JP2641331B2 - 反射鏡アンテナ方法 - Google Patents

反射鏡アンテナ方法

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JP2641331B2 JP3035270A JP3527091A JP2641331B2 JP 2641331 B2 JP2641331 B2 JP 2641331B2 JP 3035270 A JP3035270 A JP 3035270A JP 3527091 A JP3527091 A JP 3527091A JP 2641331 B2 JP2641331 B2 JP 2641331B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大型の反射望遠鏡な
どに用いられる反射鏡アンテナの作成方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の反射鏡アンテナ装置を示す
説明図である。図において、１は鏡材の製作単位として
のブールであり、２はこのブール１を複数枚重ねて貼り
合わせて作成した部分鏡材としてのスタックである。３
はそのスタック２を複数個、例えば放物面、双曲面など
の所定の凹面形状に配列して、隣接するスタック２を相
互に貼り合わせて接合した反射鏡アンテナである。
【０００３】次に動作について説明する。反射鏡アンテ
ナ３の表面は前述の放物面、双曲面等の所定の凹面形状
に、非常に高い精度で研磨され、天体からくる可視光
線、赤外線などの電磁波を反射して、その焦点に当該天
体の像を結像させる。
【０００４】ここで、ブール１の線膨張係数は零ではな
いため、温度が変化すると反射鏡アンテナ３には熱変形
が生じる。反射鏡アンテナ３全体の線膨張係数が均一で
あれば、反射鏡アンテナ３は相似形に変形するため、天
体からの電磁波は本来の焦点と相似な位置に集光され
て、その天体の像を結像する。しかしながら、現実には
線膨張係数には不均一性が存在し、この不均一性による
熱変形は、反射鏡アンテナ３の表面を歪ませ、結像性能
の劣化を引き起こす。
【０００５】そこで、スタック２を作成する際、あらか
じめ測定されたブール１の厚み方向の線膨張係数の変化
率データに基づいてブール１を組み合わせ、その平均の
変化率を零に近くする。すなわち互いに変形を相殺しあ
うと考えられるブール１を組み合わせることによりスタ
ック２を構成する。これにより、各スタック２の熱変形
は低減される。また、反射鏡アンテナ３は、このような
スタック２を無作為に配置して構成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の反射鏡アンテナ
装置は以上のように構成されているので、残存している
厚み方向の線膨張係数の変化率の各スタック２間での不
均一性や、各スタック２の平均線膨張係数の不均一性に
よって、反射鏡アンテナ３全体の線膨張係数に片寄りが
生じ、全体として大きな熱変形が生じるという課題があ
った。
【０００７】請求項１〜３に記載の発明は、上記のよう
な課題を解決するためになされたもので、線膨張係数の
不均一性に起因する熱変形を最小限に抑制して、像の広
がりを軽減する反射鏡アンテナの作成方法を得ることを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る反射鏡アンテナの作成方法は、各部分鏡材の配列
を、各部分鏡材の平均線膨張係数のばらつきによる熱変
形の分布が平均化するように、熱変形が大きなグルー
プ、平均的なグループ、小さなグループの３つに分け、
熱変形が大きなグループに属する部分鏡材の周囲には、
熱変形の平均的なグループと小さなグループに属する部
分鏡材を配列したものである。
【０００９】請求項２に記載の発明に係る反射鏡アンテ
ナの作成方法は、各部分鏡材の配列を、各部分鏡材の厚
み方向の線膨張係数の変化率のばらつきによる熱変形の
分布が平均化するように、熱変形が大きなグループ、平
均的なグループ、小さなグループの３つに分け、熱変形
が大きなグループに属する部分鏡材の周囲には、熱変形
の平均的なグループと小さなグループに属する部分鏡材
を配列したものである。
【００１０】請求項３に記載の発明に係る反射鏡アンテ
ナの作成方法は、各部分鏡材の配列を、各部分鏡材の平
均線膨張係数のばらつきと厚み方向の線膨張係数の変化
率のばらつきの双方による熱変形の分布が平均化するよ
うに、熱変形が大きなグループ、平均的なグループ、小
さなグループの３つに分け、熱変形が大きなグループ に
属する部分鏡材の周囲には、熱変形の平均的なグループ
と小さなグループに属する部分鏡材を配列したものであ
る。
【作用】請求項１に記載の発明における反射鏡アンテナ
の作成方法は、各部分鏡材の平均線膨張係数のばらつき
による熱変形の分布が片寄らないように各部分鏡材を配
列することにより、温度変化に対して変形の小さな反射
鏡アンテナの作成方法を実現する。
【００１１】請求項２に記載の発明における反射鏡アン
テナの作成方法は、各部分鏡材の厚み方向の線膨張係数
の変化率のばらつきによる熱変形の分布が片寄らないよ
うに各部分鏡材を配列することにより、温度変化に対し
て変形の小さな反射鏡アンテナの作成方法を実現する。
【００１２】請求項３に記載の発明における反射鏡アン
テナの作成方法は、各部分鏡材の平均線膨張係数のばら
つきと厚み方向の線膨張係数の変化率のばらつきの双方
による熱変形の分布が片寄らないように各部分鏡材を配
列することにより、温度変化に対して変形の小さな反射
鏡アンテナの作成方法を実現する。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１は請求項１〜３に記載の発明の一実施例を示す
斜視図である。図において、１はブール、２は部分鏡材
としてのスタックであり、３は３７個のスタック２を配
列し、隣接するものの相互を貼り合わせて接合した反射
鏡アンテナである。これら各スタック２に付けられた番
号“１”〜“３７”は各々の平均線膨張係数の大きさの
順を示すものであり、各スタック２を前記平均線膨張係
数の大きなものから順に、同図にクロス斜線の網掛けを
施した“１”〜“１２”のスタック２を平均線膨張係数
による熱変形が大きなグループ、点々による網掛けを施
した“１３”〜“２５”のスタック２を熱変形が平均的
なグループ、網掛けを施していない“２６”〜“３７”
のスタック２を熱変形が小さなグループとする３つのグ
ループにグループ分けしている。
【００１４】これら各グループのスタック２を配列する
場合、前述の熱変形が大きなグループに属する“１”〜
“１２”のスタック２の周囲には、熱変形の平均的なグ
ループに属する“１３”〜“２５”のスタック２と、小
さなグループに属する“２６”〜“３７”のスタック２
とが配されている。反射鏡アンテナ３はこのように配列
された３７個のスタック２を互いに貼り合わせて、所定
の凹面形状に形成したものである。
【００１５】次に動作について説明する。反射鏡アンテ
ナ３の結像鏡としての動作、および線膨張係数の不均一
性による熱変形で結像性能の劣化を引き起こす点、熱変
形を相殺し合うようなブール１の組み合わせでスタック
２を構成する点については、従来の反射鏡アンテナ３の
場合と同じであるので、説明は省略する。
【００１６】スタック２は熱変形を相殺し合うようなブ
ール１の組み合わせで構成されているとはいえ、厚み方
向の線膨張係数の変化率はいくらかは残っており、この
変化率は各スタック２の間でばらついている。また各ス
タック２の平均線膨張係数の間にも不均一性が存在す
る。この分布が反射鏡アンテナ３全体で見たときに片寄
りを生じていると、熱変形は全体に亘るものとなり、一
方片寄っていない場合は変形は局所的となり、変形の大
きさは片寄っている場合より小さくなる。
【００１７】図２はこのことを模式的に示した説明図で
ある。図２（ａ）に示すように、下に凸に変形するスタ
ック２ａと、上に凸に変形するスタック２ｂがあるとす
る。図２（ｂ）に示すように、これらのスタック２が片
寄っている場合、下に凸の変形をするスタック２ａと上
に凸の変形をするスタック２ｂとはそれぞれ２個ずつ連
続するため、その変形は全体に亘るものとなり、変形量
δ1 となる。
【００１８】一方、図２（ｃ）に示したように、スタッ
ク２ａと２ｂとを交互に配列した場合にはその変形は局
所的なものとなり、その変形量δ2 は前述の場合の変形
量δ1 に比べ小さなものとなる。
【００１９】この実施例では、各スタック２の平均線膨
張係数の不均一性に着目し、前述のように平均線膨張係
数の大きいグループに属するスタック２は、小さいグル
ープに属する３個のスタック２と、反射鏡全体としての
平均値に近いグループに属する３個のスタック２にとり
囲まれている。これにより中心のスタック２による大き
な熱膨張が、周囲のスタック２の小さな熱膨張によって
緩和されることになり、熱変形は局所的なものとなって
変形量は分布が片寄っている場合よりはるかに小さなも
のとなる。
【００２０】なお、上記実施例では、スタック２をその
平均線膨張係数のばらつきによる熱変形に基づいて３つ
のグループに分け、熱変形が大きなグループに属するス
タックの周囲には、熱変形の平均的なグループと小さな
グループに属するスタックを配列する場合について説明
したが、その分布が片寄らないものであれば他の配列を
とってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
【００２１】また、上記実施例では、各スタック２間の
平均線膨張係数に着目したものを示したが、平均線膨張
係数のばらつきによる熱変形より、厚み方向の線膨張係
数の変化率のばらつきによる熱変形が大きな場合、その
厚み方向の線膨張係数の変化率に着目し、熱変形に対す
る寄与度によってスタック２のグループ分けを行ったり
して、上記実施例の場合と同様、その分布が片寄らない
ように各スタック２を配列することにより、反射鏡アン
テナ３の熱変形を抑制できる。
【００２２】さらに、平均線膨張係数のばらつきによる
熱変形と厚み方向の線膨張係数の変化率のばらつきによ
る熱変形とがほぼ同程度に影響する場合にも、その双方
に着目して熱変形の分布が片寄らないように、上記実施
例の場合と同様のスタック配列を行うことによって反射
鏡アンテナ３の熱変形を抑制できる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、請求項１〜３に記載の発
明によれば、平均線膨張係数および厚み方向の線膨張係
数の変化率の一方もしくは両方に着目して、そのばらつ
きによる熱変形の分布が片寄らないように各スタックを
配列するように構成したので、反射鏡アンテナ全体とし
て見た場合、凹凸の数は多いが変形量の絶対値を小さな
ものに抑えることが可能となり、温度変化に対する変形
の小さい、結像性能の劣化を抑制できる反射鏡アンテナ
の作成方法が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜３に記載の発明の一実施例による反
射鏡アンテナの作成方法を説明する反射鏡アンテナの斜
視図である。
【図２】スタックの熱変形の片寄りによる反射鏡アンテ
ナの変形量を模式的に示した説明図である。
【図３】従来の反射鏡アンテナ装置を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
２，２ａ，２ｂ 部分鏡材（スタック） ３ 反射鏡アンテナ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数個の部分鏡材を配列し、それらを相
    互に接合する反射鏡アンテナの作成方法において、前記
    各部分鏡材の平均線膨張係数に着目して、当該平均線膨
    張係数のばらつきによる熱変形の分布が平均化するよう
    に前記各部分鏡材を、熱変形が大きなグループ、平均的
    なグループ、小さなグループの３グループに分け、前記
    熱変形が大きなグループに属する前記部分鏡材の周囲に
    は、前記熱変形の平均的なグループと小さなグループに
    属する前記部分鏡材を配列したことを特徴とする反射鏡
    アンテナの作成方法。
  2. 【請求項２】 複数個の部分鏡材を配列し、それらを相
    互に接合する反射鏡アンテナの作成方法において、前記
    各部分鏡材の厚み方向の線膨張係数の変化率に着目し
    て、当該厚み方向の線膨張係数の変化率のばらつきによ
    る熱変形の分布が平均化するように前記各部分鏡材を、
    熱変形が大きなグループ、平均的なグループ、小さなグ
    ループの３グループに分け、前記熱変形が大きなグルー
    プに属する前記部分鏡材の周囲には、前記熱変形の平均
    的なグループと小さなグループに属する前記部分鏡材を
    配列したことを特徴とする反射鏡アンテナの作成方法。
  3. 【請求項３】 複数個の部分鏡材を配列し、それらを相
    互に接合する反射鏡アンテナの作成方法において、前記
    各部分鏡材の平均線膨張係数と厚み方向の線膨張係数の
    変化率の双方に着目して、前記平均線膨張係数のばらつ
    きと厚み方向の線膨張係数の変化率のばらつきの双方に
    よる熱変形の分布が平均化するように前記各部分鏡材
    を、熱変形が大きなグループ、平均的なグループ、小さ
    なグループの３グループに分け、前記熱変形が大きなグ
    ループに属する前記部分鏡材の周囲には、前記熱変形の
    平均的なグループと小さなグループに属する前記部分鏡
    材を配列したことを特徴とする反射鏡アンテナの作成方
    法。
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