JP4534778B2 - コンパクトレンジの製造方法 - Google Patents

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Description

この発明は、コンパクトレンジの製造方法に関し、更に詳しくは、限られた狭い空間内で擬似的に遠方界の測定を可能にする軽量で操作性に優れ、かつ生産性に優れたコンパクトレンジの製造方法に関する。
アンテナ等の放射系試験では、図5にその状況を示すように、被試験体の寸法Dと試験電波の波長λとの関係において遠方界基準が適用され、送信アンテナと受信アンテナの距離Rは以下のように制限される。
R≧2D2 /λ
この条件によれば、10mの距離が確保できる電波暗室内でもミリ波帯(100GHzとして)では最大で120mm程度のアンテナでしか遠方界条件下で試験を行うことができない。
一方で、RCS(レーダ断面積)についても同じ条件が成立し、上記の条件では最大寸法120mmの物体の測定しか行うことができないことになる。
かかる問題を解決する手法として、コンパクトレンジが考案された(例えば、特許文献1参照)。コンパクトレンジは、放射された球面波をパラボラリフレクタにより平面波に変換する機能を有する電波測定装置で、平面波に置換することにより測定距離が短い場合であっても擬似的に遠方界の測定が実現でき、波長及び被試験体の寸法に関係なく測定を行うことができる。
ところで、従来のコンパクトレンジにおけるパラボラリフレクタは円形または楕円形の形状を有する板状の金属材料からなり、その端部は電波が散乱することを防ぐために、反射面に対して背面側に向かってロール状に丸めて形成されてきた。
特開2003−315440号公報
しかしながら、金属製のコンパクトレンジは、金属製であるために重量が嵩み外周が1.7m×2m程度のコンパクトレンジであっても150kg程度の重量を有するために持ち運びに難があり、さらには、端部をロール状に丸めて形成するための加工が容易ではなく、生産性が悪いと同時に加工費が嵩むという欠点を有していた。
この発明の目的は、軽量で操作性に優れ、かつ生産性に優れたコンパクトレンジの製造方法を提供することにある。
記目的を達成するコンパクトレンジの製造方法に関する発明は二つの発明からなり、第一発明は、外周縁部を反射面に対して背面側に向かってロール状に丸めて形成した炭素繊維複合材料からなるパラボラリフレクターを金型と可撓性管状体を使用して成形するコンパクトレンジの製造方法であって、あらかじめ前記金型内面の外周近傍に形成した円弧状の環状傾斜面と、この環状傾斜面に連続するパラボラリフレクターの反射面を形成するための載置面とにカーボンプリプレグシートを敷設すると共に、前記環状傾斜面上に敷設したカーボンプリプレグシート上に、環状傾斜面に沿って可撓性管状体を載置しておき、次いで前記カーボンプリプレグシートの端末部を前記可撓性管状体の表面に沿って折り返すと共に、該折り返し部分の外表面をシリコンゴムシートで覆った後、前記金型と前記シリコンゴムシート及びカーボンプリプレグシートの全体を袋状のバキュームシートで覆い、該バキュームシートの内部を減圧した状態で、全体を所定時間加熱してカーボンプリプレグシートを加熱硬化し、その後、バキュームシート内から所定形状に成形されたパラボラリフレクターを取り出すことを要旨とする。
これにより、コンパクトレンジを構成するパラボラリフレクターの外周縁部を可撓性管状体の表面に沿った環状に成形でき、さらには、その外表面が金型の円弧状の環状傾斜面とシリコンゴムシートの内面により平滑に成形されるため、パラボラリフレクターの外周縁部における環状面の仕上げ加工が不要になりコンパクトレンジの生産性が向上する。
また、第二の発明は、外周縁部を反射面に対して背面側に向かってロール状に丸めて形成した炭素繊維複合材料からなるパラボラリフレクターを上下金型と型チューブを使用して成形するコンパクトレンジの製造方法であって、あらかじめ下金型の外周近傍に形成した円弧状の環状傾斜面と、この環状傾斜面に連続するパラボラリフレクターの反射面を形成するための載置面とにカーボンプリプレグシートを敷設すると共に、前記環状傾斜面上に敷設したカーボンプリプレグシート上に、環状傾斜面に沿って膨張,収縮可能な型チューブを載置しておき、次いで前記カーボンプリプレグシートの端末部を前記型チューブの表面に沿って円弧状に折り返すと共に、この折り返し部分の外表面に、内壁に半球状の環状凹面を有する上金型を嵌合した後、前記型チューブ内に気体を充填させて膨張させながらその膨張圧力により前記カーボンプリプレグシートを前記下金型の環状傾斜面及び前記上金型の環状凹面に押圧させ、次いで前記上下金型及び前記カーボンプリプレグシートの全体を袋状のバキュームシートで覆った後、該バキュームシートの内部を減圧した後、全体を所定時間加熱してカーボンプリプレグシートを加熱硬化し、その後、バキュームシート内から所定形状に成形されたパラボラリフレクターを取り出すことを要旨とする。
これにより、コンパクトレンジを構成するパラボラリフレクターの外周縁部を膨張した状態における型チューブの表面に沿った環状に成形でき、さらには、その外表面が上下金型の環状傾斜面及び環状凹面により平滑に成形されるため、パラボラリフレクターの外周縁部における環状面の仕上げ加工が不要になりコンパクトレンジの生産性が向上する。
の発明により製造されたコンパクトレンジは、パラボラリフレクターが炭素繊維複合体から構成されているため、軽量で操作性に優れる。
また、この発明では、カーボンプリプレグシートを金型と可撓性管状体または型チューブを使用して成形し、該成形体を加熱して硬化させることにより製造するために、製造コストが安価であり、さらには、パラボラリフレクターの外周縁部における環状面の仕上げ加工が不要になるため生産性が向上する。
以下、この発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図1はこの発明により製造されたコンパクトレンジの一例を示す平面図で、図2は図1のA−A矢視断面図であり、コンパクトレンジ1は、図1に示すように楕円形のパラボラリフレクター2で構成され、その外周縁部2aが、図2に示すように反射面に対して背面側に向かってロール状に丸めて環状に形成されている。
パラボラリフレクター2は、電波を球面波から平面波に変換する機能を有し、ソースから放射された球面波をパラボラリフレクター2により平面波に変換して反射する。これにより、狭い空間の中での電波測定にあっても擬似的に遠方界における測定環境が実現されるため、特に、大きなスペースを必要とするミリ波帯の電波測定に有利である。
パラボラリフレクター2の外周縁部2aでは、電波の散乱が生じやすく、これにより平面波が乱れて電波測定の精度が低下するため、その外周端部2aを反射面に対して背面側に向かってロール状に丸めて形成し、電波の散乱を抑制する工夫が施される。
パラボラリフレクター2は、炭素繊維を含有した複合材料、好ましくはカーボンプリプレグで構成する。カーボンプリプレグは、炭素繊維を熱硬化性樹脂に含有させたもので、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が使用される。
図3はこの発明のコンパクトレンジの製造方法に関する第一発明の工程を説明するための説明図で、第一発明によるコンパクトレンジ1の製造工程は、先ず最初に、金型3の内面の外周近傍に形成した円弧状の環状傾斜面3bと、この環状傾斜面3bに連続するパラボラリフレクターの反射面を形成するための載置面3aとにカーボンプリプレグシート4を敷設する。
次いで、前記環状傾斜面3b上に敷設したカーボンプリプレグシート4上に、環状傾斜面3bに沿って可撓性管状体5を載置し、前記カーボンプリプレグシート4の端末部を前記可撓性管状体5の表面に沿って折り返し、該折り返し部分の外表面をシリコンゴムシート6で覆う。
その後、前記金型3と前記シリコンゴムシート6及びカーボンプリプレグシート4の全体を袋状のバキュームシート7で覆い、該バキュームシート7の内部を減圧した状態で、全体を所定時間加熱してカーボンプリプレグシート4を加熱硬化し、その後、バキュームシート7内から所定形状に成形されたパラボラリフレクター2を取り出す。
これにより、コンパクトレンジ1を構成するパラボラリフレクター2の外周縁部2aを可撓性管状体5の表面に沿った環状に成形でき、さらには、その外表面が金型3の円弧状の環状傾斜面3bとシリコンゴムシート6の内面により平滑に成形されるため、パラボラリフレクター2の外周縁部2aにおける環状面の仕上げ加工が不要になりコンパクトレンジ1の生産性が向上する。
図4はこの発明のコンパクトレンジの製造方法に関する第二発明の工程を説明するための説明図で、第二発明によるコンパクトレンジ1の製造工程は、先ず最初に、下金型8の外周近傍に形成した円弧状の環状傾斜面8bと、この環状傾斜面8bに連続するパラボラリフレクターの反射面を形成するための載置面8aとにカーボンプリプレグシート4を敷設する。
次いで、前記環状傾斜面8b上に敷設したカーボンプリプレグシート4上に、環状傾斜面8bに沿って膨張,収縮可能な型チューブ9を載置し、前記カーボンプリプレグシート4の端末部を前記型チューブ9の表面に沿って円弧状に折り返し、この折り返し部分の外表面に、内壁に半球状の環状凹面10bを有する上金型10を嵌合し、前記型チューブ9内に気体を充填させて膨張させながらその膨張圧力により前記カーボンプリプレグシート4を前記下金型8の環状傾斜面8b及び前記上金型10の環状凹面10bに押圧させる。
その後、前記上下金型10、8及び前記カーボンプリプレグシート4の全体を袋状のバキュームシート7で覆い、該バキュームシート7の内部を減圧した後、全体を所定時間加熱してカーボンプリプレグシート4を加熱硬化し、その後、バキュームシート7内から所定形状に成形されたパラボラリフレクター2を取り出す。
これにより、コンパクトレンジ1を構成するパラボラリフレクター2の外周縁部2aを膨張した状態における型チューブ9の表面に沿った環状に成形でき、さらには、その外表面が下金型8の環状傾斜面8b及び上金型10の環状凹面10bにより平滑に成形されるため、パラボラリフレクター2の外周縁部2aにおける環状面の仕上げ加工が不要になりコンパクトレンジの生産性が向上する。
上記のようにして得られたコンパクトレンジ1のパラボラリフレクター2の外周縁部2aは、反射面に対して背面側に向かってロール状に丸められた円環状に形成され、かつ該円環状の表面が平滑に成形されているので、電波測定時のパラボラリフレクター2の外周縁部2aにおける電波の散乱が殆ど見られない。
なお、この発明のコンパクトレンジの製造方法において使用する金型3、下金型8及び上金型10は、カーボンプリプレグシート4を成形する際の作業性の便宜上の観点から、通例は、周方向に複数に分割した金型で構成し、成形時にこれらを組み合わせて使用することが行われる。
この発明により製造されたコンパクトレンジの一例を示す平面図である。 図1のA−A矢視断面図である。 この発明のコンパクトレンジの製造方法に関する第一発明の工程を説明するための説明図である。 この発明のコンパクトレンジの製造方法に関する第二発明の工程を説明するための説明図である。 電波の放射系試験の状況を説明するための説明図である。
符号の説明
1 コンパクトレンジ
2 パラボラリフレクター 2a 外周縁部
3 金型 3a,8a 載置面
3b,8b 環状傾斜面 4 カーボンプリプレグシート
5 可撓性管状体 6 シリコンゴムシート
7 バキュームシート 8 下金型
9 型チューブ 10 上金型
10b 環状凹面

Claims (2)

  1. 外周縁部を反射面に対して背面側に向かってロール状に丸めて形成した炭素繊維複合材料からなるパラボラリフレクターを金型と可撓性管状体を使用して成形するコンパクトレンジの製造方法であって、
    あらかじめ前記金型内面の外周近傍に形成した円弧状の環状傾斜面と、この環状傾斜面に連続するパラボラリフレクターの反射面を形成するための載置面とにカーボンプリプレグシートを敷設すると共に、前記環状傾斜面上に敷設したカーボンプリプレグシート上に、環状傾斜面に沿って可撓性管状体を載置しておき、次いで前記カーボンプリプレグシートの端末部を前記可撓性管状体の表面に沿って折り返すと共に、該折り返し部分の外表面をシリコンゴムシートで覆った後、前記金型と前記シリコンゴムシート及びカーボンプリプレグシートの全体を袋状のバキュームシートで覆い、該バキュームシートの内部を減圧した状態で、全体を所定時間加熱してカーボンプリプレグシートを加熱硬化し、その後、バキュームシート内から所定形状に成形されたパラボラリフレクターを取り出すことを特徴とするコンパクトレンジの製造方法。
  2. 外周縁部を反射面に対して背面側に向かってロール状に丸めて形成した炭素繊維複合材料からなるパラボラリフレクターを上下金型と型チューブを使用して成形するコンパクトレンジの製造方法であって、
    あらかじめ下金型の外周近傍に形成した円弧状の環状傾斜面と、この環状傾斜面に連続するパラボラリフレクターの反射面を形成するための載置面とにカーボンプリプレグシートを敷設すると共に、前記環状傾斜面上に敷設したカーボンプリプレグシート上に、環状傾斜面に沿って膨張,収縮可能な型チューブを載置しておき、次いで前記カーボンプリプレグシートの端末部を前記型チューブの表面に沿って円弧状に折り返すと共に、この折り返し部分の外表面に、内壁に半球状の環状凹面を有する上金型を嵌合した後、前記型チューブ内に気体を充填させて膨張させながらその膨張圧力により前記カーボンプリプレグシートを前記下金型の環状傾斜面及び前記上金型の環状凹面に押圧させ、次いで前記上下金型及び前記カーボンプリプレグシートの全体を袋状のバキュームシートで覆った後、該バキュームシートの内部を減圧した後、全体を所定時間加熱してカーボンプリプレグシートを加熱硬化し、その後、バキュームシート内から所定形状に成形されたパラボラリフレクターを取り出すことを特徴とするコンパクトレンジの製造方法。
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