2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22760631
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
田中 宏明 防衛大学校, システム工学群, 講師 (90532002)
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| Keywords | 衛星搭載用アンテナ / 高精度アンテナ鏡面 / 形状制御 / アンテナゲイン解析 / 軌道上鏡面誤差推定 / 鏡面精度 / ルッツ則 |
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| Research Abstract |
本研究では,新しい軌道上形状制御手法による人工衛星搭載用大型アンテナシステムの超高精度化法を提案し,その実現可能性を検証した.軌道上での利用が困難であった従来のアンテナ鏡面の形状計測方法を用いることなく,本システムでは,送受信する電波の強度変化の情報のみを用いて制御入力を決定,鏡面形状を制御し,超高精度なアンテナ鏡面を達成することができる.
まず,アンテナ鏡面の形状変化とアンテナゲインの間の関係を求め,その関係を基に送受信する電波の強度変化情報を用いたアンテナ鏡面の形状制御方法を導出した.本制御方法では,従来必要であった制御入力の決定における反復的なプロセスは必要なく,直接的に制御入力を求めることができる.衛星搭載用大型アンテナ構造として広く用いられているケーブルネットワーク構造を対象に,数値シミュレーションを実施し,提案した形状制御方法が実現可能であることを明らかにした.このシミュレーションにおいては,アンテナの構造解析と放射特性解析を統合し,超高精度アンテナの設計・評価システムを作成した.
さらに,実際の軌道上での運用を想定したアンテナシステムを目指し,軌道上で生じる可能性が高い鏡面の誤差モードについて評価し,形状制御の対象とすべき誤差モードについて検討を行った.ケーブル剛性や初期長さの変化が鏡面に及ぼす影響を評価するとともに,衛星搭載用アンテナにおいて重要な収納・展開を想定した形状再現性についても検討を行い,重要度の高い鏡面誤差モードを明らかにした.制御対象とする鏡面誤差モードを絞り込むことで,鏡面調整機構配置の効率化を行う事ができ,必要な調整機構の数を低減することができた.
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