特許 7227359 アンテナ装置及び宇宙航行体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-13

(45)【発行日】2023-02-21

(54)【発明の名称】アンテナ装置及び宇宙航行体

(51)【国際特許分類】

   H01Q 19/19 20060101AFI20230214BHJP

   B64G 1/66 20060101ALI20230214BHJP

   H01Q 15/20 20060101ALI20230214BHJP

【ＦＩ】

H01Q19/19

B64G1/66 C

H01Q15/20

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021514753

(86)(22)【出願日】2019-04-18

(86)【国際出願番号】 JP2019016674

(87)【国際公開番号】W WO2020213136

(87)【国際公開日】2020-10-22

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】506097081

【氏名又は名称】株式会社ＱＰＳ研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100124855

【弁理士】

【氏名又は名称】坪倉 道明

(74)【代理人】

【識別番号】100129713

【弁理士】

【氏名又は名称】重森 一輝

(74)【代理人】

【識別番号】100137213

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100143823

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 英彦

(74)【代理人】

【識別番号】100183519

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻田 芳恵

(74)【代理人】

【識別番号】100196483

【弁理士】

【氏名又は名称】川嵜 洋祐

(74)【代理人】

【識別番号】100160749

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100160255

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100202267

【弁理士】

【氏名又は名称】森山 正浩

(74)【代理人】

【識別番号】100182132

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100146318

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 吉和

(74)【代理人】

【識別番号】100127812

【弁理士】

【氏名又は名称】城山 康文

(72)【発明者】

【氏名】大西 俊輔

(72)【発明者】

【氏名】八坂 哲雄

(72)【発明者】

【氏名】久能 和夫

(72)【発明者】

【氏名】上津原 正彦

(72)【発明者】

【氏名】古賀 洋平

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慎二

(72)【発明者】

【氏名】一木 要之介

(72)【発明者】

【氏名】木曽 一雄

(72)【発明者】

【氏名】當房 睦仁

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／２２１８７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３５２０２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０８７５４１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １９／１９

Ｂ６４Ｇ １／６６

Ｈ０１Ｑ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

折り畳まれた収納状態から展開可能に形成される複数のリブと、前記複数のリブの各々の間に架設され輻射器から輻射された電波を反射して外部に放射可能に構成された面状体とを含む主反射器と、
使用時に、前記主反射器に対向し、前記輻射器から輻射された前記電波を前記主反射器に反射する副リフレクタを含み、該副リフレクタが使用時に前記電波を前記主反射器に反射する位置になるように、移動可能に構成された副反射器と、
前記収納状態において前記複数のリブの展開を規制し、前記副反射器の動作によって前記規制が解除されるように構成された規制部材と、
を含むアンテナ装置。

【請求項2】

前記複数のリブの各々は、弾性を有し、前記弾性によって前記収納状態から展開する、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記複数のリブの各々は、断面が円形状、楕円形状又は多角形状に形成されるハブを中心に折り畳まれる、請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記複数のリブの各々は、一端が前記ハブの外周に沿うように前記ハブに接続される、請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記副リフレクタはモーターの駆動により前記位置まで移動する、請求項１から請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記規制部材は、前記収納状態において少なくとも一端が係脱可能に係止され、前記副リフレクタの移動により前記一端が係脱されることによって前記規制が解除される、請求項１から請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項7】

前記一端は、前記収納状態において前記副リフレクタの移動に伴って移動する係止部材に係止される、請求項６に記載のアンテナ装置。

【請求項8】

前記規制部材は、前記収納状態において一端及び他端が固定され、前記副リフレクタの移動により前記規制部材が切断されることによって前記規制が解除される、請求項１から請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項9】

前記規制部材は、可撓性又は柔軟性を有し、紐状、帯状、棒状又はワイヤ状である、請求項１から請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項10】

アンテナ装置を含む宇宙航行体であって、
該アンテナ装置が、
折り畳まれた収納状態から展開可能に形成される複数のリブと、前記複数のリブの各々の間に架設され輻射器から輻射された電波を反射して外部に放射可能に構成された面状体とを含む主反射器と、
使用時に、前記主反射器に対向し、前記輻射器から輻射された前記電波を前記主反射器に反射する副リフレクタを含み、該副リフレクタが使用時に前記電波を前記主反射器に反射する位置になるように、移動可能に構成された副反射器と、
前記収納状態において前記複数のリブの展開を規制し、前記副反射器の動作によって前記規制が解除されるように構成された規制部材と、
を具備する、宇宙航行体。

【請求項11】

前記複数のリブの各々は、弾性を有し、前記弾性によって前記収納状態から展開する、請求項１０に記載の宇宙航行体。

【請求項12】

前記副リフレクタがモーターの駆動により前記位置まで移動する、請求項１０又は請求項１１に記載の宇宙航行体。

【請求項13】

前記規制部材は、前記収納状態において少なくとも一端が係脱可能に係止され、前記副リフレクタの移動により前記一端が係脱されることによって前記規制が解除される、請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の宇宙航行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、輻射器、主反射器及び副反射器を含むアンテナ装置及び宇宙航行体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、人工衛星等の宇宙航行体に搭載されるアンテナ装置として、輻射器から輻射された電波を副リフレクタで反射し、その反射した電波を再度主リフレクタで反射して、例えば地球の地上局に向けて電波を放射するアンテナ装置が知られていた（特許文献１）。そして、副リフレクタに対して形状が大きい主リフレクタについては、可搬型アンテナ用や衛星搭載アンテナ用のリフレクタに代表されるように、移動中や未使用時にはコンパクトに収納され、使用時に展開して通信に用いられる。例えば、特許文献２には、アンテナ反射面として機能するケーブルネットワークを展開トラスで支持する展開アンテナにおいて、スライドヒンジを用いて、展開トラスを収納・展開できるようにしたことが記載されている。

【0003】

しかし、特許文献２のアンテナ装置は、その収納から展開するときに膨張チューブとガス供給装置を要するものであった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０９－２６６４０８号公報

【文献】特開２００５－０８６６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、上記のような技術を踏まえ、本開示では、様々な実施形態により、より容易に収納された状態から展開することが可能なアンテナ装置及び宇宙航行体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、「折り畳まれた収納状態から展開可能に形成される複数のリブと、前記複数のリブの各々の間に架設され輻射器から輻射された電波を反射して外部に放射可能に構成された面状体とを含む主反射器と、前記収納状態において前記複数のリブの展開を規制し、前記主反射器とは異なる規制解除部材の動作によって前記規制が解除されるように構成された規制部材と、を含むアンテナ装置。」が提供される。

【0007】

本開示の一態様によれば、「上記ンテナ装置を含む宇宙航行体」が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本開示の様々な実施形態によれば、より容易に収納された状態から展開することが可能なアンテナ装置及び宇宙航行体を提供することができる。

【0009】

なお、上記効果は説明の便宜のための例示的なものであるにすぎず、限定的なものではない。上記効果に加えて、または上記効果に代えて、本開示中に記載されたいかなる効果や当業者であれば明らかな効果を奏することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の構成を示す図である。

【図2】図２は、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の構成を示すブロック図である。

【図3A】図３Ａは、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の反射器１２０を展開時の構成を示す図である。

【図3B】図３Ｂは、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の反射器１２０を収納時の構成を示す図である。

【図4】図４は、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の反射器１２０を収納時の副反射器１２２及び本体３００の断面の構成を示す図である。

【図5】図５は、本開示の第１実施形態に係る送出装置１５０の構成を示す図である。

【図6A】図６Ａは、本開示の第１実施形態に係る送出装置１５０の動作を概念的に示す図である。

【図6B】図６Ｂは、本開示の第１実施形態に係る送出装置１５０の動作を概念的に示す図である。

【図6C】図６Ｃは、本開示の第１実施形態に係る送出装置１５０の動作を概念的に示す図である。

【図7】図７は、本開示の第１実施形態に係る副反射器１２２の配置位置を概念的に示す図である。

【図8A】図８Ａは、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１とハブ１４３との取付構造を示す図である。

【図8B】図８Ｂは、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１の折り畳み構造を示す図である。

【図9】図９は、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１の折り畳み構造を示す図である。

【図10】図１０は、本開示の第１実施形態に係る規制部材１８２の構造を示す図である。

【図11A】図１１Ａは、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１の規制状態を概念的に示す図である。

【図11B】図１１Ｂは、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１の規制状態を概念的に示す図である。

【図12】図１２は、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１が行う各装置の処理シーケンスを示す図である。

【図13】図１３は、本開示の第２実施形態に係る送出装置２５０の動作を概念的に示す図である。

【図14A】図１４Ａは、本開示の第３実施形態に係るリブ１４１の規制状態を概念的に示す図である。

【図14B】図１４Ｂは、本開示の第３実施形態に係るリブ１４１の規制状態を概念的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

添付図面を参照して本開示の様々な実施形態を説明する。なお、図面における共通する構成要素には同一の参照符号が付されている。

【0012】

＜第１実施形態＞
１．宇宙航行体１の構成
図１は、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の構成を示す図である。図１によると、宇宙航行体１は、宇宙空間において宇宙航行体１そのものの航行の制御や宇宙航行体１の動作や姿勢の制御を行う制御ユニット等が搭載された本体３００と、宇宙空間において本体３００や輻射器１１０を含む様々な構成要素を駆動するための電力を供給する電源ユニット２００と、宇宙航行体１と地上又は他の宇宙航行体との間で情報の送受信を行ったり観測用のレーダーの送受信を行ったりするための通信ユニット１００とを含む。

【0013】

図２は、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の構成を示すブロック図である。宇宙航行体１は、図２に示す構成要素の全てを備える必要はなく、一部を省略した構成をとることも可能であるし、他の構成要素を加えることも可能である。例えば、宇宙航行体１は、複数の電源ユニット２００及び／又は複数の通信ユニット１００を搭載することも可能である。

【0014】

図２によると、宇宙航行体１は、メモリ３１０とプロセッサ３２０とを含むコンピュータ３０１及びセンサ３３０を含む本体３００と、電源制御回路２１０、バッテリ２２０及びソーラーパネル２３０を含む電源ユニット２００と、通信制御回路１７０、送信器１７１、受信器１７２、輻射器１１０、反射器１２０を含む通信ユニット１００とを含む。これらの各構成要素は、制御ライン及びデータラインを介して互いに電気的に接続される。

【0015】

本体３００には、コンピュータ３０１、各種センサを含む宇宙航行体１の飛行や通信等に関する制御を行うために様々な構成要素・部品が搭載されている。そのうち、コンピュータ３０１は、他の構成要素・部品を制御するための制御部として機能するもので、一例としてはオンボードコンピュータが用いられる。当該オンボードコンピュータには、メモリ３１０、プロセッサ３２０が搭載される。なお、オンボードコンピュータはコンピュータ３０１の一例であり、プロセッサやマイコンなど、他の構成要素・部品を制御可能なものであればいずれでもよい。

【0016】

メモリ３１０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ等から構成され、記憶部として機能する。メモリ３１０は、本実施形態に係る宇宙航行体１の様々な制御のための指示命令をプログラムとして記憶する。メモリ３１０は、一例として、カメラ（図示しない）で撮像された宇宙航行体１の外部の画像、通信ユニット１００をレーダーとして用いて得られた観測値、地上局から通信ユニット１００を介して受信した情報又は地上局へ通信ユニット１００を介して送信する情報、宇宙航行体１の姿勢・進行制御のために必要なセンサ３３０等の検出情報、通信ユニット１００の反射器１２０を展開するためのプログラムなどが適宜記憶される。

【0017】

プロセッサ３２０は、メモリ３１０に記憶されたプログラムに基づいて宇宙航行体１の制御を行う制御部として機能する。具体的には、メモリ３１０に記憶されたプログラムに基づいて、電源ユニット２００、通信ユニット１００、センサ３３０等の制御を行う。一例としては、通信ユニット１００を介して地上局や他の宇宙航行体に送信するための情報の生成、通信ユニット１００をレーダーとして用いて行う観測に係る制御、及び通信ユニット１００の反射器１２０を展開するための制御を行う。

【0018】

センサ３３０は、一例として、宇宙航行体１の進行や姿勢の制御に必要なジャイロセンサ、加速度センサ、位置センサ、速度センサ、恒星センサ等、宇宙航行体１の外部環境を観測するための温度センサ、照度センサ、赤外線センサ等、宇宙航行体１の内部環境を計測するための温度センサ、照度センサ等を含みうる。検出された情報・データは適宜メモリ３１０に記憶され、プロセッサ３２０による制御に用いられたり、通信ユニット１００を介して地上の基地に送信される。

【0019】

電源ユニット２００は、電源制御回路２１０、バッテリ２２０、及びソーラーパネル２３０を含み、電源部として機能する。電源制御回路２１０は、バッテリ２２０に接続されバッテリ２２０からの電力の充放電を制御する。バッテリ２２０は、電源制御回路２１０からの制御を受けて、ソーラーパネル２３０で生成された電力を充電するとともに、本体３００内のコンピュータ３０１、通信ユニット１００等の各駆動系に対して供給する電力を蓄積する。

【0020】

通信ユニット１００は、通信制御回路１７０、送信器１７１、受信器１７２、輻射器１１０及び反射器１２０を含み、通信部として機能する。通信制御回路１７０は、接続された輻射器１１０を介して、地上局や他の宇宙航行体に対して情報を送受信するために、変調や復調などの処理を行う。変調された信号は、送信器１７１において高周波の無線周波数に変換されたのち増幅され、輻射器１１０を介して反射器１２０の反射面に放射される。本実施形態においては、輻射器１１０から放射された高周波信号は副反射器１２２の副リフレクタ１３１で一旦反射され、主反射器１２１の主リフレクタによって外部へ放射される。一方、外部から受信した高周波信号は、逆の経路を通じて受信器１７２で受信され、通信制御回路１７０において復調される。なお、反射器１２０は、移動時や未使用時にはコンパクトに収納される一方で、使用時に展開される。

【0021】

本実施形態においては、通信ユニット１００として、一対の副反射器１２２及び主反射器１２１を有するもののみを記載する。当該通信ユニット１００は、８ＧＨｚ以下の周波数帯域、８～１２ＧＨｚ帯域（いわゆるＸバンド帯域）の通信周波数、１２ＧＨｚ～１８ＧＨｚ帯域（いわゆるＫｕバンド帯域）の通信周波数、３０ＧＨｚ以上のミリ波帯域の通信周波数、３００ＧＨｚ以上のサブミリ波帯域の通信周波数など、所望に応じて調整することが可能である。当該通信ユニット１００は、例えば気象、降雨、軍事用途などの観測用レーダーとして、地上局又は他の宇宙航行体との通信用途などの通信用アンテナとして利用することが可能であり、その用途は問わない。

【0022】

２．アンテナ装置１０の展開時の構成
本実施形態において、反射器１２０は、移動や打ち上げ時の未使用時にはコンパクトに収納されて、宇宙空間において使用される場合に展開される。図３Ａは、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の反射器１２０を展開時の構成を示す図である。

【0023】

（全体構成）
まず、図３Ａによると、本実施形態に係る宇宙航行体１は、主反射器１２１及び副反射器１２２を含む反射器１２０、輻射器１１０、送出装置１５０を少なくとも含むアンテナ装置１０を有する。具体的には、当該アンテナ装置１０は、輻射器１１０と、輻射器１１０に対して所定の角度をもって対向するように配置され、輻射器１１０から放射される電波を主反射器１２１の主リフレクタに反射するための副反射器１２２と、副反射器１２２の副リフレクタ１３１に対向するように配置され、副リフレクタ１３１により反射された電波をさらに反射して外部へ電波を放射する主反射器１２１の主リフレクタと、副リフレクタ１３１を支持するための支持ロッド１３２と、主リフレクタの展開にともなって副リフレクタ１３１を送出するための送出装置１５０と、を含む。アンテナ装置１０は、ハブ１４３が宇宙航行体１の台座３１５に固定されることにより、宇宙航行体１に設置される。

【0024】

（主反射器１２１）
主反射器１２１を構成する主リフレクタは、複数のリブ１４１、面状体１４８等を含む。主反射器１２１は、上記のとおり主反射鏡として機能するために、その反射面がパラボラ（放物）形状に形成されている。

【0025】

ハブ１４３は、アンテナ装置１０の中心部のアンテナ軸Ｘ（ハブ１４３の中心軸Ｘともいう）に設けられる。ハブ１４３は、一例としては、プラスチック等の誘電体や、チタン、ステンレス等の金属により円柱状に形成される。ハブ１４３は、その外周面上にリブ取付部１４６が設けられ、複数のリブ１４１が所定の間隔で放射状に配設される。ハブ１４３は、全体として、断面が略円形状に形成される。なお、断面形状は、円形状に限らず、楕円形状であってもよいし、多角形状であってもよい。

【0026】

リブ１４１は、複数のリブ１４１－１～１４１－ｎを含む。各リブ１４１は、ハブ１４３を中心として所定の間隔で、ハブ１４３の外周に放射状に配設される。各リブ１４１の反射鏡面となる側の上面はパラボラ形状に形成される。そして、パラボラ形状に形成された上面上に面状体１４８が架設される。リブ１４１は、一例としては、ステンレスバネ鋼や、ＧＦＲＰ（Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の複合材料により形成されるバネ材であり、弾性を有する。

【0027】

なお、リブ１４１は、本実施形態においては、全部で２４本のリブにより構成されている。しかし、リブ１４１は、展開アンテナの展開時の面積、用いるリブの材質・強度等に応じて、偶数や奇数に関係なくその本数を変更することが可能である。また、本実施形態においては、リブ１４１は所定の間隔で配設したが、当該間隔は、すべてのリブ１４１において一定の間隔としてもよいし、一部のみ間隔を密にしてもよいし、非規則的であってもよい。

【0028】

本実施形態においては、リブ１４１は、折り畳まれた収納状態から展開するために弾性を有する。しかし、これに限らず、ヒンジなどによって複数のリブを組み合わせて、収納時にはヒンジで折りたたみ、展開時にはモーターなどの駆動によって展開するようにしてもよい。また、弾性を有する材料とヒンジとを組み合わせてリブ１４１を収納・展開するようにしてもよい。

【0029】

リブ１４１とともに主リフレクタを構成する面状体１４８は、互いに隣接する一対のリブ１４１間に架設される。面状体１４８は、電波を反射可能な材料により、全体としてパラボラ形状になるように形成される。面状体１４８は、一例としては、モリブデン、金、又はそれらの組み合わせにより形成される金属の網状体（金属メッシュ）により形成される。本実施形態においては、面状体１４８は略三角形状の金属メッシュをリブ１４１の数に応じて用意し、各金属メッシュを縫合し、リブ１４１のパラボラ形状に形成された上面に架設される。

【0030】

ここで、本実施形態においては、面状体１４８は、ハブ１４３の中心軸Ｘに向かう方向に対してはそれほど大きな張力を有していないものの、当該方向に垂直な方向に対しては一定の張力を有する。したがって、リブ１４１が展開して主反射器１２１の主リフレクタが完全に開いた状態となった場合には、その張力によって隣接するリブ１４１が互いに引っ張り合うことで、隣接するリブ１４１の間隔を保持することが可能となる。

【0031】

また、本実施形態においては、面状体１４８は、互いに隣接する一対のリブ１４１間に、一つの面状体１４８が架設されている。しかし、一つの面状体１４８が、必ずしも一対のリブ１４１間に架設される必要はなく、連続する３つ以上のリブ１４１に渡って架設されるようにしてもよい。また、面状体１４８には、折り畳み形状の再現性をより確実にするために、予め所定の折り目を付けるようにしてもよい。

【0032】

（副反射器１２２）
副反射器１２２は、主反射器１２１の主リフレクタに対向して配置される副リフレクタ１３１と、当該副リフレクタ１３１を輻射器１１０から所定距離だけ離隔して配置するための支持ロッド１３２を含む。

【0033】

副リフレクタ１３１は、主反射器１２１の主リフレクタの面状体１４８と同様に、電波を反射可能な材料により、全体として主反射器１２１の主リフレクタの面に向かって二次曲面形状をしている。そして、副リフレクタ１３１は、輻射器１１０から輻射された電波を主反射器１２１の主リフレクタに向けて反射する。したがって、副リフレクタ１３１は、輻射器１１０及び主リフレクタから、所定の距離だけ離隔して配置される。

【0034】

ここで、図７は、本開示の第１実施形態に係る副反射器１２２の配置位置を概念的に示す図である。具体的には、副反射器１２２の配置位置をカセグレン型パラボラの例に当てはめた場合の図である。この図からも明らかなとおり、副反射器１２２は、輻射された電波を主リフレクタに反射して当該主リフレクタから外部へ放射可能となる距離だけ、輻射器１１０及び主リフレクタから離して配置される。具体的には、主反射器１２１の主リフレクタには焦点をＴとする回転放物面が形成され、副反射器１２２の副リフレクタ１３１には焦点をＴとＴ’とする回転双曲面が形成されている。このように焦点Ｔを共有さるために、輻射器１１０をＴ’に設置することで、カセグレンアンテナを形成する。すなわち、焦点Ｔの回転放物面を有する主リフレクタに対して、焦点Ｔが共焦点となる位置に副リフレクタ１３１が配置される。また、副リフレクタ１３１は、焦点をＴ及びＴ’とする回転双曲面であるが、当該焦点Ｔ’の位置に輻射器１１０を配置する。なお、主リフレクタから外部に平行波を放射したい場合には、上記のとおりであるが、主リフレクタから楕円波を放射するなど、所望の角度だけ歪んだ電波を放射したい場合には、主リフレクタの曲面の中心と副リフレクタ１３１の曲面の中心とを結ぶ線上で、共焦点Ｔからの位置、輻射器１１０からの位置を適宜ずらした位置に副リフレクタ１３１の位置を配置することが可能である。

【0035】

支持ロッド１３２は、輻射器１１０及び主反射器１２１から副反射器１２２の副リフレクタ１３１を所定距離だけ離して配置するために配置される。支持ロッド１３２は、一端が副リフレクタ１３１に他端がジョイント１３５に接続された第１支持ロッド１３３と、一端がジョイント１３５に接続され他端が解放された第２支持ロッド１３４とを含む。第１支持ロッド１３３及び第２支持ロッド１３４によって、第１支持ロッド１３３の一端に接続された副リフレクタ１３１を支持する。支持ロッド１３２は、副リフレクタ１３１を支持するために、１又は複数のロッドから構成される。図３Ａの例においては、３対の支持ロッド１３２（１個は背面に被覆されており図示していない）が等間隔に配置されている。なお、図３Ａの例では、第１支持ロッド１３３及び第２支持ロッド１３４とが一対のペアとなるように説明した。しかし、これに限らず、第１支持ロッド１３３に対して第２支持ロッド１３４の本数を少なくしてもよいし、多くしてもよい。なお、第２支持ロッド１３４の送出については、図６Ａ～図６Ｃ等において詳細に説明する。

【0036】

本実施形態においては、アンテナ装置１０を展開するときに送出装置１５０によって支持ロッド１３２があらかじめ決められた距離だけ送出される。これによって、支持ロッド１３２によって支持される副リフレクタ１３１の配置位置があらかじめ決められた所定の位置に配置されるように移動する。したがって、収納時にはその一部が本体３００の内部に収納されていた副反射器１２２が、送出装置１５０の駆動によって徐々に本体３００の外部に露出するように構成されている。

【0037】

（送出装置１５０）
送出装置１５０は、本体３００の内部に配置され、副反射器１２２の第２支持ロッド１３４を移動可能に支持する。送出装置１５０は、副反射器１２２を移動可能に支持することによって、少なくとも一部が内部に収納された副反射器１２２の位置を、輻射器１１０から輻射された電波を主反射器１２１に反射して主反射器１２１から外部へ放射可能な位置になるまで、移動させる。本実施形態では、第２支持ロッド１３４に設けられたラックギアと、それに噛み合うように送出装置１５０に設けられたピニオンギアとによって、送出装置１５０が上記位置まで副反射器１２２を送出するが、図６Ａ～図６Ｃ等において詳細に説明する。

【0038】

３．アンテナ装置１０の収納時の構成
図３Ｂは、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の反射器１２０を収納時の構成を示す図である。なお、本実施形態では本体３００はその外面が電源ユニット２００のソーラーパネル２３０によって被覆されているが、図３Ｂは本体３００の内部の説明のために、その一部を省略する。また、本実施形態では、複数のリブ１４１がハブ１４３を中心に折り畳まれているが、図３Ｂではリブ１４１は省略する。

【0039】

本実施形態において、移動時や打ち上げ時などの収納時は、副反射器１２２の少なくとも一部が本体３００の内部に収容されて配置される。これにより、副反射器１２２そのものもコンパクトに収容することが可能となり、アンテナ装置１０全体として、よりコンパクトに収納することが可能となる。

【0040】

具体的には、第１支持ロッド１３３と第２支持ロッド１３４とを接続するジョイント１３５が本体３００の台座３１５に固定されたハブ１４３に略接する位置になるように、副反射器１２２が配置される。したがって、ジョイント１３５の下部に一端が接続された第２支持ロッド１３４は、本体３００の内部に収容された状態になる。また、副リフレクタ１３１及び第１支持ロッド１３３は、使用時の所定の位置とは異なり、本体３００側により近い位置に配置されることとなる。

【0041】

また、本実施形態では、リブ１４１（図示しない）はハブ１４３を中心に折り畳まれる。一方で、リブ１４１は弾性を有し、折り畳まれた収納状態において、展開する方向に付勢されている。したがって、収納状態において折り畳まれたリブ１４１が展開しないように規制するための規制機構１８０を有する。その動作の詳細は、図１１Ａ及び図１１Ｂで説明するが、本実施形態では副反射器１２２の副リフレクタ１３１が送出装置１５０による移動によって、その規制が解除されるようになっている。そして、規制が解除されることによって、自身が有する弾性によってリブ１４１は展開する。すなわち、本実施形態では副反射器１２２が規制解除部材として機能する。なお、図３Ｂでは、４個の規制機構１８０のみを描いているが、本実施形態では各リブ１４１に対応して規制機構１８０を設けている。したがって、図３Ｂでは、残りの規制機構１８０は省略されている。

【0042】

なお、本実施形態において、収納状態においても、輻射器１１０は、ジョイント１３５等の副反射器１２２とは接続されていないため、その位置は展開時と同じである。ただし、輻射器１１０と副リフレクタ１３１との間隔は、高い位置精度が求められる。本体３００の内部の輻射器１１０を収容する十分な空間があるような場合には、輻射器１１０を副反射器１２２と一緒に移動するようにして、収納時には本体３００の内部に輻射器１１０を収容できるようにしてもよい。

【0043】

４．アンテナ装置１０の収納時の断面構成
図４は、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１の反射器１２０を収納時の副反射器１２２及び本体３００の断面の構成を示す図である。本実施形態では、複数のリブ１４１がハブ１４３を中心に折り畳まれているが、図４ではリブ１４１は省略する。図４によると、副リフレクタ１３１の曲面内部には、その曲面を維持するための複数のリブ１３１ａが設けられている。また、副リフレクタ１３１の曲面と各第１支持ロッド１３３の一端とが、ジョイント１３８によって固定されている。ジョイント１３８はネジとネジ穴など、公知のものを利用することが可能である。

【0044】

第１支持ロッド１３３及び第２支持ロッド１３４は、互いにジョイント１３５を介して固定されている。ジョイント１３５は如何なる形状であってもよいが、支持ロッド１３２の位置精度をより正確にするために、一枚の平板又はドーナツ状の平板により構成するのが望ましい。そして、収納状態においては、ジョイント１３５は中空状に形成されたハブ１４３の内側となる位置に配置される。

【0045】

図４は、収納時の本体３００の断面を示す。したがって、副反射器１２２の第２支持ロッド１３４は、本体３００の天板３１１に形成された貫通孔３１３、及び本体３００の中板３１２に形成された貫通孔３１４に挿入されている。

【0046】

また、本体３００の天板３１１には、第２支持ロッド１３４を本体３００の外部に送出するための送出装置１５０が固定されている。さらに、本体３００の天板３１１には、送出装置１５０による第２支持ロッド１３４の送出の開始と終了を検出するための第１センサ装置１５６が固定されている。

【0047】

上記のとおり、リブ１４１（図示しない）は収納時にハブ１４３を中心に折り畳まれる。収納状態において折り畳まれたリブ１４１が展開しないように規制するための規制機構１８０を有する。なお、図４では、１個の規制機構１８０のみを描いているが、本実施形態では各リブ１４１に対応して規制機構１８０を設けている。したがって、図４では、残りの規制機構１８０は省略されている。

【0048】

５．送出装置１５０の構成
図５は、本開示の第１実施形態に係る送出装置１５０の構成を示す図である。図５によると、長軸状に形成された第２支持ロッド１３４の長辺側の一辺にピニオンギア１３７が形成されている。これによって、第２支持ロッド１３４は、別途設けられたラックギアの回動によって副反射器１２２全体を本体３００の外部に送出するための可動軸として機能する。第２支持ロッド１３４の一端はジョイント１３５によって第１支持ロッド１３３と接続されている。第２支持ロッド１３４の他端は、他の構成要素等に直接固設されることはなく、開放端となっている。ただし、アンテナ装置１０の収納状態における副反射器１２２の振動を抑制するために、第２支持ロッド１３４の他端には第１ストッパ１３６ｄが配置される。第１ストッパ１３６ｄは、一例としては第２支持ロッド１３４の他端から凸状に形成され、本体３００の底板３１６にビス３１８で固定され凹状に形成された第２ストッパ３１７に嵌合する。これによって、振動等によって第２支持ロッド１３４が左右に揺さぶられるのを防止する。なお、第１ストッパ１３６ｄ及び第２ストッパ３１７の形状を凸状又は凹状に形成したが、それぞれ逆の形状であってもよい。また、それに限らず、マグネットなど他の位置決め方法により位置決めするようにしてもよい。

【0049】

図５によると、第２支持ロッド１３４を本体３００の外部に送出するための送出装置１５０は、第２支持ロッド１３４のピニオンギア１３７に嵌合するラックギアを備える回動機構１５１と、回動機構１５１を回転軸１５３を中心に回動させるためのモーター１５２と、第２支持ロッド１３４の送出位置を検出するための第１センサ装置１５６とを少なくとも含む。回動機構１５１の駆動部として機能するモーター１５２は、本体３００の天板３１１に固定される。そして、モーター１５２の回転軸１５３が回転することで、回転軸１５３に固定された回動機構１５１を回転させる。回動機構１５１にはその外周にラックギアが形成されており、当該ギアの凹凸と第２支持ロッド１３４のピニオンギア１３７の凹凸と嵌合する。

【0050】

また、送出装置１５０の第１センサ装置１５６は、第２支持ロッド１３４の長辺のうちピニオンギアが設けられていない側に配置され、本体３００の天板３１１に固定される。第１センサ装置１５６は、第２支持ロッド１３４に対して垂直な方向に常に付勢され、当該方向に摺動可能に形成される突起１５５を有する。突起１５５は、副反射器１２２の送出開始前は、第２支持ロッド１３４の凹溝１３６ａに当接する。一方、副反射器１２２が送出されると、第２支持ロッド１３４が移動するために、突起１５５は第２支持ロッド１３４のピニオンギアが設けられていない側の長辺に当接する。そして、副反射器１２２が所定の位置に到達すると、突起１５５は第２支持ロッド１３４の凹溝１３６ｂに当接する。この突起１５５の状態の変化を、内部に配置されたスイッチ１５４で検出することにより、第１センサ装置１５６は副反射器１２２の送出の開始と終了を検出する。なお、凹溝１３６ａ及び凹溝１３６ｂは、それぞれ送出開始／終了検出機構として機能する。

【0051】

６．送出装置１５０の構成の詳細及び動作
図６Ａ～図６Ｃは、本開示の第１実施形態に係る送出装置１５０の動作を概念的に示す図である。具体的には、図６Ａは、アンテナ装置１０が収納状態であって、副反射器１２２の送出が開始される前の状態を示す。また、図６Ｂは、アンテナ装置１０が展開され、副反射器１２２が送出されている途中の状態を示す。また、図６Ｃは、アンテナ装置１０の展開が完了し、副反射器１２２の送出が完了するときの状態を示す。

【0052】

図６Ａによると、副反射器１２２の送出開始前は、回動機構１５１は回転されておらず、第２支持ロッド１３４も初期位置のままである。第１センサ装置１５６の突起１５５は、常に第２支持ロッド１３４の方向に付勢されているが、この付勢によって突起１５５は第２支持ロッド１３４の凹溝１３６ａに当接している。したがって、スイッチ１５４はオフの状態が維持されている。

【0053】

次に、図６Ｂによると、アンテナ装置１０の展開のために、回動機構１５１が第２支持ロッド１３４の送出方向、つまりは矢印Ｄの方向に沿って回転軸１５３を中心に回転を開始する。すると、回動機構１５１の表面に形成されたラックギアと、第２支持ロッド１３４に形成されたピニオンギア１３７とが互いに嵌合し、回動機構１５１の回転に伴って第２支持ロッド１３４が矢印Ｆの方向に送出される。このとき、第２支持ロッド１３４の方向に付勢され、凹溝１３６ａに当接していた突起１５５は、第２支持ロッド１３４の凹溝１３６ａが備えられた側の辺１３６ｃによって、第１センサ装置１５６の内部に向かう方向、すなわち矢印Ｅの方向に押し下げられる。これによって、スイッチ１５４がオンの状態に切り替わり、第２支持ロッド１３４の送出が開始されたことが検出される。なお、本実施形態においては、送出されている間は、常にスイッチ１５４がオンの状態になっている。

【0054】

次に、図６Ｃによると、回動機構１５１の回動によって、第２支持ロッド１３４が送出され、それに接続された副リフレクタ１３１が所定の位置にまで到達すると、あらかじめその位置に対応して形成された凹溝１３６ｂに、第１センサ装置１５６の突起１５５が当接する。そして、第２支持ロッド１３４の方向に付勢された突起１５５は、第２支持ロッド１３４の方向、すなわち矢印Ｇの方向に移動する。これによって、第１センサ装置１５６のスイッチ１５４はオフに切り替わり、第２支持ロッド１３４の送出の終了が検出される。第１センサ装置１５６で第２支持ロッド１３４の送出の終了が検出されると、プロセッサ３２０が回動機構１５１を駆動するモーター１５２に回動終了の信号を送信する。これにより、回動機構１５１の回動が停止され、第２支持ロッド１３４の送出も終了する。

【0055】

７．リブ１４１の取付け構造及び折り畳み構造
図８Ａは、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１とハブ１４３との取付構造を示す図である。なお、図８Ａにおいては、説明の便宜上、複数のリブ１４１の内の一つのリブ１４１－１とハブ１４３との取付構造を図示しているが、その他のリブ１４１－２～１４１－ｎについても同様の取付構造でハブ１４３に取り付けられる。

【0056】

ハブ１４３は、円柱状に形成された内周面１４３ｂと、多角柱（例えば、２４角柱）状に形成された外周面１４３ａとを有する。外周面１４３ａには、取り付けるリブ１４１の数に応じて、平面状に形成されるリブ取付部１４６を有する。リブ取付部１４６は、所定の間隔で配置される複数のリブ取付孔１４４（例えば、一つのリブ取付孔１４４は、４個の孔を有する。）が形成される。このリブ取付孔１４４と、リブ１４１の末端部１４２ａの取付孔１４５とは孔位置が対応しており、リブ１４１とハブ１４３の外周面１４３ａとは、不図示のボルト等によりリブ１４１の外側から固定される。本実施形態においては、各リブ取付孔１４４は、外周面１４３ａ上に平面状に形成されるリブ取付部１４６に設けられる。そして、リブ１４１の末端部１４２ａ側の内側面が、リブ取付部１４６の平面に沿って固設される。

【0057】

本実施形態においては、リブ１４１は、ハブ１４３の外周に沿うように、具体的には平面状のリブ取付部１４６に沿うように固設される。しかし、リブ１４１は、ハブ１４３の外周に沿うように、具体的にはハブ１４３の外周面１４３ａの外接円の接線に沿うように固設されてもよい。また、本実施形態においては、ヒンジ等の部材は用いていないが、各リブ取付部１４６にヒンジを設置し、当該ヒンジに固設してもよい。

【0058】

また、図８Ａでは、２４本のリブ１４１を固設する例について説明する。したがって、２４本のリブ１４１に対応して、ハブ１４３は略２４角形に形成され、２４個のリブ取付部１４６を含む。しかし、これに限らず、異なる数のリブ１４１を用いることも可能であるし、異なる数のリブ取付部１４６を用いることも可能である。

【0059】

図８Ｂは、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１とハブ１４３との折り畳み構造を示す図である。なお、図８Ｂにおいては、説明の便宜上、複数のリブ１４１の内のリブ１４１－１及び１４１－２の折り畳み構造を示しているが、その他のリブ１４１－３～１４１－ｎについても同様である。

【0060】

本実施形態において、リブ１４１－１及び１４１－２は、ハブ１４３の外周に沿って、末端部１４２ａから先端部１４２ｂに向かって、巻き取られるように折り畳まれる。ここで、リブ１４１－１及び１４１－２は、それぞれハブ１４３の外周に沿うように固設される（図８Ａ）。そのため、リブ１４１の末端部１４２ａに、折り畳みによる大きな応力が発生せず、安定して収納することが可能となる。また、リブ１４１は、リブ１４１－１及び１４１－２の末端部１４２ａの高さと同じか略同じ高さに先端部１４２ｂが位置するように、すなわち渦巻き状（リブ１４１が形成する回転面に対して垂直方向の成分がないか、ほぼない状態で巻き付けられた状態）に折り畳まれる。このとき、リブ１４１は弾性を有するために、折り畳まれた収納状態において、リブ１４１が展開する方向、すなわち矢印Ａの方向に付勢されている。したがって、図９、図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて説明するが、本実施形態では規制機構１８０によって収納時にリブ１４１が展開するのを規制する。

【0061】

図９は、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１の折り畳み構造を示す図である。具体的には、図９は、アンテナ装置１０の収納時の宇宙航行体１を上方から見た図である。なお、副リフレクタ１３１や、第１支持ロッド１３３の上方、輻射器１１０、リブ１４１の一部等は、説明の便宜上、省略している。図９によれば、ハブ１４３の外周に設けられた各リブ取付部１４６に各リブ１４１が固設されている。また、各リブ１４１は、展開する方向、すなわち矢印Ｂの方向へ弾性を有する。収納時は、この弾性力に抗してハブ１４３の外周に沿うように巻き付けられて折り畳まれている。したがって、収納時に、ハブ１４３が展開しないように規制するための規制機構１８０は各リブ１４１又は、各リブ取付部１４６に対応して設けるのが望ましい。したがって、本実施形態では、２４個のリブを用いているため、規制機構１８０も２４個有するが、図９では、説明の便宜のため、３個のみ描きその他を省略している。なお、規制機構１８０の個数は、リブ１４１又はリブ取付部１４６の個数に必ずしも対応させる必要はなく、規制部材の剛性に応じて適宜調整することが可能である。

【0062】

規制機構１８０は、規制部材１８２（１８２－１～１８２－ｎ）と規制部材１８２を係止するためのピン１８１（１８１－１～１８１－ｎ）を含む。規制部材１８２は、収納状態において、一端が本体３００の天板３１１又はハブ１４３に固定されているため、展開後も一端は天板３１１又はハブ１４３から外れることはない。一方で、他端は副反射器１２２のジョイント１３５に設けられたピン１８１に係止される。規制部材１８２は、他端がピン１８１にいかなる手段によっても係止できればよく、板状、棒状など、いかなる部材でも用いることが可能である。その中でも、規制部材１８２の形状として、折り畳み後の規制のしやすさを考慮して、紐状、棒状、ワイヤ状などの細長い部材であることが望ましい。また、規制部材１８２の性質として、可撓性又は柔軟性を有する部材であることが望ましい。その素材の一例としては、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機系の繊維、鋼繊維、ステンレス繊維などの金属系の繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機系の繊維のいずれか一つ、又はこれらの組み合わせにであってもよい。また、これらの繊維系の素材以外にも、各種有機材料、ステンレス鋼、鋼、タングステン、チタン、リン青銅、黄銅などの素材を適宜組み合わせて用いることも可能である。

【0063】

本実施形態では、規制部材１８２は、リブ１４１がハブ１４３の外周に沿って折り畳まれたのち、折り畳まれたリブ１４１を巻き付けるようにして、リブ１４１の展開を規制する。したがって、移動などの振動が加わると、規制部材１８２が板状に形成されるリブ１４１によって擦られて、切断されてしまう恐れがある。したがって、それを防止するために、規制部材１８２のうち、少なくともリブ１４１と接するエリアを、被覆部材１８５によって、被覆することも可能である。なお、被覆部材１８５の素材としては、一例としては、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機系の繊維、鋼繊維、ステンレス繊維などの金属系の繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機系の繊維のいずれか一つ、又はこれらの組み合わせにであってもよい。また、これらの繊維系の素材以外にも、各種有機材料、ステンレス鋼、鋼、タングステン、チタン、リン青銅、黄銅などの素材を適宜組み合わせて用いることも可能である。

【0064】

８．規制機構１８０の動作
図１１Ａは、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１の規制状態を概念的に示す図である。また、図１１Ｂは、本開示の第１実施形態に係るリブ１４１の規制状態を概念的に示す図である。

【0065】

具体的には、図１１Ａは、リブ１４１がハブ１４３の外周に沿って折り畳まれ、規制部材１８２によって展開が規制された収納状態を示す図である。図１１Ａによると、規制部材１８２は、一端が本体３００の天板３１１にビスによって固定されている。そして、規制部材１８２は、ハブ１４３の外周に沿って折り畳まれたリブ１４１を束ねるように巻き付けられて、ハブ１４３の内側面と副反射器１２２のジョイント１３５との間に形成された間隙を通過して、他端がピン１８１に係止される。このとき、規制部材１８２は、他端側の先端に係止リング１８３を有し、この係止リング１８３がピン１８１に引っかかるようにして係止される。

【0066】

一方、送出装置１５０の回動機構１５１によって第２支持ロッド１３４が送出されるが、この第２支持ロッド１３４の一端と第１支持ロッド１３３（図示しない）とを固定するためのジョイント１３５は、そのハブ１４３の内面側にピン１８１を有する。ピン１８１は、ジョイント１３５が送出装置１５０によって送出される方向とは反対の方向に、ジョイント１３５から伸延している。また、ピン１８１の先端は、天板３１１の上面側に形成された凹部３１９に挿入されている。これによって、規制部材１８２の先端の係止リング１８３が軽視されているときに、抜けづらくなっている。

【0067】

なお、本実施形態では、規制部材１８２の一端がビスによって天板３１１に固定されている。しかし、これに限らず、ハブ１４３など、送出装置１５０によって移動されない部材であれば、いずれに固定してもよい。また、規制部材１８２の一端を固定しているが、この一端もただ単に係止するだけにしてもよい。

【0068】

本実施形態では、ピン１８１をジョイント１３５に配置しているが、送出装置１５０によって移動される部材であれば、第２支持ロッド１３４や第１支持ロッド１３３など、他の部材に配置することも可能である。

【0069】

図１１Ｂは、規制部材１８２による展開の規制が解除され、リブ１４１が展開する途中の状態を示す図である。図１１Ｂによると、送出装置１５０のモーター１５２が駆動することによって、回動機構１５１が回動を開始する。そして、回動機構１５１の外周に設けられたラックギアが嵌合するピニオンギア１３７を有する第２支持ロッド１３４が本体３００の外部、すなわち矢印Ｈの方向に送出される。これによって、ジョイント１３５、第１支持ロッド１３３、及び副リフレクタ１３１がそれぞれともに移動される。このとき、ジョイント１３５から移動方向とは逆方向に向けて設けられたピン１８１も、副リフレクタ１３１やジョイント１３５の移動と共に矢印Ｈの方向に移動する。したがって、ピン１８１に係止されていた規制部材１８２の係止リング１８３は、ピン１８１から係脱される。すなわち、本実施形態では、副リフレクタ１３１やジョイント１３５等を含む副反射器１２２が規制解除部材として機能する。

【0070】

一方、リブ１４１は、自身の有する弾性によって展開する方向、すなわち矢印Ｉの方向に付勢されている。したがって、規制部材１８２の係止が外れると、その弾性によって矢印Ｉの方向に展開することが可能となる。このとき、規制部材１８２は、リブ１４１の弾性力によって矢印Ｊの方向に弾かれるが、規制部材１８２は、リブ１４１の弾性力によって弾かれる程度の柔軟性又は可撓性を有しているため、リブ１４１の展開を阻害することはない。

【0071】

なお、本実施形態において、弾性を有するリブ１４１を利用したが、必ずしも弾性を有する必要はない。例えば、ヒンジ等を利用して折り畳んだ状態から、モーターなどの駆動力を用いて展開させることも可能である。

【0072】

９．宇宙航行体１の各装置間の処理シーケンス
図１２は、本開示の第１実施形態に係る宇宙航行体１が行う各装置の処理シーケンスを示す図である。具体的には、主にコンピュータ３０１内に設けられたプロセッサ３２０がメモリ３１０に記憶されたプログラムを実行することによって、送出装置１５０を制御して、第２支持ロッド１３４を送出し、副リフレクタ１３１を所定位置まで送出するとともに、主反射器１２１のリブ１４１を展開するときの処理フローを示す。

【0073】

まず、宇宙航行体１に設けられた通信ユニットによって、第２支持ロッド１３４が振動で動くのを防止するためのロックを解除するためのロック解除信号を地上局から受信する。そして、そのロックが解除されて、第２支持ロッド１３４が送出可能な状態であることが検出されると（Ｓ１１）、第２支持ロッド１３４を送出するために、送出装置１５０に送出指示信号Ｔ１１を送信する。

【0074】

送出装置１５０が送出指示信号Ｔ１１を受信すると、送出装置１５０がモーター１５２の電源をオンにし、その駆動を開始する（Ｓ１２）。すると、その駆動に伴って、モーター１５２の回転軸１５３に回転可能に接続された回動機構１５１が回転する。回動機構１５１の外周に設けられたラックギアによって、それに嵌合するピニオンギアを有する第２支持ロッド１３４が本体３００の外部方向に送出される（Ｓ１３）。このとき、第２支持ロッド１３４に接続されたジョイント１３５、第１支持ロッド１３３及び副リフレクタ１３１も一緒に移動する。そして、副リフレクタ１３１が移動するのに伴って、ハブ１４３の周囲に折り畳まれて収納されていた主反射器１２１のリブ１４１の展開を規制した規制部材１８２による規制が解除される（Ｓ１４）。この規制解除によって、弾性を有するリブ１４１で形成された主リフレクタは、リブ１４１自身が有する弾性によって、展開を開始する。

【0075】

第２支持ロッド１３４の送出がなされ、第２支持ロッド１３４及び第１支持ロッド１３３によって支持された副リフレクタ１３１が所定の位置に達すると、第２支持ロッド１３４の凹溝１３６ｂに第１センサ装置１５６の突起１５５が当接する。これによって、副リフレクタ１３１が当該位置に達し第２支持ロッド１３４の送出を終了することが検出される（Ｓ１５）。送出装置１５０は、この検出を受けて、コンピュータ３０１に送出完了信号Ｔ１２を送信する。

【0076】

コンピュータ３０１は、送出完了信号Ｔ１２を受信すると（Ｓ１６）、送出装置１５０に対してモーター駆動終了指示信号Ｔ１３を送信する。当該信号を受信した送出装置１５０は、モーター１５２の電源をオフにし、回動機構１５１の回転を停止させる（Ｓ１７）。これにより、第２支持ロッド１３４の送出が終了し、副リフレクタ１３１があらかじめ決められた所定位置に配置されることとなる。

【0077】

以上、本実施形態においては、アンテナ装置１０が収納されている状態において、副反射器１２２の少なくとも一部が本体３００の内部に収容され、展開時に本体３００の外部に収容された部分が送出され、副リフレクタ１３１を所定の位置に配置させる。これにより、従来、副反射器１２２の高さ分だけコンパクトに収納することが困難であったが、よりコンパクトに収納することが可能となる。さらに、副リフレクタ１３１が所定の位置に移動することによって、展開が規制されていた主反射器１２１を形成するリブ１４１の規制を解除する。規制の解除は、副リフレクタ１３１の移動に伴って自動的になされるため、規制解除のために駆動装置を新たに追加する必要がなく、より容易に展開可能となる。

【0078】

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、副リフレクタ１３１の移動のために、送出装置１５０及び第２支持ロッド１３４にラックギア及びピニオンギアを用いる場合について説明した。第２実施形態においては、ラックギア及びピニオンギアに代えて、ボールねじを用いる場合について説明する。なお、本実施形態は、以下で具体的に説明する点を除いて、第１実施形態における構成と同様である。したがって、それらの事項の詳細な説明は省略する。

【0079】

図１３は、本開示の第２実施形態に係る送出装置２５０の動作を概念的に示す図である。図１３によると、副反射器１２２の第２支持ロッド２３１には、第１実施形態と同様に、一端がジョイント１３５（図示しない）を介して第１支持ロッド１３３（図示しない）に接続されている。一方、第２支持ロッド２３１の他端は、その端部にナット２３２が接続される。また、第２支持ロッド２３１は、その内部にネジ軸２５５を挿入するために中空状に形成される。

【0080】

ナット２３２は、第２支持ロッド２３１の先端に固定されており、内部にネジ軸２５５を陥入するための孔を有するドーナツ形状をしている。ナット２３２の内面には、ネジ軸２５５表面に形成されたネジ山に嵌合するように、溝２３３が形成されている。

【0081】

送出装置２５０は、モーター２５３、モーター２５３の回転軸２５４、及びネジ軸２５５を含む。送出装置２５０は、本体３００の底板３１６に固定される。モーター２５３の回転軸２５４には、ネジ軸２５５の一端が固定されている。したがって、モーター２５３が駆動されて回転軸２５４が回転すると、それに伴ってネジ軸２５５も同じ方向に回転する。ネジ軸２５５は、長軸円柱状に形成され、アンテナ装置１０の収納状態では中空円筒形状に形成された第２支持ロッド２３１の内部に挿入されている。また、ネジ軸２５５は、その外周面の略全面に、ナット２３２の溝２３３に嵌合するようにネジ山が形成されている。

【0082】

アンテナ装置１０の収納状態においては、上記のとおり、第２支持ロッド２３１の内部にネジ軸２５５が挿入されている。その後、送出装置２５０のモーター２５３の駆動に伴って、回転軸２５４を中心にネジ軸２５５が回転する。第２支持ロッド２３１は、ネジ軸２５５の回転に伴って、ナット２３２とともに、ネジ軸２５５に沿って本体３００の天板３１１の外部方向に送出される。これによって、第２支持ロッド２３１が送出され、それに接続された第１支持ロッド１３３及び副リフレクタ１３１が所定位置になるように移動する。

【0083】

なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第２支持ロッド２３１は、第１センサ装置１５６の突起１５５が当接する凹溝２３５ａ及び凹溝２３５ｂを含む。したがって、第１実施形態と同様に、凹溝２３５ａによって第２支持ロッド２３１の送出の開始を検出でき、凹溝２３５ｂによって第２支持ロッド２３１の送出を終了させることを検出することができる。

【0084】

以上、本実施形態においては、アンテナ装置１０が収納されている状態において、副反射器１２２の少なくとも一部が本体３００の内部に収容され、展開時に本体３００の外部に収容された部分が送出され、副リフレクタ１３１を所定の位置に配置させる。これにより、従来、副反射器１２２の高さ分だけコンパクトに収納することが困難であったが、よりコンパクトに収納することが可能となる。さらに、副リフレクタ１３１が所定の位置に移動することによって、展開が規制されていた主反射器１２１を形成するリブ１４１の規制を解除する。規制の解除は、副リフレクタ１３１の移動に伴って自動的になされるため、規制解除のために駆動装置を新たに追加する必要がなく、より容易に展開可能となる。

【0085】

＜第３実施形態＞
第１実施形態及び第２実施形態では、規制機構１８０の規制部材１８２の他端がピン１８１に係止され、副リフレクタ１３１の移動に伴って係脱する場合について説明した。第３実施形態においては、ピン１８１を用いて係止・係脱させる代わりに、刃２８５を用いて規制機構２８０の規制部材１８２を切断して規制を解除する場合について説明する。なお、本実施形態は、以下で具体的に説明する点を除いて、第１実施形態における構成と同様である。したがって、それらの事項の詳細な説明は省略する。

【0086】

図１４Ａは、本開示の第３実施形態に係るリブ１４１の規制状態を概念的に示す図である。図１４Ｂは、本開示の第３実施形態に係るリブ１４１の規制状態を概念的に示す図である。具体的には、図１４Ａは、リブ１４１がハブ１４３の外周に沿って折り畳まれ、規制部材２８２によって展開が規制された収納状態を示す図である。図１４Ａによると、図１１Ａと同様に、規制部材２８２は、ハブ１４３の外周に沿って折り畳まれたリブ１４１を束ねるように巻き付けられている。このとき、規制部材２８２は、ジョイント１３５に形成された貫通孔２８１を通過して、ビス２８３によって天板３１１に固定される。つまり、本実施形態においては、リブ１４１が規制部材２８２によって規制されるとき、規制部材２８２の一端及び他端の両方共が、いずれかの部材にビス２８３及びビス２８４によって固定される。

【0087】

ジョイント１３５は、送出装置１５０によってジョイント１３５が移動する方向に沿って伸びる刃２８５を有する。そして、規制部材２８２は、刃２８５に対して、ジョイント１３５の移動する方向に設けられる。

【0088】

次に、図１４Ｂは、規制部材２８２による展開の規制が解除され、リブ１４１が展開する途中の状態を示す図である。図１４Ｂによると、送出装置１５０によって第２支持ロッド１３４が矢印Ｈの方向に送出され、これに伴って副リフレクタ１３１（図示しない）及びジョイント１３５も移動する。ここで、ジョイント１３５は、送出装置１５０によってジョイント１３５が移動する方向に沿って伸びる刃２８５を有する。また、規制部材２８２は、刃２８５に対して、ジョイント１３５の移動する方向になるように巻き付けられる。したがって、ジョイント１３５の移動に伴って、刃２８５が規制部材２８２の方向に移動し、これによって規制部材２８２が切断される。これにより規制部材の規制が解除され、自身の有する弾性力によってリブ１４１は展開する方向、すなわち矢印Ｉの方向に展開する。

【0089】

なお、刃２８５は、ジョイント１３５に配置したが、その配置位置はジョイント１３５に限らない。すなわち、刃２８５は、副リフレクタ１３１の移動と共に移動する部材であって、収納時にその移動方向に規制部材２８２が設けられる位置であればいずれでもよい。

【0090】

以上、本実施形態においては、アンテナ装置１０が収納されている状態において、副反射器１２２の少なくとも一部が本体３００の内部に収容され、展開時に本体３００の外部に収容された部分が送出され、副リフレクタ１３１を所定の位置に配置させる。これにより、従来、副反射器１２２の高さ分だけコンパクトに収納することが困難であったが、よりコンパクトに収納することが可能となる。さらに、副リフレクタ１３１が所定の位置に移動することによって、展開が規制されていた主反射器１２１を形成するリブ１４１の規制を解除する。規制の解除は、副リフレクタ１３１の移動に伴って自動的になされるため、規制解除のために駆動装置を新たに追加する必要がなく、より容易に展開可能となる。

【0091】

＜その他＞
第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態においては、副反射器１２２が規制解除部材として機能する場合について説明した。しかし、規制解除部材として機能させる部材は副反射器１２２のみに限らない。例えば、副反射器１２２が移動せず固定的に設置されているような場合、又は副反射器１２２が移動可能に設置されているような場合であっても、他の部材を規制解除部材として利用することが可能である。例えば、地上局からの送出指示（図１２のＴ１１）を受けて規制を解除する専用部材であったり、主反射器１２１の展開と共に移動を要する他の部材を規制解除部材として利用することもできる。

【0092】

第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態においては、凹溝１３６ａ及び１３６ｃ、又は凹溝２３５ａ及び２３５ｂを利用した。しかし、凹状に限定する必要はなく、他の形状によって突起１５５の当接状態を変化させるようにしてもよい。また、凹溝と突起によって状態を検出するのではなく、他の方法を利用して第２支持ロッド１３４の送出状態を検出してもよい。

【0093】

また、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態においては、主リフレクタがパラボラ形状に形成されたアンテナ装置１０を例に説明したが、副リフレクタ１３１を介して電波を送出する方式をとるアンテナ装置であれば、いずれにも適用が可能である。また、第１実施形態及び第２実施形態においては、カセグレンアンテナの場合について説明したが、グレゴリアンアンテナなど、副反射器１２２と主反射器１２１及び輻射器１１０とが互いに一定距離離隔して配置されるようなアンテナであれば好適に適用することが可能である。

【0094】

また、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態においては、例えば小型衛星などの宇宙航行体１の場合について説明したが、アンテナ装置１０は、他の用途に用いることも可能である。例えば、航空機や自動車に設置して、移動式の通信装置として利用することも可能である。

【0095】

各実施形態で説明した各要素を適宜組み合わせるか、それらを置き換えて構成することも可能である。

【符号の説明】

【0096】

１ 宇宙航行体
１０ アンテナ装置
１００ 通信ユニット
１２０ 反射器
１２１ 主反射器
１２２ 副反射器
１５０ 送出装置
１８０ 規制機構
２００ 電源ユニット
３００ 本体

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】