可能となるため、電波レンズアンテナ装置としての軽量化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の請求項１に係る電波レンズの実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の電波レンズの構成部品を示す分解斜視図である。
【図３】図１のシール構造を示す拡大断面図である。
【図４】従来の電波レンズの断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    電波反射板
１ａ  電波の反射面
２    ルーネベルグレンズ
３    レンズカバー
４    カバー押さえ
５    シール材
６    第一反射板
７    第二反射板
８    空間
【図１】
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【図２】
2009044490.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009044490.tif 000006