JPH09172322A - アンテナリフレクタ - Google Patents
アンテナリフレクタInfo
- Publication number
- JPH09172322A JPH09172322A JP33191095A JP33191095A JPH09172322A JP H09172322 A JPH09172322 A JP H09172322A JP 33191095 A JP33191095 A JP 33191095A JP 33191095 A JP33191095 A JP 33191095A JP H09172322 A JPH09172322 A JP H09172322A
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- JP
- Japan
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- reflector
- antenna
- outer edge
- edge portion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 人工衛星搭載用の膜状リフレクタを有するア
ンテナについて、リフレクタ外縁部が打ち上げ時にロケ
ット振動と共振しないよう、十分高い固有値を有するよ
うに曲げ剛性を上げることを目的とする。 【解決手段】 リフレクタ１の外縁を背面側に折り曲げ
ることによりリフレクタ外周の曲げ剛性を向上させる。
これによりリフレクタの外縁部の固有振動数がロケット
固有値よりも高くなり、リフレクタ縁部の低周波での振
動を防止する。
ンテナについて、リフレクタ外縁部が打ち上げ時にロケ
ット振動と共振しないよう、十分高い固有値を有するよ
うに曲げ剛性を上げることを目的とする。 【解決手段】 リフレクタ１の外縁を背面側に折り曲げ
ることによりリフレクタ外周の曲げ剛性を向上させる。
これによりリフレクタの外縁部の固有振動数がロケット
固有値よりも高くなり、リフレクタ縁部の低周波での振
動を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は人工衛星搭載用の
アンテナ、特に開口面型アンテナに関するものである。
アンテナ、特に開口面型アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星等の宇宙機器に搭載されるアン
テナは通信、電波観測などに利用されるものであるが、
衛星の軽量化や、他のミッション機器を可能な限り積む
ために、アンテナの極限までの軽量化が要求されてい
る。一方アンテナに要求される性能は打ち上げ時の過酷
な機械環境での耐性と、軌道上の過酷な熱環境における
寸法安定性である。これらを軽量に実現するために、ア
ンテナ構造部材として、寸法安定性、比剛性、比強度の
高い繊維強化プラスチック材を表皮としたハニカムサン
ドイッチ構造を採用していた。表皮材としては炭素繊維
強化プラスチックの織物、ハニカムを構成するコア材と
してはアルミニウムや表皮材と同じ炭素繊維強化プラス
チックなどが使用例として挙げられる。しかしながら、
さらなる軽量化の要求から、アンテナを構成するリフレ
クタとバックストラクチャを膜構造で置き換える方法が
近年採用されている。膜構造とはすなわち、リフレクタ
は電波反射面の形状を維持できる最低限の厚さのみを有
する構造であり、従来のリフレクタを形成するサンドイ
ッチ構造の表皮一枚分の厚さと同等かそれよりも薄い炭
素繊維強化プラスチック材の織物などが膜構造の材料の
使用例として挙げられる。膜構造が取り入れられた背景
には、高剛性かつ低熱膨張の材料を一層で熱膨張に関し
て等方性になるよう織る技術および、その織物を型成形
する技術の確立がある。図６は従来のアンテナの一例を
示すものであり、図において１はリフレクタ、２はバッ
クストラクチャである。
テナは通信、電波観測などに利用されるものであるが、
衛星の軽量化や、他のミッション機器を可能な限り積む
ために、アンテナの極限までの軽量化が要求されてい
る。一方アンテナに要求される性能は打ち上げ時の過酷
な機械環境での耐性と、軌道上の過酷な熱環境における
寸法安定性である。これらを軽量に実現するために、ア
ンテナ構造部材として、寸法安定性、比剛性、比強度の
高い繊維強化プラスチック材を表皮としたハニカムサン
ドイッチ構造を採用していた。表皮材としては炭素繊維
強化プラスチックの織物、ハニカムを構成するコア材と
してはアルミニウムや表皮材と同じ炭素繊維強化プラス
チックなどが使用例として挙げられる。しかしながら、
さらなる軽量化の要求から、アンテナを構成するリフレ
クタとバックストラクチャを膜構造で置き換える方法が
近年採用されている。膜構造とはすなわち、リフレクタ
は電波反射面の形状を維持できる最低限の厚さのみを有
する構造であり、従来のリフレクタを形成するサンドイ
ッチ構造の表皮一枚分の厚さと同等かそれよりも薄い炭
素繊維強化プラスチック材の織物などが膜構造の材料の
使用例として挙げられる。膜構造が取り入れられた背景
には、高剛性かつ低熱膨張の材料を一層で熱膨張に関し
て等方性になるよう織る技術および、その織物を型成形
する技術の確立がある。図６は従来のアンテナの一例を
示すものであり、図において１はリフレクタ、２はバッ
クストラクチャである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の膜構造によるリ
フレクタは曲げ剛性をほとんど有さないため、リフレク
タの外縁部すなわちバックストラクチャにより支持され
ていない部分は、板材の片持単純支持構造であり、当該
部は３０Ｈｚから４０Ｈｚといったロケットの固有値近
傍の低い周波数域に固有値をもつ。この結果打ち上げ時
に当該部は共振し、過大な加速度がかかり、強度的に大
きなリスクを抱える。このリスクの回避のためには、共
振を防ぐため当該部の固有値をロケットの固有値よりも
十分高くする必要がある。
フレクタは曲げ剛性をほとんど有さないため、リフレク
タの外縁部すなわちバックストラクチャにより支持され
ていない部分は、板材の片持単純支持構造であり、当該
部は３０Ｈｚから４０Ｈｚといったロケットの固有値近
傍の低い周波数域に固有値をもつ。この結果打ち上げ時
に当該部は共振し、過大な加速度がかかり、強度的に大
きなリスクを抱える。このリスクの回避のためには、共
振を防ぐため当該部の固有値をロケットの固有値よりも
十分高くする必要がある。
【０００４】このようなリフレクタ外縁部のローカルな
振動を抑えるためにはバックストラクチャをリフレクタ
外縁にも配置することが有効であるが、追加分のバック
ストラクチャ及びバックストラクチャとリフレクタとの
接合部が大幅な質量増加を引き起こす。
振動を抑えるためにはバックストラクチャをリフレクタ
外縁にも配置することが有効であるが、追加分のバック
ストラクチャ及びバックストラクチャとリフレクタとの
接合部が大幅な質量増加を引き起こす。
【０００５】この発明は、リフレクタの外縁部がロケッ
トと共振を起こさないよう、しかも大幅な質量増加や寸
法安定性を損なうことなく、リフレクタの外縁部の曲げ
剛性を上げることを目的になされたものである。
トと共振を起こさないよう、しかも大幅な質量増加や寸
法安定性を損なうことなく、リフレクタの外縁部の曲げ
剛性を上げることを目的になされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の実施の形態１
によるアンテナリフレクタは、リフレクタの外縁を背面
側に折り曲げることによりリフレクタ外周の曲げ剛性を
向上させるものである。
によるアンテナリフレクタは、リフレクタの外縁を背面
側に折り曲げることによりリフレクタ外周の曲げ剛性を
向上させるものである。
【０００７】この発明の実施の形態２によるアンテナリ
フレクタは、リフレクタの外縁部が曲げ剛性を有するよ
う必要に応じて厚くしたものである。
フレクタは、リフレクタの外縁部が曲げ剛性を有するよ
う必要に応じて厚くしたものである。
【０００８】また、この発明の実施の形態３によるアン
テナリフレクタは、リフレクタ外周及びリフレクタ背面
の外縁部にクモの巣状に軽量かつ高剛性の梁を配置し、
外縁部の剛性を向上させるものである。
テナリフレクタは、リフレクタ外周及びリフレクタ背面
の外縁部にクモの巣状に軽量かつ高剛性の梁を配置し、
外縁部の剛性を向上させるものである。
【０００９】この発明の実施の形態４によるアンテナリ
フレクタは、リフレクタ背面の外縁部にサンドイッチ構
造を配置し外縁部の曲げ剛性を向上させたものである。
フレクタは、リフレクタ背面の外縁部にサンドイッチ構
造を配置し外縁部の曲げ剛性を向上させたものである。
【００１０】また、この発明の実施の形態５によるアン
テナリフレクタは、バックストラクチャの一部を軽量な
細棒によって構成することによって、外縁部の曲げ剛性
を向上させるものである。
テナリフレクタは、バックストラクチャの一部を軽量な
細棒によって構成することによって、外縁部の曲げ剛性
を向上させるものである。
【００１１】
実施の形態１．図１（ａ）及び（ｂ）はこの発明の実施
の形態１を示す図であり、図１（ａ）はアンテナの全体
図であり図１（ｂ）は拡大断面図である。図において１
はリフレクタ、２はバックストラクチャ、３は１のリフ
レクタ外周を背面側にＵ字型に折り返したエッジであ
る。エッジ３を設けることでリフレクタ外縁部の曲げ剛
性すなわち断面２次モーメントは１００倍以上と著しく
向上する。このため、折り返しがないときはリフレクタ
外縁部の固有振動数が３９Ｈｚであったものが、図１に
示す実施の形態１によると５７Ｈｚに向上し、ロケット
の固有振動数よりも十分高い固有値を有する。エッジ３
はリフレクタ１の成型時に簡単に形成することができ
る。しかも、接着材を使用しないため、極軽量で高剛性
を実現することができる。さらに、膜状のアンテナは取
扱い時に外周を破損しやすいが、折り返しを設けること
で外周端部が補強される利点をもつ。
の形態１を示す図であり、図１（ａ）はアンテナの全体
図であり図１（ｂ）は拡大断面図である。図において１
はリフレクタ、２はバックストラクチャ、３は１のリフ
レクタ外周を背面側にＵ字型に折り返したエッジであ
る。エッジ３を設けることでリフレクタ外縁部の曲げ剛
性すなわち断面２次モーメントは１００倍以上と著しく
向上する。このため、折り返しがないときはリフレクタ
外縁部の固有振動数が３９Ｈｚであったものが、図１に
示す実施の形態１によると５７Ｈｚに向上し、ロケット
の固有振動数よりも十分高い固有値を有する。エッジ３
はリフレクタ１の成型時に簡単に形成することができ
る。しかも、接着材を使用しないため、極軽量で高剛性
を実現することができる。さらに、膜状のアンテナは取
扱い時に外周を破損しやすいが、折り返しを設けること
で外周端部が補強される利点をもつ。
【００１２】実施の形態２．図２（ａ）及び（ｂ）はこ
の発明の実施の形態２を示す図であり、図２（ａ）はア
ンテナの全体図であり図２（ｂ）は拡大断面図である。
１はリフレクタ、２はバックストラクチャ、４はダブラ
である。ダブラはリフレクタ材料と全く同じ積層、厚さ
の材料からなる部材で、リフレクタに接着またはリフレ
クタの成型時に加熱することでリフレクタの厚さを増し
てリフレクタを補強するものである。ダブラ４はバック
ストラクチャ２とリフレクタ１の接合部からリフレクタ
１の外縁部にかかる範囲に配置される。ダブラ４によっ
てリフレクタ外縁部の曲げ剛性（断面二次モーメント）
が膜厚さの３乗で向上する。ダブラを設けないときのリ
フレクタ外縁部の固有振動数は３９Ｈｚであったもの
が、図２に示す実施の形態によれば４９Ｈｚに向上し、
ロケットの固有振動数よりも十分高い固有値を有する。
さらにこの形態によると外形寸法がほとんど変わらない
ため、衛星搭載時のアンテナの包絡域に制限のある場合
に有効である。
の発明の実施の形態２を示す図であり、図２（ａ）はア
ンテナの全体図であり図２（ｂ）は拡大断面図である。
１はリフレクタ、２はバックストラクチャ、４はダブラ
である。ダブラはリフレクタ材料と全く同じ積層、厚さ
の材料からなる部材で、リフレクタに接着またはリフレ
クタの成型時に加熱することでリフレクタの厚さを増し
てリフレクタを補強するものである。ダブラ４はバック
ストラクチャ２とリフレクタ１の接合部からリフレクタ
１の外縁部にかかる範囲に配置される。ダブラ４によっ
てリフレクタ外縁部の曲げ剛性（断面二次モーメント）
が膜厚さの３乗で向上する。ダブラを設けないときのリ
フレクタ外縁部の固有振動数は３９Ｈｚであったもの
が、図２に示す実施の形態によれば４９Ｈｚに向上し、
ロケットの固有振動数よりも十分高い固有値を有する。
さらにこの形態によると外形寸法がほとんど変わらない
ため、衛星搭載時のアンテナの包絡域に制限のある場合
に有効である。
【００１３】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３を示す図であり、図において１はリフレクタ、２は
バックストラクチャ、５は補強梁である。リフレクタ背
面の外縁部に軽量で熱膨張の小さい繊維強化複合材料等
で構成され、外縁部の変形をおさえられる十分な剛性を
有する梁をくもの巣状に配置することによって、外縁部
を分割してリフレクタ外縁部の振動する面積を小さくす
ることで大幅な質量増加なくリフレクタ外縁部のローカ
ル振動の固有値を上げることができる。補強梁を配置し
ないときのリフレクタ外縁部の固有信号数は３９Ｈｚで
あったものが、図３に示す実施の形態３によれば５０Ｈ
ｚに向上し、ロケットの固有振動数よりも十分高い固有
値を有する。
態３を示す図であり、図において１はリフレクタ、２は
バックストラクチャ、５は補強梁である。リフレクタ背
面の外縁部に軽量で熱膨張の小さい繊維強化複合材料等
で構成され、外縁部の変形をおさえられる十分な剛性を
有する梁をくもの巣状に配置することによって、外縁部
を分割してリフレクタ外縁部の振動する面積を小さくす
ることで大幅な質量増加なくリフレクタ外縁部のローカ
ル振動の固有値を上げることができる。補強梁を配置し
ないときのリフレクタ外縁部の固有信号数は３９Ｈｚで
あったものが、図３に示す実施の形態３によれば５０Ｈ
ｚに向上し、ロケットの固有振動数よりも十分高い固有
値を有する。
【００１４】実施の形態４．図４（ａ）及び（ｂ）はこ
の発明の実施の形態２を示す図であり、図４（ａ）はア
ンテナの全体図であり図４（ｂ）は拡大断面図である。
図において１はリフレクタ、２はバックストラクチャ、
６はサンドイッチ板である。リフレクタ背面の外縁部に
軽量で曲げ剛性の極めて高いサンドイッチ構造を配置す
ることによってリフレクタ１の外縁部の剛性を上げるこ
とができる。サンドイッチ板を設けないときのリフレク
タ外縁部の固有振動数は３９Ｈｚであったものが、図４
に示す実施の形態４によれば５５Ｈｚに向上し、ロケッ
トの固有振動数よりも十分高い固有値を有する。さら
に、膜状アンテナは取り扱い時に外周を破損しやすい
が、外縁部をサンドイッチ構造にすることによって、外
周端部が補強される利点を持つ。
の発明の実施の形態２を示す図であり、図４（ａ）はア
ンテナの全体図であり図４（ｂ）は拡大断面図である。
図において１はリフレクタ、２はバックストラクチャ、
６はサンドイッチ板である。リフレクタ背面の外縁部に
軽量で曲げ剛性の極めて高いサンドイッチ構造を配置す
ることによってリフレクタ１の外縁部の剛性を上げるこ
とができる。サンドイッチ板を設けないときのリフレク
タ外縁部の固有振動数は３９Ｈｚであったものが、図４
に示す実施の形態４によれば５５Ｈｚに向上し、ロケッ
トの固有振動数よりも十分高い固有値を有する。さら
に、膜状アンテナは取り扱い時に外周を破損しやすい
が、外縁部をサンドイッチ構造にすることによって、外
周端部が補強される利点を持つ。
【００１５】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５を示す図であり、図において１はリフレクタ、２は
バックストラクチャ、７は梁部材である。リフレクタ１
外周とバックストラクチャ２の間に梁部材７をトラス構
造に組むことによってリフレクタ１の外縁部のローカル
な振動を抑えることができる。トラス構造を設けないと
きのリフレクタ外縁部の固有振動数３９Ｈｚであったも
のが、図５に示す実施の形態５によれば６０Ｈｚに向上
し、ロケットの固有振動数よりも十分高い固有値を有す
る。
態５を示す図であり、図において１はリフレクタ、２は
バックストラクチャ、７は梁部材である。リフレクタ１
外周とバックストラクチャ２の間に梁部材７をトラス構
造に組むことによってリフレクタ１の外縁部のローカル
な振動を抑えることができる。トラス構造を設けないと
きのリフレクタ外縁部の固有振動数３９Ｈｚであったも
のが、図５に示す実施の形態５によれば６０Ｈｚに向上
し、ロケットの固有振動数よりも十分高い固有値を有す
る。
【００１６】
【発明の効果】この発明の実施の形態１によれば、リフ
レクタ外周を折り曲げることにより、リフレクタ外縁部
の低周波での振動を防ぐことができる。
レクタ外周を折り曲げることにより、リフレクタ外縁部
の低周波での振動を防ぐことができる。
【００１７】この発明の実施の形態２によれば、リフレ
クタ外縁部を中心部より厚くすることにより、外縁部の
剛性を向上することができる。
クタ外縁部を中心部より厚くすることにより、外縁部の
剛性を向上することができる。
【００１８】この発明の実施の形態３によれば、リフレ
クタ背面外縁部にクモの巣状に細棒を配置することによ
って、外縁部の剛性を向上することができる。
クタ背面外縁部にクモの巣状に細棒を配置することによ
って、外縁部の剛性を向上することができる。
【００１９】この発明の実施の形態４によれば、リフレ
クタ背面外周部をサンドイッチ構造にすることによっ
て、外縁部の剛性を向上することができる。
クタ背面外周部をサンドイッチ構造にすることによっ
て、外縁部の剛性を向上することができる。
【００２０】この発明の実施の形態５によれば、リフレ
クタ外周とバックストラクチャを細棒トラスによって結
合することによって外縁部の剛性を向上することができ
る。
クタ外周とバックストラクチャを細棒トラスによって結
合することによって外縁部の剛性を向上することができ
る。
【図１】 この発明によるアンテナリフレクタの実施の
形態１を示す図である。
形態１を示す図である。
【図２】 この発明によるアンテナリフレクタの実施の
形態２を示す図である。
形態２を示す図である。
【図３】 この発明によるアンテナリフレクタの実施の
形態３を示す図である。
形態３を示す図である。
【図４】 この発明によるアンテナリフレクタの実施の
形態４を示す図である。
形態４を示す図である。
【図５】 この発明によるアンテナリフレクタの実施の
形態５を示す図である。
形態５を示す図である。
【図６】 従来のアンテナリフレクタを示す図である。
１ アンテナリフレクタ、２ バックストラクチャ、３
エッジ、４ ダブラ、５ 補強梁、６ サンドイッチ
構造、７ 梁部材。
エッジ、４ ダブラ、５ 補強梁、６ サンドイッチ
構造、７ 梁部材。
Claims (5)
- 【請求項１】 金属面またはこれと同等の電波反射面を
有し、膜状構造からなるリフレクタと、上記リフレクタ
背面に結合されてリフレクタを支持するバックストラク
チャから構成され、上記リフレクタ外周の縁を折り曲げ
たことを特徴とするアンテナリフレクタ。 - 【請求項２】 金属面またはこれと同等の電波反射面を
有し、膜状構造からなるリフレクタと、上記リフレクタ
背面に結合されてリフレクタを支持するバックストラク
チャから構成され、上記リフレクタ外縁部に他の部分よ
りも膜厚の厚い部分を有することを特徴とするアンテナ
リフレクタ。 - 【請求項３】 金属面またはこれと同等の電波反射面を
有し、膜状構造からなるリフレクタと、上記リフレクタ
背面に結合されてリフレクタを支持するバックストラク
チャから構成され、上記リフレクタの背面にクモの巣状
の細棒を配置したことを特徴とするアンテナリフレク
タ。 - 【請求項４】 金属面またはこれと同等の電波反射面を
有し、膜状構造からなるリフレクタと、上記リフレクタ
背面に結合されてリフレクタを支持するバックストラク
チャから構成され、上記リフレクタの背面の外縁部にサ
ンドイッチ構造を有することを特徴とするアンテナリフ
レクタ。 - 【請求項５】 金属面またはこれと同等の電波反射面を
有し、膜状構造からなるリフレクタと、上記リフレクタ
背面に結合されてリフレクタを支持し、一部が細棒トラ
スにより構成されるバックストラクチャからなることを
特徴とするアンテナリフレクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33191095A JPH09172322A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | アンテナリフレクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33191095A JPH09172322A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | アンテナリフレクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172322A true JPH09172322A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18249008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33191095A Pending JPH09172322A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | アンテナリフレクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09172322A (ja) |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP33191095A patent/JPH09172322A/ja active Pending
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