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(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】2023-04-25
(45)【発行日】2023-05-08
(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 20060101AFI20230426BHJP
B64G 1/66 20060101ALI20230426BHJP
H01Q 15/20 20060101ALI20230426BHJP
【ＦＩ】
H01Q19/19
B64G1/66 C
H01Q15/20
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021514752
(86)(22)【出願日】2019-04-18
(86)【国際出願番号】 JP2019016673
(87)【国際公開番号】W WO2020213135
(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】米国特許出願公開第２０１６／０３５２０２２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平０３－１４５３０６（ＪＰ，Ａ）
【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】
電波を反射して外部に放射するように構成された主反射器と、前記主反射器に対向して配置するように構成された副反射器と、
前記副反射器に対向して配置され前記電波を前記副反射器の方向に輻射するように構成された輻射器と、
前記副反射器の少なくとも一部を内部に収容可能に構成された本体と、
前記副反射器に接続され、前記本体に少なくとも一部が収容された前記副反射器を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して前記主反射器から外部へ放射可能な位置になるまで送出させるように構成された送出装置と、
を含み、
前記主反射器が、前記本体の外部に位置するように該本体に固定されたハブに巻き付けられることにより、該本体の外部に配置される、宇宙航行体。
【請求項2】
前記副反射器は、前記主反射器に対向して配置され、前記輻射器から輻射された電波を前記主反射器に反射するための副リフレクタと、
一端が前記副リフレクタに接続され他端が前記送出装置に接続された、前記副リフレクタを支持するための一又は複数の支持ロッドと、
を含む、請求項１に記載の宇宙航行体。
【請求項3】
前記送出装置は、モーターと、
前記本体に固定され、前記モーターによって前記モーターの回転軸の周りに回動可能に構成された回動機構と、
を含み、
前記副反射器の前記支持ロッドは、
前記回動機構の回動によって前記副反射器が送出される方向に移動可能に構成された可動軸と、
を含む、請求項２に記載の宇宙航行体。
【請求項4】
前記回動機構はラックギアを含み、前記可動軸は前記ラックギアに接する面に該ラックギアに噛み合うピニオンギアを含む、
請求項３に記載の宇宙航行体。
【請求項5】
前記送出装置は、ボールねじを用いた送出機構を有する、請求項３に記載の宇宙航行体。
【請求項6】
前記支持ロッドは、前記副反射器の送出を前記位置で停止させるための送出終了検出機構を含む、請求項２から請求項５のいずれかに記載の宇宙航行体。
【請求項7】
前記送出装置は、前記副反射器の送出が前記位置に達したことを検出するための第１センサを含む、請求項１から請求項６のいずれかに記載の宇宙航行体。
【請求項8】
前記副反射器が前記送出装置によって送出されるのをロックするためのロック装置を含む、請求項１から請求項７のいずれかに記載の宇宙航行体。
【請求項9】
前記ロック装置は、前記ロックが解除されたことを検出するための第２センサを含む、請求項８に記載の宇宙航行体。
【請求項10】
電波を反射して外部に放射するように構成された主反射器と、前記主反射器に対向して配置され、少なくとも一部が宇宙航行体本体の内部に収容可能に構成された副反射器と、
前記副反射器に対向して配置され前記電波を前記副反射器の方向に輻射するように構成された輻射器と、
前記副反射器に接続され、前記宇宙航行体本体に少なくとも一部が収容された前記副反射器を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して前記主反射器から外部へ放射可能な位置になるまで送出させるように構成された送出装置と、
を含み、
前記主反射器が、前記宇宙航行体本体の外部に位置するように該宇宙航行体本体に固定されたハブに巻き付けられることにより、該宇宙航行体本体の外部に配置される、アンテナ装置。
【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、移動中や未使用時に主リフレクタを折り畳むことでコンパクトに収納することができたとしても、主リフレクタから一定距離だけ離して配置するために支持機構で支持される副リフレクタは折り畳むことができず、アンテナ装置全体をコンパクトに収納するのには限界があった。
【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、よりコンパクト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、「電波を反射して外部に放射するように構成された主反射器と、前記主反射器に対向して配置するように構成された副反射器と、前記副反射器に対向して配置され前記電波を前記副反射器の方向に輻射するように構成された輻射器と、前記副反射器の少なくとも一部を内部に収容可能に構成された本体と、前記副反射器に接続され、前記本体に少なくとも一部が収容された前記副反射器を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して前記主反射器から外部へ放射可能な位置になるまで送出させるように構成された送出装置と、を含む宇宙航行体」が提供される。
【0007】
本開示の一態様によれば、「電波を反射して外部に放射するように構成された主反射器と、前記主反射器に対向して配置され、少なくとも一部が宇宙航行体本体の内部に収容可能に構成された副反射器と、前記副反射器に対向して配置され前記電波を前記副反射器の方向に輻射するように構成された輻射器と、前記副反射器に接続され、前記宇宙航行体本体に少なくとも一部が収容された前記副反射器を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して前記主反射器から外部へ放射可能な位置になるまで送出させるように構成された送出装置と、を含むアンテナ装置」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、よりコンパクト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】
【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。
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。
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。
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１４６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。
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１４６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。
【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１４６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】
リブ１４１とともに主リフレクタを構成する面状体１４６は、互いに隣接する一対のリブ１４１間に架設される。面状体１４６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１４６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１４６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。
【0029】
ここで、本実施形態においては、面状体１４６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。
【0030】
また、本実施形態においては、面状体１４６は、互いに隣接する一対のリブ１４１間に、一つの面状体１４６が架設されている。しかし、一つの面状体１４６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１４６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。
【0031】
（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。
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。
【0032】
副リフレクタ１３１は、主反射器１２１の主リフレクタの面状体１４６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。
【0033】
ここで、図９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。
【0034】
支持ロッド１３２は、輻射器１１０及び主反射器１２１の主リフレクターから副反射器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７Ａ～図７Ｃ等において詳細に説明する。
【0035】
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なる。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。
【0036】
（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７Ａ～図７Ｃ等において詳細に説明する。
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７Ａ～図７Ｃ等において詳細に説明する。
【0037】
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。
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
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。
【0042】
また、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はハブ１４３と同じ高さとなる位置、すなわち本体３００の上面に設けられた台座３１５に接する位置に配置される。
【0043】
また、ハブ１４３の内部には、第２支持ロッド１３４を含む副反射器１２２の送出・移動をロックするためのロック装置１６０が固定されている。当該ロック装置１６０は、たとえば宇宙航行体１の移動時や打ち上げ時の振動によって第２支持ロッド１３４を含む副反射器１２２が、第２支持ロッド１３４の送出方向に沿った方向に振動し、破損するのを防止することが可能となる。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
５．送出装置１５０及びロック装置１６０の構成
図５は、本開示の第１実施形態に係る送出装置１５０及びロック装置１６０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。
図５は、本開示の第１実施形態に係る送出装置１５０及びロック装置１６０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。
【0047】
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のピニオンギアの凹凸と嵌合する。
【0048】
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。
【0049】
図５によると、収納状態において副反射器１２２が送出するのをロックするためのロック装置１６０は、ロックピン１６３と、ロックピン１６３を摺動させるためのソレノイド１６４と、ロックピン１６３とソレノイド１６４とを接続するためのワイヤ１６２と、当該ワイヤが摺動するのを補助するためのプーリー１６１と、ロックピンが解放されたことを検出するための第２センサ装置１６５とを含む。
【0050】
ロックピン１６３の一端はワイヤ１６２に接続されるが、他端は収納時は第２支持ロッド１３４の挿入孔１３９に挿入されている。そして、ソレノイド１６４の駆動により、ワイヤ１６２が摺動するのに追従して、ロックピン１６３が挿入孔１３９から導出されることで、副反射器１２２のロックを解除する。
【0051】
ソレノイド１６４は、本体３００の天板３１１に固定され、挿入孔１３９に挿入されたロックピン１６３を挿入孔１３９の反対方向に導出させるために、ワイヤ１６２の一端が接続されている。そして、ソレノイド１６４の駆動によって、ワイヤ１６２が移動することにより第２センサ装置１６５のスイッチがオンされ、ロックが解放されたことが検出される。
【0052】
６．ロック装置１６０の構成の詳細及び動作
図６は、本開示の第１実施形態に係るロック装置１６０の構成を示す図である。図６によると、一端がロックピン１６３に接続されたワイヤ１６２の他端が、ソレノイド１６４に接続されている。したがって、ソレノイド１６４の駆動により、ワイヤ１６２が矢印Ｃの方向、すなわちソレノイド１６４の方向に引っ張られる。そして、それに伴い、第２支持ロッド１３４の挿入孔１３９に先端が挿入されたロックピン１６３が矢印Ｂの方向、すなわち挿入孔１３９の反対方向に引っ張られて、副反射器１２２のロックが解除される。このとき、プーリー１６１は、その回転軸を中心に矢印Ａの方向に回転し、ワイヤ１６２の摺動を補助する。
図６は、本開示の第１実施形態に係るロック装置１６０の構成を示す図である。図６によると、一端がロックピン１６３に接続されたワイヤ１６２の他端が、ソレノイド１６４に接続されている。したがって、ソレノイド１６４の駆動により、ワイヤ１６２が矢印Ｃの方向、すなわちソレノイド１６４の方向に引っ張られる。そして、それに伴い、第２支持ロッド１３４の挿入孔１３９に先端が挿入されたロックピン１６３が矢印Ｂの方向、すなわち挿入孔１３９の反対方向に引っ張られて、副反射器１２２のロックが解除される。このとき、プーリー１６１は、その回転軸を中心に矢印Ａの方向に回転し、ワイヤ１６２の摺動を補助する。
【0053】
また、ワイヤ１６２の他端には押下部材（図示しない）が設けられ、当該押下部材を介してソレノイド１６４にワイヤが接続さる。そして、ソレノイド１６４は、その駆動により、押下部材を押し下げることで、第２センサ装置１６５に設けられたスイッチ（図示しない）をオンにする。このオン信号を受信することにより、第２センサ装置１６５は、ソレノイド１６４によってワイヤ１６２が摺動され、ロックピン１６３が挿入孔１３９から導出されたことを検出する。
【0054】
なお、本実施形態においては、ロック装置１６０は、ワイヤ１６２及びプーリー１６１を用いて、ソレノイド１６４の駆動によりワイヤ１６２の摺動する方向が、矢印Ｃの方向から矢印Ｂの方向に変化させた。しかし、これに限らず、ワイヤ１６２に代えて剛性を有するシャフト状の部材を用いて、当該部材を摺動方向を変化させることなく、ロックピン１６３の移動方向に沿った方向にそのまま摺動させてもよい。
【0055】
７．送出装置１５０の構成の詳細及び動作
図７Ａ～図７Ｃ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７Ａ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７Ｂ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７Ｃ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。
図７Ａ～図７Ｃ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７Ａ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７Ｂ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７Ｃ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。
【0056】
図７Ａ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。
【0057】
次に、図７Ｂ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。
【0058】
次に、図７Ｃ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。
【0059】
８．宇宙航行体１の各装置間の処理シーケンス
図８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、ロック装置１６０及び送出装置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きの処理フローを示す。
図８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、ロック装置１６０及び送出装置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きの処理フローを示す。
【0060】
まず、宇宙航行体１に設けられた通信ユニットによって、地上局から第２支持ロッド１３４に挿入されたロックピン１６３を導出してロックを解除するためのロック解除信号を受信する。なお、通信ユニット１００は、このときまだアンテナ装置１０が展開していないため利用することはできない。したがって、当該信号は通信ユニット１００以外の通信ユニットを利用して受信する（Ｓ１１）。ロック解除信号を通信ユニットが受信すると、プロセッサ３２０は、ロック装置１６０に対してロック解除指示信号Ｔ１１を送信する。
【0061】
ロック解除指示信号Ｔ１１をロック装置１６０が受信すると、ロック装置１６０がロック装置１６０のソレノイド１６４の電源をオンにし、その駆動を開始する（Ｓ１２）。すると、この駆動に伴って、ソレノイド１６４に接続されたワイヤ１６２が摺動し、それに追従してワイヤ１６２の一端に接続されたロックピン１６３が第２支持ロッド１３４の挿入孔１３９の反対方向に導出される。これによって、第２支持ロッドのロックが解除される（Ｓ１３）。また、このとき、ワイヤ１６２の他端に設けられた押下部材が第２センサ装置１６５のスイッチをオンにする。ここＲｅａｄｅｒによって第２センサ装置１６５において、ロック解除されたことが検出され（Ｓ１４）、ロック解除完了信号Ｔ１２がロック装置１６０からコンピュータ３０１に送信される。
【0062】
コンピュータ３０１は、ロック解除完了信号Ｔ１２を受信すると（Ｓ１５）、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Ｔ１３を送信する。
【0063】
送出装置１５０が送出指示信号Ｔ１３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（Ｓ１６）。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（Ｓ１７）。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も一緒に押し上げられる。なお、本実施形態では特に詳しくは説明しないが、この第２支持ロッド１３４が送出される際に、その送出に応じて、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の主リフレクタのロックを解除する（Ｓ１８）。このロック解除によって、剛性を有するリブ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。
【0064】
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（Ｓ１９）。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Ｔ１４を送信する。
【0065】
コンピュータ３０１は、送出完了信号Ｔ１４を受信すると（Ｓ２０）、送出装置１５０に対してモーター駆動終了指示信号Ｔ１５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（Ｓ２１）。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。
【0066】
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。
【0067】
＜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。
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。
【0068】
図１０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１０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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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される。
【0072】
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、ロック装置１６０のロックピン１６３を挿入するための挿入孔２３４を有する。したがって、収納時において、第２支持ロッド２３１が上下方向に振動するのを防止することが可能である。また、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。
【0073】
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。
【0074】
＜その他＞
第１実施形態及び第２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２３１の送出状態を検出してもよい。
第１実施形態及び第２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２３１の送出状態を検出してもよい。
【0075】
また、第１実施形態及び第２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。
【0076】
また、第１実施形態及び第２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。
【0077】
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】
【0078】
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
１６０ ロック装置
２００ 電源ユニット
３００ 本体
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
１６０ ロック装置
２００ 電源ユニット
３００ 本体
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】