JPS6044801A - アンテナ鏡面測定装置とその測定方法 - 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】 ０）発明の技術分野 本発明は、カセグレンアンテナ、ダレゴリアンアンテナ
等における反射鏡の鏡面測定装置に関し、特にアンテナ
鏡面の基準値に対する凹凸変位量を検出測定する測定装
置及びその測定方法に関するものである。

←）技術の背景 この種のアンテナは、極用される電波の周波数の高低に
よって、要求される反射鏡面の凹凸精度が異なる。例え
ば、周波数が４〜６　ＧＨｚの場合に、鏡面凹凸の誤差
が基準面に対してｌ■程度以下の精度が要求されるとす
ると、これに対して周波数が２０〜３０　ＧＨｚと約５
倍高い場合は、その凹凸誤差は約５分の１に縮小され、
０．２＋ａ＋程度以下の精度が要求されることになる。

また、口径が比較的大きい反射鏡、例えば４ｍ以上の口
径のものは複数個の扇状に分割されてノ４ネル化された
分割形鏡面の状態で鏡面測定が行なわれ、口径が比較的
：小さい反射鏡、例えば、３ｍ程度以下の口径のものは
一体形鏡面の状態で鏡面測定が行なわれる場合が多い。

勿論、大口径の反射鏡の場合、でも一体状に形成された
状態で鏡面測定が行なわれる場合もある。従って、この
種のアンテナ鏡面測定装置としては、周波数の高低つま
シ鏡面ＮＫの高低、鏡面口径の大小、分割形鏡面、一体
形鏡面等に関係なく、操作が簡便で測定精度が良好であ
シ、測定時間が短く、シかも価格が安価であるものであ
ることが望ましい。

（ハ）従来技術と問題点 従来、高精度が要求される分割形鏡面の測定は、３次元
測定器等を用いて行なわれていた。この場合は、設備費
（特に、３次元測定器の購入費）が高額であシ、鏡面測
定にも時間かがかるという問題がある。また大口径（例
えば４ｍ〜１０ｍ）の一体形の鏡面を測定する場合、高
精度が要求されない鏡面測定は、凹鏡面に対応して断面
が凸状湾曲線に形成された基準端面を有するゲージ板を
用いて、この凸状基準端面を鏡面に対向配置し鏡面の中
心軸線を回転軸線として回転させつつ、鏡面と前記基準
端面との間隙寸法をくさび状のすきまダーツを用いて測
定していた。この場合は測定値のばらつき誤差が大きく
、測定時間が非常に多くかかるという問題がある。一方
高精度が要求される鏡面測定は非接触式の変位セ／すを
用いた装置によって行なわれていた。すなわち、この装
置は、鏡面に対向する舟形枠の湾曲側縁に復側の非接触
式変位センサが配列固定されかつ鏡面の中心軸線を回転
軸線として舟形枠が回転可能に形成されたものである。

そして、この舟形枠を回転させつつ変位センサの基準値
に対する変位量を検出し、これに基づいて鏡面測定が行
なわれる。この装置の場合は、変位センサ自身の精度、
舟形枠の回転精度（鏡面中心軸線と舟形枠の回転軸線と
の合致度Ｘ及び変位センサの取付位置精度（半径方向及
び上下方向）が全体の測定精度を決定する要素となシ、
特に後２者の影響が犬である。この装置の較正は、例え
ば定盤等の上面上で定盤上面を基準面としてレーデ干渉
計を使用して行なう等の大がかシな作業が必要である。

このため、この装置は変位センサの基準値設定に非常に
時間がかかシ、また変位量の検出及び読取シが数値の換
算等を必要とするため煩雑であるという問題がある。

に）発明の目的 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、鏡面精
度の高低、鏡面口径の大小、分割形鏡面、一体形鏡面等
に関係なく、取扱操作が簡便で測定精度の向上が可能で
あシ、かつ測定時間を短縮化でき安価で形成し得るアン
テナ鏡面測定装置及びその測定方法を提供することにあ
る。

（ホ）発明の構成 そして、この目的を達成するために、本発明に依れば、
ダーツ本体軸部に該軸部の軸線を中心として回転可能に
取付けられた舟形枠を備えた舟形ｒ−ジと、前記舟形枠
の鏡面に対向する湾曲側細部に予め定めた任意の間隔で
配設された複数個の変位センサと、該変位センサの変位
基準値を設定するための基準端面を有し該端面の断面湾
曲線が所望の真正鏡面断面曲線に一致して作成された基
準板ゲージとを有して成ることを特徴とするアンテナ鏡
面測定装置が提供される。

また、本発明に依れば、ゲージ本体軸部に該細部の軸線
を中心として回転可能に取付けられた舟形枠と該舟形枠
の鏡面に対向する湾曲側縁に所定の間隔で配設された複
数個の変位センサとを有する舟形ゲージと、基準端面の
断面湾曲線が測定すべき鏡面の真正断面曲線に一致して
作成された基準板ゲージとを準備し、該基準板ゲージの
基準端面上方に前記舟形枠を整合配置し、前記各変位セ
ンサを該基準端面に対向させて前記各変位センサの変位
基準値を予め設定し、しかる後に前記舟形枠を鏡面に対
向配置して前記変位センサを鏡面に対向させ、次いで、
前記舟形枠を前記軸線回シに回転させて前記変位センサ
の変位基準値に対する変位量を検出して読み取るように
したことを特徴とするアンテナ鏡面の測定方法が提供さ
れる。

（へ）発、明の実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図から第８図は本発明の詳細な説明するための図で
ある。

第１図は本発明のアンテナ鏡面測定装置の正面図、第２
図は第１図の矢印Ａ方向からみた平面図である。これら
両図において、符号１ｏは本発明のアンテナ鏡面測定装
置を示す。この装置１ｏは舟形ゲージ１１と、該舟形ゲ
ージに配設された複数個の変位センサ１２と、基準板ゲ
ージ１３とを有して構成される。舟形グー２１１は、主
として、ｒ−ジ本体軸部１４と、該軸部１４に取付けら
れた舟形枠工５と、該舟形枠１５の反対側に支持部材１
７を介して取付けられた・ぐランサ１６とから構成され
ている。本体軸部１４は内側軸１４ｍと外側軸１４ｂと
が互に回動自在に結合されて形成され、内側軸１４ｍの
下部に一体的に形成されたフランジ部１４ｃがポルト１
８によって固定部材１９上に固定されている。固定部材
１９は定盤２０の上回に固定されている。舟形枠１５は
、比較的薄目の板材（鉄板の場合が多い）から形成され
たもので、その下端面１５ａの断面湾曲煉が測定すべき
鏡面の半径方向断面曲−に略対応して形成され、基端部
１５ｂ（第１図に向って左側）が外側軸１４ｂに固定さ
れている。従って、舟形枠１５は、本体軸部１４の軸線
αを回転中心として、外側軸１４ｂ１バランサ１６と共
に回転可能に支承されている。同、舟形枠１５はその裏
面（変位センサ１２取付面の裏側）に、図示してないが
、補強リブが配設固定されおシ、とれによって変形を防
止するように形成されている。複数個の変位センサ１２
（この場合は第１図に示すように１４個構成）は舟形枠
１５の下端面１５ｍの側縁に肩って、予め定められた任
意の間隔で取着固定されている。これらの各変位センサ
１２の相互間隔は必要に応じて任意に設定できるが、一
般的には、舟形枠１５の先端部１５ｅ側に近づくにつれ
て小さく、逆に基端部１５ｂ側に近づくにつれて大きく
設定される。この場合、変位センサ１２としては、−例
として、第３図に示すような差動トランス１２′　が用
いられている。第３図において、（イ）は差動トランス
１２′の概略正面断面図、（ロ）は（′ｌ）の矢印Ｂ方
向からみた外観側面図である。差動トレンス１２’Ｊｄ
、：フイル２１　ト、Ｆａ”イル２１　内ｉＪに配設さ
れ矢印Ｃ方向（軸線β方向）に運動可能なコア（磁性体
）２２と、該コアの下端に一体状に形成された接触部２
３と、この接触部２３を取巻いて配置されたコイルばね
２４とから構成されている。接触部２３は支持部材、２
３ａと、該支持部材２３ａの先端に回動自在に取付けら
れた接触ローラ２３ｂとから構成されている。差動トラ
ンス１２’は、ローラ２３ｍが第１図に示すように基準
板ゲージ１３の基準面、又は後述するように鏡面上に当
接されて転動することにょシ、コア２２が支持部材２３
ａを介して矢印Ｃ方向に移動し、コノコア２２の移動量
に比例して、コイル２１に誘起される起電力の電圧が変
化する。このように、差動トランス１２′は接触部２３
の矢印Ｃ方向の機械的移動量（変位量）を検出しこれを
電気的信号に変換して出力する機能を有するものである
。従って、第３図において、接触部２３が鏡面の基準面
（鏡面の真正曲面）に当接した時点の軸線β方向におけ
るコア２２の位置を予め基準位置として設定しておき、
この基準位置からのコア２２の軸線β方向の変位量を検
出すれば鏡面の凹凸精度を測定することができる。同、
この差動トラフ２１２′は接触部２３の変位量をμｍ単
位で検出することができる。従って、各差動トランス１
２′（変位センサ）の接触部２３の変位基準位置の設定
操作が簡便かつ正確に行なうことができれば、鏡面測定
をきわ゛めて簡便化することができ、かつ良好な測定精
度が得られることになる。しかし、前述したように、こ
の種の鏡面測定装置においては、従来よシ変位センサの
変位基準位置を簡便かつ正確に設定することが非常に煩
雑で手間がかかるという問題がある。そこで、本実施例
は、このように煩雑であった変位センナの変位基準位置
の設定をきわめて簡便かつ正確に行なうことを可能とし
たことを大きな特徴の１つとしたものであシ、この変位
基準位置の設定を簡便かつ正確に行なう手段として、第
１図に示すような基準板ゲージ１３が設けられている。

この基準板ダーツ１３は、例えば、厚さが３馴〜５ｍｍ
程度の板材（鉄板の場合が多い）から上端面１３＆が基
準面として形成されたものであシ、この上端面１３＆の
断面湾曲線がＮＣ機械等によって測定対象となる鏡面の
真正断面湾曲線（放物線の場合が多い）に正確に一致し
て作成されている。そして、基準板ダーツ１３は、第２
図に示すように、変形防止及び安定した位置決めができ
るようにダーツ支持枠２５に一体状に固定されて形成さ
れている。

第４図は第３図の差動トランス１２′（変位センサ）を
第１図の舟形枠１５に取付けた状態を示す図であシ、０
）は正面図（第１図に示す変位センサ１２の状態と同じ
）、（ロ）は（イ）の矢印り方向からみた下面図である
。図示のように差動トランス１２′は固定ブロック２６
に締付がルト２７によっテ締結固定されている。但し、
差動トランス１２′の固定位置は締付はルト２７をゆる
めて軸線β（第３図）方向に移動調節することができる
。固定プロ、り２６は固定？ルト２８によって舟形枠１
５に固定されている。そして、差動トランス１２′は、
その軸線βが該軸線β上に位置する接触部２３の先端（
この場合は第３図に示すローラ２３ｂ）の当接点、つま
シ反射鏡３０の鏡面３０ａに対する当接点において、鏡
面３０ｍに対して垂直になるように位置決め固定されて
いる。このことは、各差動トランス１２′（第１図の変
位センサ１２）の変位検出精度を高めるために考慮され
たものである。

さて、本実施例による鏡面測定は次の手順で行なわれる
。先づ第１図に示すように、定盤２０上に基準板ゲージ
１３を載置し固定部材１９に対して所定位置に固定する
。次いで、別の場所に配置されていた舟形ｒ−２１１を
、本体軸部１４上に固定されたアイがルト１４ｄを介し
てクレーン等で吊り上げて定盤２０上方に移動し、引き
つづき本体軸部１４の７ラング部１４ｃが固定部材１９
上に整合すると共に舟形枠１５の各変位センサ１２が基
準板ゲージ１３の上端面（基準面）１３ａに整合して当
接するようにして下降させる。そして、フランジ部１４
ｃを固定部材１９上に整合して載置し、次いでがルト１
８によって７２ンジ部１４ｃを固定部材１９上に固定す
る。これによシ、舟形ゲージ１１０本体軸部１４の軸線
αは定盤２０去面に対して垂直に配置されると共に、各
変位センサ１２の接触部の先端、すなわちこの場合は差
動トランス１２′の接触ｐ−ラ２３ｂが基準板グー５）
１３の上端面（基準面）１３ａ上に当接した状態で載置
される。そして、この状態において、各差動トランス１
２′のコア２２の位置を、各差動トランス１２′と電気
的に接続され別に設けた公知の表示装置又は記録装置（
共に図示なし）によって表示又は記録して、この位置を
変位基準位置として設定し、その変位基準値を予め読み
取るか又は記録する。この場合、コア２２の変位基準位
置の設定は、各差動トランス１２′をそれぞれ軸線β方
向に移動調節して差動トランス１２′すべてを一定の変
位基準値に設定することが好ましい。しかし、ロー２２
３ｂが基準板ゲージ１３の上端面（基準面）１３ａ上に
最初当接載置された時点における各差動トランス１２′
のコア２２の位置を変位基準位置として、各差動トラン
ス１２’ごとに異なる変位基準値を設定してもよい。

また、ここでは電気的に基準点（零点）設定することも
できる。即ち、差動トランスと、表示計（電圧計）の間
での電圧設定を変えることによシ行なうものである。こ
のように、基準板ゲージ１３を設けることによシ、差動
トランス１２′（変位センサ）の変位基準値設定を簡便
かつ正確に短時間で修了することができる。そして、今
度はこの舟形ケージ１１を定盤２０から取外し、アイ？
ルト１４ｄを介して再びクレーン等によって吊り上げ、
第５図に示すように、測定すべきアンテナ２９の反射鏡
３０上に移動して、アンテナ２９の中心部、すなわちア
ンテナ本体（センターノ・プ）３１上に本体軸部１４を
固定する。岡、第５図に示すアンテナ２９は鏡面３０＆
が一体状に形成されたものでアシ、アンテナ本体３１か
ら半径方向に放射状に延びて形成された支持リプ３２に
反射鏡３０が支持固定されている。そして、アンテナ本
体上部の中心部にアンテナホーン（−次放射器取付部３
１＆が形成されている。この取付部３１ａ上に舟形ケー
ジ１１の本体軸部１４のフランジ部１４ｃが？シト１８
（図示なし）によって固定される。この場合、本体軸部
１４は、その軸線α力ぶアンテナ本体３１の軸線、すな
わち鏡面３０＆の軸線と一致して、固定される。同、こ
の場合、前出の第１鴫における基準板ｒ−ジ１３の上端
面（基準面）１３ｍと固定部材１９の上面との位置関係
は、第５図における鏡面３０ａとアンテナホーン取付部
３１＆の上面との位置関係と同一に設定されている。従
って、このようにして舟形ゲージ１１がアンテナ２９に
固定されると、各差動トランス１２’　（変位センサ１
２）の接触部２３のロー２２３ｂ（第３図）は鏡面３０
ｍに当接した状態になる。そして舟形ゲージ１１を鏡面
３０ａの円周方向に沿って回転させると、ローラ２３ｂ
が鏡面３０＆の凹凸に対応して軸線β（第３図）方向に
変位しながら転動する。このローラ２３ｂの転動変位に
伴ってコア２２が上下運動する。そして、コア２２の上
下運動によって生ずるコア２２の変位基準位置に対する
変位が各差動トランス１２′によって検出され電気信号
（電圧変化）に変換されると同時に前述した表示装置又
は記録装置に送出され、これらの装置によって、鏡面３
０ａの基準面（すなわち、基−板グージ１３の上端面１
３ａ）に対する凹凸誤差が直ちに表示又は記録される。

伺、舟形ダー−）１１は公知の駆動手段（図示なし）に
よって回転駆動される。差動トランス１２′は前述した
ようにμｍ単位で変位を検出することができるので、本
実施例によれば、高精度の鏡面測定を簡便かつ短時間で
行なうことができる。

第６図から第８図は、本実施例によって行なわれる分割
形鏡面の測定状態を示す図であシ、第６図は舟形ゲージ
１１が分割鏡面に対してセットされた状態を示す正面図
、第７図は第６図の矢印Ｅ方向からみた平面図、第８図
は第７図の分割鏡面とその両側縁にそれぞれ配置した基
準板ケージ１３との位置関係を示す斜視図（但し、互に
分離した状態で示す）である。これらの図において、符
号３３は分割反射鏡、３３ａは分割形鏡面、３４は定盤
２０上の固定部材１９に固定された内側支持枠、３５は
該内側支持枠（３４）上に設けられた内側支持部、３６
は定盤２０上に載置されかつ固定部材１９に固定された
外側支持枠、３７は該外側支持枠（３６）上に設けられ
た外側支持部をそれぞれ示°シ、他の符号は前出の第１
図から第５図に示した部分と同一部分を示している。同
、内側支持部３５と外側支持部３７は公知のねじ構造等
によシ上下方向に移動調整可能に形成されている。この
場合は、第７図と第８図に明示するように、同一形状に
形成された２枚の基準板ゲージ１３を使用して、各変位
センサ１２（差動トランス１２′）の変位基準位置の設
定を予め行ない、その後分割鏡面３３ａの測定を行なう
ものである。すなわち、先づ、外側支持枠３６の左右両
側部に基準板ゲージ１３をそれぞれ整合固定し、最初に
、一方の基準板ダーツ１３によって変位センサ１２（１
２勺の変位基準位置の設定（変位センサの接触部の変位
基準位置設定）を行なう。そして、さらに舟形枠１５を
他方の基準板ゲージ１３１で回転して、この他方の基準
板ゲージ１３によって、最初に設定した変位センサ１２
　（１２’）の変位基準位置を再確認する。この操作に
よシ、舟形ゲージ１１の本体軸部１４の軸線αが定盤２
０上面に対して真正に垂直であるか否かを確認すること
ができ、このため舟形枠１５の回転精度（すなわち、変
位センサ１２の定盤２０上面に対する平行移動精度）を
常に正確に維持しかつ確認することができる。

このようにして、変位センサ１２　（１２’）の変位基
準位置設定の修了後、舟形枠１５を基準板ゲージ１３の
いずれか一方の外側に回転させ、一時的に退避させて、
両基準板ダージ１３間に分割反射鏡３３を持ち込み、支
持部３５．３７上に載置する。

その後、分割鏡面３３ａの各隅角部における４ケ所のレ
ベル調整点Ｑｌ　＊　Ｑｓ　、Ｑａ　＋　Ｑ４を〜舟形
ゲージ１１を用いかつ支持部３５．３７を上下移動調整
することによシ、基準板ゲージ１３の上端面（基準面）
１３ａを同一レベルに調整する。

しかる後、分割鏡面３３ｍの一方の側縁部から他方の側
線部に向けて舟形枠１５を回転しつつ（例えば、回転角
度が５°ごとに）各変位センサ１２（１２’）の変位基
準値に対する変位量を、前出の第５図で説明した要領と
同様にして検出して読み取る。このように２枚の基準板
ゲージ１３を使用することによシ、簡易構造で変位セン
サ１２　（１２’）の較正の筒易化及正確化が可能であ
シ、測定精度の向上、測定時間の短縮化を実現すること
ができる。

同、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
例えば、変位センサを非接触式のセンサに代えた非接触
型の鏡面測定装置にも適用でき、また、凸形鏡面の鏡面
測定装置にも適用することができる。

（ト）発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明に依るアンテナ鏡
面測定装置は、測定すべき鏡面の真正鏡面断面と一致し
て形成された断面湾曲線の基準端面を有する基準板ゲー
ジを設けることによシ、簡易構造で、鏡面精度の高低、
鏡面口径の大小、分割形及び一体形鏡面等に関係なく、
取扱操作が簡便化され、変位センサの較正が簡略化され
、測定精度の向上及び測定時間が短縮化され、さらに製
造コストが低減化され得るといった効果大なるものｙあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアンテナ鏡面測定装置の正面図、第２
図は第１図の矢印Ａ方向からみた平面図、第３図は第１
図の変位センサ１２の一例として示した差動トランス１
２′の正面断面図０）と（イ）の矢印Ｂ方向からみた側
面図←）、第４図は第３図の差動トランス１２′の取付
状態を示す正面図（イ）と（イ）の矢印り方向からみた
下面図、第５図は第１図の鏡面測定装置１０によシ一体
形鏡面の測定状態を示す正面図、第６図は第１図の鏡面
測定装置１０によシ一体形鏡面の測定状態を示す正面図
、第７１図は第６図の矢印Ｅ方向からみた平面図、第８
図は第７図の分割鏡面３３ａとその両側縁にそれぞれ配
置された２枚の基準板ゲージ１３との位置関係を示す斜
視図（但し、互に分離した状態で示す、）である。 １０・・・本発明のアンテナ鏡面測定装置、１１・・・
−舟形ゲージ、１２・・・変位センサ、１２′・・・変
位、セ／すの一例としての差動トランス、１３・・・基
準板ゲージ、１３ａ・・・上端面（基準面）、１４・・
・ゲージ本体軸部、１５・・・舟形枠、１６・・・パラ
ンサ、２０・・・定盤、２３・・・接触部、２３ｂ・・
・接触ローラ、２５・・・ゲージ支持枠、２６・・・固
定ブロック、２９・・・アンテナ、３０・・・一体形反
射鏡、３ｏＩＬ・・・一体形鏡面、３１・・・アンテナ
本体（センターハブ）、３１ａ・・・アンチホーン（−
次放射器）取付部、３３・・・分割形反射鏡、３３ａ・
・・分割形鋼面、３５・・・内側支持部、３７・・・外
側支持部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ゲージ本体軸部に該軸部の軸線を中心としに予め定
   めた任意の間隔で配設された複数個の変位センサと、該
   変位センサの変位基準値を設定するための基準端面を有
   し該端面の断面湾曲線が所望の真正鏡面断面曲線に一致
   して作成された基準板ゲージとを有して成ることを特徴
   とするアンテナ鏡面測定装置。 ２　分割形鏡面に対し、該鏡面の左右両側部にそれぞれ
   前記基準板ゲージを配置したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のアンテナ鏡面測定装置。 ３、ゲージ本体軸部に該軸部の軸線を中心として回転可
   能に取付けられた舟形枠と゛該舟形枠の鏡面に対向する
   湾曲側縁に所定の間隔で配設された複数個の変位センサ
   とを有する舟形ケ９−ノと、基準端面の断面湾曲線が測
   定すべき鏡面の真正断面曲線に一致して作成された基準
   板ゲージとを準備−し、該基準板ｒ−ジの基準端面上方
   に前記舟形枠を整合配置し、前記各変位センサを該基準
   端面に対向させて前記各変位センナの変位基準値を予め
   設定し、しかる後に前言晶舟形枠を鏡面に対向配置して
   前記変位センサを鏡面”に対向させ、次いで、前記舟形
   枠を前記軸線＠シに回転させて前記変位センサの変位基
   準値に対する変位量を検出して読み取るようにしたこと
   を特徴とするアンテナ鏡面の測定方法。 ４　分割形鏡面の測定に際し、該鏡面の左右両側部にそ
   れぞれ前記基準板ｒ−ジを配置し、最初に一方の基準板
   −ｒ−ジによって゛前記変位センサの変−位基準値を設
   定し、引きつづき、他方の基準板ゲージによって最初に
   設定した変位基準値の再確認調整を行ない、次いで前記
   双方の基準板ゲージ間に分割形鏡面を介在配置して鏡面
   測定を行なうようにした特許請求の範囲第３項に記載の
   アンテす鏡面測定方法。