JP5606185B2 - Dual grid reflector and manufacturing method of dual grid reflector - Google Patents
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Description
本発明は、人工衛星搭載用アンテナ等に設けられる誘電体を材料としたスキンに導電性材料をパターニングしたデュアルグリッドリフレクタに関するものである。 The present invention relates to a dual grid reflector obtained by patterning a conductive material on a skin made of a dielectric material provided on an antenna for satellite installation or the like.
人工衛星等に使われるデュアルグリッドリフレクタは、特定の偏波を反射し、その偏波と直交する偏波を透過するようにグリッドが設けられた前面反射鏡と、グリッドのない導体面である後面反射鏡と、前面反射鏡と後面反射鏡とを結合するための結合部材とから構成される。 Dual grid reflectors used in artificial satellites, etc., have a front reflector with a grid that reflects a specific polarized wave and transmits a polarized wave orthogonal to the polarized wave, and a rear surface that is a conductor surface without a grid. The reflecting mirror and a coupling member for coupling the front reflecting mirror and the rear reflecting mirror are configured.
このようなグリッドが設けられた反射鏡の製造方法としては、例えば、次のようなものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。まず、可撓性を有するフィルム上に金属めっきを施してエッチングすることで、所定のパターン(曲線を含む)のグリッドが形成されたグリッド付フィルムを得る。 As a manufacturing method of a reflecting mirror provided with such a grid, for example, the following has been proposed (for example, see Patent Document 1). First, a film with a grid on which a grid having a predetermined pattern (including a curve) is formed is obtained by performing metal plating on a flexible film and etching the film.
次に、このようにして形成されたグリッド付フィルムを、曲面を有するスキン(例えば、ケブラー(登録商標)繊維(アラミド繊維)とシアネート樹脂とからなるKFRP)にグリッド側を下にして密着させ、加熱・加圧成形する。その後、フィルムを引き剥がすことにより、スキンにグリッドを転写することで反射鏡が製造される。 Next, the grid-attached film thus formed is closely adhered to a skin having a curved surface (for example, KFRP made of Kevlar (registered trademark) fiber (aramid fiber) and cyanate resin) with the grid side down, Heat and pressure mold. Thereafter, the reflector is manufactured by transferring the grid to the skin by peeling off the film.
また、炭素繊維をグリッドとする反射鏡の製造方法としては、炭素繊維等の導電性繊維と、アラミド繊維、ガラス繊維等の誘電体繊維とを用いた3軸織物を曲面に形成する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a method of manufacturing a reflector having a carbon fiber grid, a method of forming a triaxial woven fabric using a conductive fiber such as carbon fiber and a dielectric fiber such as aramid fiber or glass fiber on a curved surface is proposed. (For example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
金属をグリッドとして反射面に転写する場合には、次のような問題がある。すなわち、曲率の大きい反射鏡や、曲率が鏡面内で一定ではなく複雑に変化する修整鏡面の有する反射鏡においては、軸方向につながっているグリッドが、反射鏡の形状に追従せずに、反射面から剥離してしまうという課題があった。
However, the prior art has the following problems.
When transferring a metal to a reflective surface as a grid, there are the following problems. In other words, in reflective mirrors with large curvatures and those with modified mirror surfaces where the curvature is not constant within the mirror surface and changes in a complicated manner, the grid connected in the axial direction does not follow the shape of the reflector and reflects. There was a problem of peeling from the surface.
また、炭素繊維をグリッドとして3軸織物にする場合にも、同様に、次のような問題があった。すなわち、曲率の大きい反射鏡や、曲率が鏡面内で一定ではなく複雑に変化する修整鏡面の有する反射鏡においては、軸方向につながっているグリッドが、誘電体繊維と編みこまれて、隣接する誘電体繊維との摩擦で、変形量が制限されてしまう。この結果、反射鏡の形状にグリッドが追従せずに、反射面から剥離してしまうという課題があった。 Similarly, when the carbon fiber is used as a grid to form a triaxial woven fabric, there are the following problems. That is, in a reflector having a large curvature or a mirror having a modified mirror surface in which the curvature is not constant within the mirror surface, the grid connected in the axial direction is adjacent to the dielectric fiber. The amount of deformation is limited by friction with the dielectric fiber. As a result, there is a problem that the grid does not follow the shape of the reflecting mirror and peels off from the reflecting surface.
このような、グリッドの反射面からの剥離をなくすことは、反射鏡の鏡面精度を向上させ、電波の焦点のずれを抑え、通信精度の低下を防ぎ、通信の安定性を向上させる上で、解決すべき重要な課題である。 Eliminating such peeling from the reflective surface of the grid improves the mirror surface accuracy of the reflector, suppresses the defocus of the radio wave, prevents a decrease in communication accuracy, and improves the stability of communication. It is an important issue to be solved.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、グリッドを反射面に密着させ、鏡面精度低下を防ぎ、通信の安定性を向上させることのできるデュアルグリッドリフレクタを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a dual grid reflector capable of closely adhering a grid to a reflecting surface, preventing a decrease in specular accuracy, and improving communication stability. With the goal.
本発明に係るデュアルグリッドリフレクタは、特定の偏波を反射し、その偏波と直交する偏波を透過するようにグリッドが設けられた前面反射鏡と、グリッドのない導体面である後面反射鏡と、前面反射鏡と後面反射鏡とを結合する結合部材とを備え、2つの反射鏡を有して構成されるデュアルグリッドリフレクタにおいて、前面反射鏡に設けられたグリッドは、グリッドパターニングされた導電性材料によって形成され、グリッドパターニングの方向に相当する軸方向に3以上の分割数として分断されているものである。 The dual grid reflector according to the present invention includes a front reflector having a grid so as to reflect a specific polarized wave and transmit a polarized wave orthogonal to the polarized wave, and a rear reflector that is a conductor surface without the grid. And a coupling member that couples the front reflector and the rear reflector, and a dual grid reflector having two reflectors, the grid provided on the front reflector is a grid-patterned conductive material. It is formed of a conductive material and is divided into three or more division numbers in the axial direction corresponding to the grid patterning direction.
また、本発明のデュアルグリッドリフレクタの製造方法は、特定の偏波を反射し、その偏波と直交する偏波を透過するようにグリッドが設けられた前面反射鏡と、グリッドのない導体面である後面反射鏡と、前面反射鏡と後面反射鏡とを結合する結合部材とを備え、2つの反射鏡を有して構成されるデュアルグリッドリフレクタの製造方法であって、可撓性フィルムと導電性材料を一体化成形した後、グリッドパターニングされた導電性材料によって形成されたグリッドを、エッチング処理によりグリッドパターニングの方向に相当する軸方向に分断するステップと、鏡面成形型上にあらかじめ積層されたインナースキンの上に、インナースキンと導電性材料が向き合うように、一体化成形された後にエッチング処理された可撓性フィルムと導電性材料を転写するステップと、可撓性フィルムを除去するステップと、所定の時間にわたって加圧処理および加熱処理を行うことで、インナースキンおよび導電性材料で構成される前面反射鏡と後面反射鏡とを一体化成形し、軸方向に分断されたグリッドを有するデュアルグリッドリフレクタを形成するステップとを備えるものである。 In addition, the method of manufacturing the dual grid reflector according to the present invention includes a front reflector provided with a grid so as to reflect a specific polarization and transmit a polarization orthogonal to the polarization, and a conductor surface without the grid. A method of manufacturing a dual grid reflector, comprising a rear reflector and a coupling member for coupling the front reflector and the rear reflector, and comprising two reflectors, comprising a flexible film and a conductive film After integrally forming the conductive material, the grid formed by the grid-patterned conductive material is divided in an axial direction corresponding to the grid patterning direction by an etching process , and is laminated in advance on the mirror mold On the inner skin, a flexible film etched and then integrally formed so that the inner skin and the conductive material face each other A front reflector and a rear reflector made of an inner skin and a conductive material by transferring a conductive material, removing a flexible film, and applying pressure and heat for a predetermined time. Forming a dual-grid reflector having a grid that is integrally formed with a mirror and divided in the axial direction.
本発明に係るデュアルグリッドリフレクタおよびデュアルグリッドリフレクタの製造方法によれば、前面反射鏡に設けられたグリッドを、導電性材料によって形成するとともに、グリッドの軸方向に分断する構成とすることにより、グリッドを反射面に密着させ、鏡面精度低下を防ぎ、通信の安定性を向上させることのできるデュアルグリッドリフレクタおよびデュアルグリッドリフレクタの製造方法を得ることができる。 According to the dual grid reflector and the manufacturing method of the dual grid reflector according to the present invention, the grid provided on the front reflector is formed of a conductive material and is divided in the axial direction of the grid. Can be brought into close contact with the reflecting surface to prevent a decrease in mirror surface accuracy and to improve the stability of communication, and a dual grid reflector and a method for manufacturing the dual grid reflector can be obtained.
以下、本発明のデュアルグリッドリフレクタおよびデュアルグリッドリフレクタの製造方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a dual grid reflector and a method of manufacturing the dual grid reflector of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるデュアルグリッドリフレクタ(アンテナリフレクタ)を示す斜視図である。図1に示すデュアルグリッドリフレクタ1は、反射鏡面を形成するインナースキン6(前面反射鏡に相当)を誘電体の材料とし、インナースキン6にグリッドパターニングされた導電性材料2(グリッドに相当)と、インナースキン6の背面にあるハニカムコア4(結合部材に相当)と、ハニカムコア4の背面にあるアウタースキン5(後面反射鏡に相当)とを備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a dual grid reflector (antenna reflector) according to Embodiment 1 of the present invention. A dual grid reflector 1 shown in FIG. 1 includes an inner skin 6 (corresponding to a front reflector) that forms a reflecting mirror surface as a dielectric material, and a conductive material 2 (corresponding to a grid) that is grid-patterned on the
ここで、導電性材料2としては、例えば、銅箔のような金属材料が用いられており、グリッド軸方向に分断されている。また、導電性材料2として、炭素繊維を用いる、あるいは、炭素繊維の表面を金属コーティングしたものを用いることもできる。
Here, as the
図2は、本発明の実施の形態1におけるデュアルグリッドリフレクタのグリッド部の拡大図である。図2に示すように、反射鏡面を形成するインナースキン6に、導電性材料2がグリッドパターニングされており、導電性材料2は、図中の横方向に相当するグリッド軸方向に分断されている。
FIG. 2 is an enlarged view of the grid portion of the dual grid reflector according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 2, the
このように、導電性材料2が分断されていることにより、導電性材料2のグリッド軸方向の長さが短くなる。この結果、可撓性の低い導電性材料2が、曲率の大きい反射鏡や、曲率が鏡面内で一定ではなく複雑に変化する修整鏡面の有する反射鏡に対しても、追従することが可能となる。従って、導電性材料をグリッドの軸方向に分断した構成とすることで、反射鏡の鏡面精度を向上させ、電波の焦点のずれを抑え、通信精度の低下を防ぎ、通信の安定性を向上させることが可能となる。
Thus, when the
分断された隣接する導電性材料2の隙間は、隙間が大きいと反射面が減少することになる。このため、この隙間の大きさは、1〜2mm程度であることが望ましく、さらに、導電性材料2のグリッド軸直交方向の幅以下であることが望ましい。また、PIM(PASSIVE INTERMODULATON)の観点からも、導電性材料2は、オーバーラップしないことが望ましい。導電性材料2の分断は、曲率が大きい部位に集中させることで、導電性材料2の剥離の抑制効果を高めることができる。
If the gap between adjacent
また、先の図1に示した構成において、インナースキン6とハニカムコア4とアウタースキン5は、繊維織物に樹脂を含浸硬化させた強化複合材であり、同一材料とされている。ここで、強化複合材としては、例えば、ケブラーのような誘電体が用いられる。
In the configuration shown in FIG. 1, the
次に、本実施の形態1におけるデュアルグリッドリフレクタの製造方法について、図面を用いて具体的に説明する。図3は、本発明の実施の形態1における鏡面成形型3の上にあらかじめ積層されたインナースキン6上に、可撓性を有するフィルム8、およびフィルム8に一体成形された導電性材料2を転写成形する工程の構成を示した断面図であり、グリッド軸直交方向から見た断面図を示している。
Next, a method for manufacturing the dual grid reflector in the first embodiment will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 3 shows a flexible film 8 and a
また、図4は、本発明の実施の形態1における鏡面成形型3の上にあらかじめ積層されたインナースキン6上に、可撓性を有するフィルム8、およびフィルム8に一体成形された導電性材料2を転写成形する工程の構成を示した断面図であり、グリッド軸方向から見た断面図を示している。さらに、図5は、本発明の実施の形態1におけるインナースキン6と導電性材料2を一体化成形する工程の構成を示した断面図であり、グリッド軸直交方向から見た断面図を示している。
FIG. 4 shows a flexible film 8 on the
一例として、デュアルグリッドリフレクタの製造工程は、次の4段階とすることができる。
[1段階目]可撓性を有するフィルム8と導電性材料2を一体化成形する。
[2段階目]鏡面成形型の上にあらかじめ積層されたインナースキン6の上に可撓性を有するフィルム8、およびそのフィルムに一体化された導電性材料2を転写する(先の図3、図4参照)。
[3段階目]可撓性を有するフィルム8だけを除去する。
[4段階目]インナースキン6および導電性材料2を一体化成形する(先の図5参照)。
As an example, the manufacturing process of a dual grid reflector can be made into the following four stages.
[First Stage] The flexible film 8 and the
[Second Stage] The flexible film 8 and the
[Third stage] Only the flexible film 8 is removed.
[Fourth Stage] The
図3、図4に示したように、可撓性を有するフィルム8は、インナースキン6よりも小さい面積となるように分割される。可撓性を有するフィルム8を分割する際には、後工程で一体化される導電性材料2が、グリッド軸直交方向には連続していないため、可撓性が高いことを考慮して、グリッド軸直交方向の分割数は少なく、グリッド軸方向に分割数を多くすることが望ましい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the flexible film 8 is divided so as to have an area smaller than that of the
作業性の観点から、分割前の可撓性フィルムの長さは、300mm〜500mm程度にすることが望ましい。そして、裁断された可撓性を有するフィルム8は、薄膜状の形状を有する導電性材料2と、例えば、エポキシ系の接着剤によって一体化される。一体化する他の手段として、エポキシ系の接着剤の代わりに、例えば、アクリル系の粘着材を用いることもできる。
From the viewpoint of workability, it is desirable that the length of the flexible film before division is about 300 mm to 500 mm. The cut flexible film 8 is integrated with the
可撓性を有するフィルム8と一体化された導電性材料2は、エッチングによってグリッドが形成される。この手順によって、可撓性を有するフィルム8と、グリッドが形成された導電性材料2を一体化成形することができる。
The
次に、鏡面成形型3の上にインナースキン6を配置する。さらに、インナースキン6の上に、インナースキン6と導電性材料2が向き合うように、一体化された可撓性を有するフィルム8と導電性材料2を配置する。この際に、隣接する可撓性を有するフィルム8同士の隙間(すなわち、導電性材料2同士の隙間)は、電波特性の劣化の観点から、1〜2mm程度と小さいことが望ましい。
Next, the
また、インナースキン6、可撓性を有するフィルム8、および導電性材料2が密着するように、錘などをおいて加圧することが望ましい。また、インナースキン6は、導電性材料2と密着するように、タック性を有する半硬化前の状態であることが望ましい。このような一連の手順によって、鏡面成形型3の上にあらかじめ積層されたインナースキン6上に、可撓性を有するフィルム8、導電性材料2を転写することができる(図3、図4参照)。
In addition, it is desirable to apply pressure with a weight or the like so that the
次に、導電性材料2と可撓性を有するフィルム8とを分離する。可撓性フィルム8を除去する際に、導電性材料2とインナースキン6が剥離しないようにする必要がある。そこで、可撓性フィルム8を端から丸めるようにし、導電性材料2を手で押さえておくことが望ましい。この手順によって、可撓性を有するフィルム8だけを除去することができる。
Next, the
次に、インナースキン6と導電性材料2の上に、コア4とアウタースキン5、離型フィルム7とブリーザー9を配置する。さらに、バギングフィルム10とシーリング材11を用いて袋状にし、真空ポンプを用いて内部のエアーを抜く。この状態で、例えば、オートクレーブを用いて所定の温度と圧力にて、所定の時間、加圧および加熱を行う。この手順によって、インナースキン6および導電性材料2を一体化成形することができる。
Next, the
この結果、鏡面を成形することができるとともに、導電性材料2によって形成されるグリッドがグリッドの軸方向に分断されていることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ1を得ることができる。
As a result, it is possible to obtain a dual grid reflector 1 in which a mirror surface can be formed and the grid formed by the
以上のように、実施の形態1によれば、デュアルグリッドリフレクタは、反射面が設けられたインナースキンと、インナースキンに貼り付けられた導電性材料と、インナースキンの背面にあるハニカムコアと、ハニカムコアの背面にあるアウタースキンとを有している。そして、インナースキン、ハニカムコア、およびアウタースキンは、同一材料で構成されている。さらに、導電性材料によって形成されるグリッドが、グリッドの軸方向に分断されている。このような構成を備えることで、グリッドを反射面に密着させ、鏡面精度低下を防ぎ、通信の安定性を向上させることのできるデュアルグリッドリフレクタを実現することができる。 As described above, according to the first embodiment, the dual grid reflector includes an inner skin provided with a reflective surface, a conductive material attached to the inner skin, a honeycomb core on the back surface of the inner skin, And an outer skin on the back surface of the honeycomb core. The inner skin, honeycomb core, and outer skin are made of the same material. Furthermore, the grid formed by the conductive material is divided in the axial direction of the grid. By providing such a configuration, it is possible to realize a dual grid reflector capable of bringing the grid into close contact with the reflecting surface, preventing a decrease in mirror surface accuracy, and improving the stability of communication.
1 デュアルグリッドリフレクタ、2 導電性材料(グリッド)、3 鏡面成形型、4 ハニカムコア(結合部材)、5 アウタースキン(後面反射鏡)、6 インナースキン(前面反射鏡)、7 離型フィルム、8 可撓性フィルム、9 ブリーザー、10 バギングフィルム、11 シーリング材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dual grid reflector, 2 Conductive material (grid), 3 Mirror surface shaping | molding die, 4 Honeycomb core (joining member), 5 Outer skin (rear surface reflection mirror), 6 Inner skin (front surface reflection mirror), 7 Release film, 8 Flexible film, 9 breather, 10 bagging film, 11 sealing material.
Claims (5)
前記グリッドのない導体面である後面反射鏡と、
前記前面反射鏡と前記後面反射鏡とを結合する結合部材と
を備え、2つの反射鏡を有して構成されるデュアルグリッドリフレクタにおいて、
前記前面反射鏡に設けられた前記グリッドは、グリッドパターニングされた導電性材料によって形成され、前記グリッドパターニングの方向に相当する軸方向に3以上の分割数として分断されている
ことを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ。 A front reflecting mirror provided with a grid so as to reflect a specific polarization and transmit a polarization orthogonal to the polarization;
A rear reflector that is a conductor surface without the grid;
A dual grid reflector comprising: a coupling member that couples the front reflector and the rear reflector;
The dual grid characterized in that the grid provided on the front reflecting mirror is formed of a grid-patterned conductive material and is divided into three or more division numbers in an axial direction corresponding to the grid patterning direction. Grid reflector.
前記グリッドは、金属で構成されていることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ。 The dual grid reflector according to claim 1,
The grid is made of metal, and is a dual grid reflector.
前記グリッドは、炭素繊維で構成されていることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ。 The dual grid reflector according to claim 1,
The said grid is comprised with the carbon fiber, The dual grid reflector characterized by the above-mentioned.
前記グリッドは、前記炭素繊維の表面が金属でコーティングされて構成されていることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ。 The dual grid reflector according to claim 3,
The grid is formed by coating the surface of the carbon fiber with a metal.
前記グリッドのない導体面である後面反射鏡と、
前記前面反射鏡と前記後面反射鏡とを結合する結合部材と
を備え、2つの反射鏡を有して構成されるデュアルグリッドリフレクタの製造方法であって、
可撓性フィルムと導電性材料を一体化成形した後、グリッドパターニングされた前記導電性材料によって形成されたグリッドを、エッチング処理により前記グリッドパターニングの方向に相当する軸方向に分断するステップと、
鏡面成形型上にあらかじめ積層されたインナースキンの上に、前記インナースキンと前記導電性材料が向き合うように、一体化成形された後にエッチング処理された前記可撓性フィルムと前記導電性材料を転写するステップと、
前記可撓性フィルムを除去するステップと、
所定の時間にわたって加圧処理および加熱処理を行うことで、前記インナースキンおよび前記導電性材料で構成される前面反射鏡と前記後面反射鏡とを一体化成形し、前記軸方向に分断されたグリッドを有するデュアルグリッドリフレクタを形成するステップと
を備えることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタの製造方法。 A front reflecting mirror provided with a grid so as to reflect a specific polarization and transmit a polarization orthogonal to the polarization;
A rear reflector that is a conductor surface without the grid;
A manufacturing method of a dual grid reflector, comprising: a coupling member that couples the front reflector and the rear reflector;
After integrally molding the flexible film and the conductive material, dividing the grid formed by the grid patterned conductive material in an axial direction corresponding to the grid patterning direction by an etching process;
The flexible film and the conductive material that have been integrally molded and then etched so that the inner skin and the conductive material face each other on the inner skin previously laminated on the mirror mold are transferred. And steps to
Removing the flexible film;
By performing pressure treatment and heat treatment over a predetermined time, the front reflector and the rear reflector made of the inner skin and the conductive material are integrally molded, and the grid is divided in the axial direction. Forming a dual grid reflector comprising: a method of manufacturing a dual grid reflector.
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