JP2007014040A

JP2007014040A - 電波レンズアンテナ装置

Info

Publication number: JP2007014040A
Application number: JP2006287555A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kuroda; 昌利黒田; Masao Yokota; 政夫横田; Yasuhiro Kamise; 尉宏上瀬
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP4513797B2

Abstract

【課題】縦向きにして壁面等に設置することができ、特定の通信相手に対する設置時の調整が簡単で景観維持や耐風性などにも優れる電波レンズアンテナ装置を提供する。
【解決手段】半球状ルーネベルグレンズ２と、そのレンズの球の二分断面に設ける反射板４と、レンズの焦点部に配置する一次放射器７と、反射板４を地面に対して垂直向きにしたときにレンズの中心を通る垂線を軸にして保持部が回転できるアーム６を有し、反射板４を地面に対して略垂直にして設置部に取り付けるように構成され、アーム６の回転でそのアームで保持した一次放射器７がレンズの中心を指す姿勢を維持して前記軸と直角な面上、かつ前記軸を中心にした半円上を移動し、壁面Ｂの向き等が不明の場合にも、一次放射器の焦点への位置決めが簡単になされるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、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アンテナ装置に関する。

静止衛星との通信には、パラボラアンテナが一般的に用いられていたが、パラボラアンテナは、基本的には一方向からの電波にしか対応できない。また、設置に際して、縦方向（仰角）、横方向（方位角）、アンテナ面内方向の３軸を合わせる必要があって設定が非常に難しい上に、デッシュ面にかかる風圧加重をマストで受け支えるため耐風性にも劣り、強風時にマストがしなる等により受信障害を起こすこともある。また、強固なマストを設置するとコストや景観面での問題が生じ、日本に限らず欧米でも設置規制を受け易くなる。

これらの問題を解決するために、誘電体で形成される半球状ルーネベルグレンズの球の二分断面にレンズ径よりも大径の反射板を設け、その反射板を略垂直にして壁面などに取り付ける壁掛け方式の電波レンズアンテナ装置が、下記特許文献１、特許文献２に開示されている。

この特許文献１、特許文献２の電波レンズアンテナ装置は、設置時に、一次放射器の位置調整を簡単化する工夫を施しているが、静止衛星、特に複数の静止衛星との通信に用いる場合の設置調整については、まだ、工夫すべき点が残されていた。

即ち、半球状ルーネベルグレンズと反射板を組み合わせ、縦置き設置にして使用する電波レンズアンテナ装置は、設置する壁、ベランダ、柵等の方向情報を必要とするが、設置しようとする壁等がどちらに向いているかを現地で判断するのは容易でない。設置しようとする壁等が通信相手と正対していれば好都合であるが、そうでなければ通信相手との向きのずれに応じた一次放射器の位置調整が必要になる。特許文献１、２のアンテナ装置は、一次放射器の経度、緯度、向きを別々に調整してレンズの焦点に位置決めするようにしているため、その調整に手間がかかる。特に、複数の静止衛星に対応する場合は、壁の向きが不明なため各衛星の焦点位置を現地で探す必要があり、設置調整が困難なものになっている。
特開２００３−１１０３５０号公報特開２００３−１１０３５２号公報

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信相手の静止衛星が複数ある場合にも、それぞれの通信相手に対する一次放射器の位置合わせを簡単に行えるようにして設置時の作業負担を軽減し、耐風性の向上、景観の向上なども図れるようにした電波レンズアンテナ装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、下記の電波レンズアンテナ装置を提供する。

１）：誘電体で形成される半球状ルーネベルグレンズと、そのレンズの球の二分断面に設けるレンズ径よりも大サイズの反射板と、レンズの焦点部に配置する一次放射器と、該一次放射器保持用のアームとを一体的に組み合わせてなる電波レンズアンテナ装置であり、前記反射板を地面に対して略垂直にして設置部に取り付けるように構成され、前記アームの保持部が前記レンズの中心を通る垂線を軸にして回転可能であり、その保持部がレンズの下方に配置されて前記アームの片端を保持し、アームの他端側は一次放射器を保持する位置まで延びて非支持の状態になっており、さらに、前記一次放射器を、レンズの中心を通る前記軸と垂直な面上かつ前記軸を中心にした半円上でレンズの表面に沿って移動可能となし、その移動を、前記アームの回転によって起こさせるようにした電波レンズアンテナ装置。

２）：誘電体で形成される半球状ルーネベルグレンズと、そのレンズの球の二分断面に設けるレンズ径よりも大サイズの反射板と、レンズの焦点部に配置する一次放射器と、レンズの球状表面部を一定距離を保って通過する一次放射器保持用のアーチ状アームとを一体的に組み合わせ、前記アームの両端をレンズの外周縁と同心円の円軌道に沿って移動可能となし、このアームに前記一次放射器をアーム長手方向移動可能に取り付け、さらに、前記アームに保持された一次放射器をアームを回転させながら目標点に向けて移動させるときにその一次放射器を沿わせる緯線をレンズに被せるカバーに前もって表示した電波レンズアンテナ装置。

以下では１）の構成を第１発明、２）の構成を第２発明と言う。なお、いずれのアンテナ装置も、レンズおよび反射板の表面に設置面と同じ模様などを施したり、内部に金属メッシュ等の補強材を埋めた透明プラスチック製の反射板を使用したりしてアンテナの全体を壁面等と同化させるなどの方法を採ることができる。

第１発明の電波レンズアンテナ装置は、アームがレンズの中心を通る垂線を軸にして回転可能であり、そのアーム回転によりアームで保持した一次放射器がレンズの中心を指す姿勢を維持して前記軸と垂直な面上かつ、前記軸を中心にした半円上を移動する。従って、移動調整は１軸方向のみでよく、３軸の合わせが必要なパラボラアンテナや、設置壁の向きが不明なために向きをその都度測定し、方向に合うデータを選びだして一次放射器の位置調整を行う従来のレンズアンテナに比べて設置時の調整が格段に簡単になる。特に本発明の形態では、パラボラアンテナのように大きな反射板を動かさず、小さい一次放射器を調整するだけですむため、簡便かつ精度良く位置調整が可能である。

第２発明の電波レンズアンテナ装置は、一次放射器をアーム上でアーム長手方向にスライドさせるなどして変位させ、この動作とアームの両端を円軌道に沿って同一方向に移動させる動作を組み合わせて一次放射器を最適点に位置決めする。レンズに被せるカバー等に前もって緯線を表示しておき、その緯線に沿うようにアームを回転させながらアーム上の一次放射器を目標位置に向けて移動させると、調整がし易い。

いずれの電波レンズアンテナ装置も反射板を地面に対して略垂直な壁に密着させて設置でき、反射板が壁と同化して半球のレンズのみが膨出する状況になるため、景観的な違和感が少ない。レンズおよび反射板の表面に設置面と同じ模様などを施したものや反射板を透明にしたものは、壁面等に対するアンテナの同化度が高まり、景観的な違和感をより小さくすることができる。

このほか、アンテナの支持が直接壁面等によってなされるのに加え、半球レンズは風圧を受け難いため、風等による受信障害も起こりにくい。また、堅牢なマストなどを設置する必要がなく、コスト面でも有利になる。

図１に第１発明のアンテナ装置の実施形態を示す。この電波レンズアンテナ装置１Ａは、誘電体で形成される半球状のルーネベルグレンズ２と、そのレンズの表面を覆って保護する半球殻のカバー３と、レンズの球の二等分断面に設ける反射板４と、反射板４に組み合わされた固定軸５で支えるアーム６と、そのアーム６で保持する一次放射器７とを一体的に組み合わせて成る。

反射板４は、通信相手（図のそれは静止衛星Ｓ）からの電波を確実に捕捉するためにレンズ２の直径よりも大きいものを用いている。固定軸５は、アーム６の回転中心になる軸であり、反射板４を地面に対して略垂直にして設置部に取り付けたときに、レンズ２の中心を通る垂線Ｌ上に位置して地面に対して垂直な姿勢になる。

アーム６は、レンズ２の表面に沿って彎曲させたものを用いている。このアーム６の保持部は、固定軸５の外周に回転可能、かつ、軸方向移動不可に取り付けられて回転部８を構成しており、この回転部８を備えたアーム６に、レンズ２の焦点部に配置する一次放射器７が取り付けられている。

その一次放射器７は、通信相手の静止衛星Ｓの位置が分かっているので、緯度と仰角を前もって調整しておくことができ、設置現場での調整は壁面Ｂの向きに合わせた経度調整のみでよい。

アーム６を固定軸５を支点にして一方向にゆっくり回転させると、一次放射器７はレンズの中心を指す姿勢を維持してレンズ２の球状表面に沿って変位し、それに伴い、受信機による電波の受信レベルが徐々に変化する。そこで、電波の受信レベルが最大となる位置でアーム６の回転を止め、図示しない止めねじなどで回転部８を固定軸５に固定する。

なお、例示のアンテナ装置１Ａは、カバー３と反射板４の表面に、必要に応じて壁面Ｂと同化させるための模様などを施したり、反射板を透明反射板にしたりして景観面での違和感を緩和することができる。

図２は、第１発明のアンテナ装置の他の実施形態を示している。アンテナ装置を設置する壁面Ｂの方向や設置場所等によっては、反射板４を、図２（ａ）、（ｂ）のように、地面に対して垂直状態から前向き或いは後ろ向きにθ度傾けて設置部に取り付けることが電波のブロッキング対策、反射板の小型化、積雪対策等の面から有効になる場合がある。反射板４のθ度の傾きは、壁面Ｂとの間にアタッチメント９を介在するなどして簡単に付与することができ、そのような取り付けを行うときには、反射板４の傾きによる影響を排除するために、アーム６の保持部を、反射板４の傾き方向に２θ度傾いた線を軸にして回転可能となす。

ここで、角度θは、地面に垂直な線を０度とした場合、±４５度以下であり、好ましくは±１５度の範囲にするのがよい。前傾の角度にすれば、耐降雪性に優れ、仰向けの角度にすれば傾角の高い衛星からの受信時に反射板を小型化できる。

図３は、第２発明のアンテナ装置の実施形態である。この電波レンズアンテナ装置１Ｄは、円形の反射板４を用い、この反射板４上にレンズ２と同心の円軌道１３を設けている。また、一次放射器７を保持するアーム６をアーチ状にしてレンズ２を跨がせ、このアーム６の両端を円軌道１３に可動に取り付けている。この図３の電波レンズアンテナ装置１Ｄは、アーム６の両端を円軌道１３に沿って同一方向に移動させ、さらに、一次放射器７をアーム６上でアーム長手方向にスライドさせるなどして変位させ、この２つの動作を組み合わせて、一次放射器７を最適点に位置決めする。レンズ２に被せるカバー３等に前もってレンズの軸に対し、垂直な面に平行なレンズ面上の線（反射板４を図４のように地面に対して垂直にしたときに緯線として表される線Ｑ）を表示しておき、その線に沿うように、アーム６を回転させながらそのアーム６上の一次放射器７を目標点（焦点）に向けて移動させると、調整がし易い。

なお、例示のアンテナ装置は、いずれも一次放射器の偏波角は、各一次放射器をそれぞれ保持するホルダ（図示せず）内で一次放射器を回転させて調整することができる。また、各アンテナ装置は、壁の方向や設置場所の緯度によっては反射板が大きくなったり、一次放射器による電波のブロッキングが生じたりすることがあるが、前記特許文献１でも述べているように、反射板に縦、又は横方向の角度をつけることにより、反射板を小さくしたり、一次放射器のブロッキングの影響を最小とすることができる。

以上例示したこの発明の電波レンズアンテナ装置は、通信相手に対する一次放射器の位置合わせを一軸方向の調整、即ち、アームの回転のみで行えるようにしたので、壁面等の向きが判明していなくても設置時の調整を簡単に迅速に行うことができる。特に、複数衛星に対応する場合でも、アーム回転などの一軸のみの調整でレンズの焦点位置に各一次放射器を位置決めすることができるので、調整時間が大巾に短縮され、作業負担が軽減される。

また、反射板を壁面に密着させることができるので、景観面での違和感も緩和でき、耐風性も十分に高められる。さらに、堅牢なマストを必要としないため、コスト面でも有利になる。

第１発明の電波レンズアンテナ装置の実施形態を示す側面図（ａ）第１発明の装置の変形例を示す側面図、（ｂ）第１発明の装置のさらに他の変形例を示す側面図（ａ）第２発明の電波レンズアンテナ装置の実施形態を示す正面図、（ｂ）同上の電波レンズアンテナ装置の側面図図３の電波レンズアンテナ装置のカバー表面等に予め設ける緯線の解説図

符号の説明

１Ａ、１Ｄ電波レンズアンテナ装置
２半球状ルーネベルグレンズ
３カバー
４反射板
５固定軸
６アーム
７一次放射器
８回転部
９アタッチメント
１３円軌道
Ｂ壁面
Ｌレンズの中心を通る垂線

Claims

誘電体で形成される半球状ルーネベルグレンズと、そのレンズの球の二分断面に設けるレンズ径よりも大サイズの反射板と、レンズの焦点部に配置する一次放射器と、該一次放射器保持用のアームとを一体的に組み合わせてなる電波レンズアンテナ装置であり、前記
反射板を地面に対して略垂直にして設置部に取り付けるように構成され、前記アームの保持部が前記レンズの中心を通る垂線を軸にして回転可能であり、その保持部がレンズの下方に配置されて前記アームの片端を保持し、アームの他端側は一次放射器を保持する位置まで延びて非支持の状態になっており、さらに、前記一次放射器を、レンズの中心を通る前記軸と垂直な面上かつ前記軸を中心にした半円上でレンズの表面に沿って移動可能となし、その移動を、前記アームの回転によって起こさせるようにした電波レンズアンテナ装置。
誘電体で形成される半球状ルーネベルグレンズと、そのレンズの球の二分断面に設けるレンズ径よりも大サイズの反射板と、レンズの焦点部に配置する一次放射器と、レンズの球状表面部を一定距離を保って通過する一次放射器保持用のアーチ状アームとを一体的に組み合わせ、前記アームの両端をレンズの外周縁と同心円の円軌道に沿って移動可能となし、このアームに前記一次放射器をアーム長手方向移動可能に取り付け、さらに、前記アームに保持された一次放射器をアームを回転させながら目標点に向けて移動させるときにその一次放射器を沿わせる緯線をレンズに被せるカバーに前もって表示した電波レンズアンテナ装置。