(57)【要約】【課題】  レーダを搭載した人工衛星を小型・軽量化する。【解決手段】  レーダを、展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の細線により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、収納時に前記リブが前記アンテナのコアのまわりに巻き付けて小型に収納できるものとした。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の糸により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、収納時に前記リブを前記アンテナのコアのまわりに巻き付けて収納できるレーダ。
【請求項２】
展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の糸により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、前記リブを、ばね鋼板と複合材料とを合わせた構造としたレーダ。
【請求項３】
展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の糸により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、前記メッシュの編みの目の形が張力に対して線形的に等方的に変化するレーダ。
【請求項４】
展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の糸により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、前記メッシュを網組織としたレーダ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーダを搭載した人工衛星。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ及びレーダを搭載した人工衛星に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁波を使用して地表の画像・情報を取得するレーダ（SAR）を利用した人工衛星が開発されている。下記特許文献１には、楕円・円偏波合成開口レーダ（SAR）を搭載した人工衛星が記載されている。合成開口レーダを搭載した人工衛星は、天候、昼夜関係なく地表の状態が観測できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８０７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既存の人工衛星は数百キログラムから数トンの質量であり、その質量、形状の大きさから、これを宇宙空間に運搬するロケットが極めて高額化するという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、小型で軽量なレーダ及びレーダを搭載した人工衛星を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの観点によれば、上記課題を解決するために、レーダを、展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の細線により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、前記リブが前記アンテナのコアのまわりに巻き付けることができるように取り付けられたものとした。
【０００７】
また、本発明の他の観点によれば、レーダを、展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の糸により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、前記リブを、ばね鋼板と複合材料とを合わせた構造とした。
【０００８】
また、本発明の他の観点によれば、上記課題を解決するために、展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の糸により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、前記メッシュが張力に対して等方的に変化するものとした。
【０００９】
また、本発明の他の観点によれば、レーダを、展開状態と収納状態に変形可能であり、アンテナ中央部に設けられたコアに取り付けられた複数のリブと、前記リブに取り付けられ金属の糸により構成されたメッシュと、電磁波を放射するフィーダとを備えるアンテナを有し、前記フィーダから放射された電磁波が前記メッシュにより反射され、前記メッシュを網組織とした。
【００１０】
また、本発明の他の観点によれば、人工衛星に、上記レーダを搭載した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小型、軽量のレーダ及びレーダを搭載した人工衛星と提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例の人工衛星全体の概略を示す図である。
【図２】本実施例のアンテナを上から見たときの概略を示す図である。
【図３】本実施例のアンテナを横から見たときの概略を示す図である。
【図４】本実施例のアンテナの展開過程を示す図である。
【図５】本実施例のアンテナを横から見た形状の概略を示す図である。
【図６】本実施例のアンテナの展開過程を示す図（その１）である。
【図７】本実施例のアンテナの展開過程を示す図（その２）である。
【図８】本実施例のアンテナの展開過程を示す図（その３）である。
【図９】織機で本実施例のメッシュを製造するところを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態例及び実施例を説明するが、本発明の実施形態は以下に説明する実施形態例、実施例に限定されるものではない。また、以下の説明では主としてレーダを人工衛星に搭載する例を説明するが、本発明のレーダは、航空機やUAVや車両にも搭載して利用することができる。
【００１４】
本実施形態ではアンテナ部分に、従来のアルミ、強化プラスチックなどから、金メッキを施した金属製の細い糸を素材とするメッシュ（1m2あたりわずか50g）を使用し、骨組みを軽量化ばね材に変更することにより、従来数百キログラムから数トンの質量を有していた人工衛星を120kg以下に軽量化した。
【００１５】
通常、メッシュは、張力を加えると、メッシュの編みの目の形が非線形に変形し、電磁波送信性能の非線形的な変化が生じ、安定した電磁波送信特性が得られにくいという課題がある。そこで、本発明では、メッシュの織り方を改良し、縦横いずれの方向に張力を加えても、電気的特性が線形、等方的に変化するようにし、これによって安定した通信性能を有するものとした。
【００１６】
また、通常のWrap-Rib（アンテナ収納時には、リブがアンテナ中央部を包み込むようにリブを曲げる方式）ではリブを半径方向に配置し半径方向に折れるようにするが、この方式ではアンテナ中央部の周りにコンパクトに収納するとき、リブの根元にヒンジを設ける必要があり小型に折りたたむには2カ所以上ヒンジを設ける必要がある。本発明では、リブをコアのまわりに巻き付けることができるようにリブをバネ材としても使えるように工夫したものである。これにより巻きつける時ヒンジが不要となり小型化収納が可能となる。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本実施例の人工衛星の全体を示す図である。太陽電池１により、太陽光を電気エネルギーに変換し、人工衛星を運転するためのエネルギーを得る。アンテナ２は、フィーダ２２、リブ２３、メッシュ２１を有している。フィーダ２２から電磁波をメッシュ２１に向かって放射し、メッシュ２１から反射された電磁波が地表に送信される。地表から反射した電磁波をメッシュ２１で受信し、その電磁波を分析することにより地表の状態を観測する。すなわち、この人工衛星は、電磁波の送受信により地表の状態を観測するレーダの機能を備えている。本実施形態では、フィーダがアンテナ中央部の先端に取り付けられる方式であるが、フィーダがアンテナ中央部の根元に取り付けられ、アンテナ中央部の先端にサブミラーが取り付けられている方式のアンテナでも本発明は適用可能である。筐体３には、人工衛星各部を制御する制御部、人工衛星各部に電力を供給する電源等が格納されている。リブ２３にメッシュ２１が取り付けられている。通常アンテナ２の鏡面は、アルミ、強化プラスチックの板で構成されるが、本実施例では、厚さ数μm（例えば、厚さ1μmから10μm程度）の金メッキを施した直径約数十μm（例えば、直径10μmから50μm程度）のモリブデン製の細線を素材とする金属メッシュを使用してアンテナの大幅な軽量化を実現している。アンテナ中央部のコア（図示せず。）にメッシュ２３が取り付けられている。メッシュの編みの目の大きさは、例えば1mmから10mm程度である。
【００１８】
さらに、通常、メッシュ２３は、張力を加えると、メッシュの編みの目の形が変形し等方性がくずれ、電磁波送信性能の非線形的な変化が生じ、安定した電磁波送信特性が得られにくい。そこで、本実施例では、メッシュの織り方を改良し、日本の伝統的な編み機を用いて特殊な編み方をし、縦横いずれの方向に張力を加えても、電気的特性が線形、等方的に変化するようにし、これによって安定した通信性能を有するものとした。
【００１９】
アンテナ２の鏡面の構成は、Wrap−Rib形式であり、放射状のリブ２３にメッシュ２１を取り付けたものである。リブ２３は収納時に中央のハブの周りに巻き付け、展開時にはリブのバネ剛性により原型に復帰するものである。
【００２０】
リブ２３はばね材としてのばね鋼板と軽量化構造部材としての複合材料（多層構造物）を合わせた構造である。構造部材としての剛性を保ちつつ、原型復帰ができるように曲げることができるように、構造部材の設計及び選定をしている。
【００２１】
図２は、本実施例のアンテナを上から見たときの概略図であり、図３は本実施例のアンテナを横から見たときの概略図である。
【００２２】
図４は本実施例のアンテナの上から見た展開過程を示す図であり、展開時は、リブが３１の状態から３２の状態を経て、３３の展開状態へと変形する。
【００２３】
図５は横から見たリブ２３の形状の概略である。リブ２３は、先端に行く程幅が小さくなる。リブ２３は、先端に行く程強度を保つ必要性が小さくなることから、軽量化のために先端部の幅を小さくしている。
【００２４】
リブを半径方向に配置し半径方向に折れるようにしたりリブを伸展させる方式ではアンテナ中央部の周りにコンパクトに収納するとき、リブの根元にヒンジを設けリブを折ることにより収納したり、収納されたリブをモータで伸展したり別の展開機構が必要となる。本実施例では、リブをコアのまわりに巻き付けることができるようにリブをバネ材としても使えるように工夫している。これによりリブをコアのまわりに巻き付ける際、ヒンジやモータ等の展開機構が不要となり小型化収納が可能となる。またリブをアンテナの支持構造物と展開バネとを一体化して部品を減らすことで簡略化並びに軽量化を図っている。
【００２５】
図６、図７、図８は、アンテナが展開する過程を示す図である。図６ではワイヤー（図示せず。）などの固定手段によりリブ２３が固定され、コンパクトにアンテナが収納されている。この状態から固定手段が固定を解除すると、リブのバネ剛性（板バネの作用）により、リブ２３が変形し、図７の状態を経て、図８のように展開された状態となる。
【００２６】
図９は、メッシュを日本伝統の織機で製造しているところを示す図である。本実施例では、従来のメッシュとは異なり、縦横いずれの方向に引っ張っても、編みの目の形が変わりにくくし、穴の無い鏡面と同じようにし、通信特性の線形性が保たれるように、メッシュを網組織としている。したがって、安定した電磁波の送信特性を保つ。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、レーダ及びレーダを搭載した人工衛星として、産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  太陽電池
２  アンテナ
２１  メッシュ
２２  フィーダ
２３  リブ
２４  コア
３１、３２、３３  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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