JPH04288705A - ホーンアンテナ - Google Patents

ホーンアンテナ

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JPH04288705A
JPH04288705A JP3078594A JP7859491A JPH04288705A JP H04288705 A JPH04288705 A JP H04288705A JP 3078594 A JP3078594 A JP 3078594A JP 7859491 A JP7859491 A JP 7859491A JP H04288705 A JPH04288705 A JP H04288705A
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眞一 佐藤
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磯 彰夫
Mitsuaki Ogasa
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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】本発明は、衛星搭載用アンテナと
して用いられるホーンアンテナ、具体的にはUHF〜S
バンド等の低い周波数の大型展開反射鏡アンテナの一次
放射器等に用いられるホーンアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、反射鏡アンテナの一次放射器とし
て用いられるホーンアンテナとしては、例えば図7に示
すようなものが一般的に知られている。図7に示すホー
ンアンテナ1は円錐形状に形成されたホーン2を有し、
ホーン2の基端部には、後述する導波管4を接続するフ
ランジ3が一体に設けられている。上記ホーン2は、通
常、黄銅、アルミニウム、チタン等の金属材料や、また
は電波の接する面に導電体膜が設けられたリジットなカ
ーボン繊維強化プラスチック(CFRP)等により構成
されている。
【0003】そして、このようなホーンアンテナ1では
、衛星に搭載されて通信用として独立に用いられる場合
には、ホーンから放射ビームが直接地球上の地球局に向
けて放射され、また反射鏡アンテナの一次放射器として
用いられる場合には、ホーンからの放射ビームが反射鏡
で一旦反射され、絞られたビームとなって地球局に放射
される。このような従来のホーンアンテナでは、周波数
が比較的高い場合、例えば、Kuバンド以上の場合には
小型で軽量に構成できることから、放射特性のよさと相
俟って極めて有効な手段となっている。また、ホーン2
に給電する導波管4としては、軽量化を図るためには図
8に示すような全体が金網5からなる金網導波管4が用
いられている。図8に示す金網導波管4は末武・林「マ
イクロ波回路」P201、オーム社(昭和53年)に記
載されたものであり、伝送損失は約0.4dB/m、V
SWRは1.03程度となり、良好な電気特性を有する
。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たホーンアンテナのホーンにおいては、低い周波数で使
用する場合、例えば、UHF〜Sバンドで使用する場合
には波長に応じて寸法が大きくならざるを得ず、これと
ともに  重量も増大してしまい、衛星搭載用として用
いる場合には小型、軽量を実現することが困難であると
いう問題を有していた。また、上述した導波管において
も、金網で構成されていたので、曲げることは可能であ
るが、ひねることができず、衛星打ち上げ時に小型にし
て収納できないという問題を有していた。そこで、本発
明は、低周波数帯域で使用する場合でも、軌道上に衛星
を打ち上げる際に軽量で小型に構成できるホーンアンテ
ナを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のホーンアンテナ
は、円錐形、楕円錐形または多角錐形等の各種の錐形の
ホーンと、このホーンに給電する導波管と、前記ホーン
に設けられ当該ホーンに前記導波管を接続するフランジ
とからなるホーンアンテナにおいて、前記ホーンと導波
管の双方或いは少なくともいずれか一方を展開・収縮可
能な伸縮部材により形成するとともに、前記ホーンおよ
び導波管の周面に導電性を有する可撓性薄膜或いは金属
線のメッシュを張設した構成とされている。従って、ホ
ーンと導波管の双方或いは、いずれか一方を伸縮部材に
より形成したので、軌道上に衛星を打ち上げる際には収
縮することにより小型となり収納スペースを小さくする
ことができ、軌道上で展開することにより本来の機能を
果たすことができる。また、ホーン及び導波管の周面に
導電性を有する可撓性薄膜、或いは、金属線のメッシュ
を張設したので、軽量化を図ることができる。
【0006】
【実施例】以下に本発明の第1実施例を図面に基づき説
明する。図1はホーンアンテナの展開後の状態を示し、
図2はホーンアンテナの収縮時の状態を示している。図
1,図2において、10はホーンアンテナ、11はホー
ン、12は円筒状の導波管、13はホーン11に導波管
12を接続するためにホーン11に設けられたフランジ
を示す。上記ホーン11は多数のリブ14とフランジ1
3とにより構成され、多数のリブ(伸縮部材)14の起
端部はフランジ13に取り付けられ、多数のリブ14の
先端部はフランジ13から放射状になるよう配置されて
いる。
【0007】また、放射状に配置された多数のリブ14
の周囲には、金属線メッシュ15が張設され、多数のリ
ブ14の先端部分に位置する金属線メッシュ15の端部
が全周に亘りワイヤ16により保持されている。上記各
リブ14は、図1及び図2に示すように、本実施例では
、管径が異なり略等長の3本の管状部材14a,14b
,14cを組み合わせて構成されている。即ち、これら
の管状部材14a,14b,14cのうち、一番太い管
径の管状部材14aの中に二番目に太い管状部材14b
が挿入され、この二番目の管状部材14bの中に最も細
い管状部材14cが順次挿入されており、各リブ14は
、順次太い管状部材内に挿入して短縮したり、順次引き
出して棒状に伸長できる構造となっている。
【0008】上記各リブ14の各々の管状部材14a,
14b,14cの先端部には、図3に示すように、ホー
ン11の内側方向と外側方向に向けて支持柱(スタンド
オフ)17が取り付けられ、各支持柱17の先端部には
吊り輪18が設けられている。尚、図3中、Aがホーン
内側、Bがホーン外側を示す。また、上記各リブ14の
ホーン内側と外側の双方の吊り輪18には各リブ14に
沿ってワイヤ19,20が挿通されており、ホーン内側
の各ワイヤ19によりホーン内側に設けられた金属線メ
ッシュ15が支持されている。ホーン外側では、隣り合
うリブ14の吊り輪18間にはワイヤ21が挿通され、
これらの各ワイヤ21と金属線メッシュ15との間には
長さの異なる複数の調整用ワイヤ22が張設されて金属
線メッシュ15が支持されている。尚、図3中、16は
金属線メッシュ15の先端部全周を保持するワイヤであ
る。前記筒状部材14bに設けられた支持柱17と吊り
輪18は、収納時には支持柱17が倒れて筒状部材14
a内に収納され、筒状部材14cに設けられた支持柱1
7と吊り輪18は、収納時には支持柱17が倒れて筒状
部材14b内に収納され、これら支持柱17は各筒状部
材14から露出したときに、ばね等の手段により自動的
に起立するように構成してもよいし、或は、このように
支持柱17を起立倒伏可能に構成せずに単に立設し、各
筒状部材14の収納時に支持柱17が筒状部材14に挿
入される手前で該筒状部材14の動きを止めて収納状態
を構成するようにしてもよい。従って、支持柱17や調
整用ワイヤ22の長さを適宜調整することにより、隣り
合うリブ14間に設けられた金属線メッシュ15が所定
の円錐面上に位置するように調整できる。
【0009】このようなホーンアンテナ10においては
、先ず、収納時には、図2に示すように、各リブ14は
、管径の太い管状部材14aに他の管状部材14bと1
4cが順次収納されて短縮された状態となる。反対に、
展開時には、図示しない駆動モータにより、各リブ14
の管状部材14cと14bが太径の管状部材14aの中
から順次繰り出されて各リブ14が伸長し、ホーン11
が展開する。そして、最終の展開状態では、金属線メッ
シュ15は展開により形状が安定し、ワイヤ19,20
や調整用ワイヤ22により金属線メッシュ15が所定の
円錐面に設置されるように調整される。従って、本実施
例のホーンアンテナにおいては、ホーンを金属線のメッ
シュにより構成したことにより軽量化が図られ、ホーン
を管径の異なる管状部材により各リブを伸縮可能な構成
としたことにより、低周波数用のホーンの場合でも小型
に収縮できるので、衛星を打ち上げる際の収納スペース
を極めて小さくすることが可能となる。
【0010】次に本発明の第2実施例を説明する。図4
はホーンアンテナの展開時の斜視図、図5はホーンアン
テナの展開途中を示す斜視図、図6はホーンアンテナの
収納時の斜視図を示している。本実施例のホーンアンテ
ナ25では、ホーン11は先の第1実施例と同様に伸縮
可能な管径の異なる管状部材14,14b,14cによ
り各リブ(伸縮部材)14を構成し、収納,展開可能な
構造となっている。また、導波管26は接続フランジ1
3のホーン11と反対側に設けられており、構造体27
と導波管用メッシュ28とにより構成されている。構造
体27は、上記接続フランジ13に一端が支持された複
数本の支柱(伸縮部材)30と互いに隣り合う支柱30
間に設けられた補強部材31とから形成されている。
【0011】上記各支柱30は中央部に折れ曲がりヒン
ジ32を有する3本の折れ曲がり部材33が互いに回転
ヒンジ34を介して接続して構成され、各支柱30の一
端が回転ヒンジ34を介して上記接続フランジ13に支
持される一方、各支柱30の他端が回転ヒンジ34を介
して他のフランジ35に取り付けられている。また、上
記補強部材31は、各端部が回転ヒンジ34を介して互
いに隣り合う支柱30に連結されている。更に、この構
造体27は筒状に形成され、構造体27の内側には導波
管用メッシュ28が張設されている。
【0012】このようなホーンアンテナ25においては
、図4及び図5に示すようにホーン11の展開及び伸縮
は駆動モータによって各リブ14を伸縮することにより
先の実施例と同様に行われる。他方、導波管26におい
ては、先ず、収納時には図6に示すように、図示しない
駆動モータやバネの駆動により、各折れ曲がり部材33
の両端の回転部材34を支点として回転して各折れ曲が
り部材33が折れ曲がりヒンジ32の箇所で折れ曲がり
、導波管26全体がその軸長を収縮させるよう折り畳ま
れる。これに対し、導波管26の展開時には、図5に示
すように、駆動モータやバネの駆動により、各折れ曲が
り部材33が折れ曲がり状態から直線状態に変位し、筒
状の形状に復帰する。この場合、導波管26の最終の展
開状態では、導波管用メッシュ28は展開に伴って補強
部材31により形状が安定するよう保持される。
【0013】また、導波管用メッシュ28を設ける構造
として、先の実施例の図3に示す張設構造とすることに
より、導波管用メッシュ28が所定の円形導波管面に設
置されるように調整される。更に、折れ曲がり部材33
の本数を増やすことにより、導波管用メッシュ28が円
形導波管面により近くなる構造ともすることが可能とな
る。このような本実施例では、先の実施例と同様にホー
ン自体を軽量で且つ収納時に小型の構造とすることがで
きる。更に、これに加えて導波管自体においては折れ曲
がり部材を用いて展開・折り畳み可能な構造としたこと
により、折り畳み時には極めて小型な構造とすることが
可能となり、導波管面を導波管用メッシュにより構成し
たことにより軽量化を図ることができ、衛星の打ち上げ
時の収納スペースを更に小さくすることができる。
【0014】尚、上述した二つの実施例では、ホーンに
は金属線のメッシュを用いた場合について説明したが、
これに限らず導電性を有する可撓性薄膜を用いてもよい
。また、ホーンが円錐形の場合、導波管が円形の場合に
ついて説明したが、角錐ホーン、方形導波管など、他の
形状の場合にも適用することが可能である。更に、ホー
ンの構造としては上述した構造に限らず、例えば、ホー
ン内面に折れ曲がりヒンジを有するドーナツ状の薄板を
複数枚設けることにより、所謂コルゲートホーンを構成
することも可能である。また更に、上記構造のホーンア
ンテナを複数個配列した構成とすることにより、収納性
に富むアレーアンテナを実現することも可能となる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ホ
ーンと導波管の双方或はいずれか一方を伸縮部材により
形成したことにより、収納に伴って小型となり衛星打ち
上げ時の収納スペースを小さくすることができる。また
、ホーン及び導波管の周面を導電性を有する可撓性薄膜
、或は金属線のメッシュにより構成したことにより、軽
量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係るホーン展開時のホーンアンテ
ナを示す斜視図である。
【図2】ホーン収縮時のホーンアンテナを示す斜視図で
ある。
【図3】金属線メッシュの支持構造を示す拡大斜視図で
ある。
【図4】第2実施例に係る展開時のホーンアンテナを示
す斜視図である。
【図5】ホーン収縮時のホーンアンテナを示す斜視図で
ある。
【図6】ホーン及び導波管緒収縮時のホーンアンテナを
示す斜視図である。
【図7】従来のホーンアンテナのホーンを示す斜視図で
ある。
【図8】従来の導波管を示す斜視図である。
【符号の説明】
10,25  ホーンアンテナ 11  ホーン 12,26  導波管 13  フランジ 14,30  伸縮部材 14a,14b,14c  管状部材 15,28  金属線のメッシュ 17  支持柱 19,20  ワイヤ 32  折れ曲がりヒンジ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  円錐形、楕円錐形または多角錐形等の
    各種の錐形のホーンと、このホーンに給電する導波管と
    、前記ホーンに設けられ当該ホーンに前記導波管を接続
    するフランジとからなるホーンアンテナにおいて、前記
    ホーンと導波管の双方或いは少なくともいずれか一方を
    展開・収縮可能な伸縮部材により形成するとともに、前
    記ホーン及び導波管の周面に導電性を有する可撓性薄膜
    或いは金属線のメッシュを張設したことを特徴とするホ
    ーナンテナ。
  2. 【請求項2】  前記ホーンを、一端が前記フランジに
    取り付けられ前記円錐形、楕円形又は多角錐形の側面に
    沿って放射状に配列した多数の伸縮部材により構成し、
    前記各伸縮部材を、管径の異なる複数の管状部材を順次
    挿入して伸縮可能な構成とした請求項1記載のホーンア
    ンテナ。
  3. 【請求項3】  前記ホーンを、一端が前記フランジに
    取り付けられ前記円錐形、楕円形又は多角錐形の側面に
    沿って放射状に配列した多数のリブにより構成し、前記
    各伸縮部材を、管径の異なる複数の管状部材を順次挿入
    して伸縮可能な構成とし、前記伸縮部材に取り付けた支
    持柱により前記伸縮部材に沿ってワイヤを支持し、この
    ワイヤにより前記可撓性薄膜或いは金属線のメッシュを
    支持した請求項1記載のホーンアンテナ。
  4. 【請求項4】  前記導波管を、折れ曲がりヒンジを有
    する伸縮部材を管側面に管軸方向に沿って配列して構成
    した請求項1記載のホーンアンテナ。
  5. 【請求項5】前記導波管を、折れ曲がりヒンジを有する
    伸縮部材を管軸方向に沿って配列し、前記伸縮部材に取
    り付けられた支持柱によりワイヤを管軸方向に沿って支
    持し、このワイヤにより前記可撓性薄膜或いは金属線の
    メッシュを支持した請求項1記載のホーンアンテナ。 【0001】
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