JP7143783B2 - アンテナユニットの取付構造、及び、アンテナユニットの取付器具 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナユニットの取付構造、及び、アンテナユニットの取付器具に関する。

例えば、有料道路におけるマルチレーンフリーフロー型のＥＴＣシステム（電子料金徴収システム：Electronic Toll Collection System）では、複数のアレイアンテナを基地局アンテナに用いた構成のものがある。

ここで、「マルチレーンフリーフロー型のＥＴＣシステム」とは、有料道路の複数車線を減速せずに走行する車両に対して料金を徴収するシステムである。ただし、ＥＴＣシステムは、有料道路での料金徴収だけでなく、駐車場の支払い管理、車両の走行管理、自動車税の納付管理等にも適用することが検討されている。

また、「アレイアンテナ」とは、複数のアンテナ素子（放射素子）を規則的に配列し、一定の励振条件で給電するアンテナのことである。アレイアンテナは、サブアレイアンテナと呼ばれることもある。アレイアンテナは、各アンテナ素子（放射素子）の給電振幅及び位相を電気的に制御することで、アンテナ指向性の制御を容易に行うことができる。アレイアンテナは、複数のアンテナ素子（放射素子）を並べてアンテナの面積を拡張し、各アンテナ素子に対して適切な給電振幅および位相で励振を加えることで、所望のアンテナ指向性を実現することができる。また、アレイアンテナは、配列に用いるアンテナ素子の数を増減させることで、通信エリアの拡大又は縮小を行うことができる。

ＥＴＣシステムは、このようなアレイアンテナを基地局アンテナに用いることで、所望のアンテナ指向性を実現したり、通信エリアの拡大又は縮小を行ったりすることができる。特に、ＥＴＣシステムは、アレイアンテナをユニット化したアンテナユニット（つまり、複数個のアンテナ素子を並べてユニット化したアンテナユニット）を基地局アンテナに用いることで、基地局アンテナの製造や組立の簡素化、並びに、アンテナ素子の数の増減による所望の広さの通信エリアの確保等を容易に実現することができる。

従来、このような基地局アンテナに関連する技術として、例えば、特許文献１や特許文献２に開示された技術がある。なお、特許文献１には、導波管を用いたアンテナ装置が開示されている。また、特許文献２には、複数のアンテナが横方向に配置されたアレイアンテナが開示されている。

特開平１０－２９４６１２号公報 特開２０１７－１７５５９６号公報

しかしながら、従来のアンテナユニットは、以下に説明するように、設置作業の簡易化が望まれている、という課題があった。

例えば、マルチレーンフリーフロー型のＥＴＣシステムの基地局アンテナは、有料道路の車幅方向の上部を横断するように設置された場合に、その外形サイズが、１０メートル以上の長尺なサイズとなる。そして、基地局アンテナに用いるアンテナユニットは、製造や運搬等を考慮すると、横幅が１メートル程度となり、比較的大きく重たいものであった。

このようなアンテナユニットの現地での設置作業の手順は、以下のようなものである。
（１）アンテナユニットを支柱に固定して、アンテナユニットの俯角を調整する。
（２）各アンテナユニットと無線装置とを同軸ケーブルで接続する配線作業を行う。
（３）各アンテナユニットの給電振幅及び位相を調整する。

しかしながら、これらのアンテナユニットの設置作業は、前記した手順（１）から手順（３）のそれぞれが煩雑なものであるとともに、各手順をアンテナユニットの設置数分行う必要がある。また、アンテナユニットが比較的大きく重たいものである。したがって、従来のアンテナユニットは、設置作業時に多大な負担を作業者に強いていた。そのため、従来のアンテナユニットは、設置作業の簡易化が望まれていた。

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、設置作業の簡易化を実現するアンテナユニットの取付構造、及び、アンテナユニットの取付器具を提供することを主な目的とする。

前記目的を達成するため、第１発明は、アンテナユニットの取付構造であって、信号を伝送するための内部導波管を内蔵する複数のアンテナユニットと、少なくとも２つの前記アンテナユニットを横並びに隣接して取り付けることが可能な取付部と、を備え、前記取付部は、信号を伝送するための外部導波管を有し、前記外部導波管は、横並びに隣接して前記取付部に取り付けられた２つの前記アンテナユニットに跨って配置されており、かつ、両側の端部が２つの前記アンテナユニットに内蔵された２つの前記内部導波管の隣接する側の端部に接続されている構成とする。

また、第２発明は、信号を伝送するための内部導波管を内蔵し、かつ、当該内部導波管の両側の端部が外部に露出している複数のアンテナユニットを所望の場所に取り付けるためのアンテナユニットの取付器具であって、少なくとも２つの前記アンテナユニットを横並びに隣接して取り付けることが可能な取付部と、前記アンテナユニットを前記取付部に固定する固定部と、信号を伝送するための外部導波管と、を有し、前記外部導波管は、横並びに隣接して前記取付部に取り付けられた２つの前記アンテナユニットに跨って配置されており、かつ、両側の端部が２つの前記アンテナユニットに内蔵された２つの前記内部導波管の隣接する側の端部に接続されている構成とする。

本発明によれば、アンテナユニットの設置作業の簡易化を実現することができる。

実施形態１に係るアンテナユニットの取付構造を適用したＥＴＣシステムの模式的な構成を示す概略斜視図である。 実施形態１に係るアンテナユニットの取付構造を適用したＥＴＣシステムの模式的な構成を示すブロック図である。 実施形態１に係るアンテナユニットの取付構造を左斜め前側から見た構成を示す概略図である。 実施形態１に係るアンテナユニットの取付構造を左斜め後側から見た構成を示す概略図である。 実施形態１に係るアンテナユニットを前側から見た構成を示す概略図である。 実施形態１に係るアンテナユニットを後側から見た構成を示す概略図である。 実施形態１に係るアンテナユニットを左斜め下側から見た構成を示す概略図である。 実施形態１に係る取付器具を左斜め前側から見た構成を示す概略図である。 実施形態１に係る取付器具を左斜め後側から見た構成を示す概略図である。 実施形態１に係るアンテナユニットに内蔵された内部導波管と取付器具に設けられた外部導波管との接続構造を示す概略図である。 実施形態２に係るアンテナユニットの取付構造を左斜め前側から見た構成を示す概略図である。 実施形態２に係るアンテナユニットの取付構造を左斜め後側から見た構成を示す概略図である。 実施形態２に係る取付器具の連結部を左斜め前側から見た構成を示す概略図である。 実施形態２に係る取付器具の連結部を左斜め後側から見た構成を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

［実施形態１］
＜ＥＴＣシステムの構成＞
以下、図１及び図２を参照して、本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造を適用したＥＴＣシステム１００の構成について説明する。図１は、本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造を適用したＥＴＣシステム１００の模式的な構成を示す概略斜視図である。図２は、ＥＴＣシステム１００の模式的な構成を示すブロック図である。

ここでは、図３及び図４に示すアンテナユニット１１と取付部２２とを含む構造を「アンテナユニット１１の取付構造」と呼ぶ。ただし、アンテナユニット１１と取付部２２とに加え、さらに図３及び図４に示す支持部２１を含む構造を、「アンテナユニット１１の取付構造」と呼ぶようにしてもよい。

ここでは、本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造を、有料道路におけるマルチレーンフリーフロー型のＥＴＣシステム１００の基地局アンテナ１０４に適用した場合を想定して説明する。

図１に示すように、有料道路には、車幅方向の上部を横断するように、門型の構造物であるガントリ１０１が設置されている。ＥＴＣシステム１００の基地局アンテナ１０４は、そのガントリ１０１の周囲に設置されている。

図１及び図２に示す例では、ＥＴＣシステム１００は、無線装置１０２と、分配器１０３と、複数の基地局アンテナ１０４と、を備えている。
無線装置１０２は、外部の機器と無線で通信を行う装置である。
分配器１０３は、アンテナユニット１１で受信された高周波信号をインピーダンス整合が乱れないようにしながら複数に分配する装置である。
基地局アンテナ１０４は、車両に搭載された端末装置と通信を行うための電波の送受信部である。図１に示す例では、基地局アンテナ１０４は、４つの車線に対応して４つ設けられている。

図１に示す例では、無線装置１０２と分配器１０３は、ガントリ１０１の上に配置されている。無線装置１０２と分配器１０３との間は、図示せぬ通信ケーブル（例えば同軸ケーブル）で電気的に接続されている。それぞれの基地局アンテナ１０４は、取付器具１０６を介して支柱１０１Ｐに取り付けられている。支柱１０１Ｐは、ガントリ１０１に設置された棒状の部材であり、水平方向に配置されている。

各取付器具１０６は、基地局アンテナ１０４を構成する少なくとも２つのアンテナユニット１１を支柱１０１Ｐに取り付けている。各アンテナユニット１１は、分配器１０３を介して通信ケーブルとしての同軸ケーブル１０７で無線装置１０２と電気的に接続されている。

図２に示す例では、各基地局アンテナ１０４は、最小ユニットを構成する２つのアンテナユニット１１を有している。２つのアンテナユニット１１は、取付器具１０６の取付部２２を介して連結されている。

＜アンテナユニットの取付構造＞
以下、図３乃至図１０を参照して、本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造について説明する。図３は、アンテナユニット１１の取付構造を左斜め前側から見た構成を示す概略図である。図４は、アンテナユニット１１の取付構造を左斜め後側から見た構成を示す概略図である。図５は、アンテナユニット１１を前側から見た構成を示す概略図である。図６は、アンテナユニット１１を後側から見た構成を示す概略図である。図７は、アンテナユニット１１を左斜め下側から見た構成を示す概略図である。図８は、取付器具１０６を左斜め前側から見た構成を示す概略図である。図９は、取付器具１０６を左斜め後側から見た構成を示す概略図である。図１０は、アンテナユニット１１に内蔵された内部導波管と取付器具に設けられた外部導波管との接続構造を示す概略図である。

なお、ＥＴＣシステム１００は、有料道路上に通信エリアを構築する際に、対向車線や有料道路の周囲の一般道路に電波が漏れ出ないようにすることが望まれている。本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造は、その要望を満たすために、以下の点を考慮した構成になっている。
（１）本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造は、できるだけ狭ビームのアンテナユニット１１を複数並べた構成になっている。
（２）本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造は、各アンテナユニット１１の給電振幅及び位相を好適に調整された構成になっている。
このような本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造は、対向車線や有料道路の周囲の一般道路に電波が漏れ出ないようにすることができる。

なお、本実施形態において、２つのアンテナユニット１１を区別する場合に、左側に配置されたアンテナユニット１１を「アンテナユニット１１Ａ」と称し、右側に配置されたアンテナユニット１１を「アンテナユニット１１Ｂ」と称する。

図３及び図４に示すように、本実施形態では、ＥＴＣシステム１００は、取付器具１０６で２個のアンテナユニット１１を支柱１０１Ｐに取り付けた構成になっている。

取付器具１０６は、支持部２１と、取付部２２と、を備えている。
支持部２１は、支柱１０１Ｐに取付部２２を固定支持する部材である。支持部２１は、板材や棒材等で支柱１０１Ｐの周囲を囲むように構成されている。
取付部２２は、少なくとも２個のアンテナユニット１１が取り付けられる部材である。取付部２２は、支持部２１に連結されている。

図４に示すように、取付部２２は、中央部２２Ｍと、上部２２Ｕと、下部２２Ｌとを有している。
中央部２２Ｍは、上端部と下端部とが本体部分から前側に突出するように、側面視で平板を「コ」字状に折り曲げた形状を呈している。中央部２２Ｍの本体部分は、支持部２１に連結された部分である。中央部２２Ｍの本体部分は、支持部２１を軸支しており、支持部２１に対して回動可能な構成になっている。
上部２２Ｕは、平板形状を呈している。上部２２Ｕは、中央部２２Ｍの上端部の周囲に延在するように、中央部２２Ｍの上端部と一体に構成されている。
下部２２Ｌは、平板形状を呈している。下部２２Ｌは、中央部２２Ｍの下端部の周囲に延在するように、中央部２２Ｍの下端部と一体に構成されている。

上部２２Ｕと下部２２Ｌは、中央部２２Ｍの本体部分よりも前方に位置している。上部２２Ｕと下部２２Ｌとの間は、外部導波管２３の導波管接続部２３ａ（図８参照）を配置するための隙間が設けられている。

下部２２Ｌの下端部には、フック状（Ｌ字状）に形成された設置位置ガイド２２ａが設けられている。設置位置ガイド２２ａは、フックの内側部分にアンテナユニット１１を載置して、アンテナユニット１１を固定する固定部として機能する。なお、アンテナユニット１１を取付部２２に固定する固定部としては、設置位置ガイド２２ａに加え（又は設置位置ガイド２２ａの代わりに）、ネジや接着剤等を用いるようにしてもよい。

下部２２Ｌは、１つの設置位置ガイド２２ａで２つのアンテナユニット１１を支持している。また、下部２２Ｌは、固定部としてのネジ２８で２つのアンテナユニット１１を固定している。同様に、上部２２Ｕも、固定部としてのネジ２８で２つのアンテナユニット１１を固定している。

２つのアンテナユニット１１は、横並びに隣接して取付部２２に取り付けられている。取付部２２は、支持部２１によって支柱１０１Ｐに支持固定されている。

取付部２２は、「コ」字状に形成された中央部２２Ｍの内側部分に、外部導波管２３と、同軸導波管変換部２４と、を有している。
外部導波管２３は、信号を伝送するための部材である。外部導波管２３の両側の端部は、２つのアンテナユニット１１に内蔵された後記する内部導波管１８（図７参照）に接続されている。なお、外部導波管２３が接続された状態において後記する内部導波管１８（図７参照）の終端部分には、終端器１０５が取り付けられている。
同軸導波管変換部２４は、同軸ケーブル１０７と外部導波管２３とを電気的に接続し、外部導波管２３から外部に信号を変換して伝送するための部材である。同軸ケーブル１０７の一方の端部は、同軸導波管変換部２４に接続され、同軸ケーブル１０７の他方の端部は、分配器１０３（図１参照）に接続されている。

図５に示すように、アンテナユニット１１は、台座１２と、レドーム１６と、を有している。
台座１２は、後記するアンテナ基板１７（図７参照）と内部導波管１８（図７参照）とを固定する部材である。台座１２は、取付器具１０６の取付部２２に当接配置される。
レドーム１６は、後記するアンテナ基板１７（図７参照）と内部導波管１８（図７参照）とを保護するカバー部材である。レドーム１６は、後記するアンテナ基板１７（図７参照）と内部導波管１８（図７参照）とを覆うように台座１２に取り付けられる。

図６に示すように、台座１２は、矩形の平板状を呈している。台座１２には、２つの導波管接続部１２ａと、複数の導波管用ネジ穴１２ｂと、複数のユニット用ネジ穴１２ｃと、が形成されている。
導波管接続部１２ａは、アンテナユニット１１に内蔵された後記する内部導波管１８（図７参照）と取付部２２に設けられた外部導波管２３（図４及び図８参照）とを接続するための部位である。
導波管用ネジ穴１２ｂは、外部導波管２３（図４及び図８参照）を台座１２に固定するためのネジが通される穴部である。
ユニット用ネジ穴１２ｃは、台座１２を取付部２２に固定するためのネジ２８が通される穴部である。

図７に示すように、アンテナユニット１１は、内部に、アンテナ基板１７と、内部導波管１８と、アンテナ給電部１９と、を有している。
アンテナ基板１７は、基板上の導体パターンが形成された部材である。
内部導波管１８は、アンテナユニット１１の内部で信号を伝送する部材である。内部導波管１８は、高周波信号の伝送や分配を可能とする。内部導波管１８は、中央部が水平方向に延在する四角柱管の形状を呈しており、その両端部が後側（つまり、台座１２の方向）に向けて彎曲した形状を呈している。
アンテナ給電部１９は、内部導波管１８側からアンテナ基板１７側に電力を供給する部材である。アンテナ給電部１９は、内部導波管１８の途中部分（略中央部分）に接続されている。

台座１２は、取付部２２の後記する上側取付面２２Ｕｓｕ（図８参照）と下側取付面２２Ｌｓｕ（図８参照）に当接配置される被取付面１２ｓｕを有している。その被取付面１２ｓｕは、平坦面状に形成されている。

また、台座１２は、導波管接続部１２ａを有している。その導波管接続部１２ａには、内部導波管１８（図７参照）の端部が挿入可能な開口部が形成されている。内部導波管１８の両側の端部は、導波管接続部１２ａの開口部を介して台座１２の被取付面１２ｓｕから外部に露出している。

取付部２２に設けられた外部導波管２３の導波管接続部２３ａ（図８参照）は、導波管接続部１２ａに対向配置される。その際に、内部導波管１８の端部が外部導波管２３の導波管接続部２３ａ（図８参照）の内部に挿入される。これにより、内部導波管１８と外部導波管２３とが電気的に接続される。つまり、基地局アンテナ１０４では、取付部２２の外部導波管２３の導波管接続部２３ａと台座１２の導波管接続部１２ａとを重ね合わせることで、取付部２２の外部導波管２３とアンテナユニット１１の内部導波管１８とが電気的に接続される。

図８に示すように、取付部２２は、アンテナユニット１１の台座１２の被取付面１２ｓｕ（図７参照）に当接配置される上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕを有している。以下、上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕとを総称する場合に単に「取付面」と称する場合がある。

上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕは、それぞれ、平坦面状に形成されている。上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕは、好ましくは、同一平面を構成しているとよい。これにより、取付部２２は、上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕをアンテナユニット１１の台座１２の被取付面１２ｓｕに安定して密着させることができる。

上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕには、ユニット用取付穴２２ｃが形成されている。ユニット用取付穴２２ｃは、取付部２２を台座１２に固定するためのネジが通される穴部である。

図８及び図９に示すように、取付部２２は、中央部２２Ｍの内側部分に、前記した外部導波管２３と、前記した同軸導波管変換部２４と、を有している。外部導波管２３は、中央部が水平方向に延在する四角柱管の形状を呈しており、その両端部が前側（つまり、アンテナユニット１１の方向）に向けて彎曲している。同軸導波管変換部２４は、垂直方向に延在する四角柱管の形状を呈しており、外部導波管２３の途中部分（略中央部分）に接続されている。

外部導波管２３の両端部には、アンテナユニット１１の台座１２の導波管接続部１２ａに接続される導波管接続部２３ａが設けられている。導波管接続部２３ａは、平坦面状に形成されている。導波管接続部２３ａは、好ましくは、上側取付面２２Ｕｓｕ及び下側取付面２２Ｌｓｕと同一平面を構成しているとよい。これにより、取付部２２は、導波管接続部２３ａをアンテナユニット１１の台座１２の導波管接続部１２ａに安定して密着させることができる。

導波管接続部２３ａには、導波管用取付穴２３ｂが形成されている。導波管用取付穴２３ｂは、外部導波管２３を台座１２に固定するためのネジが通される穴部である。

外部導波管２３は、横並びに隣接して取付部２２に取り付けられたアンテナユニット１１Ａとアンテナユニット１１Ｂとに跨って配置される（図４参照）。その際に、外部導波管２３は、アンテナユニット１１Ａの台座１２の導波管接続部１２ａとアンテナユニット１１Ｂの台座１２の導波管接続部１２ａとに接続される。これにより、外部導波管２３の両側の端部は、それぞれ、２つのアンテナユニット１１Ａ，１１Ｂに内蔵された２つの内部導波管１８の隣接する側の端部に接続される。つまり、外部導波管２３は、横並びに隣接して取付部２２に取り付けられた２つのアンテナユニット１１Ａ，１１Ｂに内蔵された２つの内部導波管１８の隣接する側の端部に接続される。

取付部２２に取り付けられた２つのアンテナユニット１１Ａ，１１Ｂに内蔵された２つの内部導波管１８は、外部導波管２３とともに水平方向に延在するように配置され、かつ、外部導波管２３を介して電気的に接続されている。

外部導波管２３と内部導波管１８の長さは、アンテナ給電部１９における給電振幅の周波数長さλに基づいて設定されている。その長さは、例えば、給電振幅の周波数長さλの整数倍（つまり、λ×ｎ）に設定されているとよい。

例えば、図１０に示すように、外部導波管２３は、２つアンテナユニット１１Ａ，１１Ｂに内蔵された２つの内部導波管１８に接続される。図１０には、内部導波管１８の長さを「Ｌ１」とし、外部導波管２３の長さを「Ｌ２」とし、２つの内部導波管１８におけるアンテナ給電部１９とアンテナ給電部１９との間の距離を「Ｌ」とする構成が示されている。

係る構成において、アンテナ給電部１９とアンテナ給電部１９との間の距離Ｌは、以下の式（１）を満たすとよい。
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＝λ×ｎ …（１）
ここで、「λ」は給電振幅の周波数長さを表し、「ｎ」は整数を表している。

＜アンテナユニットの設置作業＞
以下、図４を参照して、本実施形態に係るアンテナユニット１１の設置作業について説明する。ここでは、２つのアンテナユニット１１Ａとアンテナユニット１１Ｂとのうち、アンテナユニット１１Ａを先に取付部２２に取り付け、アンテナユニット１１Ｂを後に取付部２２に取り付けるものとして説明する。なお、アンテナユニット１１Ａとアンテナユニット１１Ｂは、並列給電の最小ユニットを構成している。つまり、アンテナユニット１１Ａとアンテナユニット１１Ｂは、同軸導波管変換部２４を介して外部から取付部２２に供給された電力を取付部２２の外部導波管２３で分配して供給する構成になっている。

まず、設置作業の作業者は、支持部２１を支柱１０１Ｐに装着する。そして、作業者は、アンテナユニット１１のビーム方向が所望の方向になるように、取付部２２を回動させて、支持部２１に対する取付部２２の俯角（取付角度）を調整をする。その後に、作業者は、支持部２１を支柱１０１Ｐに強固に固定する。

次に、作業者は、アンテナユニット１１Ａの片側の略半分が取付部２２の設置位置ガイド２２ａから外側に突出させた状態で、アンテナユニット１１Ａを取付部２２の設置位置ガイド２２ａに載置する。

次に、作業者は、取付部２２の外部導波管２３の導波管接続部２３ａ（図８参照）とアンテナユニット１１Ａの台座１２の導波管接続部１２ａ（図６参照）とを重ね合わせる。このとき、アンテナユニット１１Ａの内部導波管１８の端部が外部導波管２３の導波管接続部２３ａ（図８参照）の内部に挿入される。

次に、作業者は、取付部２２の導波管用取付穴２３ｂ（図８参照）とアンテナユニット１１Ａの台座１２の導波管用ネジ穴１２ｂ（図６参照）とにネジ２８（図４参照）を通して締結（ネジ止め）する。また、作業者は、取付部２２のユニット用取付穴２２ｃ（図８参照）とアンテナユニット１１Ａの台座１２のユニット用ネジ穴１２ｃ（図６参照）とにネジを通して締結（ネジ止め）する。これにより、アンテナユニット１１Ａが取付部２２に取り付けられる。

この後、作業者は、アンテナユニット１１Ａの取付と同様にして、アンテナユニット１１Ｂを取付部２２に取り付ける。すなわち、作業者は、アンテナユニット１１Ｂの片側の略半分が取付部２２の設置位置ガイド２２ａから外側に突出させた状態で、アンテナユニット１１Ｂを取付部２２の設置位置ガイド２２ａに載置する。

次に、作業者は、取付部２２の外部導波管２３の導波管接続部２３ａ（図８参照）とアンテナユニット１１Ｂの台座１２の導波管接続部１２ａ（図６参照）とを重ね合わせる。このとき、アンテナユニット１１Ｂの内部導波管１８の端部が外部導波管２３の導波管接続部２３ａ（図８参照）の内部に挿入される。

次に、作業者は、取付部２２の導波管用取付穴２３ｂ（図８参照）とアンテナユニット１１Ｂの台座１２の導波管用ネジ穴１２ｂ（図６参照）とにネジ２８（図４参照）を通して締結（ネジ止め）する。また、作業者は、取付部２２のユニット用取付穴２２ｃ（図８参照）とアンテナユニット１１Ｂの台座１２のユニット用ネジ穴１２ｃ（図６参照）とにネジを通して締結（ネジ止め）する。これにより、アンテナユニット１１Ｂが取付部２２に取り付けられる。

次に、作業者は、同軸ケーブル１０７の一方の端部を取付部２２の同軸導波管変換部２４に接続し、同軸ケーブル１０７の他方の端部を分配器１０３に接続する。これにより、基地局アンテナ１０４の配線作業が終了する。

次に、作業者は、分配器１０３の入出力端と無線装置１０２とを別途用意する図示せぬ通信ケーブル（例えば同軸ケーブル）で接続する。これにより、アンテナユニット１１の設置作業が終了する。

なお、図４に示す構成において、基地局アンテナ１０４は、アンテナユニット１１Ａとアンテナユニット１１Ｂが並列給電構造になっている。このような基地局アンテナ１０４は、アンテナユニット１１Ａとアンテナユニット１１Ｂとで並列給電の最小ユニットを構成している。

なお、各アンテナユニット１１の内部導波管１８は、好ましくは、設計時や工場出荷時に、全てのアンテナ基板１７に対して所望の給電振幅及び位相で調整されているとよい。

また、各基地局アンテナ１０４は、内部導波管１８の終端部分に終端器１０５が接続されているとよい。つまり、各基地局アンテナ１０４は、外部導波管２３に接続されていない側の導波管接続部１２ａに終端器１０５が接続されているとよい。

また、各基地局アンテナ１０４は、内部導波管１８の終端部分をアンテナユニット１１の内部に隠した構成にしてもよい。

＜アンテナユニットの取付構造の主な特徴＞
本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、例えば以下のような特徴を有している。

（１）図４に示すように、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、内部導波管１８を内蔵する複数のアンテナユニット１１と、少なくとも２つのアンテナユニット１１を横並びに隣接して取り付けることが可能な取付部２２と、を備えている。取付部２２は、外部導波管２３を有している。外部導波管２３は、横並びに隣接して取付部２２に取り付けられた２つのアンテナユニット１１に跨って配置されており、かつ、両側の端部が２つのアンテナユニット１１に内蔵された２つの内部導波管１８の隣接する側の端部に接続されている。

本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、少なくとも２つのアンテナユニット１１を取付部２２で横並びに隣接して取り付けるとともに、隣接する（隣り合う）アンテナユニット１１の内部導波管１８を取付部２２の外部導波管２３で接続する。このような本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、アンテナユニット１１を支柱１０１Ｐに固定して、アンテナユニット１１の俯角を調整する作業を簡易化することができる。また、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、設計時や工場出荷時に外部導波管２３と内部導波管１８の長さを所望の長さに設定することで、各アンテナユニットの給電振幅及び位相を調整する作業を簡易化することができる。その結果、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、アンテナユニット１１の設置作業の簡易化を実現することができる。

（２）図７に示すように、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造では、各アンテナユニット１１は、被取付面１２ｓｕが平坦面状に形成された台座１２を有している。図８に示すように、取付部２２は、台座１２の被取付面１２ｓｕに当接配置される平坦面状に形成された上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕと、台座１２を下から保持するフック状の設置位置ガイド２２ａと、を有している。

本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、取付部２２の上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕをアンテナユニット１１の台座１２の被取付面１２ｓｕに安定して密着させることができる。このような本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、アンテナユニット１１の台座１２を設置位置ガイド２２ａに載置させることで、アンテナユニット１１を取付部２２に強固に固定することができる。

（３）図８及び図９に示すように、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造では、取付部２２の取付面は、上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕとに分断された形状になっている。外部導波管２３の両側の端部は、それぞれ、上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕとの間に配置されている。

本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、上側取付面２２Ｕｓｕと下側取付面２２Ｌｓｕとでアンテナユニット１１を支持させながら、外部導波管２３を内部導波管１８に接続することができる。そのため、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、外部導波管２３を内部導波管１８に効率よく確実に接続することができる。また、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、外部導波管２３を内部導波管１８に接続するだけで、水平方向に延在する所望の長さの導波管を得ることができる。そして、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、設計時や工場出荷時に外部導波管２３と内部導波管１８の長さを所望の長さに設定することで、各アンテナユニットの給電振幅及び位相を調整する作業を簡易化することができる。

（４）図４に示すように、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、外部導波管２３から外部に信号を変換して伝送する同軸導波管変換部２４（変換部）を備えている。その同軸導波管変換部２４には、同軸ケーブル１０７が接続されている。

本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、同軸ケーブル１０７を同軸導波管変換部２４に接続するだけで、配線作業を行うことができる。このような本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、配線作業を簡易化することができる。その結果、本実施形態に係るアンテナユニット１１の取付構造は、さらに、アンテナユニット１１の設置作業の簡易化を実現することができる。

以上の通り、本実施形態１に係るアンテナユニット１１の取付構造によれば、アンテナユニット１１の設置作業の簡易化を実現することができる。

［実施形態２］
実施形態１の取付構造は、２つのアンテナユニット１１を取付器具１０６に取り付ける構成になっている（図３及び図４参照）。これに対し、本実施形態２では、３つ以上のアンテナユニット１１を取付器具１０６Ａに取り付ける構成の取付構造（図１１及び図１２参照）を提供する。

以下、図１１乃至図１４を参照して、本実施形態２に係るアンテナユニット１１の取付構造の構成について説明する。図１１は、アンテナユニット１１の取付構造を左斜め前側から見た構成を示す概略図である。図１２は、アンテナユニット１１の取付構造を左斜め後側から見た構成を示す概略図である。図１３は、取付器具１０６Ａの連結部１２２を左斜め前側から見た構成を示す概略図である。図１４は、取付器具１０６Ａの連結部１２２を左斜め後側から見た構成を示す概略図である。

図１１及び図１２に示すように、本実施形態２の取付構造は、実施形態１の取付構造（図３及び図４参照）と比較すると、取付器具１０６の代わりに、取付器具１０６Ａを用いる点で相違している。取付器具１０６Ａは、取付器具１０６（図３及び図４参照）と比較すると、取付部２２に加え、連結部１２２を有する構成になっている。

図１１及び図１２に示す例では、ＥＴＣシステム１００Ａは、取付器具１０６Ａで３つのアンテナユニット１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを支柱１０１Ｐに取り付けた構成になっている。

取付器具１０６Ａは、支持部２１と、取付部２２と、連結部１２２と、を備えている。
連結部１２２は、２つのアンテナユニット１１が取り付けられる部材である。連結部１２２は、２つのアンテナユニット１１の内部導波管１８を電気的に直列接続する直列接続用取付部として機能する。

取付部２２には、実施形態１と同様に、アンテナユニット１１Ａとアンテナユニット１１Ｂとが取り付けられる。一方、連結部１２２には、アンテナユニット１１Ｂとアンテナユニット１１Ｃとが取り付けられる。なお、３つよりも多い数のアンテナユニット１１を支柱１０１Ｐに取り付ける場合は、連結部１２２の数を増やすことによって実現することができる。

図１２に示すように、連結部１２２は、中央部１２２Ｍと、上部１２２Ｕと、下部１２２Ｌとを有している。
中央部１２２Ｍは、上端部と下端部とが本体部分から前側に突出するように、側面視で平板を「コ」字状に折り曲げた形状を呈している。
上部１２２Ｕは、平板形状を呈している。上部１２２Ｕは、中央部１２２Ｍの上端部の周囲に延在するように、中央部１２２Ｍの上端部と一体に構成されている。
下部１２２Ｌは、平板形状を呈している。下部１２２Ｌは、中央部１２２Ｍの下端部の周囲に延在するように、中央部１２２Ｍの下端部と一体に構成されている。

上部１２２Ｕと下部１２２Ｌは、中央部１２２Ｍの本体部分よりも前方に位置している。上部１２２Ｕと下部１２２Ｌとの間は、外部導波管２３の導波管接続部２３ａ（図８参照）を配置するための隙間が設けられている。

下部１２２Ｌの下端部には、フック状（Ｌ字状）に形成された設置位置ガイド１２２ａが設けられている。設置位置ガイド１２２ａは、フックの内側部分にアンテナユニット１１を載置して、アンテナユニット１１を固定する固定部として機能する。

下部１２２Ｌは、１つの設置位置ガイド１２２ａで２つのアンテナユニット１１を支持している。また、下部１２２Ｌは、固定部としてのネジ２８で２つのアンテナユニット１１を固定している。同様に、上部１２２Ｕも、固定部としてのネジ２８で２つのアンテナユニット１１を固定している。

２つのアンテナユニット１１は、横並びに隣接して連結部１２２に取り付けられている。

連結部１２２は、「コ」字状に形成された中央部１２２Ｍの内側部分に、外部導波管１２３を有している。
外部導波管１２３は、信号を伝送するための部材である。外部導波管１２３の両側の端部は、２つのアンテナユニット１１に内蔵された内部導波管１８（図７参照）に接続されている。なお、外部導波管１２３が接続された状態において内部導波管１８（図７参照）の終端部分には、終端器１０５が取り付けられている。

図１３に示すように、連結部１２２は、アンテナユニット１１の台座１２の被取付面１２ｓｕ（図７参照）に当接配置される上側取付面１２２Ｕｓｕと下側取付面１２２Ｌｓｕを有している。以下、上側取付面１２２Ｕｓｕと下側取付面１２２Ｌｓｕとを総称する場合に単に「取付面」と称する場合がある。

上側取付面１２２Ｕｓｕと下側取付面１２２Ｌｓｕは、それぞれ、平坦面状に形成されている。上側取付面１２２Ｕｓｕと下側取付面１２２Ｌｓｕは、好ましくは、同一平面を構成しているとよい。これにより、連結部１２２は、上側取付面１２２Ｕｓｕと下側取付面１２２Ｌｓｕをアンテナユニット１１の台座１２の被取付面１２ｓｕに安定して密着させることができる。

上側取付面１２２Ｕｓｕと下側取付面１２２Ｌｓｕには、ユニット用取付穴１２２ｃが形成されている。ユニット用取付穴１２２ｃは、連結部１２２を台座１２に固定するためのネジが通される穴部である。

図１３及び図１４に示すように、連結部１２２は、中央部１２２Ｍの内側部分に、前記した外部導波管１２３を有している。外部導波管１２３は、中央部が水平方向に延在する四角柱管の形状を呈しており、その両端部が前側（つまり、アンテナユニット１１の方向）に向けて彎曲している。

外部導波管１２３の両端部には、アンテナユニット１１の台座１２の導波管接続部１２ａに接続される導波管接続部１２３ａが設けられている。導波管接続部１２３ａは、平坦面状に形成されている。導波管接続部１２３ａは、好ましくは、上側取付面１２２Ｕｓｕ及び下側取付面１２２Ｌｓｕと同一平面を構成しているとよい。これにより、連結部１２２は、導波管接続部１２３ａをアンテナユニット１１の台座１２の導波管接続部１２ａに安定して密着させることができる。

導波管接続部１２３ａには、導波管用取付穴１２３ｂが形成されている。導波管用取付穴１２３ｂは、外部導波管１２３を台座１２に固定するためのネジが通される穴部である。

外部導波管１２３は、横並びに隣接して連結部１２２に連結されたアンテナユニット１１Ｂとアンテナユニット１１Ｃとに跨って配置される（図１２参照）。その際に、外部導波管１２３は、アンテナユニット１１Ｂの台座１２の導波管接続部１２ａとアンテナユニット１１Ｃの台座１２の導波管接続部１２ａとに接続される。これにより、外部導波管１２３の両端部は、それぞれ、２つのアンテナユニット１１Ｂ，１１Ｃに内蔵された２つの内部導波管１８の隣接する側の端部に接続される。

＜アンテナユニットの設置作業＞
以下、図１２を参照して、本実施形態に係るアンテナユニット１１の設置作業について説明する。ここでは、２つのアンテナユニット１１Ａとアンテナユニット１１Ｂとが既に取付部２２に取り付けられており、連結部１２２を介してアンテナユニット１１Ｃをアンテナユニット１１Ｂに取り付けるものとして説明する。なお、アンテナユニット１１Ｂとアンテナユニット１１Ｃは、直列給電を行う構成になっている。つまり、アンテナユニット１１Ｂとアンテナユニット１１Ｃは、アンテナユニット１１Ｂに供給された電力を連結部１２２の外部導波管１２３を介してアンテナユニット１１Ｃに供給する構成になっている。

まず、設置作業の作業者は、取付部２２の設置位置ガイド２２ａから外側に突出しているアンテナユニット１１Ｂの片側の略半分に対して、連結部１２２を取り付ける。その際に、作業者は、アンテナユニット１１Ｂを連結部１２２の設置位置ガイド１２２ａに載置する。

次に、作業者は、連結部１２２の外部導波管１２３の導波管接続部１２３ａ（図１３参照）とアンテナユニット１１Ｂの台座１２の導波管接続部１２ａ（図６参照）とを重ね合わせる。このとき、アンテナユニット１１Ｂの内部導波管１８の端部が外部導波管１２３の導波管接続部１２３ａ（図１３参照）の内部に挿入される。

次に、作業者は、連結部１２２の導波管用取付穴１２３ｂ（図１３参照）とアンテナユニット１１Ｂの台座１２の導波管用ネジ穴１２ｂ（図６参照）とにネジ２８（図１２参照）を通して締結（ネジ止め）する。また、作業者は、連結部１２２のユニット用取付穴１２２ｃ（図１３参照）とアンテナユニット１１Ｂの台座１２のユニット用ネジ穴１２ｃ（図６参照）とにネジを通して締結（ネジ止め）する。これにより、連結部１２２がアンテナユニット１１Ｂに取り付けられる。

この後、作業者は、アンテナユニット１１Ｃを連結部１２２に取り付ける。すなわち、作業者は、アンテナユニット１１Ｃの片側の略半分が連結部１２２の設置位置ガイド１２２ａから外側に突出させた状態で、アンテナユニット１１Ｃを連結部１２２の設置位置ガイド１２２ａに載置する。

次に、作業者は、連結部１２２の外部導波管１２３の導波管接続部１２３ａ（図１３参照）とアンテナユニット１１Ｃの台座１２の導波管接続部１２ａ（図６参照）とを重ね合わせる。このとき、アンテナユニット１１Ｃの内部導波管１８の端部が外部導波管１２３の導波管接続部１２３ａ（図１３参照）の内部に挿入される。

次に、作業者は、連結部１２２の導波管用取付穴１２３ｂ（図１３参照）とアンテナユニット１１Ｃの台座１２の導波管用ネジ穴１２ｂ（図６参照）とにネジ２８（図１２参照）を通して締結（ネジ止め）する。また、作業者は、連結部１２２のユニット用取付穴１２２ｃ（図１３参照）とアンテナユニット１１Ｃの台座１２のユニット用ネジ穴１２ｃ（図６参照）とにネジを通して締結（ネジ止め）する。これにより、アンテナユニット１１Ｃが連結部１２２に取り付けられる。

次に、作業者は、同軸ケーブル１０７の一方の端部を取付部２２の同軸導波管変換部２４に接続し、同軸ケーブル１０７の他方の端部を分配器１０３に接続する。これにより、基地局アンテナ１０４の配線作業が終了する。

次に、作業者は、分配器１０３の入出力端と無線装置１０２とを別途用意する図示せぬ通信ケーブル（例えば同軸ケーブル）で接続する。これにより、アンテナユニット１１の設置作業が終了する。

なお、連結部１２２は、好ましくは、安定性等を考慮して、取付部２２と同様に、支柱１０１Ｐに固定するための支持部２１を有する構成にしてもよい。

また、追加して設置するアンテナユニット１１の内部導波管１８は、好ましくは、設計時や工場出荷時に、全てのアンテナ基板１７に対して所望の給電振幅及び位相で調整されているとよい。

また、各基地局アンテナ１０４は、内部導波管１８の終端部分に終端器１０５が接続されているとよい。つまり、各基地局アンテナ１０４は、外部導波管２３に接続されていない側の導波管接続部１２ａに終端器１０５が接続されているとよい。

また、各基地局アンテナ１０４は、内部導波管１８の終端部分をアンテナユニット１１の内部に隠した構成にしてもよい。

以上の通り、本実施形態２に係るアンテナユニット１１の取付構造によれば、実施形態１と同様に、アンテナユニット１１の設置作業の簡易化を実現することができる。
しかも、本実施形態２に係るアンテナユニット１１の取付構造によれば、連結部１２２を用いることで、実施形態１よりも多くのアンテナユニット１１を簡単に追加して設置することができる。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。

例えば、前記した実施形態は、本発明の要旨を分かり易く説明するために詳細に説明したものである。そのため、本発明は、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではない。また、本発明は、ある構成要素に他の構成要素を追加したり、一部の構成要素を他の構成要素に変更したりすることができる。また、本発明は、一部の構成要素を削除することもできる。

１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ） アンテナユニット
１２ 台座
１２ａ 導波管接続部
１２ｂ 導波管用ネジ穴
１２ｃ ユニット用ネジ穴
１２ｓｕ 被取付面
１６ レドーム
１７ アンテナ基板
１８ 内部導波管
１９ アンテナ給電部
２１ 支持部
２２ 取付部
２２ａ，１２２ａ 設置位置ガイド（固定部）
２２ｃ，１２２ｃ ユニット用取付穴
２２Ｕ，１２２Ｕ 上部
２２Ｍ，１２２Ｍ 中央部
２２Ｌ，１２２Ｌ 下部
２２Ｕｓｕ，１２２Ｕｓｕ 上側取付面
２２Ｌｓｕ，１２２Ｌｓｕ 下側取付面
２３，１２３ 外部導波管
２３ａ，１２３ａ 導波管接続部
２３ｂ，１２３ｂ 導波管用取付穴
２４ 同軸導波管変換部（変換部）
２８ ネジ（固定部）
１００，１００Ａ ＥＴＣシステム
１０１ ガントリ
１０１Ｐ 支柱
１０２ 無線装置
１０３ 分配器
１０４ 基地局アンテナ
１０５ 終端器
１０６，１０６Ａ 取付器具
１０７ 同軸ケーブル（通信ケーブル）
１２２ 連結部（直列接続用取付部）

Claims (9)

1. 信号を伝送するための内部導波管を内蔵する複数のアンテナユニットと、
   少なくとも２つの前記アンテナユニットを横並びに隣接して取り付けることが可能な取付部と、を備え、
   前記取付部は、信号を伝送するための外部導波管を有し、
   前記外部導波管は、横並びに隣接して前記取付部に取り付けられた２つの前記アンテナユニットに跨って配置されており、かつ、両側の端部が２つの前記アンテナユニットに内蔵された２つの前記内部導波管の隣接する側の端部に接続されている
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付構造。
2. 請求項１に記載のアンテナユニットの取付構造において、
   それぞれの前記アンテナユニットは、被取付面が平坦面状に形成された台座を有しており、
   前記取付部は、
   前記台座の前記被取付面に当接配置される平坦面状に形成された取付面と、
   前記台座を下から保持するフック状の設置位置ガイドと、を有する
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付構造。
3. 請求項２に記載のアンテナユニットの取付構造において、
   前記取付面は、上側取付面と下側取付面とに分断された形状になっており、
   前記外部導波管の両側の端部は、それぞれ、前記上側取付面と前記下側取付面との間に配置されている
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のアンテナユニットの取付構造において、
   さらに、前記外部導波管から外部に信号を変換して伝送する変換部を備えており、
   外部に信号を伝送するための通信ケーブルが前記変換部に接続されている
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のアンテナユニットの取付構造において、
   さらに、前記取付部を支柱に支持させる支持部を備えている
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付構造。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のアンテナユニットの取付構造において、
   さらに、前記取付部に取り付けられた前記アンテナユニットに対して別のアンテナユニットを横並びに隣接して連結することが可能な連結部を備え、
   前記連結部は、信号を伝送するための別の外部導波管を有し、
   前記別の外部導波管は、横並びに隣接して前記連結部に連結された２つの前記アンテナユニットに跨って配置されており、かつ、両側の端部が前記連結部に連結された２つの前記アンテナユニットに内蔵された２つの前記内部導波管の隣接する側の端部に接続されている
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付構造。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のアンテナユニットの取付構造において、
   前記取付部は複数設けられており、かつ、それぞれの前記取付部には基地局アンテナを構成する複数のアンテナユニットが取り付けられており、
   それぞれの前記基地局アンテナは、分配器を介して通信ケーブルで無線装置に接続されている
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付構造。
8. 信号を伝送するための内部導波管を内蔵し、かつ、当該内部導波管の両側の端部が外部に露出している複数のアンテナユニットを所望の場所に取り付けるためのアンテナユニットの取付器具であって、
   少なくとも２つの前記アンテナユニットを横並びに隣接して取り付けることが可能な取付部と、
   前記アンテナユニットを前記取付部に固定する固定部と、
   信号を伝送するための外部導波管と、を有し、
   前記外部導波管は、横並びに隣接して前記取付部に取り付けられた２つの前記アンテナユニットに跨って配置されており、かつ、両側の端部が２つの前記アンテナユニットに内蔵された２つの前記内部導波管の隣接する側の端部に接続されている
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付器具。
9. 請求項８に記載のアンテナユニットの取付器具において、
   さらに、前記取付部に取り付けられた前記アンテナユニットに対して別のアンテナユニットを横並びに隣接して連結することが可能な連結部を備え、
   前記連結部は、信号を伝送するための別の外部導波管を有し、
   前記別の外部導波管は、横並びに隣接して前記連結部に連結された２つの前記アンテナユニットに跨って配置されており、かつ、両側の端部が前記連結部に連結された２つの前記アンテナユニットに内蔵された２つの前記内部導波管の隣接する側の端部に接続されている
   ことを特徴とするアンテナユニットの取付器具。

Images