(57)【要約】      （修正有）【課題】宇宙船のアンテナのリフレクタのために改良されたリフレクタ配備及び指向機構を提供する。【解決手段】宇宙船の構造物１４上に可動に取り付けられたアンテナのリフレクタ１２を配備および指向運用するためのリフレクタ配備及び指向機構１０は、構造物１４に取り付けられた第１アクチュエータ２０と、第１アクチュエータ２０に取り付けられた第２アクチュエータ３０と、第２アクチュエータ３０に取り付けられ、リフレクタ１２に接続されている第３アクチュエータ４０を有している。第１アクチュエータ２０または第２アクチュエータ３０は配備アクチュエータであり、第２アクチュエータ３０または第１アクチュエータ２０と第３アクチュエータ４０は指向アクチュエータであり、リフレクタ１２の信号反射面１６のフィード配向ポイントと交わるリフレクタ軸１８を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙船の構造物上に可動に取り付けられたアンテナのリフレクタを配備および指向するためのリフレクタ配備及び指向機構であって、
該リフレクタは信号反射面を有しており、該信号反射面に略垂直であると共に、アンテナフィードが実質的に指向する、配向されたフィードポイントで該信号反射面と交差するリフレクタ軸を画定し、該リフレクタ軸に略垂直なリフレクタ平面が画定されており、
前記リフレクタ配備及び指向機構は、
前記宇宙船の構造物に固定して取り付けられた第１固定部と、第１軸の周囲で該第１固定部に回転可能に取り付けられた第１可動部とを有した第１アクチュエータと、
前記第１可動部に固定して取り付けられた第２固定部と、第２軸の周囲で該第２固定部に回転可能に取り付けられた第２可動部とを有した第２アクチュエータと、を含んでおり、前記第１軸および前記第２軸は相対的な角度を有するものであり、
前記第２可動部に固定して取り付けられた第３固定部と、第３軸の周囲で該第３固定部に回転可能に取り付けられ、前記リフレクタを固定して支持する第３可動部とを有した第３アクチュエータをさらに含んでおり、前記第３軸は前記リフレクタ軸に対して略垂直であり、
前記リフレクタは、前記第２軸または前記第１軸が前記リフレクタ平面に対して交差する積載形態と、該第２軸または該第１軸が前記リフレクタ軸に略垂直であり、前記信号反射面の配向されたフィードポイント周辺で前記第３軸と交差する配備形態との間にて、前記第１軸または前記第２軸の周囲で可動である、リフレクタ配備及び指向機構。
【請求項２】
前記第１軸と前記第２軸は互いに交差する、請求項１記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【請求項３】
前記第１軸と前記第２軸は実質的に互いに対して垂直である、請求項２記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【請求項４】
前記第１軸または前記第２軸は前記第３軸と交差する、請求項１記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【請求項５】
前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータおよび前記第３アクチュエータのうちの少なくとも１体は回転アクチュエータである、請求項１記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【請求項６】
前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータおよび前記第３アクチュエータは回転アクチュエータである、請求項５記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【請求項７】
配備形態にあるとき、前記第２軸または前記第１軸と、前記第３軸とは、互いに約９０°以下の角度を画定する、請求項１記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【請求項８】
配備形態にあるとき、前記第２軸または前記第１軸と、前記第３軸との間の角度は約４５°である、請求項７記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【請求項９】
積載形態にあるとき、前記第２軸または前記第１軸は前記リフレクタ軸に対して実質的に平行である、請求項１記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【請求項１０】
信号反射面の配向された前記フィードポイントは、前記信号反射面の中心に隣接している、請求項１記載のリフレクタ配備及び指向機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２０１６年４月６日出願の米国仮特許願６２／３１９１２６の優先権を主張する。
【０００２】
本願発明はアンテナ機構の分野に関係しており、特には、１軸がアンテナのリフレクタの配備用であり、他の２軸はその指向用であるアンテナのリフレクタ（反射体）の配備および指向のための機構（配備及び指向機構）に関する。
【背景技術】
【０００３】
宇宙船の技術分野においては、宇宙船打ち上げ時の積載後、宇宙船がその運用ポジションに到達したら配備が必要となるアンテナのリフレクタを有することは周知である。それら配備機構のほとんどは付勢されたバネ等のごとき受動性機構であり、配備形態でのリフレクタポジションの調整は一切不可能である。
【０００４】
他の機構は、積載ポジションからのリフレクタの配備、及び／又は積載形態にあるときのリフレクタの指向運用を可能にする。通常においては、このような機構は２軸でビーム指向を達成するため、ＲＦビームの適正な焦点合わせを犠牲にする。
【０００５】
従って、宇宙船のアンテナのリフレクタのための改良されたリフレクタの配備及び指向機構の需要が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本願発明の１つの目的は、前述の問題を緩和することができる、宇宙船のアンテナのリフレクタのために改良されたリフレクタ配備及び指向機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の１つの利点は、このリフレクタ配備及び指向機構が３軸機構であることであり、その１軸はリフレクタの配備のためであり、その２軸は指向運用のためである。
【０００８】
本願発明の別利点は、このリフレクタ配備及び指向機構が、宇宙船の構造物上に取り付けられた第１アクチュエータと、その第１アクチュエータ上に取り付けられた第２アクチュエータと、その第２アクチュエータ上に取り付けられ、リフレクタに接続された第３アクチュエータとを有しており、それら３体のアクチュエータが好適には回転アクチュエータであり、第１アクチュエータまたは第２アクチュエータが配備アクチュエータであり、第２アクチュエータまたは第１アクチュエータと、第３アクチュエータがそれぞれ指向用アクチュエータであり、リフレクタの信号反射面の中央点をほぼ通過する回転軸を有することである。
【０００９】
本願発明の別利点は、リフレクタ配備及び指向機構が実質的にリフレクタの焦点外れを排除するため、リフレクタを再指向運用するときにアンテナの高周波（ＲＦ）劣化を最小限にすることである。
【００１０】
本願発明のさらに別な利点は、リフレクタ配備及び指向機構が３体の回転アクチュエータを飛行船に対してかなり接近させた状態に維持してシステム全体の嵩量を減少させており、配備された従属機器の配備されたままの状態での周波数を増加させることである。
【００１１】
本願発明のさらに別な利点は、このリフレクタ配備及び指向機構が、アンテナのリフレクタの配備および２軸指向運用を達成するために最小数のアクチュエータを利用することである。
【００１２】
本願発明の１つの特徴によれば、宇宙船の構造物上に可動に取り付けられたアンテナのリフレクタを配備および指向運用するためのリフレクタ配備及び指向機構が提供され、そのリフレクタは信号反射面を有しており、その表面に略垂直であり、フィード配向されたポイントで信号反射面と交差するリフレクタ軸を画定しており、そこにアンテナフィードは実質的に指向しており、リフレクタ軸に略垂直なリフレクタ平面が画定されており、このリフレクタ配備及び指向機構は以下［００１３］〜［００１５］を含んでいる。
【００１３】
宇宙船の構造物に固定的に取り付けられた第１固定部と、第１軸の周囲で第１固定部に回転可能に取り付けられた第１可動部とを有した第１アクチュエータ。
【００１４】
第１可動部に固定的に取り付けられた第２固定部と、第２軸の周囲で第２固定部に回転可能に取り付けられた第２可動部とを有した第２アクチュエータ。第１軸および第２軸は相対的に角度を有する（非平行または非同軸）。
【００１５】
第２可動部に固定的に取り付けられた第３固定部と、第３軸の周囲で第３固定部に回転可能に取り付けられ、リフレクタを固定的に支持する第３可動部とを有した第３アクチュエータ。第３軸はリフレクタ軸に対して略垂直である。
【００１６】
ここで、リフレクタ（反射体）は、第２軸または第１軸がリフレクタ平面に対して角度を有するか交わっている積載形態と、第２軸または第１軸がリフレクタ軸に略垂直であり、信号反射面のフィード配向ポイント周辺で第３軸と交差する配備形態との間にて第１軸または第２軸の周囲で可動である。
【００１７】
１実施態様においては第１軸と第２軸は交差する。
【００１８】
便利には、第１軸と第２軸は互いに略垂直である。
【００１９】
１実施態様においては、第１軸または第２軸は第３軸と交差する。
【００２０】
１実施態様においては、第１アクチュエータ、第２アクチュエータおよび第３アクチュエータのうちの少なくとも１体は回転アクチュエータである。
【００２１】
便利には、第１アクチュエータ、第２アクチュエータおよび第３アクチュエータは回転アクチュエータである。
【００２２】
１実施態様においては、配備形態（配備状態）にあるとき、第２軸または第１軸と第３軸は約９０°以下の角度を相互間に画定する。
【００２３】
１実施態様においては第２軸または第１軸と第３軸の角度は約４５°である。
【００２４】
１実施態様においては、積載形態（積載状態）にあるとき、第２軸または第１軸はリフレクタ軸に対して略平行である。
【００２５】
１実施態様においては信号反射面のフィード配向ポイントは信号反射面の中心に隣接している。
【００２６】
本願発明の他の目的と利点は、添付の図面を参考にして以下の詳細な説明を注意深く読むことで明らかになるであろう。
【００２７】
本願発明の別な特徴と利点は以下の図面と照らして詳細な説明を読めばさらによく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本願発明の１実施例によるリフレクタ配備及び指向機構を使用した宇宙船の構造物に取り付けられたアンテナのリフレクタの上方斜視図であり、リフレクタは配備形態で示されている。
【図２】図１の実施例の上方平面図である。
【図３】図２に類似した上方平面図であり、リフレクタは積載形態にある。
【図４】図１の実施例の側面図である。
【図５】図４に類似した側面図であり、リフレクタは積載形態にある。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
添付の図面を参考に、以下において本願発明の好適実施例が限定の意図は一切なく説明される。
【００３０】
図１から図５では、本願発明の１実施例による、宇宙船の構造物１４にアンテナのリフレクタ１２を支持するリフレクタ配備及び指向機構１０が示されている。このリフレクタ配備及び指向機構１０は、典型的にはまず、宇宙船の構造物１４に可動に取り付けられたリフレクタ１２を指向させる前に図３と図５に示される積載形態から図１、図２および図４に示される配備形態にまでリフレクタ１２を配備化させる。リフレクタ１２は信号反射面１６を有しており、信号反射面は、当該信号反射面に略垂直で、信号反射面１６にその典型的なフィード配向ポイント（feed oriented point）１３で交わるリフレクタ軸１８を画定し、フィード配向ポイント（配向されたフィードポイント）は典型的には信号反射面１６の中心に隣接しており、信号反射面１６にアンテナフィード（図示せず）は実質的に指向しており、リフレクタ軸１８に略垂直なリフレクタ平面を画定している。
【００３１】
リフレクタ配備及び指向機構１０は宇宙船の構造物１４に固定的に取り付けられた第１固定部２２と、第１固定部２２に第１軸の周囲で回転式に取り付けられた第１可動部２４を有した第１アクチュエータ２０を含む。第２アクチュエータ３０は、第１可動部２４に固定的に取り付けられた第２固定部３２と、第２固定部３２に第２軸３６、典型的には配備軸、の周囲で回転可能に取り付けられた第２可動部３４を有しており、第１軸２６と第２軸３６は相対的角度を有しており（非平行または非同軸）、好適には相互に垂直である。第３アクチュエータ４０は、第２可動部３４に固定的に取り付けられた第３固定部４２と、リフレクタ１２を堅牢に支持し、第３固定部４２に第３軸４６の周囲で回転可能に取り付けられた第３可動部４４を有し、第３軸４６はリフレクタ軸１８に略垂直である。
【００３２】
典型的には図示のごとくリフレクタ（反射体）１２は、第１軸２６がリフレクタ平面（図５参照）に対して角度を有するかリフレクタ平面（反射平面）と交わり、好適には垂直に交わる（または好適にはリフレクタ軸１８に略平行）積載形態と、第１軸２６がリフレクタ軸１８に略垂直であり、リフレクタ１２の焦点ずれを実質的に排除し、リフレクタ１２を再指向させるときにアンテナのＲＦの低下（劣化）を最小限とするために、第３軸４６と、信号反射面１６の配向されたフィードポイント１３近辺で交わる配備形態との間で第２軸３６の周辺を動く。
【００３３】
典型的には配備形態において、第１アクチュエータ２０と第３アクチュエータ４０が、配備形態にあるとき、まず第１軸２６を介してリフレクタ１２の仰角配向を制御し、第３軸４６を介して、リフレクタ１２の仰角とクロス仰角（仰角に交わる角度）の両方の配向を制御するために、アンテナのリフレクタ１２の指向運用の制御に使用される。好適には第１軸と第３軸は図示のようにそれらの間に約４５°の角度を画定する。構造的理由によって必ずしも好適ではないが、第３軸４６は第１軸２６に対しては垂直に、第２軸３６に対しては平行に配向して、リフレクタ１２のクロス仰角（cross elevation）の配向のみを制御することができる。
【００３４】
図示の実施例のリフレクタ配備及び指向機構１０において、第１軸２６と第２軸３６は交差しており、好適には垂直に交差している。あるいは図示はしないが、本願発明の範囲から逸脱せずに、それらが交差しないことも可能である。
【００３５】
同様に、図示の実施例のリフレクタ配備及び指向機構１０において、第２軸３６と第３軸４６は交差しているが、本願発明の範囲から逸脱せずにそれらが交差しないことも可能である（図示せず）。
【００３６】
別実施例（図示せず）では、第１アクチュエータ２０と第２アクチュエータ３０は交換でき、リフレクタ１２が積載形態と配備形態の間で第１軸の周囲を動き、第２軸がリフレクタ軸１８に略垂直であり、配備形態のフィード配向ポイント１３の近辺で第３軸４６と交わる等々も可能である。
【００３７】
図示の実施例のリフレクタ配備及び指向機構１０において、第１アクチュエータ２０、第２アクチュエータ３０および第３アクチュエータ４０のうちの少なくとも１体、好適には全てが回転アクチュエータである。あるいは、図示はしないが、本願発明の範囲から逸脱せずに、アクチュエータ２０、３０、４０のうちのいずれか、または３体全ては回転をリニアアクチュエータ（ラックとピニオンの構造物など）等々によって駆動されることができる。
【００３８】
図示はしないが、当該技術の専門家であれば、本願発明の範囲から逸脱せずに、配備および指向の運用がされた積載物がリフレクタではなく任意の積載物であり得ることを理解しよう。
【００３９】
本願発明はある程度詳細に説明されているが、本開示内容は本願発明の例示だけを目的としたものであり、ここで説明および図示された実施例の特徴に限定はされず、本願発明は、上述、及び／又は請求の範囲に記された本願発明の範囲内の全ての変更および改良を含むことは理解されるべきである。
【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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【外国語明細書】
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