特開2019-216407(P2019-216407A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-216407(P2019-216407A)
(43)【公開日】2019年12月19日
(54)【発明の名称】付加製造アンテナ
(51)【国際特許分類】
   H01Q 9/04 20060101AFI20191122BHJP
   H01Q 13/02 20060101ALI20191122BHJP
   B33Y 80/00 20150101ALI20191122BHJP
   B22F 3/16 20060101ALI20191122BHJP
   B22F 3/105 20060101ALI20191122BHJP
【FI】
   H01Q9/04
   H01Q13/02
   B33Y80/00
   B22F3/16
   B22F3/105
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【外国語出願】
【全頁数】31
(21)【出願番号】特願2019-41151(P2019-41151)
(22)【出願日】2019年3月7日
(31)【優先権主張番号】15/933,289
(32)【優先日】2018年3月22日
(33)【優先権主張国】US
(71)【出願人】
【識別番号】500520743
【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】The Boeing Company
(74)【代理人】
【識別番号】100086380
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 稔
(74)【代理人】
【識別番号】100103078
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 達也
(74)【代理人】
【識別番号】100130650
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 泰光
(74)【代理人】
【識別番号】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(74)【代理人】
【識別番号】100168099
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 伸太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100168044
【弁理士】
【氏名又は名称】小淵 景太
(74)【代理人】
【識別番号】100200609
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 智和
(72)【発明者】
【氏名】リチャード ダブリュー.アストン
(72)【発明者】
【氏名】マーティン ダブリュー.ビエティ
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ジョン ラングマック
(72)【発明者】
【氏名】ニコール エム.ヘイスティングス
(72)【発明者】
【氏名】ニコール ダイアン シェーンボルン
【テーマコード(参考)】
4K018
5J045
【Fターム(参考)】
4K018AA03
4K018AA06
4K018AA15
4K018BA02
4K018BA03
4K018BA08
4K018BA20
4K018CA44
4K018EA51
4K018EA60
4K018KA32
5J045DA01
5J045HA01
5J045LA01
(57)【要約】      (修正有)
【課題】無線通信用のアンテナ及びアンテナコンポーネントシステム、装置及び方法を提供する。
【解決手段】基部20及び本体部(12)を含む、付加製造アンテナ装置(アンテナコンポーネント10であって、本体部12は、基部20に付けられており、二次的なプリンティング支持部材が必要ないように構成された格子状強化構造体14を含む。アンテナコンポーネントの製造方法は、無線周波数信号を送信または受信するように構成された管状構造体をプリントすることを含む。管状構造体は、格子アレイによって支持された外周面部分を有する。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
付加製造された基部と、
前記基部に付けられるべく、付加製造された管状本体部とを含み、前記本体部は、二次的なプリンティング支持部材が必要ないように構成された格子状強化構造体を含む、アンテナ装置。
【請求項2】
前記基部及び本体部は、コマンドホーンアンテナを形成する、請求項1に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記基部及び本体部は、カップダイポールアンテナを形成する、請求項1又は2に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記基部及び本体部は、レーザ焼結金属合金によって構成されている、請求項1〜3のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記基部及び本体部は、レーザ焼結アルミニウム合金によって構成されている、請求項1〜4のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
【請求項6】
前記本体部は、前記本体部に接続されるように付加製造された上部に向かうにつれて、外方に広がっている、請求項1〜5のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
【請求項7】
前記格子状強化構造体は、ダイアモンド状開口のアレイを含む、請求項1〜6のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
【請求項8】
無線周波数信号を送信又は受信するように構成された管状構造体をプリントすることを含み、前記管状構造体は、格子アレイによって支持された外周面部分を有する、アンテナの製造方法。
【請求項9】
前記プリント工程は、焼結金属合金の複数の層を堆積させることを含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記プリント工程は、二次的な支持部材を用いずに行われる、請求項8又は9に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無線信号通信用のシステム及び方法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、アンテナ及びアンテナコンポーネントに関する。
【背景技術】
【0002】
アンテナは、無線信号を送受信するための無線通信技術における重要な要素である。アンテナにおける導電性材料は、通信回路内を流れる電流と、放射される電磁波との間のインターフェイスとしての役割を行う。アンテナの形状及び材料によって、インピーダンス、指向性、及び帯域などの特性が決まる。好ましい特性は、アンテナの配置場所及び用途によって、大きく異なりうる。例えば、民生用FMラジオでは、あらゆる方向からの信号を受信するのに適したモノポール全方向性アンテナが用いられ、GPS衛星では、地上方向送信のための高指向性の導波管が用いられうる。多くの用途において、効果的なアンテナを作製するためには、複雑な形状を高精度で実現しなければならない。このようなアンテナは、従来、個別に機械加工された複数の部品を手作業で組み付けることによって製造されており、これは、時間及び費用がかかるプロセスである。
【0003】
付加製造(Additive Manufacturing: AM)は、比較的低コストの高速生産方法として、多くの産業で急速に人気が高まっている。AMは、3Dプリンティングとしても知られており、これを用いることにより、付加的にオブジェクトを造形することによって、3Dモデルから固体オブジェクトを作製することができる。AMでは、通常、原材料を敷設し、次にこれを選択的に接合又は溶融することにより、所望のオブジェクトを作成する。原材料は、通常、層状に敷設されるが、個々の層の厚みは、採用される個々の技術によって異なりうる。
【0004】
大抵の場合、原材料は、微粒子又は粉末状であり、層状に敷設された後に、熱源によって選択的に溶融される。多くの場合、材料床の上面が溶融され、形成中のワークピースが床内へと僅かに下方に成長していく。次に、新たな原材料層が材料床上に敷設され、次の層が既設層上に融着される。粒子状の原材料の例としては、熱可塑性ポリマー、金属粉末、金属合金粉末、又は、セラミック粉末があり、これらは、走査レーザ又は走査電子ビームなどのコンピュータ制御熱源を用いて、溶融することができる。例示的な方法としては、特に、選択的レーザ溶融法(selective laser melting : SLM)、直接金属レーザ焼結法(direct metal laser sintering: DMLS)、熱溶解積層法(fused deposition modelling: FDM)、及び、電子ビーム溶融法(electron beam melting: EBM)がある。
【0005】
機械加工又は他の除去製造法(subtractive manufacturing)に用いられる従来の部品設計をAMに用いることは、非効率な場合があり、不可能な場合さえある。プロセスや使用材料によっては、支持されていない部分が崩れたり、細かい部分の精度が不十分となったり、ゆがみや亀裂が生じたりすることがある。従来の部材の機能を維持しつつAM法の効率的な利用を実現する新たな設計が、必要とされている。
【発明の概要】
【0006】
本開示は、アンテナ装置及びコンポーネントに関するシステム、装置、及び方法を提供する。いくつかの実施例において、付加製造アンテナ装置は、基部及び本体部を含みうる。本体部は、基部に付けられており、二次的なプリンティング支持部材が必要ないように構成された格子状強化構造体を含みうる。
【0007】
いくつかの実施例において、アンテナコンポーネントは、レーザ焼結合金の長状の中空本体部を含みうる。本体部は、無線周波数信号を指向するように構成されるとともに、格子状強化構造体を外周面に備えうる。格子状強化構造体は、二次的なプリンティング支持が必要ないように構成されうる。
【0008】
アンテナの製造方法は、無線周波数信号を送信又は受信するように構成された管状構造体をプリントすることを含みうる。管状構造体は、格子アレイによって支持された外周面部分を有する。
【0009】
特徴、機能、及び、利点は、本開示の様々な実施形態において個別に実現可能であるが、他の実施形態において互いに組み合わせてもよく、さらなる詳細については、以下の記載及び図面を参照することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本開示の態様による例示的なアンテナ装置の概略図である。
図2】本開示の態様による例示的な格子状強化構造体の概略図である。
図3】本明細書で説明する、従来の方法で製造された例示的なコマンドホーンアンテナの等角図である。
図4図3のアンテナの4−4線に沿った断面図である。
図5】本開示の側面による、例示的な付加製造コマンドホーンアンテナの等角図である。
図6図5のアンテナの6−6線に沿った断面図である。
図7図5のアンテナの側面図である。
図8】本明細書に記載の例示的な同軸アダプタの等角図である。
図9図5のアンテナの上面図である。
図10図5のアンテナの図7の線10−10に沿った断面図である。
図11図5のアンテナの図7の線11−11に沿った断面図である。
図12図5のアンテナの底面図である。
図13】本明細書で説明する、従来の方法で製造された例示的なカップダイポールアンテナの分解等角図である。
図14】本開示の側面による、例示的な付加製造カップダイポールアンテナの分解等角図である。
図15図13のアンテナの等角図である。
図16図14のアンテナの等角図である。
図17】取付け用付属品をさらに含む図14のアンテナの、図16の線17−17に沿った断面図である。
図18図14のアンテナのダイポール構造体の上面図である。
図19】本明細書に記載の、図14のアンテナの例示的な付加製造ブランクの上面図である。
図20】導電性コアを有しない図14のアンテナの上面図である。
図21図19の付加製造ブランクの底面図である。
図22図14のアンテナの底面図である。
図23図19の付加製造ブランクの側面図である。
図24図14のアンテナの側面図である。
図25図19の付加製造ブランクの等角図である。
図26図14のアンテナの等角図である。
図27】本開示による例示的な付加製造方法の工程を示すフローチャートである。
図28】本明細書に記載の例示的な付加製造装置の概略図である。
図29】本開示による例示的なアンテナの付加製造方法の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
外周格子状強化構造を有するアンテナコンポーネント、ならびに、関連する製造方法の様々な態様及び実施例を、以下に説明するとともに、関連図面に図示する。別段の記載がない限り、アンテナコンポーネント及び/又はその様々なサブコンポーネントは、本明細書に記載され、図示され、及び/又は、組み込まれた構造、部品、機能、及び/又は変形例の少なくとも1つを含みうるが、必須ではない。また、特に排除する旨の記載が無い限り、本開示に関連させて本明細書に記載、図示、及び/又は援用がなされたプロセス工程、構造、部品、機能、及び/又は変形例を、他の同様の装置及び方法に含めることができ、これには開示の実施形態間で互換可能なものも含まれる。以下の様々な実施形態の説明は、単に例示的な性質のものであり、本開示やその適用例又は用途をなんら限定することを意図するものではない。また、実施例及び実施形態によってもたらされる利点を以下に説明しているが、これらは、例示的な性質のものであり、すべての実施例及び実施形態が同じ利点や同じ程度の利点をもたらすとは限らない。
[概要]
【0012】
概して、アンテナ装置は、導電性材料を含む付加製造構造体を備えうる。アンテナ装置は、アンテナコンポーネントと称される場合もある。アンテナコンポーネントは、無線信号の送受信を実現するように構成されており、コマンドホーン(command horn)アンテナ、カップダイポール(cup dipole)アンテナ、又は、導波管アンテナなどの従来のアンテナの一部として機能しうる。これに加えて又は代えて、アンテナコンポーネントは、追加のコンポーネント無しで、アンテナとして機能しうる。
【0013】
図1は、符号10で示すアンテナコンポーネントの概略図であり、当該アンテナコンポーネントは、壁13と格子状強化構造体14とを有する本体部12を含む。本体部は、例えば、管状、長状、及び/又は、中空状である。格子状強化構造体は、例えば本体部12の外周面17に設けられており、壁13の一部を周囲から囲んでいるといえる。本体部12は、図1では断面が円形のものとして図示しているが、任意の適当な断面形状を有しうる。本体部は、無線周波数信号を送信又は受信するためのチャンネルを形成するように、及び/又は、無線周波数信号を指向するように構成することができる。
【0014】
アンテナコンポーネント10は、内部構造体16をさらに含む。内部構造体は、無線周波数電磁波の送受信を容易化するように構成された任意の形状を有しうる。当該構造体は、選択された偏波、共振周波数帯域、放射パターン、及び/又は、任意の機能アンテナ特性用に構成することができる。壁13も、選択された偏波、共振周波数帯域、放射パターン、及び/又は、任意の機能アンテナ特性用に構成された内部形状を有しうる。
【0015】
内部構造体16は、壁13の内面に形成してもよいし、これに加えて又は代えて、基部又は頂部などのアンテナコンポーネント10の他の部分に形成してもよい。内部構造体16の例としては、限定するものではないが、セプタム(septum)、アイリス(iris)、ダイポール、同調ねじ、ポストフィルタ(post filter)、及び/又はこれらの組み合わせがある。
【0016】
アンテナコンポーネント10は、導電性材料を含み、導電性材料は、例えばレーザ焼結金属である。いくつかの実施例において、当該コンポーネントは、アルミニウム、銅、チタン、及び/又は、これらの合金を含みうる。当該コンポーネントは、複数の材料を含んでいてもよいし、単一の材料で形成してもよい。アンテナコンポーネント10の材料又は材料の組み合わせを選択する際には、導電性、弾性、密度、温度感度、ならびに他の要素が、考慮される。適切あるいは望ましい材料は、アンテナコンポーネントの用途及び選択される付加製造法によって異なる。
【0017】
アンテナコンポーネント10は、垂直軸18によって示される製造方向を有しており、当該垂直軸は、本体部12の長軸と一致しうる。垂直軸は、図2に示されている。当該コンポーネントは、複数の層を含み、各層は、垂直軸18に対して略垂直である。各層は、厚みが小さく且つ平らであり、隣接する層に対して融着又は他の方法で結合している。
【0018】
1つの層から隣接する層への変化は、制限されうる。すなわち、アンテナコンポーネント10の寸法は、垂直軸18に沿って徐々に変化しうる。アンテナコンポーネントは、急激なオーバーハング部(overhang)を含まない。ここで、急激なオーバーハング部とは、垂直軸18に対して約45度を超える角度または約50度を超える角度を形成する、任意の下向き面ということができる。これにより、アンテナコンポーネント10のすべての部分を、二次的な支持体を必要とせずにプリントすることができる。
【0019】
いくつかの実施例において、アンテナコンポーネント10は、付加製造されたブランク(blank)に対して後処理を受けることができる。急激なオーバーハング部や付加製造に適さない他の部分は、機械加工によって設けることができる。このような実施例では、付加製造ブランクは、急激なオーバーハング部を含まず、二次的な支持体を用いずにプリントされうる。
【0020】
アンテナコンポーネント10のどの部分の厚みも、制限を受けうる。換言すれば、厚みは、上限及び/又は下限を有しうる。アンテナコンポーネントのどの部分についても、各層の面積が、制限されうる。このような制限は、絶対的なものであったり、あるいは相対的なものであったりしうる。例えば、本体部12の壁13は、厚みが60ミル(1ミル=0.001インチ)未満に制限される。あるいは、壁13は、例えば本体部の直径の6%までに制限される。このような制限を設けることによって、製造プロセス及び/又は以降の冷却又はその他の温度変化によって誘発される応力に起因する、プリントされた材料の亀裂又は破断を、防止することができる。
【0021】
別の例として、壁13は、20ミル以上の厚みに制限してもよい。このような制限は、所望のプリント解像度及び十分な強度を有する部材を作製することに役立ち、付加製造プロセスにわたって幾何学的な完全性(geometric integrity)を維持することができる。
【0022】
格子状強化構造体14は、図2に概略的に示されており、複数のダイアモンド状開口24を含んでいる。これらの複数の開口は、ダイアモンド状開口のアレイということもできる。各ダイアモンド状開口の各辺は、垂直軸18に対して角度15を成す。角度15は、例えば、約45度未満あるいは約50度未満である。格子状強化構造体は、複数の第1平行直線構造部と、前記第1構造部に交差する複数の第2平行直線構造部とを有するということもできる。各直線構造部は、垂直軸18に対して、例えば約45度未満あるいは約50度未満の角度を成す。
【0023】
格子状強化構造体14は、本体部12及び/又は壁13の構造的強度を向上させるように構成される。これにより、アンテナコンポーネントを、構造強度に余裕のあるもの、及び/又は、選択された剛性要件を満たすものとすることができる。格子状強化構造体14は、アンテナコンポーネント10の付加製造プロセスの間、本体部12の円形状又は任意の形状を維持するように構成することができる。当該構造体により、アンテナコンポーネント10の安定形状を実現するとともに、製造プロセス中のゆがみ及び/又は熱変形を抑制することができる。これにより、アンテナコンポーネントを、コンピュータ支援設計(CAD)の公称仕様に対して、形状偏差が少ないものとすることができる。格子状強化構造体14は、アンテナコンポーネント10の部材を支持するように構成することができ、これにより、アンテナコンポーネントの付加製造において二次的な支持体を用いる必要性を回避することができる。
【0024】
アンテナコンポーネント10は、基部20及び頂部22をさらに含む。いくつかの実施例において、格子状強化構造体14は、頂部22を支持しており、当該頂部は、横方向寸法において、本体部12よりも大きい。格子状構造体は、例えば、横方向寸法が垂直軸18に沿って徐々に増大しており、これにより、上述のように、頂部が急激なオーバーハング部を形成しないようになっている。換言すれば、格子状構造体は、約50度未満の平均角度で、頂部に向かうにつれて外側に広がっている。本体部も、頂部に向かうにつれて外側に広がっているということができる。
【0025】
基部20又はアンテナコンポーネント10の他の部分は、電気回路への接続用に構成することができる。例えば、アンテナコンポーネントは、同軸アダプタの取り付けに適した開口を含む。また、アンテナコンポーネントは、リフレクタディッシュ(reflector dish)又はダイポールなどの他のアンテナコンポーネントに接続するように構成することもできる。いくつかの実施例において、アンテナコンポーネントは、既存のアンテナ設計と等価の機能を有するように設計することができるとともに、既存のアンテナ設計の場合とほぼ同様の電気システムに接続するように構成することができる。
【0026】
アンテナコンポーネント10は、無線信号通信及び/又は効率的な付加製造を実現するように構成された追加の部分を含みうる。いくつかの実施例において、アンテナコンポーネント10は、より少ない部品を含むものであってもよいし、本明細書に記載の2つ以上の部分の機能を1つの構造体が果たすものであってもよい。例えば、内部構造体16と頂部22とは、単一の構造体すなわち同一の構造体であってもよい。
【0027】
アンテナコンポーネント10は、一部又は全体を、一体化することができる。換言すれば、壁13、格子状強化構造体14、内部構造体16、基部20、頂部22、及び/又はアンテナコンポーネントの任意の他の部分を、1つの構造体で構成することができる。アンテナコンポーネントは、個別の部品を組み付けずに、1つのプロセスで付加製造することができる。また、アンテナコンポーネントは、製造後の除去を必要とする二次的な支持体を用いずに、製造することができる。
【0028】
アンテナコンポーネント10は、一体構造とすることにより、より高い信頼性を有することができる。部品の連結又は相互作用に関連する不良状態を排除することができる。例えば、当該アンテナコンポーネントは、振動によって緩むボルト、負荷がかかると移動してしまうシム、又は、輸送中にチューニングが変わってしまう同調ねじを含まない。一般的に、部品数がより少ないアンテナの方が、動作上の問題の可能性が低減される。
【0029】
アンテナコンポーネント10の幾何学形状は、再現可能となるように設定することができる。換言すれば、アンテナコンポーネントの幾何学形状は、当該コンポーネントの複製が複数個製造された場合に、各複製の寸法が元の設計の望ましい許容差内に収まる形状にすることができる。いくつかの実施例において、望ましい許容差は、1ミル、10ミル、又は任意の適当な大きさであってよい。製造される複製は、形状も忠実なものとすることができる。例えば、円形となるように設計された開口は、一貫して円形としてプリントされ、楕円にはプリントされない。
[実施例、コンポーネント、代替例]
【0030】
以下のセクションでは、例示的なアンテナ装置及びアンテナコンポーネントならびに関連するシステム及び/又は方法の、選択された態様を説明する。これらのセクションにおける実施形態は、説明を目的とするものであり、本開示の全体の範囲を限定するものであると解釈されるべきではない。各セクションは、1つ又は複数の異なる実施形態又は実施例、及び/又は背景的又は関連する情報、機能及び/又は構造を含みうる。
[A. 例示的なコマンドホーンアンテナ]
【0031】
図5図12に示すように、本セクションは、概括的に符号110で示す、付加製造コマンドホーンアンテナについて説明する。アンテナ110は、上述した付加製造アンテナコンポーネント10の一例である。コマンドホーンアンテナは、コマンドパイプアンテナ又は導波管アンテナとも称されうる。
【0032】
図3図4には、除去製造法により製造された従来のコマンドホーンアンテナを、概括的に符号50として示している。従来のアンテナ50は、個別に機械加工された複数の部品を含み、その其々が、ねじ止め、接着、又は他の方法で固定されている。アンテナ50は、中空の矩形偏波器52を含み、内部の段差付きセプタム54は、アンテナでの円偏波用に構成されている。図4に断面で示すセプタムは、偏波器52の一部として機械加工することができない薄型の構造体であり、アンテナ50の組み立て中に偏波器内に配置及び接合される。
【0033】
偏波器52の底部では、同軸コネクタ56がネジによって偏波器に固定されており、両側に2つの同軸ケーブルが接続できるようになっている。偏波器52の上端付近では、アンテナの共振周波数を調整するために、同調ねじ58が偏波器52の内部に突出している。偏波器52の上端には、同調用アイリスプレート60が固定されており、当該プレートは、偏波器52上で帯域フィルターとして作用するための制限された寸法の中央開口を有する。
【0034】
シム及びアラインメントピンが、アイリスプレート60の上に固定されることにより、円形の導波管62が正確に位置合わせされて、偏波器52に連結されている。円形のチョーク64が、アンテナ50の指向性を高めるために、導波管62の外面に取り付けられている。アンテナ50の各部品の寸法及び配置は、偏波、共振周波数、及び、指向性などのアンテナ50の所望の機能特性が得られるように、計算される。ここで、従来のアンテナ50の面及び構造体の中には、アンテナの電磁特性にとって不可欠であるものもあれば、構造的且つ機械的に重要なものもある。
【0035】
付加製造アンテナ110は、従来のアンテナ50の電磁気的且つ機能的に不可欠な部分を維持しつつ、構造的且つ機械的に重要な部分を変更して、付加製造を可能にするよう構成されている。アンテナ110はまた、同調ねじ58などの電磁気的機能部分を、同調用アイリスなどの機能的に等価なものに変更している。アンテナ110は、従来のアンテナ50が用いられていた電子機器に接続されるように構成されうる。
【0036】
図5に示すように、アンテナ110は、一体構造である。すなわち、アンテナは、単一部材からなり、以下にさらに説明するように同軸アダプタを取り付ける以外には、組立を必要としない。単一部材アンテナは、より高い信頼性及び/又はより少ない不良状態を実現しうる。アンテナは、二次的な支持部材無しで製造されるように構成されている。換言すれば、アンテナの製造後に支持構造体を取り除く必要が無い。アンテナ10の図示の実施形態は、以下により詳しく説明するように、アンテナの下端及び同調用アイリスの内面に留め具用開口を機械加工するという最小限の後処理を必要とするだけである。アンテナは、製造工程によって生じる表面粗さを十分に抑制して、全体的な表面仕上げが不要となるように構成することができる。
【0037】
アンテナ110は、直接金属レーザ焼結法(DMLS)によって製造されるように構成することができる。本実施形態において、アンテナは、焼結アルミニウム合金、具体的にはAlSi10MgタイプIIを含む。このような合金は、軽量であるとともに、良好な強度、硬度、及び、高い負荷耐性をもたらすことができる。これと同様に適切な特性を有する任意の金属又は合金を、任意の効果的な付加製造プロセスにおいて、用いることができる。
【0038】
アンテナ110は、所定の周波数帯域内で無線通信を行うように設定される。すなわち、アンテナは、所定範囲の無線周波数に調整される。図示の実施形態では、アンテナ110は、KUバンドに調整される。
【0039】
アンテナ110は、中心軸114を規定する中空の長状ガイドパイプ112を含む。中心軸114は、アンテナ110の製造方向を示している。アンテナを製造する際には、例えば、中心軸114は、製造装置の垂直軸又はz軸に平行になる。従って、アンテナ110は、中心軸114に垂直な複数の平坦な層を含みうる。
【0040】
ガイドパイプ112は、略円形の上部115及び略四角形の下部116を含み、これらは、肩状遷移部118を介して繋がっている。ガイドパイプは、全体が中空であり、内面122を有する内部キャビティ120を含む。上部115は、円形の内側断面形状を有する一方、下部116は、四角形の内側断面形状を有する。内部キャビティ120も、下端は矩形であり、上端は円形である。
【0041】
ガイドパイプ112の下部116の下端には、ベースプレート124が形成されている。ベースプレートは、内部キャビティ120を塞いでおり、ガイドパイプの下端を閉じている。ベースプレート124は、ガイドパイプ112の対向する第1側面及び第2側面、ならびに各角部から延出している。図12は、アンテナ110及びベースプレート124の下側を示している。4つの角部の其々において、開口126が、ベースプレートを垂直方向に貫通している。開口126は、留め具を挿入するように構成されており、これによりベースプレート124及びアンテナ110を別の構造体に固定することができる。開口126は、アンテナ110の付加製造後に、ベースプレート124に機械加工又はドリル加工することができる。
【0042】
図5及び図7に示すように、下部116における対向する第3側面及び第4側面の其々には、コネクタ支持構造体128が、ガイドパイプ112から垂直方向に延出するように設けられている。各支持構造体128は、丸みを帯びた十字又はX字形状を有する。X形状の2つの交差片は、中心軸114に対して約45度傾斜しており、支持構造体128には、水平軸に対して約45度より小さい角度を成すオーバーハング部は無い。これにより、材料の使用量を最小限に抑えつつ、望ましくない表面粗さを防止することができる。
【0043】
中央開口130が、コネクタ支持体128を貫通して、ガイドパイプ112の内部キャビティ120内に延びている。中央開口は、同軸コネクタ又はアダプタを挿入できる大きさとされている。支持体128の各交差片の各端部には、留め具用開口132が設けられている。留め具用開口132は、内部キャビティ内まで延びていなくともよいが、同軸コネクタ又はアダプタのネジ又はその他の留め具を挿入して係合させるように構成される。開口130、132は、アンテナ110の付加製造後に、コネクタ支持体128に機械加工又はドリル加工することができる。
【0044】
いくつかの実施例において、コマンドホーンアンテナ110は、他の支持体又は電子コンポーネントに接続するように構成されうる。ベースプレート124及び/又はコネクタ支持体128は、任意の適当な接続部材を含みうる。いくつかの実施例において、開口126、130及び/又は132は、付加製造プロセスの一部として形成してもよい。このような実施例では、開口は、円形ではなくダイアモンド形状を有しうる。
【0045】
図6及び図9図11に示すように、ガイドパイプ112の下部116は、段差付きセプタム134を含む。セプタムは、下部116の対向する第1側面と第2側面との間で内部キャビティ120を横切って延びる薄いプレートである。すなわち、セプタム134は、コネクタ支持体128に対して略垂直に、下部116におけるコネクタ支持体を有しない2つの側面の間で、延びている。セプタム及びコネクタ支持体128は、コネクタ支持体の1つに固定された同軸アダプタが、セプタム134の各平面に接触するように配置される。
【0046】
図8は、同軸ケーブルの端部と係合して、当該ケーブルとセプタム134の一側面との電気的接触を実現するように構成された、例示的な同軸アダプタ136を示している。これにより、接続された無線送信機又は受信機からの2つの接続同軸ケーブルによって、アンテナ110を励起することができる。いくつかの実施例において、他のアダプタ又はコネクタをアンテナ110に接続してもよい。例えば、アンテナ110は、2つの垂直な矩形導波管によって励起される構成とすることもできる。
【0047】
セプタム134は、任意の適当な形状を有しうる。図6に示すように、セプタムは、例えば、ガイドパイプ112の内面122上の2つの線の間で、ゼロでない距離にわたって延びている。この点より上の位置では、セプタムは、傾斜していてもよいし、任意の数又は大きさの段差を含んでいてもよい。セプタム134の大きさと段差パターンは、個別に、ガイドパイプ112の下部116の寸法と相関させて、所望の性能が得られるよう、当業者によって選択することができる。セプタム134は、無線信号の円偏波を実現するように構成されうる。
【0048】
内部キャビティ120は、ガイドパイプ112の肩状遷移部118において、肩形状を有している。内部キャビティは、図6に示すように、幅AAを有する四角形と、これと一致する直径BBを有する円形との間で、変化している。幅AA及び直径BBは、第1アイリス138及び第2アイリス140を除いて、内部キャビティ120の全長にわたって一定であってもよい。いくつかの実施例において、幅AAと直径BBとが異なっていてもよい。いくつかの実施例において、幅AA及び/又は直径BBは、ガイドパイプ112の長さに沿って、徐々に増大しうる。
【0049】
アイリス138、140は、内面122から突出しており、内部キャビティ120の直径を狭めている。各アイリスは、斜面化されており、内面122から湾曲して平坦な内側リングへと続いている。内側リングの直径は、アイリスの直径である。第1アイリス138は、直径CCを有し、第2アイリス140は、直径DDを有する。第1直径CCは、第2直径DDより大きくてもよい。内側リングの直径及び/又は高さは、アンテナ110の所望の周波数範囲に基づいて選択することができる。アイリス138、140は、帯域フィルターとして機能することができ、通過周波数は、アイリスの直径と相関する。
【0050】
各アイリスの斜面は、例えば漸次的であり、曲線に沿ういかなる点においても、中心軸114に対して約45度未満の角度を成さないようになっている。この構造は、アイリス構造体の熱特性を左右し、ひいては、付加製造によって生産される幾何学形状を左右する。オーバーハング部における表面粗さが低減され、アイリス構造体は、再現性のある一貫した幾何学形状で製造可能である。アイリスの直径は、アンテナ110の機能特性にとって重要であるため、各アイリス138、140の内側リングは、アンテナの付加製造後に機械加工してもよい。
【0051】
格子状構造体142は、ガイドパイプ112の上部115の外周面143に形成されている。当該構造体は、格子状強化構造体、支持フレーム枠、又は、網目状支持体と称する場合もあり、外周面は、外面と称する場合もある。格子状構造体142は、上部115の壁117を周方向に囲んでおり、壁から径方向に延出している。上部115が非円形である実施例では、格子状構造体142は、上部の周囲を囲んでおり、壁から垂直に延びている。格子状構造体142は、ガイドパイプ112の上部115の一部であるか、あるいは、その外面143を形成している。
【0052】
チョーク構造体144が、上部115の壁117における格子状構造体142の上端付近から延びている。チョーク144は、格子状構造体142によって支持され、格子状構造体は、チョークによって二次的なプリント要件が発生することを回避するように構成される。アイリス138、140及び/又はセプタム134に対するチョーク144の垂直位置は、アンテナ110の所望の性能が得られるように選択することができる。格子状構造体142の高さ又は垂直方向長さは、例えばチョーク144の位置によって決まる。
【0053】
図7に示すように、上部115の壁117は、外径EEを有しており、チョーク144は、外径FFを有している。上部115は、20ミルと60ミルとの間の壁厚みを有しうる。チョーク144の外径FFは、チョークの所望の機能特性に応じて決定することができる。格子状構造体142は、上部115からチョーク144に向かうにつれて外方に広がっており、径EEから径FFへと拡径している。ガイドパイプ112が、チョーク144に向かうにつれて外方に広がっているということもできる。
【0054】
図示の実施形態では、格子状構造体142は、傾斜領域を成すように広がっている。格子状構造体は、外方に向かって湾曲していてもよいし、任意の適当な形状で徐々に広がっていてもよい。外方への広がり角度145は、格子状構造体に沿って変化しうるが、角度145の平均は、例えば、約50度未満あるいは約45度未満である。格子状構造体上の任意の点における外方への広がり角度145は、約50度未満あるいは約45度未満であってもよい。
【0055】
格子状支持構造体142は、ダイアモンド状開口146のアレイを含み、その細部は、図5に見ることができる。開口146は、上部115の外周方向及び上部の長さ方向において、等間隔に設けられている。図10及び図11は、図7の線10−10及び線11−11に沿う格子状構造体142の断面図であり、開口146の等間隔配置を示している。開口は、構造的に効果的な任意のパターンに離隔又は配置すればよい。
【0056】
図6に見られるように、各開口146の深さは、格子状支持構造体142及びガイドパイプ112の外面から壁117の外面までと定義することができる。格子状構造体142が外方に広がっているので、各開口の深さは、上部115の長さに沿って変化しうる。
【0057】
各ダイアモンド状開口146は、4個の内面148を含む。上側2つの内面148の其々は、例えば、中心軸114に対して約45度未満の角度で傾斜している。各内面は、例えば、別の内面148及び/又は壁117の外面と接する箇所が、丸み付け又は肉盛されている。
【0058】
再び図5を参照すると、チョーク144は、上部115の外面143から延びる円形ベース部150を含んでおり、上部と同心状である。外側リング152及び内側リング154が、ベース部150から垂直方向上方に延びている。外側リング152及び内側リング154の両方が、上部115と同心状である。チョークは、二重壁のカップ形状を有するか、あるいは、下端が閉じられた同心の中空シリンダであるということもできる。チョーク144の寸法及び配置は、チョークの所望の機能特性に応じて決定することができる。チョークは、アンテナ110の垂直方向下方への無線周波数出力を制限するように構成することができる。また、チョークは、アンテナ110の指向性を高めるか、あるいは、アンテナの放射パターンを変更するように構成することもできる。
【0059】
いくつかの実施例において、チョーク144は、外側リング152のみを含み、内側リング154を含まなくともよい。チョークは、3個以上のリングを含んでもよいし、非円形状であってもよい。例えば、チョーク144は、矩形であってもよく、格子状構造体142は、チョークの近傍で、これに対応する四角形断面形状を有していてもよい。
[B. 例示的なカップダイポールアンテナ]
【0060】
図14及び図16図26に示すように、本セクションは、包括的に符号210で示す、付加製造カップダイポールアンテナについて説明する。アンテナ210は、アンテナフレーム枠212を含み、上述した付加製造アンテナコンポーネント10の一例である。カップダイポールアンテナは、ターンスタイル(turnstile)アンテナ、又は、クロスダイポール(crossed dipole)アンテナと称される場合もある。
【0061】
図13及び図15には、除去製造法により製造された従来のカップダイポールアンテナを、概括的に符号70として示している。従来のアンテナ70は、個別に機械加工された複数の部品を含み、その其々が、ねじ止め、接着、又は他の方法で固定されている。当該アンテナは、中央開口を有する略円筒形の導電性カップ72を含む。ダイポール構造体74が、カップ72の内側に、ガスケット76を介して開口を覆うように固定されている。アダプタ78が、同様にカップ72の下側に固定されており、これにより、カップの開口を通じて、ダイポール構造体74に同軸ケーブルを容易に接続できるようになっている。
【0062】
ダイポール構造体74は、互いに垂直に配置された2つのダイポール、すなわち、長ダイポール80と短ダイポール82とを含む。これらのダイポールは、スプリットチューブバラン(split-tube balun)84に装着されており、バラン内に設置されるべき別体の導電体86を含む。バランは、接続された同軸ケーブルからの不平衡信号を、適切なインピーダンスの平衡信号に変換するように構成されている。
【0063】
長ダイポール80及び短ダイポール82は、選択された周波数帯域にアンテナ70を調整するように選択された長さ、及び、2つのダイポール間を直角位相とするための適切な相対長さを有する。従って、アンテナ70は、円偏波用に構成される。カップ72は、共振キャビティとして作用して、無線周波数信号を指向するように構成することができる。
【0064】
従来のアンテナ70の各部品の寸法及び配置は、偏波、共振周波数、及び、指向性などのアンテナの所望の機能特性が得られるように、計算されている。ここで、従来のアンテナ70の面及び構造体の中には、アンテナの電磁特性にとって不可欠であるものもあれば、構造的且つ機械的に重要なものもある。
【0065】
付加製造アンテナ210は、従来のアンテナ70の電磁気的且つ機能的に不可欠な部分を維持しつつ、構造的且つ機械的に重要な部分を変更して、付加製造を可能にするよう構成されている。アンテナ210は、交差ダイポールの長さなどの電磁気的に不可欠な部分も変更して、面積の増大によるダイポールのリアクタンスの変化などの、構造的変化の結果に関わらず、等価の機能を維持するようにしてもよい。
【0066】
図14に示すように、アンテナ210のアンテナフレーム枠212は、一体構造である。すなわち、アンテナフレーム枠は、単一部材からなり、アンテナ210に必要な全体の組み付け工程が低減されている。単一部材のアンテナフレーム枠212によって、さらに、アンテナ210の信頼性を高めたり、アンテナの不良状態を抑制したりすることができる。
【0067】
アンテナは、二次的な支持部材無しで製造されるように構成されている。換言すれば、アンテナの製造後に支持構造体を取り除く必要が無い。アンテナフレーム枠212の図示の実施形態は、以下により詳しく説明するように、バラン及び底面などの細かい部分を機械加工するという限られた後処理を必要とするだけである。アンテナは、製造工程によって生じる表面粗さを十分に抑制して、全体的な表面仕上げが不要となるように構成することができる。
【0068】
アンテナ210は、直接金属レーザ焼結法(DMLS)によって製造されるように構成されうる。本実施形態において、アンテナは、焼結アルミニウム合金、具体的にはAlSi10MgタイプIIを含む。このような合金は、軽量であるとともに、良好な強度、硬度、及び、高い負荷耐性をもたらすことができる。これと同様に適切な特性を有する任意の金属又は合金を、任意の効果的な付加製造プロセスにおいて、用いることができる。
【0069】
アンテナ210は、所定の周波数帯域内で無線通信を行うように設定される。すなわち、アンテナは、所定範囲の無線周波数に調整される。図示の実施形態では、アンテナ210は、Lバンドに調整される。
【0070】
アンテナ210は、アンテナフレーム枠212及び導電性コア214を含む。アンテナフレーム枠212は、カップ213及び内部ダイポール構造体を含み、カップは、円筒形本体217及び円形ベース部218を含んでいる。カップ213は、アンテナ210の円形放射開口を形成しうる。カップは、長状管構造体及び/又は一端が閉じられた中空シリンダということもできる。
【0071】
カップ213は、例えば、直径が、約7インチ、7.5インチ、又は、6インチと8インチとの間である。カップは、例えば、高さが、約4インチ、4.5インチ、又は、3インチと5インチとの間である。カップ213の内部高さは、選択された波長に対応しうる。カップ213の寸法も、アンテナ210の所望の機能特性に応じて決定することができる。
【0072】
アンテナフレーム枠212は、中心軸220を有しており、この軸上に円筒形カップ本体217が、中心揃えされている。中心軸220は、アンテナフレーム枠212の製造方向を示している。アンテナフレーム枠を製造する際には、例えば、中心軸220は、製造装置の垂直軸又はz軸に平行になる。従って、アンテナフレーム枠212は、中心軸220に垂直な複数の平坦な層を含みうる。
【0073】
カップ本体217は、円形の壁216、及び、外周面222に設けられた格子状強化構造体224を含む。強化構造体は、カップ壁216上の隆起格子と説明することができ、開口または凹部234のアレイ232を含んでいる。凹部234は、ダイアモンド形状、及び、半ダイアモンド形状又は三角形を有する。強化構造体224は、上述した格子状強化構造体14の一例である。強化構造体は、カップ壁216の外面から延びる複数の交差隆起線と説明することもでき、各線は、中心軸220に対して約45度以下の角度を成している。
【0074】
強化構造体224は、さらに、カップ壁216の上縁及び下縁に設けられたリム225を含む。各リムは、例えば、カップ213の周りに周方向に延びており、カップベース部218に対して平行である。カップ壁216の上縁のリムは、例えば、約45度の角度で斜面化されている。
【0075】
強化構造体224の厚みは、凹部234の深さということもでき、例えば、約45ミル、40ミルと50ミルとの間、または、20ミルと60ミルとの間である。外壁216は、例えば、約40ミル、あるいは、20ミルと60ミルとの間の厚みを有する。強化構造体224によって、厚みの薄い外壁を強化し、構造的強度を向上させることができる。強化構造体は、さらに、カップ213の円形を維持し、これによりアンテナ210の開口の真円度を維持するように構成することができる。
【0076】
強化構造体224は、カバー連結リング230によって隔てられた上領域226と下領域228とに分かれている。カバー連結リング230も、カップ壁216の外面から隆起しており、強化構造体224と同じ又はそれと同等以上の厚みを有している。リングの下縁は、例えば、約45度の角度で斜面化されている。カバー連結リング230は、接着剤を効果的に接着できる滑らかな面を有しうる。いくつかの実施例において、リングは、アンテナカバーを容易に連結するための凹部、溝、又はその他の部分を含みうる。
【0077】
アンテナフレーム枠212の内部ダイポール構造体は、長ダイポール238及び短ダイポール240を含み、これらの其々が、バラン管236に接続されている。バラン管236は、円筒形であり、上端に八角フランジ242を有する。バラン管は、中空であり、カップベース部218の中央円形開口と位置揃えされた中央円形キャビティを有する。バラン管236は、カップベース部218から上方に延びるとともに、カップベース部に連結されている。八角フランジ242は、斜面化又は肉盛がなされており、当該フランジがバラン管236の外面から垂直方向に延出しないように構成されている。図示の実施例では、八角フランジ242とバラン管236の外面との連結部分は、約45度の角度で斜面化されている。
【0078】
長ダイポール238は、図16により明確に見えるように、第1ポール238A及び第2ポール238Bを含み、これらはいずれも、平板状又はシート状であり、カップ213のベース部218及びバラン管236から延びている。短ダイポール240は、第1ポール240A及び第2ポール240Bを含み、これらはいずれも、平板状又はシート状であり、カップ213のベース部218及びバラン管236から延びている。
【0079】
図16に示すように、各ポール238A、238B、240A、240Bは、平行な上辺及び下辺を有する台形である。図17に示すように、各ポールの外側の辺は、バラン管236及び中心軸220に対して角度を成している。ポール238A、238Bは、中心軸220に対して第1角度244を成し、ポール240A、240Bは、中心軸220に対して第2角度246を成す。第1角度244は、第2角度246より大きく、各角度は、約45度より小さい。いくつかの実施例において、角度244と角度246とが等しくてもよいし、角度246が角度244より大きくてもよい。
【0080】
第1ポール238Aと第2ポール238Bとは、平行であり、同一平面内にあり、同一の広がり範囲を持ち、等しい寸法を有する。同様に、第1ポール240Aと第2ポール240Bとは、平行であり、同一平面内にあり、同一の広がり範囲を持ち、等しい寸法を有する。図示の実施形態では、4つのポールはすべて等しい厚みを有する。長ダイポール238の各ポールは、短ダイポール240の各ポールに対して垂直である。図18に示すように、長ダイポール238の第1及び第2ポールは、上辺長さGG及び下辺長さHHを有する。短ダイポール240の第1及び第2ポールは、上辺長さJJ及び下辺長KKを有する。
【0081】
各ポールは、下辺長さHH又はKKの全長にわたって、カップベース部218に接続されている。下辺長さにわたるカップベース部218に対する接続は、付加製造中及びアンテナ210の使用中の両方において、ダイポール238、240に対して構造的強度及び剛性を与える。本実施形態では、下辺長さHHとKKとは、同じである。いくつかの実施例において、下辺長さが互いに異なっていてもよい。
【0082】
上辺長さGG及びJJは、長ダイポール238と短ダイポール240の信号間に所望の位相差を実現するように選択することができる。具体的には、これらの長さは、直角位相を実現し、これによりアンテナ210の円偏波を実現するように、選択することができる。長さGG及びJJ、すなわちアンテナ210の横方向寸法は、選択された波長に比例するものとしてもよい。例えば、長ダイポール238の上辺長さGGは、Lバンドの中心周波数の波長の4分の1、又は約2インチとしてもよい。いくつかの実施例において、GG及びJJは、選択された周波数に相関させてもよい。例えば、ダイポールの上辺長さは、ダイポールのインピーダンスに依存する割合に応じて、共振長より短くしてもよい。
【0083】
バラン管236は、導電性コア214と協働して、スプリットシースバラン(split sheath balun)として作用するように構成されている。換言すれば、バラン管236及び導電性コア214は、接続された同軸ケーブルからの不平衡信号を、適切なインピーダンスの平衡信号に変換するように構成されている。図16に示すように、バラン管236は、高さLLを有し、各ダイポール238、240は、これと一致する高さを有する。高さLLは、選択された波長に比例又は対応するものとしてもよい。
【0084】
2つのスロット248が、八角フランジ242から下方のカップベース部218まで、バラン管236を垂直方向に貫通している。スロット248の長さは、高さLLより小さく、バラン管236の上部は、スロットによって分割されていてもよい。スロット248の長さは、ダイポール238、240のリアクタンスに適合するように選択してもよい。スロット長さも、選択された波長に比例又は対応するものとしてもよい。いくつかの実施例において、スロット248が、バラン管236の全高LLにわたって延びるとともに、バラン管が、其々がカップベース部218に接合された2つの別個の構造体によって構成されていてもよい。
【0085】
図18に示すように、八角フランジ242は、非接続部242A及び接続部242Bに分割されている。ポール238A及び240Aは、非接続部242Aに接合されており、ポール238B及び240Bは、接続部242Bに接合されている。非接続部242Aは、導電性コア214に接触しておらず、当該コアは、タブ250によって接続部242Bに固定されている。
【0086】
コアタブ250は、図14及び図17により明確に示されている。タブは、八角フランジ接続部242Bに設けられた凹部251内に配置されており、当該凹部は、タブを隙間なく受容できる形状とされている。コアタブ250に設けられた開口が、凹部251に設けられた、留め具を受容する構成のねじ穴と、整列している。これにより、導電性コア214を、留め具によって、アンテナフレーム枠212に機械的に固定することができる。いくつかの実施例において、コアタブ250を、接着又は他の方法でアンテナフレーム枠212に取り付けてもよい。
【0087】
導電性コア214は、コアタブ250から下方に、バラン管に接触することなくバラン管236の中空内部を通って延びる。導電性コア214は、任意の電気的に等価で且つ効果的な方法で、アンテナフレーム枠212にも接続されうる。導電性コアは、アンテナフレーム枠212とは別個に製造することができ、また、従来の方法又は付加製造法によって製造することができる。導電性コア214は、アンテナフレーム枠212と同じ材料で構成してもよいし、同じアルミニウム合金で構成してもよいし、任意の適当な導電性材料で構成してもよい。
【0088】
図17は、取付けブラケット252及びサンシェード254を含めた、アンテナ210の取付け構造を示している。サンシェード254は、カップ213の開口端部上に延びており、アンテナ210を太陽放射から保護するように構成されている。サンシェードは、カバー連結リング230に接着されている。サンシェード254は、断熱性及び/又は反射性材料によって構成することができ、アンテナ210とは別個に製造することができる。
【0089】
取付けブラケット252は、アンテナ210が取付けられる構造体の一部であってもよいし、当該構造体に固定してもよい。例えば、取付けブラケット252は、通信衛星の外側ハウジングの一部を形成するものであってもよい。カップベース部218は、取付けブラケット252への取付け用に形成された留め具穴を含む。本実施例において、カップベース部218は、図18により明確に示すように、4個の留め具穴256を含む。留め具穴256は、取付けブラケット252の対応する開口と整列し、図示しない留め具が挿入されるようになっている。カップベース部218又はアンテナ210の他のコンポーネントは、取付けブラケット252及び/又はその他の構造体にアンテナ210を取り付けるように構成された任意の部材を含みうる。
【0090】
図17は、さらに、同軸コネクタ258も示しており、当該コネクタは、カップベース部218の中央開口を通ってバラン管236内に延びている。コネクタは、その第1端部が導電性コア214に連結され、第2端部が同軸ケーブルに連結されるように構成されている。任意の効果的なコネクタを用いることができる。本実施例では、コネクタのピンが、導電性コア214の凹部に螺入されている。同軸コネクタ258は、カップベース部218及びバラン管236との連結によっても、支持されている。本実施例において、バラン管236及びカップベース部218の内面は、ねじ切りされており、コネクタ258と螺合している。いくつかの実施例において、コネクタ258は、カップベース部218に接着してもよいし、他の任意の効果的な方法で固定してもよい。
【0091】
図19図21図23及び図25は、アンテナフレーム枠212の付加製造ブランク260の一例を示している。当該ブランクは、機械加工、ドリル加工、又は他の後処理が施されることにより、図20図22図24、及び図26に示したアンテナフレーム枠212となるものである。図19図26に示したヴュー(view)は、ブランク260及びアンテナフレーム枠212の対応するヴュー同士を、比較しやすいように隣接させて配置している。ブランクに含まれているアンテナフレーム枠212の部材は、プリント部材と称することができ、後処理中に作製される部材は、仕上げ加工部材と称することができる。
【0092】
図19は、ブランク260の上面図であり、ダイポール238、240及び中実の中央コア262を示している。コア及びダイポールは、図25の等角図でも示している。ダイポール238、240及び斜面化された八角フランジ242は、プリント部材であるが、バラン管236の部材は、仕上げ加工部材である。換言すれば、中実コア262を機械加工することにより、上述すると共に図20及び図26に示したバラン管236となる。中実コア262は、内部がくりぬかれ、スロット248が切られる。カップベース部218に隣接するバラン管236の底部には、雌ねじが形成されうる。凹部251が、八角フランジ242に機械加工形成されて、当該凹部内に、ねじ穴がドリル加工により切られる。
【0093】
カップベース部218は、図21に示すように、平らな面を有する中実の構造体としてプリントされる。図20及び図22に示すように、カップベース部218の中央開口及び留め具穴256は、カップベース部を貫通してドリル加工される。これらの開口のいずれか又は両方に、雌ねじを形成してもよい。カップベース部は、例えば、アンテナフレーム枠212の所望厚さよりも、約50ミル厚くプリントされる。この厚み分の材料によって、プリント品を、プリンタベース又は支持プレートから機械的に取り外すことができる。
【0094】
図22に示すように、凹部のパターン264も、カップベース部218の底面に機械加工される。図示の実施例では、パターン264は、ワゴンホイール形状を有する。凹部パターンとしては、任意の適当なものを用いることができる。このような凹部によれば、剛性及び強度などのカップベース部218の構造的特性を維持及び/又は改善しつつ、アンテナフレーム枠212の軽量化を図ることができる。
【0095】
図23は、ブランク260の側面図であり、格子状強化構造体224及びカバー連結リング230を示している。格子状構造体及びリングの両方とも、プリント部材である。カバー連結リング230は、例えば、接着に適した滑らかな面となるように機械加工される。プリントされた状態のリングは、機械加工で除去される50ミルの余剰材料を含みうる。プリントされた状態のカバー連結リングは、強化構造体224よりも、カップ壁216の外面から70ミル遠方に突出しうる。図24に示すように、機械加工後は、リングが強化構造体に対して20ミル突出した状態となりうる。この突出距離は、機械加工プロセス中に強化構造体224を保護するとともに、強化構造体の好ましくない変化を防止することに役立つ。また、カバー連結リング230を機械加工することによって、滑らかな面となり、上述したようなサンシェードの接着が容易になる。
[C. 例示的な付加製造方法]
【0096】
本セクションは、ワークピースの例示的な付加製造方法の工程を説明する。図27を参照されたい。以下に説明する方法の工程では、図28に示した例示的な付加製造装置の態様を用いることができる。必要な場合には、各工程を行う際に使用することができるコンポーネント及びシステムについて言及する。ただし、このような言及は、例示のためのものであり、当該方法の特定の工程を実行可能な方法を限定することを意図したものではない。
【0097】
図27は、例示的な方法で行われる工程を例示したフローチャートであり、方法の完全なプロセス又はすべての工程を必ずしも示すものではない。方法400の様々な工程を以下に説明し、また、図27に示しているが、これらの工程の必ずしもすべてを行う必要はなく、また、場合によっては、これらの工程を同時に行ったり、ここに示した順序とは異なる順序で行ったりしてもよい。
【0098】
工程410において、命令された複数の層を表すデジタル情報が受信される。デジタル情報は、例えば、図28に示す付加製造装置310のコンピュータ制御装置312によって受信される。付加製造装置は、プリンタ又はファブリケーター(fabricator)と称される場合もある。コンピュータ制御装置312は、デジタルデザイン情報を受信するとともにプリンタ310の機能を制御するように構成された任意のデータ処理システムを含みうる。図28に示した例示的なコンピュータ制御装置は、プリンタ機能を制御するためのプロセッサ314、及び、受信データを保存するためのメモリ316を含む。
【0099】
受信情報は、例えば、三次元オブジェクトの層を構成する複数の二次元パターンに関する幾何学的データ及び/又は設計の詳細を含み、三次元オブジェクトは、製造されるワークピース328である。例えば、ワークピース328は、上述したコマンドホーンアンテナ又はカップダイポールアンテナである。層は、断面又はスライスと称される場合もある。複数の層は、命令されて、第1層から最終層まで、番号付け又は整理がなされる。
【0100】
方法400の工程412は、プリンタ310の造形環境320内に位置する造形プラットフォーム318上に原材料を堆積させることを含む。造形プラットフォームは、製造軸322に沿って、コンピュータ制御装置312によって移動可能な支持台を含みうる。造形プラットフォームは、製造軸322に垂直な平らな面を有しうる。
【0101】
原材料は、付加製造に適した任意の材料であってよく、一般的に液体又は粉末であり、フォトポリマー樹脂、熱可塑性樹脂、プラスター、セラミック、及び金属を含みうるが、これらに限定されない。前述したアンテナの場合、原材料は、例えばアルミニウム合金粉末である。材料は、ホッパー、タンク、又は粉末床などの原材料源324から供給することができる。例えば、コンピュータ制御装置312によって駆動されるブラシアームによって、アルミニウム合金粉末を、粉末床から造形プラットフォーム318上に供給することができる。
【0102】
原材料は、造形プラットフォーム318上に広げてもよいし、選択されたパターンに堆積させてもよい。堆積は、コンピュータ制御装置312による制御下で行うことができる。いくつかの実施例において、造形プラットフォーム318は、原材料内に沈められており、材料の堆積は、重力又は流体圧によって実現される。いくつかの実施例において、原材料源324に接続されたプリントヘッド326によって、原材料を、命令された複数層のうちの第1層に対応するパターンに堆積する。
【0103】
工程414において、原材料を変化させて第1層を作製する。換言すれば、命令された複数層のうちの第1層を表している設計情報に従って、且つ、コンピュータ制御装置312によって指示されたように、堆積材料に物理的変化が引き起こされ、造形プラットフォーム上に物理的オブジェクトとしての第1層が形成される。
【0104】
材料は、コンピュータ制御装置312による制御下で、プリンタ310のプリントヘッド326による作用を受けることができる。例えば、プリントヘッドは、露光によってフォトポリマーを硬化させるレーザを含みうる。上述したアンテナの場合、プリントヘッド326は、熱に曝露することによって金属合金粉末を焼結させるレーザを含みうる。プリントヘッドは、コンピュータ制御装置312によって誘導されて、第1層用の受信デジタル情報に描かれた経路、及び/又は、受信デジタル情報に基づいてプロセッサ314が計算した経路をたどることができる。
【0105】
工程416は、造形プラットフォームを位置変更することを含む。いくつかの実施例において、造形プラットフォーム318は、プリントヘッド326から所定距離離れた位置で開始しうる。当該所定距離は、プリントヘッドによって実行される処理に応じて決定することができる。1つの層を作製した後、コンピュータ制御装置312によって、製造軸322に沿ってその層の厚み分だけプリントヘッド326から離れるように、造形プラットフォームを位置変更することができる。すなわち、作製された層の上面がプリントヘッド326から所定距離に位置するように、造形プラットフォームを移動させることができる。
【0106】
いくつかの実施例において、造形プラットフォーム318は、原材料分配コンポーネントなどのプリンタ310の他の要素と整列した位置で、開始してもよい。1つの層を作製した後、作製された層の上面がプリンタ310の当該他の要素と整列するように、コンピュータ制御装置312によって、製造軸322に沿って造形プラットフォームを位置変更することができる。いくつかの実施例において、工程416において、造形プラットフォーム318に代えて又は加えて、プリントヘッド326を位置変更してもよい。いくつかの実施例において、工程416をとばしてもよい。
【0107】
工程418において、方法400における、前の工程で作製された層上に、原材料が堆積される。工程412について述べたように、原材料は、任意の適当な材料であってよく、任意の適当な方法で堆積させることができる。工程420において、工程414について前述したように、原材料を変化させて次の層を作製する。
【0108】
最終層が作製されるまで、工程416から420を繰り返すことにより、受信デジタル情報の複数層のうちの各層が作製される。次に、作製された第1層から最終層が、受信デジタル情報に表されたとおりのワークピース338を形成する。ワークピースは、プリンタから外されて、所望の後処理が施される。例えば、上述したアンテナが、造形プラットフォームの造形プラットフォームから機械的に取り外された後、さらに、アンテナの細部又は滑らかな表面が、機械加工又はその他の方法で仕上げられる。
[D. 例示的なアンテナ製造方法]
【0109】
本セクションは、アンテナの例示的な付加製造方法の工程を説明する。図29を参照されたい。以下に説明する方法の工程では、前述したアンテナコンポーネント、付加製造方法、又は付加製造装置を用いることができる。必要な場合には、各工程を行う際に使用することができるコンポーネント及びシステムについて言及する。ただし、このような言及は、例示のためのものであり、当該方法の特定の工程を実行可能な方法を限定することを意図したものではない。
【0110】
図29は、例示的な方法で行われる工程を例示したフローチャートであり、方法の完全なプロセス又はすべての工程を必ずしも示すものではない。方法500の様々な工程を以下に説明し、また、図29に示しているが、これらの工程の必ずしもすべてを行う必要はなく、また、場合によっては、これらの工程を同時に行ったり、ここに示した順序とは異なる順序で行ったりしてもよい。
【0111】
工程510は、格子アレイによって支持された外周面を有する管状構造体をプリントすることを含む。管状構造体は、無線周波数信号を送受信するように構成されうる。管状構造体は、選択された偏波、共振周波数帯域、放射パターン、及び/又は、任意の機能アンテナ特性用に構成することもできる。上述したアンテナコンポーネント10は、管状構造体の一例である。
【0112】
プリントは、上述した方法400などの付加製造方法によって、行うことができる。具体的には、プリントは、アルミニウム合金粉末の直接金属レーザ焼結法(DMLS)によって行うことができる。管状構造体は、中心軸を有し、当該中心軸は、付加製造方法における垂直方向又は製造軸と一致しうる。換言すれば、管状構造体は、垂直方向にプリントすることができる。工程510のプリントは、二次的な支持部材を用いずに行うことができる。
【0113】
管状構造体は、壁及び強化用格子アレイを含みうる。格子アレイは、管状構造体の外周面を支持することができ、これに加えて又は代えて、壁の一部を周囲から囲んでいる。管状構造体は、内部構造体及び/又は任意の適当な機能的又は構造的部分をさらに含みうる。
【0114】
格子アレイは、複数のダイアモンド状開口を含みうる。各ダイアモンド形開口の各辺は、垂直軸に対して角度を成しうる。当該角度は、例えば、約45度未満あるいは約50度未満である。格子アレイは、管状構造体の構造的強度を向上させたり、プリントプロセスの間、管状構造体の円形を維持したりするように構成することができる。格子アレイは、管状構造体の部材を支持するように構成され、これにより、二次的な支持部材の必要性を回避することができる。格子アレイのダイアモンド状開口も、二次的な支持部材の必要性を回避するように配向される。
【0115】
方法500は、管状構造体に接続される基部をプリントすることをさらに含む。管状構造体は、例えば、基部から離れるにつれて、外側に広がっている。管状構造体は、本体部、及び、本体部の上に設けられた末広がり状中間部を含み、末広がり状中間部が、外面に格子アレイを有している。
【0116】
中間部は、二次的な支持部材の必要性を回避するように選択された角度で、例えば、50度未満又は45度未満の平均広がり角度で、広がっている。この末広がり形状は、中間部の外向き湾曲形状と説明することもできる。いくつかの実施例において、中間部は、例えば円形断面を有する内部キャビティを含み、方法500は、例えば内部キャビティ内にアイリス構造体をプリントすることをさらに含みうる。
【0117】
方法500は、末広がり状中間部の上にオーバーハング部をプリントすることをさらに含みうる。オーバーハング部は、例えば、格子アレイによって支持されたチョーク構造体である。チョーク構造体は、例えば、管状構造体における、基部に対する遠位側に接続される。
【0118】
プリントされる管状構造体は、例えば、アンテナ、アンテナ装置、及び/又は、アンテナのコンポーネントである。いくつかの実施例において、管状構造体は、プリントアンテナの一部又はアンテナコンポーネントとしてプリントされる。例えば、工程510は、コマンドホーンアンテナ又はカップダイポールアンテナを形成することを含みうる。いくつかの実施例において、方法500は、構造体に、他の非プリントコンポーネント又は別個にプリントされたコンポーネントを組み込むことをさらに含みうる。
【0119】
いくつかの実施例において、方法500は、管状構造体に対して、機械加工、ドリル加工、及び/又は表面仕上げなどの後処理を施す工程を含みうる。当該方法は、管状構造体の基部に接続穴を機械加工すること、及び/又は、当該基部に留め具穴を機械加工することを含みうる。
【0120】
工程510のサブステップ512は、焼結金属合金の層を堆積させることを含み、当該サブステップは、複数の層について繰り返される。従って、工程510は、レーザ焼結金属合金の複数の層を堆積させることを含みうる。焼結金属合金は、アルミニウム合金、例えば、AlSi10MgタイプIIを含みうる。層を堆積させることは、造形プラットフォームの表面上、及び/又は、先に堆積された焼結金属合金の層上に、金属合金粉末の層を広げることを含みうる。また、層を堆積させることは、制御データシステムのメモリに保存された幾何学データに従って、粉末層の選択された箇所に、レーザによって生成されたレーザビームを照射することにより、粉末を焼結させることをさらに含みうる。
[E. 追加的な実施例及び例示的な組み合わせ]
【0121】
また、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。
【0122】
付記1: 付加製造された基部と、前記基部に付けられるべく、付加製造された管状本体部とを含み、前記本体部は、二次的なプリンティング支持部材が必要ないように構成された格子状強化構造体を含む、アンテナ装置。
【0123】
付記2: 前記基部及び本体部は、コマンドホーンアンテナを形成する、付記1に記載のアンテナ装置。
【0124】
付記3: 前記基部及び本体部は、カップダイポールアンテナを形成する、付記1に記載のアンテナ装置。
【0125】
付記4: 前記基部及び本体部は、レーザ焼結金属合金によって構成されている、付記1に記載のアンテナ装置。
【0126】
付記5: 前記基部及び本体部は、レーザ焼結アルミニウム合金によって構成されている、付記1に記載のアンテナ装置。
【0127】
付記6: 前記本体部は、前記本体部に接続されるように付加製造された上部に向かうにつれて、外方に広がっている、付記1に記載のアンテナ装置。
【0128】
付記7: 前記本体部は、50度未満の平均角度で外方に広がっている、付記6に記載のアンテナ装置。
【0129】
付記8: 前記格子状強化構造体は、ダイアモンド状開口のアレイを含む、付記1に記載のアンテナ装置。
【0130】
付記9: 前記本体部は、厚みが20ミル(1ミル=1000分の1インチ)〜60ミルの壁を含み、前記格子状強化構造体は、20ミル〜60ミルの厚みを有する、付記1に記載のアンテナ装置。
【0131】
付記10: 前記格子状強化構造体は、無線周波数出力を制限するように構成されたチョーク構造体を支持する、付記1に記載のアンテナ装置。
【0132】
付記11: レーザ焼結合金によって構成されるとともに、無線周波数信号を指向するように構成された長状の中空本体部を含み、前記本体部は、二次的なプリンティング支持が必要ないように構成された格子状強化構造体を外周面に備える、アンテナコンポーネント。
【0133】
付記12: 前記本体部は、コマンドホーンアンテナの一部を形成する、付記11に記載のアンテナコンポーネント。
【0134】
付記13: 前記本体部は、カップダイポールアンテナの一部を形成する、付記11に記載のアンテナコンポーネント。
【0135】
付記14: 前記本体部は、プリントされたシート状ポールを含む、付記13に記載のアンテナコンポーネント。
【0136】
付記15: 前記格子状強化構造体は、ダイアモンド状開口を含む、付記11に記載のアンテナコンポーネント。
【0137】
付記16: 前記本体部の前記外周面は、オーバーハング構造部に向かって上方に向かうにつれて、外方に広がっている、付記15に記載のアンテナコンポーネント。
【0138】
付記17: 前記格子状強化構造体は、付加製造プロセスの間、前記本体部の円形状を維持するように構成されている、付記11に記載のアンテナコンポーネント。
【0139】
付記18: 無線周波数信号を送信又は受信するように構成された管状構造体をプリントすることを含み、前記管状構造体は、格子アレイによって支持された外周面部分を有する、アンテナの製造方法。
【0140】
付記19: 前記プリント工程は、焼結金属合金の複数の層を堆積させることを含む、付記18に記載の方法。
【0141】
付記20: 前記プリント工程は、二次的な支持部材を用いずに行われる、付記18に記載の方法。
【0142】
本セクションでは、アンテナコンポーネントの追加的な態様及び特徴を、限定を意図することなく、一連の項として提示する。これらの項のいくつか又はすべてには、明確化及び効率化のために、英数字を付している。これらの項の其々は、1つ又は複数の他の項、及び/又は、本願の任意の他の箇所における開示と、任意の適切な方法で組み合わせることができる。以下の項のいくつかは、他の項に明示的に言及してさらなる限定を加えているが、これは適切な組み合わせのいくつかの例を提示しているにすぎず、限定するものではない。
【0143】
A0. 付加製造された基部と、
前記基部に付けられるべく、付加製造された本体部であって、二次的なプリンティング支持部材が必要ないように構成された複数の格子状強化構造体を含む本体部と、
前記本体部に接続されるべく、付加製造された上部と、を含む、アンテナ装置。
【0144】
A1. 前記基部、本体部、及び、上部は、コマンドホーンアンテナを形成する、A0に記載のアンテナ装置。
【0145】
A2. 前記基部、本体部、及び、上部は、カップダイポールアンテナを形成する、A0に記載のアンテナ装置。
【0146】
A3. 前記基部、本体部、及び、上部は、レーザ焼結金属合金によって構成されている、A0〜A2のいずれかに記載のアンテナ装置。
【0147】
A4. 前記基部、本体部、及び、上部は、レーザ焼結アルミニウム合金によって構成されている、A0〜A3のいずれかに記載のアンテナ装置。
【0148】
A5. 前記本体部は、前記上部に向かうにつれて、外方に広がっている、A0〜A4のいずれかに記載のアンテナ装置。
【0149】
A6. 前記本体部は、50度未満の平均角度で外方に広がっている、A5に記載のアンテナ装置。
【0150】
A7. 前記格子状強化構造体は、ダイアモンド状開口のアレイを含む、A0〜A6のいずれかに記載のアンテナ装置。
【0151】
A8. 前記本体部は、厚みが20ミル〜60ミルの壁を含み、前記格子状強化構造体は、20ミル〜60ミルの厚みを有する、A0〜A7のいずれかに記載のアンテナ装置。
【0152】
A9. 前記格子状強化構造体は、無線周波数出力を制限するように構成されたチョーク構造体を支持する、A0〜A8のいずれかに記載のアンテナ装置。
【0153】
B0. レーザ焼結合金によって構成されるとともに、無線周波数信号を送信又は受信するように構成された長状の中空本体部を含む、アンテナコンポーネント。
【0154】
B1. 前記本体部は、コマンドホーンアンテナの一部を形成する、B0に記載のアンテナコンポーネント。
【0155】
B2. 前記本体部は、カップダイポールアンテナの一部を形成する、B0に記載のアンテナコンポーネント。
【0156】
B3. 前記本体部は、プリントされたシート状ポールを含む、B0〜B2のいずれかに記載のアンテナコンポーネント。
【0157】
B4. 前記本体部は、付加製造プロセスにおいて二次的な支持部材が必要ないように構成された格子状強化構造体を外周面に備える、B0〜B3のいずれかに記載のアンテナコンポーネント。
【0158】
B5. 前記本体部の前記外周面は、オーバーハング構造部に向かって上方に向かうにつれて、外方に広がっている、B4に記載のアンテナコンポーネント。
【0159】
B6. 前記本体部は、付加製造プロセスの間、円形状を維持するように構成された格子状強化構造体を外周面に備える、B0〜B5のいずれかに記載のアンテナコンポーネント。
【0160】
C0. 外周格子状強化構造体を有する管状部と、無線信号の送信又は受信を最適化するように構成された内部構造体とを含む、無線周波数チャンネル構造体。
【0161】
C1. 前記格子状強化構造体は、ダイアモンド状開口のアレイを含む、C0に記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0162】
C2. 各ダイアモンド状開口の各辺が、前記管状部の垂直軸に対して50度未満の角度を成している、C1に記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0163】
C3. 前記管状部は、下端及び上端を有しており、前記下端は、取付面に取り付けるように構成された基部に接続されており、前記上端は、開口を有する上部に接続されている、C0〜C2のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0164】
C4. 前記基部から前記管状部及び前記上部を通る軸方向が規定されており、前記管状部は、外周が徐々に大きくなっている、C0〜C3のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0165】
C5. 前記管状部は、レーザ焼結金属合金によって構成されている、C0〜C4のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0166】
C6. 前記管状部は、レーザ焼結アルミニウム合金によって構成されている、C0〜C5のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0167】
C7. 前記管状部は、制限された内径を有する内部アイリス構造体を含む、C0〜C6のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0168】
C8. 前記管状部は、内部セプタム構造体を含み、前記アイリス構造体、セプタム、及び、格子状強化構造体は、一体のコンポーネントである、C7に記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0169】
C9. 前記内部アイリス構造体は、無線周波数をフィルタリングするように構成されており、前記制限された内径は、選択された無線周波数帯域に対応している、C7又はC8に記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0170】
C10. 前記内部構造体は、選択された偏波用に構成されている、C0〜C9のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0171】
C11. 前記内部構造体は、セプタム構造体を含み、前記選択された偏波は、円偏波である、C0〜C10のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0172】
C12. 前記内部構造体は、無線信号波形を変換するように構成された断面形状の変化を含む、C0〜C11のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0173】
C13. 前記管状部は、コマンドホーンアンテナの一部を形成する、C0〜C12のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0174】
C14. 前記管状部は、カップダイポールアンテナの一部を形成する、C0〜C13のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0175】
C15. 前記内部構造体は、選択された無線信号波長に対応する横方向寸法を有する、C0〜C14のいずれかに記載の無線周波数チャンネル構造体。
【0176】
D0. 無線周波数信号を送信又は受信するように構成された管状構造体をプリントすることを含む、アンテナの製造方法。
【0177】
D1. 前記管状構造体は、格子アレイによって支持された外周面部分を有する、D0に記載の方法。
【0178】
D2. 前記格子アレイは、ダイアモンド状開口を含む、D1に記載の方法。
【0179】
D3. 前記管状構造体は、基部に接続されており、前記管状構造体は、前記基部から離れるにつれて、外方に広がっている、D0〜D2のいずれかに記載の方法。
【0180】
D4. 前記プリント工程は、焼結金属合金の複数の層を堆積させることを含む、D0〜D3のいずれかに記載の方法。
【0181】
D5. 前記合金はアルミニウムを含む、D4に記載の方法。
【0182】
D6. 前記プリント工程は、二次的な支持部材を用いずに行われる、D0〜D5のいずれかに記載の方法。
【0183】
D7. 前記プリント工程は、コマンドホーンアンテナを形成することを含む、D0〜D6のいずれかに記載の方法。
【0184】
D8. 前記プリント工程は、カップダイポールアンテナを形成することを含む、D0〜D6のいずれかに記載の方法。
【0185】
D9. 前記管状構造体内にアイリス構造体をプリントすることをさらに含む、D0〜D8のいずれかに記載の方法。
【0186】
D10. 前記管状構造体に接続される基部をプリントすることをさらに含む、D0〜D9のいずれかに記載の方法。
【0187】
D11. 前記基部に接続穴を機械加工することをさらに含む、D10に記載の方法。
【0188】
D12. 前記基部に留め具穴を機械加工することをさらに含む、D10又はD11に記載の方法。
【0189】
D13. 前記管状構造体における、基部に対する遠位側に接続されるチョーク構造体をプリントすることをさらに含む、D10〜D12のいずれかに記載の方法。
【0190】
E0. 三次元の本体部を垂直方向にプリントすることと、
前記本体部の上に末広がり状中間部をプリントすることと、
前記末広がり状中間部の上にオーバーハング部をプリントすること、を含む、部材の製造方法。
【0191】
E1. 前記末広がり状中間部をプリントする工程は、前記中間部の外面に強化用格子アレイをプリントすることを含む、E0に記載の方法。
【0192】
E2. 前記格子アレイは、ダイアモンド状開口を含む、E1に記載の方法。
【0193】
E3. 前記ダイアモンド状開口は、二次的な支持部材の必要性を回避するように配向される、E2に記載の方法。
【0194】
E4. 前記中間部は、二次的な支持部材の必要性を回避するように選択された広がり角度を有する、E0〜E3のいずれかに記載の方法。
【0195】
E5. 前記中間部は、50度未満の平均広がり角度を有する、E0〜E4のいずれかに記載の方法。
【0196】
E6. 前記中間部は、45度未満の平均広がり角度を有する、E0〜E5のいずれかに記載の方法。
【0197】
E7. 前記中間部は、外向きに湾曲した形状を有する、E0〜E6のいずれかに記載の方法。
【0198】
E8. 前記末広がり状中間部の内部キャビティは、円形断面を有する、E0〜E7のいずれかに記載の方法。
[有益性、特徴、利点]
【0199】
本明細書に記載した付加製造アンテナコンポーネントの様々な実施形態及び実施例は、アンテナ設計の既知の方策に対する利点をもたらす。例えば、本明細書に記載の例示的な実施形態及び実施例は、手作業による組み付けが減少したアンテナ製造を可能にする。
【0200】
また、特に、本明細書に記載の例示的な実施形態及び実施例によれば、円形開口の付加製造が可能である。
【0201】
また、特に、本明細書に記載の例示的な実施形態及び実施例によれば、幾何学的に高精度のアンテナを繰り返し付加製造することができる。
【0202】
また、特に、本明細書に記載の例示的な実施形態及び実施例によれば、動作信頼性を改善することができる。
【0203】
既知のシステム及び装置には、特に付加製造プロセスにおいて二次的な支持部材を必要とせずに、このような効果を実現できるものは無い。なお、本明細書に記載したすべての実施形態及び実施例が、同じ利点又は同程度の利点をもたらすとは限らない。
[結び]
【0204】
上述の開示は、独自の有用性を有する複数の個別の実施例を包含しうる。これらの其々を、その好ましい形態で開示しているが、多くの変形例が可能であり、従って、本明細書に開示及び図示した特定の実施形態を、限定的な意味で考慮すべきではない。本開示においてセクションごとの見出しが用いられている場合、そのような見出しは、単に体系化のみを目的としたものである。本開示の要旨は、本明細書に開示された様々な要素、特徴、機能、及び/又は特性の、すべての新規且つ非自明の組み合わせ及びサブコンビネーションを含む。以下の特許請求の範囲は、新規且つ非自明とみなされる、いくつかの組み合わせ及びサブコンビネーションを特に示している。特徴、機能、要素、及び/又は特性の、その他の組み合わせ及びサブコンビネーションは、本願又は関連出願に基づく優先権を主張する出願の特許請求の範囲に記載されうる。そのような特許請求の範囲は、元の特許請求の範囲よりも広いもの、狭いもの、均等のもの、又は異なるもの、のいずれであろうとも、本開示の構成要件に含まれるものとみなされる。
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【外国語明細書】
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