JPH0134410Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0134410Y2 JPH0134410Y2 JP17146782U JP17146782U JPH0134410Y2 JP H0134410 Y2 JPH0134410 Y2 JP H0134410Y2 JP 17146782 U JP17146782 U JP 17146782U JP 17146782 U JP17146782 U JP 17146782U JP H0134410 Y2 JPH0134410 Y2 JP H0134410Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- antenna panel
- offset
- expansion coefficient
- reinforcing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 23
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、人工衛星に搭載され、周囲に補強
梁を取付けた、複数のアンテナパネルとこのアン
テナパネルの展開機構よりなるマイクロストリツ
プアレーアンテナに関するものである。
梁を取付けた、複数のアンテナパネルとこのアン
テナパネルの展開機構よりなるマイクロストリツ
プアレーアンテナに関するものである。
従来この種のアンテナにおけるマイクロストリ
ツプアレーアンテナとして第１図〜第３図に示す
ものがあつた。第１図は人工衛星搭載用マイクロ
ストリツプアレーアンテナの概略図、第２図はア
ンテナパネルの断面図、第３図は軌道上で展開後
のアンテナの熱変形後の状態を示した図である。
ツプアレーアンテナとして第１図〜第３図に示す
ものがあつた。第１図は人工衛星搭載用マイクロ
ストリツプアレーアンテナの概略図、第２図はア
ンテナパネルの断面図、第３図は軌道上で展開後
のアンテナの熱変形後の状態を示した図である。
第１図〜第３図においては、１はアンテナパネ
ル、２は展開ヒンジ、３は補強梁、４は人工衛
星、５は放射素子、６は基板、７は誘導体コア、
８は地導体、９はコア、１０は表皮、ａはアンテ
ナパネル翼端変位である。
ル、２は展開ヒンジ、３は補強梁、４は人工衛
星、５は放射素子、６は基板、７は誘導体コア、
８は地導体、９はコア、１０は表皮、ａはアンテ
ナパネル翼端変位である。
次に動作について説明する。第１図は人工衛星
４に搭載され補強梁３にて補強されたアンテナパ
ネル１およびアンテナパネル１間を補強梁３を介
して結合する展開ヒンジ２とを備えたマイクロス
トリツプアレーアンテナの展開後の状態を示して
いる。第２図はアンテナパネル１の断面図であ
り、マイクロストリツプアレーアンテナの実際例
を示している。図中、アンテナパネルは、誘導体
から成る基板６の上面に、金、銀、銅などの電気
伝導度の極めて高い矩形状の放射素子５が被着さ
れ、下面側に全面にわたつて電気伝導度が高く、
軽量で剛性の高いCFRP（カーボン繊維強化プラ
スチツク）の地導体８を有し、その間を軽量で低
誘電率を有する材料よりなる誘導体コア７で埋
め、さらにアンテナパネル全体の剛性をあげるた
め軽量なコア９と軽量で剛性の高いCFRP表皮１
０とを組合わせた二重サンドイツチ構造から成つ
ている。アンテナパネル周辺には、展開時の衝撃
力に耐え、且つ固有振動数を上げるため補強梁３
がアンテナパネルと同一面に取付けられている。
４に搭載され補強梁３にて補強されたアンテナパ
ネル１およびアンテナパネル１間を補強梁３を介
して結合する展開ヒンジ２とを備えたマイクロス
トリツプアレーアンテナの展開後の状態を示して
いる。第２図はアンテナパネル１の断面図であ
り、マイクロストリツプアレーアンテナの実際例
を示している。図中、アンテナパネルは、誘導体
から成る基板６の上面に、金、銀、銅などの電気
伝導度の極めて高い矩形状の放射素子５が被着さ
れ、下面側に全面にわたつて電気伝導度が高く、
軽量で剛性の高いCFRP（カーボン繊維強化プラ
スチツク）の地導体８を有し、その間を軽量で低
誘電率を有する材料よりなる誘導体コア７で埋
め、さらにアンテナパネル全体の剛性をあげるた
め軽量なコア９と軽量で剛性の高いCFRP表皮１
０とを組合わせた二重サンドイツチ構造から成つ
ている。アンテナパネル周辺には、展開時の衝撃
力に耐え、且つ固有振動数を上げるため補強梁３
がアンテナパネルと同一面に取付けられている。
なお、アンテナパネル全体は電気性能の要求条
件から平但にする必要がある。
件から平但にする必要がある。
しかしながら、従来のマイクロストリツプアレ
ーアンテナは以上のように構成されているので、
各層の熱膨張係数が違うため、人工衛星打上げ前
の地上と人工衛星打上げ後の宇宙空間とに大きな
温度差があることから、第３図に示すようにアン
テナパネル全体の熱変形を小さく平但にしなけれ
ばならず、各層の熱膨張係数を同じくするための
構成材料の検討及び変更をすることが必要であ
り、また補強梁による熱変形を小さくするための
剛性強化等の構造上の検討及び変更をする必要も
あり、このために重量増加をまねくなどの欠点が
あつた。
ーアンテナは以上のように構成されているので、
各層の熱膨張係数が違うため、人工衛星打上げ前
の地上と人工衛星打上げ後の宇宙空間とに大きな
温度差があることから、第３図に示すようにアン
テナパネル全体の熱変形を小さく平但にしなけれ
ばならず、各層の熱膨張係数を同じくするための
構成材料の検討及び変更をすることが必要であ
り、また補強梁による熱変形を小さくするための
剛性強化等の構造上の検討及び変更をする必要も
あり、このために重量増加をまねくなどの欠点が
あつた。
この考案はこのような欠点を解消するために成
されたもので高い精度で軽量な人工衛星搭載用展
開型マイクロストリツプアレーアンテナを提供す
るものである。
されたもので高い精度で軽量な人工衛星搭載用展
開型マイクロストリツプアレーアンテナを提供す
るものである。
以下第４図〜第６図に示すこの考案の一実施例
について説明する。第４図はこの考案のオフセツ
トを有する補強梁１１を用いた人工衛星搭載用マ
イクロストリツプアレーアンテナの概略図、第５
図はアンテナパネル中立軸に対して自身の中立軸
をδだけずらすことによりオフセツトを得た補強
梁１１を取付けたアンテナパネルの断面図、第６
図はオフセツト量δに対してアンテナパネルの翼
端変位の値を有限要素法にて計算した結果を示す
図である。
について説明する。第４図はこの考案のオフセツ
トを有する補強梁１１を用いた人工衛星搭載用マ
イクロストリツプアレーアンテナの概略図、第５
図はアンテナパネル中立軸に対して自身の中立軸
をδだけずらすことによりオフセツトを得た補強
梁１１を取付けたアンテナパネルの断面図、第６
図はオフセツト量δに対してアンテナパネルの翼
端変位の値を有限要素法にて計算した結果を示す
図である。
これらの図で１はアンテナパネル、２は展開ヒ
ンジ、４は人工衛星、５は放射素子、６は基板、
７は誘導体コア、８は地導体、９はコア、１０は
表皮、１１はオフセツトを有する補強梁である。
ンジ、４は人工衛星、５は放射素子、６は基板、
７は誘導体コア、８は地導体、９はコア、１０は
表皮、１１はオフセツトを有する補強梁である。
次に動作について説明する。第４図は人工衛星
４に搭載され、周囲にオフセツトを有する補強梁
１１を取付けたアンテナパネル１と展開ヒンジ２
とを備えたこの考案のマイクロストリツプアレー
アンテナの展開後の状態を示している。第５図は
アンテナパネル１の断面図であり、マイクロスト
リツプアレーアンテナの実際例を示している。構
成はこの考案のマイクロストリツプアレーアンテ
ナがオフセツトδを有する補強梁１１を用いる他
は従来と同一である。
４に搭載され、周囲にオフセツトを有する補強梁
１１を取付けたアンテナパネル１と展開ヒンジ２
とを備えたこの考案のマイクロストリツプアレー
アンテナの展開後の状態を示している。第５図は
アンテナパネル１の断面図であり、マイクロスト
リツプアレーアンテナの実際例を示している。構
成はこの考案のマイクロストリツプアレーアンテ
ナがオフセツトδを有する補強梁１１を用いる他
は従来と同一である。
この考案のマイクロストリツプアレーアンテナ
は以上のように構成されているため、地上で翼端
変位を零に調整されたアンテナは温度差のある宇
宙軌道上に打上げられ展開した後も、補強材がオ
フセツトを有していることにより、アンテナパネ
ル中立面に対しパネルの変形を抑えるモーメント
が作用し、ほとんど翼端変位が生じない。これを
定性的に説明すると以下の様になる。アンテナパ
ネル両端にある二本の補強梁の中間に上記補強梁
と平行となる軸を考える。この軸に沿つた変形を
考える場合にはアンテナパネルは近似的に１本の
等価梁と考えて良い。更に上記等価梁と二本の補
強梁を含めた糸を全体梁とすれば、全体梁の軸方
向の熱変形に関する特性である曲率膨張係数β
は、上記等価梁の軸剛性EA1、曲げ剛性EI1、線
膨張係数α1、曲率膨張係数β1および上記二本の補
強梁の軸剛性EA2、曲げ剛性EI2、線膨張係数α2、
曲率膨張係数β2、並びに上記等価梁と補強梁の中
立軸間の距離すなわちオフセツトδにより以下の
ように求められる。
は以上のように構成されているため、地上で翼端
変位を零に調整されたアンテナは温度差のある宇
宙軌道上に打上げられ展開した後も、補強材がオ
フセツトを有していることにより、アンテナパネ
ル中立面に対しパネルの変形を抑えるモーメント
が作用し、ほとんど翼端変位が生じない。これを
定性的に説明すると以下の様になる。アンテナパ
ネル両端にある二本の補強梁の中間に上記補強梁
と平行となる軸を考える。この軸に沿つた変形を
考える場合にはアンテナパネルは近似的に１本の
等価梁と考えて良い。更に上記等価梁と二本の補
強梁を含めた糸を全体梁とすれば、全体梁の軸方
向の熱変形に関する特性である曲率膨張係数β
は、上記等価梁の軸剛性EA1、曲げ剛性EI1、線
膨張係数α1、曲率膨張係数β1および上記二本の補
強梁の軸剛性EA2、曲げ剛性EI2、線膨張係数α2、
曲率膨張係数β2、並びに上記等価梁と補強梁の中
立軸間の距離すなわちオフセツトδにより以下の
ように求められる。
全体梁の曲剛性EI、および単位熱モーメント
Mrは EI＝EI1＋EI2＋EA1・EA2／EA1＋EA2δ (1) Mr＝EI1β1＋EI2β2 ＋EA1（EA1α1＋EA2α2／EA1＋EA2−α1） (2) で表わされる。曲率膨張係数βは、定義式β＝
Ｍ／EIに上記式(1)，(2)を代入し以下の様に求め
られる。
Mrは EI＝EI1＋EI2＋EA1・EA2／EA1＋EA2δ (1) Mr＝EI1β1＋EI2β2 ＋EA1（EA1α1＋EA2α2／EA1＋EA2−α1） (2) で表わされる。曲率膨張係数βは、定義式β＝
Ｍ／EIに上記式(1)，(2)を代入し以下の様に求め
られる。
β＝β1（１＋EI2／EI1・β2／β1＋α2−α1／δβ1
Ｓ）／（１＋EI2／EI1＋Ｓ）(3) 但し、上式(3)にてＳは式を見やすくするための
変数で次式で与えられる。
Ｓ）／（１＋EI2／EI1＋Ｓ）(3) 但し、上式(3)にてＳは式を見やすくするための
変数で次式で与えられる。
Ｓ＝EA1δ2／EI1（１＋EA1／EA2）-1 (4)
以上より、全体梁の曲率膨張係数βは、上記中
立軸間の距離、即ちオフセツトδを次式 １＋EI2β2／EI1β1＋α2−α1／EI1β1 ×（１／EA1＋１／EA2）-1・δ＝０ (5) を満たす様に設定すれば、上記式(3)により零とな
る。即ち温度変化に対し全体梁は曲らない。従つ
てこの様に設計された全体梁を軸方向に直列的に
結合しても、全体としての曲げ変形は生じない。
立軸間の距離、即ちオフセツトδを次式 １＋EI2β2／EI1β1＋α2−α1／EI1β1 ×（１／EA1＋１／EA2）-1・δ＝０ (5) を満たす様に設定すれば、上記式(3)により零とな
る。即ち温度変化に対し全体梁は曲らない。従つ
てこの様に設計された全体梁を軸方向に直列的に
結合しても、全体としての曲げ変形は生じない。
従来設計では、上記オフセツトδの効果が分ら
なかつたため、全体梁の曲率膨張係数βを小さく
するのにβ2＝０，EI2≫EI1の方法が取られてい
た。即ち熱変形のない（β＝０）、極めて固い
（EI2≫EI1）補強梁をアンテナパネルに取付けて、
全体梁としての熱変形を小さくしていた。このよ
うに従来法は曲げ剛性EI2の増大に伴う重量増が
必然であつたが、この考案では剛性の増大を必要
とせず単にオフセツトを付けるだけで熱変形がな
くなるため軽量なマイクロストリツプアレーアン
テナの実現が可能となる。
なかつたため、全体梁の曲率膨張係数βを小さく
するのにβ2＝０，EI2≫EI1の方法が取られてい
た。即ち熱変形のない（β＝０）、極めて固い
（EI2≫EI1）補強梁をアンテナパネルに取付けて、
全体梁としての熱変形を小さくしていた。このよ
うに従来法は曲げ剛性EI2の増大に伴う重量増が
必然であつたが、この考案では剛性の増大を必要
とせず単にオフセツトを付けるだけで熱変形がな
くなるため軽量なマイクロストリツプアレーアン
テナの実現が可能となる。
実際の設計では正確にはアンテナパネルを一本
の等価梁で近似する事は誤差が多いため、種々の
オフセツト量に対し有限要素法等で正確に熱変形
計算を実施し、第６図に示す様なオフセツト量に
対する熱変形量のグラフを作成し、変形量が零と
なるオフセツト量を求める事になる。
の等価梁で近似する事は誤差が多いため、種々の
オフセツト量に対し有限要素法等で正確に熱変形
計算を実施し、第６図に示す様なオフセツト量に
対する熱変形量のグラフを作成し、変形量が零と
なるオフセツト量を求める事になる。
以上のように、この考案によれば、オフセツト
を有する補強梁を用いることにより、従来のマイ
クロストリツプアレーアンテナの重量を増やすこ
となく、かつ剛性の低下をもたらすことなく、熱
変形の極めて僅かなマイクロストリツプアレーア
ンテナを作ることが出来るという利点がある。
を有する補強梁を用いることにより、従来のマイ
クロストリツプアレーアンテナの重量を増やすこ
となく、かつ剛性の低下をもたらすことなく、熱
変形の極めて僅かなマイクロストリツプアレーア
ンテナを作ることが出来るという利点がある。
第１図〜第３図は従来における人工衛星搭載用
展開型マイクロストリツプアレーアンテナを説明
するための図、第４図はこの考案のオフセツトを
有する補強梁を取付けたアンテナパネルの概略
図、第５図は第４図に示したアンテナパネルの断
面図、第６図は補強梁のオフセツトがアンテナパ
ネルの熱変形に及ぼす効果を示した図であり、１
はアンテナパネル、２は展開ヒンジ、３はオフセ
ツトを有しない補強梁、４は衛星、５は放射素
子、６は基板、７は誘導体コア、８は地導体、９
はコア、１０は表皮、１１はオフセツトを有する
補強梁を示す図である。
展開型マイクロストリツプアレーアンテナを説明
するための図、第４図はこの考案のオフセツトを
有する補強梁を取付けたアンテナパネルの概略
図、第５図は第４図に示したアンテナパネルの断
面図、第６図は補強梁のオフセツトがアンテナパ
ネルの熱変形に及ぼす効果を示した図であり、１
はアンテナパネル、２は展開ヒンジ、３はオフセ
ツトを有しない補強梁、４は衛星、５は放射素
子、６は基板、７は誘導体コア、８は地導体、９
はコア、１０は表皮、１１はオフセツトを有する
補強梁を示す図である。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 周囲に補強梁を取付けた、複数のアンテナパネ
ルと前記パネルを展開させる展開機構よりなるマ
イクロストリツプアレーアンテナにおいて、上記
補強梁をその中立面が上記パネルの中立面に対し １＋EI2β2／EI1β1＋α2−α1／EI1β1 ×（１／EA1＋１／EA2）-1・δ＝０ EI1：アンテナパネルの曲げ剛性 EI2：補強梁の曲げ剛性 EA1：アンテナパネルの軸剛性 EA2：補強梁の軸剛性 α1：アンテナパネルの線膨張係数 α2：補強梁の線膨張係数 β1：アンテナパネルの曲率膨張係数 β2：補強梁の曲率膨張係数 δ：アンテナパネルと補強梁の中立軸間の距離
（オフセツト） を満たすδ付近にずらして取付けたことを特徴と
するマイクロストリツプアレーアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17146782U JPS5976109U (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | マイクロストリツプアレ−アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17146782U JPS5976109U (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | マイクロストリツプアレ−アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5976109U JPS5976109U (ja) | 1984-05-23 |
| JPH0134410Y2 true JPH0134410Y2 (ja) | 1989-10-19 |
Family
ID=30374035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17146782U Granted JPS5976109U (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | マイクロストリツプアレ−アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5976109U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60208902D1 (de) * | 2001-08-13 | 2006-04-13 | Molex Inc | Modulare antenne mit doppelpolarisation |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP17146782U patent/JPS5976109U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5976109U (ja) | 1984-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6064352A (en) | Composite isogrid structures for parabolic surfaces | |
| US4550319A (en) | Reflector antenna mounted in thermal distortion isolation | |
| Huang | The development of inflatable array antennas | |
| US4635071A (en) | Electromagnetic radiation reflector structure | |
| US6344835B1 (en) | Compactly stowable thin continuous surface-based antenna having radial and perimeter stiffeners that deploy and maintain antenna surface in prescribed surface geometry | |
| US5620529A (en) | Low disturbance solar array | |
| JPH0123961B2 (ja) | ||
| Rubio et al. | An origami-inspired foldable reflectarray on a straight-major square-twist pattern | |
| JPH0134410Y2 (ja) | ||
| US6975282B2 (en) | Integrated symmetrical reflector and boom | |
| EP0067946B1 (en) | Lightweight slot array antenna structure | |
| JPH0138968Y2 (ja) | ||
| JPH0220005B2 (ja) | ||
| Datashvili et al. | High precision large deployable space reflector based on pillow-effect-free technology | |
| Huang et al. | The development of inflatable array antennas | |
| Khanal et al. | A wide-scanning array antenna of connected vertical bowtie elements structurally integrated within an aircraft fuselage | |
| Davis et al. | Mechanical development of antenna systems | |
| JPH0145761B2 (ja) | ||
| US4700195A (en) | Waveguide fed composite horn antenna | |
| Soykasap et al. | Preliminary design of deployable flexible shell reflector of an x-band satellite payload | |
| JPS58184806A (ja) | マイクロストリツプアレ−アンテナ | |
| Encinar et al. | Breadboard of a three-layer printed reflectarray for dual polarisation and dual coverage | |
| RU2556424C2 (ru) | Каркас конструкции антенного рефлектора из полимерного композиционного материала | |
| EP1835566A1 (en) | Method for manufacturing an antenna reflector | |
| Archer | Advanced sunflower antenna concept development |