JPH10290114A - 宇宙用アンテナ反射鏡 - Google Patents
宇宙用アンテナ反射鏡Info
- Publication number
- JPH10290114A JPH10290114A JP9688597A JP9688597A JPH10290114A JP H10290114 A JPH10290114 A JP H10290114A JP 9688597 A JP9688597 A JP 9688597A JP 9688597 A JP9688597 A JP 9688597A JP H10290114 A JPH10290114 A JP H10290114A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- mirror surface
- antenna reflector
- mirror
- reflector
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い鏡面精度が要求され、なおかつ製造時の
初期変形が極めて小さく、かつ軌道上の熱変形に対して
も高い寸法安定性を有するアンテナ反射鏡を得ること
が、複雑な補強構造のバックストラクチャーを必要とす
ることなく、更に部品点数が少なく、製作コストが安価
で達成できる。 【解決手段】 複合材料を表皮材とするハニカムサンド
イッチ構造を有し、その一方の表面の形状が回転放物面
の一部となっているアンテナ反射鏡において、上記表皮
材を厚くし、固定点を回転放物面の背面側の一箇所に集
中させたことを特徴とする、宇宙用アンテナ反射鏡。
初期変形が極めて小さく、かつ軌道上の熱変形に対して
も高い寸法安定性を有するアンテナ反射鏡を得ること
が、複雑な補強構造のバックストラクチャーを必要とす
ることなく、更に部品点数が少なく、製作コストが安価
で達成できる。 【解決手段】 複合材料を表皮材とするハニカムサンド
イッチ構造を有し、その一方の表面の形状が回転放物面
の一部となっているアンテナ反射鏡において、上記表皮
材を厚くし、固定点を回転放物面の背面側の一箇所に集
中させたことを特徴とする、宇宙用アンテナ反射鏡。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星等の宇
宙機に搭載される宇宙用アンテナに関するものである。
宙機に搭載される宇宙用アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】宇宙用アンテナ反射鏡は軽量、高剛性で
あると同時に運用軌道上における温度変化に対して所要
の反射鏡面形状を維持する性能が要求される。図５は従
来のアンテナ反射鏡の一部を示すものであり、図におい
て１は反射鏡面を構成するハニカムサンドイッチ板で構
成されるアンテナ鏡面、２は固定部、１３は背面からア
ンテナ鏡面１を支持し、高剛性化し、かつ初期変形量を
小さくするためのハニカムサンドイッチ板で構成される
バックストラクチャー、１４は上記アンテナ鏡面１とバ
ックストラクチャー１１を結合する結合部材である。上
記アンテナ鏡面１及びバックストラクチャー１３は運用
軌道上での熱変形を最小限に抑え、かつ軽量化を達成す
るため、熱変形量の小さい材料である炭素繊維強化プラ
スチックを表皮とするハニカムサンドイッチ板により構
成されている。固定部２は通常上記バックストラクチャ
ー１３上の数箇所に設けられる。アンテナ反射鏡は軌道
上においては約−１８０℃〜約＋１００℃までの広範な
温度範囲の条件下にさらされる。特に日陰時には低温側
は常温からの温度差で−２００℃まで達し、また、低温
状態から太陽光がアンテナ反射鏡面側から急激に照射さ
れ始める日陰明け過度状態ではアンテナ反射鏡内部のア
ンテナ鏡面とバックストラクチャーの温度差も１００℃
以上に達する。これに対し、従来のアンテナ反射鏡にお
いても、鏡面形状を変化させる熱変形を抑えるべく、以
下の方策が採られている。すなわち、アンテナ鏡面及び
バックストラクチャーを同一構成のハニカムサンドイッ
チ板とすることでアンテナ反射鏡全体の熱膨張係数を揃
え、その表皮材に炭素繊維強化プラスチックあるいはア
ラミド繊維強化プラスチックなどの低膨張材料を用い、
またハニカムコア材に薄膜アルミニウムあるいはノーメ
ックスを使用するなど、アンテナ鏡面及びバックストラ
クチャーの熱膨張係数の絶対値を可能な限り小さくする
ことで、軌道上の温度環境に対して、アンテナ反射鏡の
変形を抑える方策である。
あると同時に運用軌道上における温度変化に対して所要
の反射鏡面形状を維持する性能が要求される。図５は従
来のアンテナ反射鏡の一部を示すものであり、図におい
て１は反射鏡面を構成するハニカムサンドイッチ板で構
成されるアンテナ鏡面、２は固定部、１３は背面からア
ンテナ鏡面１を支持し、高剛性化し、かつ初期変形量を
小さくするためのハニカムサンドイッチ板で構成される
バックストラクチャー、１４は上記アンテナ鏡面１とバ
ックストラクチャー１１を結合する結合部材である。上
記アンテナ鏡面１及びバックストラクチャー１３は運用
軌道上での熱変形を最小限に抑え、かつ軽量化を達成す
るため、熱変形量の小さい材料である炭素繊維強化プラ
スチックを表皮とするハニカムサンドイッチ板により構
成されている。固定部２は通常上記バックストラクチャ
ー１３上の数箇所に設けられる。アンテナ反射鏡は軌道
上においては約−１８０℃〜約＋１００℃までの広範な
温度範囲の条件下にさらされる。特に日陰時には低温側
は常温からの温度差で−２００℃まで達し、また、低温
状態から太陽光がアンテナ反射鏡面側から急激に照射さ
れ始める日陰明け過度状態ではアンテナ反射鏡内部のア
ンテナ鏡面とバックストラクチャーの温度差も１００℃
以上に達する。これに対し、従来のアンテナ反射鏡にお
いても、鏡面形状を変化させる熱変形を抑えるべく、以
下の方策が採られている。すなわち、アンテナ鏡面及び
バックストラクチャーを同一構成のハニカムサンドイッ
チ板とすることでアンテナ反射鏡全体の熱膨張係数を揃
え、その表皮材に炭素繊維強化プラスチックあるいはア
ラミド繊維強化プラスチックなどの低膨張材料を用い、
またハニカムコア材に薄膜アルミニウムあるいはノーメ
ックスを使用するなど、アンテナ鏡面及びバックストラ
クチャーの熱膨張係数の絶対値を可能な限り小さくする
ことで、軌道上の温度環境に対して、アンテナ反射鏡の
変形を抑える方策である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方策をとったとしても、Ｋａ帯など高い周波数を
利用するアンテナではこのような軌道上でのアンテナ反
射鏡の反り変形により性能が低下することになる。
ような方策をとったとしても、Ｋａ帯など高い周波数を
利用するアンテナではこのような軌道上でのアンテナ反
射鏡の反り変形により性能が低下することになる。
【０００４】また、従来の宇宙用アンテナ反射鏡は、製
作時に発生する初期変形量を極力小さいものとするため
に、鏡面を歪みにくいものとすることが必要となり、鏡
面背面に複雑な形状のバックストラクチャーを設けなけ
ればならなかった。
作時に発生する初期変形量を極力小さいものとするため
に、鏡面を歪みにくいものとすることが必要となり、鏡
面背面に複雑な形状のバックストラクチャーを設けなけ
ればならなかった。
【０００５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、きわめて高い鏡面精度を要求
される宇宙用アンテナ反射鏡で、製造時の初期変形が極
めて小さく、かつ軌道上の熱変形に対しても高い寸法を
有するアンテナを得ること及び複雑な補強構造のバック
ストラクチャーを有することなく、更に部品点数が少な
く、製作コストの安価なアンテナ反射鏡を得ることを目
的とする。
るためになされたもので、きわめて高い鏡面精度を要求
される宇宙用アンテナ反射鏡で、製造時の初期変形が極
めて小さく、かつ軌道上の熱変形に対しても高い寸法を
有するアンテナを得ること及び複雑な補強構造のバック
ストラクチャーを有することなく、更に部品点数が少な
く、製作コストの安価なアンテナ反射鏡を得ることを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る宇宙用ア
ンテナ反射鏡は、反射鏡面の裏側の補強構造のバックス
トラクチャーを省略し、反射鏡面の背面の表皮を厚く
し、かつ背面に直接１箇所に集中するように固定インサ
ートを設けたものである。
ンテナ反射鏡は、反射鏡面の裏側の補強構造のバックス
トラクチャーを省略し、反射鏡面の背面の表皮を厚く
し、かつ背面に直接１箇所に集中するように固定インサ
ートを設けたものである。
【０００７】この発明に係る宇宙用アンテナ反射鏡は、
ヒータを使用することにより、アンテナ鏡面に生ずる温
度差を一定の範囲内に制御するようにしたものである。
ヒータを使用することにより、アンテナ鏡面に生ずる温
度差を一定の範囲内に制御するようにしたものである。
【０００８】
実施の形態１．図１、図２はこの発明の実施の形態１を
示す図であり、図において１は回転放物面の一部の形状
を成すハニカムサンドイッチ構造のアンテナ鏡面、２は
アンテナ鏡面１の反対面（裏面）上に直接取り付けられ
た固定部である。固定部２はチタン合金あるいはアルミ
合金でできており、アンテナ鏡面１に接着により鏡面背
面側の中心付近あるいは中心から少し端に寄った位置に
三角形状に間隔を詰めて取り付けられている。この発明
ではバックストラクチャーを省略した構造となってお
り、部品点数が大幅に削減されるため、製造コスト及び
製造期間が削減可能となる。また、バックストラクチャ
ーを省略することにより、バックストラクチャーとアン
テナ鏡面部との温度差によるアンテナ鏡面１の熱変形が
なくなり、且つ固定用インサート９を鏡面背面側の中心
付近あるいは中心から少しオフセットした位置に三角形
状に間隔を詰めて設けることにより、固定による熱応力
が鏡面の一部分のみにかかるためアンテナ鏡面１全体の
熱変形を最小限に抑えられる。また、３箇所の固定用イ
ンサート９の間隔を広く設けるより、一箇所に間隔を詰
めると変形モードが局所的となり、全体的な変形より電
気性能上の影響が少ないため、有利となる。バックスト
ラクチャーを省略すると、打ち上げ時の振動荷重による
強度が低下するが、アンテナ鏡面１の表皮を厚くするこ
とにより、固定部周囲及びアンテナ鏡面１全体の強度を
増すことができる。
示す図であり、図において１は回転放物面の一部の形状
を成すハニカムサンドイッチ構造のアンテナ鏡面、２は
アンテナ鏡面１の反対面（裏面）上に直接取り付けられ
た固定部である。固定部２はチタン合金あるいはアルミ
合金でできており、アンテナ鏡面１に接着により鏡面背
面側の中心付近あるいは中心から少し端に寄った位置に
三角形状に間隔を詰めて取り付けられている。この発明
ではバックストラクチャーを省略した構造となってお
り、部品点数が大幅に削減されるため、製造コスト及び
製造期間が削減可能となる。また、バックストラクチャ
ーを省略することにより、バックストラクチャーとアン
テナ鏡面部との温度差によるアンテナ鏡面１の熱変形が
なくなり、且つ固定用インサート９を鏡面背面側の中心
付近あるいは中心から少しオフセットした位置に三角形
状に間隔を詰めて設けることにより、固定による熱応力
が鏡面の一部分のみにかかるためアンテナ鏡面１全体の
熱変形を最小限に抑えられる。また、３箇所の固定用イ
ンサート９の間隔を広く設けるより、一箇所に間隔を詰
めると変形モードが局所的となり、全体的な変形より電
気性能上の影響が少ないため、有利となる。バックスト
ラクチャーを省略すると、打ち上げ時の振動荷重による
強度が低下するが、アンテナ鏡面１の表皮を厚くするこ
とにより、固定部周囲及びアンテナ鏡面１全体の強度を
増すことができる。
【０００９】図２は固定部２の構成を示す図であり、９
はアンテナ鏡面に埋め込まれ周囲の接着により固定され
ている固定用インサート、１０はねじが切られているア
ンテナ全体とのインターフェース部となるインターフェ
ース用プレート、１１はインターフェース用プレート１
０に固定されている内部プレート、１２はインターフェ
ース用プレート１０と内部プレート１１の間隔を調整す
るためのスペーサである。１１はインターフェース用プ
レート１０はスペーサ１２を介して内部プレート１０に
固定されているが、隙間を設けているため面内方向には
変位可能な構造となっている。アンテナ固定部は通常ね
じにより固定されるが、相手側の固定部はアンテナ鏡面
とは異なる材料を使用していると固定用インサート９に
かかる荷重により反り変形を生ずる。この発明ではイン
ターフェース用プレート１０は面内方向の荷重に対して
は、荷重が生じても面内方向変位により吸収されるため
鏡面の反りを生じにくくなっている。また、あらかじめ
解析により変位する方向を予測しておけば、固定用イン
サート９の穴を長穴にする等の処置をすれば、外力によ
り変位しない構造にすることが可能である。
はアンテナ鏡面に埋め込まれ周囲の接着により固定され
ている固定用インサート、１０はねじが切られているア
ンテナ全体とのインターフェース部となるインターフェ
ース用プレート、１１はインターフェース用プレート１
０に固定されている内部プレート、１２はインターフェ
ース用プレート１０と内部プレート１１の間隔を調整す
るためのスペーサである。１１はインターフェース用プ
レート１０はスペーサ１２を介して内部プレート１０に
固定されているが、隙間を設けているため面内方向には
変位可能な構造となっている。アンテナ固定部は通常ね
じにより固定されるが、相手側の固定部はアンテナ鏡面
とは異なる材料を使用していると固定用インサート９に
かかる荷重により反り変形を生ずる。この発明ではイン
ターフェース用プレート１０は面内方向の荷重に対して
は、荷重が生じても面内方向変位により吸収されるため
鏡面の反りを生じにくくなっている。また、あらかじめ
解析により変位する方向を予測しておけば、固定用イン
サート９の穴を長穴にする等の処置をすれば、外力によ
り変位しない構造にすることが可能である。
【００１０】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２を示す図であり、実施の形態１によるアンテナ反射
鏡において、反射面側の表皮３に理想曲面に沿うように
機械加工を施したものである。バックストラクチャーを
省略した場合、鏡面の型成型時に鏡面全体の反りを押さ
えるものがないため、製造時初期鏡面精度が悪くなる。
高周波数帯の電波を用いるアンテナでは、高い鏡面精度
が要求され、バックストラクチャーなしでは製造時に必
要な鏡面精度が達成されない場合がある。この場合、反
射面側の表皮３に機械加工を施すことにより、製造時初
期鏡面精度を小さくすることが可能となる。
態２を示す図であり、実施の形態１によるアンテナ反射
鏡において、反射面側の表皮３に理想曲面に沿うように
機械加工を施したものである。バックストラクチャーを
省略した場合、鏡面の型成型時に鏡面全体の反りを押さ
えるものがないため、製造時初期鏡面精度が悪くなる。
高周波数帯の電波を用いるアンテナでは、高い鏡面精度
が要求され、バックストラクチャーなしでは製造時に必
要な鏡面精度が達成されない場合がある。この場合、反
射面側の表皮３に機械加工を施すことにより、製造時初
期鏡面精度を小さくすることが可能となる。
【００１１】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３を示す図であり、図において３は反射面側の表皮、
４は背面側の表皮、５はハニカムコア、６はヒータ、７
は温度センサ、８はヒータ６と温度センサ７に接続され
るワイヤである。反射面側の表皮３及び背面側の表皮５
にはヒータ６及び温度センサ７が貼られている。運用軌
道上において、両面に貼られている温度センサ７によっ
て検知される温度が一定の温度差以上に広がった場合、
一定の温度差内に入るまで温度の低い面のヒータ６の電
源をＯＮにし、一定の温度差以内に入った時点で電源を
ＯＦＦにする。このヒータ６の電源のＯＮ／ＯＦＦを続
けることにより、反射面側と背面側の温度差は一定の範
囲内に保たれ、鏡面の表裏に生じる温度差による熱変形
を防ぐことができる。
態３を示す図であり、図において３は反射面側の表皮、
４は背面側の表皮、５はハニカムコア、６はヒータ、７
は温度センサ、８はヒータ６と温度センサ７に接続され
るワイヤである。反射面側の表皮３及び背面側の表皮５
にはヒータ６及び温度センサ７が貼られている。運用軌
道上において、両面に貼られている温度センサ７によっ
て検知される温度が一定の温度差以上に広がった場合、
一定の温度差内に入るまで温度の低い面のヒータ６の電
源をＯＮにし、一定の温度差以内に入った時点で電源を
ＯＦＦにする。このヒータ６の電源のＯＮ／ＯＦＦを続
けることにより、反射面側と背面側の温度差は一定の範
囲内に保たれ、鏡面の表裏に生じる温度差による熱変形
を防ぐことができる。
【００１２】
【発明の効果】この発明によれば、高い鏡面精度が要求
され、軌道上の熱変形に対して高い寸法安定性を有する
アンテナ反射鏡を得ることが、複雑な補強構造のバック
ストラクチャーを必要とすることなく、更に部品点数が
少なく、製作コストが安価で達成できる。
され、軌道上の熱変形に対して高い寸法安定性を有する
アンテナ反射鏡を得ることが、複雑な補強構造のバック
ストラクチャーを必要とすることなく、更に部品点数が
少なく、製作コストが安価で達成できる。
【００１３】また、この発明によれば、アンテナ鏡面に
生ずる温度差による熱変形を押さえることができる。
生ずる温度差による熱変形を押さえることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る宇宙用アンテ
ナ反射鏡の構成を示す図である。
ナ反射鏡の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の固定部を示す構成
図である。
図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係る宇宙用アンテ
ナ反射鏡の構成を示す図である。
ナ反射鏡の構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態３に係る宇宙用アンテ
ナ反射鏡の構成を示す図である。
ナ反射鏡の構成を示す図である。
【図５】 従来のアンテナ反射鏡の構成を示す図であ
る。
る。
１ アンテナ鏡面、２ 固定部、３ 反射面側の表皮、
４ 背面側の表皮、５ハニカムコア、６ ヒータ、７
温度センサ、８ ワイヤ、９ 固定用インサート、１０
インターフェース用プレート、１１ 内部プレート、
１２ スペーサ、１３ バックストラクチャー、１４
結合部材。
４ 背面側の表皮、５ハニカムコア、６ ヒータ、７
温度センサ、８ ワイヤ、９ 固定用インサート、１０
インターフェース用プレート、１１ 内部プレート、
１２ スペーサ、１３ バックストラクチャー、１４
結合部材。
Claims (2)
- 【請求項１】 複合材料を表皮材とするハニカムサンド
イッチ構造を有し、その一方の表面の形状が回転放物面
の一部となるアンテナ反射鏡において、表皮材を厚く
し、少なくとも３つの固定インサートを反射鏡面の背面
側の一箇所に集中させて設けたことを特徴とする、宇宙
用アンテナ反射鏡。 - 【請求項２】 複合材料を表皮材とするハニカムサンド
イッチ構造を有し、その一方の表面の形状が回転放物面
の一部となるアンテナ反射鏡において、アンテナ鏡面の
表裏に設けられたヒータと温度センサと、上記温度セン
サをモニターしながらヒータ電源をＯＮ／ＯＦＦしてア
ンテナ鏡面の表裏の温度差を一定範囲内に収まるように
制御する手段とを設けたことを特徴とする宇宙用アンテ
ナ反射鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9688597A JPH10290114A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 宇宙用アンテナ反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9688597A JPH10290114A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 宇宙用アンテナ反射鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10290114A true JPH10290114A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14176863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9688597A Pending JPH10290114A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 宇宙用アンテナ反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10290114A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009517699A (ja) * | 2005-11-28 | 2009-04-30 | テールズ | ミラーが設置されている入口空洞を含む光学機器 |
| JP2011118042A (ja) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 光学反射鏡 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP9688597A patent/JPH10290114A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009517699A (ja) * | 2005-11-28 | 2009-04-30 | テールズ | ミラーが設置されている入口空洞を含む光学機器 |
| JP2011118042A (ja) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 光学反射鏡 |
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