JPH0477004A - オフセットアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は主としてマイクロ波通信あるいはレーダー等
に用いる開口面アンテナに関するものでさらに詳しくい
えば衛星通信地球局用オフセラ［・アンテナの着雪防止
に関するものである。

［従来の技術］ 第５図（ａ）は例えば特公昭５３−：３１３４５号公報
に概念を示された従来のオフセラ１ヘアンテナの正面図
、第５図（ｂ）は０１１面図であり１図において（１）
は回転放物面を平面Ｐで切断して得られる主反射鏡、（
２）は回転放物面の一部の副反射鏡。

（３）は例えば円錐ホーンの一次放射器で、この次放射
器（３）の電波位相中心は副反射ｆｆｌ　（２）の共役
焦点の一つと一致し、副反射鏡（２）のもう−力の焦点
は主反射ｆｆｌ　（１）の焦点と一致している。

（４）は副反射鏡（２）および−次放射器（３）を所定
の関係に結合する梯形状のフレーム、（５）は主反射Ｍ
　（１）とフレーム（４）を結び主反射鏡（１）と副反
射！　（２）を所定の関係に保つステイ、（６）は受信
または送信□電波の伝送路、（７）は主反射鏡（１）の
周囲を補剛する断面形状がチャンネル形状の外周リング
で、主反射鏡（１）の大きさによってはプレスなどで成
形する際に主反射鏡（１）の外縁形状として一体成形す
る場合がある。

（８）は主反射鏡（１）を保持する骨組、（９）は受信
または送信電波の水平面内の方向を定めるＡＺ（アジマ
ス）調整機構、　（１０）は受信または送信電波の垂直
面内の方向を定めるＥＬ（エレベーション）調整機構、
　（１１）は建物・鉄塔などに設置するための架台であ
る。

従来のオフセットアンテナは上記のように構成され、こ
れを衛生通信地球局用受信アンテナとして考えた場合２
人口衛生（図示せず）より到来した電波は伝送路（６）
の通り、主反射鏡（１）・副反射Ｒ（２）を順次反射し
て一次放射器（３）の電波位相中心に集束し受信機（図
示せず）に到達する。

オフセットアンテナは伝送路（６）がブロックされる箇
所がなく本質的にブロッキングの存在するパラボラアン
テナやカセグレンアンテナと比ベブロッキングによるサ
イドローブ劣化や利得低下がなく、特性良好なアンテナ
として衛星通信や高密度通信に利用されている。

アンテナは屋外に設置されるもので、冬期の降雪による
交差偏波特性劣化や利得低下を低減するため、使用状態
において主反射［（１）が垂直に近い角度で立ち着雪が
少なくなるよう主反射鏡（１）の形状を選んでいる。

第７図（ａ）は従来の他の例を示すオフセットアンテナ
の正面図、第７図（ｂ）は側面図であり１図において（
１ａ）は回転放物面を平面Ｐで切断して得られる反射鏡
、（３）は例えば円錐ホーンの一次放射器で、この−次
放射器（３）の電波位相中心は反射Ｍ、（ｌａ）の焦点
と一致している。

（４）は−次放射器（３）と所定の関係に結合するフレ
ーム、（５）は反射鏡（１ａ）とフレーム（４）を結び
反射！（ｌａ）と−次放射器（３）を所定の関係に保つ
ステイ、（６）は受信または送信電波の伝送路。

（７）は反射Ｍ（ｌａ）の周囲を補剛する外周リングで
反射Ｍ（ｌａ）をプレスなどで成形する際に反射鏡（ｌ
ａ）の外縁形状として一体成形するが１反射ｆｆ１（ｌ
ａ）の大きさによっては別部品とする場合がある。

（８）は反射鏡（ｌａ）を保持する骨組、（９）は受信
または送信電波の水平面内の方向を定めるＡＺ（アジマ
ス）調整機構、　（１０）は受信または送信電波の垂直
面内の方向を定めるＥＬ（エレベーション）調整機構、
　（１１）は建物・鉄塔などに設置するための架台であ
る。

従来のオフセットアンテナは上記のように構成され、こ
れを衛星通信地球局用受信アンテナとして考えた場合９
人工衛星（図示せず）より到着した電波は伝送路（６）
の通り１反射鏡（１，ａ）で反射して一次放射器（３）
の電波位相中心に集束し、受信機（図示せず）に到着す
る。

オフセットアンテナは伝送路（６）がプロ・ンクされる
箇所がなく本質的にブロッキングの存在するパラボラア
ンテナやカセグレンアンテナと比ベブロッキングによる
サイドローブ劣化や利得低下がなく、特性良好なアンテ
ナとして衛星通信や高密度通信に利用されている。

アンテナは屋外に設置されるので、冬期の降雪による交
差偏波特性劣等化や利得低下を低減するため、使用状態
において反射鏡（ｌａ）が垂直に近い角度で立ち着雪が
少なくなるよう反射！（ｌａ）の形状を選んでいる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の２つのオフセットアンテナは、はぼ全面に着
雪するパラボラアンテナやカセグレンアンテナに比べて
着雪量が格段に少なく１通信回線に与える影響も少ない
。

しかし、稀にオフセットアンテナの通信回線が瞬断する
ことがある。

これは主反射ｆｆｌ　（１）、反射鏡（ｌａ）への着雪
状態が第６図、第８図に示すように主反射鏡（１）１反
射鏡（ｌａ）の下半分、つまり主反射＠　（１）、反射
鏡（１ａ）に接する平面の角度が垂直に達しない範囲へ
に着雪を生じる傾向があって、この着雪が垂直から角度
の離れた下方より成長し、雪が自重で下方へ移動したり
融けて滑落するのをフレーム（４）が妨げ、この妨げら
れた雪がある程度溜って一気に落ちる際に、急激な受信
レベル変化と偏波面の変化を生じるために起るものであ
る。

通信回線の瞬断をなくし稼動率を確保するため着雪を皆
無にすることは、いかに主反射！　（１）。

反射Ｍ（１，ａ）の立つ角度を選んでも雪質・風向の影
響もあって不可能であるので、従来はセラミック系やフ
ッ素系の難着雪塗料を主反射ｆｆｌ　（１）、反射＃！
（Ｉａ）に塗布したり、主反射！　（１）、反射鏡（１
ａ）の背面に電熱線を這わせて融雪する方法がとられて
いる。

しかし、難着雪塗料は今の所その効果が２年程度であっ
て定期的に塗替を必要とするし、電熱線を主反射鏡（１
）、反射Ｍ（ｌａ）の背面に装着する方法は、熱的に主
反射鏡（１）９反射鏡（１ａ）が偉人な放熱板であるこ
とから主反射Ｍ　（１）、反射Ｍ（ｌａ）を有効に加温
するには茶人な電力を必要とする。

これらは結局維持経費の増大につながり７通信回線稼動
率の工場を困難なものにしていた。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、上記の着雪による影響を実質的に防止し９通信回線稼
動率の高いオフセットアンテナを安価に得ることを目的
としている。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わるオフセットアンテナは主反射鏡（１）
又は反射鏡（ｌａ）の周囲を補剛１する外周リングの少
なくとも一部を中空閉断面とし、この中空閉断面の内部
に電熱線を装着すると同時に中空閉断面の内部を流体で
満たすものである。

「作用］ この発明においては装着した電熱線に電力を供給するこ
とにより、主反射鏡又は反射鏡外縁で流体を満たした所
望の範囲を重点的に加温する。

［実施例］ 第１図（ａ）はこの発明の一実施例を示す正面図第１図
（ｂ）は側面図、第２図（ａ）は電熱線の装着を示す部
分拡大図であり９図において（１）〜（６）。

（８）〜（１１）は第５図、第６図に示した従来装置と
まったく同じものである。

（１２）は主反射鏡（１）の周囲を補則する矩形閉断面
で中空の外周リング、　（１３）は外周リング（１２）
の周のうち下方の内部に装着した電熱線で９例えばシリ
コンゴムで絶縁被覆したニクロム線で構成されている。

（１４）は白金測温抵抗体やサーモスタットなどの温度
測定手段、　（１５）は温度測定手段の出力により電熱
線（１３）に与える電力量を調整する制御部である。

（１６）は外周リング（１２）の周のうち下方の内部に
満たした流体で１例えばエチレングリコールを添加した
水である。

上記のように構成されたオフセットアンテナにおいて、
受信波・送信波の挙動は従来装置と全く同様である。

降雪の際、すでに説明したとおり着雪状態は主反射鏡（
１）の下部への着雪が顕著であって、特に周辺部、ここ
では外周リング（１２）を核として着雪が成長する傾向
にあるが、この核となった雪は流体（１６）を経由して
外周リング（１２）に伝わる電熱線（１３）の発熱によ
り融け、すぐに落下するため着−τは直接主反射鏡（１
）に付着するものに限られる。

また直接主反射鏡（１）下部に付着した雪が自重で下方
へ移動したり、滑落する場合も移動する方向に熱源であ
るため雪の移動が促進される。

ここで電熱線（１３）から外周リング（１２）に至る熱
伝達を考えると、流体（１６）の熱伝達率と熱容敬は気
体（空気）より遥かに大きいため、羊に主熱線（１３）
を外周リング（１２）に挿入した場合より電熱線（１３
）のワット密度を高めてコンパ／７１・なものにするこ
とができるだけでなく、加温範囲も電熱線（１３）の挿
入部のみならず流体（１６）の満たされた範囲の外周リ
ング（１２）を効率よく加温できるし、急激な降雪ある
いは雪の移動による放熱量急激に対する温度変化等の影
響も少ない。

すなわち、主反射鏡（１）の外縁、とりわけ下半分のな
かでも必要部分を重点的に加温することにより、効果的
に着雪の防止・低減を図ることができるが、その消費電
力は主反射鏡（１）全体を加温するのに比べはるかに少
ないし、難着雪塗料のように定期保守を必要とするもの
でないので、効果対費用が特に優れている。

なお、上記実施例では外周リング（１２）が主反射ｆｉ
　（１）と別部品である場合について説明したが。

第２図（ｂ）に示すように主反射鏡（１）の外縁形状と
してプレスなどでカーリングなど一体成形されたもので
あってもよく、シリコーンシーラント等のシール剤（１
７）を塗布して流体（１６）が流出しないよう実効的に
外周リング（１２）の一部を閉断面とすれば同様の効果
があることは言うまでもないし。

電熱線（１３）がポリエチレン・カーボンブラック複合
系の電熱線など抵抗値が温度に関して負の特性を持つ自
己制御ヒーターである場合は温度測定手段（１４）、制
御部（１５）が簡素あるいは不要になることも言うまで
もない。

また、電熱線の種類・材質を問うものでないこと、流体
（１６）は鉱物油等低温がら常温まで流動性を有し揮琵
性が少なく安定したものであれば種類・材質を問うもの
でないこと、シール剤（１７）もチオコール系シーラン
ト等９種類・材質を問うものでないことも言うまでもな
い。

第３図（ａ）はこの発明の他の実施例を示す正面図、第
３図（ｂ）は側面図、第４図（ａ）は電熱線の装置を示
す部分拡大図であり１図において（ｌａ）。

（３）〜（６）、　　（８）〜（１１）は第７図、第８
図に示した従来装置とまったく同じものである。

（１２）は反射鏡（１ａ）の周囲を補則する外周リング
で９反射鏡（ｌａ）の外縁形状としてプレスでカーリン
グ加工した単円形閉断面で中空の外周リング。

（１３）は外周リング（１２）の周のうち下方の内部に
装着した電熱線で１例えばシリコンゴムで絶縁被覆した
ニクロム線で構成されている。

（１４）は白金測温抵抗体やサーモスタットなどの温度
測定手段、　（１５）は温度測定手段の出力により電熱
線（１３）に与える電力量を調整する制御部である。

（１６）は外周リング（１２）の周のうち下方の内部に
満たした流体で１例えばエチレンクリコールを添加した
水である。

（１７）は外周リング（１２）の一部に塗布したシリコ
ーンシーラント等のシール剤で、外周リング（１２）か
ら（１６）が流出しないよう実効的に外周リング（１２
）の一部を閉断面とするものである。

上記のように構成されたオフセットアンテナにおいて、
受信波・送信波の挙動は従来装置と全く同様である。

降雪の際、すでに説明したとおり着雪状態は反射鏡（Ｉ
ａ）の下部への着雪が顕著であって、特に周辺部つまり
外周リング（１２）を核として着雪が成長する傾向にあ
るが、この核となった雪は流体（托）を経由して外周リ
ング（１２）に伝わる電熱線（１３）の発熱により融け
、すぐに落下するため着雪は直接反射鏡（ｌａ）に付着
するものに限られる。

また直接反射鏡（１ａ）下部に付着した雪が自重でＦ方
へ移動したり、滑落する場合も移動する方向に熱源があ
るため雪の移動が促進される。

ここで電熱線（１３）から外周リング（１２）に至る熱
伝達を考えると、流体（１６）の熱伝達率と熱容量は気
体（空気）より遥かに大きいため、単に電熱線（１３）
を外周リング（１２）に挿入した場合より電熱線（１３
）のワット密度を高めてコンパクトなものにすることが
できるだけでなく、加温範囲も電熱線（■３）の挿入部
のみならず流体（１６）の満たされた範囲の外周リング
（■２）を効率よく加温できるし、急激な降雪あるいは
雪の移動による放熱量急激に対する温度変化等の影響も
少ない。

すなわち１反射鏡（ｌａ）の外縁、とりわけ下半分のな
かでも必要部分を重点的に加温することにより、効果的
に着雪の防止・低減を図ることができるが、その消費電
力は反射Ｈ（ｌａ）全体を加温するのに比べはるかに少
ないし、難着雪塗料のように定期保守を必要とするもの
でもないので、効果対費用が特に優れている。

なお、上記実施例では外周リング（１２）が反射鏡（１
ａ）の外縁形状としてプレスなどで一体成形されたもの
である場合について説明したが、第４図（ｂ）に示すよ
うに反射Ｍ（ｌａ）と別部品であっても同様の効果があ
ることは言うまでもないし、電熱線（１３）がポリエチ
レン・カーボンブラック複合系の電熱線など抵抗値が温
度に関して負の特性を持つ自己制御ヒーターである場合
は温度測定手段（１４）、制御部（１５）が簡素あるい
は不要になることも言うまでもない。

また、電熱線の種類・材質を問うものでないこと、流体
（１６）は鉱物油等低温から常温まで流動性を有し揮発
性が少なく安定なものであれば種類・材質を問うもので
ないこと、シール剤（１７）もチオコール系シーラント
等１種類・材質をとうものでないことも言うまでもない
。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、オフセットアンテナの
主反射鏡又は反射鏡の周囲を補刷する外周リングの一部
を中空閉断面とし、この中空閉断面の内部に電熱線と流
体を添加するという簡単な構造により着雪を防止・低減
し１通信回線稼動率の他界オフセットアンテナを安価に
実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）はこの発明の一実施例を示すオフセ
ットアンテナの構造図、第２図（ａ）（ｂ）はこの発明
の一実施例の電熱線の取付を示す部分拡大図。 第３図（ａ）（ｂ）はこの発明の他の実施例を示す図第
４図（ａ）（ｂ）はこの発明の他の実施例の電熱線の取
付を示す部分拡大図、第５図（ａ）（ｂ）は従来のオフ
セットアンテナを示す構成図、第６図は着雪の状態を示
す図、第７図（ａ）（ｂ）は従来の他のオフセットアン
テナを示す図、第８図は他のオフセットアンテナの着雪
の状態を示す図である。 図において（１）は主反射ｆｉｔ、　（］ａ）は反射鏡
。 （２）は副反射鏡、　　（３）は−次放射器、（４）は
フレーム、（５）はステイ、（６）は伝送路２（７）は
外周リング、（８）は骨組、（９）はＡＺ調整機構、　
（］０＞はＥＬ調整機構、　（１１）は架台、　０２）
は外周りンゲ（１３）は電熱線、　（１４）は温度測定
手段、　（１５）は制御部、（托）は流体、　（１７）
はシール剤である。 なお、各図中、同一符号はまたは相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転放物面を平面で切断して得られる主反射鏡と
   、上記主反射鏡の焦点を共役焦点の１つとする回転楕円
   面の一部の副反射鏡と、上記副反射鏡の他方の共役焦点
   を電波位相中心とする一次放射器とを備えたオフセット
   アンテナにおいて、少なくとも一部が中空閉断面を有し
   、上記主反射鏡の周囲を補剛する外周リングと、この中
   空閉断面の内部に配置した電熱線と、上記中空閉断面の
   内部に満たされた流体とを設けたこを特徴とするオフセ
   ットアンテナ。
2. （２）回転放物面を平面で切断して得られる反射鏡と、
   上記反射鏡の焦点を電波位相中心とする一次放射器とを
   備えたオフセットアンテナにおいて少なくとも一部が中
   空閉断面を有し、上記主反射鏡の周囲を補剛する外周リ
   ングと、この中空閉断面の内部に配置した電熱線と、上
   記中空閉断面の内部に満たされた流体とを設けたことを
   特徴とするオフセットアンテナ。