JP6389580B1 - Wireless communication method and wireless communication system - Google Patents

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Abstract

【課題】無線通信用のアンテナを比較的容易に、かつ、安定して設置可能にし、臨時、応急、僻遠地域などの用途にも合理的なコストの範囲内で対応可能にする。【解決手段】無人航空機10を導電性のケーブル101により係留箇所11に係留すると共に、無線通信装置102を係留箇所11の側に設けて接続部103を介してケーブル101と接続し、無人航空機10を飛行、滞空させた状態でケーブル101をアンテナとして無線通信を行う。係留箇所11の側に電源装置を設けて無人航空機10に対してケーブル101を通して電源供給し、無線通信信号をケーブル101に重畳させてもよい。【選択図】図1An antenna for wireless communication can be installed relatively easily and stably, and can be used within a reasonable cost range for applications such as temporary, emergency, and remote areas. An unmanned aerial vehicle 10 is moored at a mooring point 11 with a conductive cable 101, and a wireless communication device 102 is provided on the mooring point 11 side and connected to the cable 101 via a connecting portion 103. The wireless communication is performed using the cable 101 as an antenna in a state where the aircraft is flying and stagnating. A power supply device may be provided on the mooring point 11 side to supply power to the unmanned aerial vehicle 10 through the cable 101, and a wireless communication signal may be superimposed on the cable 101. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、無線通信の方法及び無線通信システムに係り、特に無人航空機を応用する無線通信の方法及び無線通信システムに関するものである。   The present invention relates to a wireless communication method and a wireless communication system, and more particularly to a wireless communication method and a wireless communication system to which an unmanned aerial vehicle is applied.

短波(HF)帯通信は船舶・航空機通信やアマチュア無線に使用され、超短波(VHF)帯通信は防災、消防、警察、航空管制等の用途に使用されている。これらの周波数帯は、より高域の周波数帯に比べて情報伝送容量の点では劣るが、直進性が弱いために障害物を迂回するような伝搬が可能である。このような特徴により、高層建築物が多い都市部の見通しの悪い伝搬環境で主に垂直偏波を用いて比較的長距離の通信が行え、また洋上等の障害物が少ない伝搬環境で主に水平偏波を用いて電波の見通し距離を超える長距離通信を行える等の特徴を持つ。   Short wave (HF) band communication is used for ship / aircraft communication and amateur radio, and very high frequency (VHF) band communication is used for disaster prevention, fire fighting, police, air traffic control and the like. These frequency bands are inferior in terms of information transmission capacity as compared to higher frequency bands, but they can propagate in such a way as to bypass obstacles because they are not straight ahead. Because of these characteristics, it is possible to communicate relatively long distances using mainly vertically polarized waves in a propagation environment with poor visibility in urban areas with many high-rise buildings, and mainly in propagation environments with few obstacles such as offshore. It has features such as being able to perform long-distance communication exceeding the line-of-sight range of radio waves using horizontally polarized waves.

HF帯やVHF帯を用いる通信は、上述した特徴により、例えば都市災害の現場における応急の無線通信や、大規模なイベントの会場における臨時の無線通信にも好適である。また、洋上における船舶間又は船舶と地上間の通信や、砂漠や平原など地理的な広範囲にわたる無線通信にも好適である。   The communication using the HF band or the VHF band is suitable for emergency wireless communication at an urban disaster site or temporary wireless communication at a large-scale event venue due to the above-described characteristics. It is also suitable for communication between ships on the ocean or between ships and the ground, and for radio communications over a wide geographical area such as deserts and plains.

HF帯やVHF帯に使用するアンテナには各種の形態のものがあるが、中でも波長に見合う数メートルから数十メートル長の線路(導電性のケーブル等)をできるだけ見通しのよい場所に設けたものがよく用いられる。そのように設けられたアンテナに無線通信装置(送信機若しくは受信機又はそれらの両方を備えたもの)を接続して、目的とする無線通信を行うことができる。   There are various types of antennas used in the HF band and VHF band, but in particular, a line (conducting cable, etc.) with a length of several meters to several tens of meters suitable for the wavelength is provided in a place where visibility is as good as possible. Is often used. A target wireless communication can be performed by connecting a wireless communication device (provided with a transmitter and / or a receiver) to the antenna provided as described above.

そこで、例えば地上数十メートル高の構造物(鉄塔等)を建ててその高さ方向に線路を取り付けたり、水平偏波を必要とする場合は2本の鉄塔の間に線路をわたしたり、船のマストを利用して線路を取り付けたりわたしたりすることが行われる。しかしこれらの方法は、上述したような応急、臨時の目的には適するとはいえない。   So, for example, a structure (steel tower, etc.) that is several tens of meters above the ground is built and a line is attached in the height direction. If horizontal polarization is required, the line is passed between two towers, The mast is used to attach and mine tracks. However, these methods are not suitable for the emergency and temporary purposes described above.

また、砂漠や平原など常時はあまり人が立ち入らないような僻遠の地域に設けることも、建設や保守のコストを考慮すれば難しいと考えられる。洋上で船のマストを利用する方法は、船が小型になるほど適用が難しいと考えられる。アンテナをスパイラル状に形成して、線路長を保ちながら外形をコンパクトにすることも可能であるが、その場合にはアンテナ性能(ゲイン)を犠牲にせざるを得ない。   In addition, it may be difficult to install in remote areas such as deserts and plains where people do not normally enter, considering the cost of construction and maintenance. The method of using the ship's mast at sea is considered to be more difficult to apply as the ship becomes smaller. Although it is possible to form the antenna in a spiral shape and make the outer shape compact while maintaining the line length, in that case, the antenna performance (gain) must be sacrificed.

HF帯の通信機用アンテナを、比較的容易に設置することをねらいとする技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1は、翼形状をして浮上ガスが注入された気密シート性の浮体と、当該浮体の両端につながれた吊下げ手段と、当該吊下げ手段に上端がつながれ下端が地上に固定されたアンテナ線を備えた通信用アンテナについて記載している。   2. Description of the Related Art A technique that aims to install an antenna for an HF band communication device relatively easily is known (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a wing-shaped airtight sheet-like floating body in which floating gas is injected, suspension means connected to both ends of the floating body, an upper end connected to the suspension means, and a lower end fixed to the ground. A communication antenna provided with an antenna line is described.

特開平8−335817号公報JP-A-8-335817

特許文献1に記載された技術によれば通信用アンテナの設置を容易にすることはできるが、風の条件によってアンテナの設置の向きや安定性が影響を受けることが避けられないと考えられる。この点について特許文献1は、浮体の翼形状により発生する揚力が浮上ガスの浮力とあいまってアンテナ線の垂直を保つことを述べているが、それを可能とする風速の上限等の条件については記載がないのでわからない。また、特許文献1に記載された技術を水平偏波用のアンテナに適用することは難しい。   According to the technique described in Patent Document 1, the installation of the communication antenna can be facilitated, but it is inevitable that the installation direction and stability of the antenna are affected by wind conditions. In this respect, Patent Document 1 describes that the lift generated by the wing shape of the floating body is combined with the buoyancy of the floating gas to keep the antenna wire vertical, but for conditions such as the upper limit of the wind speed that makes it possible, I do not know because there is no description. Moreover, it is difficult to apply the technique described in Patent Document 1 to a horizontally polarized antenna.

本願発明が解決しようとする課題は、無線通信用のアンテナを比較的容易に、かつ、安定して設置可能にし、臨時、応急、僻遠地域などの用途にも合理的なコストの範囲内で対応可能にし、垂直偏波及び水平偏波の両方に適用可能にすることである。   The problem to be solved by the present invention is that the antenna for wireless communication can be installed relatively easily and stably, and within a reasonable cost range for applications such as temporary, emergency and remote areas. And making it applicable to both vertical and horizontal polarization.

上述した課題を解決するため、本発明に係る無線通信の方法は、遠隔操縦により又は自律で飛行させることができる無人航空機を導電性のケーブルにより係留箇所に係留し、前記係留箇所の側に設けられた電源装置から前記ケーブルを通して前記無人航空機に対して電源を供給することができるように接続し、前記係留箇所の側に設けられた無線通信装置が前記ケーブルとの間で無線通信信号のやりとりを可能にするように、電磁的結合を介して前記無線通信装置と前記ケーブルを接続し、前記無人航空機を飛行させて、前記係留箇所と前記無人航空機の間で前記ケーブルを伸張し、前記無人航空機に対して前記電源装置から電源を供給すると共に、前記無線通信装置への電源バイアスの影響を避けながら前記ケーブルをアンテナとして前記無線通信装置により無線通信を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a wireless communication method according to the present invention includes an unmanned aerial vehicle that can be operated by remote control or autonomously moored at a mooring point with a conductive cable, and is provided on the mooring point side. The power supply device is connected so that power can be supplied to the unmanned aircraft through the cable, and a wireless communication device provided on the mooring point side exchanges wireless communication signals with the cable. Connecting the wireless communication device and the cable via electromagnetic coupling, allowing the unmanned aircraft to fly, extending the cable between the mooring point and the unmanned aircraft, and unmanned supplies power from the power supply device relative to the aircraft, the said cable as an antenna while avoiding the influence of the power supply bias to the wireless communication device And performs radio communication by a line communication device.

上述した課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムは、無線通信装置と、遠隔操縦により又は自律で飛行させることができる無人航空機を係留箇所に係留することができる導電性のケーブルと、前記ケーブルを前記係留箇所の側に設けられた電源装置に接続し、かつ、前記無線通信装置と前記ケーブルとの間で前記無線通信装置への電源バイアスの影響を避けながら無線通信信号のやりとりを可能にするように、電磁的結合を介して前記無線通信装置と前記ケーブルを接続することができる接続部とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a wireless communication system according to the present invention includes a wireless communication device, a conductive cable capable of mooring an unmanned aerial vehicle capable of flying by remote control or autonomously at a mooring point, The cable is connected to a power supply device provided on the mooring point side, and wireless communication signals are exchanged between the wireless communication device and the cable while avoiding the influence of a power supply bias on the wireless communication device. In order to make it possible, the wireless communication device and the cable can be connected via an electromagnetic coupling .

本発明によれば、無線通信用のアンテナを比較的容易に、かつ、安定して設置することができ、臨時、応急、僻遠地域などの用途にも合理的なコストの範囲内で対応することができ、垂直偏波及び水平偏波の両方に適用することができる。   According to the present invention, an antenna for wireless communication can be installed relatively easily and stably, and can be used for temporary, emergency, remote areas, etc. within a reasonable cost. And can be applied to both vertically and horizontally polarized waves.

図1は本発明の実施の形態に係る概念及び主要な構成を表す図である。FIG. 1 is a diagram showing a concept and main configuration according to an embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施例1の概念及び主要な構成を表す図である。FIG. 2 is a diagram showing the concept and main configuration of the first embodiment of the present invention. 図3は実施例1に係る接続部の構成及び接続を表す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration and connection of the connection unit according to the first embodiment. 図4は本発明の実施例2の概念及び主要な構成を表す図である。FIG. 4 is a diagram showing the concept and main configuration of the second embodiment of the present invention. 図5は実施例2に係る接続部の構成及び接続を表す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration and connection of the connection unit according to the second embodiment. 図6は実施例2に係るインピーダンス整合回路の構成を例示する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the impedance matching circuit according to the second embodiment. 図7は本発明の実施例3に係る接続部の構成及び接続を表す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration and connection of the connection unit according to the third embodiment of the present invention. 図8は実施例3に係る無線通信の方法を説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining a wireless communication method according to the third embodiment. 図9は本発明の実施例4の概念及び主要な構成を表す図である。FIG. 9 is a diagram showing the concept and main configuration of the fourth embodiment of the present invention. 図10は実施例4に係る接続部の構成及び接続を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration and connection of the connection unit according to the fourth embodiment. 図11は実施例4の応用例を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an application example of the fourth embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る複数の実施例を説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る概念及び主要な構成(無線通信システム100を含む。)を表す図である。本発明の実施の形態において使用する無人航空機の一例は、図1に符号10を付して示したいわゆるドローン(遠隔操縦、プログラミング又は人工知能等に基づく自律的な飛行、位置と高度を保つ滞空等が可能な無人航空機)である。無人航空機10は、例えば地上に設けた係留箇所11(図1に破線の楕円で示す。)に導電性のケーブル101を介して係留された状態で、遠隔操縦により又は自律的に飛行することができる。   Hereinafter, a plurality of examples according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a concept and a main configuration (including a wireless communication system 100) according to an embodiment of the present invention. An example of an unmanned aerial vehicle used in an embodiment of the present invention is a so-called drone (autonomous flight based on remote control, programming or artificial intelligence, etc., which is indicated by reference numeral 10 in FIG. Unmanned aerial vehicles that can The unmanned aerial vehicle 10 can fly by remote control or autonomously while being moored via a conductive cable 101 at a mooring point 11 provided on the ground (indicated by a dashed ellipse in FIG. 1), for example. it can.

係留箇所11には、無線通信装置102が設けられている。無線通信装置102は、例えばHF帯又はVHF帯の電波を送信若しくは受信し、又は送受信の両方を行うことができる(電波の帯域は、HF帯又はVHF帯に限るものではない。)。無線通信装置102は、使用の形態により、図示しない音声通信端末、データ通信端末又はネットワークに接続されてもよい。   A mooring point 11 is provided with a wireless communication device 102. For example, the wireless communication device 102 can transmit or receive radio waves in the HF band or the VHF band, or perform both transmission and reception (the radio wave band is not limited to the HF band or the VHF band). The wireless communication apparatus 102 may be connected to a voice communication terminal, a data communication terminal, or a network (not shown) depending on the form of use.

係留箇所11には、接続部103が設けられている。接続部103は、ケーブル101を係留箇所11の側において無線通信装置102に接続することができる。この接続は、無線通信装置102がケーブル101との間で無線通信信号のやりとりを可能にするように行われる(そのため、図1に示すように無線通信装置102と接続部103が接続される。)。その具体的な方法は、以下の実施例において説明される。   A connecting portion 103 is provided at the mooring point 11. The connection unit 103 can connect the cable 101 to the wireless communication apparatus 102 on the mooring point 11 side. This connection is performed so that the wireless communication apparatus 102 can exchange wireless communication signals with the cable 101 (for this reason, the wireless communication apparatus 102 and the connection unit 103 are connected as shown in FIG. 1). ). The specific method will be described in the following examples.

無線通信システム100の主要な構成は、以上に説明したケーブル101、無線通信装置102及び接続部103である。なお、係留箇所11は地上に限らず、建物や鉄塔などの建造物や構造物のスペースに設けてもよいし、船舶上に設けてもよい。ケーブル101は単線でもよい(その場合、無人航空機10は外部電源の供給を受けずに飛行する。)が、後述するように無人航空機10に対する外部電源の供給線として用いるため対線にしてもよい。   The main components of the wireless communication system 100 are the cable 101, the wireless communication apparatus 102, and the connection unit 103 described above. In addition, the mooring point 11 may be provided not only on the ground but also in a space of a building or a structure such as a building or a steel tower, or on a ship. The cable 101 may be a single line (in that case, the unmanned aircraft 10 flies without receiving external power supply), but may be paired for use as an external power supply line for the unmanned aircraft 10 as will be described later. .

図2は、本発明の実施の形態に係る第1の実施例(実施例1)の概念及び主要な構成を表す図である。図2のうち、符号10、11、100ないし103を付して表した構成は、図1に同じ符号を付して表した構成とそれぞれ同じであるから、説明を省略する。なお、図2においてケーブル101は対線であることを明示した。   FIG. 2 is a diagram showing the concept and main configuration of the first example (Example 1) according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the configurations denoted by reference numerals 10, 11, 100 to 103 are the same as the configurations denoted by the same reference numerals in FIG. In FIG. 2, the cable 101 is clearly shown as a pair.

係留箇所11には、電源装置12が設けられている。電源装置12は接続部103を介してケーブル101に接続され、無人航空機10に対して直流又は交流電源を供給することができる。このように係留箇所11の側から電源を供給することにより、電源を供給しない場合に比べて無人航空機10の連続飛行時間を延長することができる。   The mooring point 11 is provided with a power supply device 12. The power supply device 12 is connected to the cable 101 via the connection unit 103 and can supply direct current or alternating current power to the unmanned aircraft 10. Thus, by supplying power from the mooring location 11 side, the continuous flight time of the unmanned aerial vehicle 10 can be extended as compared with the case where power is not supplied.

図3は、接続部103の構成並びに電源装置12、ケーブル101及び無線通信装置102との接続を表す図である。接続部103は、変圧器106を備えている。変圧器106の一次側(図中の右側)の両端は、フィーダー線102aを通じて、無線通信装置102の接続端子102b及び102cにそれぞれ接続されている。   FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the connection unit 103 and the connection between the power supply device 12, the cable 101, and the wireless communication device 102. The connection unit 103 includes a transformer 106. Both ends of the primary side (right side in the figure) of the transformer 106 are connected to the connection terminals 102b and 102c of the wireless communication apparatus 102 through the feeder line 102a, respectively.

変圧器106の二次側の巻き線はケーブル101の対線に接続される対線からなり、当該対線の一方が電源装置12の一方の出力端(記号“+”で表す。)に接続され、当該対線の他方が電源装置12の他方の出力端(記号“−”で表す。)に接続される。   The secondary winding of the transformer 106 is a pair of wires connected to the pair of cables 101, and one of the pairs is connected to one output terminal (represented by the symbol “+”) of the power supply device 12. Then, the other of the paired wires is connected to the other output terminal (represented by a symbol “−”) of the power supply device 12.

上述した構成及び接続により、電源装置12からケーブル101を経て無人航空機10に対して電源を供給することができる。また、無線通信装置102が無線送信機能を備えているならば、接続端子102b及び102cの間に得られた送信信号が変圧器106の一次側巻き線を経て二次側巻き線を励振し、当該二次側巻き線に接続されたケーブル101に給電される。当該送信信号は変圧器106を介する電磁的結合によってケーブル101に給電されるから、無線通信装置102は電源装置12によるバイアス電圧の影響を避けることができる。   With the configuration and connection described above, power can be supplied from the power supply device 12 to the unmanned aerial vehicle 10 via the cable 101. If the wireless communication device 102 has a wireless transmission function, the transmission signal obtained between the connection terminals 102b and 102c excites the secondary winding through the primary winding of the transformer 106, and Power is supplied to the cable 101 connected to the secondary winding. Since the transmission signal is fed to the cable 101 by electromagnetic coupling via the transformer 106, the wireless communication apparatus 102 can avoid the influence of the bias voltage by the power supply apparatus 12.

二次側巻き線及びケーブル101を構成する対線は、電源の周波数よりも十分高い(例えばHF帯以上の)周波数に対しては単線と等価である。したがって、無人航空機10を係留箇所11から垂直の方向に上昇させて伸張させたときのケーブル101がアンテナとして作用し、当該送信信号を空中に放射することができる。例えば無人航空機10を係留箇所11の25m上空の位置及び高度に保ち、周波数3MHzで送信するとすれば、25m長のケーブル101を4分の1波長モノポールアンテナとして用いることができる。   The secondary winding and the pair of wires constituting the cable 101 are equivalent to a single wire for frequencies sufficiently higher than the frequency of the power supply (for example, higher than the HF band). Therefore, the cable 101 when the unmanned aerial vehicle 10 is lifted and extended in the vertical direction from the mooring point 11 acts as an antenna, and the transmission signal can be radiated into the air. For example, if the unmanned aircraft 10 is transmitted at a frequency of 3 MHz while keeping the position and altitude above 25 m of the mooring point 11, the cable 101 having a length of 25 m can be used as a quarter-wave monopole antenna.

上述したケーブル長と周波数の関係は一例に過ぎず、4分の1波長モノポールアンテナの構成に限定するものではない。無線通信装置102が無線受信機能を備えているならば、ケーブル101を伸張して構成されたアンテナを通して外界から到来する電波を受信することができる。無線通信装置102が無線送受信機能及び送受信切換え機能を備えていれば、ケーブル101を伸張して構成されたアンテナを通して送受信を行うことができる。無人航空機10は特許文献1のような浮体を利用する場合に比べて飛行、滞空の安定性が高く、準備も簡便であって、例えば災害の現場において迅速に無線通信設備を展開する用途などに極めて好適である。   The relationship between the cable length and the frequency described above is merely an example, and is not limited to the configuration of a quarter-wave monopole antenna. If the wireless communication apparatus 102 has a wireless reception function, it is possible to receive radio waves coming from the outside through an antenna configured by extending the cable 101. If the wireless communication apparatus 102 has a wireless transmission / reception function and a transmission / reception switching function, transmission / reception can be performed through an antenna configured by extending the cable 101. The unmanned aerial vehicle 10 is more stable in flight and airspace than in the case of using a floating body as in Patent Document 1, and is easy to prepare. For example, the unmanned aircraft 10 can be used for quickly deploying wireless communication facilities at a disaster site. Very suitable.

上述したように無人航空機10を係留箇所11から垂直の方向に上昇させたときは、伸張させたケーブル101を垂直偏波用のアンテナとして用いることができる。係留箇所11が地上よりも高高度の位置や船舶上に設けられた場合には、無人航空機10を係留箇所11から水平方向に飛行させ、伸張させたケーブル101を水平偏波用のアンテナとして用いることができる。
本発明の実施の形態に係る実施例1によれば、係留箇所の側から飛行中の無人航空機に対して電源を供給するケーブルに対し、電源バイアスの影響を受けずに無線通信信号を重畳させて、垂直偏波用又は水平偏波用のアンテナを構成することができる。
As described above, when the unmanned aircraft 10 is lifted from the mooring point 11 in the vertical direction, the extended cable 101 can be used as an antenna for vertically polarized waves. When the mooring point 11 is provided at a higher altitude than the ground or on a ship, the unmanned aircraft 10 is allowed to fly horizontally from the mooring point 11 and the extended cable 101 is used as an antenna for horizontally polarized waves. be able to.
According to Example 1 of the embodiment of the present invention, the wireless communication signal is superimposed on the cable that supplies power to the unmanned aircraft in flight from the mooring point side without being affected by the power supply bias. Thus, an antenna for vertical polarization or horizontal polarization can be configured.

図4は、本発明の実施の形態に係る第2の実施例(実施例2)の概念及び主要な構成を表す図である。実施例2では、実施例1と同じく無人航空機10を使用する。実施例2に係る無線通信システム200の主要な構成は、ケーブル101、無線通信装置102及び接続部203である。これらのうち、ケーブル101及び無線通信装置102は、実施例1で同じ符号を付して表した構成とそれぞれ同じである。   FIG. 4 is a diagram illustrating the concept and main configuration of a second example (Example 2) according to the embodiment of the present invention. In the second embodiment, the unmanned aerial vehicle 10 is used as in the first embodiment. The main components of a wireless communication system 200 according to the second embodiment are a cable 101, a wireless communication device 102, and a connection unit 203. Among these, the cable 101 and the wireless communication apparatus 102 have the same configurations as those indicated by the same reference numerals in the first embodiment.

無人航空機10は、実施例1におけるのと同様に係留箇所11にケーブル101を介して係留された状態で飛行することができる。無線通信システム200は、実施例1の場合と同様に係留箇所11の側に設けられる。係留箇所11には、実施例1と同様に電源装置12が設けられている。   The unmanned aerial vehicle 10 can fly while being moored at the mooring point 11 via the cable 101 as in the first embodiment. The wireless communication system 200 is provided on the mooring point 11 side as in the case of the first embodiment. The mooring point 11 is provided with a power supply device 12 as in the first embodiment.

図5は、接続部203の構成並びに電源装置12、ケーブル101及び無線通信装置102との接続を表す図である。接続部203は、巻取軸206と、コイル207と、インピーダンス整合回路208を備える。巻取軸206は中空のドラム状に形成され、対線のケーブル101を巻回して、ケーブル101の繰出し又は繰入れに伴い図中左右の向きの回転軸の周囲に回転することができる。ケーブル101の対線の図中における左端は、それぞれ電源装置12の一方の出力端(記号“+”で表す。)及び他方の出力端(記号“−”で表す。)に接続される。   FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the connection unit 203 and the connection between the power supply device 12, the cable 101, and the wireless communication device 102. The connection unit 203 includes a winding shaft 206, a coil 207, and an impedance matching circuit 208. The take-up shaft 206 is formed in a hollow drum shape, and can be wound around a rotating shaft that is oriented in the left-right direction in the drawing as the cable 101 is wound or fed. The left end of the pair of cables 101 in the drawing is connected to one output end (represented by the symbol “+”) and the other output end (represented by the symbol “−”) of the power supply device 12, respectively.

コイル207は導線をスパイラル状に形成したもので、巻取軸206の中空の内部へ図中のブロック矢線の向きに挿入することができる。インピーダンス整合回路208は無線通信装置102とコイル207の間に設けられ、インピーダンス整合回路208の無線通信装置102側の端子は、フィーダー線102aを通じて無線通信装置102の接続端子102b及び102cにそれぞれ接続される。インピーダンス整合回路208のコイル207側の端子は、コイル207を構成する導線の両端に接続される。   The coil 207 has a conductive wire formed in a spiral shape, and can be inserted into the hollow interior of the winding shaft 206 in the direction of the block arrow in the figure. The impedance matching circuit 208 is provided between the wireless communication device 102 and the coil 207, and the terminal on the wireless communication device 102 side of the impedance matching circuit 208 is connected to the connection terminals 102b and 102c of the wireless communication device 102 through the feeder line 102a, respectively. The A terminal on the coil 207 side of the impedance matching circuit 208 is connected to both ends of a conducting wire constituting the coil 207.

図6は、インピーダンス整合回路208の構成を例示する図である。インピーダンス整合回路208は、リアクタンス素子からなる複数通りの回路を切り換えてコイル207に直列に接続することができるように構成される。図6の例では、インダクタンス素子208a、キャパシタンス素子及びインダクタンス素子の直列回路208b、キャパシタンス素子及びインダクタンス素子の並列回路208c並びにキャパシタンス素子208dを切り換えることができる。   FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the impedance matching circuit 208. The impedance matching circuit 208 is configured so that a plurality of circuits composed of reactance elements can be switched and connected to the coil 207 in series. In the example of FIG. 6, the inductance element 208a, the capacitance element and inductance element series circuit 208b, the capacitance element and inductance element parallel circuit 208c, and the capacitance element 208d can be switched.

図4ないし図6を参照して、実施例2に係る無線通信システム200の動作を説明する。電源装置12からケーブル101を経て、無人航空機10に対して電源を供給することができる。また、無線通信装置102が無線送信機能を備えているならば、接続端子102b及び102cの間に得られた送信信号がインピーダンス整合回路208を経てコイル207を励振する。当該送信信号は同軸状に配置されたコイル207と巻取軸206の周囲に巻回されたケーブル101の間の電磁的結合を介してケーブル101に給電される。   The operation of the wireless communication system 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6. Power can be supplied from the power supply device 12 to the unmanned aircraft 10 via the cable 101. If the wireless communication apparatus 102 has a wireless transmission function, a transmission signal obtained between the connection terminals 102b and 102c excites the coil 207 via the impedance matching circuit 208. The transmission signal is fed to the cable 101 through electromagnetic coupling between the coil 207 arranged coaxially and the cable 101 wound around the winding shaft 206.

当該送信信号は同軸状の位置関係にあるコイル207とケーブル101の巻回部分の間の電磁的結合によってケーブル101に給電されるから、無線通信装置102は電源装置12によるバイアス電圧の影響を避けることができる。実施例1と同様に無人航空機10を係留箇所11から垂直の方向に上昇させて伸張させたときのケーブル101が垂直偏波用のアンテナとして作用し、当該送信信号を空中に放射することができる。同じアンテナを受信にも用いたり、無人航空機10を水平に飛行させて水平偏波用のアンテナとして用いたりすることができる点は、実施例1と同様である。   Since the transmission signal is fed to the cable 101 by electromagnetic coupling between the coil 207 having the coaxial positional relationship and the winding portion of the cable 101, the wireless communication apparatus 102 avoids the influence of the bias voltage by the power supply apparatus 12. be able to. Similar to the first embodiment, the cable 101 when the unmanned aerial vehicle 10 is lifted and extended in the vertical direction from the mooring point 11 acts as an antenna for vertical polarization, and the transmission signal can be radiated into the air. . Similar to the first embodiment, the same antenna can be used for reception or the unmanned aerial vehicle 10 can be used as a horizontally polarized antenna by flying horizontally.

実施例2に係る無線通信システム200を用いた無線通信の方法を、以下に説明する。初めに無線通信の周波数を選び、無線通信装置102において当該周波数を設定する。垂直偏波用の場合、選んだ周波数に適したアンテナ長を得られる高度まで無人航空機10を上昇させると、巻取軸206が回転してケーブル101が所要長だけ上方に繰り出される。周波数とアンテナ長によりアンテナインピーダンスが変化するから、インピーダンス整合回路208の複数通りの回路208aないし208dのうちから最も適したものを選んで、インピーダンスの整合条件に近づけるようにする。   A wireless communication method using the wireless communication system 200 according to the second embodiment will be described below. First, a radio communication frequency is selected, and the radio communication apparatus 102 sets the frequency. In the case of vertical polarization, when the unmanned aerial vehicle 10 is raised to an altitude at which an antenna length suitable for the selected frequency can be obtained, the winding shaft 206 rotates and the cable 101 is drawn upward by a required length. Since the antenna impedance varies depending on the frequency and the antenna length, the most suitable circuit among the plurality of circuits 208a to 208d of the impedance matching circuit 208 is selected so as to be close to the impedance matching condition.

選んだ周波数が長波長側に近いほど、アンテナ長すなわちケーブル101の繰出し長が伸びてインダクタンス成分が優勢になるから、インピーダンス整合回路208においてインピーダンスの整合条件に近づけるため、インダクタンス素子208aを選ぶ。選んだ周波数が短波長側に近いほど逆に、キャパシタンス成分によってインダクタンス成分を打ち消すため、キャパシタンス素子208dを選ぶ。   The closer the selected frequency is to the longer wavelength side, the longer the antenna length, that is, the extension length of the cable 101, and the inductance component becomes dominant. Therefore, the impedance matching circuit 208 approaches the impedance matching condition, so the inductance element 208a is selected. Conversely, as the selected frequency is closer to the short wavelength side, the capacitance element 208d is selected to cancel the inductance component by the capacitance component.

中間に位置する周波数の場合は、キャパシタンス素子及びインダクタンス素子の直列回路208b又はキャパシタンス素子及びインダクタンス素子の並列回路208cを選ぶことができる。
本発明の実施の形態に係る実施例2によれば、アンテナ長すなわち無人航空機10を係留するケーブルの繰出し長を変えて周波数の選択的切換えに対応すると共に、その都度インピーダンス整合条件に近づけることができるという付加的な効果が得られる。
In the case of an intermediate frequency, a capacitance element and inductance element series circuit 208b or a capacitance element and inductance element parallel circuit 208c can be selected.
According to Example 2 according to the embodiment of the present invention, the antenna length, that is, the length of the cable that anchors the unmanned aircraft 10 is changed to cope with the selective switching of the frequency, and the impedance matching condition can be approximated each time. The additional effect that it can be obtained.

実施例3は、実施例2に係る無線通信の方法を自動化する変形例である。実施例3において使用するシステムの構成は、図4の接続部203を接続部303に置き換えたものである(その他の構成は、図4と同じとする。)。図7は、接続部303の内部構成及び他の構成との接続を表す図である。接続部303は、実施例2に係る制御部203と同じ構成に制御部309を加えたものである。制御部309としては、例えばマイクロプロセッサ、ディジタル信号処理プロセッサ又はパーソナルコンピュータ等を用いることができる。   The third embodiment is a modification example in which the wireless communication method according to the second embodiment is automated. The system configuration used in the third embodiment is obtained by replacing the connection unit 203 in FIG. 4 with a connection unit 303 (other configurations are the same as those in FIG. 4). FIG. 7 is a diagram illustrating an internal configuration of the connection unit 303 and a connection with another configuration. The connection unit 303 is obtained by adding a control unit 309 to the same configuration as the control unit 203 according to the second embodiment. As the control unit 309, for example, a microprocessor, a digital signal processor, a personal computer, or the like can be used.

図7には、無人航空機10に飛行指示するための飛行指示手段13を含めている。飛行指示手段13は、マニュアル操作による無人航空機10への飛行指示に用いられるほか、例えば商用化されている近距離無線通信手段を通じて制御部309に接続され(図中に両向き矢印付き破線で表す。)、制御部309の指示を受けて自動で無人航空機10への飛行指示を行うことができる。制御部309は、無線通信装置102及びインピーダンス整合回路208とも、それぞれ有線又は無線により接続される(同様に両向き矢印付き破線で表す。)。   FIG. 7 includes flight instruction means 13 for instructing the unmanned aircraft 10 to fly. The flight instruction unit 13 is used for a flight instruction to the unmanned aircraft 10 by manual operation, and is connected to the control unit 309 through, for example, a commercial short-range wireless communication unit (indicated by a broken line with a double-pointed arrow in the figure). .), And can instruct flight to the unmanned aircraft 10 automatically upon receiving an instruction from the control unit 309. The control unit 309 is also connected to the wireless communication device 102 and the impedance matching circuit 208 by wire or wirelessly (also represented by a broken line with a double-pointed arrow).

図8は、実施例3に係る無線通信の方法を説明するフローチャートである。処理の開始(START)に続き、無線通信装置102に対して使用周波数が設定される(ステップS81)。無線通信装置102は、設定された使用周波数の値を制御部309に通知する。制御部309は、設定された使用周波数に適したアンテナ長を選択する(ステップS82)。制御部309は、選択したアンテナ長を実現する高度又は位置まで無人航空機10を飛行させ、その位置で滞空させるように、飛行指示手段13に対して指示を送る(ステップS83)。   FIG. 8 is a flowchart for explaining a wireless communication method according to the third embodiment. Subsequent to the start of processing (START), a use frequency is set for the wireless communication apparatus 102 (step S81). The wireless communication apparatus 102 notifies the control unit 309 of the set value of the used frequency. The control unit 309 selects an antenna length suitable for the set use frequency (step S82). The control unit 309 sends an instruction to the flight instruction unit 13 so that the unmanned aircraft 10 flies to the altitude or position that realizes the selected antenna length, and stays at that position (step S83).

制御部309はインピーダンス整合回路208に指示して、設定された使用周波数に適したインピーダンスを選択させる(ステップS84)。以上でこの処理を終了し(END)、続いて設定した周波数を用いる無線通信を行うことができる。
本発明の実施の形態に係る実施例3によれば、使用周波数の設定からアンテナ長及びインピーダンスの選択まで自動的に行うことができるという、付加的な効果が得られる。
The control unit 309 instructs the impedance matching circuit 208 to select an impedance suitable for the set use frequency (step S84). This processing is ended (END), and then wireless communication using the set frequency can be performed.
According to Example 3 according to the embodiment of the present invention, there is an additional effect that it is possible to automatically perform from the setting of the use frequency to the selection of the antenna length and the impedance.

図9は、本発明の実施の形態に係る第4の実施例(実施例4)の概念及び主要な構成(無線通信システム400を含む。)を表す図である。実施例4では、実施例1の無人航空機10と同じ無人航空機を2機(それぞれ、符号20及び30を付して表す。)使用する。   FIG. 9 is a diagram illustrating a concept and a main configuration (including wireless communication system 400) of a fourth example (Example 4) according to the embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the same unmanned aircraft as the unmanned aircraft 10 of the first embodiment is used (represented by reference numerals 20 and 30, respectively).

無人航空機20は、地上に設けた係留箇所11(実施例1と同じ。)に導電性のケーブル420を介して係留された状態で、遠隔操縦により又は自律的に飛行することができる。無人航空機30は、地上に設けた係留箇所11(実施例1と同じ。)に導電性のケーブル430を介して係留された状態で、遠隔操縦により又は自律的に飛行することができる。ケーブル420及びケーブル430は、それぞれ実施例1のケーブル101と同じとする。ケーブル420及びケーブル430を合わせて、ケーブル401とする。   The unmanned aerial vehicle 20 can fly by remote control or autonomously while being moored via a conductive cable 420 at a mooring point 11 provided on the ground (same as in the first embodiment). The unmanned aerial vehicle 30 can fly by remote control or autonomously while being moored via a conductive cable 430 at a mooring point 11 provided on the ground (same as in the first embodiment). The cable 420 and the cable 430 are the same as the cable 101 of the first embodiment. The cable 420 and the cable 430 are combined to form a cable 401.

係留箇所11には、電源装置12(実施例1と同じ。)、無線通信装置102(実施例1と同じ。)及び接続部403が設けられている。電源装置12は接続部403を介してケーブル420及びケーブル430にそれぞれ接続され、無人航空機20及び無人航空機30に対して直流又は交流電源を供給することができる。接続部403は、ケーブル420及びケーブル430を係留箇所11の側においてそれぞれ無線通信装置102に接続することができる。この接続は、無線通信装置102がケーブル420及びケーブル430との間で無線通信信号のやりとりを可能にすると共に、ケーブル420及びケーブル430を互いに逆極性で励振するように行われる(後述)。   The mooring point 11 is provided with a power supply device 12 (same as in the first embodiment), a wireless communication device 102 (same as in the first embodiment), and a connection unit 403. The power supply device 12 is connected to the cable 420 and the cable 430 via the connection unit 403, and can supply direct current or alternating current power to the unmanned aircraft 20 and the unmanned aircraft 30. The connection unit 403 can connect the cable 420 and the cable 430 to the wireless communication device 102 on the mooring point 11 side. This connection is performed so that the wireless communication apparatus 102 can exchange wireless communication signals with the cable 420 and the cable 430 and excites the cable 420 and the cable 430 with opposite polarities (described later).

ケーブル420及びケーブル430は、係留箇所11の側からある長さ(図中に符号“L”で示す。)に亘って束ねた(図9では撚り線をなすように表しているが、撚り線に限るものではない。)後に分岐箇所450において分岐され、それぞれ無人航空機20及び無人航空機30に接続される。   The cable 420 and the cable 430 are bundled over a certain length (indicated by the symbol “L” in the drawing) from the mooring point 11 side (in FIG. 9, they are shown to form a stranded wire. However, it is branched at the branching point 450 and connected to the unmanned aircraft 20 and the unmanned aircraft 30 respectively.

無線通信システム400の主要な構成は、以上に説明したケーブル401、無線通信装置102及び接続部403である。図10は、接続部403の構成並びに電源装置12、ケーブル401及び無線通信装置102との接続を表す図である。接続部403は、変圧器106a及び変圧器106b(いずれも実施例1の変圧器106に同じ。)を備えている。接続部403は、分配合成器405を備えている。分配合成器405は、無線通信装置102が接続端子102b及び102cの間に出力する送信信号の電力を均等に分配して、変圧器106aの一次側の巻き線及び変圧器106bの一次側の巻き線に供給する。   The main configuration of the wireless communication system 400 is the cable 401, the wireless communication apparatus 102, and the connection unit 403 described above. FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the connection unit 403 and the connection between the power supply device 12, the cable 401, and the wireless communication device 102. The connection unit 403 includes a transformer 106a and a transformer 106b (both are the same as the transformer 106 of the first embodiment). The connection unit 403 includes a distribution synthesizer 405. The distribution synthesizer 405 distributes the power of the transmission signal output by the wireless communication apparatus 102 between the connection terminals 102b and 102c evenly, and the primary winding of the transformer 106a and the primary winding of the transformer 106b. Supply to the wire.

変圧器106aの二次側の巻き線はケーブル420の対線に接続される対線からなり、当該対線の一方が電源装置12の一方の“+”側の出力端に接続され、当該対線の他方が電源装置12の“−”側の出力端に接続される。変圧器106bの二次側の巻き線はケーブル430の対線に接続される対線からなり、当該対線の一方が電源装置12の“+”側の出力端に接続され、当該対線の他方が電源装置12の“−”側の出力端に接続される。以上の構成及び接続により、電源装置12からケーブル420を経て無人航空機20に対して電源を供給することができる。また、電源装置12からケーブル430を経て無人航空機30に対して電源を供給することができる。   The secondary winding of the transformer 106a is a pair of wires connected to the pair of cables 420, and one of the pairs is connected to one “+” side output end of the power supply device 12, and the pair The other end of the line is connected to the output terminal on the “−” side of the power supply device 12. The winding on the secondary side of the transformer 106b is composed of a pair of wires connected to the pair of cables 430, and one of the pair of wires is connected to the output terminal on the “+” side of the power supply device 12, and The other is connected to the output terminal on the “−” side of the power supply device 12. With the above configuration and connection, power can be supplied from the power supply device 12 to the unmanned aircraft 20 via the cable 420. Further, power can be supplied from the power supply device 12 to the unmanned aircraft 30 via the cable 430.

無線通信装置102から出力され分配合成器405で分配された送信信号の一方は、実施例1の場合と同様に、変圧器106aの一次側巻き線及び二次側巻き線間の電磁的結合を経てケーブル420に給電される。また、無線通信装置102から出力され分配合成器405で分配された送信信号の他方は、同様に変圧器106bの一次側巻き線及び二次側巻き線間の電磁的結合を経てケーブル430に給電される。   One of the transmission signals output from the wireless communication apparatus 102 and distributed by the distribution synthesizer 405 has an electromagnetic coupling between the primary side winding and the secondary side winding of the transformer 106a, as in the first embodiment. Then, power is supplied to the cable 420. Similarly, the other of the transmission signals output from the wireless communication apparatus 102 and distributed by the distribution synthesizer 405 is fed to the cable 430 through the electromagnetic coupling between the primary winding and the secondary winding of the transformer 106b. Is done.

ただし、ケーブル420が変圧器106aの二次側巻き線の図10における上側の端子に接続されたのに対して、ケーブル430は変圧器106bの二次側巻き線の図10における下側の端子に接続されている。すなわち、ケーブル420に給電される送信信号とケーブル430に給電される送信信号は互いに逆極性である。   However, cable 420 is connected to the upper terminal in FIG. 10 of the secondary winding of transformer 106a, whereas cable 430 is the lower terminal in FIG. 10 of the secondary winding of transformer 106b. It is connected to the. That is, the transmission signal supplied to the cable 420 and the transmission signal supplied to the cable 430 have opposite polarities.

実施例4に係る無線通信の方法を説明する。無人航空機20及び無人航空機30を飛行させて、分岐箇所450が係留箇所11から垂直に上昇してケーブル401の分岐箇所450より下の部分を伸張させると共に、ケーブル420の分岐箇所450から無人航空機20までの部分とケーブル430の分岐箇所450から無人航空機30までの部分が水平の直線状をなす(図9に表した通り。)状態で滞空させる。   A wireless communication method according to the fourth embodiment will be described. The unmanned aircraft 20 and the unmanned aircraft 30 are caused to fly, and the branch point 450 rises vertically from the mooring point 11 to extend the portion below the branch point 450 of the cable 401 and the unmanned aircraft 20 from the branch point 450 of the cable 420. And the portion from the branching point 450 of the cable 430 to the unmanned aircraft 30 form a horizontal straight line (as shown in FIG. 9).

無線通信装置102から出力された送信信号は、上述したように電力を均等に分配され、ケーブル420とケーブル430を互いに逆極性の関係で励振する(図9の曲線状のブロック矢印で表した関係になる。)。そうすると、ケーブル401の分岐箇所450より下の部分ではケーブル420の励振信号とケーブル430の励振信号が互いに相殺するため電磁波(垂直偏波)の放射が抑えられる。その一方、水平の直線状に伸張されたケーブル420の分岐箇所450から無人航空機20までの部分とケーブル430の分岐箇所450から無人航空機30までの部分は互いに同じ向きに励振されるため、単一のアンテナに等価な状態となって電磁波(水平偏波)を放射する。   The transmission signal output from the wireless communication apparatus 102 is evenly distributed as described above, and excites the cable 420 and the cable 430 with opposite polarities (the relationship represented by the curved block arrows in FIG. 9). become.). Then, in the portion below the branching point 450 of the cable 401, the excitation signal of the cable 420 and the excitation signal of the cable 430 cancel each other, so that radiation of electromagnetic waves (vertically polarized waves) is suppressed. On the other hand, the portion from the branching point 450 to the unmanned aerial vehicle 20 of the cable 420 extended in a horizontal straight line and the portion from the branching point 450 to the unmanned aircraft 30 of the cable 430 are excited in the same direction. The electromagnetic wave (horizontal polarization) is radiated in a state equivalent to the antenna.

例えば、ケーブル420の分岐箇所450から無人航空機20までの部分とケーブル430の分岐箇所450から無人航空機30までの部分を共に25mで等長とし、送信周波数を3MHzとすれば、水平の直線状に伸張されたケーブル420の分岐箇所450から無人航空機20までの部分とケーブル430の分岐箇所450から無人航空機30までの部分が全体で2分の1波長ダイポールアンテナを構成する。   For example, if the part from the branching point 450 of the cable 420 to the unmanned aerial vehicle 20 and the part from the branching point 450 to the unmanned aircraft 30 of the cable 430 are both equal in length to 25 m and the transmission frequency is 3 MHz, the horizontal straight line shape is obtained. The part from the branching point 450 of the extended cable 420 to the unmanned aerial vehicle 20 and the part from the branching point 450 of the cable 430 to the unmanned aircraft 30 constitute a half-wave dipole antenna as a whole.

上述したケーブル長と周波数の関係は一例に過ぎず、2分の1波長ダイポールアンテナの構成に限定するものではない。また、ケーブル420の分岐箇所450から無人航空機20までの部分とケーブル430の分岐箇所450から無人航空機30までの部分を等長にしなくてもよい。上記のように構成された水平偏波のアンテナを受信用としても利用できることは、実施例1の場合と変わらない。ケーブル420及びケーブル430に対する電磁的結合の方法としては、実施例2の同軸状の結合方法をとってもよい。   The relationship between the cable length and the frequency described above is merely an example, and is not limited to the configuration of a half-wave dipole antenna. Further, the part from the branching point 450 of the cable 420 to the unmanned aerial vehicle 20 and the part from the branching point 450 of the cable 430 to the unmanned aircraft 30 do not have to be equal in length. The fact that the horizontally polarized antenna configured as described above can be used for reception is the same as in the first embodiment. As a method of electromagnetic coupling to the cable 420 and the cable 430, the coaxial coupling method of the second embodiment may be used.

図11は、実施例4の応用例を説明する図である。図11は、図9に表した構成のうち、水平の直線状に伸張されたケーブル420の分岐箇所450から無人航空機20までの部分とケーブル430の分岐箇所450から無人航空機30までの部分を上方から見て表している。上記の水平の直線状に伸張された部分は水平偏波アンテナを構成するから、水平面内に指向性を有する(図では、分岐箇所450をはさむ形に対をなすおむすび状の破線で指向性パターンを表している。)   FIG. 11 is a diagram illustrating an application example of the fourth embodiment. FIG. 11 shows the configuration shown in FIG. 9 with the portion from the branching point 450 to the unmanned aerial vehicle 20 of the cable 420 stretched in a straight line and the portion from the branching point 450 to the unmanned aircraft 30 of the cable 430 upward. It is seen from Since the above horizontal linearly stretched portion constitutes a horizontally polarized antenna, it has directivity in a horizontal plane (in the figure, a directivity pattern is formed by a pair of rice ball-like broken lines sandwiching the branching point 450. Represents.)

図11の上部に時計回り又は反時計回りの矢印付き破線で示すように、無人航空機20及び無人航空機30のどちらか一方又は両方を水平面内で移動させて全体を水平面内で回転させることにより、指向性を変化させることができる。通信相手の方向が限定されている場合や、希望派と妨害波を弁別したい場合に有効である。   By moving either one or both of the unmanned aircraft 20 and the unmanned aircraft 30 in the horizontal plane and rotating the whole in the horizontal plane, as indicated by a broken line with a clockwise or counterclockwise arrow at the top of FIG. Directivity can be changed. This is effective when the direction of the communication partner is limited or when it is desired to discriminate between the desired group and the jamming wave.

実施例1の場合も、無人航空機を係留箇所から水平に飛行させれば水平偏波アンテナを構成することができる。ただし、例えば地上の場合に係留箇所自体がある程度の地上高を持つことが、無人航空機の飛行の安全やアンテナの見通しを確保するために望ましい。これに対して実施例4の方法は、係留箇所の地上高が低い場合にも適用することができる。
本発明の実施の形態に係る実施例4によれば、係留箇所自体が低高度位置にあっても水平偏波アンテナを安全、確実に構成し、無人航空機を移動させて水平面内の指向性を変化させることができるという、付加的な効果が得られる。
In the case of the first embodiment as well, a horizontally polarized antenna can be configured by flying an unmanned aircraft horizontally from a mooring point. However, for example, in the case of the ground, it is desirable that the mooring point itself has a certain level of ground height in order to ensure the safety of unmanned aircraft flight and the visibility of the antenna. On the other hand, the method of Example 4 is applicable also when the ground height of a mooring location is low.
According to Example 4 according to the embodiment of the present invention, the horizontally polarized antenna is configured safely and surely even when the mooring point itself is at a low altitude position, and the directivity in the horizontal plane is achieved by moving the unmanned aircraft. An additional effect that it can be changed is obtained.

10、20、30 無人航空機
11 係留箇所
12 電源装置
13 飛行指示手段
100、200、400 無線通信システム
101、401、420、430 ケーブル
102 無線通信装置
102a フィーダー線
102b、102c 接続端子
103、203、303、403 接続部
106、106a、106b 変圧器
206 巻取軸
207 コイル
208 インピーダンス整合回路
208a インダクタンス素子
208b キャパシタンス素子及びインダクタンス素子の直列回路
208c キャパシタンス素子及びインダクタンス素子の並列回路
208d キャパシタンス素子
309 制御部
405 分配合成器
450 分岐箇所
10, 20, 30 Unmanned aerial vehicle 11 Moored place 12 Power supply device 13 Flight instruction means 100, 200, 400 Wireless communication system 101, 401, 420, 430 Cable 102 Wireless communication device 102a Feeder wire 102b, 102c Connection terminal 103, 203, 303 , 403 Connection 106, 106a, 106b Transformer 206 Winding shaft 207 Coil 208 Impedance matching circuit 208a Inductance element 208b Capacitance element and series circuit of inductance element 208c Capacitance element and parallel circuit of inductance element 208d Capacitance element 309 Control unit 405 Distribution Synthesizer 450 Branch point

Claims (13)

遠隔操縦により又は自律で飛行させることができる無人航空機を導電性のケーブルにより係留箇所に係留し、
前記係留箇所の側に設けられた電源装置から前記ケーブルを通して前記無人航空機に対して電源を供給することができるように、前記ケーブルを前記電源装置に接続し、
前記係留箇所の側に設けられた無線通信装置が前記ケーブルとの間で無線通信信号のやりとりを可能にするように、電磁的結合を介して前記ケーブルを前記無線通信装置に接続し、
前記無人航空機を飛行させて、前記係留箇所と前記無人航空機の間で前記ケーブルを伸張し、
前記無人航空機に対して前記電源装置から電源を供給すると共に、前記無線通信装置への電源バイアスの影響を避けながら前記ケーブルをアンテナとして前記無線通信装置により無線通信を行う
ことを特徴とする無線通信の方法。
Moored unmanned aerial vehicles that can be operated remotely or autonomously at mooring points with conductive cables;
Connecting the cable to the power supply so that power can be supplied to the unmanned aircraft through the cable from the power supply provided on the mooring point side;
Connecting the cable to the wireless communication device via electromagnetic coupling so that the wireless communication device provided on the mooring point side allows wireless communication signals to be exchanged with the cable ;
Flying the unmanned aerial vehicle and extending the cable between the mooring point and the unmanned aerial vehicle;
Power is supplied from the power supply device to the unmanned aircraft, and wireless communication is performed by the wireless communication device using the cable as an antenna while avoiding an influence of a power supply bias on the wireless communication device. the method of.
前記無人航空機を前記係留箇所から垂直方向に飛行させて、垂直偏波を用いた無線通信を行えるようにすることを特徴とする請求項1に記載の無線通信の方法。 The wireless communication method according to claim 1 , wherein the unmanned aircraft is allowed to fly in the vertical direction from the mooring point to perform wireless communication using vertically polarized waves. 前記無人航空機を前記係留箇所から水平方向に飛行させて、水平偏波を用いた無線通信を行えるようにすることを特徴とする請求項1に記載の無線通信の方法。 The wireless communication method according to claim 1 , wherein the unmanned aircraft is allowed to fly horizontally from the mooring point so that wireless communication using horizontally polarized waves can be performed. 前記無線通信装置の無線通信信号の接続端子に接続されたフィーダー線を変圧器の一次側に接続すると共に、前記ケーブルを前記変圧器の二次側に接続することにより、前記無線通信装置が前記ケーブルとの間で無線通信信号のやりとりを可能にするように、電磁的結合を介して前記無線通信装置と前記ケーブルを接続することを特徴とする請求項1に記載の無線通信の方法。 By connecting a feeder line connected to a connection terminal of a wireless communication signal of the wireless communication device to a primary side of a transformer, and connecting the cable to a secondary side of the transformer, the wireless communication device is The wireless communication method according to claim 1, wherein the wireless communication device and the cable are connected via electromagnetic coupling so as to enable exchange of wireless communication signals with the cable. 前記ケーブルを中空の巻取軸の周囲に巻回して、前記ケーブルの繰出し又は繰入れに伴い前記巻取軸が回転するように構成し、
前記無線通信装置の無線通信信号の接続端子にフィーダー線を通して接続されたコイルを前記巻取軸の中空部分に挿入することにより、前記無線通信装置が前記ケーブルとの間で無線通信信号のやりとりを可能にするように、電磁的結合を介して前記無線通信装置と前記ケーブルを接続することを特徴とする請求項1に記載の無線通信の方法。
The cable is wound around a hollow winding shaft, and is configured such that the winding shaft rotates as the cable is unwound or fed.
By inserting a coil connected to a connection terminal of a wireless communication signal of the wireless communication device through a feeder line into a hollow portion of the winding shaft, the wireless communication device exchanges a wireless communication signal with the cable. The method of wireless communication according to claim 1 , wherein the cable is connected to the wireless communication device via electromagnetic coupling so as to enable.
前記フィーダー線及び前記コイルの間にインピーダンス整合回路を設けた場合において、
前記無線通信装置の使用周波数を選択し、
前記無人航空機を前記選択された使用周波数に適合するアンテナ長に相当する前記ケーブルの繰出し長が得られる位置まで飛行させ、
前記選択された使用周波数に適合するように前記インピーダンス整合回路のインピーダンスを調整する
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信の方法。
In the case of providing an impedance matching circuit between the feeder line and the coil,
Select a use frequency of the wireless communication device,
Flying the unmanned aerial vehicle to a position where a cable feed length corresponding to an antenna length suitable for the selected operating frequency is obtained;
The wireless communication method according to claim 5 , wherein an impedance of the impedance matching circuit is adjusted so as to match the selected use frequency.
前記無人航空機は第1の無人航空機及び第2の無人航空機を含む複数機からなり、前記ケーブルは前記第1の無人航空機を前記係留箇所に係留する第1のケーブル及び前記第2の無人航空機を前記係留箇所に係留する第2のケーブルを含む複数のケーブルからなる場合において、
前記第1のケーブル及び前記第2のケーブルを、前記係留箇所の側からある長さに亘って束ねた後に分岐箇所において分岐させてから、前記第1の無人航空機及び前記第2の無人航空機にそれぞれ接続し、
前記第1のケーブル及び前記第2のケーブルが前記係留箇所から前記分岐箇所まで垂直に延伸され、かつ、前記第1のケーブルの前記分岐箇所から前記第1の無人航空機までの部分と前記第2のケーブルの前記分岐箇所から前記第2の無人航空機までの部分とが水平の直線状をなすように、前記第1の無人航空機及び前記第2の無人航空機を飛行させ、
前記無線通信装置が前記第1のケーブルとの間でやりとりする無線通信信号と、前記無線通信装置が前記第2のケーブルとの間でやりとりする無線通信信号を、互いに逆極性にする
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信の方法。
The unmanned aerial vehicle includes a plurality of aircraft including a first unmanned aerial vehicle and a second unmanned aerial vehicle. The cable includes a first cable for mooring the first unmanned aerial vehicle at the mooring point and the second unmanned aerial vehicle. In the case of a plurality of cables including the second cable moored at the mooring point,
The first cable and the second cable are bundled over a certain length from the mooring point side and then branched at the branch point, and then the first unmanned aircraft and the second unmanned aircraft are separated. Connect each one
The first cable and the second cable extend vertically from the mooring point to the branch point, and the portion of the first cable from the branch point to the first unmanned aircraft and the second The first unmanned aircraft and the second unmanned aircraft are allowed to fly such that a portion from the branch point of the cable to the second unmanned aircraft forms a horizontal straight line,
The wireless communication signal exchanged between the wireless communication device and the first cable and the wireless communication signal exchanged between the wireless communication device and the second cable have opposite polarities. The wireless communication method according to claim 1.
無線通信装置と、
遠隔操縦により又は自律で飛行させることができる無人航空機を係留箇所に係留することができる導電性のケーブルと、
前記ケーブルを前記係留箇所の側に設けられた電源装置に接続し、かつ、前記無線通信装置と前記ケーブルとの間で、前記無線通信装置への電源バイアスの影響を避けながら無線通信信号のやりとりを可能にするように、電磁的結合を介して前記無線通信装置を前記ケーブルに接続することができる接続部とを
備えたことを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication device;
A conductive cable capable of mooring an unmanned aerial vehicle that can be operated remotely or autonomously at a mooring point;
The cable is connected to a power supply device provided on the mooring location side, and wireless communication signals are exchanged between the wireless communication device and the cable while avoiding the influence of a power supply bias on the wireless communication device. A wireless communication system comprising: a connection unit capable of connecting the wireless communication device to the cable through electromagnetic coupling .
前記接続部は、前記無線通信装置の無線通信信号の接続端子に接続されたフィーダー線を一次側に接続すると共に、前記ケーブルを二次側に接続してなる変圧器を備えたことを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。 The connection unit includes a transformer formed by connecting a feeder line connected to a connection terminal of a wireless communication signal of the wireless communication device to a primary side and connecting the cable to a secondary side. The wireless communication system according to claim 8 . 前記接続部は、
前記ケーブルを周囲に巻回して、前記ケーブルの繰出し又は繰入れに伴い回転するように構成された中空の巻取軸と、
前記無線通信装置の無線通信信号の接続端子にフィーダー線を通して接続されると共に、前記巻取軸の中空部分に挿入されてなるコイルと、
前記フィーダー線及び前記コイルの間に設けられたインピーダンス整合回路とを
備えたことを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。
The connecting portion is
A hollow winding shaft configured to wind the cable around and rotate as the cable is unwound or fed; and
A coil that is connected to a connection terminal of a wireless communication signal of the wireless communication device through a feeder line, and is inserted into a hollow portion of the winding shaft,
The wireless communication system according to claim 8 , further comprising: an impedance matching circuit provided between the feeder line and the coil.
前記無人航空機は前記係留箇所の側に置かれた飛行指示手段から飛行指示を受けて飛行することができる場合において、前記接続部は、
前記無線通信装置及び前記インピーダンス整合回路並びに前記無人航空機の飛行指示手段に対してそれぞれ有線又は無線で接続され、前記無線通信装置の使用周波数が選択されると、前記飛行指示手段により前記無人航空機を前記選択された使用周波数に適合するアンテナ長に相当する前記ケーブルの繰出し長が得られる位置まで飛行させると共に、前記選択された使用周波数に適合するように前記インピーダンス整合回路のインピーダンスを調整させることができる制御部を
さらに備えたことを特徴とする請求項10に記載の無線通信システム。
In the case where the unmanned aircraft can fly by receiving a flight instruction from a flight instruction means placed on the mooring point side,
When the wireless communication device, the impedance matching circuit, and the flight instruction means of the unmanned aircraft are connected by wire or wirelessly and the use frequency of the wireless communication device is selected, the flight instruction means Flying to a position where the cable feed length corresponding to the antenna length suitable for the selected use frequency is obtained, and adjusting the impedance of the impedance matching circuit so as to match the selected use frequency The wireless communication system according to claim 10 , further comprising a control unit that can perform the control.
前記インピーダンス整合回路は、リアクタンス素子からなる複数通りの回路を切り換えて前記コイルに対して直列に接続することができるように構成されたことを特徴とする請求項10及び請求項11のいずれか1項に記載の無線通信システム。 It said impedance matching circuit, any one of claims 10 and claim 11, characterized in that it is configured to be able to connect in series with the coil switching circuitry plural kinds consisting of reactive elements The wireless communication system according to item. 前記無人航空機が第1の無人航空機及び第2の無人航空機を含む複数機からなる場合において、
前記ケーブルは前記第1の無人航空機を前記係留箇所に係留する第1のケーブル及び前記第2の無人航空機を前記係留箇所に係留する第2のケーブルを含む複数のケーブルからなり、
前記第1のケーブル及び前記第2のケーブルは、前記係留箇所の側からある長さに亘って束ねられた後に分岐箇所において分岐されてから、前記第1の無人航空機及び前記第2の無人航空機にそれぞれ接続され、
前記接続部は、前記無線通信装置及び前記第1のケーブルとの間でやりとりする無線通信信号と、前記無線通信装置及び前記第2のケーブルとの間でやりとりする無線通信信号を、互いに逆極性にする手段を備える
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。
In the case where the unmanned aerial vehicle includes a plurality of aircraft including a first unmanned aerial vehicle and a second unmanned aerial vehicle,
The cable comprises a plurality of cables including a first cable for mooring the first unmanned aircraft at the mooring location and a second cable for mooring the second unmanned aircraft at the mooring location;
The first cable and the second cable are bundled over a certain length from the mooring point side and then branched at a branch point, and then the first unmanned aircraft and the second unmanned aircraft Each connected to
The connection unit is configured such that a radio communication signal exchanged between the radio communication device and the first cable and a radio communication signal exchanged between the radio communication device and the second cable have opposite polarities. The wireless communication system according to claim 8 , further comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110171559A (en) * 2019-06-21 2019-08-27 深圳市中天迅通信技术股份有限公司 A kind of unmanned plane and its control method

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007060230A (en) * 2005-08-24 2007-03-08 Seiko Epson Corp Semiconductor integrated circuit and wireless communication device
US20070200027A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Johnson Samuel A Aerial robot
JP2011155471A (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Dx Antenna Co Ltd Antenna device
US20130233964A1 (en) * 2012-03-07 2013-09-12 Aurora Flight Sciences Corporation Tethered aerial system for data gathering
US20140361939A1 (en) * 2013-06-11 2014-12-11 Elwha, Llc Multi-elevational antenna systems and methods of use
US20150239557A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Jedidya Boros Self balancing airborne observational apparatus
JP2015189321A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社熊谷組 Unmanned flight imaging device
US9407000B1 (en) * 2015-05-15 2016-08-02 Harris Corporation Antenna deployment method and system
US9836049B1 (en) * 2017-05-05 2017-12-05 Pinnacle Vista, LLC Relay drone system
US9886864B1 (en) * 2016-02-03 2018-02-06 X Development Llc Methods for aerial avoidance

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007060230A (en) * 2005-08-24 2007-03-08 Seiko Epson Corp Semiconductor integrated circuit and wireless communication device
US20070200027A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Johnson Samuel A Aerial robot
JP2011155471A (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Dx Antenna Co Ltd Antenna device
US20130233964A1 (en) * 2012-03-07 2013-09-12 Aurora Flight Sciences Corporation Tethered aerial system for data gathering
US20140361939A1 (en) * 2013-06-11 2014-12-11 Elwha, Llc Multi-elevational antenna systems and methods of use
US20150239557A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Jedidya Boros Self balancing airborne observational apparatus
JP2015189321A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社熊谷組 Unmanned flight imaging device
US9407000B1 (en) * 2015-05-15 2016-08-02 Harris Corporation Antenna deployment method and system
US9886864B1 (en) * 2016-02-03 2018-02-06 X Development Llc Methods for aerial avoidance
US9836049B1 (en) * 2017-05-05 2017-12-05 Pinnacle Vista, LLC Relay drone system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110171559A (en) * 2019-06-21 2019-08-27 深圳市中天迅通信技术股份有限公司 A kind of unmanned plane and its control method

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