JP2000349540A - 電磁波を反射する表面およびそれを製造するプロセス - Google Patents

電磁波を反射する表面およびそれを製造するプロセス

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JP2000349540A JP2000137674A JP2000137674A JP2000349540A JP 2000349540 A JP2000349540 A JP 2000349540A JP 2000137674 A JP2000137674 A JP 2000137674A JP 2000137674 A JP2000137674 A JP 2000137674A JP 2000349540 A JP2000349540 A JP 2000349540A
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Den Berghe Jean-Louis Van
ジャン−ルイ・ヴァン・デン・ベルゲ
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AEROSPAT MATRA LANCEURS STRATE
Aerospat Matra Lanceurs Strategiques & Spatiaux
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
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    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、特にアンテナ反射器、電磁遮蔽お
よび導波管のための、電磁波を反射する剛性表面を提供
する。 【解決手段】 本発明によれば、この表面は、表面が安
定金属拡散複合によって構成されている電気的導電性ワ
イヤ（２，３）の絡合（７）からなり、それにより、上
記ワイヤが互いに締結され、且つ、上記表面が剛性化さ
れることが保証される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ反射器、
電磁遮蔽、導波管等、電磁波を反射する表面と、これら
表面を製造するプロセスとに関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁波を反射する表面（以下、反射表面
と呼ぶ）として、例えばドローイング（延伸）により自
己支持構造を与えるように形作られた金属シート群から
製造されるものが既に周知である。しかしながら、かか
る表面は質量が大きく、そのために一般にサイズが制限
される。更に、それらは、質量が大きいために宇宙船に
取付けることができない。
【０００３】従って、これらの質量およびサイズ制限と
いう欠点を改善するために、炭素繊維および硬化樹脂マ
トリックスを含む複合材から作製された支持物に、周知
の方法（スプレイ（噴霧）、電気めっき、真空蒸着、導
電性ペイント等）を用いて金属被覆することにより反射
表面を製造することが、既に提案されている。これによ
り、許容できる質量で所望のサイズの反射表面を得るこ
とができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
反射表面には欠点がある。まず、上記支持物の炭素繊維
の直線部分が、上記表面によって反射する電磁放射に望
ましくない寄生偏波（parasitic polarization）をもた
らすことが分っている。これは、炭素繊維が入射電磁放
射を部分的に反射する一方で、それら繊維の間にあるマ
トリクスの硬化樹脂が上記放射に対して比較的透過的で
あるということによる。
【０００５】更に、破損した炭素繊維（これら繊維は導
電性である）の対面する端部間に、局部的に寄生的な電
気的放電が発生する可能性があり、これによって上記反
射した放射に干渉が生じる。
【０００６】最後に、上記複合物からなる支持物の金属
被覆では、一般に、表面仕上げが平滑に行われるため、
かかる反射器が受ける熱放射がその焦点に集中する。こ
のため、反射器のソース（反射源）がその焦点にある場
合、例えば反射器の活性（active）表面を拡散ペイント
で被覆することにより、上記ソースを熱から保護する必
要がある。
【０００７】本発明の目的は、複合材による支持物に基
づく反射表面の欠点を改善する一方で、比較的軽量な反
射表面を得ることを可能にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明によれば、特にアンテナ反射器、電磁遮蔽および導波
管のための電磁波を反射する剛性表面は、次の点で顕著
である。すなわち、それは、表面が安定な金属拡散合金
からなる電気的導電性ワイヤの絡合（interlacement：
絡み合ったもの）からなり、それによって、上記ワイヤ
が互いに締結され、上記表面が剛性化されることが保証
される。
【０００９】従って、本発明により、炭素繊維およびそ
れらの欠点（寄生偏波および破壊をもたらす放電）が除
去される。更に、上記絡合において、導電性ワイヤが互
いに交差してマイクロファセット（microfacet：多数の
微小面）を形成するため、表面は、アンテナ反射器の形
状である場合、熱エネルギーをその焦点上にもはや集束
させることがない。一方、この熱エネルギーは、焦点ス
ポットを介して通過する。その結果、ソースが晒される
熱流束が小さくなり、ソースおよび反射器の熱保護構造
はより複雑でなくなる。反射器の活性表面に拡散ペイン
トを被覆する必要がもはや無く、従って拡散ペイントに
よって生ずるひずみが無くなる。
【００１０】本発明により剛性反射表面を得るために、
電気的導電性ワイヤの可撓性の絡合であって、その表面
が金属性であり溶加材によってコートされており、前記
溶加材が前記ワイヤの表面金属の融点より低い融点を有
し、前記溶加材と前記表面金属とが共に、前記溶加材の
融点と少なくとも等しい温度まで加熱された時に一方を
他方に相互に拡散させることができることによって、安
定な金属拡散合金を形成し、その溶融温度が前記溶加材
の融点より高く、且つ前記拡散の強度に応じて前記表面
金属の融点に向かって上昇する、可撓性の絡合を製造す
ること、前記可撓性の絡合を、電磁波を反射する前記剛
性表面に望まれる形状に形作ること、及び前記金属拡散
合金を形成するために、上記のように形作られた前記可
撓性の絡合の温度を前記溶加材の融点を超えて上昇させ
ることにより、前記ワイヤを互いに締結させると共に、
結果として前記絡合を剛性化し、それによって前記剛性
表面を形成すること、が可能である。
【００１１】この可撓性の絡合は、例えば編み（knitti
ng）、巻付け（whipping）、組み（braiding）、巻込み
（lapping）または織り（weaving）により、あるいは不
織繊維製品を製造する方法を用いる等、あらゆる方法で
製造することができる。しかしながら、特に編物の形態
の絡合が、特に前記反射表面が受ける熱流束の拡散に関
して有利であることが証明されている。
【００１２】電気的導電性ワイヤは、前記溶加材によっ
て被覆された金属コアから構成することができる。従っ
て、この場合、表面金属は、コアの金属である。しかし
ながら、変形例として、電気的導電性ワイヤは、複数の
同軸層から構成するようにしてもよい。それらの少なく
とも一部は、前記表面金属とは異なる金属（電気的導電
性であるか、またはおそらく絶縁性である）から作製さ
れている。
【００１３】電気的導電性ワイヤを製造するために使用
される金属の中で、金、銀、銅等の電気的良導体、ある
いはある鉄ニッケル合金等の熱膨張係数の低い合金であ
る金属、あるいは他の金属または金属合金を挙げること
ができる。
【００１４】溶加材は、スズまたはインジウム等、拡散
により表面金属と共に安定な合金を形成することができ
る低融点金属または合金から選択される。
【００１５】表面金属として銅を選択し、溶加材として
インジウムを選択することにより、優れた結果が得られ
ている。
【００１６】電気的導電性ワイヤの断面は、径が好まし
くは６ミクロンと２０ミクロンとの間の円形か、または
厚さが同じく好ましくは６ミクロンと２０ミクロンの間
であり、幅が好ましくは０．２ｍｍと１．５ｍｍとの間
の平らな形状である。これらの場合、溶加材のコーティ
ングの厚さは、１０オングストロームと１ミクロンとの
間とすることができる。
【００１７】前記表面を所望の厚さとするためには、形
作られた可撓性の絡合に対し、温度上昇中に均一な圧力
を与えることが好ましい。
【００１８】本発明による表面は、穴のまったく無い均
一なものとすることができる。この場合、比較的密な絡
合が得られ、前記のように均一に圧力を与えることによ
り、絡合における如何なる開口も塞ぐことが可能とな
る。変形例として、前記表面が、前記絡合を製造する時
に形成される穴を有するようにしてもよい。
【００１９】好ましい実施の形態では、剛性化された絡
合によって得られる表面は、前記絡合の面のうちの１つ
に対向して配置され、前記面に固定された補強材によっ
て補強される。これにより、この場合の剛性化された絡
合は、前記表面の活性反射部分のみを形成する。かかる
補強は、繊維／硬化マトリクス複合構造を有することが
できる。そして、表面および補強材は、前記表面上に補
強材が形成される形で、前記マトリクスの樹脂を用いて
接着結合により互いに固定されることが有利である。当
然のことながら、この目的のために、樹脂の硬化温度
は、安定な金属拡散合金の溶融温度より低くなければな
らない。
【００２０】このように、本発明により、絡合の電気的
導電性ワイヤの拡散はんだ付けによって、電磁波を反射
する表面が得られることが分る。
【００２１】本発明を実現することによって得られるこ
とは、特に、１８ＧＨｚと４５ＧＨｚより大きい周波数
との間の周波数で動作することができるアンテナ反射器
である。
【００２２】添付図面の図により、本発明がいかにして
実現することができるかを明確に理解することができよ
う。これらの図において、同じ参照番号は同様の要素を
示している。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は、交差する電気的導電性ワ
イヤ２，３（以下、単にワイヤ２，３とする）の絡合
（interlacement）１を示す。この図１において、絡合
１は、図面を簡単にするために、縦のワイヤ２と横のワ
イヤ３とを有する織りの形態で示されているが、編んだ
メッシュから有利に構成することも可能である。
【００２４】なお、図１の絡合１では、ワイヤ２，３の
間に隙間４が残されている。
【００２５】図３および図４に見ることができるよう
に、各ワイヤ２，３は、インジウム等の低融点金属から
作製されたコーティング６によって表面がコートされ
た、例えば銅コア等のコア５を有している。ワイヤ２，
３の径ｄは、好ましくは６ミクロンと２０ミクロンとの
間とし、コーティング６の厚さｅは１０オングストロー
ムと１ミクロンとの間とすることができる。
【００２６】図２における実施の形態では、絡合７は図
１の絡合１と同様であるが、縦および横の導電性ワイヤ
２および３が、実質的に間隙４を除去するように、より
近接して（密に）織られているという点が異なる。
【００２７】インジウムと銅は、インジウムの融点と少
なくとも等しい温度まで加熱されると、一方を他方に拡
散させることによって、安定な拡散合金を形成する。そ
の融点は、インジウムの融点と銅の融点との間であり、
銅とインジウムが晒される温度が高くなればなるほど高
くなる。
【００２８】従って、絡合１および７がインジウムの融
点を超える温度上昇に晒され、同時に均一な圧力が与え
られると、ワイヤ２および３が互いに接触することによ
り、安定インジウム銅拡散合金の表面が形成される。
【００２９】図３は、ワイヤ２および３の断面の点の１
つにおけるそれらの間の接触を示しており、図４は、２
つの平行なワイヤ２および３の間の接触を示している。
【００３０】この安定合金が形成された後、絡合１およ
び７のワイヤ２，３は互いに締結され、それによって上
記絡合１および７が剛性化される。
【００３１】当然のことながら、温度上昇中に絡合１お
よび７が剛性化された絡合としての所望の形状に形作ら
れると、剛性化により上記絡合の最終的な形状が固定さ
れる。
【００３２】図３および図４では、ワイヤ２，３が円形
断面を有しているものと仮定している。図５に見ること
ができるように、変形例として、上記ワイヤが長方形断
面を有していてもよい。この場合、上記断面の高さｌは
６ミクロンと２０ミクロンとの間とすることができ、幅
Ｌは０．２ｍｍと１．５ｍｍとの間とすることができ、
厚さｅは上述したものと同様とすることができる。更
に、コア５と表面コーティング６のみを有する代りに、
ワイヤ２，３が、複数の重ねられた層からなる構造を有
することも可能である。図６は、上記ワイヤ２，３の他
の実施の形態を示し、コア５と表面コーティング６との
間に中間層８が介挿されている。当然のことながら、こ
の場合、中間層８は、コーティング６と共に安定な拡散
合金を形成することができる金属から作製されていなけ
ればならない。
【００３３】図７Ａ乃至図７Ｆは、アンテナ反射器の凸
形状に対応した金型１０を示している。上記アンテナ反
射器を得るために、以下の動作が実行される。
【００３４】ワイヤ２および３の絡合１，７が、引伸ば
しながら金型１０に取付けられる（図７Ａ）。
【００３５】そのように金型１０に取付けられた上記絡
合１，７の周囲が、例えばマスチック（漆喰）のビード
等、所望の手段１１によって固定される（図７Ｂ参
照）。
【００３６】コーキングのスキン１２（予め金型１０上
で製造されている）が、そのように金型１０に固定され
ている絡合１，７に取付けられる。このコーキンのスキ
ン１２は、例えばまたマスチックのビード等の適切な手
段１３によって固定される（図７Ｂおよび図７Ｃ）。
【００３７】次いで、金型１０、絡合１，７およびコー
キングのスキン１２からなるアセンブリが、オートクレ
ーブ１４に導入され、インジウムの融点を超えた温度上
昇に晒される。同時に、例えばコーキングのスキン１２
に作用する真空ブラダ（袋）（図示せず）により、均一
な圧力Ｐ１が加えられる。
【００３８】これらの状況の下で、上述した方法で、ワ
イヤ２および３の表面に外面的に銅インジウム金属拡散
合金が形成され、それによって絡合１，７が金型１０の
形状に合せて剛性化する。
【００３９】スキンを取除いた後（図７Ｄ）、絡合１，
７の凸面上に繊維／硬化可能なマトリクス複合物の補強
材１５を重ね合せることが可能となる（図７Ｅ）。
【００４０】複合物の補強材１５を重ね合せた後、その
補強材１５は、オートクレーブ１６内で圧力Ｐ２が加え
られることにより硬化される。
【００４１】補強材１５が硬化している間、樹脂が絡合
１，７を上記補強材１５に固定し、それによって、上記
絡合１，７とその後部の補強材１５とからなる、電磁波
を反射する面が得られる。
【００４２】オーブン、すなわちオートクレーブ１４内
の温度は、絡合１，７の拡散はんだ付けをもたらすもの
であるが、室温から拡散のための所望の温度まで０．１
℃／分で上昇してもよい。この温度上昇は、後続する補
強材１５の樹脂の硬化においても使用することができ
る。
【００４３】絡合１，７は、拡散はんだ付けに適した時
間、この所望の拡散温度で保持され、その後、自然に冷
却される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実現するために使用される電気的導
電性ワイヤの絡合の一例を平面図として示す。
【図２】 図１における絡合の変形例を平面図として示
す。
【図３】 図１のラインＩＩＩ−ＩＩＩの断面図であ
る。
【図４】 図２のラインＩＶ−ＩＶの断面図である。
【図５】 図１および図２の絡合を形成するために使用
される導電性ワイヤの他の実施の形態を断面図として示
す。
【図６】 図１および図２の絡合を形成するために使用
される導電性ワイヤの他の実施の形態を断面図として示
す。
【図７Ａ】 本発明によるアンテナ反射器を製造するプ
ロセスにおける一過程を示す。
【図７Ｂ】 本発明によるアンテナ反射器を製造するプ
ロセスにおける一過程を示す。
【図７Ｃ】 本発明によるアンテナ反射器を製造するプ
ロセスにおける一過程を示す。
【図７Ｄ】 本発明によるアンテナ反射器を製造するプ
ロセスにおける一過程を示す。
【図７Ｅ】 本発明によるアンテナ反射器を製造するプ
ロセスにおける一過程を示す。
【図７Ｆ】 本発明によるアンテナ反射器を製造するプ
ロセスにおける一過程を示す。
【符号の説明】
１，７ 絡合、２，３ 電気的導電性ワイヤ、５ コ
ア、６ コーティング、１５ 補強材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500213719 37 Ｂｌｄ ｄｅ Ｍｏｎｔｍｏｒｅｎｃ ｙ， 75116 Ｐａｒｉｓ， Ｆｒａｎｃ ｅ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特にアンテナ反射器、電磁遮蔽および導
    波管のための電磁波を反射する剛性表面であって、電気
    的導電性ワイヤ（２，３）の絡合（１，７）から構成さ
    れており、該電気的導電性ワイヤ（２，３）の表面が安
    定な金属拡散合金によって構成されることによって、前
    記ワイヤが互いに締結され、かつ、前記表面が剛性化さ
    れることが保証されていることを特徴とする表面。
  2. 【請求項２】 前記絡合は、前記電気的導電性ワイヤの
    編物であることを特徴とする請求項１記載の表面。
  3. 【請求項３】 前記ワイヤの断面の横方向寸法（ｄ，
    ｌ）の少なくとも一方は、２０ミクロン未満であること
    を特徴とする請求項１記載の表面。
  4. 【請求項４】 均一であることを特徴とする請求項１記
    載の表面。
  5. 【請求項５】 穴を有することを特徴とする請求項１記
    載の表面。
  6. 【請求項６】 その面の１つに対向して配置され、該面
    に固定される補強材（１５）を有することを特徴とする
    請求項１記載の表面。
  7. 【請求項７】 前記補強材（１５）は、繊維／硬化マト
    リクス複合構造を有することを特徴とする請求項６記載
    の表面。
  8. 【請求項８】 電磁波を反射する剛性表面を製造するプ
    ロセスであって、 表面が金属性であって溶加材（６）でコートされてい
    る、電気的導電性ワイヤ（２，３）の可撓性の絡合
    （１，７）を製造し、前記溶加材（６）が、前記ワイヤ
    の表面金属の融点より低い融点を有し、該溶加材（６）
    と前記表面金属（５）とが共に、前記溶加材（６）の融
    点と少なくとも等しい温度まで加熱された時に相互に一
    方を他方に拡散させることができ、それによって安定な
    金属拡散合金を形成し、その溶融温度が、前記溶加材
    （６）の融点より高く、かつ、前記拡散の強度に応じて
    前記表面金属の融点に向かって上昇するものであり、 前記可撓性の絡合（１，７）を、電磁波を反射する前記
    剛性表面に望まれる形状に形成し、 前記金属拡散合金を形成するために、上記のように形成
    された前記可撓性の絡合（１，７）の温度を前記溶加材
    （６）の融点を超えて上昇させることにより、前記ワイ
    ヤ（２，３）を互いに締結させると共に、結果として前
    記絡合（１，７）を剛性化し、それによって、前記剛性
    表面を形成する、ことを特徴とするプロセス。
  9. 【請求項９】 前記溶加材（６）のコーティングの厚さ
    （ｅ）は、前記ワイヤの断面が多くとも２０ミクロンに
    等しい寸法（ｄ，ｌ）を有する場合に、１０オングスト
    ロームと１ミクロンとの間であることを特徴とする請求
    項８記載のプロセス。
  10. 【請求項１０】 成形された可撓性の絡合（１，７）に
    対し、温度上昇中に圧力を加えることを特徴とする請求
    項８記載のプロセス。
  11. 【請求項１１】 補強材複合構造を、前記剛性化された
    絡合（１，７）上に直接製造し、マトリクスの樹脂によ
    ってその絡合（１，７）に固定させることを特徴とする
    請求項８記載のプロセス。
JP2000137674A 1999-05-10 2000-05-10 電磁波を反射する表面およびそれを製造するプロセス Pending JP2000349540A (ja)

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