JP2001278200A - 展開型アンテナ反射鏡面構造物 - Google Patents

展開型アンテナ反射鏡面構造物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナの利得を大きく向上させることがで
きるとともに、整合工程での組立・調整性を容易にする
ことが可能な展開型アンテナ反射鏡面構造物の提供。 【解決手段】 展開時に多角形構造となる複数の展開多
角形モジュール101と、この展開多角形モジュール1
01に配置された電波の反射可能な鏡面構造と、前記展
開多角形モジュール101が複数個結合されてなる反射
鏡面構造の結合モジュールの外接円内側に生ずる、隣り
合った該展開多角形モジュール101間の空間に配置さ
れる隙間埋め反射鏡面110とを具備したことを特徴と
する展開型アンテナ反射鏡面構造物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、衛星搭載
用大型展開アンテナに用いられるモジュール構成の展開
型アンテナ反射鏡面構造物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】人工衛星搭載用の大形アンテナは、打上
げ時は小さい収納スペースと、軌道運用時の大型鏡面を
実現するために、軽量で収納性の良い金属メッシュを用
いて反射鏡面を構成する例が多い。金属メッシュを所定
の鏡面形状に形成するためには、複数のケーブルを用い
たケーブルネットワークによって鏡面を支持し、ケーブ
ルやメッシュを張力がかかった状態にした構成で鏡面を
形成している。大口径の反射鏡面を実現するためには、
製造・組立性等を考慮すると、図7に示すような展開ト
ラス構造を有するアンテナ反射鏡のように、多角形の基
本モジュールを複数個組合せて構成したモジュール構造
が有効である(例えば、特開平11−240496号公
報参照)。この従来例では、4辺トラス構造と、展開駆
動機構として圧縮バネを備えて基本モジュールを構成し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例のように多角形の基本モジュールを組合せて構成
したアンテナ鏡面では、多角形を連結した形状となるた
めに、反射鏡面の外周部に凹凸が生じる。そのため、機
械的な外径に比べて電波の有効開口径が小さくなってし
まう問題がある。
【0004】また、多角形モジュールの角数を多くする
と、機械的な外径と有効開口径の差を小さくできるが、
重量的に重くなってしまうという問題がある。
【0005】また、他の従来例として、特開平10−2
09746号公報に記載されているように、基本となる
多角形モジュールの外周部のえぐれ込みの低減方法に関
する提案はあるが、大型アンテナの外周形状の改善に関
しては効果が低いという問題があった。
【0006】本発明は、上記問題に鑑みて成されたもの
であり、有効開口径を機械的な外径と同等の大きさにす
ることができ、アンテナの利得を大きく向上させること
ができるとともに、整合工程での組立・調整性を容易に
することが可能な展開型アンテナ反射鏡面構造物を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、展開時に多角形構造となる複数の展開
多角形モジュールと、この展開多角形モジュールに配置
された電波の反射可能な鏡面構造と、前記展開多角形モ
ジュールが複数個結合されてなる反射鏡面構造の結合モ
ジュールの外接円内側に生ずる、隣り合った該展開多角
形モジュール間の空間に配置される隙間埋め反射鏡面と
を具備したことを特徴とする展開型アンテナ反射鏡面構
造物を提供する。
【0008】ここで、前記隙間埋め反射鏡面に接する前
記展開多角形モジュールの外周コーナー間に設けられる
支持部材をさらに具備してもよい。
【0009】また、前記展開多角形モジュールは、複数
に分割された前記隙間埋め反射鏡面を結合し、結合した
該隙間埋め反射鏡面を支持するとともに、複数の該展開
多角形モジュールを結合した状態で伸縮、あるいは展開
可に支持する支持部材さらに具備してもよい。
【0010】さらに、展開構造物で構成した前記隙間埋
め反射鏡面を支持するの支持部材を備え、前記展開多角
形モジュールを結合した状態で、追加結合可能な隙間埋
め反射鏡面構造体をさらに具備してもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【0012】図1は、本発明の第1の実施形態に係るア
ンテナ鏡面構造体を示す概念図である。人工衛星に搭載
される大型アンテナは、打ち上げロケットの収納スペー
スの問題があり、小さく折り畳まれた状態で収納され、
軌道上で展開してアンテナ鏡面として機能する。
【0013】本実施形態は、傘骨に4辺リンク構造を用
いた構造で、6組のリンク構成で6角形形状の構造とな
っている。その6角形形状を一モジュール単位として、
それを複数個組合せて展開アンテナ構造を構成してい
る。各モジュールの中央部には、例えば、ワンタッチ傘
の展開部のようなバネと展開リンクで構成された展開機
構を具備している。
【0014】図6にモジュールの展開動作を示す。6角
形モジュールは傘が開くように展開動作を行う。また、
反射鏡面は、変形可能な金属細線で構成されたメッシュ
構造であり、メッシュ構造の形状を支持するために、例
えば特開平11−240496号公報記載のケーブルネ
ットワーク等で構成される。
【0015】図1(a)に示すように、図示しない人工
衛星構体とブーム200で展開アンテナ反射鏡面構造物
101は結合されるが、6角形モジュールを単純に結合
した場合は、アンテナ反射鏡面の外周形状は、多角形で
凹凸のある形状となる。したがって、図1(b)に点線
で示す範囲が電波反射部となる有効開口径となり、機械
的な外径寸法に比較して小さくなってしまう。
【0016】本発明においては、6角形モジュールを結
合した際に生じるアンテナ鏡面外接円よりも内側に生じ
る凹部の空間に、追加鏡面となる隙間埋め反射鏡面11
0を配置することによって、反射鏡面外周部の凹凸を低
減し、図1(b)に実線で示すように、より大きな有効
開口径を実現することが可能となる。隙間埋め反射鏡面
110は、鏡面支持柱115、ケーブルネットワーク1
16、金属メッシュ117から構成され、ほぼ3角柱の
形状でケーブルネットワーク116は張力がかかった安
定構造となっている。
【0017】図2は、本発明の第2の実施形態に係るア
ンテナ鏡面構造体を示す概念図である。第1の実施形態
においては、ケーブルネットワーク116と金属メッシ
ュ117で構成された隙間埋め反射鏡面110は、ケー
ブルに張力が働いているために、多角形鏡面に結合した
際に、その張力で形状調整された6角形モジュールの鏡
面を変形させてしまう。そこで、第2の実施形態のよう
に、6角形モジュールの隙間埋め反射鏡面110が接続
される部分に、剛性の高い支持部材121を配置する。
アンテナの収納時に支持部材121の配置される、6角
形モジュールのリンクは接近しており、展開時に所望の
位置関係になる。したがって、支持部材121は、展開
時のリンク間距離で固定される保持機構を有し、部材途
中から屈曲可能な構造で、収納時にはリンクとの結合部
が隣接可能な構造としている。本構造によると、6角形
モジュールの鏡面形状を組立調整した後に、隙間埋め反
射鏡面110を追加しても、6角形モジュール鏡面形状
に対する影響が極力、低減可能なアンテナ反射鏡面構造
が実現できる。
【0018】図3は、本発明の第3の実施形態に係るア
ンテナ鏡面構造体を示す概念図である。本発明の第2の
実施例形態では、隙間埋め反射鏡110の張架による6
角形モジュール鏡面変形を支持構造で低減したが、組立
・調整の工程を考慮すると、6角形モジュールで形状調
整を行い、その後モジュールを結合する方法が効率良い
製造が可能となり、高精度な鏡面形状を保つことができ
る。そこで、第3の実施形態では、隙間埋め反射鏡を分
割鏡面111と分割鏡面112に分割して、図3に示す
ように、6角形モジュールの一部として構成したことを
特徴としている。分割鏡面111,112は、第1の実
施例と同様の鏡面構造をしており、それを、折畳み可能
で6角形モジュールの隙間埋め反射鏡面が結合される4
辺リンク端部に配置された分割鏡面支持部材131によ
り支持している。分割鏡面支持部材131は、例えば図
3に示すようにL字の形状をしており、そのコーナー部
で屈曲可能な構造となっている。また、展開形状となる
L字形状で固定されるような保持機構を具備している。
【0019】図3の分割鏡面支持部材は、例えば取付部
とコーナーにコイルバネで展開駆動力を発生させる構造
で自立展開可能な構造としても良いし、図3に示す引き
上げケーブル132により、6角形モジュールが結合さ
れて、展開する際に、隣接する6角形モジュールの鏡面
支持部材133間の距離が離れるのを利用して、分割鏡
面支持部材131が引き上げられるような構造としても
良い。第3の実施例では、6角形モジュール101に分
割鏡面111,112が取り付けられた形状で、組立・
形状調整が可能なため、組立工程の短縮、高精度な鏡面
形状を実現することが可能となる。
【0020】図4は、本発明の第4の実施形態に係るア
ンテナ鏡面構造体を示す概念図である。本実施例は、隙
間埋め反射鏡面110の支持構造として、6角形モジュ
ールの一部分の4辺リンク142にさらに追加リンク部
分141を構成して、4辺リンク142の展開動作と連
動して追加リンク141が展開して、追加鏡面110を
支持する構造である。追加リンク141は、例えば、6
角形モジュールの4辺リンクが展開すると、4辺リンク
の斜め部材143に固定された駆動部材144が同期し
て動きロッド145と、他の追加リンク部材の幾何的な
関係から、展開動作を行う。
【0021】したがって、図4に示すように、アンテナ
反射鏡面は、隙間埋め反射鏡面110が張り出した形状
の6角形モジュール3組と、4組の6角形モジュールか
ら構成される。本実施形態によると、第3の実施形態と
同様に、組立調整が容易で、高精度な鏡面形状を持つア
ンテナ反射鏡面が実現できる。
【0022】図5は、本発明の第5の実施形態に係るア
ンテナ鏡面構造体を示す概念図である。本実施形態で
は、隙間埋め反射鏡面を独立した展開構造物151で支
持した構成であり、剛性の高い隙間埋め反射鏡面が実現
できる。展開構造物151は、例えば、本発明で使用し
ている6角形モジュール101の1部分(3組の4辺リ
ンクで構成された部分)を利用した構造で、バネとリン
クで構成された展開駆動機構で駆動される。そのため、
隙間埋め反射鏡面自身がひとつの独立した展開構造物で
支持された鏡面モジュールとなる。したがって、7組の
6角形モジュール101と6組の隙間埋め反射鏡面モジ
ュール150で、全体のアンテナ反射鏡面が構成され
る。本実施形態によると、各モジュールで組立調整が可
能で、鏡面の支持構造剛性を高くすることが可能とな
り、アンテナ鏡面として高剛性で高精度な鏡面を実現す
ることが可能となる。
【0023】図8は、本発明の第6の実施形態に係るア
ンテナ鏡面構造体を示す概念図である。鏡面を支持する
展開支持構造を、多角形モジュールを結合した構成とし
て、反射鏡面をモジュール構成ではなく、一体型の構造
としたものである。一体型鏡面160は、支持構造外周
部の凹凸を埋める追加メッシュも含んだ形状で鏡面を構
成する。支持構造の展開機能などはモジュール構成で機
能確認し、展開終了時に張力が働く鏡面部については、
全体を構成した状態で機能確認を行う。この実施例によ
ると、反射鏡面にモジュール構成で生じる空隙部がない
ため反射効率の向上が実現できる。反面、鏡面形状の調
整を大口径の状態で行う必要があるが、十数m程度の口
径であれば、鏡面形状を測定しながら形状調整を行うこ
とが可能である。
【0024】
【発明の効果】以上、本発明によると、多角形モジュー
ルを組合せた展開アンテナの外周部凹凸部に隙間埋め反
射鏡面を付加することが可能となり、有効開口径を機械
的な外径と同等の大きさにすることができ、アンテナの
利得が大きく向上する。また、整合工程での組立・調整
性を容易にすることが可能となり、整合工程を短縮する
ことが可能となる。また、隙間埋め反射鏡面を6角形モ
ジュールに組み込むことが可能となり、高精度の鏡面形
状が実現できアンテナ利得の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るアンテナ鏡面構
造体を示す概念図。
【図2】本発明の第2の実施形態に係るアンテナ鏡面構
造体を示す概念図。
【図3】本発明の第3の実施形態に係るアンテナ鏡面構
造体を示す概念図。
【図4】本発明の第4の実施形態に係るアンテナ鏡面構
造体を示す概念図。
【図5】本発明の第5の実施形態に係るアンテナ鏡面構
造体を示す概念図。
【図6】6角形モジュールの展開動作説明図。
【図7】従来の展開アンテナ反射鏡面構造を示す図。
【図8】本発明の第6の実施形態に係るアンテナ鏡面構
造体を示す概念図。
【符号の説明】
101…多角形モジュール 110…隙間埋め反射鏡面 111…分割鏡面 112…分割鏡面 115…鏡面支持柱 116…ケーブルネットワーク 117…メッシュ鏡面 121…支持部材 130…分割モジュール 131…分割鏡面支持部材 132…引上げケーブル 133…鏡面支持部材 141…追加リンク 142…4辺リンク 143…斜め部材 144…駆動部材 145…ロッド 150…隙間埋め反射鏡面モジュール 151…展開構造物 160…一体化鏡面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 展開時に多角形構造となる複数の展開多
    角形モジュールと、この展開多角形モジュールに配置さ
    れた電波の反射可能な鏡面構造と、前記展開多角形モジ
    ュールが複数個結合されてなる反射鏡面構造の結合モジ
    ュールの外接円内側に生ずる、隣り合った該展開多角形
    モジュール間の空間に配置される隙間埋め反射鏡面とを
    具備したことを特徴とする展開型アンテナ反射鏡面構造
    物。
  2. 【請求項2】 前記隙間埋め反射鏡面に接する前記展開
    多角形モジュールの外周コーナー間に設けられる支持部
    材をさらに具備したことを特徴とする請求項1記載の展
    開型アンテナ反射鏡面構造物。
  3. 【請求項3】 前記展開多角形モジュールは、複数に分
    割された前記隙間埋め反射鏡面を結合し、結合した該隙
    間埋め反射鏡面を支持するとともに、複数の該展開多角
    形モジュールを結合した状態で伸縮、あるいは展開可に
    支持する支持部材さらに具備したことを特徴とする請求
    項1項記載の展開型アンテナ反射鏡面構造物。
  4. 【請求項4】 展開構造物で構成した前記隙間埋め反射
    鏡面を支持するの支持部材を備え、前記展開多角形モジ
    ュールを結合した状態で、追加結合可能な隙間埋め反射
    鏡面構造体をさらに具備したことを特徴とする請求項1
    項記載の展開型アンテナ反射鏡面構造物。
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