(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の偏波を反射し、その偏波と直交する偏波を透過するようにグリッドが設けられた前面反射鏡と、
前記グリッドのない導体面である後面反射鏡と、
前記前面反射鏡と前記後面反射鏡とを結合する結合部材と
を備え、２つの反射鏡を有して構成されるデュアルグリッドリフレクタにおいて、
前記前面反射鏡に設けられた前記グリッドは、グリッドパターニングされた導電性材料によって形成され、前記グリッドパターニングの方向に相当する軸方向に３以上の分割数として分断されている
ことを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のデュアルグリッドリフレクタにおいて、
前記グリッドは、金属で構成されていることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のデュアルグリッドリフレクタにおいて、
前記グリッドは、炭素繊維で構成されていることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のデュアルグリッドリフレクタにおいて、
前記グリッドは、前記炭素繊維の表面が金属でコーティングされて構成されていることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ。
【請求項５】
特定の偏波を反射し、その偏波と直交する偏波を透過するようにグリッドが設けられた前面反射鏡と、
前記グリッドのない導体面である後面反射鏡と、
前記前面反射鏡と前記後面反射鏡とを結合する結合部材と
を備え、２つの反射鏡を有して構成されるデュアルグリッドリフレクタの製造方法であって、
可撓性フィルムと導電性材料を一体化成形した後、グリッドパターニングされた前記導電性材料によって形成されたグリッドを、エッチング処理により前記グリッドパターニングの方向に相当する軸方向に分断するステップと、
鏡面成形型上にあらかじめ積層されたインナースキンの上に、前記インナースキンと前記導電性材料が向き合うように、一体化成形された後にエッチング処理された前記可撓性フィルムと前記導電性材料を転写するステップと、
前記可撓性フィルムを除去するステップと、
所定の時間にわたって加圧処理および加熱処理を行うことで、前記インナースキンおよび前記導電性材料で構成される前面反射鏡と前記後面反射鏡とを一体化成形し、前記軸方向に分断されたグリッドを有するデュアルグリッドリフレクタを形成するステップと
を備えることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星搭載用アンテナ等に設けられる誘電体を材料としたスキンに導電性材料をパターニングしたデュアルグリッドリフレクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星等に使われるデュアルグリッドリフレクタは、特定の偏波を反射し、その偏波と直交する偏波を透過するようにグリッドが設けられた前面反射鏡と、グリッドのない導体面である後面反射鏡と、前面反射鏡と後面反射鏡とを結合するための結合部材とから構成される。
【０００３】
このようなグリッドが設けられた反射鏡の製造方法としては、例えば、次のようなものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。まず、可撓性を有するフィルム上に金属めっきを施してエッチングすることで、所定のパターン（曲線を含む）のグリッドが形成されたグリッド付フィルムを得る。
【０００４】
次に、このようにして形成されたグリッド付フィルムを、曲面を有するスキン（例えば、ケブラー（登録商標）繊維（アラミド繊維）とシアネート樹脂とからなるＫＦＲＰ）にグリッド側を下にして密着させ、加熱・加圧成形する。その後、フィルムを引き剥がすことにより、スキンにグリッドを転写することで反射鏡が製造される。
【０００５】
また、炭素繊維をグリッドとする反射鏡の製造方法としては、炭素繊維等の導電性繊維と、アラミド繊維、ガラス繊維等の誘電体繊維とを用いた３軸織物を曲面に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３７４１８号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
金属をグリッドとして反射面に転写する場合には、次のような問題がある。すなわち、曲率の大きい反射鏡や、曲率が鏡面内で一定ではなく複雑に変化する修整鏡面の有する反射鏡においては、軸方向につながっているグリッドが、反射鏡の形状に追従せずに、反射面から剥離してしまうという課題があった。
【０００８】
また、炭素繊維をグリッドとして３軸織物にする場合にも、同様に、次のような問題があった。すなわち、曲率の大きい反射鏡や、曲率が鏡面内で一定ではなく複雑に変化する修整鏡面の有する反射鏡においては、軸方向につながっているグリッドが、誘電体繊維と編みこまれて、隣接する誘電体繊維との摩擦で、変形量が制限されてしまう。この結果、反射鏡の形状にグリッドが追従せずに、反射面から剥離してしまうという課題があった。
【０００９】
このような、グリッドの反射面からの剥離をなくすことは、反射鏡の鏡面精度を向上させ、電波の焦点のずれを抑え、通信精度の低下を防ぎ、通信の安定性を向上させる上で、解決すべき重要な課題である。
【００１０】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、グリッドを反射面に密着させ、鏡面精度低下を防ぎ、通信の安定性を向上させることのできるデュアルグリッドリフレクタを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るデュアルグリッドリフレクタは、特定の偏波を反射し、その偏波と直交する偏波を透過するようにグリッドが設けられた前面反射鏡と、グリッドのない導体面である後面反射鏡と、前面反射鏡と後面反射鏡とを結合する結合部材とを備え、２つの反射鏡を有して構成されるデュアルグリッドリフレクタにおいて、前面反射鏡に設けられたグリッドは、グリッドパターニングされた導電性材料によって形成され、グリッドパターニングの方向に相当する軸方向に３以上の分割数として分断されているものである。
【００１２】
また、本発明のデュアルグリッドリフレクタの製造方法は、特定の偏波を反射し、その偏波と直交する偏波を透過するようにグリッドが設けられた前面反射鏡と、グリッドのない導体面である後面反射鏡と、前面反射鏡と後面反射鏡とを結合する結合部材とを備え、２つの反射鏡を有して構成されるデュアルグリッドリフレクタの製造方法であって、可撓性フィルムと導電性材料を一体化成形した後、グリッドパターニングされた導電性材料によって形成されたグリッドを、エッチング処理によりグリッドパターニングの方向に相当する軸方向に分断するステップと、鏡面成形型上にあらかじめ積層されたインナースキンの上に、インナースキンと導電性材料が向き合うように、一体化成形された後にエッチング処理された可撓性フィルムと導電性材料を転写するステップと、可撓性フィルムを除去するステップと、所定の時間にわたって加圧処理および加熱処理を行うことで、インナースキンおよび導電性材料で構成される前面反射鏡と後面反射鏡とを一体化成形し、軸方向に分断されたグリッドを有するデュアルグリッドリフレクタを形成するステップとを備えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るデュアルグリッドリフレクタおよびデュアルグリッドリフレクタの製造方法によれば、前面反射鏡に設けられたグリッドを、導電性材料によって形成するとともに、グリッドの軸方向に分断する構成とすることにより、グリッドを反射面に密着させ、鏡面精度低下を防ぎ、通信の安定性を向上させることのできるデュアルグリッドリフレクタおよびデュアルグリッドリフレクタの製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるデュアルグリッドリフレクタを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるデュアルグリッドリフレクタのグリッド部の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１における鏡面成形型の上にあらかじめ積層されたインナースキン上に、可撓性を有するフィルム、およびフィルムに一体成形された導電性材料を転写成形する工程の構成を示した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における鏡面成形型の上にあらかじめ積層されたインナースキン上に、可撓性を有するフィルム、およびフィルムに一体成形された導電性材料を転写成形する工程の構成を示した断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるインナースキンと導電性材料を一体化成形する工程の構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のデュアルグリッドリフレクタおよびデュアルグリッドリフレクタの製造方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるデュアルグリッドリフレクタ（アンテナリフレクタ）を示す斜視図である。図１に示すデュアルグリッドリフレクタ１は、反射鏡面を形成するインナースキン６（前面反射鏡に相当）を誘電体の材料とし、インナースキン６にグリッドパターニングされた導電性材料２（グリッドに相当）と、インナースキン６の背面にあるハニカムコア４（結合部材に相当）と、ハニカムコア４の背面にあるアウタースキン５（後面反射鏡に相当）とを備えている。
【００１７】
ここで、導電性材料２としては、例えば、銅箔のような金属材料が用いられており、グリッド軸方向に分断されている。また、導電性材料２として、炭素繊維を用いる、あるいは、炭素繊維の表面を金属コーティングしたものを用いることもできる。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態１におけるデュアルグリッドリフレクタのグリッド部の拡大図である。図２に示すように、反射鏡面を形成するインナースキン６に、導電性材料２がグリッドパターニングされており、導電性材料２は、図中の横方向に相当するグリッド軸方向に分断されている。
【００１９】
このように、導電性材料２が分断されていることにより、導電性材料２のグリッド軸方向の長さが短くなる。この結果、可撓性の低い導電性材料２が、曲率の大きい反射鏡や、曲率が鏡面内で一定ではなく複雑に変化する修整鏡面の有する反射鏡に対しても、追従することが可能となる。従って、導電性材料をグリッドの軸方向に分断した構成とすることで、反射鏡の鏡面精度を向上させ、電波の焦点のずれを抑え、通信精度の低下を防ぎ、通信の安定性を向上させることが可能となる。
【００２０】
分断された隣接する導電性材料２の隙間は、隙間が大きいと反射面が減少することになる。このため、この隙間の大きさは、１〜２ｍｍ程度であることが望ましく、さらに、導電性材料２のグリッド軸直交方向の幅以下であることが望ましい。また、ＰＩＭ（ＰＡＳＳＩＶＥ  ＩＮＴＥＲＭＯＤＵＬＡＴＯＮ）の観点からも、導電性材料２は、オーバーラップしないことが望ましい。導電性材料２の分断は、曲率が大きい部位に集中させることで、導電性材料２の剥離の抑制効果を高めることができる。
【００２１】
また、先の図１に示した構成において、インナースキン６とハニカムコア４とアウタースキン５は、繊維織物に樹脂を含浸硬化させた強化複合材であり、同一材料とされている。ここで、強化複合材としては、例えば、ケブラーのような誘電体が用いられる。
【００２２】
次に、本実施の形態１におけるデュアルグリッドリフレクタの製造方法について、図面を用いて具体的に説明する。図３は、本発明の実施の形態１における鏡面成形型３の上にあらかじめ積層されたインナースキン６上に、可撓性を有するフィルム８、およびフィルム８に一体成形された導電性材料２を転写成形する工程の構成を示した断面図であり、グリッド軸直交方向から見た断面図を示している。
【００２３】
また、図４は、本発明の実施の形態１における鏡面成形型３の上にあらかじめ積層されたインナースキン６上に、可撓性を有するフィルム８、およびフィルム８に一体成形された導電性材料２を転写成形する工程の構成を示した断面図であり、グリッド軸方向から見た断面図を示している。さらに、図５は、本発明の実施の形態１におけるインナースキン６と導電性材料２を一体化成形する工程の構成を示した断面図であり、グリッド軸直交方向から見た断面図を示している。
【００２４】
一例として、デュアルグリッドリフレクタの製造工程は、次の４段階とすることができる。
［１段階目］可撓性を有するフィルム８と導電性材料２を一体化成形する。
［２段階目］鏡面成形型の上にあらかじめ積層されたインナースキン６の上に可撓性を有するフィルム８、およびそのフィルムに一体化された導電性材料２を転写する（先の図３、図４参照）。
［３段階目］可撓性を有するフィルム８だけを除去する。
［４段階目］インナースキン６および導電性材料２を一体化成形する（先の図５参照）。
【００２５】
図３、図４に示したように、可撓性を有するフィルム８は、インナースキン６よりも小さい面積となるように分割される。可撓性を有するフィルム８を分割する際には、後工程で一体化される導電性材料２が、グリッド軸直交方向には連続していないため、可撓性が高いことを考慮して、グリッド軸直交方向の分割数は少なく、グリッド軸方向に分割数を多くすることが望ましい。
【００２６】
作業性の観点から、分割前の可撓性フィルムの長さは、３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度にすることが望ましい。そして、裁断された可撓性を有するフィルム８は、薄膜状の形状を有する導電性材料２と、例えば、エポキシ系の接着剤によって一体化される。一体化する他の手段として、エポキシ系の接着剤の代わりに、例えば、アクリル系の粘着材を用いることもできる。
【００２７】
可撓性を有するフィルム８と一体化された導電性材料２は、エッチングによってグリッドが形成される。この手順によって、可撓性を有するフィルム８と、グリッドが形成された導電性材料２を一体化成形することができる。
【００２８】
次に、鏡面成形型３の上にインナースキン６を配置する。さらに、インナースキン６の上に、インナースキン６と導電性材料２が向き合うように、一体化された可撓性を有するフィルム８と導電性材料２を配置する。この際に、隣接する可撓性を有するフィルム８同士の隙間（すなわち、導電性材料２同士の隙間）は、電波特性の劣化の観点から、１〜２ｍｍ程度と小さいことが望ましい。
【００２９】
また、インナースキン６、可撓性を有するフィルム８、および導電性材料２が密着するように、錘などをおいて加圧することが望ましい。また、インナースキン６は、導電性材料２と密着するように、タック性を有する半硬化前の状態であることが望ましい。このような一連の手順によって、鏡面成形型３の上にあらかじめ積層されたインナースキン６上に、可撓性を有するフィルム８、導電性材料２を転写することができる（図３、図４参照）。
【００３０】
次に、導電性材料２と可撓性を有するフィルム８とを分離する。可撓性フィルム８を除去する際に、導電性材料２とインナースキン６が剥離しないようにする必要がある。そこで、可撓性フィルム８を端から丸めるようにし、導電性材料２を手で押さえておくことが望ましい。この手順によって、可撓性を有するフィルム８だけを除去することができる。
【００３１】
次に、インナースキン６と導電性材料２の上に、コア４とアウタースキン５、離型フィルム７とブリーザー９を配置する。さらに、バギングフィルム１０とシーリング材１１を用いて袋状にし、真空ポンプを用いて内部のエアーを抜く。この状態で、例えば、オートクレーブを用いて所定の温度と圧力にて、所定の時間、加圧および加熱を行う。この手順によって、インナースキン６および導電性材料２を一体化成形することができる。
【００３２】
この結果、鏡面を成形することができるとともに、導電性材料２によって形成されるグリッドがグリッドの軸方向に分断されていることを特徴とするデュアルグリッドリフレクタ１を得ることができる。
【００３３】
以上のように、実施の形態１によれば、デュアルグリッドリフレクタは、反射面が設けられたインナースキンと、インナースキンに貼り付けられた導電性材料と、インナースキンの背面にあるハニカムコアと、ハニカムコアの背面にあるアウタースキンとを有している。そして、インナースキン、ハニカムコア、およびアウタースキンは、同一材料で構成されている。さらに、導電性材料によって形成されるグリッドが、グリッドの軸方向に分断されている。このような構成を備えることで、グリッドを反射面に密着させ、鏡面精度低下を防ぎ、通信の安定性を向上させることのできるデュアルグリッドリフレクタを実現することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  デュアルグリッドリフレクタ、２  導電性材料（グリッド）、３  鏡面成形型、４  ハニカムコア（結合部材）、５  アウタースキン（後面反射鏡）、６  インナースキン（前面反射鏡）、７  離型フィルム、８  可撓性フィルム、９  ブリーザー、１０  バギングフィルム、１１  シーリング材。
【図１】
0005606185.tif 000002
【図２】
0005606185.tif 000003
【図３】
0005606185.tif 000004
【図４】
0005606185.tif 000005
【図５】
0005606185.tif 000006