特開 2022-120321 アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022120321

(43)【公開日】2022-08-18

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/12 20060101AFI20220810BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/12 Z

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021017140

(22)【出願日】2021-02-05

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、総務省、「異システム間の周波数共用技術の高度化に関する研究開発」委託事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000232287

【氏名又は名称】日本電業工作株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100149113

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 謹矢

(72)【発明者】

【氏名】工藤 友章

【テーマコード（参考）】

5J047

【Ｆターム（参考）】

5J047AA09

5J047BG00

(57)【要約】

【課題】脚部の長さやアジャスタを調整する作業を必要とせず、容易に装置の水平を維持することが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナと、このアンテナを支持する基台２０と、台座容器４１と、この台座容器４１の内部に設けられた浮き台４２とを備える。台座容器４１は、内面が球面であって上部に開口部４１ａが設けられており、内部に緩衝液５０が充填されている。浮き台４２は、この緩衝液５０よりも比重が小さく、台座容器４１の内側の球面における最大半径とほぼ等しい半径の円形をなして台座容器４１の内面に接しており、基台２０が設置される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナと、
前記アンテナを支持する基台と、
内面が上部に開口部が設けられた球面をなし、液体を充填した台座容器と、
前記液体よりも比重が小さく、前記台座容器の球面における最大半径とほぼ等しい半径の円形をなして当該台座容器の内面に接し、前記基台が設置される浮き台と、
を備えることを特徴とする、アンテナ装置。

【請求項2】

前記浮き台の縁に沿って、前記液体が出入可能な流路が形成され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】

前記浮き台の前記基台が設置される上側面と、前記台座容器の上部の前記開口部が設けられた縁部との間に、当該浮き台の動きを緩和させる緩衝部をさらに備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記緩衝部は、前記浮き台の上側面と前記台座容器の前記縁部との間の隙間を塞ぐように設けられたことを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記台座容器の内面から立ち上がり、前記浮き台を支持する支持部をさらに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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

アンテナ装置を設置する際に、アンテナの向きを正しく制御するため、アンテナ装置の水平を保つように設置することが行われている。

【0003】

特許文献１には、アンテナ掲揚装置本体を道路面等の載置面上の試験を行う所定位置にセットする場合には、作業員が台座の上に置いた水準器を見ながら、所要の調整支持部材を回動してこれを伸縮操作することにより、台座を３点支持の状態で水平に調整する構成について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－２９０１２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アンテナ装置を水平に設置する場合、水準器を用いて水平か否かを確認しながら、脚部の長さやアジャスタを調整する作業は容易ではない。

【0006】

本発明は、脚部の長さやアジャスタを調整する構成と比較して、容易に装置の水平を維持することが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成する本発明は、アンテナと、このアンテナを支持する基台と、内面が上部に開口部が設けられた球面をなし、液体を充填した台座容器と、この液体よりも比重が小さく、台座容器の球面における最大半径とほぼ等しい半径の円形をなして台座容器の内面に接し、基台が設置される浮き台と、を備えることを特徴とする、アンテナ装置である。
より好ましくは、この浮き台の縁に沿って、液体が出入可能な流路が形成された構成としても良い。
さらに好ましくは、浮き台における基台が設置される上側面と、台座容器の上部の開口部が設けられた縁部との間に、浮き台の動きを緩和させる緩衝部をさらに備える構成としても良い。
また、より詳細には、緩衝部は、浮き台の上側面と台座容器の縁部との間の隙間を塞ぐように設けても良い。
さらに好ましくは、台座容器の内面から立ち上がり、浮き台を支持する支持部をさらに備える構成としても良い。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、脚部の長さやアジャスタを調整する作業を必要とせず、容易にアンテナ装置の水平を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態によるアンテナ装置の全体構成を示す図である。

【図2】台座の外観を示す図である。

【図3】台座の内面の最大半径を通る円直面による断面を示す図である。

【図4】浮き台を上方から見た図である。

【図5】傾斜した設置場所に設置した際の台座の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜装置構成＞
図１は、本実施形態によるアンテナ装置の全体構成を示す図である。アンテナ装置１は、アンテナ１０と、基台２０と、台座４０と、レドーム８０とを備える。図１では、レドーム８０を破線で記載し、レドーム８０に覆われているアンテナ１０および基台２０を記載している。

【0011】

アンテナ１０は、特定の方向に強い感度を示す指向性アンテナである。一例として、図１に示す例では、平面アンテナが用いられている。例えば、第５世代移動通信システム（５Ｇ）などの基地局を設置するため、同システムと使用周波数帯が重なる電波源を探索する用途の場合、同システムで用いられる周波数帯である準ミリ波帯やミリ波帯の電波を受信可能なアンテナ１０が用いられる。

【0012】

基台２０は、アンテナ１０を支持する支持部材である。基台２０は、アンテナ１０の向きを動的に制御する駆動機構３０を備えている。駆動機構３０は、交差またはねじれの位置関係にある第１軸３１および第２軸３２を有する２軸回転機構である。そして、図示しない制御装置の制御により駆動機構３０が各軸３１、３２の周りに回転駆動することで、アンテナ１０を左右および上下に振り、３次元空間の様々な方向へ向けることができる。一例として、駆動機構３０は、アンテナ１０の向きを第１軸３１の周りの回転に基づく上下方向（ピッチ角方向）には下方３０度程度から上方９０度まで振ることができ、第２軸３２の周りの回転に基づく左右方向（ヨー角方向）には３６０度振ることができる構成としても良い。基台２０の内部には、制御装置の制御により駆動機構３０を動作させるためのモータ（図示せず）が組み込まれている。制御装置は、例えば、組込みシステムのプロセッサにより実現される。

【0013】

レドーム８０は、アンテナ１０および基台２０を覆うドームである。レドーム８０は、例えば、レドーム下部とレドーム上部とで構成される。レドーム下部は、例えば厚さ３ｍｍ程度の樹脂で形成される。レドーム上部は、例えば、厚さ１～２ｍｍ程度の樹脂で形成される。レドーム下部が基台２０に取り付けられた状態で、レドーム上部がレドーム下部に被せられることにより、アンテナ１０および基台２０の全体がレドーム８０の内部に収まる。

【0014】

台座４０は、基台２０を取り付ける台である。アンテナ装置１は、基台２０に台座４０が取り付けられた状態で設置場所に設置される。台座４０は、台座４０自体が一定範囲内の角度で傾斜しても、基台２０の取り付け箇所が水平を保つように構成される。これにより、設置場所が傾斜していても、傾斜角度が一定範囲内であれば、アンテナ装置１を水平に維持することができる。

【0015】

＜台座４０の構成＞
図２は、台座４０の外観を示す図である。図３は、台座４０の内面の最大半径を通る円直面による断面を示す図である。図２および図３に示すように、台座４０は、台座容器４１と、浮き台４２と、支持部４６と脚部４７とを備える。

【0016】

台座容器４１は、内面が球面の一部をなす容器である。より具体的には、台座容器４１の内面は、上部に円形の開口部４１ａが設けられた球面となっている。また、さらに好ましくは、台座容器４１の内面は、この内面を含む球面のうち、台座４０が水平面上に置かれた場合における最大半径を含む水平面を含み、それよりも上部に開口部４１ａが設けられる。図２および図３に示す例では、台座容器４１の上部の開口部４１ａには、開口の内側へ向かう円環状の縁部４１ｂが形成されている。台座容器４１は、例えば、金属や樹脂で形成される。なお、図２および図３に示す例では、台座容器４１の外側も球面となっているが、外側の形状は球に限定されない。

【0017】

浮き台４２は、台座容器４１の内部に設けられる板状部材である。浮き台４２は、半径が台座容器４１の内面を構成する球面の最大半径とほぼ等しい円板である。これにより、浮き台４２は、台座容器４１の内面を構成する球面における最大半径を含む平面上に設けられる。また、浮き台４２の周縁には、台座容器４１の内面との間の摩擦を調整するためのＯリング４４が取り付けられている。そして、浮き台４２の円形の周縁は、Ｏリング４４を介して、この最大半径を含む円周において台座容器４１の内面に接する。浮き台４２は、例えば、樹脂で形成される。Ｏリング４４は、例えば、耐油性を有するシリコンゴムで形成される。

【0018】

図３に示すように、浮き台４２には、基台２０が設置される。以下、浮き台４２の上側の面を「表面」と呼び、下側の面を「裏面」と呼ぶ。図３において、基台２０は、浮き台４２の表面に設置される。なお、図３では、基台２０の下部のみを図示している。浮き台４２に設置された基台２０は、開口部４１ａから上方に突出する。後述するように、台座４０において、浮き台４２は、台座４０自体が傾斜しても、傾斜角度が一定の範囲内であれば水平を保つように構成される。これにより、浮き台４２に設置された基台２０は、アンテナ装置１が起伏等により傾斜した場所に設置された場合であっても、脚部の長さやアジャスタの調整を必要とせずに水平を維持し、アンテナ１０の向きを正しく制御することができる。

【0019】

また、図３に示すように、台座容器４１の内部には液体５０が充填されている。以下、この液体を「緩衝液」と呼ぶ。浮き台４２は、この緩衝液５０よりも比重が小さく、緩衝液５０により浮力を与えられている。ここで、台座容器４１が傾斜すると、台座容器４１の内部の緩衝液５０が液表面を水平に保つように動く。このため、緩衝液５０上に浮かぶ浮き台４２も水平が維持される。そして、浮き台４２に設置された基台２０の水平も維持される。緩衝液５０としては、例えば、適度な粘性を有するオイルが用いられる。

【0020】

図４は、浮き台４２を上方から見た図である。図４に示すように、浮き台４２の円形の周縁に沿って、複数の流量調整孔４３が設けられている。流量調整孔４３は、浮き台４２の表面（図４で紙面の手前側に向いている面）から裏面（図４で紙面の奥側に向いている面）へ抜ける貫通孔である。台座容器４１が動くと、台座容器４１の内部の緩衝液５０も揺れ動く。このとき、緩衝液５０は、浮き台４２に設けられた流量調整孔４３を通って、ある程度、浮き台４２の裏面側から表面側へ流出してくる。そして、台座容器４１が静止すると、浮き台４２の表面側へ流出した緩衝液５０は、次第に流量調整孔４３を通って浮き台４２の裏面側へ戻る。このような構成とすることにより、台座容器４１の動きに応じて緩衝液５０が揺れ動いた際に、浮き台４２が直ちに追従して動くことを抑制し、浮き台４２の動きを緩慢にすることができる。

【0021】

ここで、流量調整孔４３の形状、大きさ、数、間隔等の具体的な態様は、要求される浮き台４２の動きの緩慢さの程度、言い換えれば、台座容器４１が動いた際に浮き台４２の動きをどれだけ抑制するかに応じて設定される。また、流量調整孔４３の具体的な態様と、要求される浮き台４２の動きの緩慢さの程度とに応じて、適切な粘性を有する緩衝液５０を選択しても良い。なお、台座容器４１が動いた際の浮き台４２の動きを抑制するための緩衝液５０の流路を設ける手段は、図４に示すような流量調整孔４３には限定されない。例えば、浮き台４２の縁を切り欠いて、浮き台４２を台座容器４１に設置した際に流路が形成されるようにし、緩衝液５０を流通可能にする構成等でも良い。

【0022】

台座容器４１の内部には、台座容器４１の内面の底部から立ち上がる支持部４６が設けられている。図３に示す例では、支持部４６は、台座容器４１の内面の底部から立ち上がり、浮き台４２の裏面に達する長さを有する柱状の部材である。支持部４６は、先端を浮き台４２の裏面に当てて、浮き台４２を支持する。また、図３に示す例では、浮き台４２の裏面の中央に凹部が形成されており、支持部４６は、この凹部により位置決めされて、浮き台４２の中央を支持している。図示の例では、単に支持部４６の先端が浮き台４２に突き当てられているが、これには限定されず、自在継手等の接合角度が自在に変化可能な接合部品を用いて支持部４６と浮き台４２とを接続しても良い。

【0023】

上述したように、浮き台４２は、緩衝液５０により浮力を受け、また、浮き台４２の円形の周縁が台座容器４１の内面に対して最大半径を含む円周部分で接している。このため、支持部４６を設けなくても、台座容器４１の内部で位置決めされる。しかしながら、支持部４６を設けることにより、ある程度の重量のある物体を浮き台４２に設置しても、浮き台４２が沈んだり、撓んだりすることを回避することができる。なお、支持部４６は、浮き台４２を支持する構造であれば良く、図３に示した例のように柱状の部材には限定されない。

【0024】

浮き台４２の表面には、浮き台４２と台座容器４１とをつなぎ、浮き台４２の動きを緩和させる緩衝部４５が設けられている。図２および図３に示す例では、緩衝部４５は、浮き台４２の表面と、台座容器４１の開口部４１ａに設けられた縁部４１ｂとをつないでいる。また、図２および図４に示すように、緩衝部４５は、浮き台４２の形状と中心が重なる円に沿って連続的に設けられている。図３および図４に示す例では、浮き台４２の表面に、緩衝部４５の取り付け位置４５ａが示されている。このような構成とすることより、緩衝部４５が取り付けられると、浮き台４２の表面と台座容器４１の縁部４１ｂとの間の隙間が塞がれる。

【0025】

緩衝部４５は、ある程度の弾性を有し、台座容器４１に対する浮き台４２の動きを緩和する。上述したように、台座４０は、台座容器４１が動くと、これに伴って浮き台４２も揺れ動く。この場合、台座容器４１と浮き台４２との動きは同期しないので、浮き台４２は、台座容器４１に対しても相対的に動く。緩衝部４５は、弾性部材により台座容器４１と浮き台４２とをつなぐことにより、この台座容器４１に対する浮き台４２の動きを抑制する。緩衝部４５は、例えば、金属線による円環状の骨にゴムの膜を張って蛇腹状にした筒等で構成しても良い。

【0026】

上述したように、浮き台４２と台座容器４１との間の隙間を塞ぐように緩衝部４５を設けることにより、流量調整孔４３から浮き台４２の表面側へ流出してきた緩衝液５０が浮き台４２の表面の中央付近まで流れてくることを防ぐことができる。言い換えれば、このように構成された緩衝部４５は、液止めとして機能し、浮き台４２の表面に流出した緩衝液５０が浮き台４２に設置された基台２０に付着することを防止する。

【0027】

脚部４７は、台座４０を設置場所に設置するための部材である。図１乃至図３に示した例では、台座容器４１の外側の形状を球形としたため、平らな設置場所に設置するために脚部４７を設けている。台座容器４１の形状に関して上述したように、台座容器４１の外側の形状は球形に限定されない。したがって、例えば、台座容器４１の外側の形状において、底面が平面に形成されている場合は、台座容器４１と別に脚部４７を設ける必要はない。

【0028】

＜傾斜に対する台座４０の作用＞
上記のように構成された台座４０において、浮き台４２は、台座容器４１の開口部４１ａおよび縁部４１ｂの形状と緩衝部４５とに基づいて制限される範囲内で、台座容器４１に対して相対的に傾いた体勢を取ることができる。そして、浮き台４２は、台座容器４１に充填された緩衝液５０に浮かんだ構成により、台座容器４１が傾斜しても水平を保つことができる。

【0029】

図５は、傾斜した設置場所に設置した際の台座４０の状態を示す図である。図５に示すように、台座４０が傾斜した状態で設置された場合であっても、浮き台４２は、水平が保たれる。このため、台座容器４１の開口部４１ａおよび縁部４１ｂの形状と緩衝部４５とに基づいて制限される角度の範囲内であれば、傾斜した場所にアンテナ装置１を設置しても、浮き台４２に設けられた基台２０の水平を維持することができる。

【0030】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態には限定されない。例えば、上記の実施形態では、台座容器４１の内面の形状を、上部に開口部４１ａを設けた球形とした。ここで、浮き台４２は、台座容器４１の開口部４１ａおよび縁部４１ｂの形状と緩衝部４５とに基づいて制限される角度の範囲内でのみ、台座容器４１に対して相対的に傾斜することができた。したがって、台座容器４１の内面のうち、浮き台４２が台座容器４１に対して最大に傾くまでの間に、浮き台４２の周縁に設けられたＯリング４４が接する位置以外は、球面である必要はない。例えば、台座容器４１の内面の底部は、平面であっても良い。

【0031】

また、上記の実施形態では、台座容器４１の上部に円形の開口部４１ａを設け、円環状の縁部４１ｂを形成した。ここで、台座容器４１の開口部４１ａは、浮き台４２に設置した基台２０を台座４０の上部へ突出させることができるものであれば良く、円形以外の形状、例えば四角形等であっても良い。また、上記の実施形態では、アンテナ１０および基台２０をレドーム８０で覆う構成としたが、台座４０も含めてレドームで覆う構成としても良い。その他、本発明の技術思想の範囲から逸脱しない様々な変更や構成の代替は、本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0032】

１…アンテナ装置、１０…アンテナ、２０…基台、３０…駆動機構、３１…第１軸、３２…第２軸、４０…台座、４１…台座容器、４１ａ…開口部、４１ｂ…縁部、４２…浮き台、４３…流量調整孔、４４…Ｏリング、４５…緩衝部、４６…支持部、４７…脚部、５０…緩衝液、８０…レドーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2022-05-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナと、
内面が上部に開口部が設けられた球面をなし、液体を充填した台座容器と、
前記液体よりも比重が小さく、前記台座容器の球面における最大半径とほぼ等しい半径の円形をなして当該台座容器の内面に接する浮き台と、
前記浮き台に設置され、前記台座容器の前記開口部から突出して前記アンテナを支持する基台と、
を備えることを特徴とする、アンテナ装置。

【請求項2】

前記浮き台の縁に沿って、前記液体が出入可能な流路が形成され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】

前記浮き台の前記基台が設置される上側面と、前記台座容器の上部の前記開口部が設けられた縁部との間に、当該浮き台の動きを緩和させる緩衝部をさらに備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記緩衝部は、前記浮き台の上側面と前記台座容器の前記縁部との間の隙間を塞ぐように設けられたことを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記台座容器の内面から立ち上がり、前記浮き台を支持する支持部をさらに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。