JPH069216U - アンテナスタビライザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、俯仰するアンテナの仰角の下限を
拡張させて仰角の角範囲を拡大し、しかも小型でコンパ
クトなアンテナスタビライザを実現することを目的にす
るものである。 【構成】 本考案は、レドームを球殻と球殻より小径の
筒殻とからなるほぼ気球状に形成したアンテナスタビラ
イザを構成した。また、方位ジンバルにアンテナの介入
する介入部を設けたアンテナスタビライザを構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、海事衛星通信用等の小形アンテナのアンテナスタビライザに関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、海事衛星通信の船舶局用のアンテナシステムは、船舶のローリングや ピッチング等の動揺に無関係に常時アンテンナビームを衛星の方向に追尾させて 指向させることが必要である。アンテナを衛星に追尾させるアンテナマウントの １つに、仰角軸（Ｅl 軸）と方位軸（Ａz 軸）とを駆動する所謂ゆるＥl ／Ａz ２軸マウント方式がある。Ｅl ／Ａz ２軸マウント方式は天頂付近の追随遅れに より３軸型等より指向精度は劣るが、多軸マウント方式に比較して小型で軽量に 構成できる特徴がある。

【０００３】 図９は従来のこの種のマウント方式のアンテナスタビライザの構成説明図、図 １０はアンテナの俯仰動作の説明図である。 図９と図１０において、１は基盤、２は取付台、３は方位軸、４は方位ジンバ ル（gimbal）である。５は仰角軸、６はアンテナ、７はレドーム（radome）であ る。レドーム７は、半球殻７１と同径の筒殻７２で構成するドーム形に作られて いる。Ｓは船体、θは仰角軸５に取付けられたアンテナ６が一体に回動して俯仰 する角範囲（仮に、俯仰角と呼ぶ）である。

【０００４】 このような構成の従来のアンテナスタビライザにおいて、方位ジンバル上に取 付けられたアンテナ６は、図示のように仰角軸５を中心に俯仰角θの角範囲内を 回動する。そして、アンテナ６は海上に浮んで動揺する船体Ｓ上でアンテナビー ムを衛星に追尾させて、衛星を利用した通信が行えるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 従来のアンテナスタビライザは上述のように、レドーム７がドーム形に構成さ れている。このため、アンテナ６で送受信するアンテナビームが基盤１や取付台 ２の周辺部で影響を受けて、俯仰角θの下限θmin の俯角が狭められることにな る。一方、船体Ｓ上に設置されたアンテナスタビライザは、海上に浮んだ船体Ｓ と一体に常時動揺している。船体Ｓの動揺角αに比較して下限θmin の俯角が小 さい場合は、図１１に示すように船体Ｓの動揺でアンテナビームが水平線Ｈを越 して追尾不能な死角δが生じる恐れがある。

【０００６】 追尾不能な死角δを小さくするために仰角軸５の高さｈを高くしたり、アンテ ナ６のアーム長ａ（アンテナ６と仰角軸５の距離）を長くして俯仰角θを拡大す ることも考えられる。しかしながら、仰角軸５の高さｈを高くしたりアーム長ａ を長くすると、方位ジンバル４やレドーム７がそれに対応して大きくなる。この ため、システムの全体が大形で搭載用の占有面積が広くなり、当然重量も重くな って取付工事に手間も掛かることになる。特に、アンテナシステムが大形になる と、国内で船数比率の高い１００頓未満の小形船舶に適用できなくなる等の問題 点があった。

【０００７】 この考案は、従来のアンテナスタビライザのこのような問題点を解消するため になされたもので、回動するアンテナの俯仰角θの下限θmin を延長させて俯角 を拡大し、しかも小型でコンパクトなアンテナスタビライザを実現することを目 的にするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案は、基盤上に軸受けされた方位軸と一体に水平面内を回転する方位ジ ンバルと、方位ジンバルに設けられた仰角軸を支点に垂直面内を回動するアンテ ナと、アンテナ及び方位ジンバルを覆うレドームとを備えたアンテナスタビライ ザにおいて、レドームを球殻とこの球殻より小径の筒殻とからなるほぼ気球状に 形成したアンテナスタビライザを構成したものである。 また、方位ジンバルにアンテナの介入する介入部を設けたアンテナスタビライ ザを構成したものである。

【０００９】

【作用】

アンテナを包囲するレドームは筒殻側が小径の気球状に作られており、俯仰角 の下限が延長されてアンテナの回動する角範囲が拡大される。また、基盤上に軸 受けされ上部に仰角軸を支持した方位ジンバルには、仰角軸を支点に回動するア ンテナが介入できる介入部が設けられている。

【００１０】 したがって、アンテナが衛星を追尾しながら下降してアンテナビームが俯仰角 の下限に到達しても、送受信する電波の伝播が基盤や取付台の周辺部で妨害され ないので俯仰角が拡げられる。また、アンテナビームが俯仰角の下限の位置にあ って船舶が動揺した場合でも、アンテナが介入部に介入するのでアンテナビーム の衛星追尾を不能にする死角をなくすことができる。さらに、仰角軸の高さが低 くアンテナのアーム長も短くなるので、アンテナシステムの構造を小型でコンパ クトに構成することもできる。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 図１は本考案実施例１の構成説明図、図２は本考案実施例１の俯仰角の説明図 である。本考案実施例の図面で従来のアンテナスタビライザと同一の部分に同じ 符号を付したが、構造や機能が若干異なるものもあるので一部説明が重複するが やや詳しく説明する。

【００１２】 図１と図２において、１は円板形の基盤である。２は基盤１上に固定された同 形の取付台、３は方位軸、４は方位ジンバル、５は仰角軸である。図示されてい ないが取付台２には軸受けが設けられ、方位軸３が方位ジンバル４と一体に方位 軸３の軸心Ｚ−Ｚを中心にして水平方向に回転可能に軸受けされている。方位軸 ３と仰角軸５は歯車列やベルト等のトルク伝達機構を介して、ＡＣサーボモータ 等の駆動源に連結されている。

【００１３】 ６はアーム６１を介して仰角軸５に取付られたアンテナ、７はレドームである 。アンテナ６には、例えば改良型のショートバックファイヤが用いられ、大反射 板（図示せず）を囲むリム６２や２つの小反射板６３を備える。また、レドーム ７は本考案では図示のように、上部の球殻７３と、この球殻７３の半径Ｒより小 さい半径ｒの筒殻７４とからなるほぼ気球状に形成されている。

【００１４】 そして、基盤１が甲板や檣の一部等の船体Ｓ上に設置されて、アンテナスタビ ライザを備えた通信用の小形アンテナが海上を航行する船舶に搭載される。この ほか、船内には前述のＥl ／Ａz ２軸マウントの駆動源を駆動して、船上のアン テナを追尾制御する制御装置や操舵用のジャイロコンパス等の各種航海用の制御 装置も設けられている。

【００１５】 このような構成の本考案のアンテナスタビライザの動作を、図３を併用して次 に説明する。 船体Ｓに搭載されたアンテナ６は図示のように、仰角軸５を支点に垂直面内を 回動する。俯仰角θの上限θmax と下限θmin は第１象限と第３象限にあって、 アンテナ６の回動する角範囲はほぼ１１５度以上になっている。一方、方位軸３ 上の方位ジンバル４は、方位軸３の軸心Ｚ−Ｚを中心に水平方向に２７０度程度 の角範囲を正方向及び逆方向に回転する。垂直面内の回動運動と水平方向の回転 運動が協働的に動作して、仰角軸５上のアンテナ６はレドーム７の球殻７３の内 面に沿って三次元的に変位する。

【００１６】 一方、衛星測位システムからの船舶の位置情報に基づいて船内の制御装置によ り、Ｅl ／Ａz ２軸マウントが三次元的に駆動されて船上のアンテナがプログラ ム制御されて衛星を追尾する。この結果、衛星を介して海岸地球局や別の船舶地 球局等との送受信を行うことができる。この場合、本発明のレドーム７は気球状 に構成されているので、図３の点線で示すようにドーム形レドーム７の従来装置 に比べて俯仰角θの下限θmin が角λだけ反時計方向に拡張される。したがって 、譬えアンテナ６が下限θmin の位置にあって船舶が動揺しても（図１１参照） 、アンテナビームが上昇して水平線Ｈを越えるのを防止することが可能になる。 よって、アンテナビームが水平線Ｈを越えて生じる死角δがなくなり、少なくと も従来のようなアンテナ６の追尾不能をなくすことができる。

【００１７】 実施例２ 図４は本考案実施例２の構成説明図、図５は図４の側面図である。 本考案実施例２では、レドーム７は従来と同様にドーム形に形成されている。 その代りに方位ジンバル４が図５にも示されているように、一部を方位軸３から 偏心させた平板部４１と、この平板部４１上に立設されて二股に別れた音叉状の 保持部４２とから構成されている。保持部４２の下端は平板部４１の偏心部に連 結され、保持部４２が軸心Ｚ−Ｚに対して角β傾斜して上端の軸心Ｚ−Ｚ上に仰 角軸５が保持されている。

【００１８】 一方、アンテナ６のアーム長ａは、従来に比較して著しく小さく構成されてい る。また、仰角軸５の高さｈも低くなり、結果的にレドーム７の全体がが小形に 作られている。この構成の実施例２においてアンテナ６が俯仰角θ内を回動して 下限θmin の位置に達すると、方位ジンバル４のβ傾斜した保持部４２の傾斜面 ４３内に介入する。アンテナ６の介入状態が、図６の点線で示されている。この 結果、レドーム７が小形になり、しかも原理的には俯仰角θが拡大される。

【００１９】 また、図７に本考案の実施例２の一部を変形した構成が示されている。 図４と図５の実施例の構成ではアンテナ６がアーム６１で両持ち構造になって いたが、図７の場合は片持ち構造が採用されている。この変形例によれば、全体 装置のコンパクト化に伴い、一層構造が簡単で軽量になる利点がある。

【００２０】 実施例３ 図８は本考案の実施例３の構成説明図である。 本考案の実施例３では実施例１と同様に、方位ジンバル４が取付台２に直立さ れている。直立された方位ジンバル４の側面には、図４，６の傾斜角βと同じ傾 斜面４３を持つ介入部４４が形成されている。そして、アンテナ６が仰角軸５を 支点に回動して俯仰角θの下限θmin に近付くと、図６のときと同じように方位 ジンバル４の介入部４３にアンテナ６が介入する。この結果、この実施例３にお いても上述の実施例２と全く同様の効果が得られる。

【００２１】 なお、上述の実施例では基盤１に取付台２を設けて方位軸３を軸受けした場合 を例示して説明したが、取付台２又は基盤１のいずれか一方を省略してもよい。 また、アンテナは実施例で示した改良型のショートバックファイヤの外に、パラ ボラ型等の場合にも本考案を適用することができる。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は、基盤上に軸受けされた方位軸と一体に水平面内を回転する方位ジン バルと、方位ジンバルに設けられた仰角軸を支点に垂直面内を俯仰するアンテナ と、アンテナ及び方位ジンバルを覆うレドームとを備えたアンテナスタビライザ において、レドームを球殻とこの球殻より小径の筒殻とからなるほぼ気球状に形 成したアンテナスタビライザを構成した。 また、方位ジンバルにアンテナの介入する介入部を設けたアンテナスタビライ ザを構成した。

【００２３】 この結果、ドーム形レドームの従来のアンテナスタビライザのように、船体の 動揺に伴ってアンテナビームが上方に変位しても追尾不能を起すことがない。ま た、仰角軸の高さが低く、アーム長も短いので、方位ジンバルやレドームも小さ くなる。したがって、アンテナシステム全体が小形で設置面積が狭く、重量も軽 くコストの安いアンテナスタビライザを実現することができる。

【００２４】 よって、本考案によれば、小形かつ軽量で、小形船舶に好適な海事衛星通信用 のアンテナスタビライザを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例１の構成説明図である。

【図２】本考案実施例１の俯仰角説明図である。

【図３】本考案実施例１の動作説明図である。

【図４】本考案実施例２の構成説明図である。

【図５】図３の側面図である。

【図６】本考案の実施例２の動作説明図である。

【図７】本考案の実施例２の変形例の側面図である。

【図８】本考案の実施例３の構成説明図である。

【図９】従来のアンテナスタビライザの構成説明図であ
る。

【図１０】従来のアンテナスタビライザの動作説明図で
ある。

【図１１】従来のアンテナスタビライザの別の動作説明
図である。

【符号の説明】

１ 基盤 ３ 方位軸 ４ 方位ジンバル ５ 仰角軸 ６ アンテナ ７ レドーム ４３ 傾斜面 ４４ 介入部 ６１ アーム ７１ 半球殻 ７２ 筒殻 ７３ 球殻 ７４ 筒殻 ａ アーム長 ｈ 仰角軸５の高さ Ｓ 船体 β 傾斜角 δ 死角 θ 俯仰角 θmax 俯仰角の上限 θmin 俯仰角の下限 Ｚ−Ｚ 方位軸３の軸心

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基盤上に軸受けされた方位軸と一体に水
   平面内を回転する方位ジンバルと、該方位ジンバルに設
   けられた仰角軸を支点に垂直面内を回動するアンテナ
   と、該アンテナ及び前記方位ジンバルを覆うレドームと
   を備えたアンテナスタビライザにおいて、 前記レドームを球殻と該球殻より小径の筒殻とからなる
   ほぼ気球状に形成したことを特徴とするアンテナスタビ
   ライザ。
2. 【請求項２】 基盤上に軸受けされた方位軸と一体に水
   平面内を回転する方位ジンバルと、該方位ジンバルに設
   けられた仰角軸を支点に垂直面内を回動するアンテナ
   と、該アンテナ及び前記方位ジンバルを覆うレドームと
   を備えたアンテナスタビライザにおいて、 前記方位ジンバルにアンテナの介入する介入部を設けた
   ことを特徴とするアンテナスタビライザ。