JPH0342803B2

JPH0342803B2 -

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Publication number: JPH0342803B2
Application number: JP59168739A
Authority: JP
Priority date: 1983-08-10
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1991-06-28
Also published as: GB8420029D0; US4635071A; CA1226669A; GB2144921B; FR2550663B1; JPS6065603A; DE3429417A1; FR2550663A1; GB2144921A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、電磁放射線を反射するための装
置、特にアンテナで使用するためのこのような反
射装置に関するものである。

＜発明の背景＞地球を周回する人工衛星や宇宙飛行船で、地球
からの信号の受信、地球への信号の送信を容易に
行なうためにアンテナ反射器が使用されている。
このようなアンテナの反射器は、反射器内の温度
差による歪（温度歪とも称される）および他の宇
宙に関連する要因による歪を受ける。多くの人工
衛星では、反射器は支持人工衛星に接近し且つこ
れに固定された比較的短かい構体によつて支持さ
れている。このような反射器では、短かい反射器
支持構体の剛性によつて温度歪を許容限界内に維
持することができる。上述の場合では、固定位置
の反射器の寸法は一般に制限されている。

同じ温度歪の問題は大型の反射器、例えば展開
可能な反射器で存在する。この展開可能な反射器
は非常に大きく、人工衛星の打上げ期間中はある
位置に収納されており、人工衛星がその動作軌道
上に到達した後、主衛星から相当に離れた動作位
置に展開される。大きな反射器では、例えば反射
器の支持構体は比較的長く、また限られた数の部
材をもつているので、温度歪の問題は一層深刻に
なる。

大型反射器における熱歪の問題に対して堤案さ
れた従来の装置はその問題の影響を小さくするこ
とである。例えば、人工衛星上の能動装置は、熱
による歪の結果として反射器が誤照準状態になつ
た後、反射器を再照準する。反射器のこのような
再照準は、指向軸を基準とする反射器の誤照準を
解決するに過ぎない。このような能動的な装置
は、人工衛星の重量およびパワーの消費を増大
し、人工衛星の動作が停止する可能性を大きくす
る。さらに重要なことは、このような能動装置
は、反射器の表面内の歪を補償することができな
い。

衛星と地上局との間の通信を行なうための今日
の装置では、人工衛星に比較的小さな直径の反射
器を使用し、これに対向して地上局に大きな反射
器を使用している。直接放送用人工衛星（Direct
Broadcast Satellites：DBS）として知られてい
る新しいクラスの人工衛星は、軌道周回人工衛星
から大きなパワーを放射するために人工衛星上に
より大きな反射器構体を使用する必要があり、そ
の結果、人工衛星から小さな寸法のアンテナをも
つた多くの地上局に強い信号を発射する。反射器
が今日知られている設計に従つて作られている場
合には、このようなより大きなDBS人工衛星の
反射器に付帯する熱歪や重量の問題は厄介なもの
となる。

比較的小寸法の人工衛星の反射器を作るために
使用される一設計方法では、いわゆる高度複合構
造を採用している。このような構体は一般に細胞
状の多泡質コア、例えばアルミニウムあるいは非
金属繊維のハニカム材料を含んでいる。ケブラ
（Kevlar）／エポキシあるいはグラフアイト／エ
ポキシのような材料で作られた繊維製の表皮はコ
アを被覆し且つこれに被着している。（Kevlarは
デユポン社の商品名で、有機ポリアラマイド・フ
アイバを指す）刊行物、アールシーエーエンジニア（RCA
Engineer）．26−４、JAN.／FEB.1981中のガウ
ンダ氏（R.N.Gounder）の論文「Advanced
Composite Structures for Satellite Systems」
には、上述の材料や他の材料（ほう素および繊維
状ガラスを含む）を含み、各種の人工衛星やその
反射器構造に使用される進歩した複合材料につい
て更に詳しく説明されている。この刊行物の第15
頁乃至第17頁には、重畳偏波アンテナの反射器構
造で使用される高度複合構造について示されてい
る。この反射器はケブラ／エポキシ・サイドイツ
チ構造のパラボラ・アンテナ反射器の設計方法を
使用している。

アメリカ合衆国ルイジアナ州ニユーオル
リンズの「17th Aerospace Sciences Meeting
（第17回宇宙科学の会合）」で発表されたマチオ氏
（Mazzio）氏他の論文「Optimized Design and
Fabrication Processes for Advanced
Comosite Spacecraft Structures」には複合ア
ンテナ構造についての他の説明がされている。上
述の複合サンドイツチ・アンテナは、グラフアイ
ト繊維強化エポキシ（GFRE）張りのアルミニウ
ム・ハニカム・コア・サンドイツチ反射器を含ん
でいる。

上記の刊行物に示されているサンドイツチ被覆
は低い熱膨張係数（CTE）をもつているが、被
覆を被着するために使用されるハニカム構造およ
び接着剤は大きなCTEをもつている。この大き
なCTEとハニカム・コアの厚みを横切る方向の
熱勾配により、このような高度複合構造反射器に
熱歪による悪影響を与える。高CTEをもつた材
料と比較的厚いハニカム・コアの総合効果によ
り、このような高度複合構造は、DBSのような
大きなパワーの高周波で適用するのに必要となる
大きな寸法の反射器構造で使用するのは不適当で
ある。

＜発明の概要＞電磁放射線反射器構体では、反射器には回転面
の一部分の形状をもつた前方反射面が設けられて
いる。この発明によれば、反射器は、前面が形成
される積層材料の反射板と、この反射板の背面に
取付けられており且つその背面の周囲に沿つて延
びる積層材料製の環状の周辺強化リブとからなつ
ている。反射板およびリブが作られる積層材料は
複数のプライを含んでいる。各プライは複数の
GFREの層を含み、各プライの層は互いに相関し
て配向されており、各プライは反射板およびリブ
に疑似等方性の特性を与えるように積層材料の厚
みの中心を中心として対称に配置されている。

＜実施例の説明＞以下、図を参照しつゝこの発明を詳細に説明す
る。

第１図および第２図において、電磁放射線反射
器構体１０は、パラボラ状反射板１２、反射板１
２の背面に固定された環状の強化リブ７０、反射
板１２の背面７２および環状リブ７０の内壁７６
に固定された背面７２を横断する１対の強化リブ
１４、１６、および支柱構体１８からなつてい
る。反射板１２の反射面となる前面板７１は放物
面の断面形状になつている。その断面は放物面の
頂点Ｖからずれている。アンテナ給電点は放物面
の焦点Ｆに位置している。線１３は反射板１２の
中心から焦点Ｆに至る線を示すが、焦点Ｆは反射
板１２から遥かに離れているので、連続した線と
して示すことができず、折線で示されている。線
１３上の焦点Ｆは、頂点Ｖから焦点Ｆを通つて伸
びる線１５と上記線１３との交点にある。反射板
１２の前面７１として、例えば楕円、球面、双曲
面等の或る種の他の回転体の一部分の形状を使用
することもできる。

反射板１２、リブ７０、１４、１６、支柱構体
１８は以下に述べるように単方向性のGFREの多
層材料によつて形成されている。反射器の構造上
の支持を与えるために多泡質構造を使用した従来
技術の反射器とは違つて、この発明の反射板は、
中実（ソリツド）構造あるいは多層プライの積層
からなる。この各プライは単方向性のGFRE層を
有している。この中実構造は比較的薄く（例えば
約0.46mm）、高い強度と剛性をもつている。また
その構体を形成している材料は共に薄く、且つ疑
似等方性特性をもつていることから、反射板１２
を含む構体は温度変化を受けたときの熱歪は小さ
い。

“疑似等方性特性”について以下に説明する。
第９図に示すように、反射板１２の所定の点Ｐを
CTF、ヤング率等の構造上のパラメータについ
て検査する。パラメータは曲線ａによつて示すよ
うに、点Ｐを中心として振幅を変化させて観察さ
れる。半径の寸法Ｒは検査したパラメータの大き
さを表わす。反射板１２のパラメータを点Ｐを中
心として360゜の弧で観察したとき、Ｒはある最大
値R_nとある最小値R′_n（Ｒが点Ｐを中心として回
転するとき）との間で変化する。

曲線ａのピーク相互間の角変移が60゜以下で、
R_nとR′_nとの差が小さければ、その材料は疑似等
方性であると呼ばれる。勿論、等方性材料であれ
ばＲは一定で、曲線ａは円になる。

寸法Ｒのピーク値R_n間の図示の周期すなわち
角変移が60゜以下で、R_nとR′_nとの差が小さいの
で、反射板１２は疑似等方性である。反射板１２
のCTEの場合は、こゝで述べている疑似等方性
積層のCTEの寸法Ｒの振幅とＲの変化の両方が
殆んど０である。第１図および第２図に示す構体
１０の他の素子中の組成として使用されている積
層体は反射板１２のそれと同じ構成で、同様に疑
似等方性である。

反射板１２および他の積層体の形成方法に関す
る次の説明では、“層”の用語は材料の層を指す。
このような層は端縁部が隣接した複数のテープか
らなり、“プライ”は２あるいはそれ以上のこの
ような層からなる構造を指す。

このような層を形成するために使用される材料
はGFRE、すなわちエポキシ樹脂が予め含浸され
たグラフアイト繊維で作られている。このような
材料はテープあるいは広幅物として市販されてい
る。室温で予め含浸された繊維を“プリプレイグ
（prepreg）”と称す。プリプレイグ材料のエポキ
シ樹脂はべとべとした粘着性であり、そのため以
下に説明するように積層用の層を互いに接着する
ための接着剤として動く。広幅物は繊維が互いに
90゜の関係で配置され且つ織られて織物に形成さ
れたものを意味する。テープは繊維が一方向すな
わち平行に配列された繊維を意味する。テープで
は、その構成の少なくとも50％がグラフアイト繊
維からなることが望ましい。テープ中の繊維の長
さを“トウ（tow）”と称す。テープ中のグラフ
アイト繊維は１mm²当り約54.3トン（１平方インチ
当り7500万ポンド）のヤング率をもつている。テ
ープは平行であるのみならず共通平面にある一定
ピツチの繊維からなることが望ましい。このよう
なテープは生乾きの状態すなわち粘着状態で第１
図および第２図の構造に構成される。プリプレグ
材料を条片状に形成されたテープは、その長さに
比して幅が狭いものである。このようなテープ
は、非接着性のシート材料によつて分離されたロ
ール状のプリプレグ層として、ロールの形で市販
されている。

プリプレグのテープは高温で乾燥され、加圧さ
れると、高強度をもつた硬化層に硬化する。不純
物材料の比較的存在しない含浸樹脂は金属に対し
て非腐蝕性であり、比較的低圧力、例えば15乃至
200psiで成形される。プリプレグ材料が層に構成
されたとき、繊維、すなわちグラフアイト繊維は
実質的に平行に維持されているべきであり、交叉
したり、しわになると歪が生ずる。しわはテープ
の残りの部分と非共通にある材料の部分である。
隣接するトウ間の分離は一様でしかも小さくなけ
ればならない。不連続的なトウあるいは多数の繊
維中の他の損傷もまた好ましくない。しかしなが
らトウは重ねつぎされていてもよい。

一例として、この発明の構成で使用されるプリ
プレグ・テープは約7.62cmの幅を有し、約2.16ｍ
の直径の反射板１２を形成するのに使用される。
各テープ中の繊維のトウはテープの２つの端縁と
平行であるべきであるが、テープの面内で多少の
変化があつても差支えない。

第１図および第２図の反射器構体１０は次のよ
うにして構成される。反射板１２は最少２プライ
からなり、各プライは上述のGREFテープで形成
されている。後程説明するようにプライを織られ
た繊維で作つてもよい。

第６図に示すように各プライは３層のGFRE繊
維からなるものでもよい。テープは適当に配置
（レイアウト）され、１度に一層づつ次々と層が
完成されたモールド上にレイアウトされる。反射
板１２を形成するために使用されるモールドは前
述の回転体の表面の断面形状の面をもつている。
他の素子を形成するために使用されたモールドの
表面は他の適当な形状の表面をもつている。いず
れにしても、すべての層がモールド上に形成され
た後、これは高温で加圧された状態で乾燥され
る。

第６図において、プライ２２の第１層２０は繊
維の方向が０度の方向３０の複数のテープ２４，
２６，２８等からなる。層２０において、テープ
２８の端部３４は隣接するテープ２６の端部３２
と接している。テープ２６の他の端部３６はテー
プ２４の端部３８と接している。層２０の残りの
部分も同様に組成のテープの厚みをもつた単一の
層を形成するように端部が接するテープで構成さ
れている。各テープは反射板１２を完全に横切つ
て、すなわち第２図に示す周辺上の点間に伸びて
いる。層２０のテープ２４，２６，２８等がモー
ルドの彎曲した表面に適合するのではなく平面上
にレイアウトされると、すべての繊維４２，４４
等は互いに平行にある。端部が互いに重なり合う
ことなく端部が接触するように層２０の狭いテー
プ２４，２６，２８等を配置することにより、繊
維４２，４４等は、テープとその繊維が彎曲した
モールド表面に適合していても、各テープの長さ
全体にわたつて実質的に等しい間隔に維持され
る。

別の層の形成方法について説明する前に任意の
層のテープ長に対するテープの幅について考察す
る。理想的にはテープ中のすべての繊維は平行で
あるべきである。モールドによつて与えられる回
転曲面の一部分に適合するように一且テープを曲
げると、繊維は平行な方向からずれる。繊維の方
向の最大許容ずれは所望の設計の実行に当つて設
定される。一例として、ある設計を実行するに当
つて、隣接する繊維に対する許容度を0.1度に設
定することができる。テープの幅はその許容度と
反射器の面の焦点距離（換言すれば、その表面の
平坦さ）の関数となる。反射面がより平坦になる
と、テープの幅は大きくなる。放物面（およびあ
る種の他の回転表面）の場合は、テープの幅は焦
点距離およびその許容度に比例する。これらの関
係は次のように要約することができる。すなわ
ち、許容度あるいは焦点距離が小さくなると、テ
ープの幅は狭くなければならず、焦点距離および
許容度が大きくなると、テープの幅は広くてもよ
い。例えば、約2.16ｍの焦点距離をもつたパラボ
ラ形の反射板１２を作るために使用されるテープ
の幅は約7.6cmである。一般には、焦点距離およ
び許容度が選択されると、テープの幅が決定され
る。

次に第６図の４６のような他の層の形成方法に
ついて述べる。第６図のプリプレグ状態にある接
着性の第２の層４６は層２０を形成するテープを
形成すると同じ態様でレイアウトされる。層４６
は、同様にプリプレグ状態にある接着性テープ２
０に室温で接着によつて固定される。層２０と４
６のような隣接する層は接着層（用いてない）に
よつて互いに接着することができるが、こゝで説
明する接着性樹脂は接着材として作用し、別の接
着層を使用する必要はない。第６図では、層４６
の繊維は方向３０に対して＋60゜の方向４８にあ
る。

プライ２２の第３層５４は、層２０および４６
の構成と同じ態様で構成されている。層５４もま
た室温で接着性で、層４６にしつかりと接着して
いる。層５４の繊維は基準方向３０に対して−
60゜の方向５６に伸びている。

層２０，４６，５４の方向は〔0゜／±60゜〕の
記号によつて示される。これらの層２０，４６，
５４によつて形成されるプライ２２は乾燥される
疑似等方性になる。

こゝで述べている実施例では、反射器構体１０
は上述のプライ２２と、他の同様な構成のプライ
６０からなる。プライ６０の層もまた層２０，４
６，５４を覆つてモールド上に形成される。各層
６８，６６，６４の繊維はプライ２２内の各層の
繊維の方向の鏡像の関係に配置されている。両方
のプライのすべての層は、室温で接着状態にある
次の層の上面に連続的に構成される。プライ６０
に対する0゜の基準は第６図の方向３０で示す0゜の
基準方向と同じである。

組合せて構成した後、積層板は高温、加圧状態
で周知の方法で乾燥される。乾燥によつて材料は
硬化し、互いに接着し、その接着粘性は消失す
る。

こゝで述べた実施例では、２枚のプライ２２，
６０はそれぞれ３層であり、第７Ａ図に示すよう
に各プライの１層はその繊維の方向が基準方向３
０にあり、他の層の繊維は４８の方向（＋60゜）
にあり、各プライの第３層の繊維は５６の方向
（−60゜）にある。このように互いに関連した方向
の２枚のプライ２２および６０は、その各プライ
が平衡した対称積層構造を形成している。

対称積層体は第８図に示すように対称の中心面
（すなわち反射板１２の厚みの中心）をもつた積
層体と称される。以上の説明に関して、平衡した
プライは、層の繊維が0゜の基準軸以外の他の方向
に配列されていて、その層が対をなし、この各対
内の各層は0゜の基準軸から等しい角度で反対方向
にあるものを包含する。第７Ａ図および第８図に
示すように、プライ６０はプライ２２の鏡像にな
つている。換言すれば、プライ２２の個々の層２
０，４６，５４は、それぞれプライ６０の層６
８，６６，６４の鏡像になつている。このような
積層体を〔0゜／±60゜／〓60゜／0゜〕または〔０／
±60〕_Sと称す。こゝで添字Ｓは対称を意味する。
プライ２２と６０の各々は平衡している。例示し
たプライ２２で、層２０の繊維は0゜の配列方向３
０にあり、１対の層４６および５４（プライ２２
の他の層）は配列方向４８および５６にあり、方
向４８と５６はそれぞれ基準方向３０から＋60゜、
−60゜の方向にある。

一例として、プライ２０のような各層は約76.2
ミクロンの厚みを有し、第１図の反射器構体１０
全体の厚みは約0.46ミリである。６層の単一方向
GFREからなるこの積層構造は、反射器構体１０
内で使用される反射板１２の全構造を構成してい
る。プリプレグ材料を形成するエポキシ樹脂以外
の他の接着剤は積層体を形成するに当つて全く必
要でない。

他の実施例では、上述の〔0゜／±60゜〕以外の
配列方向をもつた単方向繊維によつて疑似等方性
特性を得ることができる。この他の配列方向の１
つがGFRE広幅物（織られた繊維）を使つて実現
できる。

広幅物の繊維の層を作る場合は、層がテープか
らなる場合に行なわれたように、織物は条片状に
配置されない。このような織物の条片は、条片端
部における繊維間で不連続になつている。この不
連続性は、このような層で形成された反射器表面
の強度、剛性に影響を与える。そのため、これら
の広幅物の織物は裁断されて周知のゴア（３角形
の布）の形、すなわち３角形の切片にレイアウト
される。

GFREの織物は0゜の方向に配列されたその織ら
れた繊維の一部と、0゜の方向に対して90゜に配列
されたその繊維の他の部分とを有している。第７
Ｂ図に示すように、織られた織物の２つの層２０
０，２０２（一方の層２００の繊維は、他の層２
０２の対応する繊維の方向に対して45゜の方向に
配列されている）が１プライ２０６を形成する。
第２の鏡像関係にあるプライ２０８は織られた別
の繊物の層からなり、第１のプライ２０６に積層
されて、プレイ２０６と２０８との間の境界で対
称面を形成している。この場合、最少構造は織ら
れたGFRE織物の４層からなつている。異つた層
間の他の相対的な配向角は、所望の疑似等方性特
性が得られるように使用されることもある。

反射器１０を形成する積層反射板材料は、その
CTE、ヤング率、水分の蒸発による応力に関し
て疑似等方性特性をもつている。水蒸気の蒸発に
よる応力は、反射器構体が空間の真空中に入つた
ときに生ずる。このとき、反射器構造中に存在す
る水分が蒸発し、構体から出て行くときにこの反
射器構体内に応力を生じさせる。この応力は水蒸
気が完全に出た後も残り、この反射器構体に永久
歪を与える。この構体が水蒸気の蒸発による応力
を受けた後、上記反射器構体は許容寸法制限内に
留まつている必要がある。このため、反射器１０
で使用される積層体の設計は、水分の蒸発の問題
に関する水蒸気の膨張係数（CME）が、出来る
限り０に近い値をもつように選定される。

反射器構体は、地球を中心とする軌道を周回す
るとき完全に太陽に曝され、あるいは完全に影に
なるとき、ある最小値の歪を受けてもよい。この
歪は反射器構体で使用される材料のCTEによつ
て決定される。この理由から、反射器構体を作る
ために使用される材料は実際上可能な限り０に近
いCTEをもつように選ばれる。

前に述べたように、反射器構体１０は、この実
施例では高い周波数領域、例えばＫバンドの電磁
放射線を反射する必要がある。このため反射器の
反射面となる凹面状前面７１には、クロムのよう
な中間金属層が約100Åの厚みに真空蒸着により
被覆されている。クロム層上には約5000Åの厚み
にアルミニウム層が被覆されている。中間層の金
属（この場合、クロム）はアルミニウムとGFRE
構体との間の接着性を強化するように選定され
る。アルミニウムは反射器１０の前面７１の無線
周波数に対する反射性を増大させる。アルミニウ
ム被膜は、これが酸化されるのを防止するシリカ
（SiO₂）の薄膜によつて保護されている。この金
属とシリカの被膜はまたGFRE構体を封止し、水
分が反射器構体内に浸入するのを防止する。クロ
ム、アルミニウムおよびシリカの層は薄いので、
CTEおよび強度特性および反射器構体１０の重
量に及ぼすこれらの影響は無視できる。

第１図、第２図および第５図の環境強化リブ７
０は、反射板１２の背面において反射器をさらに
強化するエポキシ接着剤によつて上記背面に接着
されている。第４図には環状の内部筒状側壁７６
と同心状の環状の外部筒状側壁７４と、平坦なリ
ング状の基板壁８２とを有するＵ字形で且つリン
グ状部材である強化リブ７０の断面が示されてい
る。側壁７４および７６、基板壁８２の各々は、
反射板１２の構成について説明した態様と同じ態
様で構成されたグラフアイト繊維強化エポキシの
２プライを有している。壁７４および７６は、リ
ング状基板壁８２の平坦な面に端部７８および８
０でそれぞれエポキシ接着剤によつて接着されて
いる。各側壁７４，７６の端部８４および８６は
エポキシ接着剤によつて彎曲した反射板１２の背
面７２に接着されている。

反射板１２の周辺４０に隣接するリブ７０の外
壁７４は同一面か、あるいは第４図に示すように
周辺から僅かに距離があつてもよい。リブ７０の
壁面７４および７６を貫通して一定間隔で複数の
孔８８を設けることにより、リブ７０の有効強度
を低下させることなくリブ７０の使用材料の量、
従つてその重量を低下させることができる。これ
らの孔は第５図には示されていない。

リブ７０は、反射板１２の周辺をつぶすか、あ
るいは拡げる方向に反射板１２の中心部分に与え
られる力によつて生じさせられる反射器１０の歪
に対する耐性を与えることにより、この反射器１
０の強化をはかつている。

第１，２，１０，１１図に示すブーム構体１８
は、２本の円柱状支持管９０および９２からな
る。各管９０および９２は単方向性のGFREの多
層構造からなる。管９０および９２は個々の層の
テープあるいは繊維を心金に巻付けて形成され
る。個々の層は軸方向に最大の強度を与え、最小
の軸方向のCTE、充分のねじれ強度とヤング率
を与えるように方向が定められている。一実施例
として、管９０および９２は10プライからなり、
各プライは、管９０または９２の軸方向を基準と
して＋10゜、−10゜に配列された２層の単方向GFRE
からなつている。この実施例による管壁の厚みは
約1.52mmであり、管の直径は約5.1cmであり、こ
れらの管９０，９２はトラス構体９４によつて反
射器１０に支持されている。

第１０図および第１１図に詳細に示すトラス構
造９４はそれぞれ上側板９６と下側板９８とから
なる。各板９６および９８は反射器構体１０の各
面と適合するように曲げられており、プライ２２
および６０と同様なGFREの２プライからなつて
いる。板９８は反射板１２の延長でもよく、図で
はそのように示されている。板９６はリブ７０の
基板壁８２の外側面に接着されている。２本の環
状の円筒１００，１０２はプライ２２および６０
と同様にGFREの２プライからなり、板９６と９
８との間に接着されている。円筒１００，１０２
は密接適合した間隔の関係で管９０および９２を
受入れるような寸法に設定されている。プライ２
２および６０と同様なGFRE繊維２プライからな
る複数の平板１０４，１０６，１０８等は板９６
と９８との間でトラス構造９４を形成するように
接着されている。トラス構造９４は外壁１１６に
接着されていてこの外壁によつて囲まれている。
外壁１１６もまたプライ２２，６０と同様な
GFRE繊維の２プライからなる。壁１１６には構
体を軽くするために孔１１４が形成されている。
トラス構造９４の素子は、各素子が乾燥した後、
反射器１０の他の構体と接着剤によつて組立てら
れる。

管９０および９２は円筒１００および１０２内
に挿入されて接着されている。管９０，９２の他
の伸延端は、第１図に仮想線１１８によつて総括
的に示された宇宙船の台１１９の蝶番に取付けら
れている。反射器構体は宇宙船の台１１９に蝶番
で取付けられており、宇宙船の打上げ中は一方向
に折畳まれて収納されており、その動作軌道に到
着した後は第１図に示す動作位置に展開される。
反射器構体１０を収納位置に固定するために、拘
束点は第２図に示す１２２，１２４に位置し、管
９０，９２上にある。

強化リブ１４および１６は反射器構体の強度お
よび剛性を大きくする。リブ１４，１６は組立
後、反射板１２の背面に接着される。リブ１４，
１６はリブ７０の部品からなり、且つ同じ材料で
作られている。リブ１４および１６は背面７２の
放物面に適合するように形成されている。リブ１
６は管９２および付属品１２４と整列されてお
り、リブ１４は管９０および付属品１２２と整列
されている。リブ１４，１６および７０の接続部
は平板材料の単方向性GFRE多プライのキヤツプ
で覆われている。従つて、キヤツプ１２６はリブ
７０と１４との間の接続部を覆い、キヤツプ１２
８はリブ７０と１６との間の接続点を覆つてい
る。

反射板１２を中実に作ることにより、反射器１
０における無線周波（RF）反射損失は最少にな
る。０に近いCTEを持つた疑似等方性積層体で
反射器およびリブ構体を作ることにより、反射器
１０の熱歪を最小にすることができる。

上述の反射器の構成は、構造上、次に示すよう
な特性をもつている。すなわち、反射器およびそ
のリブは疑似等方性であり、殆んど０の熱膨張係
数を呈する。反射板１２はその厚みの中心を中心
とする対称性である。反射器の設計には、リブを
構成し、そのリブとトラス構体を反射体に固定す
るためにのみ高CTE接着性を使用する必要があ
る。反射器の設計にはハニカム材料を必要としな
い。反射板は薄い（約0.45mm）ので、反射板の厚
み方向の温度差は極めて小さい。このような特性
によつて、動作空間の環境での反射器の熱による
歪は殆んど０であり、その結果、改善された反射
器構体の性能が得られる。すべての板状材料は積
層されており、比較的薄く且つ軽量であるので、
複合構造は細胞状コアを使用した他の同じ径の構
体よりも比較的軽い。Ｃバンドの周波数に対して
は必要ではないが、アルミニウムの被覆により、
Ｋバンド周波数に対する反射損失が最少になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電磁放射線
の反射器構体の側面図、第２図は第１図の２−２
線に沿う反射器構体の底面図、第３図は第１図の
３−３線に沿う反射器構体の断面図、第４図は第
２図の４−４線に沿う反射器構体の部分断面図、
第５図はリブ構造を示す第１図の反射器構体の底
面の斜視図、第６図は単一プライのそれぞれの層
を示す第１図の反射器構体の一部の平面図、第７
Ａ図および第７Ｂ図は第１図の反射器構体で使用
するのに適した多層プライを示す等方性の概略
図、第８図は第１図の反射器構体の断面を示す
図、第９図はこの発明の原理の幾つかを説明する
のに有効なグラフ、第１０図は支持棒の部分を貫
通する第１図の構体の一部の断面図、第１１図は
支持棒構体を示す立面図である。１０……反射器、１２……反射板、７０……積
層材料、７１……反射面、７２……背面、２０，
６０，２０６，２０８……プライ、２０，４６，
５４……層。

Claims

【特許請求の範囲】１電磁放射線反射器を形成するように作られ回
転面の一部分である積層材料の板と、前記板の表面に取付けられ、前記板の周辺をと
り巻いて伸びる積層材料からなる周辺強化リブと
からなる電磁放射線用反射器構体であつて、前記
板およびリブはそれぞれ、グラフアイト繊維強化
エポキシ（GFRE）の複数の層を含む複数のプラ
イを含み、少なくとも２つの隣接する層の前記繊
維は疑似等方性プライを形成するように互いに配
向され、前記疑似等方性プライは前記積層板およ
びリブ内に対称平面を有するように組合されてお
り、前記板の各々の層は前記GFRE繊維の複数の
テープを含み、前記テープはそれぞれ前記繊維に
平行な一対の長く延びた端縁を有し、前記複数の
テープは前記端縁で接して連続な中実の共通平面
の板を形成し、前記テープはそれぞれその長さに
比較して比較的に小さい幅寸法を有し、各層の前
記繊維は略共通平面にあり、略等間隔となるよう
にされた、電磁放射線反射器構体。２前記板が円形で、前記周辺強化リブが環状で
ある特許請求の範囲１に記載の反射器構体。３前記環状の強化リブと同じ構造の一対の間隔
を置いて長く延びる強化リブを更に有し、前記ー
対の強化リブが前記積層板表面を横断して延びそ
の表面および前記環状強化リブに固着されてい
る、特許請求の範囲２に記載の反射器構体。４前記板は、電磁放射線を反射する面で凹であ
り、前記反射する面と反対側の背面が凸であり、
前記強化リブが前記背面に固定されている、特許
請求の範囲２に記載の反射器構体。５前記環状強化リブが、２つの側壁と基板壁を
有するＵ字形断面の中空部材からなり、前記基板
壁は前記２つの側壁の各々の一端部に固定され、
他の端部が前記板に固定され、前記壁はそれぞれ
複数の前記疑似等方性プライからなる、特許請求
の範囲２に記載の反射器構体。６前記周辺強化リブが、それぞれが前記テープ
の複数のプライを含む第１および第２の側壁と、
それぞれの側壁の端部に取付けられ前記テープの
複数のプライを含む基板壁を有する、特許請求の
範囲１に記載の反射器構体。７それぞれの前記プライが少なくとも３つの隣
接層を含み、前記３つの隣接層の方向は、各度数
が異なる層の繊維の相対的な方向角を表すものと
すると、［0゜／±60゜］の配列を有する、特許請求
の範囲１に記載の反射器構体。８前記反射器の表面が、放射線を反射する面を
覆うアルミニウム被膜を有し、前記アルミニウム
被膜がシリカ（SiO₂）の薄膜で被覆されている、
特許請求の範囲１に記載の反射器構体。９前記板を間隔をあけて支持体に取付けるアン
テナのブームの構体および前記ブーム構体を前記
板に固定するために前記周辺リブおよび前記板に
固定された手段を更に有する、特許請求の範囲１
に記載の反射器構体。１０前記板がパラボラの一部であり、全体に円
形の周辺を有し、前記周辺強化リブが２つの同心
の円筒側壁と各々の前記側壁の端部に取付けられ
た平坦なリングを有する基板壁とを含む環状であ
る、特許請求の範囲１に記載の反射器構体。１１環状の周辺を有する積層材料のパラボラ状
の板と、前記周辺に隣接して前記積層材料に取付
けられた環状強化リブとを有する電磁放射線用反
射器構体であつて、前記積層材料の板は、疑似等
方性状に固着されたグラフアイト繊維強化エポキ
シ（GFRE）繊維の複数のプライを有し、各プラ
イは前記GFRE繊維の複数の固着された層を含
み、各プライの第１の層は基準方向を有する複数
の単一方向GFRE繊維を含み、各プライの第２お
よび第３の層は前記基準方向に並行でなく、前記
基準方向に対してそれぞれ第１および第２の鏡像
方向を有する複数の単一方向GFRE繊維を含み、
各層は前記GFRE繊維の複数のテープを有し、前
記テープはそれぞれが前記繊維に平行な長く延び
た一対の端縁を有し、前記複数のテープは前記端
縁で接して連続な共通平面の板を形成し、前記テ
ープそれぞれその長さに比較して比較的に小さい
幅寸法を有し、各層の前記繊維は略共通平面にあ
り、かつ略等間隔であり、前記強化リブは前記積
層材料の表面に固定された強化要素に形成された
複数の疑似等方性プライを有する、反射器構体。