JPS6249706A - 展開アンテナリフレクタ - Google Patents

展開アンテナリフレクタ

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JPS6249706A
JPS6249706A JP19014485A JP19014485A JPS6249706A JP S6249706 A JPS6249706 A JP S6249706A JP 19014485 A JP19014485 A JP 19014485A JP 19014485 A JP19014485 A JP 19014485A JP S6249706 A JPS6249706 A JP S6249706A
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JP
Japan
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frames
antenna reflector
hinge
satellite
frame
Prior art date
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JP19014485A
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JPH0460363B2 (ja
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Kazuo Yamamoto
和夫 山本
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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〕 この発明は、展開アンテナリフレクタに係り。
特に例えば1人工衛星あるいは宇宙ステーションに搭載
する展開型アンテナの構成に関するものである。 ・ 〔従来の技術〕 第4図ないし第7図は、例えば特開昭59−28704
号公報に開示された、従来の展開アンテナリフレクタの
格納時の正面図、格納時の側面図。
展開後の正面図、及び展開後の側面図である。上記各図
1こおいて、llaは回転の駆動力となるうす巻きバネ
などの弾性バネを内蔵し、所定の回転角に達した時にそ
の回転をロックするラッチ装置を備えたヒンジのうち、
1801iの展開角でラッチするヒンジ囚、11 bは
同じ<135度の展開角でラッチするヒンジ(B)であ
り、ここで、各ヒンジ(AJlla及びヒンジ+B)l
lbは、低摩擦条件を実現し得る軸受を内蔵する構成と
なし得、この軸受を1例えば球面軸受とすることができ
る。12a、12bは各ヒンジLA)lla、ヒンジt
B)llbにより端部を互いに結合され、全体としてフ
ープ形状を形成する管状の部材、・例えば炭素繊維複合
材料で構成された管状の長フレーム及び短フレームであ
り、長フレーム12 aは、第6図に示す衛星本体18
への取付は部分及びフープ上でそれと相対抗する位置に
設けられ、その他は短フレーム12 b によってフー
プ形状が構成される。13は長フレーム12 a及び各
ヒンジ囚11a、ヒンジIB111 b上に取り付けら
れた多数の支持ワイヤで、調整可能な張力で保持されて
いる。14は多数の支持ワイヤ131こより縁部を支持
され、少なくとも一方が導電性を有する2枚のメツシュ
状の可撓性薄膜、15はこの2枚の相同う可撓性薄膜1
4を互いに内側方向へ引っ張る結合ワイヤであり、その
長さは調整可能に設定し得るようにされている。16は
格納時に各長フレーム12 a及び短フレーム12 b
を保持するためのスペーサ、I7は長フレーム12 a
を衛星本体18に固定するための取付具である。
次に、上記した従来の展開アンテナリフレクタの動作に
ついて説明する。打上げ時には、第4図及び第5図に示
すように、端部を各ヒンジ囚11a。
ヒン’) tB) 11 bで結合された各長フレーム
12a、短フレーム12 bから成るフープが、上記各
ヒンジ囚11a、ヒンジtB)llbの箇所において折
り畳まれている。ここで、取付具17を介して衛星本体
18に取り付ける長フレーム12a、及びこれと相対抗
する位置にある長フレーム12 aの長さは、第4図に
示すように、折り畳まれた左右のヒンジ(A)llaが
互いにぶつかるのを防ぐため、その他の短フレーム12
 bの長さの2倍より若干長くされている。また、フー
プ内部に多数の支持ワイヤ13を介して設けられ、多数
の結合ワイヤ15で互いに結ばれた2枚のメツシュ状の
可撓性薄膜14は、各長、短フレーム12a、12b間
に折り畳まれている。この状態Iこおいて、隣り合う各
長、短フレーム12a、12b上に設けられたスペーサ
【6が互いに当接し、図示されない適当な緊縛装置によ
り緊縛された状態で衛星本体18に固定される。そして
、軌道到達後、上記緊縛装置が解放されると、各ヒンジ
(A)11a#ヒンジtB) 11 bに内蔵されたう
す巻きバネなどの弾性バネノトルクにより各長、短フレ
ーム12a、’12bが展開し始め、また、これに伴っ
て各長、短フレーム12a、12b間に折り畳まれてい
る2枚の可撓性薄膜14も広がり始める。ここで、格納
時に、内側番こ折り畳まれていたヒンジ囚11 aは、
展開角180度Cζなった時に内蔵されたラッチ装置I
こよりロックされ、また、外側に折り畳まれていたヒン
ジLB)11 bは、展開角が135度番こなった時に
内蔵されたラッチ装置によりロックされる。かくて、ス
ヘテの各ヒンジ囚11a、ヒンジIB)llbがロック
されると、第6図に示すように、最終的に8角形のフー
プに形成される。この状態において、多数の結合ワイヤ
15で結ばれた2枚のメツシュ状の可撓性薄膜141こ
は、所定の張力が加わるようIこ各支持ワイヤ15の長
さがあらかじめ調整されている。また、一方の可撓性薄
膜14がパラボラ面を形成する(厳密には各結合ワイヤ
15と可撓性薄膜14との結合点がパラボラ面上にある
)ように、各結合ワイヤ15の長さがその位置に応じて
あらかじめ調整されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の展開アンテナリフレクタは以上のよ
うに構成されているので、リフレクタが完全に展開した
状態では、すべての各ヒンジ(A)11a、ヒンジ(B
l 11 bがロックされ、リフレクタはその形状を保
つ。この状態tこおいて、例えば人工衛星は姿勢制御等
のためのスラスタ(図示しない)を噴射する。これによ
り、アンテナリフレクタには弾性振動が励起され、この
弾性振動の振動数が低くなり過ぎると姿勢制御系との間
に干渉が生じるので、アンテナリフレクタの最低次固有
振動数を高くしておく必要がある。通常、最低次振動モ
ードにおいては、衛星取付点付近のフレームの撓みが大
きく、このモードの撮動数を高くするには重量を増加さ
せることなく、衛星取付点の剛性を相対的に増す必要が
ある。しかるに、従来の展開アンテナリフレクタにおい
ては、フレームの形状(特に断面形状)をすべてのフレ
ームで一様にしているため、最低次固有振動数を増加さ
せようとしてフレームの断面を一様に大きくすると、重
量の増大や格納時容積の増大を招き、軽量及び小容積を
重要視する人工衛星の搭載物としては致命的な欠陥にな
るという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされもの
で、高い最低次固有振動数を有すると共りこ、重量や格
納時の容積の小さい展開アンテナリフレクタを得ること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る展開アンテナリフレクタは、フレームの
剛性を各フレームごとに変化させると共に、衛星取付点
付近では最も剛性を高くし、衛星゛取付点から離れる番
こしたがって剛性を低くしたものである。
〔作用〕
この発明の展開アンテナリフレクタにおいては。
最低次固有機動モードにおいて最も高い荷重を受ける衛
星取付点付近のフレームの剛性を相対的に高くし、荷重
をほとんど受けない衛星取付点から遠いフレームの剛性
を相対的に低くし、全体として重量を増加することなく
最低次固有振動数を増大する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例である展開アンテナリフレ
クタを示す展開後の正面図、第2図及び第3図は、第1
図の展開アンテナリフレクタlコオけるフレームの断面
図である。上記各図において、11 aは回転の駆動力
となろうず巻きバネなどの弾性バネを内蔵し、所定の回
転角に達した時にその回転をロックするラッチ装置を備
えたヒンジのうち、1801にの展開角でラッチするヒ
ンジ囚、11 bは同じ<135度の展開角でラッチす
るヒンジtB)であり、ここで、各ヒンジ(A)lla
及びヒンジtB)llbは、低摩擦条件を実現し得る軸
受を内蔵する構成となし得、この軸受を、例えば球面軸
受とすることができる。22a、22b及び23at2
3b、23Cは各ヒンジ(A)11a、ヒンジIB)l
lbにより端部を互いに結合され、全体としてフープ形
状を形成する管状の部材、例えば炭素線維複合材料で構
成された管状の長フレーム及び類フレームであり、各長
フレーム22a、22bは、衛星本体18への取付は部
分及びフープ上でそれと相対抗する位置に設けられ、そ
の他は各類フレーム23a、23b、23Cによってフ
ニプ形状が構成される。13は各長フレーム22a。
22 b及び各ヒンジ(A)lla、l::7ジ(B)
llb上Jコ取り付けられた多数の支持ワイヤで、調整
可能な張力で保持されている。14は多数の支持ワイヤ
131こより縁部を支持され、少なくとも一方が導電性
を有する2枚のメツシュ状の可撓性薄膜、15はこの2
枚の相向い合う可撓性薄膜14を互いに内側方向へ引っ
張る結合ワイヤであり、その長さは調整可能に設定し得
るようにされている。16は格納時に各長フレーム22
a、22b及び類フレーム23aj23bt23Cを保
持するためのスペーサ、17は長フレーム22 aを衛
星本体18に固定するための取付具である。
次に、上記したこの発明の一実施例である展開アンテナ
リフレクタの動作について説明する。打上げ時に格納さ
れた状態から軌道上に到達後、各ヒンジ(A)11 a
 、ヒンジtB111bに内蔵された弾性バネにより展
開し、ヒンジ囚U aの角度が180度、ヒンジ(B)
 11 bの角度が135度になった時にそれぞれラッ
チ装置により回転をロックし、形状を保つまでは上記従
来の展開アンテナリフレクタと同様である。ここで、第
1図ないし第3図に示すようにフレームの中空断面形状
を衛星本体18からの距離に応じて変えておく。すなわ
ち、衛星本体18に近い部分の5つのフレームでは断面
の寸法を従来例のものより大きくシ、また、衛星本体1
8から遠い部分の5つのフレームでは断面の寸法を従来
例のものより小さくし、中間の4つのフレームでは断面
の形状を従来例のものと同一にしておく。例えば、中空
断面の厚さはすべてのフレームで同一とする。中空断面
を正方形とし、断面形状幅をa。
厚さをt、ヤング率をE、比質量をρとすれば。
曲げ剛性sb及び単位長さ当りの質量ρ1は以下の式で
与えられる。
衛星本体18における姿勢制御用スラスタからの噴射な
どによりアンテナリフレクタは、衛星本体18から離れ
るほど振幅の大きい片持梁モードで振動する。この時、
相対的に大きな曲げ荷重を受ける衛星本体18の近くで
フレームの断面形状を大きく、曲げ荷重をあまり受けな
い衛星本体18から遠い部分でフレームの断面形状を小
さくすることにより、片持梁振動モードに対して剛性を
増大させることができる。曲げ剛性Sbは断面形状幅a
の3乗で変化するから、この断面形状幅aをわずかに変
えるだけでもこの効果は大きい。また、単位長当りの質
量は断面形状@aに線形に比例して変化するから、衛星
本体18の近くで増加した分だけ衛星本体18から遠い
部分で断面形状幅aを減らしておけば、全体としての重
量増加はほとんど無くすることができる。逆に云えば、
同じ剛性を持つならば、より軽量のアンテナリフレクタ
が実現可能ということになる。
なS1上記実施例では、フレームの断面寸法を3段階に
変化させたが、これ以外に、多段階に変化させても良く
、また、同一のフレーム内で連続的に変化させても良く
、上記実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、展開アンテナリフレク
タにおいて、可撓性薄膜を支持するフープ形状の多数の
フレームの剛性をフレームごとに変化させた構成とした
ので、極めて剛性の高いアンテナリフレクタが得られる
と共に、同−剛性を持つとする場合に軽量のアンテナリ
フレクタが得られるという優れた効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
笛1図はこの発明の一実施例である展開アンテナリフレ
クタを示す展開後の正面図、第2図及び第3図は、第1
図の展開アンテナリフレクタにおけるフレームの断面図
、第4図ないし第7図は従来の展開アンテナリフレクタ
の格納時の正面図。 格納時の側面図、展開後の正面図及び展開後の側面図で
ある。 因において、11a・・・ヒンジ囚、11b・・・ヒン
ジ(B)。 12a 、 22a 、 22b、、、長フレーム、1
2b、23a、23b、23C・・・短フレーム、13
・・・支持ワイヤ、14・・・可撓性薄膜、15・・・
結合ワイヤ、[6・・・スペーサ、17・・・敗付具、
18・・・衛星本体である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転の駆動力となる弾性バネを有し、所定の回転
    角に達した時にその回転をロックするラッチ装置を備え
    た多数のヒンジと、この各ヒンジにより端部を互いに結
    合され、全体としてフープ形状となす多数のフレームと
    、この各フレームに取り囲まれ、縁部を支持ワイヤを介
    してそれぞれ前記フレーム及びヒンジで支持され、少な
    くとも一方が導電性を有する2枚のメッシュ状の可撓性
    薄膜と、この2枚の可撓性薄膜間に配設され、その可撓
    性薄膜上の相対抗する2点を互いに内側に引っ張り、ア
    ンテナリフレクタとして所要の形状を前記2枚の可撓性
    薄膜に与える多数の結合ワイヤと、前記フレームの1つ
    に配設され、衛星本体との結合の役目を果す取付具とを
    備えた展開アンテナリフレクタにおいて、前記各フレー
    ムの剛性を変えたことを特徴とする展開アンテナリフレ
    クタ。
  2. (2)前記各フレームは管状の部材からなり、この部材
    が炭素繊維複合材料より構成されて成ることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の展開アンテナリフレクタ
  3. (3)前記結合ワイヤの長さは、調整可能であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の展開
    アンテナリフレクタ。
  4. (4)前記支持ワイヤは、調整可能な張力で保持されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3
    項記載の展開アンテナリフレクタ。
  5. (5)前記ヒンジは、低摩擦条件を実現し得る軸受を内
    蔵していることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第4項記載の展開アンテナリフレクタ。
  6. (6)前記ヒンジに内蔵された軸受は、球面軸受である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の展開アン
    テナリフレクタ。
JP19014485A 1985-08-29 1985-08-29 展開アンテナリフレクタ Granted JPS6249706A (ja)

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JPH0460363B2 JPH0460363B2 (ja) 1992-09-25

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08330821A (ja) * 1995-05-27 1996-12-13 Nec Corp アンテナ装置
CN109818151A (zh) * 2019-02-19 2019-05-28 上海卫星工程研究所 星载可展开网状天线

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JPH08330821A (ja) * 1995-05-27 1996-12-13 Nec Corp アンテナ装置
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