JP2000128100A - 宇宙航行体およびその移動体通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナの大型化に伴う衛星のアンバランス
および姿勢制御系への干渉を極力おさえ、姿勢制御精度
の良好な大型アンテナ搭載衛星等の宇宙航行体を得る。 【解決手段】 フィーダリンクアンテナに高周波数の電
波を適用し、電波の大型メッシュアンテナへの透過を可
能ならしめることにより、大型メッシュアンテナの背後
にフィーダリンクアンテナを配置する構成を可能とし、
大型メッシュアンテナを衛星本体地球指向面に配して、
衛星のバランスを改善すると同時に衛星重心からアンテ
ナ重心までのアーム長を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、大型メッシュア
ンテナを搭載する人工衛星や宇宙ステーション等の宇宙
航行体およびそれを用いた移動体通信方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信に使用されるＬバンドやＳバ
ンドのアンテナを搭載する衛星のアンテナは、その通信
性能向上要求に伴い大型化が進められており１０ｍ級の
ものも現実のものとなってきている。一方、この種の大
型アンテナ（特にアンテナ径３ｍを超えるもの）を打ち
上げ用ロケットのフェアリングに収納するためには、例
えば大型メッシュアンテナのような展開型のアンテナを
用いる必要がある。

【０００３】図７は従来の大型アンテナ搭載衛星の一例
を示すもので、（ａ）は上面から、（ｂ）は側面から見
た図である。図において、１は衛星本体、２は移動体等
地上のユーザ端末やユーザ局との通信を提供する大型メ
ッシュアンテナであり、電波反射鏡面にはたとえば金め
っきモリブデンなどの金属繊維をトリコット編みで編ん
だ金属メッシュを使用し、たとえばケーブルなどの形状
保持部材により形状を保持したものである。３は宇宙空
間上で伸展し大型メッシュアンテナ２を展開しアンテナ
形状を形成する伸展マスト、４は地上基地局からの通信
あるいは放送ソースを受信するフィーダリンクアンテ
ナ、７は衛星姿勢を地球赤外線を利用して検知する地球
センサである。地球センサ７は、地球方向に向くことか
ら地球指向面と呼ばれる衛星の上面に配置されている。
大型メッシュアンテナ２で反射された受信波は、衛星本
体１に設けられたフィード２ｂで受信され、フィード２
ｂからの送信波は大型メッシュアンテナ２で反射されて
通信が行なわれる。大型メッシュアンテナ２の通信カバ
ーエリアは、例えば日本全土およびその近海のように広
域におよび、また移動体通信に供するＬバンド（１．５
／１．６ＧＨｚ帯）やＳバンド（２．５／２．６ＧＨｚ
帯）を使用するため、そのアンテナ径は衛星本体１の地
球指向面より大きく、例えば１０ｍ前後におよぶ一方、
フィーダリンクアンテナ４は地上基地局位置等の限定さ
れたエリアをスポット的にカバーすることが目的とされ
るために、ＬバンドやＳバンドよりも周波数の高いＫｕ
バンド（１２／１４ＧＨｚ帯等）やＫａバンド（２０／
３０ＧＨｚ帯）あるいはそれよりさらに高い周波数を使
用し、これにより高ゲイン、省電力かつ小型、軽量なア
ンテナ構成を達成させている。このように大型メッシュ
アンテナ２、フィーダリンクアンテナ４はそれぞれ独立
のアンテナにより構成され、衛星の側面に配置される。
この構成は、直径１ｍ乃至数ｍの比較的小さなアンテナ
を搭載する衛星のベースとなっている構成であり、アン
テナの大型化においても本構成をベースとして衛星シス
テムが構成されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大型メ
ッシュアンテナ２を衛星側面に配する図７に示す構成で
は、大型メッシュアンテナ２がフィーダリンクアンテナ
４に比して大きいため、太陽光の照射によって発生する
モーメントなどの姿勢外乱に対して衛星システムはバラ
ンスが悪い。また、大型メッシュアンテナ２はその大型
化とそのメッシュ構造によって固有振動数が低くなりい
わゆる柔軟構造体となる一方、アンテナの指向制御精度
を上げるためには衛星姿勢制御系には広い周波数帯域が
必要となるため、大型メッシュアンテナ２の固有振動数
と衛星姿勢制御系の周波数が干渉し衛星姿勢制御が不安
定となったり、制御精度を悪化させる要因となる。衛星
の一側面に設けられた大型メッシュアンテナ２のアンテ
ナ径ともう一つの側面に設けられたアンテナのアンテナ
径の差が大きくなるほど、また衛星重心からアンテナ重
心までのアーム長が長くなるほど、上記のごときアンバ
ランスは増大して衛星の姿勢外乱が大きくなり、また柔
軟構造体としての衛星姿勢制御系への干渉もコントロー
ルが難しくなる。その結果、衛星姿勢制御精度への影響
も大きくなる。近年の通信性能向上要求に伴い、アンテ
ナ径はますます大型化が進められており、上記のごとき
姿勢制御精度への影響は無視しえないものとなってきて
いる。姿勢制御精度の悪化は通信性能を低下させるもの
であり、特に移動体通信や移動体への放送などにおいて
は、極力抑える必要がある。アンテナの大型化に伴う上
記のごとき姿勢制御精度悪化を防ぐことは、通信性能の
向上にとって解決すべき課題である。

【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、衛星のアンバランスを小さく
し、また衛星重心からアンテナ重心までのアーム長を極
力短くすることを可能とし、これにより姿勢外乱や姿勢
制御系への干渉を極力小さくすることを可能とする大型
アンテナ搭載衛星や宇宙ステーション等の宇宙航行体お
よびその移動体通信方法を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明による宇宙航
行体は、金属繊維で網目状に鏡面を形成され、この鏡面
を地球に向けて衛星本体の地球指向面に配設されたメッ
シュアンテナと、前記メッシュアンテナより小さいアン
テナ開口を有し、前記衛星本体の地球指向面の背後であ
ってかつ前記メッシュアンテナと通信波が重なりを有す
る位置に、そのアンテナ開口を地球へ向けて配設され、
前記メッシュアンテナの金属繊維間を透過する高周波数
帯の電波で通信する通信アンテナとを備えたものであ
る。

【０００７】第２の発明による宇宙航行体は、第１の発
明において、前記メッシュアンテナは、Ｌバンド（１．
５／１．６ＧＨｚ帯）もしくはＳバンド（２．５／２．
６ＧＨｚ帯）の周波数帯で通信を行なう手段を備え、前
記通信アンテナは、Ｘバンド（７／８ＧＨｚ帯）、Ｋｕ
バンド（１２／１４ＧＨｚ帯等）、Ｋａバンド（２０／
３０ＧＨｚ帯）もしくはそれより高い周波数帯で通信を
行なう手段を備えたものである。

【０００８】第３の発明による宇宙航行体は、第１の発
明において、前記通信アンテナは、地上基地局からの通
信もしくは放送ソースを受信する機能を有し、前記メッ
シュアンテナは、前記通信もしくは放送ソースに基づい
て通信を行なう機能を有するものである。

【０００９】第４の発明による宇宙航行体は、第１の発
明から第３の発明のいずれかにおいて、前記メッシュア
ンテナよりアンテナ開口が小さく、前記衛星本体におけ
る前記メッシュアンテナの背後であってかつ地球と衛星
本体とを結ぶ軸に対して概略対象な位置に、そのアンテ
ナ開口を地球へ向けて配設され、前記メッシュアンテナ
の金属繊維間を透過する高周波数帯の電波で通信が行わ
れる他の通信もしくは放送アンテナを備えたものであ
る。

【００１０】第５の発明による宇宙航行体は、第１の発
明から第４の発明のいずれかにおいて、前記メッシュア
ンテナの鏡面に鏡面が対向するように配置された副反射
鏡と、地球から放出される赤外線に基づいて前記衛星本
体の姿勢を検出するセンサであって、前記メッシュアン
テナの副反射鏡における鏡面の裏面に地球へ向けて配設
された地球センサとを備えたものである。

【００１１】第６の発明による宇宙航行体は、第１の発
明から第４の発明のいずれかにおいて、地上基地局から
発信され、前記メッシュアンテナを透過し、前記通信ア
ンテナで反射された高周波数帯のビーコン波を受信する
ビーコントラッキングホーンと、前記ビーコントラッキ
ングホーンで受信されたビーコン波の到来方向に基づい
て前記衛星本体の姿勢を検出する手段とを備えたもので
ある。

【００１２】第７の発明による宇宙航行体は、第１の発
明から第４の発明のいずれかにおいて、地上基地局から
発信され前記メッシュアンテナを透過する高周波数帯の
ビーコン波を受信し、このビーコン波の到来方向に基づ
いて前記衛星本体の姿勢を検出する手段を有すると共
に、前記メッシュアンテナより小さいアンテナ開口を地
球へ向けて、前記衛星本体における前記メッシュアンテ
ナの背後に配設されたビーコントラッキングアンテナを
備えたものである。

【００１３】第８の発明による宇宙航行体は、第１の発
明から第７の発明のいずれかにおいて、前記メッシュア
ンテナの鏡面は、前記通信アンテナの開口面が対向する
位置に金属繊維の無い領域を有したものである。

【００１４】第９の発明による宇宙航行体は、第８の発
明において、前記金属繊維の無い領域に、その領域外の
金属繊維に結合された誘電体の繊維で編まれた誘電体メ
ッシュを有したものである。

【００１５】第１０の発明による宇宙航行体の移動体通
信方法は、金属繊維で網目状に鏡面を形成され、この鏡
面を地球に向けて衛星本体の地球指向面に配設されたメ
ッシュアンテナと、前記メッシュアンテナより小さいア
ンテナ開口を有し、前記衛星本体の地球指向面の背後に
おける前記メッシュアンテナに通信波が重なりを有する
位置に、そのアンテナ開口を地球へ向けて配設され、前
記メッシュアンテナの金属繊維間を透過する高周波数帯
の電波で通信する通信アンテナとを備えた宇宙航行体の
移動体通信方法において、前記通信アンテナにより地上
基地局からの通信もしくは放送ソースを受信し、この受
信された通信もしくは放送ソースに基づいて、前記メッ
シュアンテナと地球に有する移動体との間で通信を行な
うものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１はこの発明の実施の形態１を示すもので、（ａ）は
上面から、（ｂ）は側面から見た図である。図において
１はロケットのフェアリングに搭載されて打ち上げら
れ、例えば静止軌道のような所望の軌道上で太陽電池パ
ネルや各種アンテナを展開する衛星本体、２は衛星本体
１の地球指向面に搭載された大型メッシュアンテナ、３
は宇宙空間上で伸展し大型メッシュアンテナ２を展開し
アンテナ形状を形成する伸展マスト、４は大型メッシュ
アンテナ２の背後（衛星本体１側）に配され、地上基地
局からの通信あるいは放送ソースを受信する通信アンテ
ナであるフィーダリンクアンテナ、５は大型メッシュア
ンテナに対応するサブリフレクタ、６はサブリフレクタ
５を所定の位置に支持する伸展ブーム、７は衛星姿勢を
地球赤外線を利用して検知する地球センサである。大型
メッシュアンテナ２は、フィーダリンクアンテナ４で受
信した通信もしくは放送ソースに基づいて地上と通信を
行う。あるいは、地上を移動中の車や飛行機等の移動体
から発信される通信を受信し、地上に送信を行う。地球
センサ７は、地球からの赤外線を検知するものでありそ
の検知部は地球センサ７の上面に視野を有している。例
えば衛星本体１、大型メッシュアンテナ２、サブリフレ
クタ５、伸展ブーム６が上記地球センサ７上面の視野に
入ると、これらからの赤外線が地球センサ７の検知部に
入射し干渉を起こすため地球からの赤外線の検知が妨げ
られる。かかる干渉を避けるために地球センサ７は伸展
ブーム６の頂上に搭載されている。上記構成による大型
アンテナ搭載衛星では、大型メッシュアンテナ２は、衛
星本体１の地球指向面に搭載されるためバランスが良
く、また同時に衛星重心からアンテナ重心までのアーム
長も短くなり姿勢制御系との干渉も抑えられる。一方、
フィーダリンクアンテナ４の配置に関しては、大型メッ
シュアンテナ２による電波のブロッキングを避ける必要
があるが、大型メッシュアンテナ２が対象とする通信周
波数ＬバンドやＳバンドではメッシュのサイズは使用波
長の１／１０程度、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度であ
り、ＬバンドやＳバンドに比して１０〜２０倍高い周波
数帯であるＫｕバンドやＫａバンドあるいはさらに高周
波数の電波を使用するフィーダリンクアンテナ４の電波
は上記１０ｍｍ〜２０ｍｍピッチの金属メッシュを透過
する。したがって大型メッシュアンテナ２に対するＬバ
ンドあるいはＳバンドの電波アは、伸展ブーム６内に設
けられたフィード２ｃから送信され、サブリフレクタ５
で反射された後、大型メッシュアンテナ２で反射されて
地上のユーザ局やユーザ端末へ向けて送信される。また
地上のユーザ局やユーザ端末からの電波イは、大型メッ
シュアンテナ２で反射され、サブリフレクタ５で反射さ
れた後、フィード２ｃで受信され、衛星本体１の受信部
に取り込まれる。一方、フィーダリンクアンテナ４に対
するＫｕバンド、Ｋａバンドあるいはそれよりも高い周
波数の電波ウについては、大型メッシュアンテナ２を透
過しフィーダリンクアンテナ４で反射されて衛星本体１
に設けられたフィード４ｂにて受信される。これによ
り、大型メッシュアンテナ２背後にフィーダリンクアン
テナ４を配することを可能ならしめている。換言すれ
ば、大型メッシュアンテナ２と大型メッシュアンテナ２
の背面に配したフィーダリンクアンテナ４との電波干渉
の回避を可能としつつ大型メッシュアンテナ２の衛星本
体１地球指向面への搭載を可能とし、衛星のアンバラン
スおよび姿勢制御系との干渉を抑えることを可能として
いる。なお、この実施の形態では大型メッシュアンテナ
２とフィーダリンクアンテナ４をベースである衛星に搭
載する例について記載したが、発明の主旨が同じであれ
ば、衛星以外の例えば宇宙ステーションのような宇宙航
行体をベースとして搭載しても良い。

【００１７】実施の形態２ 図２はこの発明の実施の形態２を示すもので、（ａ）は
上面から、（ｂ）は側面から見た図である。図において
１〜７は上記発明の実施の形態１と同一のものであり、
８は大型メッシュアンテナ２の背後に配した通信もしく
は放送アンテナ（以下通信／放送アンテナと称する。）
である。ＬバンドやＳバンドに比して１０〜２０倍高い
周波数帯であるＫｕバンドやＫａバンドあるいはさらに
高周波数の電波は１０ｍｍ〜２０ｍｍピッチの金属メッ
シュで構成される大型メッシュアンテナ２を透過する。
この特性をフィーダリンクアンテナ４のみならずＸバン
ド、Ｋｕバンド、Ｋａバンドあるいはそれより高い周波
数を使用する通信／放送アンテナ８の配置に応用したも
のである。通信／放送アンテナ８に対するＸバンド、Ｋ
ｕバンド、Ｋａバンドあるいはそれよりも高い周波数の
電波エについては大型メッシュアンテナ２を透過させ通
信／放送アンテナ８での送受を可能ならしめている。こ
れにより、大型メッシュアンテナ２と大型メッシュアン
テナ２の背面に配した通信／放送アンテナ８との電波干
渉の回避を可能としつつ、大型メッシュアンテナ２の衛
星本体１地球指向面への搭載を可能とし、衛星のアンバ
ランスおよび姿勢制御系との干渉を抑えることを可能と
している。また、衛星本体１の重心と地球を結ぶ軸に対
してフィーダリンクアンテナ４と概ね対象となる位置に
通信／放送アンテナ８を設けることにより、大型アンテ
ナ搭載衛星のバランスがさらに良くなる。

【００１８】実施の形態３ 図３はこの発明の実施の形態３を示すもので、（ａ）は
上面から、（ｂ）は側面から見た図である。図において
１〜６は上記発明の実施の形態１と同一のものであり、
９は大型メッシュアンテナ２の背後に配したフィーダリ
ンクアンテナ４とアンテナリフレクタを共用するビーコ
ントラッキングホーンである。ビーコントラッキングホ
ーン９は、地球基地局から送信されるビーコン波オを受
信し、そのビーコン波の到来方向を測角して衛星姿勢を
検知するものである。衛星本体１は、ビーコントラッキ
ングホーン９で検出されたビーコン波の到来方向が基準
軸（ホーンの中心軸）方向となるように衛星姿勢を制御
する。ビーコン周波数にＸバンド、Ｋｕバンド、Ｋａバ
ンドあるいはそれよりも高い周波数の電波を使用するこ
とにより、大型メッシュアンテナ２への透過を可能なら
しめビーコントラッキングホーン９の大型メッシュアン
テナ２背後への装備を可能としている。地球センサが大
型メッシュアンテナ頂上から除去されることにより大型
メッシュアンテナの構成は簡素となり、また地球センサ
の大型メッシュアンテナ頂上への搭載に要するケーブル
引き回しの複雑な構成が回避される。

【００１９】実施の形態４ 図４はこの発明の実施の形態４を示すもので、（ａ）は
上面から、（ｂ）は側面から見た図である。図において
１〜６は上記発明の実施の形態１と同一のものであり、
１０は大型メッシュアンテナ２の背後に配したビーコン
トラッキングアレイアンテナである。ビーコントラッキ
ングアレイアンテナ１０は、地球基地局から送信される
ビーコン波カを受信し衛星姿勢を検知するものである。
ビーコン周波数にＸバンド、Ｋｕバンド、Ｋａバンドあ
るいはそれよりも高い周波数の電波を使用することによ
り、大型メッシュアンテナ２の透過を可能ならしめビー
コントラッキングアレイアンテナ１０の大型メッシュア
ンテナ２背後への装備を可能としている。地球センサが
大型メッシュアンテナ頂上から除去されることにより大
型メッシュアンテナの構成は簡素となり、また地球セン
サの大型メッシュアンテナ頂上への搭載に要するケーブ
ル引き回しの複雑な構成が回避される。またビーコント
ラッキングをフィーダリンクアンテナ４あるいは通信／
放送アンテナ８から独立させた構成のため、ビーコント
ラッキングアレイの配置の自由度が向上する。なお、通
信／放送アンテナ８を設ける場合には、ビーコントラッ
キングアレイアンテナ１０が電波干渉しないように設置
する。

【００２０】実施の形態５ 図５はこの発明の実施の形態５を示すもので、（ａ）は
上面から、（ｂ）は側面から見た図である。図におい
て、大型メッシュアンテナ２、伸展マスト３、フィーダ
リンクアンテナ４、サブリフレクタ５、伸展ブーム６、
ビーコントラッキングホーン９の配置は実施の形態３に
示す配置をしている。さらにフィーダリンク用の電波
ウ、ビーコントラッキング用の電波オを通過する領域に
ついて、大型メッシュアンテナ２の金属メッシュを部分
的に除去している。１１は、伸展マスト３の形状を支持
し大型メッシュアンテナの形状を維持するために伸展マ
スト３ａ、伸展マスト３ｂ間に張られたテンションケー
ブルである。この構成による大型アンテナ搭載衛星で
は、実施の形態１に比べて大型メッシュアンテナ２によ
る通信性能がわずかながら低下するが、その通信性能が
要求性能を満足する限りで大型メッシュアンテナ２の金
属メッシュを部分的に除去することにより、大型メッシ
ュアンテナ２の背後に配備したフィーダリンクアンテナ
や通信／放送アンテナ８を使用した通信の性能向上およ
びビーコントラッキングによる姿勢検知精度の向上を図
ることが可能である。

【００２１】実施の形態６ 図６はこの発明の実施の形態６を示すもので、（ａ）は
上面から、（ｂ）は側面から見た図である。図におい
て、大型メッシュアンテナ２、伸展マスト３、フィーダ
リンクアンテナ４、サブリフレクタ５、伸展ブーム６、
ビーコントラッキングホーン９の配置は実施の形態３に
示す配置をしている。さらにフィーダリンク用の電波
ウ、ビーコントラッキング用の電波オを通過する領域に
ついて、大型メッシュアンテナ２の金属メッシュを部分
的に除去している。１２は、除去した金属メッシュの代
わりに配した電波透過性を有する誘電体メッシュであ
る。誘電体メッシュ１２は、例えばアラミド繊維をトリ
コット編みでメッシュ状に編んだものである。誘電体メ
ッシュ１２の電波透過特性は金属メッシュより優れる一
方で、大型メッシュアンテナ２の形状、剛性を良好なも
のとする。このため、この構成による大型アンテナ搭載
衛星では、大型メッシュアンテナ２の背後に配備したフ
ィーダリンクアンテナや通信／放送アンテナ８を使用し
た通信の性能向上およびビーコントラッキングによる姿
勢検知精度の向上を図ることが可能である一方、金属メ
ッシュを除去したことによるアンテナ変形、剛性低下は
電波透過性を有する誘電体メッシュによって防がれ、大
型メッシュアンテナの性能劣化を抑制できる。

【００２２】

【発明の効果】第１、第２、第３、第５の発明による宇
宙航行体では、メッシュアンテナによる通信アンテナの
電波のブロッキングを回避しつつ、メッシュアンテナを
衛星本体地球指向面に配し衛星バランスを改善すると同
時に、衛星重心からアンテナ重心までのアーム長を短く
し姿勢制御系との干渉を抑えることが可能である。これ
により、アンテナの大型化に伴って発生する太陽照射に
よる姿勢外乱や姿勢制御系への干渉を極力小さくするこ
とを可能とし、姿勢制御精度低下や通信性能の劣化を防
ぐことができる。

【００２３】第４の発明による宇宙航行体では、メッシ
ュアンテナによる通信アンテナの電波のブロッキングを
回避し、さらに他の通信もしくは放送アンテナの搭載も
可能としつつ、メッシュアンテナを衛星本体地球指向面
に配し衛星バランスを改善すると同時に衛星重心からア
ンテナ重心までのアーム長を短くし姿勢制御系との干渉
を抑えることが可能である。これにより、アンテナの大
型化に伴って発生する太陽照射による姿勢外乱や姿勢制
御系への干渉を極力小さくすることを可能とし、姿勢制
御精度低下や通信性能の劣化を防ぎつつ多様な通信要求
に対応することが可能となる。

【００２４】第６の発明による宇宙航行体では、メッシ
ュアンテナによる通信もしくは放送アンテナの電波のブ
ロッキングを回避しつつ、メッシュアンテナを衛星本体
地球指向面に配し衛星バランスを改善すると同時に、衛
星重心からアンテナ重心までのアーム長を短くし姿勢制
御系との干渉を抑えることが可能である。さらに通信も
しくは放送アンテナに対して衛星姿勢を検知するビーコ
ントラッキングホーンを配備することにより、地球セン
サメッシュアンテナ頂上からの除去を可能としたもので
ある。メッシュアンテナは宇宙空間上で伸展するため、
地球センサと衛星本体を接続するケーブルの処置が難し
いが、地球センサが大型メッシュアンテナからはずされ
ることによりメッシュアンテナの構成は簡素とすること
が出来るとともに上記のごときケーブル処置の複雑さも
回避される。

【００２５】第７の発明による宇宙航行体では、第６の
発明に記載の効果を有しつつ、さらに通信もしくは放送
アンテナとは独立したビーコントラッキングアレイアン
テナをアンテナ共用のビーコントラッキングホーンに換
えて採用したことによりその搭載位置に関する自由度を
上げることができ、衛星のシステム構成の自由度を上げ
ることができる。

【００２６】第８の発明による宇宙航行体では、メッシ
ュアンテナ背面に配されるフィーダリンクアンテナまた
は通信もしくは放送アンテナの電波の大型メッシュアン
テナによるブロッキングを回避しつつ、メッシュアンテ
ナを衛星本体地球指向面に配し衛星バランスを改善する
と同時に衛星重心からアンテナ重心までのアーム長を短
くし姿勢制御系との干渉を抑えることを可能とする第１
から第７の発明に記載の効果を有しつつ、さらに電波透
過部の金属メッシュを除去することにより金属メッシュ
を透過するフィーダリンクあるいは通信／放送の性能向
上およびビーコントラッキングによる姿勢検知精度の向
上を図ることができる。

【００２７】第９の発明による宇宙航行体では、メッシ
ュアンテナ背面に配されるフィーダリンクアンテナや通
信、放送アンテナの電波の大型メッシュアンテナによる
ブロッキングを回避しつつ、メッシュアンテナを衛星本
体地球指向面に配し衛星バランスを改善すると同時に衛
星重心からアンテナ重心までのアーム長を短くし姿勢制
御系との干渉を抑えることを可能とする第８の発明に記
載の効果を有しつつ、さらに電波透過部の金属メッシュ
を除去し、その代わりに電波透過性を有する誘電体メッ
シュを配した構成とすることにより透過するフィーダリ
ンクあるいは通信、放送電波の性能向上およびビーコン
トラッキングによる姿勢検知精度の向上を図ることがで
きる一方、金属メッシュを除去したことによるアンテナ
変形、剛性低下は電波透過性を有する誘電体メッシュに
よって防がれ、メッシュアンテナの性能劣化を抑制でき
る。

【００２８】第１０の発明による宇宙航行体の移動体通
信方法では、メッシュアンテナの大型化に伴って発生す
る姿勢外乱や姿勢制御系への干渉を小さくするととも
に、地球に有する移動体との間の通信性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に関わる大型アンテナ搭載衛星の実
施の形態１の構成を示す図である。

【図２】 この発明に関わる大型アンテナ搭載衛星の実
施の形態２の構成を示す図である。

【図３】 この発明に関わる大型アンテナ搭載衛星の実
施の形態３の構成を示す図である。

【図４】 この発明に関わる大型アンテナ搭載衛星の実
施の形態４の構成を示す図である。

【図５】 この発明に関わる大型アンテナ搭載衛星の実
施の形態５の構成を示す図である。

【図６】 この発明に関わる大型アンテナ搭載衛星の実
施の形態６の構成を示す図である。

【図７】 従来の大型アンテナ搭載衛星の構成を示す図
である。

【符号の説明】

１ 衛星本体、２ 大型メッシュアンテナ、３ 伸展マ
スト、４ フィーダリンクアンテナ、５ サブリフレク
タ、６ 伸展ブーム、７ 地球センサ、８ 通信／放送
アンテナ、９ ビーコントラッキングホーン、１０ ビ
ーコントラッキングアレイアンテナ、１１ テンション
ケーブル、１２ 誘電体メッシュ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属繊維で網目状に鏡面を形成され、こ
   の鏡面を地球に向けて衛星本体の地球指向面に配設され
   たメッシュアンテナと、前記メッシュアンテナより小さ
   いアンテナ開口を有し、前記衛星本体の地球指向面の背
   後であってかつ前記メッシュアンテナと通信波が重なり
   を有する位置に、そのアンテナ開口を地球へ向けて配設
   され、前記メッシュアンテナの金属繊維間を透過する高
   周波数帯の電波で通信する通信アンテナとを備えた宇宙
   航行体。
2. 【請求項２】 前記メッシュアンテナは、Ｌバンド
   （１．５／１．６ＧＨｚ帯）もしくはＳバンド（２．５
   ／２．６ＧＨｚ帯）の周波数帯で通信を行なう手段を備
   え、前記通信アンテナは、Ｘバンド（７／８ＧＨｚ
   帯）、Ｋｕバンド（１２／１４ＧＨｚ帯等）、Ｋａバン
   ド（２０／３０ＧＨｚ帯）もしくはそれより高い周波数
   帯で通信を行なう手段を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の宇宙航行体。
3. 【請求項３】 前記通信アンテナは、地上基地局からの
   通信もしくは放送ソースを受信する機能を有し、前記メ
   ッシュアンテナは、前記通信もしくは放送ソースに基づ
   いて通信を行なう機能を有することを特徴とする請求項
   １記載の宇宙航行体。
4. 【請求項４】 前記メッシュアンテナよりアンテナ開口
   が小さく、前記衛星本体における前記メッシュアンテナ
   の背後であってかつ地球と衛星本体とを結ぶ軸に対して
   概略対象な位置に、そのアンテナ開口を地球へ向けて配
   設され、前記メッシュアンテナの金属繊維間を透過する
   高周波数帯の電波で通信が行われる他の通信もしくは放
   送アンテナを備えたことを特徴とする請求項１から請求
   項３のいずれかに記載の宇宙航行体。
5. 【請求項５】 前記メッシュアンテナの鏡面に鏡面が対
   向するように配置された副反射鏡と、地球から放出され
   る赤外線に基づいて前記衛星本体の姿勢を検出するセン
   サであって、前記メッシュアンテナの副反射鏡における
   鏡面の裏面に地球へ向けて配設された地球センサとを備
   えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか
   に記載の宇宙航行体。
6. 【請求項６】 地上基地局から発信され、前記メッシュ
   アンテナを透過し、前記通信アンテナで反射された高周
   波数帯のビーコン波を受信するビーコントラッキングホ
   ーンと、前記ビーコントラッキングホーンで受信された
   ビーコン波の到来方向に基づいて前記衛星本体の姿勢を
   検出する手段とを備えたことを特徴とする請求項１から
   請求項４のいずれかに記載の宇宙航行体。
7. 【請求項７】 地上基地局から発信され前記メッシュア
   ンテナを透過する高周波数帯のビーコン波を受信し、こ
   のビーコン波の到来方向に基づいて前記衛星本体の姿勢
   を検出する手段を有すると共に、前記メッシュアンテナ
   より小さいアンテナ開口を地球へ向けて、前記衛星本体
   における前記メッシュアンテナの背後に配設されたビー
   コントラッキングアンテナを備えたことを特徴とする請
   求項１から請求項４のいずれかに記載の宇宙航行体。
8. 【請求項８】 前記メッシュアンテナの鏡面は、前記通
   信アンテナの開口面が対向する位置に金属繊維の無い領
   域を有したことを特徴とする請求項１から請求項７のい
   ずれかに記載の宇宙航行体。
9. 【請求項９】 前記金属繊維の無い領域に、その領域外
   の金属繊維に結合された誘電体の繊維で編まれた誘電体
   メッシュを有したことを特徴とする請求項８記載の宇宙
   航行体。
10. 【請求項１０】 金属繊維で網目状に鏡面を形成され、
    この鏡面を地球に向けて衛星本体の地球指向面に配設さ
    れたメッシュアンテナと、前記メッシュアンテナより小
    さいアンテナ開口を有し、前記衛星本体の地球指向面の
    背後における前記メッシュアンテナに通信波が重なりを
    有する位置に、そのアンテナ開口を地球へ向けて配設さ
    れ、前記メッシュアンテナの金属繊維間を透過する高周
    波数帯の電波で通信する通信アンテナとを備えた宇宙航
    行体の移動体通信方法において、前記通信アンテナによ
    り地上基地局からの通信もしくは放送ソースを受信し、
    この受信された通信もしくは放送ソースに基づいて、前
    記メッシュアンテナと地球に有する移動体との間で通信
    を行なうことを特徴とする移動体通信方法。