JPH07202560A - 周波数再利用型サンドイッチリフレクタとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量かつ熱的、構造的に安定な周波数再利用
型のリフレクタ得る。 【構成】 直交二偏波の少なくとも一方を反射するため
の前面側スキン材１上の導電体のストリップパターン５
ともう一方の偏波を反射するための同じサンドイッチ板
の後面スキン材２上の導電体ストリップパターン５とそ
れらをひとつのサンドイッチとして構成する表裏のスキ
ン材及びコア材３からなり、上記前面側及び後面側スキ
ン材１、２が異なる焦点をもつ形状とした周波数再利用
型のリフレクタ。 【効果】 一つのサンドイッチ板により、周波数再利用
型のリフレクタを構成することによって軽量かつ熱的、
構造的に安定性に優れたリフレクタを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、人工衛星等の宇宙機
器に搭載される直交偏波再利用型アンテナのリフレクタ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】宇宙用のアンテナリフレクタは、通信容
量増大の要求と、打ち上げ時の収納スペースの限界のた
め、周波数再利用型リフレクタとして、２個のサンドイ
ッチ型のリフレクタをセットにして使用する方法が採用
されてきた。図１３は例えば特許公報平４−５９８０２
号に示されている周波数再利用型のリフレクタであり、
図において、１２、１４は、第１、第２の反射器であ
り、それぞれ芯材２０を中央にもつサンドイッチ構造さ
である。この反射器を構成するサンドイッチ板１２、１
４をサンドイッチ板で構成されるリブ構体１６をもちい
て結合することによって１セットの周波数再利用型のリ
フレクタを構成している。

【０００３】従来の周波数再利用型のリフレクタは、そ
れぞれの電波反射素子面３３を保持するスキン材２６
が、それぞれの芯材２０とそれぞれの後面スキン材２６
を持つ独立したサンドイッチ構造からなっており、さら
にそのサンドイッチ構造リフレクタ１２、１４を結合す
ることによって一つの周波数再利用型のリフレクタとし
ていた。すなわち、直交する二偏波の内、片方の電波を
前面のサンドイッチリフレクタの電波反射素子面３３で
反射し、もう一方の偏波は、前面のサンドイッチ構造１
２を透過したのち、部分的にはリブ構体１６をも透過
し、背面のサンドイッチリフレクタの電波反射素子面３
３で反射され、前面のサンドイッチ構造１２を透過して
利用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の周波数再利用型
のリフレクタは、以上のように二枚のサンドイッチリフ
レクタを結合したものであったので、両者を結合するリ
ブ構体を必要とし、重量的にも重くなった。また、構造
的には、前面のサンドイッチリフレクタを保持するリブ
構体は電波透過部のために前面のサンドイッチリフレク
タは、電気的な制約を大きく受け、比較的弱い構造物で
あるリブ構体に支えられるため共振しやすいという問題
点があった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、周波数再利用型のリフレクタを軽
量に、かつ安定な構造にすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる周波数
再利用型リフレクタは、一つのサンドイッチリフレクタ
の前面及び後面の二枚のスキン材にパターニングされた
導電体のストリップラインを用いてお互いに直交する二
偏波を個別に反射させるか、または、スキン材の絶縁性
または、それに代わるフィルム等の絶縁体を用いて、電
気的に分離した導電体のストリップライン状の反射面を
前面のスキン材に取り付け、お互いに直交する二偏波を
反射し、給電系において偏波を分離する際の問題となる
交差偏波の発生を押さえるものである。

【０００７】一つのサンドイッチリフレクタの前面及び
後面のスキン材をお互いに異なる焦点を持ち、かつ前面
のスキン材に一方の直交偏波のみを反射するような導電
体のストリップライン状のパターンを設ければ、一つの
サンドイッチリフレクタで異なる焦点をもつ周波数再利
用型リフレクタを構成することができる。

【０００８】また、一つのサンドイッチリフレクタの前
面スキン材の両面に開口から見てほぼ直交するようなス
トリップライン状のパターンをスキン材の絶縁性を用い
て電気的に分離してもうければ、ほとんど交差偏波のな
い反射波を得ることができ、給電系で直交二偏波を分離
する周波数再利用型サンドイッチリフレクタを構成する
ことができる。

【０００９】また、一つのサンドイッチリフレクタの前
面スキン材に、その両面に開口から見てほぼ直交するよ
うなストリップライン状のパターンをもうけた絶縁性の
フィルムを接着することによって、ほとんど交差偏波の
ない反射波を得ることができ、給電系で直交二偏波を分
離する周波数再利用型サンドイッチリフレクタを構成す
ることができる。

【００１０】

【作用】この発明による周波数再利用型リフレクタにお
いては、一つのサンドイッチリフレクタを用いて直交二
偏波を独立に反射させることができるので、軽量で安定
性に優れる。

【００１１】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の周波数再利用型サンドイ
ッチリフレクタの一実施例を示す断面図である。図にお
いて、１は前面側スキン材、２は後面側スキン材、３は
コア材、４は背面構造体、５はストリップライン状の導
電体パターン、１１は各導電体パターンの焦点位置であ
る。図２は、この実施例を開口面側から見た図であり、
５ａは、前面側スキン材に保持されているストリップラ
イン状の導電体パターン、５ｂは、後面側スキン材に保
持されているストリップライン状の導電体パターンであ
る。この例においては、スキン材１、２、コア材３、接
着材共に電波透過性の高い材質で構成されている。例え
ば、スキン材はデュポン（Dupont）社のケブラー（kevl
ar）クロスを基材とする繊維強化プラスチックであり、
本実施例では２層であるが、１層、３層、または、４層
であってもよい。また、基材としては、電波透過性の高
い材質であればクオーツガラス繊維強化プラスチックで
もよいし、強化方法も一方向強化材や３方向強化材であ
ってもよい。コア材もケブラー強化ハニカムコアで構成
されている。この一枚のサンドイッチ板からなるリフレ
クタの前面側スキン材と後面側スキン材の双方に開口か
ら見てほとんど直交するようにストリップライン状の導
電体のパターンを配置し、かつそれぞれのスキン材を別
個の位置に焦点を持つように形作ることによって、それ
ぞれのパターンで直交偏波のそれぞれを反射し、それぞ
れの偏波に異なる焦点を持たせたものである。

【００１２】上記のように、一枚のサンドイッチ板から
なるリフレクタの前面側スキン材１と後面側スキン材２
の両方に導電体のパターン５を持ち、かつ、それぞれの
スキン材１、２を別個の位置に焦点を持つことを特徴と
するサンドイッチリフレクタにおいては、従来ののよう
に電気的な制約を大きく受け比較的弱い構造物であるリ
ブ構体を必要とせず、両偏波の反射面が一つのサンドイ
ッチ板として挙動し、かつ、サンドイッチ板を直接背面
構造体に結合できるため、２個のサンドイッチ板から構
成される場合と比較すると軽量になり、また、振動に対
し安定性が増す。

【００１３】実施例２．図３は、この発明の周波数再利
用型サンドイッチリフレクタの実施例２を示す断面図で
ある。図において、１は前面側スキン材、２は後面側ス
キン材、３はコア材、４は背面構造体、５はストリップ
ライン状の導電体パターンである。図４は、この実施例
を開口面側から見た図であり、５ａは、前面側スキン材
に保持されているストリップライン状の導電体パターン
である。この例においては、前面スキン材１、コア材
３、接着材は、電波透過性の高い材質で構成されてい
る。例えば、スキン材はデュポン（Dupont）社のケブラ
ー（kevlar）クロスを基材とする繊維強化プラスチッ
ク、コア材もケブラー強化ハニカムコアで構成されてい
る。また、後面スキン材２は、偏波の方向に依存せず全
ての偏波を反射する導電性の材質、例えば、炭素繊維ク
ロスを強化繊維とする強化繊維プラスチックからなる。
この一枚のサンドイッチ板からなるリフレクタの前面側
スキン材１にストリップライン状の導電体のパターン５
ａを配置し、かつ、それぞれのスキン材を別個の位置に
焦点を持つように形作ることによって、前面スキン材１
に保持されたパターンと後面スキン材２で直交偏波のそ
れぞれを反射し、それぞれの偏波に異なる焦点を持たせ
たものである。

【００１４】上記のように、一枚のサンドイッチ板から
なるリフレクタの前面側スキン材１に導電体のパターン
５ａを持ち、後面のスキン材２は電波を反射する材質で
構成し、かつ、それぞれのスキン材を別個の位置に焦点
を持つことを特徴とするサンドイッチ型反射鏡において
は、従来のように電気的な制約を大きく受け比較的弱い
構造物であるリブ構体を必要とせず、再偏波の反射面が
一つのサンドイッチ板として挙動し、かつ、サンドイッ
チ板を直接背面構造体に結合できるため、二個のサンド
イッチ板から構成される場合と比較すると軽量になり、
また振動に対して安定性が増す。

【００１５】実施例３．図５は、この発明の周波数再利
用型サンドイッチリフレクタの実施例３を示す断面図で
ある。図において、１は前面側スキン材、２は後面側ス
キン材、３はコア材、４は背面構造体、５はストリップ
ライン状の導電体パターンである。図６は、この実施例
を開口面側から見た図であり、５ａは、前面側スキン材
１の前面に保持されているストリップライン状の導電体
パターンである。５ｃは、前面側スキン材１の後面に保
持されているストリップライン状の導電体パターンであ
る。この例においては、スキン材、コア材、接着材共に
電波透過性の高い材質で構成されている。例えば、スキ
ン材はデュポン（Dupont）社のケブラー（kevlar）クロ
スを基材とする繊維強化プラスチック、コア材もケブラ
ー強化ハニカムコアで構成されている。この一枚のサン
ドイッチ板からなるリフレクタの前面側スキン材の双方
に開口から見てほとんど直交するようにストリップライ
ン状の導電体のパターンを配置することによって、すな
わち、それぞれ直交する二偏波を偏波面に平行なライン
状の反射面で反射することによって、交差偏波を含まな
い二偏波を同一の焦点に導き、その後給電系で分離する
ことの可能なリフレクタを構成することができる。

【００１６】上記のように、一枚のサンドイッチ板から
なるリフレクタの前面側スキン材１の両面にほとんど直
交するようにストリップライン状の導電体のパターン５
ａ、５ｃを持つことを特徴とする給電系で直交二偏波を
分離する周波数再利用型サンドイッチリフレクタにおい
ては、両偏波の反射面が一枚のスキン材の両面にあるた
め、二個のサンドイッチ板から構成される場合と比較す
ると軽量になり、直接背面構造体に結合できるため、形
状の安定性が増す。さらに、サンドイッチ板の厚さの制
限を受けないので構造的に最適の厚さに設定することが
できる。

【００１７】実施例４．図７は、この発明の周波数再利
用型サンドイッチリフレクタの実施例４を示す断面図で
ある。図において、１は前面側スキン材、２は後面側ス
キン材、３はコア材、４は背面構造体、５はストリップ
ライン状の導電体パターン、６はストリップライン状の
導電体パターン間の絶縁層である。図８は、この実施例
を開口面側から見た図であり、５ｄは絶縁層の前面に保
持されているストリップライン状の導電体パターンであ
る。５ｅは絶縁層の後面に保持されているストリップラ
イン状の導電体パターンである。この例においては、ス
キン材、コア材、接着材共に電波透過性の高い材質で構
成されている。例えば、スキン材はデュポン（Dupont）
社のケブラー（kevlar）クロスを基材とする繊維強化プ
ラスチック、コア材もケブラー強化ハニカムコアで構成
されており、導電体パターン間の絶縁層６は例えばデュ
ポン（Dupont）社のカプトン(kapton)フィルムである。
この一枚のサンドイッチ板からなるリフレクタの前面側
スキン材に、開口から見てほとんど直交するようにスト
リップライン状の導電体のパターンを絶縁フィルムの両
面にパターニングした絶縁フィルムを接着することによ
って、交差偏波を含まない二偏波を同一の焦点に導き、
その後給電系で分離することの可能なリフレクタを構成
することができる。すなわち、直交するパターン同士の
電気的なつながりを絶縁フィルムで分離することによっ
て、それぞれ直交する二偏波を偏波面に平行なライン状
の反射面で反射するために交差偏波の発生を防止する。

【００１８】上記のように、一枚のサンドイッチ板から
なるリフレクタの前面側スキン材に、両面にほとんど直
交するようにストリップライン状の導電体のパターンを
配置した絶縁層を接着することを特徴とする給電系で直
交二偏波を分離する周波数再利用型サンドイッチリフレ
クタにおいては、両偏波の反射面が一枚のスキン材の両
面にあるため、二個のサンドイッチ板から構成される場
合と比較すると軽量になり、直接背面構造体に結合でき
るため、形状の安定性が増す。さらに、サンドイッチ板
の厚さの制限を受けないので構造的に最適の厚さに設定
することができる。

【００１９】実施例５．図９は、この発明の周波数再利
用型サンドイッチリフレクタの実施例４を示す断面図で
ある。図において、１は前面側スキン材、２は後面側ス
キン材、３はコア材、４は背面構造体、５はストリップ
ライン状の導電体パターン、６はストリップライン状の
導電体パターン間の絶縁層である。この例においては、
スキン材、コア材、接着材共に電波透過性の高い材質で
構成されている。例えば、スキン材はデュポン（Dupon
t）社のケブラー（kevlar）クロスを基材とする繊維強
化プラスチック、コア材もケブラー強化ハニカムコアで
構成されており、導電体パターン間の絶縁フィルム（絶
縁層）は例えばデュポン（Dupont）社のカプトン(kapto
n)フィルムである。この一枚のサンドイッチ板からなる
リフレクタの前面側スキン材１の層間に、開口から見て
ほとんど直交するようにストリップライン状の導電体の
パターン５を絶縁層６の表面に配置した絶縁層を積層す
ることによって、交差偏波を含まない二偏波を同一の焦
点に導き、その後給電系で分離することの可能なリフレ
クタを構成することができる。すなわち、直交するパタ
ーン同士の電気的なつながりを絶縁層で分離することに
よって、それぞれ直交する二偏波を偏波面に平行なライ
ン状の反射面で反射するために交差偏波の発生を防止す
る。

【００２０】上記のように、一枚のサンドイッチ板から
なるリフレクタの前面側スキン材１の層間に、両面にほ
とんど直交するようにストリップライン状の導電体のパ
ターンを配置した絶縁層を積層することを特徴とする給
電系で直交二偏波を分離する周波数再利用型サンドイッ
チリフレクタにおいては、両偏波の反射面が一枚のスキ
ン材の内部にあるため、二個のサンドイッチ板から構成
される場合と比較すると軽量になり、直接背面構造体に
結合できるため、形状の安定性が増す。さらに、導電体
のパターンがスキン材の層間にあるため、パターンの剥
がれ等に対する耐環境性に優れる。また、サンドイッチ
板の厚さの制限を受けないので構造的に最適の厚さに設
定することができる。

【００２１】

【実施例】

実施例６．また、図１０は、この発明の周波数再利用型
サンドイッチリフレクタの実施例を示す断面図である。
図において、１は前面側スキン材、３はコア材、４は背
面構造体、５はストリップライン状の導電体パターン、
７は、導電性フィラーをマトリックスに混入した後面側
スキン材である。図１１は、導電性フィラーをマトリッ
クスに混入した後面側スキン材の断面図である。図にお
いて、１０５は導電性フィラー、１０６はマトリック
ス、１０７は強化繊維である。この例においては、前面
側スキン材１、コア材、接着材共に電波透過性の高い材
質で構成されている。例えば、スキン材はデュポン（Du
pont）社のケブラー（kevlar）クロスを基材とする繊維
強化プラスチック、コア材もケブラー強化ハニカムコア
で構成されている。また後面側スキン材７は、導電性の
あるフィラー（例えば、短繊維炭素繊維）をマトリック
スのなかに混入することによって、後面側スキン材７に
電波吸収性を付与したものである。この一枚のサンドイ
ッチ板からなるリフレクタの前面側スキン材１の両面に
ほとんど直交するようにストリップライン状の導電体の
パターン５を配置し、かつ、その後ろに電波吸収性を持
つスキン材７を配置することによって、ストリップライ
ン状の導電体パターン５によって反射されず通過した電
波が後面側スキンで反射され外乱となることを防止する
ことができる。すなわち、開口から見てほとんど直交す
るようにストリップライン状の導電体のパターン５によ
って、交差偏波を含まない二偏波を同一の焦点に導き、
さらに、導電体ストリップラインを透過した電波の反射
による外乱の防止機能をもたせ、その後給電系で分離す
ることの可能なリフレクタを構成することができる。

【００２２】上記のように、一枚のサンドイッチ板から
なるリフレクタの前面側スキン材１の両面にほとんど直
交するようにストリップライン状の導電体のパターン５
を持つことを特徴とする給電系で直交二偏波を分離する
周波数再利用型サンドイッチリフレクタにおいては、両
偏波の反射面が一枚のスキン材の両面にあるため、二個
のサンドイッチ板から構成される場合と比較すると軽量
になり、直接背面構造体に結合できるため、形状の安定
性が増す。さらに、サンドイッチ板の厚さの制限を受け
ないので構造的に最適の厚さに設定することができる。
また後面側スキン材の電波吸収性によって、導電体ス
トリップラインを透過した電波による悪影響を防止する
ことができる。

【００２３】実施例７．また図１２は、この発明の周波
数再利用型サンドイッチリフレクタ製造の一実施例を示
す断面図である。図において、１は前面側スキン材、２
は後面側スキン材、３は発泡性のコア材、８は成形型で
ある。この例においては、前面側スキン材１、後面側ス
キン材２を成形型の内側にセットし、発泡材をその内側
で発泡させてサンドイッチ成形を行う。

【００２４】上記のように、前面スキン材１、後面スキ
ン材２の外側に成形型をセットし、その成形型に押し付
けてコア材３を発泡させることによって、コア材の形状
は、成形型の間の寸法に合わさるため、前面スキン材
１、後面スキン材２の精度にコア材３の厚さの誤差が入
らずに製造することができる。

【００２５】また、上記実施例では衛星搭載用の周波数
再利用型のリフレクタについて説明したが、他の周波数
再利用型のリフレクタであってもよく、上記実施例と同
様の効果を奏する。

【００２６】

【発明の効果】この発明による周波数再利用型リフレク
タによれば、一つのサンドイッチリフレクタによって、
二個の反射面を得ることができ、また、従来それぞれの
サンドイッチ板の間を保持していた中間構造物が必要で
なくなるので、軽量化することができ、かつ、安定性の
優れたものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる周波数再利用型サンドイッチ
リフレクタの実施例１を示す図である。

【図２】図１の周波数再利用型サンドイッチリフレクタ
を開口面側からみた図である。

【図３】この発明に係わる周波数再利用型サンドイッチ
リフレクタの実施例２を示す図である。

【図４】図３の周波数再利用型サンドイッチリフレクタ
を開口面側からみた図である。である。

【図５】この発明に係わる周波数再利用型サンドイッチ
リフレクタの実施例３を示す図である。

【図６】図４の周波数再利用型サンドイッチリフレクタ
を開口面側からみた図である。

【図７】この発明に係わる周波数再利用型サンドイッチ
リフレクタの実施例４を示す図である。

【図８】図４の周波数再利用型サンドイッチリフレクタ
を開口面側からみた図である。

【図９】この発明に係わる周波数再利用型サンドイッチ
リフレクタの実施例５を示す図である。

【図１０】この発明に係わる周波数再利用型サンドイッ
チリフレクタの実施例６を示す図である。

【図１１】図１０の周波数再利用型サンドイッチリフレ
クタの後面側スキン材をを示す図である。

【図１２】この発明に係わる周波数再利用型サンドイッ
チリフレクタ製造法の実施例を示す図である。

【図１３】従来の展開型アンテナ反射鏡の例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 前面側スキン材 ２ 後面側スキン材 ３ コア材 ４ 背面構造体 ５ ストリップライン状の導電体パターン ６ 絶縁層 ７ 後面側スキン材 ８ 成形型 １１ 焦点

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体の前面側及び後面側スキン材と上
   記スキン材間に設けられたコア材とから構成された一枚
   のサンドイッチリフレクタにおいて、開口から見てお互
   いにほとんど直交するように前面側スキン材に設けられ
   た導電体のストリップラインと、後面側スキン材に設け
   られた導電体のストリップラインとを備え、かつ、上記
   両スキン材が異なる焦点を持つ形状であることを特徴と
   する周波数再利用型サンドイッチリフレクタ。
2. 【請求項２】 誘電体の前面側及び後面側スキン材と、
   上記スキン材間に設けられたコア材から構成された一枚
   のサンドイッチリフレクタにおいて、上記前面側スキン
   材に設けられた誘電体のストリップラインを有し、後面
   側スキンが導電性の材質からなり、上記スキン材が異な
   る焦点を持つ形状であることを特徴とする周波数再利用
   型サンドイッチリフレクタ。
3. 【請求項３】 誘電体の前面側及び後面側スキン材と、
   上記スキン材間に設けられたコア材とから構成された一
   枚のサンドイッチリフレクタにおいて、開口から見てお
   互いにほとんど直交するように前面側スキン材の前面に
   保持された導電体のストリップラインと、前面側スキン
   材の後面に保持された導電体のストリップラインとを備
   えたことを特徴とする周波数再利用型サンドイッチリフ
   レクタ。
4. 【請求項４】 誘電体の前面側及び後面側スキン材と、
   上記スキン材間に設けられたコア材とから構成された一
   枚のサンドイッチリフレクタにおいて、開口から見てお
   互いにほとんど直交するような導電体のストリップライ
   ンを絶縁層の両側に持つ前面スキン材に備えたことを特
   徴とする周波数再利用型サンドイッチリフレクタ。
5. 【請求項５】 電波吸収性を付与した後面側スキン材を
   備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の周波数再
   利用型サンドイッチリフレクタ。
6. 【請求項６】 誘電体のスキン材を加熱成形硬化した後
   に、スキン材の内側に接着材を取り付け、成形型にセッ
   トした後に、現場施工タイプのコア材をスキンの間に注
   入し、発泡させ製造することを特徴とする周波数再利用
   型サンドイッチリフレクタの製造方法。