(57)【要約】      （修正有）【課題】通信装置において温度勾配（特に空間温度勾配）、すなわち同じ時刻ｔでの対象物の２点間の温度差、を低下させる。【解決手段】通信装置の送受信ユニットのためのデバイス１０が、設けられる。デバイスは、電磁波のための第１の通路１２０Ａおよび電磁波のための第２の通路１２０Ｂ、第１の波長範囲の電磁波１８０Ａ、１８０Ｂにとって透過性であり、かつ、第２の波長範囲の電磁波１９０にとって反射する部分的に透過性の表面１３０であって、第２の波長範囲は第１の波長範囲と異なる、部分的に透過性の表面１３０、および、第１の波長範囲の電磁波１８０Ａ、１８０Ｂにとって再帰反射性である第１の再帰反射面１４０Ａ、を備える。ここで、第１の波長範囲の電磁波ならびに第２の波長範囲の電磁波が同じ通路を通って入る場合に、第１の波長範囲の電磁波１８０Ａ、１８０Ｂの反射方向は、第２の波長範囲の電磁波１９０の反射方向と異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置の送受信ユニットのためのデバイス（１０）であって、前記デバイスは、
電磁波のための第１の通路（１２０Ａ）および電磁波のための第２の通路（１２０Ｂ）、
第１の波長範囲の電磁波（１８０Ａ、１８０Ｂ）にとって透過性であり、かつ、第２の波長範囲の電磁波（１９０）にとって反射する部分的に透過性の表面（１３０）であって、第２の波長範囲は第１の波長範囲と異なる、部分的に透過性の表面（１３０）、
前記第１の波長範囲の電磁波（１８０Ａ、１８０Ｂ）にとって再帰反射性である第１の再帰反射面（１４０Ａ）、を備え、
前記第１の波長範囲の電磁波ならびに前記第２の波長範囲の電磁波が同じ通路を通って入る場合に、前記第１の波長範囲の電磁波（１８０Ａ、１８０Ｂ）の反射方向は、前記第２の波長範囲の電磁波（１９０）の電磁波の反射方向と異なる、デバイス（１０）。
【請求項２】
前記第１の波長範囲の電磁波は、包括的に１０００ナノメートルまでの、そして１６００ナノメートル〜１ミリメートルの波長を有する放射である、請求項１に記載のデバイス（１０）。
【請求項３】
前記第２の波長範囲の電磁波はレーザー放射である、請求項１または２に記載のデバイス（１０）。
【請求項４】
前記部分的に透過性の表面（１３０）は、ディクロイティック・フィルタとして設計される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス（１０）。
【請求項５】
前記部分的に透過性の表面（１３０）は、ゲルマニウムを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス（１０）。
【請求項６】
第１の熱絶縁体（１５０Ａ）をさらに備え、
前記第１の熱絶縁体は、前記第１の通路（１２０Ａ）から見て前記第１の再帰反射面（１４０Ａ）の背後に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス（１０）。
【請求項７】
熱エネルギーを分配して、前記熱エネルギーを前記第１の再帰反射面（１４０Ａ）に供給するように構成される第１の発熱要素（１５５Ａ）をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス（１０）。
【請求項８】
前記第１の再帰反射面（１４０Ａ）は金属コーティングを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス（１０）。
【請求項９】
前記第１の再帰反射面（１４０Ａ）は、入射する電磁放射をその起源へ戻り反射するように構成される少なくとも１つの３倍反射要素（１４２）を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス（１０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの３倍反射要素（１４２）は、付加的な熱放射の入力が起こってよい開口（１４７）を備え、前記熱放射は、前記第１の波長範囲の電磁波と同じ方向に分配される、請求項８に記載のデバイス（１０）。
【請求項１１】
第２の再帰反射面（１４０Ｂ）をさらに備え、
前記第１の再帰反射面（１４０Ａ）は、前記第１の通路（１２０Ａ）の反対側に配置され、
前記第２の再帰反射面（１４０Ｂ）は、前記第２の通路（１２０Ｂ）の反対側に配置され、
前記部分的に透過性の表面（１３０）は、前記第１の通路（１２０Ａ）と前記第１の再帰反射面（１４０Ａ）との間、および、前記第２の通路（１２０Ｂ）と前記第２の再帰反射面（１４０Ｂ）との間に配置され、そのため、前記第１の通路（１２０Ａ）を通って前記部分的に透過性の表面（１３０）上に突き当たる前記第２の波長範囲の電磁波は、前記第２の通路（１２０Ｂ）の方向に反射される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のデバイス（１０）。
【請求項１２】
前記第１の再帰反射面（１４０Ａ）ならびに前記第２の再帰反射面（１４０Ｂ）は、平面に設計されて、０°と異なりかつ１８０°と異なる角度で互いに関して交差する、請求項１１に記載のデバイス（１０）。
【請求項１３】
前記部分的に透過性の表面（１３０）に向かう方向に前記第２の波長範囲（１９０）の電磁波を送信して、および／または前記部分的に透過性の表面（１３０）によって反射される前記第２の波長範囲（１９０）の電磁波を受信するように構成される送信および／または受信ユニット（１１０）をさらに備える、請求項１１または１２に記載のデバイス（１０）。
【請求項１４】
太陽フィルタ（１６０）および集束装置（１７０）をさらに備え、
前記太陽フィルタ（１６０）は、前記集束装置（１７０）と前記第２の通路（１２０Ｂ）との間に配置され、
前記太陽フィルタ（１６０）は、前記第２の通路（１２０Ｂ）に進入する放射にフィルタをかけて、前記第２の波長の電磁波（１９０）にとって透過性であるように構成され、
前記集束装置（１７０）は、前記第２の波長の電磁波（１９０）を集束させて、前記電磁波をリモートステーションに向けるように構成される、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のデバイス（１０）。
【請求項１５】
宇宙船であって、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のデバイスを備え、
前記デバイスは、通信リンクを確立するために提供される、宇宙船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置の送受信ユニットのためのデバイスに、そしてこの種のデバイスを有する宇宙船に関する。特に、本発明は、この種のデバイスのコンポーネントに関してならびにこの種のデバイスを有する宇宙船に関して、熱の流れの熱負荷を改善することに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、地球の大気圏外で用いられて、作動される宇宙船と関連して、熱負荷を取扱うことは、大きなチャレンジでよい。これは、大気の欠乏および対流の欠如に起因して、熱交換が熱伝導および熱放射だけによって起こりえるからである。
【０００３】
基本的に、熱は、熱伝導（また、熱拡散または熱伝導）によりまたは熱放射により、より高い温度を有する場所からより低い温度を有する場所へと流れてよい。それから離れて、対流による熱輸送も可能である。そして、この目的のために、肉眼で見える材料ストリームは必要である。地球の大気圏外、すなわち真空において、対流による熱輸送は、大気の欠乏に起因して可能でない。放射するソースによる、特に太陽にもよる、対象物の現在のまたは失われたまたはさまざまな照射は、対象物の範囲内で温度の非常に高い変動に結果としてなる場合がある。特に限られた温度範囲のために指定された使用されるコンポーネントの必要性として、これは、人工宇宙船のための大きいチャレンジを確立する。
【０００４】
特許文献１は、地球を回る、そして温度放射体を備える衛星を記載する。温度放射体は、熱源から熱を放出して、それを空間へと放射するように構成される。熱導体は、温度放射体と熱源の間に延びる。そして、温度が予め定められた閾値を超える場合に、熱源と温度放射体とを接続して、熱源の温度を低下させるように、温度スイッチが配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，０７３，８８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通信装置において温度勾配（特に空間温度勾配）、すなわち同じ時刻ｔでの対象物の２点間の温度差、を低下させること、そして特に、通信装置での熱放射の不必要な喪失または不必要な誘導を低下させるかまたは除去することは、本発明の目的と考えられてよい。
【０００７】
この目的は、独立クレームの主題によって解決される。さらなる実施形態は、従属クレームから、そして以下の説明から誘導されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、通信装置の送受信ユニットのためのデバイスが提供される。このデバイスは、通信装置の一部または、信号伝送路に配置されるアップグレードまたは付加的なインストールでもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、デバイスは、電磁波のための第１の通路および電磁波のための第２の通路を備える。第１および第２の通路は、それぞれ、信号入力または信号出力と呼ばれてもよい。光学信号のために、これらは、光学信号の通過を可能にする凹所または開口でもよい。デバイスは、一方向性のためにまたは、半二重または全二重モードの双方向性信号伝送のためにも配置されてよい。このように、第１のならびに第２の通路は、信号入力または信号出力あるいは両方として考慮されてもよい。
【００１０】
この実施形態では、デバイスは、第１の波長範囲の電磁波にとって透過性であり、かつ、第２の波長範囲の電磁波にとって反射する部分的に透過性の表面をさらに備え、第２の波長範囲は第１の波長範囲と異なる。部分的に透過性の表面は、部分的に反射する表面と呼ばれてもよい。
【００１１】
この説明の文脈において、「部分的に透過性の」というフレーズは、部分的に透過性の表面が、第１の波長範囲の電磁波にとって透過性であり、かつ、第２の波長範囲の電磁波にとって実質的に非透過性（非貫通性）で第２の波長範囲の電磁波を反射するように理解される。
【００１２】
特に、第２の波長範囲の電磁波は、それらが第１の通路から第２の通路までおよび／またはその逆にも向けられるかまたは反射されるように、部分的に透過性の表面によって反射される。その一方で、第１の波長範囲の電磁波は、部分的に透過性の表面によって反射されないかまたはむしろ反射されない。
【００１３】
この実施形態では、デバイスは、第１の波長範囲の電磁波にとって再帰反射性である第１の再帰反射面をさらに備える。ここで、第１の波長範囲の電磁波ならびに第２の波長範囲の電磁波が同じ通路を通って入る場合に、第１の波長範囲の電磁波の反射方向は、第２の波長範囲の電磁波の反射方向と異なる。
【００１４】
この説明の文脈において、「再帰反射性の」という用語は、再帰反射面が、それが入来するにつれて同一角度で入射する電磁波を反射するように理解される。換言すれば、入来または入射する電磁波は、そのソースへと反射されてそこから離れ、それは偏向されないかまたは向き直されない。例えば、再帰反射面は、それが所与の角度範囲の再帰反射特性を有するように構成されてよい。この角度範囲は、再帰反射面に関して入射する電磁波の８０°〜１００°、特に８５°〜９５°の範囲、特に９０°、にある。
【００１５】
第２の波長の電磁波は、光学無線通信経路の搬送波でもよい。特に、これは、レーザー放射またはレーザービームでもよい。第１の波長の電磁波は、熱放射でもよい。
【００１６】
本明細書に記載された構造は、搬送波（すなわち、第２の波長範囲の電磁波）が１つの通路から他の通路まで目指す利点がある。その一方で、第１の波長範囲の電磁波は、それらが部分的に透過性の表面によって反射されないのにつれて同じパスをとるのを防止される。このように、熱放射が、例えば、搬送波とは別のパスをたどることは、特に達成されてもよい。それ故、第１および第２の通路を通るデバイスを離れる、および／または、これらの通路を通るデバイスを進入させる熱放射の範囲は、減らされてよいかまたは除去されてさえよい。このように、デバイスにおける温度のおよび温度の可能なバンド幅（すなわち、外側からの最も高い可能性があるエネルギー入力でのデバイスの最高温度と、外向きに最も高い可能性があるエネルギーロスでのデバイスの最低温度との差違）の変動が減らされることは、達成されてよい。
【００１７】
搬送波ならびに熱放射が第１の通路を通って、すなわち同じ通路を通って入来する場合、搬送波は第２の通路の方へ反射され、そして、熱放射は第１の通路の方へ戻り反射される。これは、第１の波長範囲の電磁波の反射方向が第２の波長範囲の電磁波の反射方向と異なることを意味する。
【００１８】
この説明の文脈において、第１の再帰反射面と共に部分的に透過性の表面および２つの通路は、偏向ユニットと呼ばれてもよい。
【００１９】
第１の波長範囲の電磁波の反射方向は、第２の波長範囲の電磁波の反射方向と異なる。これは、例えば、第１の波長範囲の電磁波（熱放射）が再帰反射面によってその起源またはソースへ戻り反射されることを意味する。第１の波長範囲の電磁波が第１の通路を通って偏向ユニットへと進入する場合、それらは、同じ通路を通って偏向ユニットを出るように反射される。第２の波長範囲の電磁波（搬送波）は、１つの通路を通って偏向ユニットへと進入し、そして、それらが別の通路を通って偏向ユニットを出るように反射される。搬送波は、通信信号に対応し、そしてもちろん、リモートステーションの方向へデバイスを残さな（出な）ければならない。その結果、通信接続は確立されることができる。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、第１の波長範囲の電磁波は、（包括的に）１０００ナノメートルまでの、そして（各々包括的に）１６００ナノメートル〜１ミリメートルの波長を有する放射である。１６００ナノメートル〜１ミリメートルの波長範囲は、長波熱放射と呼ばれてもよい。換言すれば、部分的に透過性の表面は、この波長範囲の放射を通過させるように、すなわちそれのために透過させるように構成され、そして、再帰反射面は、この波長範囲の電磁放射を反射するように構成される。
【００２１】
これは、前記放射が偏向ユニットを離れるかまたは偏向ユニットの背後に配置されているコンポーネントへと進入することを防止するかまたは少なくとも減らすように、その放射、特に熱放射が、再帰反射面によってその起源に反射されることを可能にする。
【００２２】
部分的に透過性の表面が、１６００ナノメートル最大１ミリメートルで始まる前記範囲から１つまたは複数の予め定められた波長範囲にとって透過性に構成されてよいことに注意されたい。このように、この出願の文脈において用いられる用語「波長範囲」は、単一の連続する（間断のない）数値範囲（しかしながら１でもよい）として強制的に理解されないが、しかし、波長のスケール上で互いに間隔を置かれる複数の範囲を含んでもよい。このように、部分的に透過性の表面は、最大１０００ナノメートル（包括的に）の、そして１６００ナノメートル（包括的に）から最大１ミリメートル（包括的に）の波長を有する電磁波にとって透過性でもよい。その一方で、部分的に透過性の表面は、１０００ナノメートル〜１６００ナノメートル（各々排他的に）の除外された範囲にとって反射するように設計されてもよい。もちろん、より少ない波長範囲を有するセグメンテーションも、可能である。部分的に透過性の表面は、より大きい波長範囲の中の小さい波長範囲の電磁波を反射する、そして、より大きい波長範囲の残りの範囲の電磁波にとって透過性である、バンドストップフィルタと呼ばれてもよい。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、第２の波長範囲の電磁波は、レーザー放射である。
【００２４】
例えば、使用されるレーザー波長は、１０６４ナノメートルまたは１５５０ナノメートルでもよい。部分的に透過性の表面は、これらの波長にとって、あるいは、示された波長、すなわち、例えば１０６０ナノメートルと１０７０ナノメートルの間の、または１５４５ナノメートルと１５５５ナノメートルの間の、またはわずかにより大きい範囲さえ含む波長範囲にとって反射するように設計されてもよい。
【００２５】
レーザー放射は、光学無線データ伝送路上の搬送波として用いられ、そして、部分的に透過性の表面によって反射されるかまたは偏向される。
【００２６】
本発明の他の実施形態によれば、部分的に透過性の表面は、ディクロイティック（ｄｉｃｈｒｏｉｔｉｃ）フィルタとして設計される。
【００２７】
ディクロイティック・フィルタは、干渉フィルタと呼ばれてもよく、そして、電磁波をそれらの周波数から独立して反射させるように設計される。通常、干渉フィルタは、入射光を周波数範囲に分離するかまたは分解するために用いてよい。
【００２８】
この場合には、ディクロイティック・フィルタは、搬送波の波長の波を反射するように、そして、異なる波長の電磁波（特に熱放射）を実質的に通過させる（そして、吸収も反射もしない）ように構成される。その結果、熱放射は、再帰反射面に突き当たる。
【００２９】
部分的に透過性の表面は、ディクロイティック特性を有するかまたは提供するディクロイティック・コーティングを含んでよい。特に、コーティングは、非金属であってもよい。
【００３０】
ディクロイティック・コーティングの特性は、使用される搬送波の波長に応じて適合されてもよい。ディクロイティック・コーティングが反射される波長の依存性において異なって設計されなければならないので、これは、例えば、設計の間またはデバイスの製造の間、起こってもよく、必要とされてもよい。上で使用するバンドストップフィルタとの類似において、部分的に透過性の表面が電磁波を反射する波長範囲を、すなわち使用される搬送波の波長に適合させることは、大事である。これは、１つの波長または１つの波長範囲でよく、しかしながら、複数の波長または波長範囲でもよい。
【００３１】
本発明の他の実施形態によれば、部分的に透過性の表面は、ゲルマニウムを含む。
【００３２】
部分的に透過性の表面は、ゲルマニウム反射器として設計されてよい。ここで、ディクロイティック・コーティングは、ゲルマニウムに適用されてよい。ゲルマニウムによって、熱放射は、通過することができるかまたはそれのために透過性である。
【００３３】
部分的に透過性の表面は、第１の再帰反射面と２つの通路との間に配置される。どちらの１つの通路を通って電磁波が偏向装置に進入するかに無関係に、これらの電磁波は、それらが部分的に透過性の表面を通過して、それにより反射されないとすると、最初に部分的に透過性の表面に、そしてその後、第１の再帰反射面に突き当たる。
【００３４】
本発明の他の実施形態によれば、デバイスは、第１の熱絶縁体をさらに備え、第１の熱絶縁体は、第１の通路から見て第１の再帰反射面の背後に配置される。
【００３５】
第１の熱絶縁体は、熱放射によって再帰反射面へと入射する熱エネルギーが偏向装置の周辺コンポーネントに対する最も低い可能な温度の影響を有すること、すなわち、熱エネルギーが偏向装置によってほとんどまたは全く分配されないかまたはそれにより受け取られないこと、を可能にする。
【００３６】
第１の熱絶縁体は、黒体として設計されてよい。黒体（また、完全放射体、プランク放射体（Ｐｌａｎｃｋｉａｎ  ｒａｄｉａｔｏｒ）、熱放射ソース）は、いかなる波長のまたは理想的な場合に１００％までの所与の波長範囲内の突き当たる電磁放射を吸収する。そして、黒体の温度にのみ依存してさらなる特性および黒体の表面に依存しない電磁放射として、熱放射を発する。
【００３７】
本発明の他の実施形態によれば、デバイスは、熱エネルギーを分配して、熱エネルギーを第１の再帰反射面に供給するように構成される第１の発熱要素をさらに備える。
【００３８】
これにより、部分的に透過性の表面から生じる熱放射の損失を補償して、熱放射を散乱するために、第１の再帰反射面の温度は、増加してよい。その結果、再帰反射面により送給されるかまたは発せられる熱放射の範囲（これは、反射された放射と出力された／供給された熱エネルギーとの合計である。）は、最初に偏向ユニットにもたらされる熱放射に対応する。
【００３９】
第１の発熱要素は、熱エネルギーを生成して、発するように構成される。例えば、第１の発熱要素は、電気エネルギーを供給される。また、発熱要素は、需要先（特に電気的需要先）と熱的に結合されるように、そして、この需要先から廃熱を受け取り、この受け取った廃熱を熱エネルギーとして第１の再帰反射面の方へその後発するように構成されてよい。
【００４０】
本発明の他の実施形態によれば、第１の再帰反射面は、金属コーティングを含む。
【００４１】
例えば、金属コーティングは、金、銀、または銅、またはそれらの組み合わせを含んでよいかまたはそれから成ってよい。このコーティングは、プラスチック製本体に適用されてよい。これにより、熱放射は反射される。
【００４２】
本発明の他の実施形態によれば、第１の再帰反射面は、入射する電磁放射をその起源へ戻り反射するように構成される少なくとも１つの３倍反射要素を含む。
【００４３】
３倍反射要素は、それがその起源へ戻り放射されるように、予め定められた角度範囲内に入来する放射を反射してよい。
【００４４】
再帰反射面は、多数のこの種の３倍反射要素を含んでよい。そしてこれらは、隣同士が二次元の方法で配置される。この種の構造は、３倍反射体または再帰反射体と呼ばれてもよい。
【００４５】
本発明の他の実施形態によれば、少なくとも１つの３倍反射要素は、付加的な熱放射の入力が起こってよい開口を備え、その熱放射は、第１の波長範囲の電磁波と同じ方向に分配される。
【００４６】
すでに上に記載されたように、特に、付加的な熱放射は、発熱要素によって提供されてもよい。
【００４７】
本発明の他の実施形態によれば、デバイスは、第２の再帰反射面をさらに備え、第１の再帰反射面は、第１の通路の反対側に配置され、第２の再帰反射面は、第２の通路の反対側に配置され、部分的に透過性の表面は、第１の通路と第１の再帰反射面との間、および、第２の通路と第２の再帰反射面との間に配置され、そのため、第１の通路を通って部分的に透過性の表面上に突き当たる第２の波長範囲の電磁波は、第２の通路の方向に反射される。
【００４８】
再帰反射面は、部分的に透過性の表面と共に個々の構造的コンポーネントとして設けられてよい。例えば、再帰反射面は、部分的に透過性の表面の裏側（すなわち、部分的に透過性の表面の通路から向きがそれている側）に取り付けられてもよい。複数の３倍反射要素は、これらの３倍反射要素のいくらかが第１の通路に向かう方向の熱放射を反射するように配置され、そして他の３倍反射要素が第２の通路に向かう方向の熱放射を反射するように配置される、ように配置されてよい。
【００４９】
あるいは、再帰反射面は、部分的に透過性の表面から構造的に切り離されて配置されてもよい。
【００５０】
第２の再帰反射面は、第１の再帰反射面と同様に造られてよい。そのため、第１の再帰反射面に関する説明の参照はここでなされる。
【００５１】
しかしながら、第２の再帰反射面が第１の再帰反射面と異なってもよいことに注意されたい。それ故、第２の再帰反射面の開口は、それらの形状およびそれらのサイズに関して第１の再帰反射面の開口と異なってもよい。再帰反射面の、そして部分的に透過性の表面の構造は、開発の間および／または製造の間、使用される搬送波の波長に適合してよい。
【００５２】
本発明の他の実施形態によれば、第１の再帰反射面ならびに第２の再帰反射面は、平面に設計されて、０°と異なりかつ１８０°と異なる角度で互いに関して交差する。
【００５３】
第１の再帰反射面は、第２の再帰反射面に関して９０°の角度で配置されてよい。他の角度は、可能である。好ましくは、第１の通路は、第１の再帰反射面と平行（それに対向するまま）に延びる。そして、第２の通路は、第２の再帰反射面と平行に延びる。
【００５４】
本発明の他の実施形態によれば、デバイスは、部分的に透過性の表面に向かう方向に第２の波長範囲の電磁波を送信して、および／または、部分的に透過性の表面によって反射される第２の波長範囲の電磁波を受信するように構成される送受信ユニットをさらに備える。
【００５５】
特に、送信および／または受信ユニットは、光学データ伝送のためのコンポーネントである。そして、例えば、そうすることによってデータの送信または受信に関してレーザー放射を送信することができておよび／または受信することができるのに適している。例えば、送受信ユニットは、衛星に配置されてよい。それを防止するために、レーザー放射またはレーザービームに加えて、また熱エネルギーは、送受信ユニットによって発せられる。そして、このように、衛星によるまたは衛星からの出力、上記の部分的に透過性の表面および再帰反射面を有するデバイスは、提供される。レーザービームは、偏向して、部分的に透過性の表面によって送出される。その一方で、熱放射は、部分的に透過性の表面を通過して、再帰反射面によって送信および／または受信ユニットに向かう方向に戻り反射される。このように、熱エネルギーの損失は、減少されるかまたは完全に防止されさえする。
【００５６】
送信および／または受信ユニットは、第１の通路が送信および／受信ユニットと部分的に透過性の表面との間に位置するように配置される。
【００５７】
本発明の他の実施形態によれば、デバイスは、太陽フィルタおよび集束装置をさらに備え、太陽フィルタは、集束装置と第２の通路との間に配置され、太陽フィルタは、第２の通路に進入する放射にフィルタをかけて、第２の波長の電磁波にとって透過性であるように構成され、集束装置は、第２の波長の電磁波を集束させて、その電磁波をリモートステーションに向けるように構成される。
【００５８】
デバイスは、第１の熱絶縁体、第１の発熱要素、および第１の再帰反射面に関して記載されているのと同じように、第２の再帰反射面に割り当てられる第２の熱絶縁体および第２の発熱要素を含んでよい。入来する太陽光線または他の放射からの結果として、太陽フィルタは、加熱してよく、偏向ユニットに向かう方向に熱放射を発してよい。この熱放射によってデバイスおよび／または偏向ユニットを加熱することの防止に関して、この放射を第２の通路および太陽フィルタに向かう（戻り）方向に反射する第２の再帰反射面が提供される。しかしながら、受信したレーザー信号、すなわち信号または搬送波は、部分的に透過性の表面によって送信および／または受信ユニットに向かう方向に反射される。
【００５９】
特に、太陽フィルタが太陽による照射を受けない場合には、地球の大気圏外の、そして太陽フィルタが作動しなければならない温度範囲がそれ故非常に大きい空間において使用するときに、強烈な冷却は起こってよい。太陽フィルタでの温度の変動を減らすために、第２の発熱要素は、第２の再帰反射面を介して太陽フィルタに向かう方向に送給される熱放射を分配してよい。
【００６０】
本発明の別の態様によれば、本明細書に記載されているデバイスを備える宇宙船が提供され、デバイスは、通信リンクを確立するために提供される。
【００６１】
宇宙船は、地球の大気圏外で使用されるために提供される人工衛星でもよい。この種の宇宙船は、別の航空機または宇宙船に対して、または地球上のリモートステーションに対して、通信リンク（特に光学的無線通信リンク）を確立してよい。
【００６２】
通信装置は、信号が発信されておよび／または受信されることが強制的に必要である。対応する開口によって、熱放射の（実質的に不必要な）交換は、両方向において起こってよい。換言すれば、外方空間を向く、すなわち、例えば太陽のような放射ソースによる直接照射から外れて開口が面している場合には、宇宙船および／または通信装置のコンポーネントは、このように、冷却してよい。それとは反対に、例えば太陽のような放射ソースに向かう方向に開口が面している場合には、これは、宇宙船のおよび／または通信装置のコンポーネントの強烈な加熱に結果としてなってよい。本明細書に記載されたデバイスの構造の結果、可能な熱放射がデバイスを介して宇宙船から離れるかまたは宇宙船へと入来することは、有効にされない。同様に、太陽フィルタの温度の最大の変動は、減少されてよい。
【００６３】
以下には、本発明の例示的実施形態が添付図面を参照してさらに詳細に記載される。図面は、概略的であり、一定の比率ではない。同じ参照符号は、同じかまたは類似の要素に関連する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態による通信装置の送受信ユニット用デバイスの概略図である。
【図２】図２は、本発明のさらなる例示的実施形態による通信装置の送受信ユニット用デバイスのための再帰反射面の概略図である。
【図３】図３は、再帰反射体の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
図１は、通信装置の送受信ユニット用デバイス１０を示す。デバイスは、電磁波のための第１の通路１２０Ａおよび電磁波のための第２の通路１２０Ｂ、第１の波長範囲１８０Ａ、１８０Ｂの電磁波のために透過するように設計され、かつ、第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲１９０の電磁波のために反射するように設計された部分的に透過性の表面１３０、および、第１の波長範囲１８０Ａ、１８０Ｂの電磁波のために反射するように設計された第１の再帰反射面１４０Ａを備え、第１の波長範囲１８０Ａ、１８０Ｂの電磁波の反射方向は、第２の波長範囲１９０の電磁波の反射方向と異なる。
【００６６】
デバイス１０は、第１の通路１２０Ａから見て第１の再帰反射面１４０Ａの背後に配置される第１の熱絶縁体１５０Ａ、および熱エネルギーを分配して、それを第１の再帰反射面１４０Ａに供給するために設計される第１の発熱要素１５５Ａをさらに備える。
【００６７】
デバイス１０は、第２の再帰反射面１４０Ｂをさらに備える。第１の再帰反射面１４０Ａは第１の通路１２０Ａの反対側に配置され、第２の再帰反射面１４０Ｂは第２の通路１２０Ｂの反対側に配置され、部分的に透過性の表面１３０は、第１の通路１２０Ａと第１の再帰反射面１４０Ａとの間および第２の通路１２０Ｂと第２の再帰反射面１４０Ｂとの間に配置され、その結果、第１の通路１２０Ａを通って部分的に透過性の表面１３０上に突き当たる第２の波長範囲の電磁波は、第２の通路１２０Ｂの方向に反射される。
【００６８】
第２の通路１２０Ｂから見て、第２の熱絶縁体１５０Ｂおよび第２の発熱要素１５５Ｂは、第２の再帰反射面１４０Ｂの背後に配置される。
【００６９】
デバイス１０は、部分的に透過性の表面１３０に向かう方向に第２の波長範囲１９０の電磁波を送信しておよび／または部分的に透過性の表面１３０によって反射される第２の波長範囲１９０の電磁波を受信するように構成される送信および／または受信ユニット１１０をさらに備える。デバイス１０は、太陽フィルタおよび、第２の通路１２０Ｂの前方に配置される集束装置をさらに備える。
【００７０】
換言すれば、デバイス１０は、それが２つの部分的に類似の機能分岐を備えるように設計される。第１の機能分岐は、送信および／または受信ユニット１１０、第１の通路１２０Ａ、部分的に透過性の表面１３０、第１の再帰反射面１４０Ａ、第１の熱絶縁体１５０Ａ、および第１の発熱要素１５５Ａから成る。この第１の機能分岐は、図１に水平に示される。第２の機能分岐は、第１の機能分岐に対して同様に設計され、図１に垂直に示される。第１の機能分岐に加えて、第２の機能分岐は、太陽フィルタ１６０および集束装置１７０を備える。第２の機能分岐において、送信または受信ユニット１１０は設けられない。第１の機能分岐が衛星の内部の方を向き、かつ、第２の機能分岐が遠隔通信ステーションの方向において衛星の外部の方を向くように、デバイス１０は衛星に据え付けられる。
【００７１】
第１の機能分岐は、通信装置からまたは衛星から熱放射を逃がさない目的に役立つか、または熱放射の逃げる範囲を減らすのに役立つ。図１において理解されることができるように、送信および／または受信ユニット１１０は、電磁波１９０（例えば、レーザービーム）を発信する。このレーザービームは、部分的に透過性の表面１３０によって、第２の通路１２０Ｂおよび集束装置に向かう方向に反射される。同時に、衛星の内部空間から放射する熱放射１８０Ａは、再帰反射面１４０Ａ上へのこの放射１８０Ａにとって透過性であり、これにより送信および／または受信ユニットに向かう、または衛星の内部空間に向かう方向に戻り反射される表面１３０を通って方向づけられ、その結果、熱放射の何もまたはほとんど何も衛星を逃げない。散乱損失を補償するために、再帰反射面１４０Ａにより反射される熱放射の範囲は、発熱要素１５５Ａにより熱エネルギーを追加することによって増加してもよい。
【００７２】
基本的に、第２の（垂直な）機能分岐は、第１の（水平な）機能分岐と同様に設計される。実質的に、第２の機能分岐は、衛星へのまたは通信装置への熱放射の進入を防止するように設計される。太陽フィルタは、搬送波１９０にとって透過性である。しかしながら、太陽フィルタ１６０は、太陽放射または日光によって加熱されてよく、偏向装置の内部へと熱放射１８０Ｂを送給してもよい。この熱放射１８０Ｂが通信装置の加熱に関与しないかまたはその範囲を減らすように、第２の再帰反射面１４０Ｂは、熱放射１８０Ｂを太陽フィルタの方向に反射させるように配置される。第２の発熱要素１５５Ｂは、太陽フィルタ１６０の方向に熱放射を発するために寄与してもよい。その結果、太陽フィルタは、太陽から向きがそれる衛星の側にそれがある場合に、加熱されることができて、そしてそれ故、太陽フィルタの強烈な冷却を防止する。
【００７３】
図１の例示的実施形態では、第１の再帰反射面１４０Ａならびに第２の再帰反射面１４０Ｂは、平面に設計される。両再帰反射面１４０Ａ、１４０Ｂともに、部分的に透過性の表面１３０と分離する別々の構造的コンポーネントとして設けられる。再帰反射面１４０Ａ、１４０Ｂは、金属で被覆されたプラスチック製本体を備えてよい。この例示的実施形態では、再帰反射面１４０Ａ、１４０Ｂは、互いに関して９０°の角度で配置される。
【００７４】
送信および／または受信ユニット１１０は、例えば、レーザー通信装置の送信／受信ユニットでもよい。一方では、図示のようなデバイス１０による装置は、ユニット１１０の範囲内に熱放射を保存するために、またはそれを逃がさないために適切であり、そして集束装置１７０が太陽または他の放射源から向きがそれる場合に太陽フィルタ１６０を加熱するために適切である。他方では、送信／受信ユニット１１０の加熱は、太陽による集束装置１７０および太陽フィルタ１６０の直接照射の場合に最小化される。さらに、この装置は、部分的に透過性の表面１３０が熱放射を通過させて、特別なコーティング（また、反射コーティング、ディクロイティック（ｄｉｃｈｒｏｉｔｉｃ）、非金属）によって使用されるレーザー波長１９０を反射するにつれて、送信／受信ユニットの熱勾配を最小化するために適切である。部分的に透過性の表面１３０は、ゲルマニウム反射器として設計されてよい。
【００７５】
レーザービーム１９０の波長は変更されてよく、それ故、それは、反射コーティングを適応させることを必要としてもよい。しかしながら、動作原理は維持される。
【００７６】
太陽フィルタ１６０は、太陽光線（約１８００ナノメートルまでの紫外線の）の中で可能な限り反射するかまたは吸収するように構成される。ゲルマニウム反射器は、より長い波長で透過性である。太陽フィルタは、使用されるレーザー波長（例えば、１０６４ナノメートルまたは１５５０ナノメートル）にとって透過性でなければならないかまたはほとんど透過性でなければならない。
【００７７】
直射日光の場合（太陽が計測器の視野の範囲内にある場合）には、約４００ナノメートルよりも長い波長範囲の大部分（５０％以上）は、太陽フィルタによって反射される。
【００７８】
４００ナノメートルよりも短い波長の大部分は、吸収される。この吸収は、太陽フィルタの温度の上昇に、そしてそれ故、特に７マイクロメートルから１２マイクロメートルまでの波長範囲におけるエミッタンスの変化に、結果としてなる。この変化が計測器（デバイス１０）に最も小さい可能な影響を及ぼすために、この熱放射は、ゲルマニウム反射器を通過させて、第２の絶縁体１５０Ｂによって吸収される。
【００７９】
太陽フィルタ１６０および集束装置１７０が太陽から向きがそれていて、すなわち外方空間を向く場合には、デバイス１０の内部温度が熱照射に起因して強く減少することは防止されなければならない。ここで、デバイス１０の熱放射１８０Ａは、ゲルマニウム反射器を通過して、再帰反射面１４０Ａ上に突き当たり、そして入射方向と同じ方向に反射される。このように、熱放射は、計測器へと、または衛星（おそらく低損失を有する）へと戻る。デバイス１０のそして衛星の冷却を防止して、発生する熱勾配を最小化するために、これらの損失は、補償されてよく、そして潜在的に補償されなければならない。これは、発熱要素１５５Ｂによって実現される。集束装置１７０の過剰な冷却は、集束装置１７０の反対側に配置される発熱要素１５５Ｂによって防止される。
【００８０】
例えば、両方の絶縁体１５０Ａ、１５０Ｂおよび発熱要素１５５Ａ、１５５Ｂは、再帰反射面の開口のサイズに関して異なって設計されてもよい。これにより、余分の付加的な熱放射の量は、影響されてもよい。原則として、これらの２つのユニット１５０Ａ、１５５Ａおよび１５０Ｂ、１５５Ｂの目的は、同じである。すなわち、発熱要素による熱放射の反射および／または付加的な熱放射の放出。
【００８１】
ユニットおよび、特に付加的な熱放射の量の動作原理は、３倍反射器のホールの形状およびサイズによって制御される。
【００８２】
好ましくは、直射日光を受ける表面１４０Ｂの開口、そしてまた太陽から離れて横に面する面上の外方空間の衝撃は、表面１４０Ａ上の開口よりも大きい。開口のサイズは、熱源（送信／受信ユニット１１０または太陽または外方空間）の温度の可能な変化に直接依存してもよい。
【００８３】
図１の矢印を参照すると、第１の通路１２０Ａを通って入射する搬送波１９０は、第２の通路１２０Ｂに向かう方向に反射されるが、その一方で、第１の通路１２０Ａを通って入射する熱放射１８０Ａは、第１の通路１２０Ａに向かう方向に反射される、と容易に理解されてよい。
【００８４】
図２は、多数の３倍反射要素１４２から成る再帰反射面１４０Ａ、１４０Ｂを示す。これは、３倍反射器アレイと呼ばれてもよい。例えば、３倍反射器アレイの表面は、金めっきされてもよい。熱および制御された黒体、熱絶縁体１５０Ａ、１５０Ｂ、および開口１４７を通して放射する発熱要素１５５Ａ、１５５Ｂは、３倍反射器アレイの背後に配置される。
【００８５】
３倍反射器アレイは、円を描いてもよくて、８０ｍｍの直径を有してもよい。それは、例えば、金、銀、または銅、またはそれらの組み合わせをコーティングしたメタリックを含む圧縮プラスチックコンポーネントでもよい。
【００８６】
図３は、単一の３倍反射器要素１４２を示す。３倍反射器要素１４２は、入射する放射がソースへ戻り反射されるように配置される３つの反射する横方向の表面１４４、１４５、１４６を含む。
【００８７】
３倍反射器要素１４２は、開口１４７を備える。熱放射ソースとして役立つ赤外線コンデンサは、この開口内に配置されてもよい。
【００８８】
加えて、「備える」または「含む」が他のいかなる要素またはステップも除外しないこと、および「１」または「１つ」が多数または複数を除外しないことに注意されたい。上記の例示的実施形態の１つに関して記載されている特徴またはステップが上記の他の例示的実施形態の他の特徴またはステップと組み合わせて用いられてもよい点にさらに注意されたい。請求項の参照符号は、限定として解釈されてはならない。
【符号の説明】
【００８９】
１０…デバイス
１１０…送信および／または受信ユニット
１２０Ａ…第１の通路
１２０Ｂ…第２の通路
１３０…部分的に透過性の表面
１４０Ａ…第１の再帰反射面
１４０Ｂ…第２の再帰反射面
１４２…再帰反射体
１４４…第１の横方向の表面
１４５…第２の横方向の表面
１４６…第３の横方向の表面
１４７…開口
１５０Ａ…第１の絶縁体
１５０Ｂ…第２の絶縁体
１５５Ａ…第１の発熱要素
１５５Ｂ…第２の発熱要素
１６０…太陽フィルタ
１７０…集束装置
１８０Ａ…第１の波長範囲の電磁波
１８０Ｂ…第１の波長範囲の電磁波
１９０…第２の波長範囲の電磁波
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018106146.tif 000005
【外国語明細書】
2018106146000001.pdf