JP2003531544A - 所定の表面幾何学形状にアンテナ面を展開且つ維持するラジアル及び円周方向剛性を有するコンパクトに収容可能な薄い連続表面に基づいたアンテナ - Google Patents
所定の表面幾何学形状にアンテナ面を展開且つ維持するラジアル及び円周方向剛性を有するコンパクトに収容可能な薄い連続表面に基づいたアンテナInfo
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Abstract
(57)【要約】
空間展開可能なアンテナ反射器表面は、所定のエネルギー収束表面幾何学形状に一致するよう形付けられる連続的なラミネート材として形成される。ラミネート材は、グラファイトエポキシの薄板のような弾性材料からなる薄いそうから形成され、折畳み可能なラジアル及び円周方向の補強領域を含む。反射器ラミネート材は薄いので、折畳み形状に折畳むことができ、この形状は、スペースシャトル上の制限容積内に収容することを容易にする。ラミネートアンテナ構造の補強素子は、反射器をその幾何学形状に展開し且つ維持することを容易にする。
Description
【0001】
本発明は、例えば、電波アンテナ、ソーラ・コンセントレータ等といったエネ
ルギー収束表面に関連し、特に、ラジアル及び円周の補強領域、即ち、補強材を
含む薄い連続的なラミネート材から形成される、コンパクトに収容可能なアンテ
ナ反射器に関する。ラミネート材及び補強材が薄いことにより、反射器を、スペ
ースシャトルといった宇宙船打ち上げ機上の制限された容積内に収容することを
容易にするコンパクトな形状に容易に折り曲げることができ、一方、反射器を所
定のエネルギー収束表面の幾何学形状に展開させ且つ一致させることができる。
ルギー収束表面に関連し、特に、ラジアル及び円周の補強領域、即ち、補強材を
含む薄い連続的なラミネート材から形成される、コンパクトに収容可能なアンテ
ナ反射器に関する。ラミネート材及び補強材が薄いことにより、反射器を、スペ
ースシャトルといった宇宙船打ち上げ機上の制限された容積内に収容することを
容易にするコンパクトな形状に容易に折り曲げることができ、一方、反射器を所
定のエネルギー収束表面の幾何学形状に展開させ且つ一致させることができる。
【0002】
例えば、無線周波数(RF)アンテナ、ソーラ・コンセントレータ等を含む空
間展開されたエネルギー方向付け構造といった展開可能なプラットホームの分野
は、過去10年間において飛躍的に成熟した。かつては習得することが困難であ
った技術は、商業企業によって多数の実用的な応用に開発された。この開発の重
要な面は、NASAの追跡及びデータ中継衛星(TDRS)により使用されるも
のと類似する宇宙船によって支持される様々なアンテナシステムの信頼度の高い
展開である。実に、商用宇宙船の製造が軍事/民間の応用を超えた今では、証明
された信頼度と性能を有する構造体系の需要、及び、依然として有り続けている
「低費用」の要求が現在ある。一般的な展開可能な空間アンテナの使命目的は、
所定の幾何学形状(例えば、パラボリックの)を有するエネルギー集積表面の焦
点に位置するエネルギーコレクタ(フィード)に信頼度の高いRFエネルギー反
射を供給することである。
間展開されたエネルギー方向付け構造といった展開可能なプラットホームの分野
は、過去10年間において飛躍的に成熟した。かつては習得することが困難であ
った技術は、商業企業によって多数の実用的な応用に開発された。この開発の重
要な面は、NASAの追跡及びデータ中継衛星(TDRS)により使用されるも
のと類似する宇宙船によって支持される様々なアンテナシステムの信頼度の高い
展開である。実に、商用宇宙船の製造が軍事/民間の応用を超えた今では、証明
された信頼度と性能を有する構造体系の需要、及び、依然として有り続けている
「低費用」の要求が現在ある。一般的な展開可能な空間アンテナの使命目的は、
所定の幾何学形状(例えば、パラボリックの)を有するエネルギー集積表面の焦
点に位置するエネルギーコレクタ(フィード)に信頼度の高いRFエネルギー反
射を供給することである。
【0003】
パラボリック空間アンテナ設計の現況は、本質的に、セグメント構成アプロー
チと称されるアプローチに基づいており、これは、図1乃至図4に図示するよう
に、傘状に構成される。このような種類のアンテナでは、複数のアーチ状のセグ
メント1が、アンテナフィード5を支持する中央ハブ3に接続される。機械的に
有利なリニアアクチュエータ(図示せず)を使用して、セグメント1を、図1の
側面図及び図2の端面図に示すその収容状態、又は、広げられた状態から、図3
の側面図及び図4の端面図に示すように、RF反射器表面7を展開するよう、ロ
ックされ、オーバドライブされた位置に駆動させる。
チと称されるアプローチに基づいており、これは、図1乃至図4に図示するよう
に、傘状に構成される。このような種類のアンテナでは、複数のアーチ状のセグ
メント1が、アンテナフィード5を支持する中央ハブ3に接続される。機械的に
有利なリニアアクチュエータ(図示せず)を使用して、セグメント1を、図1の
側面図及び図2の端面図に示すその収容状態、又は、広げられた状態から、図3
の側面図及び図4の端面図に示すように、RF反射器表面7を展開するよう、ロ
ックされ、オーバドライブされた位置に駆動させる。
【0004】
このような種類のアンテナシステムの重要な欠点には、アンテナ反射器のハー
ドウェア的な複雑さと、それに付随する展開メカニズムと、その構造に対応して
かなりの収容容積とが含まれる。従って、展開可能なアンテナ構造に対し新しい
アプローチが捜し求められている。アンテナ産業は、これらの新しいアプローチ
は、展開可能なアンテナの収容時実装密度をかなり増加することができ、一方で
、過去においてスペースコミュニティが享受していた展開時の信頼度の高さを維
持するという前提に基づいていることを希望する。収容容積が少なくされる(従
って、所与の重量に対しての実装密度が高くなる)と、より効果的に打ち上げ業
務を行うことができる。
ドウェア的な複雑さと、それに付随する展開メカニズムと、その構造に対応して
かなりの収容容積とが含まれる。従って、展開可能なアンテナ構造に対し新しい
アプローチが捜し求められている。アンテナ産業は、これらの新しいアプローチ
は、展開可能なアンテナの収容時実装密度をかなり増加することができ、一方で
、過去においてスペースコミュニティが享受していた展開時の信頼度の高さを維
持するという前提に基づいていることを希望する。収容容積が少なくされる(従
って、所与の重量に対しての実装密度が高くなる)と、より効果的に打ち上げ業
務を行うことができる。
【0005】
本発明は、略連続的である表面を有し、所定の幾何学形状に一致するよう形付
けられる弾性のあるエネルギー方向付け媒体と、媒体の表面の各部分に取付けら
れ、複数の折畳み可能な補強材を形成する、弾性材料からなる複数の層の配置を
有する装置を含む。補強材は、媒体の展開された構成では、媒体が所定の幾何学
形状に一致するようにさせ、媒体の展開されていない構成では、媒体が収容用の
構成に一致するようにさせる。
けられる弾性のあるエネルギー方向付け媒体と、媒体の表面の各部分に取付けら
れ、複数の折畳み可能な補強材を形成する、弾性材料からなる複数の層の配置を
有する装置を含む。補強材は、媒体の展開された構成では、媒体が所定の幾何学
形状に一致するようにさせ、媒体の展開されていない構成では、媒体が収容用の
構成に一致するようにさせる。
【0006】
本発明は更に所定の回転面に展開する展開可能な電波アンテナを含み、複数の
ラジアル方向に隣接するアーチ状のセグメントを含み、所定のエネルギー方向付
け幾何学形状に一致するよう形付けられる実質的に連続的な表面と、ラジアル方
向に隣接するアーチ状のセグメント間のラジアルラインに沿って弾性エネルギー
方向付け材料に取付けられる複数の折り畳み可能なラジアル方向の補強素子とを
含み、各ラジアル方向の補強素子は、弾性材料からなる一般的にラジアル方向の
ストリップから形成され、ラジアルストリップは、ラジアルストリップの弾性エ
ネルギー方向付け材料への取付け位置間の距離よりも大きい横断表面寸法を有し
、それにより、弾性エネルギー方向付け材料のラジアルラインに沿って、展開さ
れた構成では略管状に構成され、収容構成では実質的にトラフ状にされるラジア
ル方向の補強材が形成される。
ラジアル方向に隣接するアーチ状のセグメントを含み、所定のエネルギー方向付
け幾何学形状に一致するよう形付けられる実質的に連続的な表面と、ラジアル方
向に隣接するアーチ状のセグメント間のラジアルラインに沿って弾性エネルギー
方向付け材料に取付けられる複数の折り畳み可能なラジアル方向の補強素子とを
含み、各ラジアル方向の補強素子は、弾性材料からなる一般的にラジアル方向の
ストリップから形成され、ラジアルストリップは、ラジアルストリップの弾性エ
ネルギー方向付け材料への取付け位置間の距離よりも大きい横断表面寸法を有し
、それにより、弾性エネルギー方向付け材料のラジアルラインに沿って、展開さ
れた構成では略管状に構成され、収容構成では実質的にトラフ状にされるラジア
ル方向の補強材が形成される。
【0007】
これらの目的は、反射器を、例えば、グラファイトエポキシ等の薄板のような
弾性材料からなり、比較的低い熱膨張率(CTE)を有する非常に薄い層からな
る連続的なラミネート材として構成することにより有利に達成される。弾性ラミ
ネート材は所定のエネルギー収束表面幾何学形状(例えば、放物面)に一致する
よう形付けられる。反射器ラミネート材は薄いので、反射器ラミネート材は重量
が軽く、折畳まれた形状に容易に折畳むことができ、この形状は制限された容積
への収容を容易にする。更に、本発明のラミネート構造は、反射器をその意図す
る幾何学形状に展開且つ維持するよう機能するだけでなく、反射器ラミネート材
をコンパクトな(蛇行状の)収容用構成に折畳むことを容易にするよう構成され
る複数のラジアル方向及び円周方向の補強領域を含む。
弾性材料からなり、比較的低い熱膨張率(CTE)を有する非常に薄い層からな
る連続的なラミネート材として構成することにより有利に達成される。弾性ラミ
ネート材は所定のエネルギー収束表面幾何学形状(例えば、放物面)に一致する
よう形付けられる。反射器ラミネート材は薄いので、反射器ラミネート材は重量
が軽く、折畳まれた形状に容易に折畳むことができ、この形状は制限された容積
への収容を容易にする。更に、本発明のラミネート構造は、反射器をその意図す
る幾何学形状に展開且つ維持するよう機能するだけでなく、反射器ラミネート材
をコンパクトな(蛇行状の)収容用構成に折畳むことを容易にするよう構成され
る複数のラジアル方向及び円周方向の補強領域を含む。
【0008】
本発明を、添付図面を参照しながら例示的に説明する。
【0009】
本発明は、一般的に通信産業で使用されている回転のパラボリック表面(即ち
、放物面)といった所定の幾何学形状を有するRF反射器アンテナ表面に対する
応用に関連しながら説明する。開示する折畳み可能な補強アーキテクチャは、以
下に制限されないが、反射及び屈折システム、及び、音響エネルギー適用を含む
ソーラエネルギー集積といった他のエネルギー方向付け適用に組込まれてもよい
。
、放物面)といった所定の幾何学形状を有するRF反射器アンテナ表面に対する
応用に関連しながら説明する。開示する折畳み可能な補強アーキテクチャは、以
下に制限されないが、反射及び屈折システム、及び、音響エネルギー適用を含む
ソーラエネルギー集積といった他のエネルギー方向付け適用に組込まれてもよい
。
【0010】
図5は、本発明を略パラボリックであるRFアンテナ反射器表面50に適用し
た様子を示す斜視図である。反射器表面50の材料は、弾性材料の薄い層からな
る連続的なラミネート材から構成され、所定のエネルギー収束表面の幾何学形状
(例えば、本実施例の場合では、放物面)に一致するよう形付けられることが好
適である。この層自体が電波に対し反射性であるか、又は、ラミネート材に導電
性ペイントのようなRF反射性材料を被覆してもよい。弾性電波表面材料は、比
較的低い熱膨張率を有する材料から形成されることが好適である。例として、グ
ラファイトエポキシが使用され得る。
た様子を示す斜視図である。反射器表面50の材料は、弾性材料の薄い層からな
る連続的なラミネート材から構成され、所定のエネルギー収束表面の幾何学形状
(例えば、本実施例の場合では、放物面)に一致するよう形付けられることが好
適である。この層自体が電波に対し反射性であるか、又は、ラミネート材に導電
性ペイントのようなRF反射性材料を被覆してもよい。弾性電波表面材料は、比
較的低い熱膨張率を有する材料から形成されることが好適である。例として、グ
ラファイトエポキシが使用され得る。
【0011】
反射器表面は、ほんの数ミルのオーダである比較的小さい厚さを有するグラフ
ァイトエポキシ薄板から製造されうる。これらの薄板は、アンテナ反射器の意図
された幾何学形状に一致する精密モールド上に所定の複合曲線形状及び厚さを有
する多数のラミネート材からなる構造に積み重ねられるか又は積層状にされる。
反射器ラミネート材50はかなり「薄い」ので、反射器ラミネート材50はかな
りの弾性があり、従って、反射器ラミネート材は、図6の斜視図及び図7の端面
図において示すように60として示す実質的に円筒状といった比較的コンパクト
な折畳み形状に容易に折畳むことができる。この形状は、例えば、スペースシャ
トルといった宇宙船打ち上げ機上の制限された容積内への収容を容易にする。更
に、反射器ラミネート材が薄いことによって、そのペイロード重量が飛躍的に減
少され、それにより、打ち上げ及び展開の費用も減少する。
ァイトエポキシ薄板から製造されうる。これらの薄板は、アンテナ反射器の意図
された幾何学形状に一致する精密モールド上に所定の複合曲線形状及び厚さを有
する多数のラミネート材からなる構造に積み重ねられるか又は積層状にされる。
反射器ラミネート材50はかなり「薄い」ので、反射器ラミネート材50はかな
りの弾性があり、従って、反射器ラミネート材は、図6の斜視図及び図7の端面
図において示すように60として示す実質的に円筒状といった比較的コンパクト
な折畳み形状に容易に折畳むことができる。この形状は、例えば、スペースシャ
トルといった宇宙船打ち上げ機上の制限された容積内への収容を容易にする。更
に、反射器ラミネート材が薄いことによって、そのペイロード重量が飛躍的に減
少され、それにより、打ち上げ及び展開の費用も減少する。
【0012】
反射器表面50の弾性材料をその意図する幾何学形状に展開且つ維持するには
、本発明のラミネート構造は、ラジアル方向の補強材52及び周囲即ち円周方向
の補強材54の配置を含む。図8の平面図に示すように、ラジアル方向の補強材
52は複数のラジアルライン81に沿って置かれる。ラジアルラインは、略中央
にある円形開口83からアンテナ表面50の円周85に向かって放射外方に延在
する。ラジアルライン81は、その間に、複数のラジアル方向に隣接する表面複
合曲線の楔形のセグメント82を有効的且つ空間的に画成する。図示する実施例
では8本のラジアルラインを示すが、ラジアルラインの本数及び寸法は、特定の
アンテナ設計の物理パラメータに適応するよう合わせられ得る。同様に、円周方
向の補強材54はアンテナ表面50の外側の縁又は円周87に沿って置かれ、ラ
ジアルライン81の終端点を接続する。
、本発明のラミネート構造は、ラジアル方向の補強材52及び周囲即ち円周方向
の補強材54の配置を含む。図8の平面図に示すように、ラジアル方向の補強材
52は複数のラジアルライン81に沿って置かれる。ラジアルラインは、略中央
にある円形開口83からアンテナ表面50の円周85に向かって放射外方に延在
する。ラジアルライン81は、その間に、複数のラジアル方向に隣接する表面複
合曲線の楔形のセグメント82を有効的且つ空間的に画成する。図示する実施例
では8本のラジアルラインを示すが、ラジアルラインの本数及び寸法は、特定の
アンテナ設計の物理パラメータに適応するよう合わせられ得る。同様に、円周方
向の補強材54はアンテナ表面50の外側の縁又は円周87に沿って置かれ、ラ
ジアルライン81の終端点を接続する。
【0013】
図9はアンテナ表面50の一部を示す側面図であり、RFエネルギーが入射す
るラミネート材50の前面53とは反対の裏面51上に形成されるラジアル方向
の補強材52を示す。図10に示す、図8の線10−10についての拡大断面図
に更に示すように、個々のラジアル方向の補強材は、弾性材料100の全体的に
長手方向のストリップを、そのストリップの間隔があけられた縁101及び10
2に沿ってラミネート材50の裏面51に取付けること(例えば、好適なエポキ
シグラファイト接着剤を使用して)により形成される。弾性材料100の各スト
リップは、取付け場所101及び102間に全体的な横断表面寸法を有し、これ
は、取付け場所101及び102間のラミネート材料50の表面55に沿っての
距離より大きい。
るラミネート材50の前面53とは反対の裏面51上に形成されるラジアル方向
の補強材52を示す。図10に示す、図8の線10−10についての拡大断面図
に更に示すように、個々のラジアル方向の補強材は、弾性材料100の全体的に
長手方向のストリップを、そのストリップの間隔があけられた縁101及び10
2に沿ってラミネート材50の裏面51に取付けること(例えば、好適なエポキ
シグラファイト接着剤を使用して)により形成される。弾性材料100の各スト
リップは、取付け場所101及び102間に全体的な横断表面寸法を有し、これ
は、取付け場所101及び102間のラミネート材料50の表面55に沿っての
距離より大きい。
【0014】
これにより、弾性ストリップ100を実質的に弓状に曲がった形状又は凹状に
し、それにより補強ストリップは、表面50を、その意図する複合曲線形状とな
るよう円周方向(矢印61及び62によって示す)に広げるか又は展開させる張
力を蓄える。凸状に曲げられるストリップは、実質的に管状のラジアルスパイン
、即ち、補強材を形成し、これは、アンテナラミネート表面50の隣接する表面
部55に所定の度合いの剛性を与える。それにより、このようなラジアル方向の
補強材100を配置することにより、アンテナ表面50にラジアル方向における
剛性が与えられ、それにより、展開状態におけるアンテナ表面の意図する複合曲
線形状を維持する。
し、それにより補強ストリップは、表面50を、その意図する複合曲線形状とな
るよう円周方向(矢印61及び62によって示す)に広げるか又は展開させる張
力を蓄える。凸状に曲げられるストリップは、実質的に管状のラジアルスパイン
、即ち、補強材を形成し、これは、アンテナラミネート表面50の隣接する表面
部55に所定の度合いの剛性を与える。それにより、このようなラジアル方向の
補強材100を配置することにより、アンテナ表面50にラジアル方向における
剛性が与えられ、それにより、展開状態におけるアンテナ表面の意図する複合曲
線形状を維持する。
【0015】
ラジアルストリップ100によって与えられるラジアル方向における剛性は、
アンテナ表面50の材料特性、及び、弾性ストリップ100の材料特性に依存し
、材料特性は以下に制限されないが、厚さ、ストリップ100の幅、張力係数等
が挙げられる。非制限的な例として、補強ストリップ100は、所定の剛性を実
現するようラミネート材50と同一の材料(例えば、グラファイトエポキシ)か
ら形成され、ラミネート材50の多数の積み上げられたパイルを含んでもよく、
一方、図11に示すように、収容のための折畳まれた状態においてアンテナラミ
ネート表面50の隣接する表面部55のトラフ状のネスティングを可能にするよ
う依然として十分に弾性である。
アンテナ表面50の材料特性、及び、弾性ストリップ100の材料特性に依存し
、材料特性は以下に制限されないが、厚さ、ストリップ100の幅、張力係数等
が挙げられる。非制限的な例として、補強ストリップ100は、所定の剛性を実
現するようラミネート材50と同一の材料(例えば、グラファイトエポキシ)か
ら形成され、ラミネート材50の多数の積み上げられたパイルを含んでもよく、
一方、図11に示すように、収容のための折畳まれた状態においてアンテナラミ
ネート表面50の隣接する表面部55のトラフ状のネスティングを可能にするよ
う依然として十分に弾性である。
【0016】
ラジアル方向の補強材の数及び寸法は、特定のアンテナ設計の物理パラメータ
に適応するよう合わせられ得る。アンテナ表面50が折畳まれる折り曲げ部の数
は、アンテナラミネート表面の裏面53におけるラジアル方向の補強材の空間的
な分離に部分的に依存する。図12に示す、本発明のアンテナ表面の略円筒状に
収容された構成を示す部分的な端面図では、アンテナ表面50のアーチ状のセグ
メントが、連続的なラジアル方向の補強材100間における1組の曲がりくねっ
た、曲線状の、或いは、「蛇行状」の折り曲げ部121、122、及び、123
として収まるよう折畳まれる例を示す。
に適応するよう合わせられ得る。アンテナ表面50が折畳まれる折り曲げ部の数
は、アンテナラミネート表面の裏面53におけるラジアル方向の補強材の空間的
な分離に部分的に依存する。図12に示す、本発明のアンテナ表面の略円筒状に
収容された構成を示す部分的な端面図では、アンテナ表面50のアーチ状のセグ
メントが、連続的なラジアル方向の補強材100間における1組の曲がりくねっ
た、曲線状の、或いは、「蛇行状」の折り曲げ部121、122、及び、123
として収まるよう折畳まれる例を示す。
【0017】
図13は、図8の線13−13についての拡大断面図であり、アンテナ表面5
0の円周85に沿って連続的に配置される複数の周囲即ち円周方向の補強素子5
4のうちの1つを示す。図13に示すように、円周方向の補強素子54は、弾性
材料からなる1対の略環状のストリップ130及び140から構成され、これら
は、夫々のラジアル方向において内側の縁131/141及びラジアル方向にお
いて外側の縁132/142において互いに取付けられる(例えば、グラファイ
トエポキシ接着剤によって)。
0の円周85に沿って連続的に配置される複数の周囲即ち円周方向の補強素子5
4のうちの1つを示す。図13に示すように、円周方向の補強素子54は、弾性
材料からなる1対の略環状のストリップ130及び140から構成され、これら
は、夫々のラジアル方向において内側の縁131/141及びラジアル方向にお
いて外側の縁132/142において互いに取付けられる(例えば、グラファイ
トエポキシ接着剤によって)。
【0018】
ストリップのうち1つ(例えば、環状ストリップ130)は、アンテナ表面5
0自体の環状円周領域の実際の材料を含み、一方、もう1つのストリップ(例え
ば、環状ストリップ140)は、材料の別個の環状セクションを含んでよい。各
弾性環状円周ストリップ130/140は、ストリップの位置131/141及
び132/142における取付け点間の全体の横断表面寸法を有し、これは、ラ
ミネート材50の表面に沿ってのラジアル方向の分離56より大きいので、各ス
トリップ130/140は凹状に曲げられ、アンテナ表面50の円周85を展開
し、且つ、アンテナ表面50をその展開された意図する円形に維持す張力を蓄え
る。
0自体の環状円周領域の実際の材料を含み、一方、もう1つのストリップ(例え
ば、環状ストリップ140)は、材料の別個の環状セクションを含んでよい。各
弾性環状円周ストリップ130/140は、ストリップの位置131/141及
び132/142における取付け点間の全体の横断表面寸法を有し、これは、ラ
ミネート材50の表面に沿ってのラジアル方向の分離56より大きいので、各ス
トリップ130/140は凹状に曲げられ、アンテナ表面50の円周85を展開
し、且つ、アンテナ表面50をその展開された意図する円形に維持す張力を蓄え
る。
【0019】
ラジアル方向の補強材100と同様に、円周方向の補強材54によって与えら
れる円周方向の剛性は、アンテナ表面50の材料特性、及び、1対の隣接する環
状ストリップ130/140の材料特性に依存する。各円周ストリップ130/
140は、所定の剛性を実現するようラミネート材料50と同一の材料(例えば
、グラファイトエポキシ)から形成され、ラミネート材50の多数の積み上げら
れたパイルを含んでもよく、一方、図6及び図7に示すように、その折畳まれた
状態においてアンテナラミネート表面50の上述した蛇行状に折り曲げられるネ
スティングに一致するよう十分に弾性である。
れる円周方向の剛性は、アンテナ表面50の材料特性、及び、1対の隣接する環
状ストリップ130/140の材料特性に依存する。各円周ストリップ130/
140は、所定の剛性を実現するようラミネート材料50と同一の材料(例えば
、グラファイトエポキシ)から形成され、ラミネート材50の多数の積み上げら
れたパイルを含んでもよく、一方、図6及び図7に示すように、その折畳まれた
状態においてアンテナラミネート表面50の上述した蛇行状に折り曲げられるネ
スティングに一致するよう十分に弾性である。
【0020】
本発明の目的は、展開可能なアンテナの収容時実装密度をかなり増加し、一方
で、同時にその意図する展開された幾何学形状の信頼度の高さを維持することで
あり、この目的は、アンテナ反射器の表面を、例えば、非常に薄い板状のグラフ
ァイトエポキシといった低い熱膨張率を有する弾性材料の非常に薄い層からなり
、所定のエネルギー収束表面幾何学形状(例えば、放物面)に一致するよう形付
けられる連続的なラミネート材として構成することによりうまく達成することが
できる。反射器ラミネート材は薄いので、制限された容積への収容を容易にする
折畳み形状に折畳むことが可能である。更に、本発明のラミネート構造は複数の
ラジアル方向の補強領域及び円周方向の補強領域を含み、これらは、反射器を展
開させ、且つ、その意図する幾何学形状に反射器を維持するよう機能するだけで
なく、反射器ラミネート材をコンパクトな(蛇行状の)収容用構成に折畳むこと
を容易にする。
で、同時にその意図する展開された幾何学形状の信頼度の高さを維持することで
あり、この目的は、アンテナ反射器の表面を、例えば、非常に薄い板状のグラフ
ァイトエポキシといった低い熱膨張率を有する弾性材料の非常に薄い層からなり
、所定のエネルギー収束表面幾何学形状(例えば、放物面)に一致するよう形付
けられる連続的なラミネート材として構成することによりうまく達成することが
できる。反射器ラミネート材は薄いので、制限された容積への収容を容易にする
折畳み形状に折畳むことが可能である。更に、本発明のラミネート構造は複数の
ラジアル方向の補強領域及び円周方向の補強領域を含み、これらは、反射器を展
開させ、且つ、その意図する幾何学形状に反射器を維持するよう機能するだけで
なく、反射器ラミネート材をコンパクトな(蛇行状の)収容用構成に折畳むこと
を容易にする。
【0021】
空間展開可能なアンテナ反射器表面は、所定のエネルギー収束表面の幾何学形
状に一致するよう形付けられる連続的なラミネート材として形成される。ラミネ
ート材は、グラファイトエポキシの薄板といった弾性材料の薄い層から形成され
、折畳み可能なラジアル方向の補強領域及び円周方向の補強領域を含む。反射器
ラミネート材は薄いので、反射器ラミネート材は折畳み形状に折畳まれることが
可能であり、これは、スペースシャトル上の制限された容積への収容を容易にす
る。ラミネートアンテナ構造の補強素子は、反射器を展開させ、その意図する幾
何学形状に反射器を維持することを容易にする。
状に一致するよう形付けられる連続的なラミネート材として形成される。ラミネ
ート材は、グラファイトエポキシの薄板といった弾性材料の薄い層から形成され
、折畳み可能なラジアル方向の補強領域及び円周方向の補強領域を含む。反射器
ラミネート材は薄いので、反射器ラミネート材は折畳み形状に折畳まれることが
可能であり、これは、スペースシャトル上の制限された容積への収容を容易にす
る。ラミネートアンテナ構造の補強素子は、反射器を展開させ、その意図する幾
何学形状に反射器を維持することを容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】
収容位置にある従来のセグメント式のラジアルリブベースの空間展開可能なパ
ラボラアンテナを示す側面図である。
ラボラアンテナを示す側面図である。
【図2】
収容位置にある従来のセグメント式のラジアルリブベースの空間展開可能なパ
ラボラアンテナを示す端面図である。
ラボラアンテナを示す端面図である。
【図3】
展開位置にある図1及び図2に示すアンテナを示す側面図である。
【図4】
展開位置にある図1及び図2に示すアンテナを示す端面図である。
【図5】
好適にパラボリック状にされるRFアンテナ反射器表面に本発明を適用した様
子を示す斜視図である。
子を示す斜視図である。
【図6】
「蛇行状」の折畳み形状に折畳まれた図5に示すアンテナ表面を示す斜視図で
ある。
ある。
【図7】
「蛇行状」の折畳み形状に折畳まれた図5に示すアンテナ表面を示す端面図で
ある。
ある。
【図8】
中央の開口から円周に向けてラジアル方向に延在する複数のラインに沿っての
ラジアル方向の補強材を有する図5のアンテナを示す平面図である。
ラジアル方向の補強材を有する図5のアンテナを示す平面図である。
【図9】
ラミネート材の裏面に形成されるラジアル方向の補強材を有する図5に示すア
ンテナ表面の一部を示す側面図である。
ンテナ表面の一部を示す側面図である。
【図10】
図8の線10−10についての拡大断面図である。
【図11】
折畳まれた状態にある図5に示すアンテナラミネート表面のラジアル方向の補
強材のトラフ状のネスティングを示す図である。
強材のトラフ状のネスティングを示す図である。
【図12】
連続するラジアル方向の補強材間にある1組の「蛇行状」の折り曲げ部に折畳
まれる図5のアンテナ表面のアーチ状のセグメントを示す図である。
まれる図5のアンテナ表面のアーチ状のセグメントを示す図である。
【図13】
図8の線13−13についての拡大断面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF
,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,
ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G
M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ
,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,
MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,
AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B
Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK
,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,
GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J
P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR
,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,
MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R
O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ
,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,
YU,ZA,ZW
(72)発明者 ウィラー,チャールズ
アメリカ合衆国 フロリダ 32903 イン
ディアランティック オーシャン・テラス
121
(72)発明者 ハーレス,リチャード
アメリカ合衆国 フロリダ 32904 ウェ
スト・メルバーン ノース・ライラ・ドラ
イヴ 351
(72)発明者 ヴァレンティン,ロドルフォ
アメリカ合衆国 フロリダ 32940 メル
バーン イーグレット・レイク・ウェイ
1139
(72)発明者 ソレール,ロドニー
アメリカ合衆国 フロリダ 32935 メル
バーン サクレ・ケーア・ドライヴ 511
Fターム(参考) 5J020 AA03 BA05 BA09 BC02 BC06
CA02
5J046 AA01 AA02 AA07 AB05 KA03
KA07
【要約の続き】
Claims (9)
- 【請求項1】 略連続的である表面を有し、所定の幾何学形状に一致するよ
う形付けられる弾性エネルギー方向付け媒体と、 上記媒体の上記表面の各部分に取付けられ、複数の折畳み可能な補強素子を形
成する、弾性材料からなる複数の層の配置とを含み、 上記複数の折畳み可能な補強素子は、上記媒体の展開構成では、上記媒体が上
記所定の幾何学形状に一致するようにさせ、上記媒体の非展開構成では、上記媒
体が収容構成に一致するようにさせる装置。 - 【請求項2】 上記幾何学形状は、回転面を含み、 上記弾性材料からなる複数の層は、上記回転面のラジアル部分に沿って配置さ
れる弾性材料からなる層を含み、それにより、上記弾性エネルギー方向付け媒体
に複数の折畳み可能なラジアル方向の補強素子を組み込み、 上記弾性材料からなる複数の層は、上記媒体の円周部分に沿って延在する弾性
材料からなる層を含み、それにより、上記媒体の上記円周部分に複数の折畳み可
能な円周方向の補強素子を組み込む請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 各円周方向の補強素子は、上記媒体の円周領域と、上記円周
領域に取付けられる略長手方向に延在する弾性材料からなるストリップとを含み
、 上記媒体の上記円周領域と上記略長手方向に延在する弾性材料からなるストリ
ップのそれぞれは、上記円周方向の補強素子の幅より大きい横断寸法を有し、そ
れにより、互いに隣接する凸形状に展開され、且つ、略トラフ状に収容される請
求項2記載の装置。 - 【請求項4】 各弾性材料からなる層及び上記媒体の隣接部分は、上記媒体
の上記展開構成では、略管状構成の補強材を形成し、上記媒体の上記収容構成で
は、略トラフ状の素子を形成し、 上記各弾性材料からなる層は、上記媒体と同一の弾性材料からなる請求項1記
載の装置。 - 【請求項5】 各弾性材料からなる層は、上記媒体のラジアル方向の表面部
分に、上記媒体の上記展開構成では上記媒体の上記ラジアル方向の表面部分に沿
って略管状構成のラジアル方向の補強材を形成し、上記媒体の上記収容構成では
トラフ状の素子を形成するよう取付けられる弾性材料からなる略長手方向のスト
リップを含む請求項2記載の装置。 - 【請求項6】 各補強素子は、上記媒体の略長手方向の領域と、上記長手方
向の領域に取付けられる略長手方向に延在する弾性材料からなるストリップとを
含み、 上記長手方向に延在する弾性材料からなるストリップは、上記補強素子の幅よ
りも大きい横断寸法を有し、それにより、凸形状の補強素子に展開され、略トラ
フ状に収容され、 上記媒体及び上記弾性材料の夫々は略連続的なウェブ材料を含むことが好適で
ある請求項2記載の装置。 - 【請求項7】 所定の回転面に展開する展開可能な電波アンテナであって、 複数のラジアル方向において隣接するアーチ状のセグメントを含む略連続的な
表面を有し、所定のエネルギー方向付け幾何学形状に一致するよう形付けられる
弾性エネルギー方向付け材料と、 上記ラジアル方向において隣接するアーチ状のセグメント間のラジアルライン
に沿って上記弾性エネルギー方向付け材料に取付けられる複数の折畳み可能なラ
ジアル方向の補強素子とを含み、 各ラジアル方向の補強素子は、弾性材料からなる略ラジアル方向のストリップ
から形成され、上記ストリップは、上記ストリップの上記弾性エネルギー方向付
け材料への取付け位置間の距離より大きい横断表面寸法を有し、それにより、上
記弾性エネルギー方向付け材料の上記展開構成では、上記弾性エネルギー方向付
け材料ラジアルラインに沿って略管状構成のラジアル方向の補強材を形成し、上
記弾性エネルギー方向付け材料の収納構成では略トラフ状の素子を形成するアン
テナ。 - 【請求項8】 上記各ラジアル方向の補強素子は、上記弾性エネルギー方向
付け材料から形成され、 上記弾性エネルギー方向付け材料は上記複数のラジアル方向において隣接する
アーチ状のセグメントの円周領域に沿って置かれる複数の円周方向の補強素子を
含み、 各円周方向の補強素子は、上記弾性エネルギー方向付け材料の円周領域と、上
記円周領域に取付けられる略長手方向に延在する弾性材料からなるストリップと
を含み、 上記弾性エネルギー方向付け材料の上記円周領域と上記略長手方向に延在する
弾性材料からなるストリップのそれぞれは、上記円周方向の補強素子の幅より大
きい横断寸法を有し、それにより、略管状の円周方向の補強素子を形成する互い
に隣接する凸形状に展開され、且つ、略トラフ状に収容される請求項7記載の展
開可能な電波アンテナ。 - 【請求項9】 上記弾性エネルギー方向付け材料は、略連続的なウェブ材料
の層からなる弾性ラミネート材を含み、 上記各円周方向の補強素子は、上記弾性エネルギー方向付け材料から形成され
る請求項7記載の展開可能な電波アンテナ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/549,371 | 2000-04-14 | ||
US09/549,371 US6344835B1 (en) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | Compactly stowable thin continuous surface-based antenna having radial and perimeter stiffeners that deploy and maintain antenna surface in prescribed surface geometry |
PCT/US2001/009364 WO2001080362A2 (en) | 2000-04-14 | 2001-03-22 | Compactly stowable, thin continuous surface-based antenna having radial and perimeter stiffness that delpoy and maintain antenna surface in prescribed surface geometry |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090303 |