JP3339568B2 - ヘリコプター衛星通信システムおよびヘリコプター衛星通信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリコプターに搭
載された指向性アンテナと衛星と間で通信路が形成され
てデータが送受信される、ヘリコプター衛星通信システ
ムおよびヘリコプター衛星通信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、ヘリコプター衛星通信システム
の概念図を示す。このヘリコプター衛星通信システム
は、静止衛星１または高度１０００ｋｍの周回衛星２な
どの通信衛星を中継して、ヘリコプター３（以下、ヘリ
と略す。）と地上の利用者との間でデータを送受信する
システムである。このようなシステムにおいて、ヘリ３
から映像等の高速データ（例えば数Ｍｂｐｓ以上）を送
信しようとすると、高い指向性利得（例えば３０ｄＢ
ｉ）を有する指向性アンテナをヘリ３に設ける必要があ
り、しかもヘリの運動、通信衛星の周回などに応じてそ
の指向性アンテナを正確に通信衛星に向けて追尾させる
必要がある。

【０００３】上記のような指向性アンテナは、通常、か
なりの大きさ・質量になる。例えば、搬送波周波数２６
ＧＨｚ、利得３０ｄＢｉのアンテナの場合、パラボラ換
算で直径約３０ｃｍ、質量約３０ｋｇである。このよう
に大型かつ精密な追尾を要する指向性アンテナは、通
常、ヘリ３の屋根などに設けられるが、このようなの搭
載位置は通信衛星との通信路がロータ（回転翼）により
遮られるといった問題を生じる。

【０００４】ロータによる通信路の遮断は数ｍｓ程度の
長さになり、情報圧縮したような冗長性の少ない圧縮画
像高速データの受信においては、誤り訂正機能などで修
復不可能なバースト誤り（ランダムで散発的なものでな
く、ここでは、ある時間連続したデータ欠損のようなも
のをいう。）を生じ、受信データは使いものにならなく
なる。

【０００５】上記ロータの影響を回避する技術として、
複数のアンテナを用いたスペースダイバーシティ受信方
式を採用する方法がある。この方法では、複数のアンテ
ナのうちから受信波の良好なアンテナをスペースダイバ
ーシティ受信機能を活用して選択し、その良好な受信状
態のアンテナを用いて送信を行う。

【０００６】上記スペースダイバーシティ受信を採用す
方法の他にも種々の技術が提案されている。以下に、こ
れまでに提案されているいくつかの技術例を挙げる。

【０００７】例えば、特開平6-125287号公報には、衛星
通信アンテナを移動体のロータ面下に装備し、ロータの
回転角を検出してアンテナの送信放射範囲をロータが横
切る期間を判別し、この判別結果に基づいてロータ横断
期間外にベースバンド信号を時間軸圧縮し、この圧縮ベ
ースバンド信号によりキャリア信号を変調する際にロー
タ横断判別結果に基づいてキャリア信号をロータ横断期
間内外でオン／オフ制御し、その変調信号を周波数変換
し、電力増幅してアンテナに送出するようにした衛星通
信装置が提案されている。

【０００８】また、特許第2503883号公報（特開平7-229
93号公報）には、周期的に生じる電波の遮蔽を検出し、
該電波の遮蔽に同期したタイミングを除いた時間内に通
信を行うことにより、電波の遮蔽による影響を除去でき
るようにした衛星通信装置が提案されている。

【０００９】さらに、特開平7-212122号公報には、ヘリ
コプター機体に設置された衛星通信用の少なくとも一対
のアンテナの一方アンテナのビームがヘリコプターのロ
ータにより遮られるとき、他方のアンテナのビームがヘ
リコプターのロータに遮られない位置に配置すること
で、各アンテナのそれぞれにロータによる遮蔽タイミン
グを異にした信号が送受信系ともに独立に存在するよう
にし、複数の通信チャネル信号を出力合成することによ
り、ロータの運動とは無関係に全二重の通信回線を維持
するようにした衛星通信装置が提案されている。

【００１０】さらに、特開平10-76999号公報には、ロー
タの位置を検知し、該検知結果からアンテナの通信路と
の平均瞬断時間を計算し、該平均瞬断時間に基づいて複
数のアンテナを切り替えて送受信するようにしたものが
提案されている。

【００１１】さらに、特開平5-167344号公報には、少な
くとも１つのアンテナから通信衛星を見る方向がヘリコ
プターのロータにより遮られるとき、他のアンテナから
通信衛星を見る方向がヘリコプターのロータにより遮ら
れない位置に配置され、ロータの位置を検出して、該検
出結果に基づいてアンテナを切り替えるようにしたもの
が提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したスペースダイ
バーシティ受信を採用する方法は、送信電力が小さく、
アンテナへの出力先を切り替える送信切替スイッチへの
負担が少なく（耐電力性に余裕があるもしくは高速スイ
ッチングが可能なものが使用できる等）、伝送速度も低
いなど、切り替えによる誤りが誤り制御方式などにより
救済可能な場合には適用可能であるが、対通信衛星な
ど、大出力の放射が必要で、データ誤りを許容しないよ
うなデータ伝送の場合には、以下のような問題を生じ
る。

【００１３】ヘリから画像等のデータを衛星へ送信する
場合、データレートが大きいこと、通常数十Ｗ〜数百Ｗ
の電力を出力すること、ヘリのロータは飛行中継続して
通信路を多数回にわたって遮ることなどから、送信出力
をＯＮのまま、スイッチをＯＮ／ＯＦＦするといったホ
ットスイッチングが行われるスペースダイバーシティ受
信方式では、スイッチの耐電力性により切替スイッチへ
の負担が過大となり、スイッチが長期間もたない。ま
た、スペースダイバーシティ受信方式では、送信出力を
カットしてからスイッチの切り替えが行われるが、この
ような切り替えは数十ｍｓ程度の時間を要するため、デ
ータ送信速度に制約を受ける。このようなことから、ス
ペースダイバーシティ受信方式を通信衛星に採用する場
合は、システムの構築が困難であるという問題がある。

【００１４】特開平6-125287号公報に記載のものは、低
速データ伝送を前提とするもので、低指向性利得のアン
テナが用いられるので、画像等の高速データ送信には適
用できないという問題がある。この他、以下のような問
題もある。

【００１５】ヘリと衛星との相対位置はヘリの運動・姿
勢及び通信衛星の軌道に応じて刻々と変化し、それに応
じてロータの回転面とアンテナビームが交わる位置も変
化することから、画像等のデータ送信をＯＮ／ＯＦＦす
るタイミングもその変化に応じて制御する必要がある。
しかしながら、上記公報に記載のものは、ロータの回転
角情報のみからアンテナ直上をロータが過るタイミング
を計算してデータ送信のＯＮ／ＯＦＦを制御するように
なっているため、上記のような変化で送出タイミングを
制御することはできない。このように上記公報によるも
のは、通信路がロータにより遮蔽されるタイミングを正
確に判断することができないため、送信データに欠損が
生じることがあり、通信品質の低下を招く。

【００１６】特許第2503883号公報（特開平7-22993号公
報）に記載のものは、受信波を利用してヘリからの送信
タイミングを導出するようになっており、上記公報と同
様、ヘリと衛星との相対位置およびヘリの姿勢・方位の
変化に応じて信号の送出タイミングを制御することはで
きない。

【００１７】特開平7-212122号公報および特開平5-1673
44号公報に記載のものは、アンテナ配置のみによりロー
タの遮蔽による影響を回避するようになっており、これ
ら公報のものも、やはり、上記公報と同様、ヘリと衛星
との相対位置およびヘリの姿勢・方位の変化に応じて信
号の送出タイミングを制御することはできない。

【００１８】特開平10-76999号公報に記載のものは、ロ
ータの位置から平均瞬断時間を計算して、該平均瞬断時
間に基づいてアンテナの切り替えを制御するようになっ
ており、この公報のものも、やはり、ヘリと衛星との相
対位置およびヘリの姿勢・方位の変化に応じて信号の送
出タイミングを制御することはできない。

【００１９】本発明の目的は、上記問題を解決し、対通
信衛星など、大出力の放射が必要で、データ誤りを許容
しないようなデータ伝送を行うことができ、かつ、ヘリ
と衛星との相対位置およびヘリの姿勢・方位の変化に応
じて信号の送出タイミングを制御することができる、通
信品質の高い、ヘリコプターの衛星通信システムおよび
衛星通信方法を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のヘリコプター衛星通信システムは、指向性
アンテナがヘリコプターに搭載され、前記指向性アンテ
ナと衛星との間で通信路が形成されてデータが送受信さ
れるヘリコプター衛星通信システムにおいて、前記ヘリ
コプターは、機体を基準として前記指向性アンテナのア
ンテナ角度を検出するアンテナ角度検出手段と、機体の
姿勢・方位を検出する姿勢・方位検出手段と、当該ヘリ
コプターと前記衛星との相対位置を検出する相対位置検
出手段と、ロータの回転位置を検出するロータ回転位置
検出手段と、前記アンテナ角度検出手段にて検出された
アンテナ角度、前記相対位置検出手段にて検出された相
対位置、前記姿勢・方位検出手段にて検出された姿勢・
方位、前記ロータ回転位置検出手段にて検出されたロー
タの回転位置に基づいて、前記通信路を前記ロータが遮
るタイミングを判断する遮蔽タイミング判断手段と、前
記遮蔽タイミング判断手段にて判断された遮蔽タイミン
グに基づいて、前記指向性アンテナから送信信号を非同
期に送出する信号送出手段と、を有することを特徴とす
る。

【００２１】また、本発明のヘリコプター衛星通信シス
テムは、複数の指向性アンテナがヘリコプターに搭載さ
れ、前記複数の指向性アンテナと衛星との間で通信路が
形成されてデータが送受信されるヘリコプター衛星通信
システムにおいて、前記ヘリコプターは、機体の姿勢・
方位を検出する姿勢・方位検出手段と、当該ヘリコプタ
ーと前記衛星との相対位置を検出する相対位置検出手段
と、ロータの回転位置を検出するロータ回転位置検出手
段と、前記相対位置検出手段にて検出された相対位置お
よび前記姿勢・方位検出手段にて検出された姿勢・方位
に基づいて、前記複数の指向性アンテナのアンテナ指向
方向を制御するとともにこれら指向性アンテナのうちか
ら送信に適したアンテナを選択し、該選択アンテナのア
ンテナ指向方向情報を送出するアンテナ指向制御手段
と、前記アンテナ指向制御手段から送出されたアンテナ
指向方向情報、前記相対位置検出手段にて検出された相
対位置、前記姿勢・方位検出手段にて検出された姿勢・
方位、前記ロータ回転位置検出手段にて検出されたロー
タの回転位置に基づいて、前記選択アンテナと前記衛星
との間に形成される通信路を前記ロータが遮るタイミン
グを判断する遮蔽タイミング判断手段と、前記遮蔽タイ
ミング判断手段にて判断された遮蔽タイミングに基づい
て、前記選択アンテナから送信信号を非同期に送出する
信号送出手段と、を有することを特徴とする。

【００２２】本発明のヘリコプター衛星通信方法は、指
向性アンテナが搭載され、該指向性アンテナと衛星との
間で通信路が形成されてデータが送受信されるヘリコプ
ターにおいて行われる衛星通信方法であって、前記指向
性アンテナの機体を基準としたアンテナ角度、機体の姿
勢・方位、当該ヘリコプターと前記衛星との相対位置、
ロータの回転位置をそれぞれ検出し、これら検出結果に
基づいて、前記通信路を前記ロータが遮るタイミングを
判断し、該遮蔽タイミングに基づいて、前記指向性アン
テナから送信信号を非同期に送出することを特徴とす
る。

【００２３】また、本発明のヘリコプター衛星通信方法
は、複数の指向性アンテナが搭載され、これら指向性ア
ンテナと衛星との間で通信路が形成されてデータが送受
信されるヘリコプターにおいて行われる衛星通信方法で
あって、機体の姿勢・方位、当該ヘリコプターと前記衛
星との相対位置を検出し、これら検出結果に基づいて、
前記複数の指向性アンテナのアンテナ指向方向を制御す
るとともにこれら指向性アンテナのうちから送信に適し
たアンテナを選択し、前記選択したアンテナについて機
体を基準としたアンテナ角度を検出するとともにロータ
の回転位置を検出し、これら検出結果および前記検出し
た姿勢・方位および相対位置に基づいて、前記選択した
アンテナと前記衛星との間に形成される通信路を前記ロ
ータが遮るタイミングを判断し、該遮蔽タイミングに基
づいて、前記選択したアンテナから送信信号を非同期に
送出することを特徴とする。

【００２４】（作用）前述の課題でも述べたように、飛
行中のヘリにおいては、アンテナ指向方向はヘリと衛星
との相対位置およびヘリの姿勢・方位の変化に応じて刻
々と変化するため、これに伴ってアンテナと衛星との間
の通信路をロータが遮蔽するタイミングも変化する。こ
のため、通信路をロータが遮蔽するタイミングを正確に
判断するためには、アンテナ指向方向の変化に応じた遮
蔽タイミングの検出を行う必要がある。

【００２５】上記のとおりの本発明においては、アンテ
ナ角度、ロータの回転位置、機体の姿勢・方位、ヘリと
衛星との相対位置に基づいて通信路をロータが遮るタイ
ミングが判断されるので、その判断はアンテナ指向方向
の変化に応じたものとなる。よって、本発明では、送信
信号を断とするタイミングはアンテナ指向方向の変化に
応じて調整されることになり、送信データに欠損が生じ
ることはない。

【００２６】また、本発明においては、通信路をロータ
が遮蔽するタイミングを検出して、その遮蔽タイミング
に基づいて送信信号が非同期に送出されるので、従来の
スペースダイバーシティ受信方式を採用した送信のよう
に、送信出力をＯＮのまま、スイッチをＯＮ／ＯＦＦす
るといったホットスイッチングが行われることはない。
よって、本発明では、従来のように送信アンテナ切替機
構への負担やデータ送信速度の制約を受けることはな
い。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。ここでは、ヘリコプター衛星
通信システムの概要は前述した図５のシステムのとおり
であるためその概要についての説明は省略し、本発明の
特徴であるヘリコプターの送受信系統の構成について詳
細に説明する。

【００２８】図１に、本発明の一実施形態のヘリコプタ
ー衛星通信システムにおけるヘリから送出される信号の
フォーマットおよびその送出タイミングを示す。図１に
示すように、本実施形態のヘリコプター衛星通信システ
ムでは、ヘリからの高速送信データの送出タイミング
を、ヘリのロータが衛星との伝送路を遮る時間帯（以下
「ＧＴ」と称す。）を避けるようなタイミングとし、Ｇ
Ｔ間で高速のバースト（非同期的）通信を行う。

【００２９】ここで、ＧＴ間の周期（通信路がロータに
よって遮られる周期をいい、以下この周期を「Ｔｉ」と
称す。）は、ヘリの種類などによりロータの枚数、回転
数などが異なるために異なる。具体的に説明すると、図
２に示すように、ヘリの屋根に２つの指向性アンテナ
６，７を備える場合には、例えば指向性アンテナ７のス
テアリング、即ち、ヘリと衛星の相対的な位置関係に応
じて、ロータ面と通信衛星１ａ，１ｂとの各通信路とが
交差する位置４，５がロータの回転方向に対して速くな
ったり、遅くなったりする。このことを考慮して、本実
施形態のヘリの送信部は、付随的にロータブレードの回
転位置（角度）を検出する機能と、アンテナの角度を検
出する機能と、ヘリと衛星との相対位置を検出する機能
と、機体の姿勢・方位を検出する機能とを備え、機体を
基準としたアンテナ角度、ヘリと衛星との相対位置、ヘ
リの姿勢・方位、ロータブレードの回転位置などにより
送信信号を断とするタイミングを速くしたり、遅くした
りして調整するように構成される。この調整は、以下の
送信制御信号生成系から送出される送信制御信号Ｔｉ
（ＧＴ間の周期）に基づいて行われる。

【００３０】図３に、送信制御信号生成系の主要構成を
示す。この送信制御信号生成系は、それぞれがヘリ制御
用信号バス１０を介して接続された制御装置１１、姿勢
方位装置１２、Ｔｉ制御装置１３、位置検出装置１４、
アンテナ指向制御装置１５、ロータ位置検出装置１６か
らなる。

【００３１】制御装置１１は、各構成部を制御する。姿
勢方位装置１２はヘリの姿勢・方位を検出し、位置検出
装置１４はヘリと衛星の相対位置を検出し、ロータ位置
検出装置１６はロータの位置を検出する。

【００３２】アンテナ指向制御装置１５は、ヘリと衛星
の相対位置およびヘリの姿勢・方位に基づいて、ヘリの
屋根に設けられた複数の指向性アンテナの方向を制御す
るとともにこれら指向性アンテナのうちから送信に適し
たアンテナを選択し、該選択アンテナのアンテナ指向方
向情報（アンテナ角度）をヘリ制御用信号バス１０上に
送出する。このアンテナ指向制御装置１５による選択ア
ンテナの切り替えのタイミングはＧＴのタイミングとさ
れる。

【００３３】Ｔｉ制御装置１３は、指向性アンテナと衛
星との間の通信路をロータが遮るタイミングを判断する
遮蔽タイミング判断手段であって、ヘリ制御用信号バス
１０上に送出されたアンテナ角度、ヘリと衛星の相対位
置、ヘリの姿勢・方位、ロータの位置に基づいて遮蔽タ
イミングを判断し、該遮蔽タイミングに対応した送信制
御信号Ｔｉ（ＧＴ間の周期）を出力する。

【００３４】上記の送信制御信号生成系を備えるヘリの
送信部では、画像等の高速データを衛星へ送信する場合
は、衛星とへリの相対位置およびヘリの姿勢・方位に基
づいて障害のない側のアンテナに切り替えるとともに、
ロータによる通信路遮断時にはデータ送出及び送信出力
を断とし、ロータによる通信路遮断がないタイミングで
データ送出及び送信出力をＯＮとするような制御が行わ
れる。

【００３５】このデータ送信では、ヘリと衛星との相対
位置関係の連続的な変化、ヘリの姿勢変化等により、通
信路確保のタイミングが変化し、このタイミングの変化
に応じた制御が行われるが、受信側では、そのタイミン
グを検出することは困難である。そのため、ロータによ
る通信路遮断時間の後の通信路確保時間における送信信
号は、ヘッダに同期のための信号（プリアンブル）を含
むようなバースト通信用のものとする。これにより、受
信側でも上記タイミングの変化に対応することができ
る。

【００３６】一方、ヘリの受信系統ついて、ヘリ側から
の送信のタイミングに合わせて地上側でヘリ側への送信
を制御することは、伝送路が長大で信号の遅延が大きい
ことから困難であり、また、ヘリ側での受信をヘリのロ
ータによる通信路遮断間を避けて行うようにすることも
困難である。したがって、本形態におけるヘリの受信部
は、通常のスペースダイバーシティ受信方式が採用さ
れ、複数のアンテナのうち良好な受信状態のアンテナを
選択して受信するように構成される。

【００３７】この受信部における受信では、着信電力、
復調出力等が微少であるため、切替スイッチを介してア
ンテナの切り替えを制御しても、耐電力性は要求される
ことはない。よって、頻繁に切り替えが行われる状況に
おいても、信頼性を確保することができ、高速切替も容
易に行うことができる。ただし、高速で、かつ、誤りを
許容しないデータを受信する場合は、データを復調し、
フレーム同期を検出してフレーム間を利用してアンテナ
の切替制御を行えるように受信・復調系を構成する必要
がある。

【００３８】次に、上述のヘリの送受信系統の具体的な
構成および動作について詳細に説明する。

【００３９】図４は、本発明のヘリコプター衛星通信シ
ステムにおけるヘリの送受信装置の構成を示すブロック
図である。この送受信装置は、大きく分けて送信機２
０、受信機３０、アンテナ指向制御装置４０によって制
御される指向性アンテナ４４ａ，４４ｂ、これら指向性
アンテナ４４ａ，４４ｂの送受共用のサーキュレータ４
２ａ，４２ｂ、および送信切替スイッチ４１から構成さ
れる。

【００４０】送信機２０は、エンコーダ２１、変調部２
２、Ｔｉ制御装置２３、スイッチ２４、ミクサ２５、フ
ィルタ２６、増幅部２７、局部発振器２８からなり、以
下のように動作する構成となっている。

【００４１】ヘリに搭載された撮像装置等によって取り
込まれる画像データはエンコーダ２１に入力され、この
エンコーダ２１にて入力画像データの圧縮処理、一時記
憶、他のデータとの多重化、誤り制御符号付加などの処
理が行われて所要の信号フレームに組み込まれる。この
エンコーダ２１にて所要の信号フレームに組み込れた信
号は変調部２２へ入力される。

【００４２】エンコーダ２１からの信号送出タイミング
はＴｉ制御装置２３によって制御され、これによりエン
コーダ２１は送信信号をフレーム単位で組（ブロック）
にして送り出す。この際、ブロックの先頭には、受信側
で再同期が可能なようにプリアンブル（同期化のための
信号）を付加する（図１の信号フォーマット参照。）。

【００４３】Ｔｉ制御装置２３は、ヘリ信号用制御バス
を介してヘリの位置、姿勢・方位、アンテナ指向方向、
ロータ回転位置（角度）などのデータを取り込み、該デ
ータに基づいて次回のＴｉ（開始時期、終了時期）を計
算し、この計算したＴｉに応じてエンコーダ２１に対し
てフレーム構成・ブロック化を制御するためのＴｉ制御
信号１０１を出力する。

【００４４】変調部２２に入力された信号は、既知の送
信機における変調処理と同様の所要の変調処理が施され
る。変調信号は、スイッチ２４、局部発振器２８からの
信号とのミキシングを行うミクサ２５、フィルタ２６を
経て高周波となり、増幅部２７にて増幅されて送信切替
スイッチ４１へ送り出される。

【００４５】上記エンコーダ２１は、送信信号をフレー
ム単位で組（ブロック）にして送り出す際に、その送出
ブロックに同期した同期信号１０２を出力する。この同
期信号１０２はミクサ２５の入力段に設けられているス
イッチ２４、増幅部２７、アンテナ指向制御装置４０に
それぞれ入力されており、これによりスイッチ２４、増
幅部２７、アンテナ指向制御装置４０のＯＮ・ＯＦＦ制
御が行われる。

【００４６】上述した送信機２０の出力（増幅部２７の
出力）は送信切替スイッチ４１を介して指向性アンテナ
４４ａ，４４ｂに入力されている。送信切替スイッチ４
１は、アンテナ指向制御装置４０による制御により、最
も適したアンテナ側へ接続され、アンテナの切り替えは
送信信号が途切れるタイミングで行われる。

【００４７】アンテナ指向制御装置４０は、ヘリ信号用
バス５０を通じてヘリの位置、姿勢・方位、衛星軌道等
のデータを取り込み、アンテナ角度ステータス等のデー
タと併せて、各アンテナの指向方向を制御する信号を各
指向性アンテナ４４ａ，４４ｂの駆動部４３ａ，４３ｂ
に出力するとともに、エンコーダ２１からの同期信号１
０２に同期して、指向性アンテナ４４ａ，４４ｂのうち
の最適な方に送信機２０の出力が入力されるように送信
切替スイッチ４１を制御する。

【００４８】指向性アンテナ４４ａ，４４ｂは、静止衛
星１（または周回衛星２）に対して電波を送受信する
他、アンテナ指向制御装置４０による制御によって所要
の方向に指向されるとともにアンテナ指向制御装置４０
に対して角度ステータスデータを出力する。

【００４９】サーキュレータ４２ａ，４２ｂは、上述の
送信機２０からの出力信号を指向性アンテナ４４ａ，４
４ｂのいずれかに送出し、また、これら指向性アンテナ
４４ａ，４４ｂからの受信信号を受信機３０へ送出す
る。この他、サーキュレータ４２ａ，４２ｂは、送信機
２０からの大電力信号が受信機３０へ直接回り込まない
ように減衰させる働きもする。

【００５０】受信機３０は、各指向性アンテナ毎に受信
系統を有する。ここでは、指向性アンテナ４４ａからの
受信信号が増幅部３１ａ、ミクサ３２ａ、フィルタ３３
ａ、ミクサ３２ｂ、増幅部３１ｃを介して切替スイッチ
３７の一方の入力端に入力され、指向性アンテナ４４ｂ
からの受信信号が増幅部３１ｂ、ミクサ３２ｃ、フィル
タ３３ｂ、ミクサ３２ｄ、増幅部３１ｄを介して切替ス
イッチ３７の他方の入力端に入力され、比較部３６が増
幅部３１ｃ，３１ｄにおける受信レベルを比較すること
により切替スイッチ３７における入力切替を制御するよ
うになっており、この切替スイッチ３７の出力が復調部
２７に入力されている。この受信機３０では、比較部３
６にて各受信系統の受信レベルが比較され、良好な受信
系統の信号を復調するように比較部３６によって切替ス
イッチ３７における切り替えが行われる。

【００５１】なお、受信機３０は、受信信号が高速で、
誤りを許容しない場合には、復調信号のフレーム等の間
で受信系統が切り替わるように制御される。

【００５２】以上説明したように構成される送受信装置
では、画像等の高速データを静止衛星１（または周回衛
星２）へ送信する場合は、アンテナ指向制御装置４０に
よる制御によって障害のない側のアンテナに切り替えら
れるとともに、ロータによる通信路遮断時にはデータ送
出及び送信出力を断とし、ロータによる通信路遮断がな
いタイミングでデータ送出及び送信出力をＯＮとするよ
うに送信機２０が制御される。このヘリからの送信デー
タを衛星を介して地上側で受信する場合は、送信信号の
各フレームを構成するブロックの先頭に付加されている
プリアンブル（同期化のための信号）を利用して再同期
がとられる。

【００５３】静止衛星１からヘリに対して送出された信
号を受信する場合は、指向性アンテナ４４ａ，４４ｂに
よって信号が受信され、通常のスペースダイバーシティ
方式により良好な受信状態のアンテナからの受信信号が
復調される。

【００５４】（他の実施形態）衛星の代わりに航空機や
飛行船のような近距離の空中中継装置を用いる場合、送
信電力を数Ｗ程度にすることが可能である。この場合に
は、前述の図４に示した送受信装置において、送信切替
スイッチ４１にホットスイッチングを適用できることと
なり、送信系統にスペースダイバーシティ受信方式を採
用することができる。ここでは、図４に示した送受信装
置において、送信系統にスペースダイバーシティ受信方
式を併用する構成を説明する。

【００５５】送信機２０の増幅部２７において送信電力
を小さく切り替えるように構成するとともに、受信機３
０の比較部３４から良好な受信状態のアンテナに関する
情報１０４がアンテナ指向制御装置４０に入力されるよ
うにし、アンテナ指向制御装置４０が受信状態の良好な
系統のアンテナに切り替える制御モードを備える。エン
コーダ２１は、上記制御モードでの送信切替に適した、
送信切替状態の最小持続時間（例えばｍｓオーダー）を
単位とする信号フレームまたはその集合（ブロック）を
構成できる機能と、フレームまたはブロック間時間を切
替所要時間以上とする機能を備え、このフレームまたは
ブロック間信号をアンテナ指向制御装置４０に出力す
る。アンテナ指向制御装置４０は、このエンコーダ２１
から入力される信号（フレームまたはブロック間信号）
に基づいて送信切替スイッチ４１における切替タイミン
グを制御する。

【００５６】本形態の送信系統にスペースダイバーシテ
ィ受信方式を併用する構成によれば、ヘリにおいては受
信信号を伝送路のモニタ信号として、より良好な送信回
線を構成することが可能となる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように構成される本発明に
よれば、送信信号を断とするタイミングを機体の姿勢・
方位、ヘリと衛星との相対位置の変化に伴うアンテナ指
向方向の変化に応じて調整することで、送信データに欠
損が生じないようになってるので、良好な通信路を確保
することができ、従来のものより通信品質の高い衛星通
信システムを構築できるという効果がある。

【００５８】加えて、送信時におけるアンテナの選択
は、通常、ヘリと衛星の相対位置およびヘリの姿勢・方
位に基づいて行われ、スペースダイバーシティ受信のよ
うな複数の受信系統を比較して受信の良好な系統のアン
テナに切り替えるような制御は行われないので、大パワ
ーの加わる送信系統の動作を簡潔化できるとともに切替
系統等などの負担を軽減することができ、通信の信頼性
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のヘリコプター衛星通信シ
ステムにおける送信信号のフォーマットおよびその送出
タイミングを示す図である。

【図２】指向性アンテナのアンテナビーム方向とロータ
面との交差位置を示す図である。

【図３】本発明のヘリコプター衛星通信システムにおけ
るヘリの送信制御信号生成系の主要構成を示すブロック
図である。

【図４】本発明のヘリコプター衛星通信システムにおけ
るヘリの送受信装置の構成を示すブロック図である。

【図５】ヘリコプター衛星通信システムの概略を示す概
念図である。

【符号の説明】 １ 静止衛星 １ａ，１ｂ 通信衛星 ２ 周回衛星 ３ ヘリコプター ４，５ 交差位置 ６，７ 指向性アンテナ ＧＴ ヘリ回転翼遮蔽時間帯 Ｔｉ ヘリ回転翼遮蔽周期

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−295205（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−75508（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−167344（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−125287（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−169212（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−169274（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−22993（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−212122（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−76999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153925（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/00 H04B 7/02 - 7/12 H04B 7/14 - 7/22 H04L 1/02 - 1/06

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指向性アンテナがヘリコプターに搭載さ
   れ、前記指向性アンテナと衛星との間で通信路が形成さ
   れてデータが送受信されるヘリコプター衛星通信システ
   ムにおいて、 前記ヘリコプターは、 機体を基準として前記指向性アンテナのアンテナ角度を
   検出するアンテナ角度検出手段と、 機体の姿勢・方位を検出する姿勢・方位検出手段と、 当該ヘリコプターと前記衛星との相対位置を検出する相
   対位置検出手段と、 ロータの回転位置を検出するロータ回転位置検出手段
   と、 前記アンテナ角度検出手段にて検出されたアンテナ角
   度、前記相対位置検出手段にて検出された相対位置、前
   記姿勢・方位検出手段にて検出された姿勢・方位、前記
   ロータ回転位置検出手段にて検出されたロータの回転位
   置に基づいて、前記通信路を前記ロータが遮るタイミン
   グを判断する遮蔽タイミング判断手段と、 前記遮蔽タイミング判断手段にて判断された遮蔽タイミ
   ングに基づいて、前記指向性アンテナから送信信号を非
   同期に送出する信号送出手段と、を有することを特徴と
   するヘリコプター衛星通信システム。
2. 【請求項２】 複数の指向性アンテナがヘリコプターに
   搭載され、前記複数の指向性アンテナと衛星との間で通
   信路が形成されてデータが送受信されるヘリコプター衛
   星通信システムにおいて、 前記ヘリコプターは、 機体の姿勢・方位を検出する姿勢・方位検出手段と、 当該ヘリコプターと前記衛星との相対位置を検出する相
   対位置検出手段と、 ロータの回転位置を検出するロータ回転位置検出手段
   と、 前記相対位置検出手段にて検出された相対位置および前
   記姿勢・方位検出手段にて検出された姿勢・方位に基づ
   いて、前記複数の指向性アンテナのアンテナ指向方向を
   制御するとともにこれら指向性アンテナのうちから送信
   に適したアンテナを選択し、該選択アンテナのアンテナ
   指向方向情報を送出するアンテナ指向制御手段と、 前記アンテナ指向制御手段から送出されたアンテナ指向
   方向情報、前記相対位置検出手段にて検出された相対位
   置、前記姿勢・方位検出手段にて検出された姿勢・方
   位、前記ロータ回転位置検出手段にて検出されたロータ
   の回転位置に基づいて、前記選択アンテナと前記衛星と
   の間に形成される通信路を前記ロータが遮るタイミング
   を判断する遮蔽タイミング判断手段と、 前記遮蔽タイミング判断手段にて判断された遮蔽タイミ
   ングに基づいて、前記選択アンテナから送信信号を非同
   期に送出する信号送出手段と、を有することを特徴とす
   るヘリコプター衛星通信システム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のヘリコプター衛星通信
   システムにおいて、 前記アンテナ指向制御手段は、選択アンテナを切り替え
   るタイミングを前記遮蔽タイミング判断手段にて判断さ
   れた遮蔽タイミングで行うように構成されていることを
   特徴とするヘリコプター衛星通信システム。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のヘリコプター衛星通信
   システムにおいて、 前記ヘリコプターは、 前記複数の指向性アンテナのうち受信状態の良好なアン
   テナを用いて前記中継衛星から送出された信号を受信す
   るとともに、該受信状態の良好なアンテナの情報を送出
   する受信手段をさらに有し、 前記アンテナ指向制御手段は、前記受信手段から送出さ
   れるアンテナの情報に基づいてアンテナの選択を行う制
   御モードをさらに有することを特徴とするヘリコプター
   衛星通信システム。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載のヘリコ
   プター衛星通信システムにおいて、 前記信号送出手段は、送信信号をフレーム単位で送出す
   るとともに、送出するフレームのヘッダに同期をとるた
   めのプリアンブル信号を付加するように構成されている
   ことを特徴とするヘリコプター衛星通信システム。
6. 【請求項６】 指向性アンテナが搭載され、該指向性ア
   ンテナと衛星との間で通信路が形成されてデータが送受
   信されるヘリコプターにおいて行われる衛星通信方法で
   あって、 前記指向性アンテナの機体を基準としたアンテナ角度、
   機体の姿勢・方位、当該ヘリコプターと前記衛星との相
   対位置、ロータの回転位置をそれぞれ検出し、これら検
   出結果に基づいて、前記通信路を前記ロータが遮るタイ
   ミングを判断し、該遮蔽タイミングに基づいて、前記指
   向性アンテナから送信信号を非同期に送出することを特
   徴とするヘリコプター衛星通信方法。
7. 【請求項７】 複数の指向性アンテナが搭載され、これ
   ら指向性アンテナと衛星との間で通信路が形成されてデ
   ータが送受信されるヘリコプターにおいて行われる衛星
   通信方法であって、 機体の姿勢・方位、当該ヘリコプターと前記衛星との相
   対位置を検出し、これら検出結果に基づいて、前記複数
   の指向性アンテナのアンテナ指向方向を制御するととも
   にこれら指向性アンテナのうちから送信に適したアンテ
   ナを選択し、 前記選択したアンテナについて機体を基準としたアンテ
   ナ角度を検出するとともにロータの回転位置を検出し、
   これら検出結果および前記検出した姿勢・方位および相
   対位置に基づいて、前記選択したアンテナと前記衛星と
   の間に形成される通信路を前記ロータが遮るタイミング
   を判断し、該遮蔽タイミングに基づいて、前記選択した
   アンテナから送信信号を非同期に送出することを特徴と
   するヘリコプター衛星通信方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のヘリコプター衛星通信
   方法において、 前記選択アンテナを切り替えるタイミングを前記遮蔽タ
   イミングに基づいて行うことを特徴とするヘリコプター
   衛星通信方法。
9. 【請求項９】 請求項７に記載のヘリコプター衛星通信
   方法において、 前記複数の指向性アンテナのうち受信状態の良好なアン
   テナを送信用のアンテナとして選択する制御モードを併
   用することを特徴とするヘリコプター衛星通信システ
   ム。
10. 【請求項１０】 請求項６または請求項７に記載のヘリ
    コプター衛星通信方法において、 前記送信信号をフレーム単位で送出することとし、該送
    出するフレームのヘッダに同期をとるためのプリアンブ
    ル信号を付加することを特徴とするヘリコプター衛星通
    信方法。