JP3885849B2 - Antenna reflector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば人工衛星等の宇宙航行体に搭載するのに好適するアンテナ反射鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
宇宙空間に大型の構造物を構築する場合、現在ではスペースシャトルや宇宙ステーション・ミールに於いて宇宙飛行士が作業を行う方式が採用されているが、これらの方式では人的被害を考慮する必要性があると共にコストも高くつくという欠点を有し、また作業期間の制約や構築構造物サイズの制約を受けることもあり得る。
【0003】
このため、昨今では、宇宙空間に大型構造物を構成する方式として、モータ等の駆動力によって自動的に構造体を構成する展開トラス構造なるものが国内外で研究されている。
【0004】
ところで、このような展開トラス構造を用いて宇宙空間に大型アンテナを構成する手法として、既に特開昭7―62359号(特開平8―265040号)等の鏡面をメッシュ材を用いた折畳み展開自在な展開型アンテナ反射鏡が知られている。
【0005】
このような展開型アンテナ反射鏡においては、折畳み展開自在なトラス構造上にワイヤーネットワークを形成して、このワイヤーネットワークを用いて電波を反射するメッシュが鏡面形状に張設される。このメッシュは、トラス構造の折畳み展開に連動して、ワイヤーネットワークを介してトラス構造上に鏡面形状に展張される。
【0006】
そして、このような展開型アンテナ反射鏡には、トラス構造の折畳み展開に連動して、そのワイヤーネットワークの接続箇所が弛んでトラス構造に絡み付いて以後の、折畳み展開動作を阻害しないように、隔離膜をワイヤーネットワークとトラス構造との間に積層状に介在させて、この隔離膜でワイヤーネットワークの絡み付を防止する手段が備えられる。
【0007】
ところが、上記展開型アンテナ反射鏡では、そのワイヤーネットワークとトラス構造との間に絡み付防止用の隔離膜を介在させてトラス構造の繰返し折畳み展開動作を実現している構成上、そのメッシュの鏡面調整作業の際に、隔離膜が邪魔となり、そのワイヤーネットワークの調整を含む鏡面作業が非常に面倒であるという問題を有する。
【0008】
また、上記展開型アンテナ反射鏡では、隔離膜をメッシュに対して積層状に配置する構成のために、その鏡面組付け作業が非常に面倒であるという問題を有する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の展開型アンテナ反射鏡では、トラス構造の折畳み展開時のワイヤーネットワークの絡み付を防止する隔離膜が鏡面調整作業時、邪魔となり、鏡面調整作業が非常に面倒であるという問題を有する。
【0010】
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、鏡面調整を含む調整作業の簡略化を確保したうえで、信頼性の高い高精度な折畳み展開を実現し得るようにしたアンテナ反射鏡を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の四辺部材を放射方向に組合わせて略多角柱形状あるいは略多角錐形状に骨組み結合した折畳み展開自在な展開トラスと、電波を反射する鏡面を形成するメッシュと、ワイヤーをつなぎ合わせて形成されるものであって、前記メッシュの反射面側に張設される第1のワイヤーネットワークと、ワイヤーをつなぎ合わせて形成されるものであって、前記メッシュの背面側に張設されて前記展開トラスに支持され、前記第1のワイヤーネットワークと協動して前記メッシュを挟装する第2のワイヤーネットワークと、前記第1のワイヤーネットワークと第2ワイヤーネットワークとの間を点結合して前記メッシュを鏡面形状に整形するワイヤー接続部材と前記第1及び第2のワイヤーネットワーク間に前記ワイヤー接続部材に対応して張設されるメッシュ状の絡み付き防止部材と備えてアンテナ反射鏡を構成したものである。
【0012】
上記構成によれば、展開トラスが折畳み展開されて、第1及び第2のワイヤーネットワークが弛み始めると、絡み付き防止部材は、ワイヤー接続部材を規制しながら第1及び第2のワイヤーネットワークとメッシュの折畳み展開動作を許容とする。
【0013】
これにより、展開トラス構造の折畳み展開動作に連動したワイヤー接続部材の第2のワイヤーネットワークへの絡み付が防止されて、メッシュを含む第1及び第2のワイヤーネットワークの信頼性の高い折畳み展張動作を繰返し行うことが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この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。
【0015】
図1は、この発明の一実施の形態に係るアンテナ反射鏡を示すもので、折畳み展開自在な展開トラス構造は、例えば六角錐台形状に形成され、その上面には、アンテナ鏡面が構成される。このアンテナ鏡面は、金属メッシュ(例えば金メッキモリブデンメッシュ)10が第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12で挟装されて形成され、その周囲部が展開トラス20の支持柱13に支持されて鏡面形状に形成される。
【0016】
上記展開トラス20は、図2に示すように6個の四辺リンク21a〜21fを中央縦部材22を共有する形で放射状に組み合わされて、6角錐台に形成される。
【0017】
この展開トラス20は、モジュールを形成して、その外側の縦部材24a〜24fの外側には、モジュール結合ヒンジ25a〜25fと26a〜26fが取り付けられ、このモジュール結合ヒンジ25a〜25fと26a〜26fを介して複数個が組付けられて所望の形状に形成される。
【0018】
上記展開トラス20を構成する6個の四辺リンク21a〜21fは、同様にその中央縦部材22から金属メッシュ10(図1参照)にほぼ沿うように横部材40、横部材41が回転自在に支持されている。また、横部材40、横部材41の外周端には、中央縦部材22と同じように、回転自在なように上記縦部材24a〜24fが支持されている。
【0019】
なお、上述の6本の支持柱13は、外側の縦部材24に接合されるよう構成される。
【0020】
上記四辺リンク21a〜21fの内側には、中央縦部材22と横部材41との間に斜部材42が、回転自在になるように取り付けられ、この中央縦部材22と斜部材42との間には、周知の傘機構が43組付けられる。この傘機構43は、図示しない駆動部を介して中央縦部材22に対して矢印A,B方向に摺動自在に組付けられ、その矢印A方向の摺動に連動して展開トラス20を折畳み収容し、その矢印B方向の摺動に連動して展開トラス20が折畳み位置から展開さする(図2参照)。
【0021】
そして、上記展開トラス20は、例えば図3に示すように14個が結合されて展開トラス構造体30が形成される。この展開トラス構造体30は、複数のモジュール23をモジュール結合ヒンジ25a〜25fと26a〜26fにより回転自在に結合することにより構成される。
【0022】
パラボラアンテナの機能を満たすためには、金属メッシュ10は、パラボラ面上に存在しなければならないが、上記支持柱13の長さを適当な値にすることで、支持柱13の先端の点がパラボラ面上の点となるように設定してある。
【0023】
上述のように、図3に示す展開トラス構造体30は、図2に示す展開トラス20の集合体であり、この展開トラス構造体30を用いてアンテナ反射鏡面を構成するには、図1の支持柱13の先端の点を、モジュールごとに個別に、パラボラ面上の点となるように設定すればよい。
【0024】
上記第1のワイヤーネットワーク11は、石英等で形成される非導電性ワイヤがクモの巣状に繋がれて形成され上記金属メッシュ10の鏡面側に張設される。そして、この第1のワイヤーネットワーク11の交点には、例えば非導電性樹脂材製の固定具14がそれぞれ組付けられる。
【0025】
また、上記第2のワイヤーネットワーク12は、同様の非導電性ワイヤがはしご状(カテナリ構造)に繋がれて形成され、上記金属メッシュ10の背面側に張設される。
【0026】
この第2のワイヤーネットワーク12には、ケーブル接続部材15が上記第1のワイヤーネットワーク11の固定具14に対応して複数個が所定の間隔に組付けられる。そして、この第2のワイヤーネットワーク12は、第1のワイヤーネットワーク11とで金属メッシュ10を挟装した状態で、第2のワイヤーネットワーク12のケーブル接続部材15が金属メッシュ10を挿通させて、その端部が第1のネットワークワーク11の固定具14に取付けられる。
【0027】
また、上記積層配置される第1のワイヤーネットワーク11、金属メッシュ10及び第2のワイヤーネットワーク12は、展開トラス20の支持柱13に対して固定具16を用いて取付けられる。
【0028】
なお、第2のワイヤーネットワーク12は、その中間部が所望の鏡面形状を有するように展開トラス20の四辺リンク21a〜21fの各横部材40の所定位置に支持され、上記金属メッシュ10を第1のワイヤーネットワーク11と協動して所望の鏡面形状に設定する。
【0029】
そして、上記第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12間には、そのケーブ接続部材15に対応して非導電性の樹脂材料で形成されるメッシュ状の絡み付き防止部材17が、鏡面の面直方向にそれぞれ張設される(図4参照)。
【0030】
この絡み付き防止部材17は、例えば中間部で折り返されて、第2のワイヤーネットワーク12のケーブル接続部材15を挟装(包み込む)するよう組付けられる(図5参照)。そして、この絡み付き防止部材17は、ケーブル接続部材15に対して所定の自由度を有するように糸等を用いて取付けられる。
【0031】
また、絡み付き防止部材17は、第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12間に張設した状態で、弛んだりした場合には、第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12の折畳み展開に影響を及ぼさない程度に第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12に対して糸等を用いて適宜取付けられる。
【0032】
上記絡み付き防止部材17は、例えば第2のワイヤーネットワーク12のケーブル接続部材15の配置される箇所に全て配設される。
【0033】
但し、展開トラス20との支持構造により、絡み付き防止部材17を配設することなく、第2のワイヤーネットワーク12のケーブル接続部材15の絡み付きが発生する虞れがないような場合には、その箇所には配設しなくてもよい。
【0034】
上記構成により、例えば図4に示す展開トラス20の展開において、傘機構43が矢印A方向に駆動されて折畳み収容されると、その折畳み収容に連動して第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12が弛んで金属メッシュ10が折畳み収容される。
【0035】
この際、絡み付き防止部材17は、その折畳み収容に連動して弛みながら第2のワイヤーネットワーク12のケーブル接続部材15を折畳み収容に影響を及ぼさない程度に位置規制して、ワイヤーとの絡み付きを阻止しながら第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12間に折畳み収容される金属メッシュ10の折畳みを許容する。
【0036】
また、折畳み収容された絡み付き防止部材17は、展開トラス20の傘機構43が駆動されて、展開トラス20が展開されると、ワイヤー接続部材15を規制しながら第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12と金属メッシュ10の展開動作を許容とする。
【0037】
このようにして、ワイヤー接続部材15は、展開トラス20の折畳み展開時、第2のワイヤーネットワーク12への絡み付を阻止して、金属メッシュ10を含む第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12の繰返し折畳み展張動作を実現する。
【0038】
このように、上記アンテナ反射鏡は、金属メッシュ10を挟装して鏡面を形成する第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12をケーブル接続部材15を介して点結合し、この第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12との間の面直方向にワイヤー接続部材15に対応してメッシュ状の絡み付き防止部材17を張設するように構成した。
【0039】
これによれば、展開トラス20が折畳み展開されると、絡み付き防止部材17は、第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12間に存在するワイヤー接続部材15を規制しながら第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12と金属メッシュ10の折畳み展開動作を許容とする。従って、展開トラス20の折畳み展開動作に連動したワイヤー接続部材15の第2のワイヤーネットワーク12への絡み付が防止されて、金属メッシュ10を含む第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12の信頼性の高い折畳み展張動作を繰返し行うことが可能となる。
【0040】
また、これによれば、上記絡み付き防止部材17を、第1及び第2のワイヤーネットワーク11,12との間の面直方向に、取付け配置する構成を採っていることにより、組付け配置が可能なことで、鏡面調整作業や、鏡面組立て作業に影響を及ぼすことなく、容易な取付けが実現される。
【0044】
そして、ケーブル接続部材15を絡み付き防止部材17へ縫い込む構成、あるいは個々に絡み付き防止部材17で包むことで、確実に絡み付きを防止することが可能となる。
【0045】
さらに、上記実施の形態では、展開トラス20を折畳み展開させる折畳み展開手段として、周知の傘機構43を用いて実現するように構成した場合で説明したが、これに限ることなく、その他の折畳み展開機構を用いて構成することも可能である。
【0046】
また、上記実施の形態では、展開形状として、六角錐形状の展開トラス20に適用した場合で説明したが、これに限ることなく、その他の多角錐形状や、あるいは六角柱形状等の多角柱形状の各種形状の展開自在な展開トラスにおいても適用可能である。
【0047】
よって、この発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施できることは勿論である。
【0048】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、鏡面調整を含む調整作業の簡略化を確保したうえで、信頼性の高い高精度な折畳み展開を実現し得るようにしたアンテナ反射鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係わるアンテナ反射鏡を示した分解斜視図である。
【図2】在・在 図1に適用された展開トラスを取出して示した斜視図である。
【図3】図2の展開トラスを14個結合して構成したアンテナ反射鏡を示した外観斜視図である。
【図4】図1の要部を説明するために一部構成を取出して示した一部分解斜視図である。
【図5】図1の絡み付き防止部材の取付状態を説明するために一部を断面して示した図である。
【符号の説明】
10 … 金属メッシュ。
11 … 第1のワイヤーネットワーク。
12 … 第2のワイヤーネットワーク。
13 … 支持柱。
14 … 固定具。
15 … ケーブル接続部材。
16 … 固定具。
17 … 絡み付き防止部材。
20 … 展開トラス。
21a〜21f … 四辺リンク。
22 … 中央縦部材。
24a〜24f … 縦部材。
25a〜25f … モジュール結合ヒンジ。
26a〜26f … モジュール結合ヒンジ。
30 … 展開トラス構造体。
40 … 横部材。
41 … 横部材。
42 … 斜部材。
43 … 傘機構。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna reflector suitable for mounting on a spacecraft such as an artificial satellite.
[0002]
[Prior art]
When building large structures in outer space, astronauts are currently working on space shuttles and space stations and meals, but these methods need to consider human damage. In addition, there is a disadvantage that the cost is high and the cost is high, and there is a possibility that the working period and the size of the structure are restricted.
[0003]
For this reason, recently, as a system for constructing a large structure in outer space, a developed truss structure that automatically constructs a structure by a driving force of a motor or the like has been studied domestically and abroad.
[0004]
By the way, as a method of constructing a large antenna in the outer space using such a deployment truss structure, the mirror surface of JP-A-7-62359 (JP-A-8-265040) or the like can be folded and deployed using a mesh material. Such a deployable antenna reflector is known.
[0005]
In such a deployable antenna reflector, a wire network is formed on a truss structure that can be folded and unfolded, and a mesh that reflects radio waves using this wire network is stretched in a mirror shape. This mesh is expanded in a mirror shape on the truss structure via the wire network in conjunction with the folding and unfolding of the truss structure.
[0006]
Such a deployable antenna reflector is isolated so that it does not interfere with the subsequent folding and unfolding operations when the wire network connection is loosened and entangled with the truss structure in conjunction with the folding and unfolding of the truss structure. Means are provided for interposing the membrane between the wire network and the truss structure in a stacked manner and preventing the wire network from being entangled with the isolation membrane.
[0007]
However, in the above-described deployable antenna reflector, the mesh surface of the mesh is constructed in such a manner that an isolating film for preventing entanglement is interposed between the wire network and the truss structure to realize the repeated folding and unfolding operation of the truss structure. During the adjustment work, the isolation film becomes an obstacle, and the mirror work including the adjustment of the wire network is very troublesome.
[0008]
Further, the deployable antenna reflecting mirror has a problem that the mirror surface assembling work is very troublesome because of the configuration in which the separating film is disposed in a laminated manner with respect to the mesh.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional deployable antenna reflector, there is a problem that the separator film for preventing the wire network from being entangled when the truss structure is folded and unfolded becomes an obstacle during the mirror surface adjustment work, and the mirror surface adjustment work is very troublesome.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an antenna reflecting mirror capable of realizing highly reliable folding and unfolding while ensuring simplification of adjustment work including mirror surface adjustment. For the purpose.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention connects a foldable and unfoldable deployable truss in which a plurality of quadrilateral members are combined in a radial direction to form a substantially polygonal column shape or a substantially polygonal pyramid shape, a mesh that forms a mirror surface that reflects radio waves, and a wire. A first wire network stretched on the reflective surface side of the mesh and a wire connected to each other, and stretched on the back side of the mesh The second wire network supported by the deployment truss and interposing the mesh in cooperation with the first wire network, and the first wire network and the second wire network are point-coupled. The wire connecting member for shaping the mesh into a mirror shape and the wire connecting member between the first and second wire networks It is obtained by forming an antenna reflector comprises a mesh tangle with preventing member which is stretched by.
[0012]
According to the above configuration, when the deployment truss is folded and deployed, and the first and second wire networks start to loosen, the entanglement preventing member regulates the wire connection member and the first and second wire networks and the mesh. Folding and unfolding operations are allowed.
[0013]
This prevents the wire connecting member from being entangled with the second wire network in conjunction with the folding and unfolding operation of the unfolding truss structure, and the highly reliable folding and unfolding operation of the first and second wire networks including the mesh. Can be repeated.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 shows an antenna reflector according to an embodiment of the present invention. A deployable truss structure that can be folded and unfolded is formed in a hexagonal frustum shape, for example, and an antenna mirror surface is formed on the top surface thereof. . The mirror surface of the antenna is formed by sandwiching a metal mesh (for example, a gold-plated molybdenum mesh) 10 between the first and
[0016]
As shown in FIG. 2, the
[0017]
The
[0018]
Similarly, the six side links 21a to 21f constituting the
[0019]
The six
[0020]
Inside the four side links 21a to 21f, an
[0021]
Then, for example, as shown in FIG. 3, 14 of the unfolding trusses 20 are combined to form the unfolding
[0022]
In order to satisfy the function of the parabolic antenna, the
[0023]
As described above, the unfolded
[0024]
The first wire network 11 is formed by connecting non-conductive wires made of quartz or the like in a spider web shape, and is stretched on the mirror surface side of the
[0025]
The
[0026]
A plurality of
[0027]
The first wire network 11, the
[0028]
In addition, the
[0029]
Between the first and
[0030]
The
[0031]
Further, when the
[0032]
The
[0033]
However, if there is no possibility that the
[0034]
With the above configuration, for example, in the deployment of the
[0035]
At this time, the
[0036]
In addition, when the
[0037]
In this way, the
[0038]
As described above, the antenna reflecting mirror is point-coupled via the
[0039]
According to this, when the unfolding
[0040]
Further, according to this, the entanglement with
[0044]
Their to configuration sewn to preventing
[0045]
Further, in the above-described embodiment, the case has been described in which the well-known
[0046]
In the above-described embodiment, the case where the developed shape is applied to the hexagonal pyramid-shaped developed
[0047]
Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0048]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an antenna reflector that can realize a highly reliable and highly accurate folding deployment while ensuring simplification of adjustment work including mirror surface adjustment. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an antenna reflector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the unfolded truss applied to FIG.
FIG. 3 is an external perspective view showing an antenna reflecting mirror constituted by connecting 14 deployed trusses of FIG. 2;
4 is a partially exploded perspective view showing a part of the configuration for explaining the main part of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a part of the attachment preventing member shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10: Metal mesh.
11: First wire network.
12 ... Second wire network.
13 ... Support pillar.
14: Fixing tool.
15: Cable connecting member.
16: Fixing tool.
17 ... Tangle prevention member.
20 ... Deployment truss.
21a-21f ... Four-sided link.
22 ... Center vertical member.
24a-24f ... Vertical member.
25a-25f ... Module coupling hinge.
26a-26f ... Module coupling hinge.
30 ... Expanded truss structure.
40 ... A transverse member.
41 ... A transverse member.
42 ... Oblique member.
43 ... Umbrella mechanism.
Claims (1)
電波を反射する鏡面を形成するメッシュと、
ワイヤーをつなぎ合わせて形成されるものであって、前記メッシュの反射面側に張設される第1のワイヤーネットワークと、
ワイヤーをつなぎ合わせて形成されるものであって、前記メッシュの背面側に張設されて前記展開トラスに支持され、前記第1のワイヤーネットワークと協動して前記メッシュを挟装する第2のワイヤーネットワークと、
前記第1のワイヤーネットワークと第2ワイヤーネットワークとの間を点結合して前記メッシュを鏡面形状に整形するワイヤー接続部材と、
前記第1及び第2のワイヤーネットワーク間に前記ワイヤー接続部材に対応して張設されるメッシュ状の絡み付き防止部材とを具備し、
前記絡み付き防止部材は、第1及び第2のワイヤーネットワークとの間を結合するワイヤー接続部材を挟装してなるものであり、
前記絡み付き防止部材は、一部がワイヤー接続部材に自由度を有して取付けられることを特徴とするアンテナ反射鏡。A folding truss that can be folded and unfolded by combining a plurality of quadrilateral members in a radial direction and framed into a substantially polygonal column shape or a substantially polygonal pyramid shape,
A mesh that forms a mirror surface that reflects radio waves;
A first wire network that is formed by connecting wires and is stretched on the reflective surface side of the mesh;
A second wire that is formed by connecting wires, is stretched on the back side of the mesh, supported by the deployment truss, and sandwiches the mesh in cooperation with the first wire network; Wire network,
A wire connecting member for point-coupling between the first wire network and the second wire network to shape the mesh into a mirror shape ;
A mesh-like entanglement preventing member stretched corresponding to the wire connecting member between the first and second wire networks ;
The entanglement preventing member is formed by sandwiching a wire connecting member that joins between the first and second wire networks,
A part of the entanglement preventing member is attached to the wire connecting member with a degree of freedom .
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