JPS60125003A - 展開型オフセツトアンテナ - Google Patents

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】 この発明は、例えば衛星に搭載される際には小型な形状
であり、宇宙空間においては展開されて大型の開口面ア
ンテナとして動作する衛星搭載用に用いられる展開型オ
フセットアンテナに関するものである。

〈従来技術〉 従来、この種のアンテナは第１図に示すような構成であ
った。第１図は左半分は半径方向リブを開拡する前の状
態を示し、右半分は半径方向リブを開拡した後の状態を
示している。中央の半径方向リブ１ａに対し、その左右
に開拡可能な半径方向リブ１ｂ〜１ａ、１ｂ’〜ｌｄ’
が配列されている。これら半径方向゛リブｌａ、ｌ’ｂ
〜１　ｄ　、　ｌｂ’〜ｌｄ’はその一端、必要に応じ
て中間点が順次横方向リプ２で連結され、各横方向リブ
２の中央部には横方向リプ２を伸長させる機能を有する
バネを内蔵したニーヒンジ３が設けられる。半径方向リ
ブ１ａの他端は保持台４に保持され、半径方向リブ１ｂ
〜１ａ、１ｂ’〜１　ｄ’の各他端はジョイント５を介
して保持台４に回転可能に接続され名。

半径方向リブ、横方向リブによシアンテナ鏡面を形成す
る導電性メツジュロが支持されΣ。衛星構体（図示せず
）に取付部７が固定され、アンテナ全体を衛星構体に回
転可能に保持台４はジヨイント８整弁して取付部７に取
付けられる。

リブ開拡前の状態からリブ間”°拡後の状態への移行は
、地上よりの指令に基づいて半径方向リブ１ｂ〜ｌｄ、
ｌｂ’−１ｄ’の保持機構（図示しない）が解除され、
各横方向リブ２の中央部に設けられているニーヒンジ３
中のバネの力により二っ折シ状態の横方向リブ２が伸長
し、半径方向リブ１ｂ〜１　ｄ　、　Ｉ’ｂ’〜Ｉｄ’
を中央の半径方向リブ１ａに対し、順次隣接リブ間を押
し拡げることによシ行われる。次にアンテナの展開の概
要を示す。

アンテナの展開は地上よシの指令で開始される。

まず半径方向リブ１ｂ〜１　ｄ　、　１　ｂ’〜１ｄ’
カ開拡しない状態で衛星構体に固定されているアンテナ
を火工品を動作させてその一端を衛星構体から切離し、
ジョ、イ’＞ｉ’）８の部分を中心に所定の位置までバ
ネ等によシ回転させて（支）定し、第１図の左半分に示
した状態にする。次に、第１図には図示されていない半
径方向リブの固定装置が解除されると、上述したように
ニーヒンジ３中のバネノ作用により半径方向リブ１ｂ〜
ｌｄ、ｌｂ’〜１ｄｌが開拡される。横方向リブ２が伸
長しきった状態でニーヒンジ３が固定され、半径方向リ
ブ１ｂ〜１’ｄ、Ｉｂ′〜ｌｄ’の開拡が終了した時点
でアンテナの展開は終了する。

この展開した状態で半径方向リブは保持台４をはソ中心
とする放射状に配列され、所望のアンテナ曲面に沿って
位置し、各半径方向リブはアンテナ開口側に凹となるよ
うにわん曲されている。

以上説明したような動作によシアンテナの展開が行われ
るが、保持台４にジヨイント５を介して接続される半径
方向リブ１ｂ〜ｉ　ａ　、　ｉ　ｂ’〜ｌｄ’の開拡が
複雑な構造の横方向リプ２の作用にょシ行われる構成で
あシ、ニーヒンジ３、横方向リプ２と半径方向リブとの
接続部等機構部が多く、故障を生じる可能性も高く、展
開の信頼度が低いという欠点を有していた。

く１発明の概要〉 この発明は、これらの欠点を除去す名ため、半径方向リ
ブの展開に必要な機構部をなくシ、半径方向リブ自身の
保有する弾性を利用して半径方向リブの展開を行うよう
にしたことを特徴とし、その目的は半径方向リブの開拡
時の信頼性を増すことによりアンテナ展開の際の信頼性
を向上させることにある。

〈実施例〉 第２図はこの発明の一実施例を示し、図中第１図と同一
の符号を付したものは同一のものであシ、図の左半分は
半径方向リブ開拡前の状態を、右半分は半径方向リブ開
拡後の状態を示す。この発明では開拡する半径方向リブ
として弾性材よシなシ、それ自身弾性を有するものであ
シ、適当数のものが中央の半径方向リブ１ａの両側に開
拡方向に配列され、その各一端は保持台４に固定される
。これら半径方向リブ９、中央半径方向リブの各他端及
び適当な中間位、置に半径方向リブ９を展開した時の位
置を定めアンテナ形状を保持するだめのテンションメン
バ（ワイヤ）１０が隣接するリブ間に順次接続される。

半径方向リブ９をその弾性力に抗して開拡前はその状態
はストッパ１１で保持される。ストッパ１１は棒体にリ
ブを係合させる手段を付けたものやワイヤなどを用いる
ことができる。

アンテナの展開動作のうち半径方向リブの開拡動作以外
の展開動作は従来のものと全く同一である。リブ開拡前
の状態からリブ開拡後の状態への移行はストッパ１１が
地上よりの指令に基づいて解除されると半径方向リブ９
はそれ自身の有する弾性により中央の半径方向リブ１ａ
に対し順次両側に開拡し、しかも保持台４から離れるに
従って間隔が大きくなるように、つまり保持台４に対し
放射状に開拡する。半径方向リブ９の開拡はテンション
メンバ１０の長さにより開拡を制限され、半径方向リブ
及びテンションメンバによシ支持すれたメツジュロか所
足の形状のアンテナ鏡面を形成するように保持される。

通常半径方向リプ９は先端はど細くなるよりな：テーパ
形状でちゃ、メツジュロの張力により中央の半径方向リ
プ１ａの方へ引かれた除のリプ１ａの方向への変形が先
端にいく程わずかではあるが大きくなることを考慮し、
開拡する半径方向リブ９は第３図に示すように先端に近
ずく程、中央の半径方向リブ１ａよシ遠ざかる方向へわ
ずかに変形量せ、メツジュロの張力に対抗できるように
することができる。しかし半径方向リブ５９の剛性・弾
力がメツジュロの張力に比して充分大きければ半径方向
リブ９の形状は真直でも良い。また、半径方向リブ９は
それ自身弾性を有すれば良いのでその断面形状は第４図
Ａに示すような細長い矩形断面であれば良いが、開拡後
軽量で大きな剛性を得るためには開拡後の横幅Ｗが大き
く中空の形状がより好適である。更に、開拡前の曲げら
れた状態では半径方向リブ９の断面はリプの横幅が開拡
後のリプの横幅Ｗよシ小さくなるような変形を受ける。

そ９、ような断面形状の変形が容易で、かつ開拡後のリ
プ・の横幅Ｗが大きくなるよう・な断面形状の構成を有
するリプが弾力性に富み開拡後の剛性も大きく半径方向
リブ９としてはもつとも好適である。このような点から
半径方向リブ９の断面形状として好適な例を第４図Ｂ−
Ｅに示す。第４図り、Ｅに示すように半径方向リブ９を
中空とし、かつ横幅を拡げる方向のばね１２をリブ９内
に設けることもできる。

半径方向リブ９の材料としては、温度変化による形状の
変形が少なく、弾力性も有する炭素繊維強化プラスチッ
クが好適であり、ばね材１２としてはリン青銅板などの
板ばね材が好適である。また、テンションメンバー１０
としては温度変化による形状の変形が少ないクォーツフ
ァイバカ適スる。半径方向リブ９の開拡を制限し固定す
る部材トシてはテンションメンバー１０の代りに従来の
アンテナの横方向リプ２と類似の形状で、リプの中央部
にバネのないヒンジを有する横方向リプを用いてもよい
。この場合においても、従来のアンテナの半径方向リブ
１ｂ〜ｌｄ、ｌｂ’〜１　ｄ’の根元に設けられた機構
部分であるジヨイント５を必要としないため、この発明
による効果である、半１径方向リプの開拡の信頼性を高
めることができるとともにアンテナ重量の軽量化が実現
できるという効果を、テンションメンバー１０を用いり
３１Ａ合と同様に得ることができる。

第５図は両端の半径９・方向１リブの根元にかかる負担
を軽減する例を示したものである。

前述した第２図の実施例によると、アンテナ鏡面の大き
さ、半径方向リブの配置等に書シ、半径方向リブの開拡
前の状態では第５図Ａ中の部分ａに示すように、半径方
向リブ９、特にリプ配列の両性側に近いもの程、リプの
根元に大きな曲げが生じる場合がある。このような場合
、曲げの程度によってはリプの根元が破壊することもあ
る。このような半径方向リブ９の根元にかかる負荷を軽
減するには第５図Ａの右半分及び第５図Ｂに示すように
すればよい。

即ち半径方向リブ９の配列の両性側部分のリプ９を固定
する保持台４の部分は可とり性を有する弾性片１３と、
され１、−弾性片１３はその中・央半径方向リプ１ａ側
が保持台４に固定され、弾性片１３のリプ９と反対側は
保持台４との間に間隔が設けられ、この部分にバネ１４
が設けられ、バネ１４で弾性片保持台４側に偏倚される
。弾性片１３に他の力が作用しない場合は弾性片１３は
バネ１４の力により保持台４側へ引張られ、弾性片１３
の一端が保持台４に接触する位置まで曲げられる。

半径方向リブ９を束ねたアンテナ開拡前の状態（第５図
Ａの有半、分の、状態）では、弾性片１３は半径方向リ
ブ９の根元にかかる曲げ力が、バネ１４の力に打勝つた
め、バネ１４が伸び図示しているように弾性片１３の一
端は保持台４から離れる。

弾性片１３のない場合（第５図Ａの左半分の状態）には
部分ａに示すように束ねられた状態において大きな力を
うけ破壊される可能性があるが、弾性片１３を用いたこ
の例では弾性片１３が保持台４から離れ、半径方向リブ
９の根元の変形量が少なく破壊されることはない。弾性
片１３としては炭素繊維強化プラスチックが適する。

第５図Ａの状態は、アンテナ開拡前の図示されていない
保持開放機構により、リブが束ねられ保持された状態を
示している。この図示されていない保持開放機構が火工
品等によシ動作し半径方向リブが開放されると、半径方
向リプの根元にかかる曲げ力が弱まるため、バネ１４が
縮み、弾性片１３を保持台４の方へ曲げる。最終的には
弾性片１３の一端は保持台４へ接触した状態になる。こ
の際、弾性２片１３の一端をラッチ機構１５により保持
台４にラッチするようにする。こｐラッチ機構１５によ
りアンテナ展開後、アンテナに何等かの原因による荷重
がかかシ、−その際の弾性片１３の一端のもどりによる
半径方向リプ９の変形（第５図Ａの右半分の状態に弾性
片１３がもどることによる半径方向リプ９の変形）はさ
けることができる。

ラッチ機構１５としては例えば第６図Ａに示すように半
径方向リプ９の開拡前は弾性片１３の遊端が、保持台４
に回動偏倚された爪１６の端部に衝合しており、半径方
向リプ９が開拡されて弾性片１３の遊端、Ｓが保持台４
へ近ずけられ°ると１、第６図Ｂに示すように爪１６が
そのばね１７による回動偏倚力により回動して、爪１６
が弾性片１３の切欠き１８と係合してラッチ状態にガり
弾性片１３の端部が保持台４から離れる変形は生じない
。

以上述べたように、弾性片１３を設けた構成によればア
ンテナ開拡前の収納時における半径方向リプ９の根元の
過度の変形をさけることができ、半径方向リプ９の損傷
をさけることができるという利点がある。

〈効　果〉 以上説明したように、この発明のアンテナによれば半径
方向リプ９の開拡は、リブ自身の有する弾性力により成
され、テンションメンバー１０又は横方向リブ２の長さ
により所定の形状に半径方向リプ９が保持されることに
より、半径方向リプの開拡が達成されるため、従来のバ
ネを用いた展開アンテナの半径方向リプ１ｂ〜１ｄ、１
ｂ’〜ｘｄ＋の開拡に必要であった数多くの機構部分を
すべてなくすことができ、その結果半径方向リブ９の開
拡の信頼性が高まシ、アンテナの展開の信頼性が高まる
という利点がある。壕だ、従来９展開撤オフセツトアン
テナに比して機構部分゛が菰ないため、軽量なアンテナ
を実現できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の展開型オフセットアンテナを示す正面図
、第２図はこの発明の一実施例の展開型オフセットアン
テナを示す正面図、第３図はこの発明のアンテナに用い
る開拡する半径、方向リブ９の形状を示す図、第４図は
この発明のアンテナに用いる半径方向リプ９の断面形状
の各種例を示す図、第５図はこの発明のアンテナの他の
例を示す正面図、第６図はラッチ機構１５の一例を示す
図である。 １ａ：中央の半径方向リプ、４：保持台、６：鏡面メツ
シュ、７：アンテナの衛星への取付部、８：アンテナと
衛星とのジヨイント、９：自身の弾性によシ開拡する半
径方向リプ、１０：テンションメンバ、１１：ストッパ
、１２：ばね制ス　１３：・綽゛性片、１４：ばね、１
５“：ラツチ機構。 特許出願人　日本電信電話公社 代理人　草野　卓 オ　１　図 １ｎ ７２図 ケ ア４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）保持台と、その保持台に一端が固定され、自身の
   弾性により上記保持台をはソ中心とする放射状に開拡す
   る複数の弾性材よシなる半径方向リブと、これら半径方
   向リブの開拡を所定の範囲に制限し固定する部材と、上
   記半寧方向リプ及びそのリブの開拡を制限し固定する部
   材により支持され、アンテナ鏡面を形、成するメツシュ
   とよりなる展開形オフセットアンテナ。
2. （２）上記複数の半径方向リブのうちその配列方向にお
   ける外側部分の半径方向リブの固定部が弾性片に固定さ
   れ、その弾性片はリブ開拡前には上記保持台に対し外側
   程大きく開き、開拡時に保持台に近ずくようにわん曲し
   、かっリブ開拡時にわん曲した上記弾性片を上記保持台
   にラッチして固、定する機構が設けられている特許請求
   の範囲第１１項記；載の展開型オフセット・アンテナ。