JP2000323919A - Development structure antenna - Google Patents

Development structure antenna

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JP2000323919A
JP2000323919A JP11128609A JP12860999A JP2000323919A JP 2000323919 A JP2000323919 A JP 2000323919A JP 11128609 A JP11128609 A JP 11128609A JP 12860999 A JP12860999 A JP 12860999A JP 2000323919 A JP2000323919 A JP 2000323919A
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JP
Japan
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film
gas
antenna
closed
deployed
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JP11128609A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Tanaka
宏明 田中
Masatake Tabata
真毅 田畑
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To use a wider range and to improve the surface precision of an antenna and a reflector. SOLUTION: A plane film 2 in which antenna elements 1 are arranged on one side and which can be folded, a closed film face 3 whose inner face is connected to the outer edge part of the plane film 2, which covers the plane film 2 and which has air-tightness and a gas applying device 4 which is installed on the closed film face 3 and applies gas into the closed film face 1 are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はガスを用いて展開
を行う展開構造物に関し、特にこの展開構造物をアレイ
アンテナ、リフレクタアンテナ、あるいはその他のリフ
レクタ等として用いた展開構造アンテナに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deployable structure that deploys using a gas, and more particularly to a deployable structure antenna using the deployable structure as an array antenna, a reflector antenna, or another reflector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の閉鎖膜面をガスを用いて展開させ
る展開構造物として、第一にアンテナ素子と組み合わせ
たものとして、American Institute of Aeronautics an
d Astronautics (AIAA-98-2103)の“DEVELOPMENT OF AN
INFLATABLE SPACE SYNTHETICAPERTURE RADAR”に記載
されているような、アンテナ素子を装備した平面膜を、
フレームを使って展開するものがある。この発明を図1
0に示す。この発明では、多数のアンテナ素子1を平面
膜上に配列させ、その平面膜の周囲を取り囲むように配
設したフレーム12を、ガスを用いて膨張させること
で、アンテナ素子1を装備した平面膜を展開するものが
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a deployment structure for deploying a closed membrane surface using a gas, first of all, as a combination with an antenna element, an American Institute of Aeronautics ann.
d “DEVELOPMENT OF AN” by Astronautics (AIAA-98-2103)
INFLATABLE SPACE SYNTHETICAPERTURE RADAR ”as described in
Some are developed using frames. FIG.
0 is shown. In the present invention, a large number of antenna elements 1 are arranged on a planar film, and a frame 12 provided so as to surround the planar film is inflated with a gas, whereby the planar film provided with the antenna elements 1 is expanded. There is something to expand.

【0003】また第二に閉鎖膜面自体をアンテナとして
使うものとして、特開昭61−93706号公報に示さ
れているような偏平型の閉鎖膜面の片面に電波を反射す
る物質を塗布したものがある。この発明を図11に示
す。この発明では、内面の片側に電波を反射する物質1
3を塗布した偏平型の閉鎖膜面14をガスを用いて膨張
させ、アンテナとして用いるものである。
Second, assuming that the closing film itself is used as an antenna, a material which reflects radio waves is applied to one side of the flat closing film as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-93706. There is something. This invention is shown in FIG. According to the present invention, the substance 1 that reflects radio waves
The flat-type closed membrane surface 14 coated with 3 is inflated with a gas and used as an antenna.

【0004】このような構造の展開構造物においては、
平素は小さくたためられ、必要に応じてガスが注入され
て膨らみアンテナとして機能する。
[0004] In a deployment structure having such a structure,
The body is made small and gas is injected as needed to function as a bulging antenna.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図10の構造
をもつ展開構造物においては、外側にフレーム12が配
置されているが、展開時に平板状となる平面膜を含む平
面のごく近傍に限られてフレーム12が配置されている
ため、曲げ剛性やねじり剛性が低くゆがんでしまうとい
う問題があった。
However, in the developed structure having the structure shown in FIG. 10, the frame 12 is arranged on the outside, but it is limited to the vicinity of a plane including a flat film which becomes flat when developed. Since the frame 12 is arranged so as to be bent, there is a problem that bending rigidity and torsional rigidity are low and distortion occurs.

【0006】また、図11の構造をもつ展開構造物は、
閉鎖膜面14の天頂付近においては、内圧とつりあって
発生する膜力がほぼ等方性を有するのでしわは発生しに
くい、しかし、偏平型の閉鎖膜面14の周辺部では膜力
に異方性が生じるのでしわが発生しやすく、この為、し
わの多く発生しがちな周辺部はアンテナやリフレクタと
して利用できない問題があった。
[0006] Further, a developed structure having the structure shown in FIG.
In the vicinity of the zenith of the closed membrane surface 14, wrinkles are unlikely to occur because the membrane force generated due to balance with the internal pressure is almost isotropic, but the film force is anisotropic in the peripheral portion of the flat type closed membrane surface 14. Therefore, there is a problem that wrinkles are likely to be generated due to the property, and the peripheral portion where wrinkles are likely to be generated cannot be used as an antenna or a reflector.

【0007】この発明は上述のような問題点を解消する
ためになされたもので、構造物のより広い範囲をリフレ
クタとして活用することができ、またアンテナやリフレ
クタの面精度を高めることが可能な展開構造アンテナを
得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can utilize a wider range of a structure as a reflector, and can improve the surface accuracy of an antenna or a reflector. The purpose is to obtain a deployed antenna.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る展開構造
アンテナは、少なくとも片側面にアンテナ素子が配設さ
れ、折り畳み可能な平面膜と、平面膜の外縁部に内面を
結合され、且つ平面膜を全体的に覆い気密性を有する閉
鎖膜面と、閉鎖膜面に設けられ、閉鎖膜面内にガスを注
入することにより閉鎖膜面を膨張させるガス注入装置と
を有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a deployed antenna having an antenna element disposed on at least one side surface, a foldable flat film, an inner surface coupled to an outer edge of the flat film, and a flat film. And a gas injection device provided on the closed membrane surface and inflating the closed membrane surface by injecting gas into the closed membrane surface.

【0009】また、閉鎖膜面は、硬化可能な材料を含む
多層構造にて構成され、硬化可能な材料は、閉鎖膜面の
膨張後に硬化する。
[0009] The closing film surface is constituted by a multilayer structure including a curable material, and the curable material is cured after the closing film surface expands.

【0010】また、平面膜が通気性を有する。[0010] Further, the flat membrane has air permeability.

【0011】また、平面膜にベントホールを設けて通気
性を持たせる。
[0011] Further, a vent hole is provided in the flat film to provide air permeability.

【0012】また、平面膜を通気性のある材料で作成し
て通気性を持たせる。
Further, the flat film is made of a material having air permeability so as to have air permeability.

【0013】また、平面膜は、線材がメッシュ状に織ら
れて作成されている。
The flat film is formed by weaving a wire into a mesh.

【0014】また、他の発明に係る展開構造アンテナ
は、気密性のある閉鎖膜面と、閉鎖膜面の内側片面に設
けられた電波反射物質と、閉鎖膜面に設けられ、閉鎖膜
面内にガスを注入することにより閉鎖膜面を膨張させる
ガス注入装置と、閉鎖膜面の外周外方で、閉鎖膜面を囲
むように配設されて閉鎖膜面の外周部に接続され、伸縮
可能な構造を有し、伸張時に閉鎖膜面の外周部に外方に
引っ張る張力を与える補助構造物とを有する。
[0014] Further, the deployment structure antenna according to another invention comprises an airtight closing film surface, a radio wave reflecting material provided on one inner surface of the closing film surface, and a radio wave reflecting material provided on the closing film surface. A gas injecting device that inflates the closed membrane surface by injecting gas into the closed membrane surface, and is disposed outside the outer periphery of the closed membrane surface so as to surround the closed membrane surface and is connected to the outer peripheral portion of the closed membrane surface so that it can expand and contract And an auxiliary structure for applying an outward pulling tension to the outer peripheral portion of the closed membrane surface during extension.

【0015】また、補助構造物は、概略チューブ状の密
閉構造を有するフープ状構造物と、フープ状構造物に設
けられ、フープ状構造物にガスを注入することによりフ
ープ状構造物を膨張させるガス注入装置とからなる。
The auxiliary structure is provided on the hoop-shaped structure having a substantially tubular hermetic structure, and is provided on the hoop-shaped structure. The gas is injected into the hoop-shaped structure to expand the hoop-shaped structure. And a gas injection device.

【0016】また、補助構造物は、伸縮可能なトラス構
造物からなり、トラス構造物は、展開後形状において圧
縮のかからない部材を引張応力のみに耐える部材に置き
換えた張力安定構造とされている。
Further, the auxiliary structure is made of an extendable truss structure, and the truss structure has a tension-stable structure in which a member which is not compressed in its deployed shape is replaced by a member which can withstand only tensile stress.

【0017】さらに、補助構造物と閉鎖膜面の外周部と
の間は、紐状の部材によって連結されている。
Furthermore, the auxiliary structure and the outer peripheral portion of the closed membrane surface are connected by a string-shaped member.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態における展開構造アンテナを示したものであ
る。この展開構造アンテナの断面が図2である。図にお
いて、1はアンテナ素子、2はこのアンテナ素子1が多
数配列された平面膜である。この平面膜2を覆うように
風船状の閉鎖膜面3が装備されている。この閉鎖膜面3
にはガス注入装置4が装備されており、このガス注入装
置4よりガス5を注入することで、閉鎖膜面3を膨張さ
せる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 shows a deployed antenna according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of this deployed structure antenna. In the figure, 1 is an antenna element, and 2 is a plane film on which a large number of the antenna elements 1 are arranged. A balloon-like closing membrane surface 3 is provided so as to cover the flat membrane 2. This closed membrane surface 3
Is equipped with a gas injection device 4, and the closed film surface 3 is expanded by injecting a gas 5 from the gas injection device 4.

【0019】平面膜2の周囲は、閉鎖膜面3の内面に接
続されており、ガス5によって閉鎖膜面3が膨らむにつ
れて、全周にわたって張力が発生し平板状に広がる。
The periphery of the flat film 2 is connected to the inner surface of the closing film surface 3, and as the gas 5 expands the closing film surface 3, tension is generated over the entire circumference and spreads in a flat plate shape.

【0020】このような構成の展開構造アンテナにおい
ては、閉鎖膜面3があることで曲げやねじりに対しの剛
性が向上し、曲げやねじりに対してアンテナ素子1を装
備した平面膜2の変形を小さくすることができる。結果
としてアンテナ素子配列面の変形を小さくすることがで
き、アンテナの面精度を高めることができる。
In the deployed antenna having such a configuration, the rigidity against bending and torsion is improved due to the presence of the closed membrane surface 3, and the deformation of the flat membrane 2 equipped with the antenna element 1 against bending and torsion is improved. Can be reduced. As a result, the deformation of the antenna element arrangement surface can be reduced, and the surface accuracy of the antenna can be improved.

【0021】尚、アンテナ素子1は、図示しない電導線
や光ファイバ等によって図示しないアンテナ制御装置に
接続されている。
The antenna element 1 is connected to an antenna control device (not shown) by a conductive wire or an optical fiber (not shown).

【0022】実施の形態2.図3はこの発明の他の実施
の形態における閉鎖膜面の断面を示したものである。こ
の実施の形態は、実施の形態1の閉鎖膜面3を二重のラ
ミネート構造3a,3bとし、その内部に硬化可能な材
料の層6を形成したものである。
Embodiment 2 FIG. FIG. 3 shows a cross section of a closed membrane surface according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the closing film surface 3 of the first embodiment is a double laminated structure 3a, 3b, and a layer 6 of a curable material is formed therein.

【0023】硬化可能な材料の層6としては、例えば熱
硬化性の材料が考えられる。この展開構造アンテナを例
えば宇宙空間にて展開させると、太陽光による輻射熱に
よって層6が硬化する。
As the layer 6 of a curable material, for example, a thermosetting material can be considered. When this deployable structure antenna is deployed, for example, in outer space, the layer 6 is hardened by the radiation heat of sunlight.

【0024】例えば宇宙空間にて、硬化可能な材料の層
6を展開後に硬化させることで、宇宙デブリなどの影響
で閉鎖膜面3aに穴が空いた場合でも、閉鎖曲面の形成
するシェル構造を保つことができ、曲げやねじりに対す
る剛性を保つことが可能となる。
For example, in the outer space, by hardening the layer 6 of the hardenable material after development, even if a hole is made in the closing film surface 3a due to the influence of space debris or the like, the shell structure in which the closed curved surface is formed can be formed. And rigidity against bending and torsion can be maintained.

【0025】実施の形態3.図4はこの発明の他の実施
の形態における閉鎖膜面の断面を示したものである。こ
の実施の形態は、実施の形態1の閉鎖膜面3の内面に硬
化可能な材料の層6aを形成したものである。層6aの
材料においては、実施の形態2の層6に比べて硬化する
前でべとつかない程度の硬さを有する熱硬化性の材料が
考えられる。
Embodiment 3 FIG. 4 shows a cross section of a closed membrane surface according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, a layer 6a of a curable material is formed on the inner surface of the closed membrane surface 3 of the first embodiment. As the material of the layer 6a, a thermosetting material having a hardness that is not sticky before curing compared to the layer 6 of the second embodiment can be considered.

【0026】例えば宇宙空間にて、硬化可能な材料の層
6aを展開後に硬化させることで、宇宙デブリなどの影
響で閉鎖膜面3に穴が空いた場合でも、閉鎖曲面の形成
するシェル構造を保つことができ、曲げやねじりに対す
る剛性を保つことが可能となる。
For example, in the outer space, the layer 6a of the curable material is hardened after being developed, so that even if a hole is made in the closed film surface 3 due to the influence of space debris or the like, the shell structure in which the closed curved surface is formed can be formed. And rigidity against bending and torsion can be maintained.

【0027】実施の形態4.図5はこの発明のさらに他
の実施の形態における平面膜を示したものである。この
実施の形態は、実施の形態1乃至3において、平面膜2
を通気性を確保した平面膜7にしたものである。平面膜
7は、例えば、線材をメッシュのように織り上げた材料
で作る方法が考えられる。
Embodiment 4 FIG. 5 shows a planar film according to still another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first to third embodiments in that the planar film 2
Is formed into a flat film 7 with air permeability. For example, the planar film 7 may be made of a material obtained by weaving a wire into a mesh.

【0028】これにより平面膜の前後の部屋のガスの注
入量に差があった場合や、熱入力の不均一があった場合
でも、通気性を確保した平面膜7前後間で圧力差をなく
すことができる。そのため、それによりアンテナ素子1
を装備した平面膜7の変形を小さくすることができ、ア
ンテナ素子の面の変形を小さくすることができる。
Thus, even when there is a difference in the gas injection amount between the front and rear chambers of the flat film and when the heat input is not uniform, the pressure difference between the front and rear of the flat film 7 having the air permeability is eliminated. be able to. Therefore, the antenna element 1
, The deformation of the planar film 7 provided with the antenna element can be reduced, and the deformation of the surface of the antenna element can be reduced.

【0029】また、平面膜7の前後の部屋にガスを注入
するとき、通気性を確保した平面膜を用いることで片側
だけからガスを注入しても、平面膜7でしきられた閉鎖
面膜3の2つの部屋両方にガスを流入することができる
ので、ガス注入装置4の個数を減らすことができる。
Further, when gas is injected into the room before and after the flat film 7, even if the gas is injected from only one side by using a flat film having sufficient air permeability, the closed surface film 3 formed by the flat film 7 can be used. Since gas can flow into both of the two rooms, the number of gas injection devices 4 can be reduced.

【0030】実施の形態5.図6はこの発明のさらに他
の実施の形態における平面膜を示したものである。この
実施の形態は、通気性を確保する方法として、図6で示
すように、平面膜2にベントホール8を設けたものであ
る。このベントホール8を通して閉鎖膜面3内のガスの
移動が可能となり、平面膜2前後間での圧力差をなくす
ことができる。それにより平面膜2の大きな変形を避け
ることが可能となる。
Embodiment 5 FIG. 6 shows a planar film according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 6, a vent hole 8 is provided in the flat film 2 as a method for securing air permeability. The gas in the closed membrane surface 3 can be moved through the vent hole 8, and the pressure difference between the front and rear of the flat membrane 2 can be eliminated. Thereby, it is possible to avoid large deformation of the planar film 2.

【0031】実施の形態6.図7はこの発明のさらに他
の実施の形態における展開構造アンテナを示したもので
ある。この実施の形態は、図11の従来例のように偏平
型の閉鎖膜面3の内面の片側に電波を反射する物質を塗
布し、閉鎖膜面3をガスを用いて膨張させアンテナとし
て用いるものであり、閉鎖膜面3の外周部に、補助構造
物としてフープ状の構造物9を直接接合した場合の例で
ある。フープ状の構造物9は、概略チューブ状の密閉構
造をなし、平素は小さく折り畳まれ、図示しないガス注
入装置によりガスを注入されてリング状に伸張する。
Embodiment 6 FIG. FIG. 7 shows a deployed antenna according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, as in the conventional example shown in FIG. 11, a substance that reflects radio waves is applied to one side of the inner surface of the flat type closing film surface 3, and the closing film surface 3 is expanded using gas and used as an antenna. This is an example in which a hoop-shaped structure 9 is directly joined to the outer peripheral portion of the closed membrane surface 3 as an auxiliary structure. The hoop-shaped structure 9 has a substantially tube-shaped hermetic structure, and the flat member is folded small and gas-injected by a gas injection device (not shown) to expand in a ring shape.

【0032】この実施の形態では閉鎖膜面3の張力と閉
鎖膜面3内の圧力との関係からしわの入ってしまう閉鎖
膜面3の周辺部の外周上に、フープ状の構造物9が直接
接合されている。
In this embodiment, a hoop-shaped structure 9 is provided on the outer periphery of the peripheral portion of the closed membrane surface 3 where wrinkles are formed due to the relationship between the tension of the closed membrane surface 3 and the pressure in the closed membrane surface 3. Directly joined.

【0033】これにより、フープ状構造物9が閉鎖膜面
外周部を引っ張り、異方性の膜力を等方性とすること
で、閉鎖膜面3外周部のしわの発生を抑えることがで
き、閉鎖膜面3の外周部までアンテナやリフレクタとし
て用いることが可能となる。
Thus, the hoop-like structure 9 pulls the outer peripheral portion of the closed membrane surface to make the anisotropic film force isotropic, thereby suppressing the occurrence of wrinkles on the outer peripheral portion of the closed membrane surface 3. In addition, it is possible to use as an antenna or a reflector up to the outer peripheral portion of the closed membrane surface 3.

【0034】実施の形態7.図8はこの発明のさらに他
の実施の形態における展開構造アンテナの一部を示した
ものである。この実施の形態は、閉鎖膜面3の外周部
に、補助構造物として実施の形態6より一回り径の大き
いフープ状の構造物9を配置し、閉鎖膜面3の外周部と
フープ状の構造物9の間を紐状の部材10を用いて連結
したものである。紐状部材10は、フープ状構造物9の
円周に沿って複数本が等間隔となるように配設されてい
る。
Embodiment 7 FIG. 8 shows a part of a deployed antenna according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a hoop-shaped structure 9 having a diameter larger than that of the sixth embodiment as an auxiliary structure is arranged on the outer peripheral portion of the closed membrane surface 3, and the outer peripheral portion of the closed membrane surface 3 is connected to the hoop-shaped structure. The structures 9 are connected using a string-shaped member 10. A plurality of the string-shaped members 10 are arranged along the circumference of the hoop-shaped structure 9 at equal intervals.

【0035】この実施の形態の方法によっては、さらに
膜圧の不釣り合いをなくすことができ、閉鎖膜面外周部
のしわの発生を抑えることができ、閉鎖膜面の外周部ま
でをリフレクタとして用いることが可能となる。また、
閉鎖膜面3とフープ状の構造物9とを紐状の部材10を
用いて連結したので作成が容易である。
According to the method of this embodiment, the imbalance of the membrane pressure can be further eliminated, the occurrence of wrinkles at the outer peripheral portion of the closed membrane surface can be suppressed, and the outer peripheral portion of the closed membrane surface is used as a reflector. It becomes possible. Also,
Since the closing membrane surface 3 and the hoop-shaped structure 9 are connected to each other using the string-shaped member 10, the production is easy.

【0036】実施の形態8.図9はこの発明のさらに他
の実施の形態における展開構造アンテナを示したもので
ある。この実施の形態は、閉鎖膜面3の外周部に、補助
構造物として張力安定構造物11を装備したものであ
る。即ち、図7、図8の実施の形態におけるフープ状の
構造物9の代わりに伸縮自在のトラス構造物を用い、か
つこのトラス構造物の展開後形状において圧縮のかから
ない部材を、引張応力のみに耐える部材、即ち、曲げに
対しては極めて柔軟でかつ引張力に対する伸びが小さい
部材に置き換えた張力安定構造とすることで、全てのト
ラス部材を圧縮に耐える高剛性な部材とした場合に比べ
軽量化でき、展開構造アンテナの軽量化を行うことがで
きる。尚、張力安定構造物11は、ラッチ機構を有し展
開後適当な張力を持って閉鎖膜面3の外周部を外方に引
っ張る。
Embodiment 8 FIG. FIG. 9 shows a deployed antenna according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a tension stabilizing structure 11 is provided on the outer peripheral portion of the closed membrane surface 3 as an auxiliary structure. That is, a telescoping truss structure is used instead of the hoop-shaped structure 9 in the embodiment of FIGS. 7 and 8, and a member which is not compressed in the deployed shape of the truss structure is subjected to only tensile stress. By adopting a tension-stable structure that is replaced by a member that can withstand bending, that is, a member that is extremely flexible against bending and has a small elongation against tensile force, it is lighter than all truss members that have high rigidity that can withstand compression. And the weight of the deployable structure antenna can be reduced. The tension stabilizing structure 11 has a latch mechanism and pulls the outer peripheral portion of the closed membrane surface 3 outward with an appropriate tension after deployment.

【0037】上述に述べた実施の形態のように、この発
明の展開構造アンテナにおいては、アンテナ素子を装備
した折り畳み可能な平面膜の外縁部と、気密性のある材
料で形成した閉鎖膜面を結合し、この閉鎖膜面で前記平
面膜を全体的に覆い、この閉鎖膜面をガスを用いて膨張
させることで、前記閉鎖膜面が、曲率の大きいシェル構
造を形成し、曲げやねじりに対する剛性を高め、アンテ
ナ素子を装備した平面膜の変形を少なくすることができ
る。
As in the above-described embodiment, in the deployed antenna according to the present invention, the outer edge of the foldable flat film provided with the antenna element and the closed film surface formed of an airtight material are provided. By bonding, the entire surface of the flat membrane is covered with the closed membrane surface, and the closed membrane surface is inflated with a gas, so that the closed membrane surface forms a shell structure having a large curvature, and is resistant to bending and twisting. The rigidity can be increased, and the deformation of the planar film provided with the antenna element can be reduced.

【0038】さらに、平面膜を全体的に覆う閉鎖膜面を
硬化な材料を含む多層構造にて構成し、展開後に硬化さ
せることで、宇宙デブリなどの影響で閉鎖膜面に穴が空
きガスが抜け出た場合でも、閉鎖曲面の形成するシェル
構造の形状を保つことができ、また、ガスを抜くことで
膜応力を低減することができる。
Further, by forming a closed film surface covering the entire planar film in a multilayer structure containing a hardening material and hardening after deployment, a gas is opened in the closed film surface due to the influence of space debris and the like, so that gas is generated. Even in the case of escape, the shape of the shell structure formed by the closed curved surface can be maintained, and the film stress can be reduced by removing gas.

【0039】さらに、アンテナ素子を装備する平面膜に
通気性を確保することで、平面膜を挟んだ領域間で圧力
差が生じた場合に、ガスの移動ができるようになり、平
面膜の圧力差による変形を避けることが可能となる。
Further, by ensuring the air permeability of the flat film on which the antenna element is provided, when a pressure difference occurs between the regions sandwiching the flat film, gas can be moved, and the pressure of the flat film can be reduced. Deformation due to the difference can be avoided.

【0040】さらに、アンテナ素子を装備する平面膜に
ベントホールを設けることで、通気性を確保することが
でき、平面膜の圧力差による変形を避けることが可能と
なる。
Further, by providing a vent hole in the flat film on which the antenna element is provided, it is possible to ensure air permeability, and it is possible to avoid deformation of the flat film due to a pressure difference.

【0041】また、アンテナ素子を装備する平面膜を通
気性のある材料で作成することで、平面膜の圧力差によ
る変形を避けることが可能となる。
Further, by forming the flat film provided with the antenna element from a material having air permeability, it is possible to avoid deformation due to a pressure difference of the flat film.

【0042】さらにまた、アンテナ素子を装備する平面
膜を、線材をメッシュ状に織り上げ作成することで、平
面膜の圧力差による変形を避けることが可能となる。
Further, by forming a flat film provided with the antenna element by weaving a wire into a mesh shape, it is possible to avoid deformation due to a pressure difference of the flat film.

【0043】前記平面膜の変形は、アレイアンテナにお
いて素子間の位相誤差となり有害なものであるから、こ
れを低減することができれば、より性能の良いアンテナ
を得ることができる。
Since the deformation of the flat film causes a phase error between elements in the array antenna and is harmful, an antenna having better performance can be obtained if this can be reduced.

【0044】また、閉鎖膜面をガスで膨張させる展開構
造アンテナの外周部にフープ状の構造物を有し、そのフ
ープ状の構造物を直接展開構造アンテナの外周部を配設
し、上記フープ状構造物と上記展開構造アンテナ外周部
を結合することで、展開構造アンテナの周辺部に発生す
るしわ低減することができ、展開構造アンテナ中のアン
テナやリフレクターとして使用できる膜面上の範囲を増
やすことができる。
Further, a hoop-shaped structure is provided on the outer peripheral portion of the deployable antenna for inflating the closed membrane surface with gas, and the hoop-shaped structure is directly provided on the outer peripheral portion of the deployable antenna. By combining the outer structure with the outer peripheral portion of the deployable structure antenna, wrinkles generated at the peripheral portion of the deployable structure antenna can be reduced, and the area on the film surface that can be used as an antenna or a reflector in the deployable structure antenna is increased. be able to.

【0045】さらに、外周部のフープ状の構造物として
トラス構造物を用い、かつ前記トラス構造物の展開後形
状において圧縮のかからない部材を、引張応力のみに耐
える部材、すなわち曲げに対しては極めて柔軟でかつ引
張力に対する伸びが小さい部材に置き換えた張力安定構
造とすることで、全てのトラス部材を圧縮に耐える高剛
性な部材とした場合に比べ軽量化でき、前記展開構造ア
ンテナの軽量化を行うことができる。
Further, a truss structure is used as the hoop-shaped structure at the outer peripheral portion, and a member which is not compressed in a shape after the truss structure is developed is a member which can only withstand tensile stress, that is, a member which is extremely resistant to bending. By adopting a tension-stable structure that is replaced by a member that is flexible and has a small elongation with respect to the tensile force, it is possible to reduce the weight of the truss member as compared with a case in which the member is made of a highly rigid member that can withstand compression. It can be carried out.

【0046】[0046]

【発明の効果】この発明に係る展開構造アンテナは、少
なくとも片側面にアンテナ素子が配設され、折り畳み可
能な平面膜と、平面膜の外縁部に内面を結合され、且つ
平面膜を全体的に覆い気密性を有する閉鎖膜面と、閉鎖
膜面に設けられ、閉鎖膜面内にガスを注入することによ
り閉鎖膜面を膨張させるガス注入装置とを有する。その
ため、、曲げやねじりに対する剛性を高めることが可能
となり、曲げやねじりによるアンテナ素子を装備した平
面膜の変形を少なくすることができ、アンテナ素子の面
の変形も少なくすることができる。
According to the present invention, there is provided a deployed antenna having an antenna element disposed on at least one side surface, a foldable flat film, an inner surface joined to an outer edge of the flat film, and an overall flat film. It has a cover membrane surface that is airtight and a gas injection device that is provided on the closure membrane surface and inflates the closure membrane surface by injecting gas into the closure membrane surface. Therefore, the rigidity against bending and torsion can be increased, and the deformation of the planar film provided with the antenna element due to bending and torsion can be reduced, and the deformation of the surface of the antenna element can be reduced.

【0047】また、閉鎖膜面は、硬化可能な材料を含む
多層構造にて構成され、硬化可能な材料は、閉鎖膜面の
膨張後に硬化する。そのため、宇宙デブリなどの影響で
閉鎖膜面に穴が空きガスが抜け出た場合でも、閉鎖曲面
の形成するシェル構造の形状を保つことが可能になり、
また、ガスを抜くことで膜応力を低減することが可能と
なる。
The closing film surface has a multilayer structure including a curable material, and the curable material cures after the closing film surface expands. Therefore, even if gas is vacated in the closed membrane surface due to the effects of space debris, etc., it is possible to maintain the shape of the shell structure formed by the closed curved surface,
In addition, film stress can be reduced by removing gas.

【0048】また、平面膜が通気性を有する。そのた
め、平面膜を挟んだ2つの領域間で熱入力などによる圧
力差が生じた場合のガスの移動が可能となり、平面膜の
圧力差による変形を避けることができる。その結果、ア
ンテナ素子の面の変形も少なくすることが可能となる。
また、片側だけからのガスの注入が可能となり、ガスを
注入する装置の個数を減らすことも可能となる。
Further, the flat film has air permeability. Therefore, when a pressure difference occurs due to heat input or the like between the two regions sandwiching the flat film, gas can be moved, and deformation of the flat film due to the pressure difference can be avoided. As a result, the deformation of the surface of the antenna element can be reduced.
Further, the gas can be injected from only one side, and the number of devices for injecting the gas can be reduced.

【0049】また、平面膜にベントホールを設けて通気
性を持たせる。そのため、このベントホールを通してガ
スの移動が可能となり、平面膜の前後の領域間の圧力差
の低減ができる。これにより、平面膜の圧力差による変
形を避けることが可能となり、アンテナ素子の面の変形
も少なくすることが可能となる。また、片側だけからの
ガスの注入が可能となり、ガスを注入する装置の個数を
減らすことも可能となる。
Further, a vent hole is provided in the flat film to allow air permeability. Therefore, the gas can be moved through the vent hole, and the pressure difference between the front and rear regions of the flat film can be reduced. This makes it possible to avoid deformation due to the pressure difference of the flat film, and also to reduce deformation of the surface of the antenna element. Further, the gas can be injected from only one side, and the number of devices for injecting the gas can be reduced.

【0050】また、平面膜を通気性のある材料で作成し
て通気性を持たせる。そのため、平面膜の前後の領域間
における圧力差の低減が可能となり、平面膜の圧力差に
よる変形を避けることでき、アンテナ素子の面の変形も
少なくすることが可能となる。また、片側だけからのガ
スの注入が可能となり、ガスを注入する装置の個数を減
らすことも可能となる。
Further, the flat film is made of a gas-permeable material to have gas permeability. Therefore, the pressure difference between the front and rear regions of the flat film can be reduced, and deformation due to the pressure difference of the flat film can be avoided, and the deformation of the surface of the antenna element can be reduced. Further, the gas can be injected from only one side, and the number of devices for injecting the gas can be reduced.

【0051】また、平面膜は、線材がメッシュ状に織ら
れて作成されている。そのため、平面膜の圧力差による
変形を避けることでき、アンテナ素子の面の変形も少な
くすることが可能となる。また片側だけからのガスの注
入が可能となり、ガスを注入する装置の個数を減らすこ
とも可能となる。
The flat film is formed by weaving a wire into a mesh. Therefore, deformation due to the pressure difference of the flat film can be avoided, and the deformation of the surface of the antenna element can be reduced. Further, the gas can be injected from only one side, and the number of devices for injecting the gas can be reduced.

【0052】また、他の発明に係る展開構造アンテナ
は、気密性のある閉鎖膜面と、閉鎖膜面の内側片面に設
けられた電波反射物質と、閉鎖膜面に設けられ、閉鎖膜
面内にガスを注入することにより閉鎖膜面を膨張させる
ガス注入装置と、閉鎖膜面の外周外方で、閉鎖膜面を囲
むように配設されて閉鎖膜面の外周部に接続され、伸縮
可能な構造を有し、伸張時に閉鎖膜面の外周部に外方に
引っ張る張力を与える補助構造物とを有する。そのた
め、内圧と膜圧の不釣り合いをなくすができ、周辺部の
しわの発生を抑制することが可能となり、展開構造アン
テナ中のアンテナやリフレクターとして使用できる領域
を増やすことができる。
Further, the deployable structure antenna according to another aspect of the present invention provides an airtight closed film surface, a radio wave reflective material provided on one inner surface of the closed film surface, and a radio wave reflective material provided on the closed film surface. A gas injecting device that inflates the closed membrane surface by injecting gas into the closed membrane surface, and is disposed outside the outer periphery of the closed membrane surface so as to surround the closed membrane surface and is connected to the outer peripheral portion of the closed membrane surface so that it can expand and contract And an auxiliary structure for applying an outward pulling tension to the outer peripheral portion of the closed membrane surface during extension. Therefore, the imbalance between the internal pressure and the membrane pressure can be eliminated, the occurrence of wrinkles in the peripheral portion can be suppressed, and the area of the deployed structure antenna that can be used as an antenna or a reflector can be increased.

【0053】また、補助構造物は、概略チューブ状の密
閉構造を有するフープ状構造物と、フープ状構造物に設
けられ、フープ状構造物にガスを注入することによりフ
ープ状構造物を膨張させるガス注入装置とからなる。そ
のため、補助構造物を容易に作成することができ、ま
た、閉鎖膜面の外周部を外方に引っ張る張力を適当な強
さで与えることができる。
The auxiliary structure is provided on the hoop-shaped structure having a substantially tubular hermetic structure, and is provided on the hoop-shaped structure. The gas is injected into the hoop-shaped structure to expand the hoop-shaped structure. And a gas injection device. Therefore, the auxiliary structure can be easily formed, and a tension for pulling the outer peripheral portion of the closed membrane surface outward can be given with an appropriate strength.

【0054】また、補助構造物は、伸縮可能なトラス構
造物からなり、トラス構造物は、展開後形状において圧
縮のかからない部材を引張応力のみに耐える部材に置き
換えた張力安定構造とされている。そのため、全てのト
ラス部材を圧縮に耐える高剛性な部材とした場合に比べ
軽量化でき、展開構造アンテナの軽量化を行うことがで
きる。
The auxiliary structure is made of an extendable truss structure, and the truss structure has a tension-stable structure in which a member that is not compressed in its deployed shape is replaced with a member that can withstand only tensile stress. Therefore, the weight can be reduced as compared with the case where all the truss members are made of high-rigidity members that can withstand compression, and the weight of the deployed structure antenna can be reduced.

【0055】さらに、補助構造物と閉鎖膜面の外周部と
の間は、紐状の部材によって連結されている。そのた
め、展開構造アンテナの作成を容易とすることができ、
また、閉鎖膜面の外周部を外方に引っ張る張力を周方向
に均一とすることが容易となる。
Further, the auxiliary structure and the outer peripheral portion of the closed membrane surface are connected by a string-shaped member. Therefore, it is possible to easily create the deployment structure antenna,
Further, it is easy to make the tension for pulling the outer peripheral portion of the closed membrane surface outward in the circumferential direction uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態における展開構造アン
テナを示したものである。
FIG. 1 shows a deployed antenna according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の展開構造アンテナの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the deployed structure antenna of FIG. 1;

【図3】 この発明の他の実施の形態における閉鎖膜面
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a closed membrane surface according to another embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の他の実施の形態における閉鎖膜面
の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a closed membrane surface according to another embodiment of the present invention.

【図5】 この発明のさらに他の実施の形態における平
面膜を示したものである。
FIG. 5 shows a planar film according to still another embodiment of the present invention.

【図6】 この発明のさらに他の実施の形態における平
面膜を示したものである。
FIG. 6 shows a planar film according to still another embodiment of the present invention.

【図7】 この発明のさらに他の実施の形態における展
開構造アンテナを示したものである。
FIG. 7 shows a deployed antenna according to still another embodiment of the present invention.

【図8】 この発明のさらに他の実施の形態における展
開構造アンテナの一部を示したものである。
FIG. 8 shows a part of a deployed antenna according to still another embodiment of the present invention.

【図9】 この発明のさらに他の実施の形態における展
開構造アンテナを示したものである。
FIG. 9 shows a deployed antenna according to still another embodiment of the present invention.

【図10】 従来の展開構造物の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional deployment structure.

【図11】 従来の展開構造物の他の構成を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing another configuration of a conventional deployment structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アンテナ素子、2 平面膜、3,3a,3b 閉鎖
膜面、4 ガス注入装置、5 ガス、6,6a 硬化可
能な材料の層、7 通気性を確保した平面膜、8 ベン
トホール、9 フープ状構造物(補助構造物)、10
紐状部材、11張力安定構造物(補助構造物)、12
フレーム、13 電波を反射する物質(電波反射物
質)。
REFERENCE SIGNS LIST 1 antenna element, 2 plane film, 3, 3 a, 3 b closed film surface, 4 gas injection device, 5 gas, 6, 6 a layer of curable material, 7 plane film with air permeability, 8 vent hole, 9 hoop Structure (auxiliary structure), 10
String member, 11 tension stable structure (auxiliary structure), 12
Frame, 13 A substance that reflects radio waves (radio wave reflective substance).

フロントページの続き Fターム(参考) 5J020 AA03 BA05 BA06 BA08 CA02 DA03 5J046 AA04 AA19 AB03 AB05 AB14 AB15 DA02 Continued on the front page F term (reference) 5J020 AA03 BA05 BA06 BA08 CA02 DA03 5J046 AA04 AA19 AB03 AB05 AB14 AB15 DA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも片側面にアンテナ素子が配設
され、折り畳み可能な平面膜と、 上記平面膜の外縁部に内面を結合され、且つ該平面膜を
全体的に覆い気密性を有する閉鎖膜面と、 上記閉鎖膜面に設けられ、該閉鎖膜面内にガスを注入す
ることにより該閉鎖膜面を膨張させるガス注入装置とを
有することを特徴とする展開構造アンテナ。
An antenna element is disposed on at least one side surface of the flat film, and a foldable flat film, an inner surface of which is coupled to an outer edge of the flat film, and covers the flat film entirely and is airtight. A deployment antenna, comprising: a surface; and a gas injection device provided on the surface of the closed film, and inflating the surface of the closed film by injecting gas into the surface of the closed film.
【請求項2】 上記閉鎖膜面は、硬化可能な材料を含む
多層構造にて構成され、該硬化可能な材料は、該閉鎖膜
面の膨張後に硬化することを特徴とする請求項1記載の
展開構造アンテナ。
2. The method according to claim 1, wherein the closure film surface is formed in a multilayer structure including a curable material, and the curable material cures after expansion of the closure film surface. Deployment structure antenna.
【請求項3】 上記平面膜が通気性を有することを特徴
とする請求項1または2記載の展開構造アンテナ。
3. The deployed structure antenna according to claim 1, wherein the planar film has air permeability.
【請求項4】 上記平面膜にベントホールを設けて通気
性を持たせることを特徴とする請求項3記載の展開構造
アンテナ。
4. The deployed antenna according to claim 3, wherein a vent hole is provided in the flat film to provide air permeability.
【請求項5】 上記平面膜を通気性のある材料で作成し
て通気性を持たせることを特徴とする請求項3記載の展
開構造アンテナ。
5. The deployed structure antenna according to claim 3, wherein said flat film is made of a material having air permeability so as to have air permeability.
【請求項6】 上記平面膜は、線材がメッシュ状に織ら
れて作成されていることを特徴とする請求項5記載の展
開構造アンテナ。
6. The deployed structure antenna according to claim 5, wherein the flat film is formed by weaving a wire into a mesh shape.
【請求項7】 気密性のある閉鎖膜面と、 上記閉鎖膜面の内側片面に設けられた電波反射物質と、 上記閉鎖膜面に設けられ、該閉鎖膜面内にガスを注入す
ることにより該閉鎖膜面を膨張させるガス注入装置と、 上記閉鎖膜面の外周外方で、該閉鎖膜面を囲むように配
設されて該閉鎖膜面の外周部に接続され、伸縮可能な構
造を有し、伸張時に該閉鎖膜面の外周部に外方に引っ張
る張力を与える補助構造物とを有することを特徴とする
展開構造アンテナ。
7. An airtight closing film surface, a radio wave reflecting material provided on one inner surface of the closing film surface, and a gas provided on the closing film surface and injecting a gas into the closing film surface. A gas injection device for inflating the closing membrane surface, a structure which is disposed outside the outer periphery of the closing membrane surface so as to surround the closing membrane surface, is connected to the outer peripheral portion of the closing membrane surface, and has an expandable / contractible structure. And an auxiliary structure for applying an outward pulling tension to an outer peripheral portion of the closed membrane surface when extended.
【請求項8】 上記補助構造物は、概略チューブ状の密
閉構造を有するフープ状構造物と、 上記フープ状構造物に設けられ、該フープ状構造物にガ
スを注入することにより該フープ状構造物を膨張させる
ガス注入装置とからなることを特徴とする請求項7記載
の展開構造アンテナ。
8. The hoop-shaped structure, wherein the auxiliary structure is provided on the hoop-shaped structure and has a substantially tubular closed structure, and the hoop-shaped structure is formed by injecting a gas into the hoop-shaped structure. 8. The deployment structure antenna according to claim 7, further comprising a gas injection device for expanding an object.
【請求項9】 上記補助構造物は、伸縮可能なトラス構
造物からなり、 上記トラス構造物は、展開後形状において圧縮のかから
ない部材を引張応力のみに耐える部材に置き換えた張力
安定構造とされていることを特徴とする請求項7記載の
展開構造アンテナ。
9. The truss structure according to claim 1, wherein the auxiliary structure comprises a stretchable truss structure, and the truss structure has a tension-stable structure in which a member which is not compressed in a deployed shape is replaced by a member which withstands only tensile stress. The deployed structure antenna according to claim 7, wherein:
【請求項10】 上記補助構造物と上記閉鎖膜面の外周
部との間は、紐状の部材によって連結されていることを
特徴とする請求項7記載の展開構造アンテナ。
10. The deployed structure antenna according to claim 7, wherein the auxiliary structure and the outer peripheral portion of the closed membrane surface are connected by a string-shaped member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512496B2 (en) * 2001-01-17 2003-01-28 Asi Technology Corporation Expandible antenna
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