JP2005065002A - Portable unfolding antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人工衛星と通信するために利用されるものであり、折り畳んで薄型ケースに収納することが可能な可搬型展開アンテナに関する。
The present invention relates to a portable deployable antenna that is used to communicate with an artificial satellite and can be folded and stored in a thin case.
従来、人工衛星と通信するための可搬型展開アンテナとして、折り畳んで薄型ケースに収納することが可能なものが知られていた(例えば、特許文献1参照)。以下、この例を従来例として説明する。
Conventionally, as a portable deployable antenna for communicating with an artificial satellite, an antenna that can be folded and stored in a thin case has been known (for example, see Patent Document 1). Hereinafter, this example will be described as a conventional example.
図24乃至27は従来例の説明図(その1〜その4)を示した図であり、以下、これらの図を参照しながら従来例を説明する。図24乃至27において、10はケース、11は上蓋、11a、12aは蓋の内面、12は底蓋、13は連結部位、20は面状態、31、32は外縁部支持部材、33は中央部支持部材、34は屈曲部位、40は連結部材、41〜45は連結部材の設置位置、51は給電部、52は支持棒を示す。
FIGS. 24 to 27 are explanatory diagrams (
面状体20を少なくとも収納するケース10は薄い略直方体であり、上蓋11と底蓋12とからなる。上蓋11と底蓋12とは、その連結部位13を介して開閉自在に構成されている。その各内面11a、12aには、ケース10を開蓋させた時には、面状体20を拡張させて所定の曲面形状に形成し、ケース10を開蓋させた時には、面状体20を弛緩させる連結部材40が取り付けられている。
The
面状体20は柔軟な導電性のメッシュ素材製であり、拡張時の曲面状が放物面なので、パラボラアンテナとして利用される。その面状体20の外縁部は、堅剛な環状形状の外縁部支持部材31、32によって支持される。各外縁部支持部材31、32は、半円環状であり、両者を組み合わせると完全な円環状になる。
The
そのため、2つの外縁部支持部材31、32は、その接続部位、すなわち、円環の直径位置に相当する2箇所34、34で屈曲可能である。外縁部支持部材31、32を、その屈曲部位で折り畳むと、円状の形態が半円状に小型化される。
Therefore, the two outer
その2箇所の屈曲部位34、34には、その両者34、34を連結すると共に、面状体20の中央部を支持する放物線状の中央部支持部材33が取り付けられている。面状体20は、その中央部が適宜、中央部支持部材33に糸類で取り付けられる。
A parabolic
この中央部支持部材33は、面状体20を支持することによって、その拡張させやすさに寄与する他、外縁部支持部材31、32を屈曲部位34、34で折り畳んだ時に、面状体20をケース10に安定して収納させる作用もある。ケース10の内面11a、12aと面状体20とを連結する連結部材40には、糸類など柔軟な線状体が用いられる。
The
連結部材40は、上側の外縁部支持部材31との間の位置41、41や、下側の外縁部支持部材32との間の位置42に配置されることで、折り畳まれた外縁部支持部材31、32を十分に拡開する。
The connecting
また、中央部支持部材33との間の位置43に配置されることで、中央部支持部材33の自重などによる影響を排して、所望の位置に中央部支持部材33を配置する。そして、面状体20との間の位置44、45に配置されることで、ケース10を開蓋させた時に、面状体20を十分拡張して所定の放物面形状に形成する。面状体20との間の位置に配置する連結部材44、45は、外縁部支持部材31、32や中央部支持部材33と離隔させて分散することが望ましい。なお、連結部材40には、糸類などの柔軟な線状体の他に、堅剛な棒状体を適宜布設してもよい。
Further, by being arranged at the
ケース10の底蓋12を接地させて、上蓋11を所定角度開くと、複数の連結部材40による張力調整によって、外縁部支持部材31、32が拡開されることと相俟って、面状体20の全面が拡張されて放物面形状に形成される。なお、堅剛な中央部支持部材33を用いることにより、面状体20の中央部分の形状が精度よく放物面に形成される。
When the
前記面状体20は、連結部材40を介して、ケース10の内側に立設される。連結部材40とケース10以外に、面状体20を支持する部材は必要なく、底蓋12の接地角度と方位のみを調整すれば、アンテナとして使用できる。
The
ケース10の底蓋12には、面状体20で受信して反射された伝播を授受する給電部51(一次放射器)を支持する支持棒52が、底蓋12に対して屈曲自在に付設されている。ケース10の開蓋時には、支持棒52が立脚して、その先端の給電部51が、面状体20の焦点に配置される。なお、ケース10の開蓋時には、給電部51と支持棒52も、適宜屈曲されてケース10内に収納される。
A
ケース10を開蓋させた時には、面状体20は弛緩するが、連結部材40に結びついているので、ケース10の内部に誘導される。なお、外縁部支持部材31、32と中央部支持部材33が平面状であるので、ケース10は、薄型の搬送性に富んだものが使用できる。
前記従来例では次のような課題があった。
The conventional example has the following problems.
a:従来例のアンテナでは、反射鏡の素材として柔軟な導電性のメッシュ素材製を用いており、その反射鏡を糸で引っ張っているため、数回折り畳んだり開いたりすると、引張力によりメッシュの形が変わってしまい鏡面精度を保つことが難しい。更に、糸で引っ張っていることと鏡面に対する向かい風などにより、鏡面精度を保つことが難しい。 a: In the conventional antenna, a flexible conductive mesh material is used as a material for the reflector, and the reflector is pulled with a thread. The shape changes and it is difficult to maintain mirror accuracy. Furthermore, it is difficult to maintain the mirror surface accuracy due to pulling with a thread and a head wind against the mirror surface.
b:鏡面の前は何も防水対策がないため、雨の天気では屋外で使用することはできなかった。 b: Since there was no waterproofing measure before the mirror surface, it could not be used outdoors in rainy weather.
c:給電アンテナ(一次放射器)の固定に一本の支持棒を使用しているため、風などの影響を受けやすく、給電部の位置を常に保つことは難しかった。従って、給電部の位置、すなわち、電波が一箇所に集中する焦点の位置がずれるため、そのずれによる損失が発生していた。 c: Since a single support rod is used to fix the feeding antenna (primary radiator), it is easily affected by wind and it is difficult to always keep the position of the feeding portion. Accordingly, the position of the power feeding unit, that is, the position of the focal point where the radio wave concentrates in one place is shifted, and loss due to the shift occurs.
本発明は、このような従来の課題を解決し、数回折り畳んだり開いたりしても同様の鏡面精度を保つことができ、雨や風などによる影響を小さくした防水防風対策をとることにより屋外での使用を可能にすると共に、風などの影響を受けることなく一次放射器の位置を常に正確な位置に保つことができ、一次放射器のずれによる損失を無くすことを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem and can maintain the same mirror surface accuracy even when folded several times or opened, and by taking waterproof and windproof measures that reduce the influence of rain, wind, etc. The primary radiator can be always kept in an accurate position without being affected by wind or the like, and the loss due to the deviation of the primary radiator is eliminated.
本発明は前記の目的を達成するため、次のように構成した。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
(1) :折り畳みと展開が自在にでき搬送可能な可搬型展開アンテナにおいて、アンテナの構成部品を収納するケース本体と、展開時に所定形状の曲面となって、その曲面の一方側が鏡面となる導電性の柔軟な材料(メッシュ形状素材以外の布地)で構成された反射鏡と、前記反射鏡を保持し、前記ケース本体の軸を中心として回転可能に設けた反射鏡保持具と、前記反射鏡の後ろ側に取り付けられ、その両端部が前記反射鏡保持具に保持された複数のフレームと、前記反射鏡の鏡面の前側であって、該鏡面のほぼ全面を覆うように前記反射鏡保持具に固定された電波を損失なく通過させる樹脂板と、前記樹脂板に設けられ、該樹脂板を貫通させて一次放射器を取り付けるための一次放射器取付穴と、前記ケース本体に回転可能に設けられ、展開時には前記樹脂板と係合させて反射鏡の位置を所定位置に固定させ、前記アンテナの構成部品を収納した状態でその上側に被せるアンテナカバーとを少なくとも備えていることを特徴とする。 (1): In a portable deployable antenna that can be folded and unfolded and transported, a case body that houses the antenna components, and a conductive surface with a curved surface of a predetermined shape when unfolded, with one side of the curved surface serving as a mirror surface Reflector made of a flexible material (cloth other than mesh-shaped material), a reflector holder holding the reflector, and provided rotatably around the axis of the case body, and the reflector A plurality of frames that are attached to the rear side of the mirror and both ends thereof are held by the reflector holder, and the reflector holder so as to cover substantially the entire mirror surface on the front side of the mirror surface of the reflector. A resin plate that allows the radio waves fixed to the substrate to pass through without loss, a primary radiator mounting hole that is provided on the resin plate and that passes through the resin plate to mount the primary radiator, and is provided rotatably on the case body. And expand In some cases, at least an antenna cover is provided which is engaged with the resin plate to fix the position of the reflecting mirror in a predetermined position and covers the antenna component in a state where the antenna component is housed.
(2) :前記(1) の可搬型展開アンテナにおいて、前記反射鏡は、鏡面の後ろ側に所定間隔で複数の袋状の穴が設けてあり、その袋状の穴に前記フレームが挿入されていることを特徴とする。 (2): In the portable deployable antenna according to (1), the reflecting mirror has a plurality of bag-shaped holes at a predetermined interval on the rear side of the mirror surface, and the frame is inserted into the bag-shaped holes. It is characterized by.
(3) :前記(1) または(2) の可搬型展開アンテナにおいて、前記樹脂板は2枚の樹脂板を組み合わせて折り畳み可能に構成され、前記反射鏡はその周囲が前記2枚の樹脂板にネジで固定されていることを特徴とする。 (3): In the portable deployable antenna according to (1) or (2), the resin plate is configured to be foldable by combining two resin plates, and the reflector is surrounded by the two resin plates. It is characterized by being fixed with screws.
(4) :前記(1) 乃至(3) のいずれかに記載の可搬型展開アンテナにおいて、前記一次放射器を一次放射器取付穴に取り付けた場合、前記反射鏡の鏡面のほぼ全面が前記樹脂板で覆われるように構成することで反射鏡鏡面の防水及び防風構造を実現させていることを特徴とする。 (4): In the portable deployable antenna according to any one of (1) to (3), when the primary radiator is attached to a primary radiator mounting hole, almost the entire mirror surface of the reflecting mirror is the resin. A waterproof and windproof structure of the reflecting mirror surface is realized by being configured to be covered with a plate.
(5) :前記(1) 乃至(4) のいずれかに記載の可搬型展開アンテナにおいて、前記ケース本体の内部に、一次放射器の収納部と、ダイプレクサの収納部が少なくとも設けてあることを特徴とする。 (5): In the portable deployable antenna according to any one of (1) to (4), at least a housing portion of a primary radiator and a housing portion of a diplexer are provided inside the case body. Features.
(6) :前記(1) 乃至(5) のいずれかに記載の可搬型展開アンテナにおいて、前記ケース本体の底部に、複数の仰角調整用のネジを設け、この仰角調整用のネジの調節により、展開した反射鏡の仰角を任意に調整可能に構成したことを特徴とする。 (6): In the portable deployable antenna according to any one of (1) to (5), a plurality of elevation angle adjusting screws are provided at the bottom of the case body, and the elevation angle adjusting screws are adjusted. The elevation angle of the developed reflecting mirror can be arbitrarily adjusted.
(7) :前記(1) の可搬型展開アンテナにおいて、前記反射鏡は、導電性の柔軟なソリッド面を有する材料(メッシュ形状の素材を除く)で構成されていることを特徴とする。 (7): In the portable deployable antenna according to (1), the reflecting mirror is made of a material having a conductive flexible solid surface (excluding a mesh-shaped material).
(8) :前記(1) の可搬型展開アンテナにおいて、前記フレームの両端は、前記反射鏡の展開および折り畳み動作を自在に行うための回転可能な回転支持機構に取り付けられており、前記反射鏡は、前記回転支持機構により前記フレームの両端を軸として回転し、展開及び折り畳み自在に支持されていることを特徴とする。 (8): In the portable deployable antenna according to (1), both ends of the frame are attached to a rotatable rotation support mechanism for freely unfolding and folding the reflector, and the reflector The rotary support mechanism rotates around both ends of the frame as an axis, and is supported so as to be unfolded and folded.
本発明は、前記構成により次のような効果を奏する。
The present invention has the following effects by the above configuration.
a:反射鏡の後ろ側に複数のフレームを取り付けてパラボラ鏡面を実現しているため、従来例に比べ、数回折り畳んだり、開いたりしても同様の鏡面精度を保つことができる。 a: Since a parabolic mirror surface is realized by attaching a plurality of frames to the rear side of the reflecting mirror, the same mirror surface accuracy can be maintained even when folded several times or opened compared to the conventional example.
b:反射鏡の鏡面の前に電波を損失なく通せる樹脂板を設けているため、従来例のアンテナに比べ実用上十分な防水防風対策を実現しており、風や雨の影響を少なくして屋外での使用を可能にする。 b: Since a resin plate that allows radio waves to pass through without loss is provided in front of the mirror surface of the reflector, it provides a practically sufficient waterproof and windproof measure compared to conventional antennas, reducing the effects of wind and rain. Can be used outdoors.
c:反射鏡は電波を損失なく通過させる樹脂板にねじで固定しているため、風などの影響が少なく、一次放射器の位置を常に正確な位置に保つことができ、一次放射器のずれによる損失がなくなる。 c: Since the reflector is fixed to the resin plate that allows radio waves to pass through without loss, it is less affected by wind and the primary radiator can always be kept in the correct position. Loss due to
d:反射鏡は、鏡面の後ろ側に所定間隔で複数の袋状の穴が設けてあり、その袋状の穴にフレームが挿入されている。これにより、反射鏡の鏡面形状を確実に精度の高い状態で保持することが可能になる。 d: The reflecting mirror is provided with a plurality of bag-like holes at predetermined intervals on the rear side of the mirror surface, and a frame is inserted into the bag-like holes. This makes it possible to reliably hold the mirror surface shape of the reflecting mirror in a highly accurate state.
e:樹脂板は2枚の樹脂板を組み合わせて折り畳み可能に構成され、反射鏡はその周囲が2枚の樹脂板にネジで固定されている。そのため、折り畳みや展開が容易にできると共に、折り畳みや展開を繰り返しても反射鏡の形状は高精度で保持され、防水防風構造もそのまま維持することができる。 e: The resin plate is configured to be foldable by combining two resin plates, and the periphery of the reflecting mirror is fixed to the two resin plates with screws. Therefore, folding and unfolding can be easily performed, and the shape of the reflecting mirror can be maintained with high accuracy even when the unfolding and unfolding are repeated, and the waterproof and windproof structure can be maintained as it is.
f:ケース本体の内部に、一次放射器の収納部と、ダイプレクサの収納部が少なくとも設けてあるので、アンテナの構成部品が容易に収納できて小型になり、折り畳みや展開が容易にできる。 f: Since the housing part of the primary radiator and the housing part of the diplexer are provided at least inside the case main body, the antenna components can be easily housed and reduced in size, and can be easily folded and unfolded.
g:ケース本体の底部に複数の仰角調整用のネジを設け、この仰角調整用のネジの調節により、展開した反射鏡の仰角を任意に調整可能に構成している。そのため、可搬型展開アンテナの設置場所が多少悪くても、反射鏡の仰角を任意に、かつ容易に調整することが可能である。 g: A plurality of elevation angle adjusting screws are provided at the bottom of the case body, and the elevation angle of the deployed reflecting mirror can be arbitrarily adjusted by adjusting the elevation angle adjusting screws. Therefore, the elevation angle of the reflecting mirror can be arbitrarily and easily adjusted even if the installation location of the portable deployable antenna is somewhat bad.
h:反射鏡は導電性の柔軟なソリッド面を有する材料で構成されているため、従来例のメッシュ素材製の反射鏡に比べて電波が通過し難く、高い周波数帯での使用が可能である。 h: Since the reflecting mirror is made of a material having a conductive flexible solid surface, it is difficult for radio waves to pass as compared to the conventional reflector made of mesh material, and can be used in a high frequency band. .
i:フレームの両端は、反射鏡の展開および折り畳み動作を自在に行うための回転可能な回転支持機構に取り付けられており、反射鏡は、回転支持機構によりフレームの両端を軸として回転し、展開及び折り畳み自在に支持されている。従って、折り畳みや展開が極めて容易にできると共に、折り畳みや展開を繰り返しても反射鏡の展開形状は高精度で保持され、防水防風構造もそのまま維持することができる。 i: Both ends of the frame are attached to a rotatable rotating support mechanism for freely unfolding and folding the reflecting mirror, and the reflecting mirror is rotated about the both ends of the frame by the rotating support mechanism and deployed. And is foldably supported. Therefore, folding and unfolding can be performed very easily, and the unfolded shape of the reflecting mirror can be maintained with high accuracy even when folding and unfolding is repeated, and the waterproof and windproof structure can be maintained as it is.
§1:可搬型展開アンテナの概要説明・・・図1〜図4参照
図1は可搬型展開アンテナの斜視図、図2は可搬型展開アンテナの外観図であり、A図は図1のX方向から見た側面図、B図は図1の平面図、C図は図1のY方向から見た側面図である。図3はアンテナカバーを取り外した状態での可搬型展開アンテナの平面図である。以下、図1乃至図3を参照しながら可搬型展開アンテナの概要を説明する。
§1: Outline of portable deployable antenna: see FIGS. 1 to 4 FIG. 1 is a perspective view of the portable deployable antenna, FIG. 2 is an external view of the portable deployable antenna, and FIG. FIG. 2 is a side view seen from the direction, FIG. B is a plan view of FIG. 1, and FIG. C is a side view seen from the Y direction of FIG. FIG. 3 is a plan view of the portable deployable antenna with the antenna cover removed. The outline of the portable deployable antenna will be described below with reference to FIGS.
この可搬型展開アンテナの外観は図1、図2に示してあり、図1では全体を斜視図として示し、図2では図1の各方向(X、Y、上面)から見た外観を示している。これらの図に示したように可搬型展開アンテナは、ケース本体1と、該ケース本体1に被せるアンテナカバー2が設けてあり、アンテナカバー2の一部には人が手で持ち易いように把手(又は摘まみ)3が設けてある。
The appearance of this portable deployable antenna is shown in FIG. 1 and FIG. 2, and FIG. 1 shows the whole as a perspective view, and FIG. 2 shows the appearance seen from each direction (X, Y, top surface) of FIG. Yes. As shown in these drawings, the portable deployable antenna is provided with a case
前記アンテナカバー2はケース本体1の一部に、該ケース本体1に対し、蝶番4(図2参照)により回転可能な状態で取り付けられている。なお、ケース本体1は樹脂製の材料(例えば、ABS樹脂)で構成し、アンテナカバー2はアルミニューム製の材料で構成することにより軽量化を計っている(但し、ケース本体1とアンテナカバー2の材料は、他の材料で製作することも可能である)。
The
また、図2に示したように、ケース本体1の一部には人が可搬型展開アンテナを持って搬送するための把手7が設けてあり、その両側に蝶番4が2個設けてあり、この2個の蝶番4によりアンテナカバー2がケース本体1に対し回転可能に取り付けられている。また、前記把手7の周辺部には外部の機器と接続するための送受信コネクタ5が設けてある。
Further, as shown in FIG. 2, a part of the
図3に示したように、アンテナカバー2を取り外した状態では、ケース本体1の内部に反射鏡14が半分に折り畳まれた状態で収納されている。更に、ケース本体1の内部には、一次放射器6が一次放射器収納部29内に収納されると共に、ダイプレクサ8が収納部に収納されている。なお、一次放射器6は、使用場所から取り外して収納してあるが、ダイプレクサ8はケース本体1内で移動しないので、その位置は固定されている。
As shown in FIG. 3, when the
§2:可搬型展開アンテナの展開時の説明
前記のような構造の可搬型展開アンテナを展開する場合の図を図4に示してある。以下、図4を参照しながら可搬型展開アンテナの展開操作等を説明する。
§2: Explanation at the time of deployment of the portable deployable antenna FIG. 4 shows a diagram in the case of deploying the portable deployable antenna having the above-described structure. Hereinafter, the deployment operation and the like of the portable deployment antenna will be described with reference to FIG.
先ず、図1乃至図3に示したアンテナの収納状態からケース本体1を地面等の所定の設置場所に設置し、アンテナカバー2に設けた把手3を摘んで該アンテナカバー2を手作業で開く。この場合、アンテナカバー2は蝶番4の部分を中心として回転動作を行い図4のA図のようになる。
First, the case
次に、反射鏡保持具15をアンテナカバー2と反対側へ手作業で開く。この場合、反射鏡保持具15はケース本体1に固定された軸16の回りに回転動作を行い、ケース本体1に対しほぼ直角方向まで開いて止まり、図4のB図の状態になる。この時、反射鏡保持具15には導電性の樹脂板13が2枚固定してあり、この樹脂板13には多数のフレーム9により保持され取り付けられた反射鏡14が固定してある。そのため、多数のフレーム9に取り付けられた反射鏡14は、反射鏡保持具15の回転動作に伴って展開した状態になる。
Next, the
次に、反射鏡14を使用状態の仰角にするため、図4のC図のように傾斜させた状態に戻して樹脂板13の先端部をアンテナカバー2の先端部に設けた保持部材12に固定し、使用時の状態にする。この場合、保持部材12はそれぞれ2個の保持片が所定間隔で設けてあるから、その2個の保持片の隙間にアンテナカバー2の先端部を挿入させれば、樹脂板13とアンテナカバー2とが係合して固定される。このようにして、可搬型展開アンテナの反射鏡14を対象とする人工衛星と通信を行うのに適した仰角に設定し、可搬型展開アンテナの方向等も調整した状態で通信可能な状態にする。
Next, in order to set the reflecting
§3:可搬型展開アンテナの詳細な構造の説明
以下、図5乃至図12{可搬型展開アンテナの詳細な構造の説明図(その1)〜(その8)}に基づいて、可搬型展開アンテナの詳細な構造を説明する。
§3: Description of Detailed Structure of Portable Deployable Antenna Hereinafter, based on FIGS. 5 to 12 {Explanatory diagrams (No. 1) to (Part 8) of the detailed structure of the portable deployable antenna}, the portable deployable antenna is used. The detailed structure of will be described.
先ず、図5には、図4のB図の状態を別の角度から詳細に見た図を示している。この図から明らかなように、反射鏡保持具15は、ケース本体1の端部に軸16に対し回転可能に固定されている。そして、反射鏡保持具15には樹脂板13(2枚の樹脂板を組み合わせている)が固定され、この樹脂板13に、金属製(この例では、アルミニューム製)のフレーム9を介して反射鏡14が固定されている。
First, FIG. 5 shows a detailed view of the state of FIG. 4B from another angle. As is apparent from this figure, the
この場合、反射鏡14は導電性の布で構成されており、この導電性の布を多数のフレーム9に固定することで、反射鏡14の内面(図5では裏側が図示されている)がパラボラ鏡面(放物面状の鏡面)となるようにしている。図5の反射鏡14部分をより詳細に図示したのが図6である。
In this case, the reflecting
図6において、A図は反射鏡面(裏側)を横から見たときの図、B図は反射鏡面を後ろから見たときの図である。図6に示したように、多数のフレーム9はアルミニューム等の金属製のフレームを使用しており、それぞれのフレーム9は反射鏡14の内面が放物面となるようにその裏側で支えるため、曲線状に曲げられている。そして、フレーム9の各両端はほぼ一箇所に集められ、反射鏡保持具15の先端部付近において、回転可能な状態で係合保持されている。
6A is a view when the reflecting mirror surface (back side) is viewed from the side, and FIG. 6B is a view when the reflecting mirror surface is viewed from behind. As shown in FIG. 6, a large number of
前記フレーム9の両端付近における係合保持手段の構造を図7に詳細に図示してある。図7に示したように、多数のフレーム9を回転可能に固定するため、各フレーム9の両端部分には反射鏡保持具15に回転可能に係合保持するための軸部材17が設けられており、この軸部材17に枠部材18が係合保持されると共に、引っ掛け部19が形成されている。
The structure of the engagement holding means in the vicinity of both ends of the
また、各フレーム9の両端部分にはそれぞれ凹部20を形成し、この凹部20を前記引っ掛け部19に引っ掛けて回転可能に固定する。そして、枠部材18により多数のフレーム9の内の一方のフレーム9が抜け出ないように係合保持している。このようにして多数のフレーム9を回転可能に係合保持(回転可能に固着)することが可能になる。
Moreover, the recessed
前記図7に示した構成において、軸部材17、枠部材18、引っ掛け部19、凹部20を含めた部分は、反射鏡展開/折り畳み機構を構成している。この場合、フレーム9の両端は、反射鏡14の展開および折り畳み動作を自在に行うための反射鏡展開/折り畳み機構に取り付けられており、反射鏡14は、前記反射鏡展開/折り畳み機構によりフレーム9の両端を軸として回転し、展開及び折り畳み自在に支持されている。
In the configuration shown in FIG. 7, the portion including the
次に、図4のC図に示した図を別の角度から見て図示すると図8のようになる。この状態では、反射鏡14を希望する仰角で固定できる状態である。この時、樹脂板13の先端部に設けた保持部材12(所定間隔離れて固着された2つの保持片の間)に、アンテナカバー2の先端が保持され、所定の仰角で固定されている。
Next, FIG. 8 shows the diagram shown in FIG. 4C viewed from another angle. In this state, the reflecting
このような状態で可搬型展開アンテナを使用状態にするため図9に示したようにする。 In order to put the portable deployable antenna into a use state in such a state, the operation is performed as shown in FIG.
この場合、反射鏡14の周辺部は多数の固定ネジ21により樹脂板13に固定されている。そして、2枚の樹脂板を折り畳み自在にして結合した樹脂板13の略中央部に一次放射器取付穴23が該樹脂板13を貫通させて設けてある。そこで、ケース本体1内の一次放射器収納部29から一次放射器6を取り出し、一次放射器取付穴23に取り付ける。この状態を図10に詳細に示してある。
In this case, the periphery of the reflecting
図10のA図において、樹脂板13のほぼ中央部には一次放射器取付穴23が設けてあり、その周辺部にはビス穴24が多数設けてある。そこで、一次放射器取付穴23に一次放射器6を取り付ける場合、先ず、ケース本体1の一次放射器収納部29から一次放射器6を取り出し、その一次放射器6を一次放射器取付穴23に挿入する。そして、ビス25を一次放射器6に設けたビス用穴24に挿入し、一次放射器取付穴23にねじ込むことで固定する。
In FIG. 10A, a primary
次に、一次放射器6とケース本体1に収納してあるダイプレクサ8との間を同軸ケーブル27により接続し、図10のB図の状態にする。この状態を別の角度から見た図を図11に示す。図11のA図は樹脂板13側から見た図であり、図11のB図はその側面側から見た図である。これらの図から分かるように、同軸ケーブル27は反射鏡14への影響が少なくなるように設けてあることが分かる。一次放射器6とダイプレクサ8との間の同軸ケーブル27による接続状態を更に詳細に図示したのが図12である。
Next, the
§4:反射鏡の製作工程の説明
図13は反射鏡の製作工程説明図であり、以下、この図を参照しながら反射鏡の製作工程について説明する。
§4: Description of manufacturing process of reflecting mirror FIG. 13 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the reflecting mirror. Hereinafter, the manufacturing process of the reflecting mirror will be described with reference to this figure.
前記反射鏡14は多数のフレーム9により形状を保持されるようになっている。この場合、前記フレーム9は導電性の布からなる反射鏡14にフレーム9が挿入可能な袋状の穴を製作しておき、その袋状の穴の中にフレーム9を挿入させて保持する。図13に示した例はフレーム9の断面形状や反射鏡14の直径を図示のように設定した例である。この例では、フレーム9の断面形状は矩形であり、厚さ2mm、幅6mmの寸法である。また、反射鏡14の直径は350mmである。なお、この例は1例であり、使用目的により他の寸法でも良い。
The shape of the reflecting
この場合、反射鏡14を構成する導電性の布を複数の分割片(これを「複数の鏡面」(2組のA、B、Cとする)に分割切断する。そして、各分割した布片(複数の鏡面)を縫い合わせて反射鏡14の鏡面全体を製作する。この場合、外周側から中心側に向けて、1つの布片Aにフレームの通る袋状の穴を作る。
In this case, the conductive cloth constituting the reflecting
次に、布片AとBを縫い合わせてフレームの通る袋状の部分(穴)を作る。次に、布片BとCを縫い合わせてフレームの通る袋状の部分(穴)を作る。次に、もう一枚の布片Cと布片Cを縫い合わせてフレームの通る袋状の部分(穴)を作る。このような製作工程により反射鏡14を製作する。
Next, the cloth pieces A and B are stitched together to form a bag-like portion (hole) through which the frame passes. Next, the cloth pieces B and C are stitched together to form a bag-like portion (hole) through which the frame passes. Next, another piece of cloth C and piece C are stitched together to form a bag-like portion (hole) through which the frame passes. The reflecting
§5:可搬型展開アンテナの収納時の説明
図14乃至図16は可搬型展開アンテナ収納時の説明図(その1)乃至(その3)である。以下、図14乃至図16を参照しながら可搬型展開アンテナ収納時の説明をする。
§5: Description when the portable deployable antenna is stored FIGS. 14 to 16 are explanatory views (No. 1) to (No. 3) when the portable deployable antenna is stored. Hereinafter, the portable deployment antenna will be described with reference to FIGS. 14 to 16.
前記図4のC図に示した展開時の状態から図1、図2に示した状態に、可搬型展開アンテナを収納する場合、次のようにする。 When the portable deployable antenna is housed from the unfolded state shown in FIG. 4C to the states shown in FIGS. 1 and 2, the following is performed.
先ず、図14に示したように、同軸ケーブル27を取り外し、更に、一次放射器6を取り外し、この一次放射器6をケース本体1内の一次放射器収納部29に収納する。次に、図15に示したように、樹脂板13とアンテナカバー2との保持状態を手作業により解除して両者を切り離し、アンテナカバー2を立てたまま反射鏡14を折り畳んで収納する。次に、図16に示したように、反射鏡保持具15をケース本体1に収納し、続いてアンテナカバー2もケース本体1側へ折り畳むことによりアンテナカバー2を閉じる。この状態で図1、図2の状態に戻り、可搬状態になる。
First, as shown in FIG. 14, the
§6:可搬型展開アンテナの要求特性の説明
前記可搬型展開アンテナの要求特性は次の通りである。
§6: Description of required characteristics of portable deployable antenna The required characteristics of the portable deployable antenna are as follows.
(1) :要求されるアンテナ性能(回線設計例による想定値)
例えば、前記可搬型展開アンテナは西暦2004年に打ち上げ予定の技術試験衛星
(1): Required antenna performance (assumed value based on circuit design example)
For example, the portable deployable antenna is a technical test satellite scheduled to be launched in AD 2004
a:周波数帯
送信:2657.5±2.5MHZ 、受信:2502.5±20MHZ
b:利得
12dBi以上(回線設計上1Mbpsの伝送速度を確保するため)
c:その他
送受信とも左旋円偏波
である。
a: Frequency band transmission: 2657.5 ± 2.5MH Z, reception: 2502.5 ± 20MH Z
b: Gain of 12 dBi or more (to ensure a transmission rate of 1 Mbps in line design)
c: Others Both transmission and reception are left circularly polarized waves.
(2) :アンテナパターン
周波数帯域内での放射パターンを図17乃至図22{要求されるアンテナ性能の説明図(その1)〜(その6)}に示す。これらの図に示したアンテナパターンは、可搬型展開アンテナが前記要求周波数帯内で動作しているか否かを確かめるため、前記可搬型展開アンテナを使用して実測により得たデータである。図17乃至図22において、横軸はアングル(deg)、縦軸はマグニチュード(dB)を示す。
(2): Antenna pattern The radiation patterns in the frequency band are shown in FIGS. 17 to 22 {Explanatory diagrams of required antenna performance (No. 1) to (No. 6)}. The antenna patterns shown in these figures are data obtained by actual measurement using the portable deployable antenna in order to ascertain whether or not the portable deployable antenna is operating within the required frequency band. 17 to 22, the horizontal axis represents angle (deg), and the vertical axis represents magnitude (dB).
図17は周波数2482.5MHZ での放射パターン、図18は周波数2502.5MHZ での放射パターン、図19は周波数2522.5MHZ での放射パターン、図20は周波数2655MHZ での放射パターン、図21は周波数2657.5MHZ での放射パターン、図22は周波数2660MHZ での放射パターンを示す。これらの実測された各放射パターンから、前記可搬型展開アンテナが前記要求周波数帯内で動作していることが確認された。 Figure 17 is the radiation pattern in the frequency 2482.5MH Z, radiation patterns in FIG. 18 the radiation pattern in the frequency 2502.5MH Z, radiation patterns in FIG. 19 is the frequency 2522.5MH Z, FIG. 20 is the frequency 2655MH Z, Figure 21 is the radiation pattern in the frequency 2657.5MH Z, Fig. 22 shows the radiation pattern in the frequency 2660MH Z. From these measured radiation patterns, it was confirmed that the portable deployable antenna was operating within the required frequency band.
§7:可搬型展開アンテナの他の例の説明
図23は可搬型展開アンテナの他の例を示す図である。この例は、展開した可搬型展開アンテナの仰角を任意に調整できるようにした例である。この例は、前記図1乃至図22で説明した可搬型展開アンテナに仰角調整機構を付加した例であり、該仰角調整機構以外の部分は前記図1乃至図22で説明した可搬型展開アンテナと同じである。
§7: Description of another example of the portable deployable antenna FIG. 23 is a diagram illustrating another example of the portable deployable antenna. In this example, the elevation angle of the deployed portable deployable antenna can be arbitrarily adjusted. This example is an example in which an elevation angle adjusting mechanism is added to the portable deployable antenna described with reference to FIGS. 1 to 22, and portions other than the elevation angle adjuster are the same as those of the portable deployable antenna described with reference to FIGS. The same.
図23に示したように、仰角調整機構として、ケース本体1の底部の四隅にそれぞれ仰角調整用ネジ28を螺入可能に設けたものであり、これらの仰角調整用ネジ28の調整により可搬型展開アンテナの仰角を任意に調整できるようにしている。なお、仰角調整用ネジ28以外の他の同様な機構により仰角を調整可能にしても実現可能である。
As shown in FIG. 23, as the elevation angle adjusting mechanism, elevation
§8:その他の説明
(1) :前記の例では、フレーム9はアルミニュームのような金属製材料を使用した例について説明したが、他の材料でも使用可能である。例えば、アルミニュームと同様に固くて軽く強度のある樹脂等により構成することも可能である。
§8: Other explanation
(1): In the above example, the
(2) :反射鏡14の素材としては、従来例のようなメッシュ素材製のものは除くが、それ以外の導電性の柔軟な布等(ソリッド面を有する布等)の素材を用いることが可能である。
(2): As a material of the reflecting
(3) :フレーム9の使用本数は、7本の例について説明したが、それ以外の任意の本数で実現可能である。
(3): The number of
(4) :アンテナカバー2は、アルミニューム製の例で説明したが、このような例に限らず、他の同様な素材を使用しても実現可能である。
(4): The
(1) :要求特性及びその特性
この可搬型展開アンテナは、直径350mmの布製反射鏡、マイクロストリップパッチアンテナの一次放射器、ダイプレクサで構成されている。反射鏡は生地のような柔軟な導電性布で作られており、反射鏡の円周と背面に7本の金属フレームを固定し、パラボラ面を形成している。反射鏡の開口面の大きさより少々大きいABS樹脂製の板を取り付けており、板の中心に直径61.2mmの穴を設け、一次放射器を取り付けるようにした。反射鏡の中心の両サイドには蝶番を用いて反射鏡を収納したり展開したりする。
(1): Required characteristics and their characteristics This portable deployable antenna is composed of a cloth reflector having a diameter of 350 mm, a primary radiator of a microstrip patch antenna, and a diplexer. The reflecting mirror is made of a flexible conductive cloth such as cloth, and seven metal frames are fixed to the circumference and back surface of the reflecting mirror to form a parabolic surface. A plate made of ABS resin that is slightly larger than the size of the opening surface of the reflecting mirror is attached, and a hole with a diameter of 61.2 mm is provided at the center of the plate so that the primary radiator is attached. A hinge is used on both sides of the center of the reflector to store and unfold the reflector.
導電性布は厚さ0.15mm、面密度80g/m2 、2.5GHZ におけるリターンロスが−0.03dBで、電波をほぼ全反射するものである。このような導電性布を用いることにより、反射鏡を簡易に薄く折り畳むことができる。 Conductive fabric thickness 0.15 mm, surface density 80 g / m 2, the return loss at 2.5GH Z is -0.03DB, is to substantially totally reflect the radio waves. By using such a conductive cloth, the reflecting mirror can be easily folded thinly.
一次放射器は軽く容易に収納できる。摂動素子を装荷した一点給電の円形パッチアンテナを用いており、無給電素子を給電パッチから高さ12mmのところに取り付け、給電パッチの半径は20.9mm、無給電パッチの半径は18.45mmである。基板の半径は29.5mm、比誘電率は2.6、厚さは両パッチともに1.7mmである。一次放射器はパッチのグランド面側をABS樹脂で囲んでおり、90deg開口となるように鏡面の中心から87.5mm離れたところに取り付けるようにした。 The primary radiator can be stored lightly and easily. It uses a single-point-feed circular patch antenna loaded with a perturbation element. The parasitic element is mounted at a height of 12 mm from the feeding patch. The radius of the feeding patch is 20.9 mm and the radius of the parasitic patch is 18.45 mm. is there. The substrate has a radius of 29.5 mm, a dielectric constant of 2.6, and a thickness of 1.7 mm for both patches. The primary radiator was surrounded by ABS resin on the ground surface side of the patch, and was attached at a position 87.5 mm away from the center of the mirror surface so as to be a 90 deg opening.
ダイプレクサの大きさは200mm×63mm、通過帯域は中心周波数に対して、送信が±15MHZ 、受信が±25MHZ 、アイソレーションは70dB以上である。 The size of the diplexer 200 mm × 63 mm, with respect to the passband center frequency, transmission ± 15 mH Z, received ± 25MH Z, isolation is more 70 dB.
(2) :アンテナ特性
前記可搬型展開アンテナを使用して前記技術試験衛星と通信実験を行う際に要求される周波数特性は、送信(Tx)が2657.5MHZ ±2.5MHZ 、受信(Rx)が2502.5±20MHZ で、要求利得は回線設計上1Mbpsの伝送速度を確保するために12dBi以上の利得が必要となる。次のアンテナの性能仕様が要求性能を満足していることがわかる。
(2): Frequency characteristics required when using the antenna characteristics the portable deployable antenna communicates experiments with the engineering test satellite transmission (Tx) is 2657.5MH Z ± 2.5MH Z, receiving ( in rx) is 2502.5 ± 20MH Z, request gain is required than gain 12dBi to ensure the transmission speed of 1Mbps on line design. It can be seen that the following antenna performance specifications satisfy the required performance.
(アンテナの性能仕様)
周波数帯域 Tx:2657.5±2.5MHZ
Rx:2502.5±20MHZ
定在波比 1.5以下
軸比 2dB以下
利得 Tx:13.78dBi,Rx:13.69dBi
(ダイプレクサ端において)
(Antenna performance specifications)
Frequency band Tx: 2657.5 ± 2.5MH Z
Rx: 2502.5 ± 20MH Z
Standing wave ratio 1.5 or less
(At the end of the diplexer)
1 ケース本体
2 アンテナカバー
3、7 把手
4 蝶番
5 送受信コネクタ
6 一次放射器
8 ダイプレクサ
9 フレーム
10 ヒンジ部
12 保持部材
13 樹脂板
14 反射鏡
15 反射鏡保持具
16 軸
17 軸部材
18 枠部材
19 引っ掛け部
20 凹部
21 固定ネジ
23 一次放射器取付穴
24 ビス用穴
25 ビス
27 同軸ケーブル
28 仰角調整用ネジ
29 一次放射器収納部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
アンテナの構成部品を収納するケース本体と、
展開時に所定形状の曲面となって、その曲面の一方側が鏡面となる導電性の柔軟な材料で構成された反射鏡と、
前記反射鏡を保持し、前記ケース本体の軸を中心として回転可能に設けた反射鏡保持具と、
前記反射鏡の後ろ側に取り付けられ、その両端部が前記反射鏡保持具に保持された複数のフレームと、
前記反射鏡の鏡面の前側であって、該鏡面のほぼ全面を覆うように前記反射鏡保持具に固定された電波を損失なく通過させる樹脂板と、
前記樹脂板に設けられ、該樹脂板を貫通させて一次放射器を取り付けるための一次放射器取付穴と、
前記ケース本体に回転可能に設けられ、展開時には前記樹脂板と係合させて反射鏡の位置を所定位置に固定させ、前記アンテナの構成部品を収納した状態でその上側に被せるアンテナカバーと、
を少なくとも備えていることを特徴とする可搬型展開アンテナ。 In a portable deployment antenna that can be folded and unfolded and transported,
A case body for storing antenna components;
A reflecting mirror made of a conductive flexible material that becomes a curved surface of a predetermined shape when deployed, and one side of the curved surface becomes a mirror surface;
A reflector holder that holds the reflector and is provided rotatably about the axis of the case body;
A plurality of frames attached to the back side of the reflecting mirror and having both ends thereof held by the reflecting mirror holder;
A resin plate that is on the front side of the mirror surface of the reflecting mirror and allows the radio wave fixed to the reflecting mirror holder so as to cover almost the entire mirror surface to pass without loss;
A primary radiator mounting hole provided in the resin plate, for penetrating the resin plate and mounting a primary radiator;
An antenna cover that is rotatably provided in the case body, and is engaged with the resin plate at the time of deployment to fix the position of the reflecting mirror at a predetermined position, and covers the antenna component in a state where the antenna cover is stored,
A portable deployable antenna characterized by comprising:
前記反射鏡は、前記回転支持機構により前記フレームの両端を軸として回転し、展開及び折り畳み自在に支持されていることを特徴とする請求項1記載の可搬型展開アンテナ。 Both ends of the frame are attached to a rotatable rotation support mechanism for freely performing the operation of folding and folding the reflecting mirror,
The portable deployable antenna according to claim 1, wherein the reflecting mirror is supported by the rotation support mechanism so as to be rotatable and unfoldable by rotating around both ends of the frame.
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CN108281746A (en) * | 2018-01-19 | 2018-07-13 | 西安电子科技大学 | A kind of deployable solid surface antenna |
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- 2003-08-18 JP JP2003294212A patent/JP3752548B2/en not_active Expired - Lifetime
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CN108281746A (en) * | 2018-01-19 | 2018-07-13 | 西安电子科技大学 | A kind of deployable solid surface antenna |
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