(57)【要約】【課題】グリッドの欠落やグリッドの寸法精度低下を防ぎ、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。【解決手段】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、前記前面反射鏡を構成する材料と同一材料からなる保護シートと前記前面反射鏡との間に設けられて、前記前面反射鏡に固定されるようにした。【選択図】  図１
2016019014.tif 000002
【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、
からな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、前記前面反射鏡を構成する材料と同一材料からなる保護シートと前記前面反射鏡との間に設けられて前記前面反射鏡に固定され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】
前記保護シートと前記前面反射鏡は密着して一体となっていることを特徴とする請求項１記載のデュアルグリッドリフレクタ。
【請求項３】
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、
からなるデュアルグリッドリフレクタの製造方法であって、
前記グリッドと、前記前面反射鏡を構成する材料と同一材料からなる保護シートを一体化成形する工程と、
鏡面成形型上にあらかじめ積層された前記前面反射鏡の上に、前記前面反射鏡と前記グリッドが向き合うように、一体化成形された前記保護シートと前記グリッドを転写する工程と、
前記前面反射鏡上に転写した前記保護シートと前記グリッドの上に、更に前記結合部材と前記後面反射鏡を積層したのち、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、前記前面反射鏡と、前記グリッドと、前記保護シートと、前記結合部材と、前記後面反射鏡を一体化成形したデュアルグリッドリフレクタを形成する工程と、
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】
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）。
【０００６】
また、曲率の大きな反射鏡や、曲率が鏡面内で一定ではなく複雑に変化する修正鏡面を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、反射鏡から剥離する課題がある。剥離を回避する方法として、当該グリッドが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する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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
【特許文献３】特開２０１２−１５８６１号公報
【特許文献４】特開２０１０−２０６２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。すなわちグリッド付フィルムを、曲面を有するスキン（例えば、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る際には、密着させてからフィルムを除去することになるが、グリッドも一緒に除去されてしまい、グリッドの一部が欠落するという課題があった。
【０００９】
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。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、炭素繊維の軸直交方向の寸法間隔が、所定の寸法間隔を維持できないという課題があった。
【００１０】
このような、グリッドの欠落やグリッドの寸法精度低下をなくすことは、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。
【００１１】
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、グリッドの欠落やグリッドの寸法精度低下を防ぎ、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】
【００１２】
この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、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からな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、前記前面反射鏡を構成する材料と同一材料からなる保護シートと前記前面反射鏡との間に設けられて前記前面反射鏡に固定される。
【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によれば、グリッドの上に誘電体保護シートを用い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提供することができる。
【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誘電体保護シート８と導電性材料（グリッド）２を一体化成形した図である。
【図３】本発明の実施の形態１における鏡面成形型の上に予め積層されたインナースキン６上に、誘電体保護シート８および当該誘電体保護シート８に一体成形された導電性材料（グリッド）２を転写成形する工程の構成を、グリッド軸直交方向から見た断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における鏡面成形型の上に予め積層されたインナースキン６上に、誘電体保護シート８および当該誘電体保護シート８に一体成形された導電性材料（グリッド）２を転写成形する工程の構成を、グリッド軸方向から見た断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における誘電体保護シート８とインナースキン６と導電性材料２とコア４とアウタースキン５を一体化成形する工程の構成を、グリッド軸直交方向から見た断面図である。
【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１の実施の形態につき、図面を用いて説明する。ここで、デュアルグリッドリフレクタとは、重なるように配置された２つの反射鏡を有し、前面反射鏡面に設けたグリッドパターンと、グリッドパターンのない導体面である後面反射鏡により２つの直交偏波の利用を可能とした偏波共用アンテナリフレクタである（例えば、特許文献４参照）。
【００１６】
実施の形態１．
本発明の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した導電性材料２（グリッドに相当）と、導電性材料２と一体成形された誘電体保護シート８と、インナースキン６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）とを備える。
インナースキン６にパターニングされた導電性材料２のことをグリッド、あるいはグリッドパターンという。また、グリッド軸方向（軸方向）とは、パターニングされたグリッドの長手方向（グリッドパターンの方向）に相当する。
【００１７】
デュアルグリッドリフレクタ１を構成するインナースキン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、同一材料で構成される。強化複合材としては、例えば熱膨張がほぼゼロに近く低誘電率であるアラミド繊維のような誘電体材料が挙げられる。
【００１８】
また、導電性材料２をインナースキン６に密着させる誘電体保護シート８も、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と同一の材料とする。
すなわち、デュアルグリッドリフレクタ１を構成する誘電体保護シート８とインナースキン６とハニカムコア４とアウタースキン５は同一の材料で、繊維織物に樹脂を含浸硬化させた強化複合材とする。強化複合材は例えばアラミド繊維である。
【００１９】
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る。また、導電性材料２は、銅箔のような金属材料のほか、炭素繊維、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てもよい。
【００２０】
導電性材料２は後述するように誘電体保護シート８と一体化成形され、導電性材料２と誘電体保護シート８はお互い接して密着する。
【００２１】
誘電体保護シート８は所定の形状に裁断された後に、１本以上の導電性材料２と一体化成形される。誘電体保護シート８の形状の内側には当該１本以上の導電性材料２が一体化成形により密着して固定される。
誘電体保護シート８は、当該１本以上の導電性材料２の全てが誘電体保護シート８の形状内側に入り、かつ、当該１本以上の導電性材料２を１単位とした場合の外側の導電性材料２による輪郭に沿った形状に、裁断される。
例えば図１の例では、５枚の誘電体保護シート８の１枚である誘電体保護シート８ａは、３本の誘電体材料２ａ、２ｂ、２ｃと一体化成形されている。誘電体保護シート８ａは、誘電体保護シート８ａの形状内側に３本の導電性材料２ａ、２ｂ、２ｃの全てが入り、かつ、３本の導電性材料２ａ、２ｂ、２ｃを１単位とした場合の導電性材料２による輪郭（外側に位置する導電性材料２ａ、２ｃの形状）に沿った形状に、切断される。
【００２２】
このように誘電体保護シート８は、１本以上の導電性材料２と接して一体化成形され、その形状は、１本以上の誘電体材料を１つの単位として形成される導電性材料２の輪郭に沿って、当該輪郭より一回り大きい形状に裁断される。
結果として、誘電体保護シート８はグリッド軸方向に沿う形状を有する。
【００２３】
ここで、導電性材料２はインナースキン６の形状に追従してインナースキン６に密着する必要がある。そのためには、１枚の誘電体保護シート８の中に含まれる導電性材料２の本数は少ない方が望ましい。導電性材料２の本数が多くなり、誘電体保護シート８のサイズが大きくなると、誘電体保護シート８がインナースキン６の形状に追従することが難しくなり、導電性材料２もインナースキン６の形状に追従しなくなる。
このことから、誘電体保護シート８は細長いテープ状とすることが望ましい。また、後述のように、導電性材料２を誘電体保護シート８に配置して一体化成形するときには、作業性のよい平面状態で行い、その後、所定の形状に加工することが望ましい。
【００２４】
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説明する。
デュアルグリッドリフレクタ１の製造は第１段階目〜第３段階目の３工程からなる。
【００２５】
（１）第１段階目
第１段階目では、誘電体保護シート８と導電性材料２を一体化成形する（図２）。
図２は、デュアルグリッドリフクタの誘電体保護シート８と導電性材料２を一体化成形した図である。図２（ａ）は誘電体保護シート８と導電性材料２の上面図であり、図２（ｂ）は（ａ）のＡ-Ａの位置における断面を示した図である。
【００２６】
第１段階目では、図１に示すインナースキン６にパターニングする導電性材料２を、予め複数本の単位でグループ分けしておく。そして、グループ分けした複数の導電性材料２を１単位として先述のように導電性材料２の輪郭に沿って誘電体保護シート８を裁断する。図１、２では、３本の導電性材料２を１単位として５つのグループに分け、５つに分けた各グループの導電性材料２の輪郭に沿って裁断された５枚の誘電体保護シート８を用意する。
なお、先述のように、誘電体保護シート８は、１単位となる導電性材料２の輪郭形状よりも一回り大きい形状に裁断しておく。また、先述のとおり、誘電体保護シート８はインナースキン６とコア４とアウタースキン５と同一の材料を使用する。誘電体保護シート８はインナースキン６等と同じく繊維織物に樹脂を含浸硬化させた強化複合材であり、強化複合材は例えばアラミド繊維である。また、誘電体保護シートは細長いテープ状とすることが望ましく、具体的には誘電体保護シート８の作業性の観点から、幅は１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度にする。
【００２７】
次に裁断後の誘電体保護シート８を平面板上に配置する（図２）。そして、誘電体保護シート８上に対応する導電性材料２を、誘電体保護シート８の形状に合わせて載置する。
【００２８】
次に、裁断された誘電体保護シート８と導電性材料２とを、例えばエポキシ系の接着剤によって一体化成形する。一体化する手段として、他にもアクリル系の粘着材を用いることもできる。
なお、裁断した誘電体保護シート８と平面状の１枚の導電性材料２を一体化成形した後、導電性材料２をエッチング処理することによって誘電体保護シート８上に複数本のグリッドを形成するようにしてもよい。
このようにして、誘電体保護シート８と導電性材料２を一体化成形する。
【００２９】
（２）第２段階目
二段階目では、まず、鏡面成形型３の上にインナースキン６を配置する。次に、第１段階目で一体化した誘電体保護シート８と導電性材料２を平面板から引き離した後反転させ、インナースキン６と導電性材料２が向き合うようにして、インナースキン６上に誘電体保護シート８と導電性材料２を配置する（図３、図４）。
この際、インナースキン６、導電性材料２、誘電体保護シート８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の上に予め積層されたインナースキン６の上に、誘電体保護シート８と導電性材料２を転写することができる。
【００３０】
（３）第３段階目
第３段階目では、第２段階目で作成したインナースキン６と導電性材料２と誘電体保護シート８に、コア４とアウタースキン５を積層して、一体化成形する。図５は、インナースキン６と導電性材料２と誘電体保護シート８とコア４とアウタースキン５を一体化成形する工程の構成を、グリッド軸直交方向から見た断面図である。
一体化成形では、まず、インナースキン６と導電性材料２と誘電体保護シート８の上に、コア４、アウタースキン５、離型フィルム７、ブリーザー９の順番に配置する。
更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、加熱する。
このような一連の手順によって、インナースキン６と導電性材料２と誘電体保護シート８とコア４とアウタースキン５を一体化成形することができる。第２段階目でインナースキン６上に転写した誘電体保護シート８と導電性材料２も一体化成形することができ、誘電体保護シート８はインナースキン６と一体化されてインナースキン６の一部となる。
【００３１】
この結果、反射鏡面を形成するインナースキン６を誘電体の材料とし、インナースキン６と、インナースキン６にパターニングされた導電性材料２と、導電性材料２をインナースキン６に転写する誘電体保護シート８と、インナースキン６背面のコア４と、コア４背面のアウタースキン５から成るデュアルグリッドリフレクタ１を成形することができる。  本実施の形態で導電性材料２の転写に使用した誘電体保護シート８は、第３段階目の一体化成形の工程でインナースキン６と一体化され、インナースキン６の一部となる。
【００３２】
導電性材料２は誘電体保護シート８と一体化成形された後、インナースキン６上に転写される。
誘電体保護シート８はインナースキン６から剥がされることなく、誘電体保護シート８上にコア４とアウタースキン５が積層されて一体化成形することから、従来のように、フィルムを除去する際にグリッド（導電性材料２）も一緒に除去されてしまい、グリッドの一部が欠落するということも生じない。
誘電体保護シート８は前述のとおりインナースキン６と同一の材料を使用しインナースキン６と一体化されることから、電波の伝搬や反射に与える影響を抑えることができる。
このような構成を備えることで、グリッドを欠落させることなく反射面に密着させ、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できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  デュアルグリッドリフレクタ、２  導電性材料、３  成形型、４  コア、５  アウタースキン、６  インナースキン、７  離型フィルム、８  誘電体保護シート、９  ブリーザー、１０  バギングフィルム、１１  シーリング材
【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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