JPH02128505A - ケーブルネットワークを用いたメッシュアンテナ鏡面 - Google Patents

ケーブルネットワークを用いたメッシュアンテナ鏡面

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JPH02128505A
JPH02128505A JP28139488A JP28139488A JPH02128505A JP H02128505 A JPH02128505 A JP H02128505A JP 28139488 A JP28139488 A JP 28139488A JP 28139488 A JP28139488 A JP 28139488A JP H02128505 A JPH02128505 A JP H02128505A
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cable
cables
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length
nodes
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仁 三次
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、メツシュアンテナ鏡面に関し、特にケーブル
の長さ誤差やケーブルを張る力の誤差に強く、形状をコ
ントロールできるケーブルネットワークを用いたメツシ
ュアンテナ鏡面に関するものである。
(従来の技術) 従来のアンテナ鏡面を構成する代表的な2種類のケーブ
ルネットワークを第4図に示す。
第4図(A)は従来のテンショントラス(文献:r−R
esearch  and  Development
  of  the  Ten5ionTruss  
Antenna  、  Preprint  38t
h  IAF、  IAF−87317、K、 MIU
RA et algを示し、100は伸縮の少ない剛性
のトラスケーブル、102はノード、104は反射鏡表
面、106はタイケーブル、108は伸縮可能なバック
アップケーブルを示す。
テンショントラスは鏡面を構成するケーブルの伸び剛性
が高く、その本数Nが鏡面上のノードの数mと3m=N
なる静定トラス条件を満たすように構成される。鏡面以
外のケーブルは鏡面ケーブルに張力を与えるように構成
されている。張力による伸びを無視し得るほど鏡面を構
成するケーブルの剛性が高い場合、鏡面形状はそれらの
ケーブルの長さとそのアレンジによフて一義的に決定で
きるため形状の制御が容易であると考えられている。
第4図(B)は従来のカテナリシステム(文献; r”
Comparison of Ten5ion 5ta
bilizedSLrucLures  for  L
arge  5pace  Antenna  Ref
fecl;orProc、 27th SDM Par
t 1. PP752〜75B、 JJ。
)1erbert、 E、E、 BachtellJを
示し、110はサーフイスコード、112はドロップコ
ード、114はボックストラスサーフイスチューブ部材
、116はカテナリコード、118はトラススタンドオ
フを示す。
カテナリシステムはいわゆる“綱”として一般的に用い
られているケーブルネットワークであり、ケーブルの剛
性に関して特に条件はない。このケーブルネットワーク
の形状はネットワークを張るために加えられている力の
釣合によって決定されているために力の変化に対して鏡
面は敏感に変形する。
(発明が解決しようとする課題) 第5図は同一アンテナ直径、同一分割数のテンショント
ラス、カテナリシステムに対して正規分布したケーブル
長さ誤差に対する鏡面RMS誤差の期待値をモンテカル
ロシミュレーションによって解析した結果をケーブルの
初期歪(初期張力/剛性)をパラメタにして示したグラ
フである。図中横軸はケーブルの長さ誤差偏差、たて軸
は与えられた長さ誤差偏差に対する鏡面RMS誤差をア
ンテナ直径で無次元化した量を表す。なお、解析は焦点
距離/アンテナ直径=1.5のアンテナについて行ない
、また、以下のすべての解析の初期状態におけるケーブ
ルの張力はすべて等しいものとする。そのため初期歪の
大きな値は伸び剛性の低いケーブルを、小さな値は伸び
剛性の高いケーブルを意味する。又長さ誤差は鏡面部の
ケーブルのみに与えた。
第5図から柔軟なケーブルに比して剛なケーブルは長さ
誤差に弱い、つまりケーブルの長さを鯖密に調整しない
とケーブルのたわみが生じそれによって鏡面に大きな変
形がおこることがわかる。
これは、柔軟なケーブルは長さの誤差を初期歪によって
吸収することでケーブルのたわみを防ぎ鏡面の変形を小
さくするが、剛なケーブルは同じ張力で張っても歪が小
さいので、長さ誤差を吸収できないためと考えられる。
したがってテンショントラスのような数多くの剛なケー
ブルをすべて張力状態にするためには微妙なケーブルの
長さ調整が必要となる。一方カテナリシステムはもとも
と力の釣合によって形状を保っているためケーブル長さ
誤差によるケーブルのたわみは起こりにくく、従って、
テンショントラスと比して変形量は少ない。
しかし逆に力の釣合で形状を保フているために鏡面上の
ノードを引フ張る力の大きさの誤差すなわち鏡面部以外
のケーブル誤差に対して大きく反応してしまう(第6図
)。さらに、鏡面の形状の制御は力の釣合を考えるため
複雑となる。
このように従来のケーブルネットワークでアンテナ鏡面
を構成する場合、ケーブル長誤差、ネットワークに与え
る力誤差の両方に対して強く、形状制御の簡単であるも
のはなかった。
そこで本発明の目的はその両方に強く、形状を簡単に制
御できるアンテナ用ケーブルネットワークを用いたメツ
シュアンテナを提供することにある。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するための本発明の特徴は、伸び剛性の
強い、ケーブルの本数Cと固定されていないノードの数
nがC=3nなる3次元、あるいはC=2nなる2次元
の静定トラス条件を満たすように構成したバックアップ
ケーブルと、上記バツクアップケーブルに比して伸び剛
性が低く長さの調節できる複数本のケーブルを固定され
ていないノートの数mがケーブル本数りとD=3mなる
3次元の静定トラス条件を関係を満足するように構成し
、さらに導体メツシュをネットワーク内に張ることでア
ンテナ鏡面を形成するサーフェスケーブルと、バックア
ップケーブルとサーフェスケーブルのノード同士を1対
1につなぐ伸び剛性が高く長さの調整できるタイケーブ
ルと、ケーブル張力を付与する支持構造で構成され、サ
ーフェスケーブルとタイケーブルの少なく共一方の長さ
を変えることによってアンテナ鏡面の形状をコントロー
ルすることが可能で、さらにケーブルの長さ誤差やケー
ブルに張力を与える力の誤差に対して安定な鏡面を形成
するケーブルネットワークを用いたアンテナ鏡面にある
(作用) 本発明によるアンテナではサーフェスケーブルが柔軟で
あるため剛なケーブルで構成されたネットワークに比し
てケーブルの調整誤差に強く、また、3次元の静定条件
を満たしているためネットワークを張る力の誤差にも強
い。
第2図に同一のジオメトリで、剛、柔のケーブル伸び剛
性をもつ2種類のケーブルネットワークについて各々の
鏡面変形をサーフェスケーブルを剛体と仮定したコント
ロールによって修正した結果を示す。この結果は剛なケ
ーブルで構成されたネットワークの変形も柔なケーブル
で構成されたネットワークの変形もケーブルを剛体と仮
定した同一の制御法でその変形が修正可能なことを示す
。もちろん剛性なケーブルで構成されたネットワークは
柔軟なケーブルに比して少ない調整回数でその変形を修
正するが、柔軟なケーブルのネットワークでも調整回数
を増やすことで力の釣合を考えずに形状を制御できる。
またバックアップケーブルとタイケーブルは剛なケーブ
ルで構成され、サーフェスケーブルは柔軟なケーブルで
構成されているため、タイケーブル長を変化させること
でバックアップケーブル側のノート位置をほとんど動か
さずに鏡面上のノート位置を動かすことができる。サー
フェスケーブルが柔軟な場合には1つのノードの動きの
影響が鏡面全体にあまり波及しないためタイケーブルの
調整でも鏡面の1部だけをコントロールできる。
この様に柔軟なケーブルネットで鏡面を構成することで
ケーブルの長さ誤差に強く、ケーブル本数とノートの数
が静定条件を満たすことで外力の誤差にも強く、またサ
ーフェスケーブルのケーブル長を変えること、タイケー
ブルの長さを変えることあるいはその両方を用いて(い
ずれの場合もケーブルを剛体と考慮する)鏡面形状のコ
ントロールも容易であるケーブルネットワークを用いた
アンテナ鏡面を提供することが可能となる。
従って本発明の目的が達成される。
(実施例) 第1図は本発明の第一の実施例を示すもので図中10は
長さの調整できる柔軟なケーブルをケーブル数Nとノー
ト20の数Mか3次元静定トラス条件3M=Nを満たす
ように構成したサーフェスケーブル、このサーフェスケ
ーブルの間には導体メツシュ18が張られアンテナ鏡面
を形成する。12は剛なケーブルで構成されたバックア
ップケーブル、14はサーフェスケーブル10のノード
20とバックアップケーブル12のノード22をつなぐ
長さの調整できる剛なタイケーブル、16は支持構造に
よって与えられるハードポイントである。鏡面変形の修
正は、例えばターンバックルの様な長さ調整機構を用い
て、サーフェスケーブルIOおよびタイケーブル14の
長さを変化させて行なう。バックアップケプルの数Cと
ノード22の数nとの間には3次元静定トラス条件C=
3nあるいは2次元静定トラス条件C=2nが混在して
満足されている。
第3図は本発明の具体的な実施例で、10はサーフェス
ケーブル、12はバックアップケーブル、 14はタイ
ケーブル、Al−A14は支持構造22から与えられる
ハードポイント、30はハードポイントを支持するポー
ルである。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によるケーブルネットワーク
を用いたメツシュアンテナ鏡面ではメツシュアンテナ鏡
面がケーブルの長さ誤差やケーブルを引っ張る力の誤差
に強いため、メツシュアンテナを高精度に構成すること
ができ、さらに複雑な力の釣合を考えることなくケーブ
ルを剛体と仮定した手法で鏡面の変形を修正できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるアンテナ鏡面の構成例を示す図、
第2図はケーブルを剛と仮定した鏡面調整アルゴリズム
によりて柔ケーブルと剛ケーブルの鏡面変形を修正した
結果を示す図、第3図は本発明の実施例を示す図、第4
図は従来のテンショントラスとカテナリシステムを示す
図、第5図はケーブル長の誤差による鏡面変形を表す図
で、横軸はケーブル長さ偏差、縦軸は鏡面8MS誤差を
鏡面直径で無次元化した量で実線はテンショントラス、
−点鎖線はカテナリシステムを示し、第6図はケーブル
を張る力の誤差による鏡面変形を計算した結果で横軸は
力の誤差偏差、縦軸は鏡面8MS誤差を直径で無次元化
した量である。 10:サーフェスケーブル 12;バックアップケーブル 14:タイケーブル 16;ハードポイント 18;メツシュ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 伸び剛性の強い、ケーブルの本数Cと固定されていない
    ノードの数nがC=3nなる3次元、あるいはC=2n
    なる2次元の静定トラス条件を満たすように構成したバ
    ックアップケーブルと、上記バックアップケーブルに比
    して伸び剛性が低く長さの調節できる複数本のケーブル
    を固定されていないノードの数mがケーブル本数DとD
    =3mなる3次元の静定トラス条件を関係を満足するよ
    うに構成しさらに導体メッシュをネットワーク内に張る
    ことでアンテナ鏡面を形成するサーフェスケーブルと、 バックアップケーブルとサーフェスケーブルのノード同
    士を1対1につなぐ伸び剛性が高く長さの調節できるタ
    イケーブルと、 ケーブル張力を付与する支持構造で構成され、サーフェ
    スケーブルとタイケーブルの少なく共一方の長さを変え
    ることによってアンテナ鏡面の形状をコントロールする
    ことが可能で、さらにケーブルの長さ誤差やケーブルに
    張力を与える力の誤差に対して安定な鏡面を形成する事
    を特徴とするケーブルネットワークを用いたアンテナ鏡
    面。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05218732A (ja) * 1992-02-04 1993-08-27 Uchu Tsushin Kiso Gijutsu Kenkyusho:Kk 展開トラス型メッシュアンテナ
JP2016010052A (ja) * 2014-06-25 2016-01-18 Necスペーステクノロジー株式会社 展開式メッシュアンテナ
CN109492288A (zh) * 2018-10-30 2019-03-19 江南造船(集团)有限责任公司 基于三维模型的船舶电缆设计方法、系统、设备及介质

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05218732A (ja) * 1992-02-04 1993-08-27 Uchu Tsushin Kiso Gijutsu Kenkyusho:Kk 展開トラス型メッシュアンテナ
JP2016010052A (ja) * 2014-06-25 2016-01-18 Necスペーステクノロジー株式会社 展開式メッシュアンテナ
CN109492288A (zh) * 2018-10-30 2019-03-19 江南造船(集团)有限责任公司 基于三维模型的船舶电缆设计方法、系统、设备及介质

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