(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が格子網で覆われ、内部に気体を注入することによりパラボラ状に膨張する風船膜と、
上記風船膜の表面を覆った上記格子網の周縁外側に位置された平行四辺形リンクは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、対角線上で伸縮可能で、隣り合う各平行四辺形リンクの共有する上記縦部材に対称に配置された斜め部材から構成され、
当該複数の平行四辺形リンクが、互いに側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造を有する同期展開トラスと、
上記同期展開トラスを構成する上記横部材の端部に軸穴を有し、かつ上記縦部材に取り付けられ、隣接する上記横部材の端部に相対して配置された歯車と、
上記同期展開トラスの平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する上記横部材の上記歯車が双方に噛み合うように装着され、上記歯車を回転制御する制御モータと
を具備したことを特徴とする宇宙用膨張膜アンテナ。
【請求項２】
表面が格子網で覆われ、内部に気体を注入することによりパラボラ状に膨張する風船膜と、
上記風船膜の表面を覆った上記格子網の周縁外側に位置された平行四辺形リンクは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、対角線上に張架されたループワイヤから構成され、
当該複数の平行四辺形リンクが、互いに側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造を有する同期展開トラスと、
上記同期展開トラスを構成する上記横部材の端部に軸穴を有し、かつ上記縦部材に取り付けられ、隣接する上記横部材の端部に相対して配置された歯車と、
上記同期展開トラスの平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する上記横部材の上記歯車が双方に噛み合うように装着され、上記歯車を回転制御する回転ドラムと
を具備したことを特徴とする宇宙用膨張膜アンテナ。
【請求項３】
表面が格子網で覆われ、内部に気体を注入することによりパラボラ状に膨張する風船膜と、
上記風船膜の表面を覆った上記格子網の周縁外側に位置された平行四辺形リンクは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、対角線上で伸縮可能で、隣り合う各平行四辺形リンクの共有する上記縦部材に対称に配置された斜め部材から構成され、
当該複数の平行四辺形リンクが、互いに側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造を有する同期展開トラスと、
上記同期展開トラスを構成する上記横部材の端部に軸穴を有し、かつ上記縦部材に取り付けられ、隣接する上記横部材の端部に相対して配置されたプーリーと、
上記同期展開トラスの平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する上記横部材の上記プーリーが同期ベルトにより結合されるように装着され、上記プーリーを回転制御する制御モータと
を具備したことを特徴とする宇宙用膨張膜アンテナ。
【請求項４】
表面が格子網で覆われ、内部に気体を注入することによりパラボラ状に膨張する風船膜と、
上記風船膜の表面を覆った上記格子網の周縁外側に位置された平行四辺形リンクは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、対角線上に張架されたループワイヤから構成され、
当該複数の平行四辺形リンクが、互いに側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造を有する同期展開トラスと、
上記同期展開トラスを構成する上記横部材の端部に軸穴を有し、かつ上記縦部材に取り付けられ、隣接する上記横部材の端部に相対して配置されたプーリーと、
上記同期展開トラスの平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する上記横部材の上記プーリーが同期ベルトにより結合されるように装着され、上記プーリーを回転制御する回転ドラムと
を具備したことを特徴とする宇宙用膨張膜アンテナ。
【請求項５】
上記風船膜は、当該風船膜の電波入射側膜と電波反射側膜との何れか一方又は双方の外表面に誘電体の細線で形成された格子網を接合したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の宇宙用膨張膜アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宇宙用の膨張膜アンテナに関し、詳しくはその鏡面形成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、例えば大型の宇宙用の膨張膜アンテナは、打ち上げロケットへの収納を可能とするため、高い可撓性か或いは容易に折り畳み出来る性質が必要であった。このため、アンテナ鏡面は、金メッキされた金属細線で編まれた金属メッシュを用いた電波反射膜と、軌道上にて、これを展開させる展開構造で構成され、一般にメッシュ鏡面と称されるものが大部分であった。
しかし、上記の金属細線は、無限に細い線が形成できるわけでもなく、又、編み方にも制限があるため、精々数ギガヘルツまでの低い周波数でしか成り立たない鏡面しか形成できないものであった。
又、上記のメッシュ鏡面では、金メッキを使うため材料自身が高価となること、メッシュを広げるために複雑で高価な展開機構が必要となること等のため、経済的なものではなかった。
このため、将来予定されている、５０ＧＨｚ程度の周波数での観測、ＶＳＯＰ２（１０ｍ径、日本、２００８年）やＡＲＩＳＥ（１４ｍ径、米国、２０１５年）等の計画では、より経済的で、より面精度の高い新しい構造が必要とされている。
【０００３】
ところで、去る１９９６年に打ち上げられたＳＰＡＲＴＡＮ２０７衛星で試験された膨張膜アンテナは、上記要求を満たす鏡面構造として開発されたものである（Ｒ．Ｅ．Ｆｒｅｅｌａｎｄ  ｅｔ  ａｌ，  "Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆａ  Ｕｎｉｑｕｅ  Ｃｏｎｃｅｐｔ  ｆｏｒ  ａ  Ｌｏｗ−ｃｏｓｔ，  Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  Ｓｐａｃｅ−ｄｅｐｌｏｙａｂｌｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ"，  ＩＡＦ−９３−Ｉ．１．２０４（１９９３））。この衛星の軌道上の膨張膜アンテナ鏡面の形状を図７に、鏡面の断面図を図８に示す。
【０００４】
図７、８において、１はＳＰＡＲＴＡＮ２０７の衛星本体、２は衛星本体１に取り付けられ、収納時にアンテナ鏡面を収納する収納箱、３は膨張ストラットであり、衛星本体２側からアンテナ鏡面を支持し、図示されていない膨張手段により、軌道上で膨張用の気体の挿入が可能となっている。
４は円環状支持体としての膨張トーラスである。円環状支持体は、後述する風船膜１０の周縁外側に位置し当該風船膜１０を展開させ、展開状態に支持するものである。この例の膨張トーラス４は、上記膨張ストラット３の先端部に取り付けられ、軌道上において、上記膨張手段によって円環状に膨張する。
５は張架索であり、一端が上記膨張トーラス４の内周部に取り付けられ、他端がアンテナ反射鏡の周縁端部を構成する縫合部６に結合されている。
この縫合部６は、電波入射側に配置される電波入射側膜としての、例えば誘電体薄膜よりなる透過膜７と、電波反射面を有する電波反射側膜としての、例えばプラスチック膜８とが重ねあわされた状態にて、互いの円周部即ち周縁部が縫合された部分である。尚、９は電波反射率を高めるために、上記プラスチック膜８の上面即ち凹面に塗布されたアルミコートである。
以下、本明細書においては、上記の電波入射側膜（透過膜７）と電波反射側膜（プラスチック膜８）との周縁が互いに縫合され、内部への気体の出し入れによって膨張収縮自在に形成された膨張体を風船膜１０と称す。
【０００５】
上記の構造において、電波反射膜として高価な金メッキメッシュの代わりに安価なアルミメッキした６μｍ厚のプラスチック膜を、又、複雑な展開機構の代わりに４０ｇ以下の窒素で上記膜を膨張させてパラボラ面即ち鏡面を作る方式を用いることで、滑らかで高精度な鏡面を安価に形成することが一応できた。
しかし、実際の試験においては次のような不都合が生じた。
即ち、本来ならば、軌道上において、図示されていない膨張手段により、膨張ストラット３及び膨張トーラス４が膨張され、膨張トーラス４が膨張した後、図示されていない膨張手段により、透過膜７とプラスチック膜８とで成る風船膜１０の内部に窒素ガス等の気体が注入されて、風船膜１０が膨張し、プラスチック膜８をパラボラ状に展開させること、正確には、風船膜１０の膨張によって張架索５に作用する風船膜１０の中心方向の力と、膨張トーラス４の膨張によって張架索５に作用する風船膜１０の放射方向に働く力との釣り合いによって風船膜１０が所定の形状に展開するようになっていた。
【０００６】
しかし、この風船膜１０の膨張・展開は失敗した。原因は、膨張展開の制御装置がなかったため、無秩序な展開が行われ、鏡面を膨張させる図示されていない圧力弁が故障した、と報告されている（Ｒ．Ｅ．Ｆｒｅｅｌａｎｄ  ｅｔ  ａｌ，  "Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｆｌａｔａｂｌｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ"，  ＡＩＡＡ−９８−２１０４，  ＳＤＭ  '９８（１９９８））。
又、上記不都合の外に、膜材料の材質、厚さに対するバラツキや製造時の寸法のバラツキが直接的に風船膜１０の展開形状に強く作用するため、高い鏡面精度が安定的に得られない点にも問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
将来の、安価で高精度な大型の宇宙用膨張膜アンテナの鏡面としては、膨張膜構造が基本的に適合するが、膨張展開制御の具体的方式、及び製作時の寸法等の各種バラツキに対する安定性の課題を解決しない限り、所望の鏡面を得る実現性は少ない。
本発明は、上記課題を解消し、安価で信頼性の高い大型で高精度な膨張膜アンテナ鏡面を備えた宇宙用膨張膜アンテナの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、表面が格子網で覆われ、内部に気体を注入することによりパラボラ状に膨張する風船膜と、上記風船膜の表面を覆った上記格子網の周縁外側に位置された平行四辺形リンクは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、対角線上で伸縮可能で、隣り合う各平行四辺形リンクの共有する上記縦部材に対称に配置された斜め部材から構成され、当該複数の平行四辺形リンクが、互いに側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造を有する同期展開トラスと、上記同期展開トラスを構成する上記横部材の端部に軸穴を有し、かつ上記縦部材に取り付けられ、隣接する上記横部材の端部に相対して配置された歯車と、上記同期展開トラスの平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する上記横部材の上記歯車が双方に噛み合うように装着され、上記歯車を回転制御する制御モータとを具備したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、表面が格子網で覆われ、内部に気体を注入することによりパラボラ状に膨張する風船膜と、上記風船膜の表面を覆った上記格子網の周縁外側に位置された平行四辺形リンクは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、対角線上に張架されたループワイヤから構成され、当該複数の平行四辺形リンクが、互いに側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造を有する同期展開トラスと、上記同期展開トラスを構成する上記横部材の端部に軸穴を有し、かつ上記縦部材に取り付けられ、隣接する上記横部材の端部に相対して配置された歯車と、上記同期展開トラスの平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する上記横部材の上記歯車が双方に噛み合うように装着され、上記歯車を回転制御する回転ドラムとを具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、表面が格子網で覆われ、内部に気体を注入することによりパラボラ状に膨張する風船膜と、上記風船膜の表面を覆った上記格子網の周縁外側に位置された平行四辺形リンクは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、対角線上で伸縮可能で、隣り合う各平行四辺形リンクの共有する上記縦部材に対称に配置された斜め部材から構成され、当該複数の平行四辺形リンクが、互いに側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造を有する同期展開トラスと、上記同期展開トラスを構成する上記横部材の端部に軸穴を有し、かつ上記縦部材に取り付けられ、隣接する上記横部材の端部に相対して配置されたプーリーと、 上記同期展開トラスの平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する上記横部材の上記プーリーが同期ベルトにより結合されるように装着され、上記プーリーを回転制御する制御モータとを具備したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、表面が格子網で覆われ、内部に気体を注入することによりパラボラ状に膨張する風船膜と、上記風船膜の表面を覆った上記格子網の周縁外側に位置された平行四辺形リンクは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、対角線上に張架されたループワイヤから構成され、当該複数の平行四辺形リンクが、互いに側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造を有する同期展開トラスと、上記同期展開トラスを構成する上記横部材の端部に軸穴を有し、かつ上記縦部材に取り付けられ、隣接する上記横部材の端部に相対して配置されたプーリーと、上記同期展開トラスの平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する上記横部材の上記プーリーが同期ベルトにより結合されるように装着され、上記プーリーを回転制御する回転ドラムとを具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４に記載の宇宙用膨張膜アンテナにおいて、上記風船膜は、当該風船膜の電波入射側膜と電波反射側膜との何れか一方又は双方の外表面に誘電体の細線で形成された格子網を接合したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１は、風船膜１０の周縁外側に位置し、当該風船膜１０を環状に取り巻いた状態において、張架索５を介して支持する円環状支持体の実施形態を示すもので、円環状支持体は、構成部材が一様で、制御された速度で展開し、全体形状が相似的に変形し且つ展開する同期展開トラス構造としたものである。
以下、この同期展開トラス構造を図１（ａ）乃至図１（ｃ）に基づいて説明する。図１はアンテナ鏡面の構造図で、（ａ）は電波軸から見た鏡面平面図、（ｂ）は風船膜１０の側面図、（ｃ）は同期展開トラスの構造を示す側面図である。尚、従来技術として説明した図７及び図８と同一の符号は実質的に同一若しくは相応する内容のものであるから、その説明を省略する。
【００１５】
円環状支持体としての同期展開トラス１２は、図１（ａ）に示すように、鏡面最外周即ち風船膜１０の周縁外側に位置し、複数個の平行四辺形リンクが、互いにその側辺を共有して正多角形状となるよう環状に結合された構造となっている。
図２は、図１に示された同期展開トラス１２の基本周期部分の構造、及び動作を詳細に示すもので、図２（ａ）はロケットに収納された収納時の形状、図２（ｂ）は展開途中の形状、図２（ｃ）は展開完了後の形状を示す。
【００１６】
図２（ａ）乃至図２（ｃ）において、１３は、上記の各平行四辺形リンクを構成する横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材であり、１３ａはその上方の横側辺としての横部材、１３ｂは下方の横側辺としての横部材を示す。
又、１４は、同じく、記各平行四辺形リンクを構成する縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材であり、１４ａは図において相対的に左側に位置する縦側辺としての縦部材、１４ｂはその右側に位置する縦側辺としての縦部材を示す。
この隣合う各平行四辺形リンクは、縦側辺としての縦部材１４を互いに共有して環状に直列に結合されている。即ち、図示の形態１では、隣合う一方の横部材１３ａと他方の横部材１３ｂとが縦部材１４を共有する形でピン結合されている。
【００１７】
又、１５は、各平行四辺形リンクの対角線上を結ぶように走る伸縮可能な斜め部材としての伸縮斜材であり、図２（ｂ）に示すように、一方の縦部材１４ａの上端側と、隣接する他方の縦部材１４ｂの下端側とに、当該斜め部材１５の両部材端がピン結合されている。この場合、隣合う平行四辺形リンクの各伸縮斜材１５は共有する縦部材１４に対し対称となるように配置される。このように、歯車端子１６の取り付け位置を、交互に配置せず、上段或いは下段に揃えることで、部材間の干渉を防ぐようにしている。
尚、図２（ｂ）において、図中の角度θは、展開時における縦部材１４に対する横部材１３の回転角を示す。
【００１８】
図３は、図２に示された横部材１３と縦部材１４との結合部の詳細を示す分解図である。
図中の符号１６は端部に噛み合い用の歯を有する歯車端子で、この歯車端子１６は軸穴を有し、横部材１３の端部に取り付けられている。
１７は、この横部材１３の他端に取り付けられたピン端子、１８は縦部材１４の端部に取り付けられ、隣接する上記横部材１３の歯車端子１６同士が互いに噛み合うよう介在する縦部材端子である。この縦部材端子１８は隣合う２つの歯車端子１６，１６を軸受する軸受穴を有している。
１９、１９は、上記２つの歯車端子１６、１６の軸穴に各々挿通されて、上記縦部材端子１８の軸受穴を通り、横部材１３と縦部材１４とをピン結合する歯車軸としてのピンである。
２０は、上記のピン１９、１９の先端部に取り付けられるＣクリップ、２１は一個所以上にて上記クリップ２０の代わりに取り付けられると共に、上記ピン１９に出力軸が連結され、ハウシング部を介して上記縦部材端子１８に取り付けられた駆動系を構成する展開制御手段としての制御モータである。
【００１９】
図４は、図２に示された伸縮可能な斜め部材としての伸縮斜材１５の構成を示す断面図である。
図中の符号２２は外パイプ、２３は上記外パイプ２２の端部に取り付けられ、縦部材１４に図示されていない縦部材端子１８と同様な端子を通じて結合されるピン端子、２４は上記外パイプ２２の内側を習動する内パイプ、２５は上記内パイプ２４の端部に取り付けられ、縦部材１４とピン結合されるピン端子、２６は上記内パイプ２４の他端に取り付けられたバネ端子、２７は上記ピン結合子２３と、上記バネ端子２６との間に取り付けられ、常に両者を近づける力を発生させる付勢手段としてのコイルバネである。
【００２０】
上記のように、この実施の形態１の同期展開トラス構造は、伸縮可能な斜め部材１５を有し、下部、或いは上部横部材１３の端部に歯車として歯車端子１６、１６が装着された平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する横部材１３，１３の歯車即ち歯車端子１６、１６が噛み合うように、環状に直列に結合したトラス構造と、上記歯車（歯車端子１６）を直接的或いは間接的に回転制御する駆動系としての制御モータ２１とを備えた構造としたものである。
以下、図１乃至図４において、この同期展開トラス構造の動作を説明する。
先ず、図示されていない膨張装置、或いは展開機構等によって、衛星本体２と膨張膜アンテナ鏡面とを電気的及び機械的に結合する膨張ストラット３、或いは、この膨張ストラット３が果たす機能に相応する相当品を膨張、或いは展開させる。
展開させた後、例えば地上からの指令等により、図示していない解放機構等の駆動系（駆動手段）によって、図２（ａ）に示されるように、ジグザグ状に収納された平行四辺形リンクを、図２（ｂ）に示されるように、伸縮斜材１５に内臓されたコイルバネ２７の収縮力により伸縮斜材１５の長さを短縮させることで、、平行四辺形のリンク形状が長方形に近づくように展開する。
【００２１】
展開の際、横部材１３は縦部材１４に対して零度から９０度まで回転するが、この回転角θは歯車端子１６により、隣接する横部材１３に伝えられるため、全ての平行四辺形リンクは同じ角度だけ同時的に回転し、同一の変形形状となる。又、この場合、上記横部材１３の回転速度は、制御モータ２１により所望の或いは所定の速度に制御することができる。
【００２２】
このように、上記実施の形態１に示す同期展開トラス１２は、環状に連結された各平行四辺形リンクが上記のように同期して、同一形状にて、一斉に同心円上状に展開して行くため、環状に廻る一連の平行四辺形リンクの環内に支持された風船膜１０は張架索５を通じて均一に広げられて行く。
即ち、円周形状で設計された同期展開トラス１２では、展開途中の円の直径は、ほぼ展開後の直径のＳＩＮ［θ］倍となるため、この回転角θの値と変化率（速度）とを制御することにより、風船膜１０を所定の速度で、且つ均一に広げることができる。
そして、同期展開トラス１２が完全に展開（回転角θ＝９０度）した後、図示されていない気体挿入手段としての例えば空気挿入筒により、風船膜１０の内部に気体例えば空気や窒素等が挿入されると、図１（ｂ）に示すように風船膜１０がパラボラ状に膨張する。
【００２３】
この実施の形態１では、図１（ｂ）に示すように、風船膜１０の電波入射側膜としての透過膜７と電波反射側膜としての誘導体膜８の双方の外表面に誘電体の細線、例えば伸びケーブルで形成された三角形状の格子網を接合してある。
風船膜１０の外側の表面に取り付けられるこの格子網１１は、風船膜１０の電波入射側膜と電波反射側膜との何れか一方に設けてもよい。又、格子は三角形状に限らず、適当な形状でもよい。
このように、風船膜１０の表面を格子網１１で覆うことにより、所定の気圧下で、所定の面精度が達成される。
【００２４】
例えば、風船膜１０の平均的曲率半径をρ、膜張力をＮ、及び格子網１１の平均三角格子の外接円の半径をＲ、ケーブルの張力をＴとすると、得られる風船膜１０の最適面精度δは［式１］にて与えられる。
［式１］
δ＝０．２×［Ｒ2／（２ρ）］×［Ｔ／（Ｎ×Ｌ）］
メッシュ展開鏡面で得られる最適面精度δは［式２］にて与えられることを考慮すれば、風船膜の最適面精度は通常の設計範囲（１＞＞［Ｔ／（Ｎ×Ｌ）］）にて、メッシュ展開鏡面で得られる最適面精度よりも、はるかに良い値が得られることが分かる。
［式２］
δ＞０．２×［Ｒ2／（２ρ）］
又、風船膜１０の材料にバラツキがある場合でも、格子網１１があるため風船膜１０の形状は局所的な変形に抑えられるため、大幅な面精度劣化を起こす可能性が少ない。
【００２５】
この実施の形態１によれば、アンテナ展開時、同期展開トラス１２が、収縮力を有す伸縮斜材１５を対角線上に配置した平行四辺形リンクで構成され、各平行四辺形リンクが歯車端子１６で同期して展開し、制御モータ２１にて所望の速度で展開する構成のため、風船膜１０は放射状に、一様にゆっくりと広がることができ、展開の信頼性が高められる。即ち、同期展開トラス１２が歯車端子１６により完全に同期され、且つ制御モータ２１により展開速度が所望の値に制御されるので、膨張のバラツキによる材料破損が避けられ、風船膜１０は信頼性が高く安定した膨張が行えるのである。
又、風船膜１０の表面は誘電体のケーブルで形成された格子網１１に覆われているため、膜の材質や寸法のバラツキによる影響の少ない鏡面を備えた宇宙用膨張膜アンテナを提供することができる。
【００２６】
又、上記実施の形態１では、格子網１１は透過膜７及びプラスチック膜８双方の外表面に取り付けたが、プラスチック膜８の表面だけでも同一の効果が得られる。Ｋｕ〜Ｋａ帯等高い周波数帯で鏡面を使う場合で、僅かでも電波のブロッキングが問題となる場合に有効である。尚、この場合には網形状の対称性が崩れるため、正確な詳細釣り合い計算と製造法が必要となる。
又、格子網１１の網目形状としては三角形のものを用いたが、四角形、或いは六角形でも、定性的には同等な効果を得ることができる。製造の容易性、或いは特殊付属物とのインターフェースが必要な時に有効である。即ち、網目形状が三角形の格子網を四角形、或いは六角形の格子網で置き換えることで、安価に製造できたり、特殊なインタフェースに適合させることができる。
又、風船膜１０の外側に例えば誘電体ケーブで形成した三角形状の格子網を取り付けることで、材料或いは製造時のバラツキに強い高精度鏡面が得られる。
又、同期展開トラス１２の歯車端子１６の位置としては、伸縮斜材１５が取り付いていない縦部材１４の端部に置いたが、縦部材１４の上端、或いは下端に揃えても、定性的には同等な効果を得ることができる。歯車端子１６と他部材との干渉を避けねばならぬときに有効である。
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態２は、上記実施の形態１の同期展開トラス１２の構造において、歯車即ち歯車端子１６の代わりにプーリーを用いて展開の同期を実現させたものである。これを図５に基づいて説明する。図５は、隣接する横部材１３のプーリー２８，２８同士が出会わされた状態（歯車端子１６、１６同士が互いに噛み合った状態に相応）を示す側面図であり、両プーリー２８，２８を支承即ち軸受する軸受穴を有する縦部材端子１８は省略してある。
図５において、２８は歯車端子１６の代わりに横部材１３に取り付けられたプーリーであり、２９は出会わされた状態即ち隣接するプーリー２８とプーリー２８とを結合するために掛けまわされた同期ベルトである。
【００２８】
次にこの同期展開トラス構造の動作について説明する。同期ベルト２９は、互いに隣接する平行四辺形のプーリー２８とプーリー２８との間を８の字を描くように掛けまわされているため、上記実施の形態１の歯車端子１６の場合と同様に、横部材１３の回転角θを隣接する横部材１３に伝える。
上記実施の形態１では、隣接する歯車端子１６、１６間に温度差、或いは極端な温度変化が生じると、歯車端子１６同士が噛み合ってしまい、接触抵抗が増大して展開角の伝達が効率的に行われなくなる虞もあり得るが、この実施の形態２では同期ベルト２９を用いているので、この同期ベルト２９に適度の伸縮性を与えておくことにより、完全な同期は多少犠牲になるものの、横部材１３の歯車と横部材１３の歯車と間の接触がないため、上記の接触抵抗の増大がない形で、展開角の伝達が可能となる。従って、この実施の形態２は、熱環境の厳しい軌道上で用いる場合には極めて有効である。
【００２９】
実施の形態３．
実施の形態３は、上記実施の形態１の同期展開トラス構造において、伸縮斜材１５及び制御モータ２１の代わりにワイヤ及び回転ドラムを用いて展開の駆動力と展開速度制御を実現したものである。これを図６（ａ）乃至図６（ｃ）に基づいて説明する。図６（ａ）は収納時形状、図６（ｂ）は展開途中形状、図６（ｃ）は展開後形状を示す図で、実施の形態１における図２（ａ）乃至図２（ｃ）に相応する。
【００３０】
図６（ａ）乃至図６（ｃ）において、図中の符号３０はループワイヤである。この一本のループワイヤ３０は、その一端が後述の回転ドラム３２側に固定され、その他端側が同期展開トラス１２側に延在している。
同期展開トラス１２側に延在するループワイヤ３０の中間部は、同期展開トラス１２を構成する各平行四辺形リンクの対角線の位置、即ち斜め部材１５の位置に延在するように配設されて、同期展開トラス１２の周方向に一巡している。
３１は伝達プーリーであり、各平行四辺形リンクの縦部材１４に取り付けられ、上記ループワイヤ３０の方向を変換し、隣接する平行四辺形リンクに移行させる。
回転ドラム３２は、ループワイヤ３０を巻き取ったり巻解いたりするドラムで、同期展開トラス１２の適所に装備されている。
【００３１】
次にこの実施の形態３の動作について説明する。
先ず、収納時、図示されていない鏡面保持機構が解放されると、回転ドラム３２が回転してループワイヤ３０を巻き取り始める。
ループワイヤ３０が巻き取られて行くと、ループワイヤ３０は、伝達プーリー３１によって方向転換されながら、各平行四辺形リンクの対角線上に配回されているため、対角線の短縮に応じて、同期展開トラス１２を構成する各平行四辺形リンクは、図６（ｂ）に示すように、横部材１３が回転し、長方形状に向かって変形して行く。
この横部材１３の回転角θは、上記実施の形態１の場合では歯車端子１６に、上記実施の形態２の場合では同期ベルト２９によって、同期が達成され、展開即ち回転速度は回転ドラム３２の回転速度の制御により達成される。
この実施の形態３では、実施の形態１或いは２で使用される、複雑な伸縮機構部品を有する伸縮部材１５を用いること無く、適宜配設された伝達プーリー３１に掛けまわされ、各平行四辺形リンクの対角線上を延在して行く一本のループワイヤ３０を回転ドラムで巻き取る構成であるため、軽量で安価な同期展開トラスが得られる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、複数個の平行四辺形リンクのそれぞれは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、各平行四辺形リンクの対角線上を結ぶように走る伸縮可能な斜め部材とを有し、横部材の端部に歯車を装着した平行四辺形リンクを、隣接する横部材の歯車が噛み合うように、環状に直列に結合したトラス構造と、上記歯車を回転させる駆動系とを備えた同期展開トラス構造としたので、膨張時の形状制御が可能な鏡面を備えた、すなわち、膨張展開制御が可能なアンテナ鏡面を備えた宇宙用膨張アンテナを提供できる。
【００３３】
請求項２の発明によれば、複数個の平行四辺形リンクのそれぞれは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、各平行四辺形リンクの対角線上に張架されたループワイヤとを有し、横部材の端部に歯車が装着された平行四辺形リンクを、互いに隣接する横部材の歯車が噛み合うように、環状に直列に結合したトラス構造と、上記歯車を回転させる駆動系とを備えた同期展開トラス構造としたので、膨張展開制御が可能なアンテナ鏡面を得た備えた宇宙用膨張アンテナを提供できる。
【００３４】
請求項３の発明によれば、複数個の平行四辺形リンクのそれぞれは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、各平行四辺形リンクの対角線上を結ぶように走る伸縮可能な斜め部材とを有し、横部材の端部にプーリーを装着した平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する横部材のプーリー間をベルトで結合したトラス構造と、上記プーリーを回転させる駆動系とを備えた同期展開トラス構造としたので、膨張展開制御が可能なアンテナ鏡面を備えた宇宙用膨張アンテナを提供できる。
又、歯車端子に代えて、プーリーと同期ベルトとに置き換えることで、厳しい熱変形下でも、低い抵抗のままで展開同期性を確保することができる。
【００３５】
請求項４の発明によれば、複数個の平行四辺形リンクのそれぞれは、横方向に平行な上下一対の横側辺を構成する横部材と、縦方向に平行な左右一対の縦側辺を構成する縦部材と、各平行四辺形リンクの対角線上に張架されたループワイヤとを有し、横部材の端部にプーリーが装着された平行四辺形リンク複数個を、互いに隣接する横部材のプーリー間をベルトで結合したトラス構造と、上記プーリーを回転させる駆動系とを備えた同期展開トラス構造としたので、膨張展開制御が可能なアンテナ鏡面を備えた宇宙用膨張アンテナを提供できる。
又、歯車端子に代えて、プーリーと同期ベルトとに置き換えることで、厳しい熱変形下でも、低い抵抗のままで展開同期性を確保することができる。
【００３６】
請求項５の発明によれば、風船膜の外側表面に格子網を取り付けたので、材料・寸法のバラツキに対しても鏡面劣化の少ない高精度なアンテナ鏡面を備えた宇宙用膨張アンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１のアンテナ鏡面の構造図で、（ａ）は電波軸から見た鏡面平面図、（ｂ）は風船膜１０の側面図、（ｃ）は同期展開トラスの構造を示す側面図である。
【図２】  実施の形態１の同期展開トラスの基本周期部分の構造及び動作を詳細に示す図で、（ａ）はロケットに収納された収納時の形状を示す図、（ｂ）は展開途中の形状を示す図、（ｃ）は展開完了後の形状を示す図である。
【図３】  実施の形態１の横部材と縦部材との結合部の詳細を示す分解図である。
【図４】  実施の形態１の斜め部材としての伸縮斜材の構成を示す断面図である。
【図５】  実施の形態２の互いに隣接する横部材のプーリー同士が出会わされた状態を示す側面図である。
【図６】  実施の形態３の同期展開トラス構造を示す図で、（ａ）は収納時形状を示す図、（ｂ）は展開途中形状を示す図、（ｃ）は展開後形状を示す図である。
【図７】  従来の宇宙用膨張アンテナの斜視図である。
【図８】  図７の鏡面の断面図である。
【符号の説明】
１  衛星、２  収納箱、３  膨張ストラット、４  膨張トーラス、５  張架索、６  縫合部、７  透過膜、８  プラスチック膜、９  アルミコート、１０  風船膜、１１  格子網、１２  同期展開トラス（円環状支持体）、１３  横部材、１４  縦部材、１５  伸縮斜材、１６  歯車端子（歯車）、１８  縦部材端子、２１  制御モータ（駆動系・展開制御手段）、２２  外パイプ、２４  内パイプ、２８  プーリー、２９  同期ベルト、３０  ループワイヤ、３１  伝達プーリー、３２  回転ドラム（駆動系・展開制御手段）。
【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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