JP5556764B2 - MOBILE COMMUNICATION SYSTEM, MOBILE BODY, AND BEAM DIRECTION CONTROL METHOD - Google Patents

MOBILE COMMUNICATION SYSTEM, MOBILE BODY, AND BEAM DIRECTION CONTROL METHOD Download PDF

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本発明は、移動体通信システムおよび移動体ならびにそのビームの方向制御方法に関し、特にペンシルビームを用いた移動体通信システムおよび移動体ならびにそのビームの方向制御方法に関する。   The present invention relates to a mobile communication system and a mobile body and a beam direction control method thereof, and more particularly to a mobile communication system and a mobile body using a pencil beam and a beam direction control method thereof.

移動体がペンシルビーム(狭ビーム)を使用してユニット間(peer to peer)通信を行うネットワークは知られている。この種のネットワークを構成するためには、データを送信する移動体(以下、送信側移動体と記す)がデータを受信する移動体(以下、受信側移動体と記す)へ的確にビームを照射する必要がある。   A network in which a moving body performs peer-to-peer communication using a pencil beam (narrow beam) is known. In order to configure this type of network, a mobile body that transmits data (hereinafter referred to as a transmitting-side mobile body) accurately irradiates a mobile body that receives data (hereinafter referred to as a receiving-side mobile body). There is a need to.

そのため、この種のネットワークを実現するための核となる技術は、送信側移動体が受信側移動体へ照射するビームの方向制御である。ここで、ビームの方向制御について簡単に説明する。   Therefore, the core technology for realizing this type of network is the direction control of the beam that the transmitting mobile body irradiates to the receiving mobile body. Here, the beam direction control will be briefly described.

ビームを受信側移動体へ的確に照射するためには、送信側移動体が受信側移動体の位置をある精度(ビーム幅の中に受信側移動体が入る程度の精度)で知る必要がある。GPS(Global Positioning System)を利用できる環境下では、GPSから得られる位置情報を移動体間で定期的に交換することで、両移動体の位置を正確に知ることができる。   In order to accurately irradiate the beam on the receiving-side moving body, the transmitting-side moving body needs to know the position of the receiving-side moving body with a certain degree of accuracy (accuracy to the extent that the receiving-side moving body enters the beam width). . Under an environment where GPS (Global Positioning System) can be used, the position information obtained from GPS is regularly exchanged between the moving bodies, so that the positions of both moving bodies can be accurately known.

送信側移動体は、入手した受信側移動体の位置情報と、GPSから得た自移動体の位置情報および自移動体のINS(Inertial Navigation System)等から得られる自移動体の姿勢、方向情報等を利用して、受信側移動体に照射するビームの方向を制御する。   The transmitting-side moving body is obtained from the position information of the receiving-side moving body, the position information of the own-moving body obtained from GPS, and the orientation and direction information of the own-moving body obtained from the INS (Inertial Navigation System) of the moving body. Etc. are used to control the direction of the beam applied to the receiving side moving body.

一方、本発明に関連する通信システムの一例として、無線送受信部を有し、相対的に移動する相手方と通信を行う移動無線通信装置において、自己の位置を含む自己情報を相手方に送信する電波通信部と、この電波通信部で送信した自己情報と相手方の位置を含む相手情報とに基づいて、相手方との間に接続されたレーザ通信回線を介して、圧縮されたデータを相手方に向け送信するレーザ通信部とを備えたものが開示されている(特許文献1参照)。また、この移動無線通信装置には、自己の正確な現在位置情報を測定するために、INSあるいはGPSが搭載されていると記載されている。   On the other hand, as an example of a communication system related to the present invention, in a mobile wireless communication apparatus that has a wireless transmission / reception unit and communicates with a relatively moving counterpart, radio communication that transmits self-information including its own location to the counterpart And the compressed data is transmitted to the other party via the laser communication line connected to the other party based on the information transmitted by the communication unit and the other party information including the position of the other party. The thing provided with the laser communication part is disclosed (refer patent document 1). Further, it is described that this mobile wireless communication device is equipped with INS or GPS in order to measure its own accurate current position information.

また、他の一例として、滑走路RWYの中央軸上に2個の地上装置を設け、これらの地上装置にそれぞれGPS受信装置を設けて、これらの計測位置を異なる周波数f1,f2で送信する着陸誘導システムが開示されている(特許文献2参照)。   As another example, two ground devices are provided on the central axis of the runway RWY, and GPS receivers are provided on these ground devices, respectively, so that these landing positions are transmitted at different frequencies f1 and f2. A guidance system is disclosed (see Patent Document 2).

また、このシステムでは航空機にもGPS受信機を設け、航空機の位置情報も得る。これら三つの位置情報に基づき、航空機を滑走路RWYの周辺にまで誘導する。そして、ファイナルコースに入ると、滑走路RWYの中央軸両端に設けられたコーナリフレクタA1,A2に対してレーダ波を送出し、この反射波により得られる誤差信号をもとに、航空機の着陸誘導を行う。   In this system, the aircraft is also provided with a GPS receiver to obtain aircraft position information. Based on these three pieces of position information, the aircraft is guided to the vicinity of the runway RWY. When entering the final course, radar waves are sent to the corner reflectors A1 and A2 provided at both ends of the center axis of the runway RWY, and landing of the aircraft is guided based on the error signal obtained by the reflected waves. I do.

また、航空機は追尾レーダ部を有し、追尾レーダ部はコーナリフレクタA1に対しレーダ波を送出し、その反射信号に対してモノパルス測角処理を行うことが記載されている。   Further, it is described that the aircraft has a tracking radar unit, and the tracking radar unit transmits a radar wave to the corner reflector A1 and performs monopulse angle measurement processing on the reflected signal.

さらに、他の一例として、複数の無線局を備え、各無線局間で無線通信を行う無線ネットワークにおける無線局の方位角測定方法において、複数の無線局のうちのサービスエリア内の各無線局に対する、所定の方位角毎の、受信電界強度、受信信号対干渉雑音比または搬送波対干渉雑音比である信号測定値を予め測定して信号測定値テーブルとして記憶装置に記憶する第1のステップと、各無線局からの送信信号を、信号測定値テーブルにおける最大値の信号測定値を有する方位角の主ビームのセクタパターンを含む互いに隣接する少なくとも2つのセクタパターンを用いてそれぞれ受信電界強度を測定し、測定した各受信電界強度に基づいて、モノパルス測角処理を用いて、予め測定された2つのセクタパターンの差パターンをその和パターンで除算した商パターンを2つのセクタパターンの主ビームの方位角度で直線近似して最大の受信電界強度を有する、送信信号を送信した無線局の方位角を計算する第2のステップとを含む発明が開示されている(特許文献3参照)。   Further, as another example, in a method for measuring an azimuth angle of a wireless station in a wireless network that includes a plurality of wireless stations and performs wireless communication between the wireless stations, for each wireless station in a service area of the plurality of wireless stations A first step of measuring in advance a signal measurement value that is a received electric field strength, a received signal-to-interference noise ratio or a carrier-to-interference noise ratio for each predetermined azimuth angle and storing it in a storage device as a signal measurement value table; The transmission electric field strength of each transmission signal from each radio station is measured using at least two adjacent sector patterns including the sector pattern of the main beam of the azimuth having the maximum signal measurement value in the signal measurement value table. Based on each measured received electric field strength, a monopulse angle measurement process is used to calculate a difference pattern between two previously measured sector patterns. And calculating the azimuth angle of the radio station that has transmitted the transmission signal, by linearly approximating the quotient pattern divided by n by the azimuth angle of the main beam of the two sector patterns and having the maximum received electric field strength. An invention is disclosed (see Patent Document 3).

特開2001−44941号公報JP 2001-44941 A 特開平11−345400号公報JP 11-345400 A 特開2004−266523号公報JP 2004-266523 A

しかし、GPSの電波は微弱であるため、妨害が容易である。GPSが妨害を受けると、GPSから自移動体の位置情報を得ることはできない。一方、GPSの代替案として、移動体内に装備されているINSから自移動体の位置情報を取得する方法がある。   However, since the GPS radio wave is weak, it is easily disturbed. If the GPS is obstructed, the position information of the mobile body cannot be obtained from the GPS. On the other hand, as an alternative to GPS, there is a method of acquiring position information of the own mobile body from the INS equipped in the mobile body.

INSはジャイロと加速度計とから構成され、出発地点からの自移動体の姿勢方位および自己位置情報を一定時間毎に自移動体に報告するものであるが、その自己位置情報は時間の経過により誤差が蓄積する。このため、INSから入手する自移動体の姿勢方位情報と現実の自移動体の姿勢方位情報との差分は、時間の経過と共に大きくなる。したがって、INSから常時必要な位置精度で自移動体の指向方向情報を得ることも困難である。このため、送信側移動体は受信側移動体へ的確にビームを照射することができないという課題がある。   The INS is composed of a gyro and an accelerometer, and reports the posture and orientation of the mobile unit from the departure point and self-location information to the mobile unit at regular intervals. Errors accumulate. For this reason, the difference between the attitude direction information of the own mobile object obtained from the INS and the actual attitude direction information of the own mobile object increases with time. Therefore, it is also difficult to obtain the directivity direction information of the moving body from the INS with the required position accuracy. For this reason, there exists a subject that the transmission side mobile body cannot irradiate a beam to a reception side mobile body exactly.

一方、特許文献1に記載の技術は、INSおよびGPSを用いて自己の位置を測定し、その情報を相手方と交換することにより、相手方通信装置の方向を特定するものである。しかし、たとえINSが使用できたとしてもGPSが使用できない場合にいかにして相手方通信装置の存在する方向を特定するかについては特許文献1に全く記載されていない。したがって、特許文献1記載の技術によって本発明の課題を解決することはできない。   On the other hand, the technique described in Patent Document 1 is to determine the direction of the counterpart communication device by measuring its own position using INS and GPS and exchanging the information with the counterpart. However, even if INS can be used, Patent Document 1 does not describe at all how to specify the direction in which the counterpart communication device exists when GPS cannot be used. Therefore, the technique described in Patent Document 1 cannot solve the problem of the present invention.

また、特許文献2に記載の技術は、2個の地上装置および航空機にGPS受信機を設け、各々の位置を計測することをベースとする点で本発明と構成が全く異なる。また、モノパルス測角処理を行う点が記載されているものの、移動体対移動体の測角処理ではなく、航空機対滑走路のコーナリフレクタA1,A2の測角処理である点で本発明と構成が異なり、さらに、その測角処理は相手方から送信されるビームの方向の誤差を測定するためのものではなく、航空機が滑走路へ進入する角度を算出するためのものである点で本発明と目的が異なる。したがって、特許文献2記載の技術によって本発明の課題を解決することはできない。   Further, the technique described in Patent Document 2 is completely different from the present invention in that the GPS receiver is provided in two ground devices and an aircraft, and each position is measured. In addition, although the point of performing monopulse angle measurement processing is described, the present invention and the configuration are not the angle measurement processing of the moving object versus the moving object, but the angle measurement processing of the corner reflectors A1 and A2 of the aircraft versus the runway. Furthermore, the angle measurement process is not for measuring the error in the direction of the beam transmitted from the other party, but for calculating the angle at which the aircraft enters the runway. The purpose is different. Therefore, the technique of patent document 2 cannot solve the problem of the present invention.

また、特許文献3に記載の技術は、モノパルス測角処理を用いて送信信号を送信した無線局の方位角を計算する視点が開示されている点で本発明と共通する。しかし、特許文献3に開示されているのは無線局の方位角を計算するまでの技術に止まり、その方位角の計算結果をいかに利用するかについては全く記載されていない。   The technique described in Patent Document 3 is common to the present invention in that a viewpoint for calculating the azimuth angle of a wireless station that transmits a transmission signal using monopulse angle measurement processing is disclosed. However, the technique disclosed in Patent Document 3 is limited to the technology up to calculating the azimuth angle of a wireless station, and there is no description on how to use the calculation result of the azimuth angle.

すなわち、特許文献3に開示の発明は相手方無線局に方位角の計算結果(すなわち、ビーム方位角の誤差値)を通知するという構成を有しない。つまり、特許文献3に開示の発明は相手方無線局に方位角の計算結果を通知することを目的としないため、その目的が本発明と全く異なり、その目的達成のための構成も本発明と全く異なる。したがって、特許文献3記載の技術によって本発明の課題を解決することはできない。   That is, the invention disclosed in Patent Document 3 does not have a configuration for notifying the counterpart radio station of the azimuth calculation result (that is, the beam azimuth error value). In other words, the invention disclosed in Patent Document 3 is not intended to notify the counterparty radio station of the calculation result of the azimuth angle, so the object is completely different from the present invention, and the configuration for achieving the object is completely different from the present invention. Different. Therefore, the technique of patent document 3 cannot solve the problem of the present invention.

そこで、本発明の目的は、GPSが使用できず、したがってINSのみによって送信側および受信側移動体間の位置関係を演算しなければならない環境下において、送信側移動体が受信側移動体の方向に的確にビームを照射することが可能な移動体通信システムおよび移動体ならびにビームの方向制御方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is that the GPS cannot be used, and therefore, in an environment where the positional relationship between the transmitting side and the receiving side moving body must be calculated only by INS, the transmitting side moving body is in the direction of the receiving side moving body. It is an object of the present invention to provide a mobile communication system and mobile body capable of accurately irradiating a beam, and a beam direction control method.

前記課題を解決するために、本発明による移動体通信システムは、ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムであって、送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御手段と、前記受信側移動体が前記送信ビームを受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角手段と、前記受信側移動体から前記送信側移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知手段とを含み、前記ビーム制御手段は、前記受信側移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a mobile communication system according to the present invention is a mobile communication system that performs communication between mobile bodies using a pencil beam, and the transmission side mobile body transmits in the direction of the reception side mobile body. Beam control means for transmitting a beam, monopulse angle measuring means for receiving the transmission beam by the receiving side mobile body and performing monopulse angle measurement based on the received transmission beam, and moving from the receiving side mobile body to the transmitting side Angle measurement result notifying means for notifying a body of a measurement error value obtained as a result of monopulse angle measurement, and the beam control means is configured to detect the pencil beam based on the angle measurement error value acquired from the receiving-side moving object. The irradiation direction is corrected.

また、本発明による移動体は、ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおける移動体であって、自移動体に設けられ、相手方移動体の方向に送信ビームを送信するビーム送信手段と、前記相手方移動体に設けられ、前記送信ビームを受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角手段と、前記相手方移動体に設けられ、前記自移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知手段とを含み、前記ビーム送信手段は、前記相手方移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正することを特徴とする。   Further, the mobile body according to the present invention is a mobile body in a mobile communication system that performs communication between mobile bodies using a pencil beam, and is provided in the own mobile body, and transmits a transmission beam in the direction of the counterpart mobile body. Beam transmitting means, monopulse angle measuring means provided on the other party mobile body, receiving the transmission beam and performing monopulse angle measurement based on the received transmission beam, and provided on the other party mobile body, Angle measurement result notifying means for notifying a measurement error value obtained as a result of monopulse angle measurement with respect to the beam transmission means, the irradiation direction of the pencil beam based on the angle measurement error value acquired from the counterpart moving body It is characterized by correcting.

また、本発明によるビームの方向制御方法は、ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおけるビームの方向制御方法であって、送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御ステップと、前記受信側移動体が前記送信ビームを受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角ステップと、前記受信側移動体から前記送信側移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知ステップとを含み、前記ビーム制御ステップは、前記受信側移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正することを特徴とする。   The beam direction control method according to the present invention is a beam direction control method in a mobile communication system in which communication is performed between mobile bodies using a pencil beam, wherein the transmission side mobile body is in the direction of the reception side mobile body. A beam control step for transmitting a transmission beam; a monopulse angle measurement step in which the reception-side moving body receives the transmission beam and performs monopulse angle measurement based on the received transmission beam; and a transmission side to the transmission side. An angle measurement result notifying step for notifying a moving body of a measurement error value obtained as a result of monopulse angle measurement, wherein the beam control step is based on the angle measurement error value acquired from the receiving side mobile body. The irradiation direction is corrected.

また、本発明によるプログラムは、ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおけるビームの方向制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御ステップと、前記受信側移動体が前記送信ビームを受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角ステップと、前記受信側移動体から前記送信側移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知ステップとを含み、前記ビーム制御ステップは、前記受信側移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正することを特徴とする。   A program according to the present invention is a program for causing a computer to execute a beam direction control method in a mobile communication system in which communication is performed between mobile objects using a pencil beam. A beam control step of transmitting a transmission beam in the direction of the moving body, a monopulse angle measuring step in which the reception-side moving body receives the transmission beam and performs monopulse angle measurement based on the received transmission beam, and the reception-side movement An angle measurement result notification step for notifying a measurement error value obtained as a result of monopulse angle measurement from the body to the transmission side mobile body, and the beam control step includes an angle measurement error value acquired from the reception side mobile body Based on the above, the irradiation direction of the pencil beam is corrected.

本発明によれば、GPSが使用できず、したがってINSのみによって送信側および受信側移動体間の位置関係を計算しなければならない環境下において、送信側移動体が受信側移動体の方向に的確にビームを照射することが可能となる。   According to the present invention, in an environment in which GPS cannot be used, and the positional relationship between the transmitting side and the receiving side mobile unit must be calculated only by INS, the transmitting side mobile unit is accurately positioned in the direction of the receiving side mobile unit. Can be irradiated with a beam.

本発明に係る移動体通信システムの一例の構成図である。It is a block diagram of an example of the mobile communication system which concerns on this invention. 本発明に係る移動体1〜4の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the mobile bodies 1-4 which concern on this invention. 送信部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a transmission part. 受信部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a receiving part. 図4の受信部32に含まれる合成回路32Aの一例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an example of a combining circuit 32A included in the receiving unit 32 of FIG. 本発明に係るビームの方向制御方法の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the beam direction control method which concerns on this invention. 本発明に係るビームの方向制御方法におけるモノパルス測角の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the monopulse angle measurement in the beam direction control method which concerns on this invention. 受信側移動体でのモノパルス測角の一例を示すモノパルスのビームパターン図である。It is a monopulse beam pattern figure which shows an example of the monopulse angle measurement in a receiving side moving body. 移動体のINS17における相対的な指向方向誤差の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relative pointing direction error in INS17 of a moving body. 第3実施形態における送信部の構成図である。It is a block diagram of the transmission part in 3rd Embodiment. 第3実施形態の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of 3rd Embodiment. 第3実施形態の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of 3rd Embodiment. 第4実施形態における送信部の構成図である。It is a block diagram of the transmission part in 4th Embodiment. 第5実施形態における送信部の構成図である。It is a block diagram of the transmission part in 5th Embodiment. 第6実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 6th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明に係る移動体通信システムの一例の構成図である。なお、本実施形態では、移動体の一例として、地上を走行する車両について説明するが、この車両に限定されるものではなく、飛翔体等にも本発明の適用が可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of an example of a mobile communication system according to the present invention. In the present embodiment, a vehicle traveling on the ground will be described as an example of a moving body. However, the present invention is not limited to this vehicle, and the present invention can also be applied to a flying object.

同図を参照すると、本発明に係る移動体通信システムの一例は、メッシュ型ネットワークを構成する移動体1〜4を含んで構成される。   Referring to the figure, an example of a mobile communication system according to the present invention is configured to include mobiles 1 to 4 constituting a mesh network.

このメッシュ型ネットワークを構成する移動体1〜4の各々は対をなす相手方移動体とペンシルビーム(狭ビーム)を用いてユニット間(peer to peer)通信を行う。また、これらの移動体1〜4でアドホック(Ad Hoc)ネットワークを構成することも可能である。さらに、このメッシュ型ネットワークと同様の他のメッシュ型ネットワークを1個または複数個含み、これらネットワーク間を通信リンクで接続することも可能である。   Each of the mobile bodies 1 to 4 constituting this mesh network performs peer-to-peer communication with a counterpart mobile body that makes a pair using a pencil beam (narrow beam). It is also possible to configure an ad hoc network with these mobiles 1 to 4. Furthermore, it is also possible to include one or a plurality of other mesh type networks similar to this mesh type network, and connect these networks with a communication link.

移動体1〜4の各々は対をなす相手方移動体とペンシルビームを用いて自己の位置情報、速度情報等を交換し、相手方移動体から取得した位置情報、速度情報等および自己の位置情報、速度情報等ならびに姿勢方位情報を元に、自己の中心線(基準方向)から見た相対的な相手方移動体の方向を演算し、その方向に自己のペンシルビームを照射して前記相手方移動体と通信を行う。   Each of the moving bodies 1 to 4 exchanges their own position information, speed information, etc. using a partner beam and a pencil beam, and the position information, speed information, etc. acquired from the other party moving body, and their own position information, Based on the speed information and the posture direction information, the direction of the relative partner moving body viewed from its center line (reference direction) is calculated, and its pencil beam is irradiated in that direction to Communicate.

移動体間通信は、一例としてTDMPA(Time Division Multiple Pair Access;時分割で割り当てられたタイムスロットで、ペアとなる2つの移動体間でデータを送受信する方式)で割り当てられるタイムスロットを用いて行われる。また、周波数の一例としてミリ波が使用される。   As an example, inter-mobile communication is performed using a time slot assigned by TDMPA (Time Division Multiple Pair Access; a time slot assigned by time division, in which data is transmitted / received between two mobiles in a pair). Is called. As an example of the frequency, millimeter waves are used.

この時、ペアとなる移動体が互いにペンシルビームを照射し合うことで、全二重通信が可能となる。ただし、全二重通信の実現は、取得できる周波数帯域や運用面での全二重通信の必要性等に依存する。   At this time, the pair of mobile bodies irradiate each other with a pencil beam, thereby enabling full-duplex communication. However, the realization of full-duplex communication depends on the frequency band that can be acquired, the necessity of full-duplex communication in operation, and the like.

図2は本発明に係る移動体1〜4の構成の一例を示す図である。同図を参照すると、移動体1〜4はアンテナ11,12と、送信部13と、受信部14と、制御部15と、GPS16と、INS17と、プログラム格納部18とを含んで構成される。アンテナ11,12は指向制御が可能となるように構成される。一例として、送信用アンテナ11は一本、受信用アンテナ12は4本のアンテナで構成される。また、アンテナ11、12の一例として、フェーズド・アレイ・アンテナ(Phased Array Antenna)が使用される。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the moving bodies 1 to 4 according to the present invention. Referring to the figure, the mobile bodies 1 to 4 include antennas 11 and 12, a transmission unit 13, a reception unit 14, a control unit 15, a GPS 16, an INS 17, and a program storage unit 18. . The antennas 11 and 12 are configured to be capable of directivity control. As an example, the transmitting antenna 11 is composed of one antenna and the receiving antenna 12 is composed of four antennas. As an example of the antenna 11, 12, PAA (Phased Arr ay Antenna) is used.

図3は送信部の構成の一例を示す図である。なお、同図では本発明に特有の部位のみを表示し、その他公知の送信部の部位については説明および図示を割愛する。送信部13は1本のビームを送信する。同図を参照すると、送信部13は送信ビーム用高周波信号を発生する励振部21と、励振部21から出力される信号を送信データ(送信したい情報)および受信部の測角結果通知部35(後述)からのデータを用いて変調する変調部23と、変調部23から出力される信号のビームの照射方向を、制御部15からの信号および受信部の復調部33(後述)から出力される信号に含まれる測角結果情報を用いて制御するビーム制御部24とを含んでいる。そして、ビーム制御部24からアンテナ11を介して1本のビームが送信される。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transmission unit. In the figure, only the parts unique to the present invention are displayed, and explanations and illustrations are omitted for other parts of the transmitter. The transmission unit 13 transmits one beam. Referring to the figure, the transmitter 13 generates an excitation unit 21 that generates a high-frequency signal for a transmission beam, a signal output from the excitation unit 21 as transmission data (information to be transmitted), and an angle measurement result notification unit 35 (receiver). The modulation unit 23 that modulates data using data from the control unit 15 and the beam irradiation direction of the signal output from the modulation unit 23 are output from the signal from the control unit 15 and the demodulation unit 33 (described later) of the reception unit. And a beam control unit 24 that performs control using angle measurement result information included in the signal. Then, one beam is transmitted from the beam control unit 24 via the antenna 11.

図4は受信部の構成の一例を示す図である。受信部14は相手方移動体の送信部13からの1本のビームをアンテナ12を介して受信部32で受信する。同図を参照すると、受信部14は受信部32と、受信部32で受信した受信信号の振幅の和情報(Σ)を復調する復調部33と、受信部32で受信した受信信号の振幅の和情報(Σ)および高低情報(Δ高低)ならびに方位情報(Δ方位)に基づきモノパルス測角を行い、測角誤差値を算出するモノパルス測角部34と、モノパルス測角部34で算出された測角誤差値を送信部13の変調部23へ出力する測角結果通知部35とを含んでいる。また、復調部33は受信データの出力を行うとともに、受信信号に含まれる相手方移動体が測定した測角結果情報を送信部13のビーム制御部24へ出力する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the receiving unit. The receiving unit 14 receives one beam from the transmitting unit 13 of the counterpart mobile body at the receiving unit 32 via the antenna 12. Referring to the figure, the reception unit 14 includes a reception unit 32, a demodulation unit 33 that demodulates the sum information (Σ) of the amplitude of the reception signal received by the reception unit 32, and the amplitude of the reception signal received by the reception unit 32. The monopulse angle measurement unit 34 performs monopulse angle measurement based on the sum information (Σ), the height information (Δ height) and the direction information (Δ direction), and calculates the angle measurement error value, and is calculated by the monopulse angle measurement unit 34 And an angle measurement result notifying unit 35 that outputs the angle measurement error value to the modulation unit 23 of the transmission unit 13. Further, the demodulator 33 outputs received data and outputs angle measurement result information measured by the counterpart mobile body included in the received signal to the beam controller 24 of the transmitter 13.

図5は図4の受信部32に含まれる合成回路32Aの一例の構成図である。合成回路32Aの入力側に複数のアンテナ12(本実施形態では一例として4本)が接続される。合成回路32Aは一例として、公知のハイブリッド回路(たとえば、ラットレース回路等)で構成されており、複数のアンテナ12からの信号の和信号(Σ)、および複数のアンテナ12からの信号とその信号の180度位相が異なる信号とから算出される差信号(Δ)が出力される。すなわち、合成回路32Aから出力される和信号(Σ)は復調部33およびモノパルス測角部34へ出力され、合成回路32Aから出力される差信号(Δ)(Δ高低およびΔ方位)はモノパルス測角部34へ出力される。   FIG. 5 is a configuration diagram of an example of the synthesis circuit 32A included in the reception unit 32 of FIG. A plurality of antennas 12 (four in this embodiment as an example) are connected to the input side of the combining circuit 32A. As an example, the combining circuit 32A is configured by a known hybrid circuit (for example, a rat race circuit or the like). The sum signal (Σ) of signals from the plurality of antennas 12 and signals from the plurality of antennas 12 and their signals A difference signal (Δ) calculated from signals having different phases by 180 degrees is output. That is, the sum signal (Σ) output from the synthesizing circuit 32A is output to the demodulator 33 and the monopulse angle measuring unit 34, and the difference signal (Δ) (Δ high and low and Δ azimuth) output from the synthesizing circuit 32A is the monopulse measurement. Output to the corner 34.

図2に戻り、GPS16は衛星を用いて自移動体の位置を測距する部位であり、INS17は自己の姿勢および方位情報を取得する部位である。アンテナ11は送信用であり、アンテナ12は受信用である。   Returning to FIG. 2, the GPS 16 is a part that measures the position of the mobile body using a satellite, and the INS 17 is a part that acquires its posture and orientation information. The antenna 11 is for transmission, and the antenna 12 is for reception.

プログラム格納部18には後述するビームの方向制御方法のプログラムが格納されている。制御部15はプログラム格納部18内のプログラムを参照し、送信部13、受信部14、GPS16およびINS17を制御する。   The program storage unit 18 stores a program for a beam direction control method to be described later. The control unit 15 refers to the program in the program storage unit 18 and controls the transmission unit 13, the reception unit 14, the GPS 16 and the INS 17.

送信ビームを受信側移動体に的確に照射するためには、送信側移動体が受信側移動体の位置をある精度(ビームの中に受信側移動体が入るくらいの精度)で知る必要がある。GPSが使用できる環境では、GPSから得られる位置情報を移動体間で定期的に交換することで、両移動体の位置を正確に知ることができる。送信側移動体は、入手した受信側移動体の位置と自移動体のGPSおよびINSから得られる姿勢、方位情報等を利用し、送信ビームの方向を制御する。 In order to irradiate the transmitting beam to the receiving-side moving body accurately, it is necessary for the transmitting-side moving body to know the position of the receiving-side moving body with a certain accuracy (accuracy enough to allow the receiving-side moving body to enter the beam). . Under an environment where GPS can be used, position information obtained from GPS is periodically exchanged between the moving bodies, so that the positions of both moving bodies can be accurately known. The transmitting-side moving body controls the direction of the transmitting beam by using the position of the receiving-side moving body and the attitude and azimuth information obtained from the GPS and INS of the moving body.

一方、GPSが何らかの妨害を受けた場合はINSのみによって自移動体の指向方向を測定しなければならない。しかし、INSは時間の経過により自己位置の誤差が蓄積するため、送信側および受信側移動体両方のINSの蓄積誤差により送信側移動体から照射されるビームは受信側移動体から徐々にずれていくという問題がある。   On the other hand, when the GPS is obstructed in some way, it is necessary to measure the directivity direction of the mobile body only by INS. However, since INS accumulates self-position errors over time, the beam irradiated from the transmitting-side moving body gradually shifts from the receiving-side moving body due to the INS accumulation error of both the transmitting and receiving-side moving bodies. There is a problem of going.

本発明は、モノパルス測角を用いてこの問題を解決する。モノパルス測角では、受信側移動体において送信ビームの中心線からの変位量を測定することが可能なため、その測定結果を送信側移動体に通知することにより、送信側移動体において送信ビーム中心線のオフセット値を補正することが可能となる。   The present invention solves this problem using monopulse angle measurement. In monopulse angle measurement, it is possible to measure the amount of displacement from the center line of the transmission beam at the reception side mobile body, so by sending the measurement result to the transmission side mobile body, the transmission beam center at the transmission side mobile body. The offset value of the line can be corrected.

以下、本発明のビームの方向制御方法についてその一例を説明する。以下の説明では、一例として、送信側移動体と、受信側移動体が存在し、各々の移動体は図3に示す送信部と、図4および図5に示す受信部を備えているものとする。   An example of the beam direction control method of the present invention will be described below. In the following description, as an example, there are a transmitting-side moving body and a receiving-side moving body, and each moving body includes a transmitting unit illustrated in FIG. 3 and a receiving unit illustrated in FIGS. 4 and 5. To do.

図6は本発明に係るビームの方向制御方法の動作の一例を示すフローチャートである。前提として、送信側移動体はGPSが使用できず、したがってINSのみによって送信側および受信側移動体間の位置関係を計算しなければならない環境下にあるものとする。そこで、送信側移動体はINSを用いて自己の位置情報および速度情報等を取得し、それらの情報を受信側移動体に送信している。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the beam direction control method according to the present invention. As a premise, it is assumed that the transmitting-side mobile unit cannot use GPS, and therefore is in an environment where the positional relationship between the transmitting-side mobile unit and the receiving-side mobile unit must be calculated only by INS. Therefore, the transmitting side mobile body acquires its own position information and speed information using INS, and transmits the information to the receiving side mobile body.

まず、送信側移動体の送信部13のビーム制御部24から受信側移動体に対し、1本の送信ビームを送信する(ステップS1)。次に、受信側移動体の受信部14の受信部32がその送信ビームを受信する(ステップS2)。次に、受信側移動体のモノパルス測角部34が受信部32からの送信ビーム(Σ、Δ高低およびΔ方位)を入力し、その送信ビームに基づきモノパルス測角を行う(ステップS3)。   First, one transmission beam is transmitted from the beam control unit 24 of the transmission unit 13 of the transmission side moving body to the reception side moving body (step S1). Next, the receiving unit 32 of the receiving unit 14 of the receiving side mobile body receives the transmission beam (step S2). Next, the monopulse angle measurement unit 34 of the receiving-side moving body inputs the transmission beam (Σ, Δ height and Δ direction) from the reception unit 32, and performs monopulse angle measurement based on the transmission beam (step S3).

次に、モノパルス測角部34でモノパルス測角の結果信号である測角誤差値が測角結果通知部35に出力される。次に、測角結果通知部35から送信部13の変調部23に測角誤差値が出力される。次に、変調部23から測角誤差値の変調信号がビーム制御部24に出力される。そして、ビーム制御部24から測角誤差値が送信側移動体に通知される(ステップS4)。   Next, the angle measurement error value, which is a result signal of the monopulse angle measurement, is output to the angle measurement result notification unit 35 by the monopulse angle measurement unit 34. Next, the angle measurement error value is output from the angle measurement result notification unit 35 to the modulation unit 23 of the transmission unit 13. Next, the modulation signal of the angle measurement error value is output from the modulation unit 23 to the beam control unit 24. Then, the angle measurement error value is notified from the beam control unit 24 to the transmitting-side moving body (step S4).

次に、送信側移動体の受信部14で受信側移動体からの測角誤差値が受信される。すなわち、送信側移動体の受信部14の受信部32(図4参照)が受信側移動体からの測角誤差値を受信する。次に、復調部33が受信部32で受信した信号の一部であるΣ信号を入力する。このΣ信号には受信側移動体からの測角誤差値の情報が含まれている。   Next, the angle measurement error value from the receiving-side moving body is received by the receiving unit 14 of the transmitting-side moving body. That is, the receiving unit 32 (see FIG. 4) of the receiving unit 14 of the transmitting side mobile body receives the angle measurement error value from the receiving side mobile body. Next, the demodulator 33 inputs a Σ signal that is a part of the signal received by the receiver 32. This Σ signal includes angle measurement error value information from the receiving-side moving body.

次に、復調部33はその測角誤差値を復調し送信部13のビーム制御部24へ出力する。そして、ビーム制御部24は制御部15からの受信側移動体の方向を演算した結果データ(送信側移動体の自己位置、姿勢方位情報、受信側移動体から受信した自己位置情報を元に演算したデータ)および測角誤差値に基づきペンシルビームの照射方向を補正する(ステップS5)。   Next, the demodulator 33 demodulates the angle measurement error value and outputs it to the beam controller 24 of the transmitter 13. Then, the beam control unit 24 calculates the direction data of the receiving-side moving body from the control unit 15 (calculated based on the self-position and posture direction information of the transmitting-side moving body and the self-position information received from the receiving-side moving body. ) And the pencil beam irradiation direction are corrected based on the angle measurement error value (step S5).

これにより、送信側移動体の送信ビームを受信側移動体の方向に正確に指向させることができる。   As a result, the transmission beam of the transmitting-side moving body can be accurately directed in the direction of the receiving-side moving body.

次に、本発明に係るビームの方向制御方法におけるモノパルス測角の具体例について説明する。図7は本発明に係るビームの方向制御方法におけるモノパルス測角の具体例を示す図である。同図の実線で示した部分は、送信側移動体の送信部13から送信されたペンシルビームが、正確に受信側移動体の受信部14の方向を指向している場合を示している(この場合の受信部14の位置を実線14Aで示している)。   Next, a specific example of monopulse angle measurement in the beam direction control method according to the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a specific example of monopulse angle measurement in the beam direction control method according to the present invention. The part shown by the solid line in the figure shows a case where the pencil beam transmitted from the transmitting unit 13 of the transmitting side moving body is accurately directed in the direction of the receiving unit 14 of the receiving side moving body (this The position of the receiving unit 14 in this case is indicated by a solid line 14A).

しかし、現実にはINSの指向方向情報は時間の経過により誤差が蓄積するため、送信側移動体の送信部13から送信されたペンシルビームの指向方向は時間の経過とともに受信部14から外れていく(この場合の受信部14の位置を破線14Bで示している)。このときの送信側移動体から受信側移動体を指向する角度誤差がα(度)であるものとする。   However, in reality, since the INS pointing direction information accumulates errors over time, the pointing direction of the pencil beam transmitted from the transmitting unit 13 of the transmitting-side moving body deviates from the receiving unit 14 over time. (The position of the receiving unit 14 in this case is indicated by a broken line 14B). It is assumed that an angle error pointing from the transmitting side moving body to the receiving side moving body at this time is α (degrees).

この角度誤差を補正するために、送信側移動体から送信された1本の送信ビームを受信側移動体の受信部14で受信し、受信側移動体が受信した送信ビームに基づきモノパルス測角を行い、その結果算出された角度誤差αの情報を送信側移動体に送信する。送信側移動体は得られた角度誤差情報に基づき角度誤差αが零に近づくように受信側移動体へのビーム方向を補正する。   In order to correct this angular error, one transmission beam transmitted from the transmission side mobile unit is received by the reception unit 14 of the reception side mobile unit, and monopulse angle measurement is performed based on the transmission beam received by the reception side mobile unit. Then, information on the angle error α calculated as a result is transmitted to the transmitting-side moving body. The transmitting side moving body corrects the beam direction to the receiving side moving body so that the angle error α approaches zero based on the obtained angle error information.

次に、送信側移動体から送信された送信ビームを受信した受信側移動体でのモノパルス測角の一例について説明する。図8は受信側移動体でのモノパルス測角の一例を示すモノパルスのビームパターン図である。   Next, an example of monopulse angle measurement at the receiving-side moving body that has received the transmission beam transmitted from the transmitting-side moving body will be described. FIG. 8 is a monopulse beam pattern diagram showing an example of monopulse angle measurement at the reception-side moving body.

モノパルス測角は、送信側移動体から送信された1本の送信ビームを受信側移動体のアンテナ(一例として、フェーズド・アレイ・アンテナ)を介して受信部14で受信し、合成回路32A(図5参照)で所定の処理を行って測角情報を得るものである。   In the monopulse angle measurement, one transmission beam transmitted from the transmitting-side moving body is received by the receiving unit 14 via the antenna (for example, a phased array antenna) of the receiving-side moving body, and the combining circuit 32A (see FIG. 5)), a predetermined process is performed to obtain angle measurement information.

モノパルス方式には振幅を検出する方式と、位相を検出する方式が存在する。一方、本実施形態では、一例として、フェーズド・アレイ・アンテナでモノパルスの位相を検出する方式を採用するが、以下のモノパルス測角では、便宜上振幅を検出する方式の一例について説明する。なお、位相を検出する方式も以下の振幅を検出する方式と同様に説明することができる。   The monopulse method includes a method for detecting amplitude and a method for detecting phase. On the other hand, in the present embodiment, as an example, a method of detecting the phase of a monopulse with a phased array antenna is adopted. However, in the following monopulse angle measurement, an example of a method of detecting amplitude will be described for convenience. The method for detecting the phase can be described in the same manner as the method for detecting the following amplitude.

振幅比較モノパルスは、受信側移動体において受信した、一部が重なり合った2個の受信ビームを一組として扱い、角度誤差(アンテナ正面からのずれ)を検出する。本実施形態に示すように方位、高低の両方について角度誤差を検出するときは、4個の受信ビームを使用する。   In the amplitude comparison monopulse, two reception beams that are partially overlapped and received by the reception-side moving body are treated as a set, and an angle error (deviation from the front of the antenna) is detected. As shown in the present embodiment, when detecting an angle error for both azimuth and elevation, four reception beams are used.

2個の受信ビームを使用する例について述べると、受信側移動体のモノパルス測角部34にて、送信側移動体のビーム制御部24から送信された1本の送信ビーム(モノパルス)を合成回路32Aで受信し、各々の受信ビームの振幅の和と差を算出する(図8(a)参照)。   An example in which two reception beams are used will be described. A single transmission beam (monopulse) transmitted from the beam control unit 24 of the transmission-side moving body is synthesized by the monopulse angle measurement unit 34 of the reception-side moving body. The signal is received at 32A, and the sum and difference of the amplitudes of the respective reception beams are calculated (see FIG. 8A).

この振幅の和(Σ)と差(Δ)とから角度誤差を算出することができる。角度誤差電圧(ε)は差信号(Δ)を和信号(Σ)で正規化して、すなわち、角度誤差電圧(ε)は差信号(Δ)を和信号(Σ)で除算することにより求められる(ε=Δ/Σ)。角度誤差電圧(ε)は、おおむねS字状の形状となり、アンテナの正面方向からのずれを検出することができる(図8(b)参照)。この角度誤差電圧(ε)が図7に示す角度誤差α(度)に対応する。   The angle error can be calculated from the sum (Σ) and difference (Δ) of the amplitudes. The angle error voltage (ε) is obtained by normalizing the difference signal (Δ) by the sum signal (Σ), that is, the angle error voltage (ε) is obtained by dividing the difference signal (Δ) by the sum signal (Σ). (Ε = Δ / Σ). The angle error voltage (ε) is generally S-shaped, and the deviation of the antenna from the front direction can be detected (see FIG. 8B). This angle error voltage (ε) corresponds to the angle error α (degrees) shown in FIG.

受信側移動体の受信部14のモノパルス測角部34はこの角度誤差αを算出し、測角結果通知部35がその角度誤差α情報を送信部13の変調部23へ出力する。   The monopulse angle measurement unit 34 of the reception unit 14 of the reception side mobile body calculates the angle error α, and the angle measurement result notification unit 35 outputs the angle error α information to the modulation unit 23 of the transmission unit 13.

一方、その角度誤差α情報を入力した変調部23は、その角度誤差α情報と送信データとを変調しビーム制御部24へ出力する。ビーム制御部24は、その角度誤差α情報と送信データとを送信側移動体に送信する。   On the other hand, the modulation unit 23 having received the angle error α information modulates the angle error α information and the transmission data and outputs the modulated data to the beam control unit 24. The beam control unit 24 transmits the angle error α information and transmission data to the transmission-side moving body.

これに対し、送信側移動体は受信側移動体からの角度誤差α情報および送信データをアンテナ12を介して受信部14内の受信部32で受信する。復調部33はこの角度誤差α情報および受信データを復調する。そして、角度誤差α情報の復調信号を送信部13のビーム制御部24へ出力し、受信データはそのまま出力する。   On the other hand, the transmission side mobile body receives the angle error α information and the transmission data from the reception side mobile body via the antenna 12 at the reception unit 32 in the reception unit 14. The demodulator 33 demodulates the angle error α information and the received data. Then, the demodulated signal of the angle error α information is output to the beam control unit 24 of the transmission unit 13 and the reception data is output as it is.

ビーム制御部24は、制御部15(図2参照)で得られた自己位置および姿勢方位情報ならびに受信側移動体から受信した自己位置情報を元にして算出した相手方移動体(すなわち受信側移動体)の大体の方向を示すデータを取得する。   The beam control unit 24 calculates the counterpart mobile body (that is, the reception-side mobile body) calculated based on the self-position and posture direction information obtained by the control section 15 (see FIG. 2) and the self-position information received from the reception-side mobile body. ) To obtain data indicating the general direction.

そして、ビーム制御部24はその取得したデータと、復調部33から得た角度誤差α情報とに基づき受信側移動体に対する送信ビームの方向を制御する。具体的には、角度誤差αが零に近づくように送信ビームの方向を制御する。これにより、送信側移動体のビームを正確に受信側移動体の方向に指向させることができる。   Then, the beam control unit 24 controls the direction of the transmission beam with respect to the reception-side moving body based on the acquired data and the angle error α information obtained from the demodulation unit 33. Specifically, the direction of the transmission beam is controlled so that the angle error α approaches zero. As a result, the beam of the transmitting-side moving body can be accurately directed toward the receiving-side moving body.

図9は移動体のINS17における相対的な指向方向誤差の一例を示す図である。また、同図は送信側移動体から受信側移動体に対し、送信ビームの送信を複数回行う場合の一例も示している。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a relative pointing direction error in the INS 17 of the moving body. The figure also shows an example in which transmission beam transmission is performed a plurality of times from the transmission side mobile unit to the reception side mobile unit.

同図は時間t1,t2,t3,・・・,tn(nは正の整数)ごとに送信側移動体から受信側移動体に対し、送信ビームの送信が行われる場合を示している。そして送信ビームを時間t1,t2,t3,・・・,tnの各々で送信する度に、受信側移動体から角度誤差αの情報を受け取り、その角度誤差αが零になるように送信ビームの方向を補正することにより、誤差がd2からd1に補正され、かつ誤差d1の状態が以後も保持される一例を示している。   This figure shows a case where transmission beams are transmitted from the transmission side mobile unit to the reception side mobile unit every time t1, t2, t3,..., Tn (n is a positive integer). Then, each time the transmission beam is transmitted at each of the times t1, t2, t3,..., Tn, information on the angle error α is received from the receiving side mobile body, and the transmission beam is transmitted so that the angle error α becomes zero. An example is shown in which the error is corrected from d2 to d1 by correcting the direction, and the state of the error d1 is maintained thereafter.

一方、同図の曲線hは、送信側移動体から受信側移動体に対し送信ビームの送信が行われない場合の指向方向誤差の一例を示している。同図に示すように、送信側移動体の指向方向の誤差は時間経過とともに積算され増大していくことが分かる。   On the other hand, a curve h in the figure shows an example of a directivity direction error when the transmission beam is not transmitted from the transmission side moving body to the reception side moving body. As shown in the figure, it can be seen that the error in the pointing direction of the transmitting-side moving body is integrated and increased with time.

本発明では、送信側移動体から時間t1に受信側移動体に対し照射された送信ビームに対し、受信側移動体にてモノパルス測角が行われた結果、送信側移動体の送信ビームの指向方向の誤差をd2からd1(d2>d1)に低減させることが可能となる。   In the present invention, as a result of monopulse angle measurement performed on the transmission beam irradiated from the transmission-side moving body to the reception-side moving body at time t1, the transmission-side mobile body directs the transmission beam. The direction error can be reduced from d2 to d1 (d2> d1).

さらに、この送信ビームの送信を送信側移動体から受信側移動体に対し、時間t1以降(時間t2,t3,・・・,tn)も定期的に行うことにより、送信側移動体の送信ビームの指向方向の誤差をd1以内に保持することが可能となる。これにより、送信側移動体は時間t1以降も送信ビームを受信側移動体の方向に指向させることが可能となる。   Further, the transmission beam of the transmission side mobile body is transmitted periodically from the transmission side mobile body to the reception side mobile body after time t1 (time t2, t3,..., Tn). It is possible to keep the error in the directivity direction within d1. As a result, the transmitting-side moving body can direct the transmission beam toward the receiving-side moving body even after time t1.

以上説明したように、本発明の第1実施形態によれば、受信側移動体で送信側移動体から照射された送信ビームをモノパルス測角し、その測角結果を送信側移動体に通知し、送信側移動体においてその測角結果に基づき送信ビームの方位を補正する構成であるため、GPSを使用できない環境下において、送信側移動体のビームを正確に受信側移動体の方向に指向させることが可能となる。また、送信ビームの送信を複数回行う構成によれば、指向方向の積算誤差値を所定値以内に保持することが可能となる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the transmission beam irradiated from the transmission-side moving body is measured by the receiving-side moving body, and the angle measurement result is notified to the transmission-side moving body. Since the transmission-side mobile body is configured to correct the direction of the transmission beam based on the angle measurement result, the beam of the transmission-side mobile body is accurately directed toward the reception-side mobile body in an environment where GPS cannot be used. It becomes possible. Further, according to the configuration in which the transmission beam is transmitted a plurality of times, the integrated error value in the pointing direction can be held within a predetermined value.

次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は送信ビームの送信を複数回行う場合の他の例に関するものである。送信ビームの送信を複数回行う動作は上記のとおりであるが、第2実施形態では測角誤差の算出方法について工夫している。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment relates to another example in which transmission beams are transmitted a plurality of times. The operation of performing transmission beam transmission a plurality of times is as described above, but the second embodiment devise a method for calculating the angle measurement error.

第2実施形態では、移動体のモノパルス測角部33は、モノパルス測角を複数回行った結果、測角誤差の積算値が所定閾値に達した場合にモノパルス測角の結果を送信側移動体に通知する。   In the second embodiment, the monopulse angle measurement unit 33 of the mobile object transmits the monopulse angle measurement result when the integrated value of the angle measurement error reaches a predetermined threshold as a result of performing the monopulse angle measurement a plurality of times. Notify

第1実施形態では、送信側移動体からの送信ビームを受信側移動体が受信するたびに、受信側移動体から送信側移動体に対しモノパルス測角の結果を通知している。これに対し、第2実施形態によれば、このモノパルス測角の結果を通知する回数を第1実施形態の場合よりも低減することが可能となる。   In the first embodiment, every time the receiving side mobile body receives a transmission beam from the transmitting side mobile body, the reception side mobile body notifies the result of monopulse angle measurement to the transmitting side mobile body. On the other hand, according to the second embodiment, it is possible to reduce the number of times of notifying the result of the monopulse angle measurement as compared with the case of the first embodiment.

次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は送信ビームのビーム幅制御方法に関するものである。図10は第3実施形態における送信部の構成図、図11および図12は第3実施形態の動作の一例を示す図である。   Next, a third embodiment will be described. The third embodiment relates to a beam width control method for a transmission beam. FIG. 10 is a configuration diagram of a transmission unit in the third embodiment, and FIGS. 11 and 12 are diagrams illustrating an example of the operation of the third embodiment.

図10を参照すると、本発明に係る送信部13は図3に示すビーム制御部24の後段に、送信ビームのビーム幅を制御するビーム幅制御部25を含んでいる。また、同図にはビーム幅制御部25の後段にビーム偏向を行う偏向部26も表示されているが、この偏向部26は図3の送信部の構成にも含まれるものである。図3の例では便宜上、偏向部26の図示を割愛している。また、図11はビーム幅(換言すれば、ビームの拡がり角)が3度の場合、図12はビーム幅(ビームの拡がり角)が12度の場合の一例をそれぞれ示している。   Referring to FIG. 10, the transmission unit 13 according to the present invention includes a beam width control unit 25 that controls the beam width of the transmission beam, following the beam control unit 24 shown in FIG. In addition, in the same figure, a deflecting unit 26 for deflecting the beam is also displayed at the subsequent stage of the beam width control unit 25. This deflecting unit 26 is also included in the configuration of the transmitting unit in FIG. In the example of FIG. 3, illustration of the deflection unit 26 is omitted for convenience. FIG. 11 shows an example when the beam width (in other words, the beam divergence angle) is 3 degrees, and FIG. 12 shows an example when the beam width (beam divergence angle) is 12 degrees.

受信側移動体の位置にある程度の誤差があったとしても、ビーム幅を広くすることにより、送信側移動体は受信側移動体をビームの中に捕らえることが可能となる。図11はビーム幅(ビームの拡がり角)が3度の場合の1NM,10NM,50NM,100NMの距離におけるビーム幅を示し、図12はビーム幅(ビームの拡がり角)が12度の場合の1NM,10NM,50NM,100NMの距離におけるビーム幅を示している。   Even if there is a certain amount of error in the position of the receiving-side moving body, the transmitting-side moving body can capture the receiving-side moving body in the beam by widening the beam width. 11 shows beam widths at distances of 1 NM, 10 NM, 50 NM, and 100 NM when the beam width (beam divergence angle) is 3 degrees, and FIG. 12 shows 1 NM when the beam width (beam divergence angle) is 12 degrees. , 10 NM, 50 NM, and 100 NM.

ビーム幅が12度の場合は、ビーム幅が3度の場合に比べ約4倍となる。よって送信側移動体の保持する受信側移動体の位置の誤差が比較的大きい場合でも、ビーム幅の範囲内に受信側移動体を捕える可能性が高くなり、よって送信側移動体は受信側移動体と通信することが可能となる。   When the beam width is 12 degrees, the beam width is about four times that when the beam width is 3 degrees. Therefore, even when the error of the position of the receiving-side moving body held by the transmitting-side moving body is relatively large, there is a high possibility that the receiving-side moving body will be captured within the beam width range. It becomes possible to communicate with the body.

以上説明したように、本発明の第3実施形態によれば、受信側移動体の位置の誤差が比較的大きい場合でも、送信側移動体においてビーム幅を広げることにより、送信側移動体は受信側移動体と通信することが可能となる。換言すれば、送信側移動体は受信側移動体との距離が近いと送信ビームのビーム幅を広げ、受信側移動体との距離が遠いと送信ビームのビーム幅を狭めるよう制御することにより、受信側移動体との距離の遠近にかかわらず受信側移動体と通信することが可能となる。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, even when the position error of the reception-side moving body is relatively large, the transmission-side moving body receives the signal by widening the beam width in the transmission-side moving body. It becomes possible to communicate with the side mobile unit. In other words, by controlling the transmission side mobile body to widen the beam width of the transmission beam when the distance to the reception side mobile body is short, and to narrow the beam width of the transmission beam when the distance to the reception side mobile body is long, It becomes possible to communicate with the receiving side mobile unit regardless of the distance from the receiving side mobile unit.

次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態は送信電力制御方法に関するものである。図13は第4実施形態における送信部の構成図である。同図を参照すると、本発明に係る送信部13は第3実施形態(図10参照)のビーム幅制御部25の代わりに送信電力制御部29を備えている。なお、図13においても偏向部26を表示しているが、その理由は図10について述べたのと同様である。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment relates to a transmission power control method. FIG. 13 is a configuration diagram of a transmission unit in the fourth embodiment. Referring to the figure, the transmission unit 13 according to the present invention includes a transmission power control unit 29 instead of the beam width control unit 25 of the third embodiment (see FIG. 10). Note that the deflection unit 26 is also shown in FIG. 13 for the same reason as described for FIG.

送信電力制御部29は受信側移動体との距離に応じて送信電力を制御する。これにより、送信側移動体は受信側移動体との距離に適した送信電力を用いて受信側移動体と通信することが可能となる。   The transmission power control unit 29 controls the transmission power according to the distance from the receiving side moving body. As a result, the transmission-side mobile body can communicate with the reception-side mobile body using transmission power suitable for the distance from the reception-side mobile body.

次に、本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態は送信ビームの高低および方位方向の拡がり角制御方法に関するものである。図14は第5実施形態における送信部の構成図である。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The fifth embodiment relates to a method for controlling the height and azimuth of the divergence angle of a transmission beam. FIG. 14 is a configuration diagram of a transmission unit in the fifth embodiment.

図14を参照すると、本発明に係る送信部13は図3に示すビーム制御部24の後段に、送信ビームの高低および方位方向の拡がり角を制御する高低および方位方向拡がり角制御部27と、通信間隔を制御する通信間隔制御部28とを含んで構成される。なお、図14においても偏向部26を表示しているが、その理由は図10について述べたのと同様である。   Referring to FIG. 14, the transmitter 13 according to the present invention includes a height and azimuth direction divergence angle control unit 27 for controlling the height and azimuth direction divergence angle of the transmission beam, following the beam control unit 24 shown in FIG. 3, And a communication interval control unit 28 for controlling the communication interval. 14 also shows the deflection unit 26 for the same reason as described for FIG.

受信側移動体が送信側移動体の近傍に存在する場合に、受信側移動体が高機動(例えば、60度以上の角度で急上昇した場合等)、あるいは方位方向に機動した場合、送信側移動体から照射したビームが受信側移動体から外れる場合がある。   When the receiving side moving body is in the vicinity of the transmitting side moving body, the receiving side moving body moves with high mobility (for example, when it rapidly moves at an angle of 60 degrees or more), or when moving in the azimuth direction, the transmitting side moves. In some cases, the beam irradiated from the body deviates from the receiving-side moving body.

なお、本実施形態の場合、移動体は地上を走行する車両を想定しているが、この場合の受信側移動体が高機動する場合の一例として、受信側移動体の直前に急勾配で上昇する坂道が存在する場合等が考えられる。   In this embodiment, the moving body is assumed to be a vehicle traveling on the ground, but as an example of the case where the receiving-side moving body is highly maneuverable, the moving body rises with a steep slope immediately before the receiving-side moving body. The case where there is a slope to be considered is conceivable.

このような場合に、上記のような近距離通信では、高低および方位方向拡がり角制御部27によりビームの高低方向および方位方向の拡がり角を広げる(例えば、3度から20度等に広げる)、あるいは通信間隔制御部28により通信間隔を比較的短くする(例えば、1秒間隔を0.1秒間隔等に短縮する)。なお、高低および方位方向拡がり角制御部27は高低および方位方向の両方の拡がり角を広げてもよいし、高低あるいは方位のうちの一方のみの拡がり角を広げてもよい。
In such a case, in the short-range communication as described above, the elevation angle in the elevation direction and the azimuth direction of the beam is widened by the elevation and azimuth direction divergence angle control unit 27 (for example, from 3 degrees to 20 degrees, etc.) Alternatively, the communication interval control unit 28 shortens the communication interval relatively short (for example, the 1 second interval is shortened to the 0.1 second interval or the like). Note that the elevation and azimuth direction divergence angle control unit 27 may widen the divergence angle in both the elevation and azimuth directions, or may widen the divergence angle of only one of the elevation and the azimuth direction.

また、受信側移動体が高機動あるいは方位方向に機動するか否かは送信側移動体側で予測することが困難であるため、受信側移動体の位置が送信側移動体の位置の近傍のときは、送信側移動体がビームを広げ、遠方のときはビームを狭める。   In addition, it is difficult to predict whether or not the receiving-side moving body moves in a high mobility or azimuth direction on the transmitting-side moving body side, so when the position of the receiving-side moving body is near the position of the transmitting-side moving body The transmitting-side moving body expands the beam and narrows the beam when it is far away.

これにより、受信側移動体の位置が送信側移動体の位置の近傍にあり、受信側移動体が高機動あるいは方位方向に機動した場合でも、送信側移動体は受信側移動体をビームの中に捕らえることができる。なお、受信側移動体をビームの中に捕らえるのに必要なビームの拡がり角や通信間隔は、送信側移動体と受信側移動体間の距離や受信側移動体の機動の程度によって適宜変更される。   As a result, even when the position of the receiving-side moving body is in the vicinity of the position of the transmitting-side moving body and the receiving-side moving body moves with high mobility or azimuth, the transmitting-side moving body moves the receiving-side moving body into the beam. Can be caught. Note that the beam divergence angle and communication interval necessary to capture the receiving-side moving body in the beam are appropriately changed according to the distance between the transmitting-side moving body and the receiving-side moving body and the degree of maneuvering of the receiving-side moving body. The

以上説明したように、本発明の第5実施形態によれば、受信側移動体が高機動あるいは方位方向に機動した場合でも、送信側移動体は受信側移動体をビームの中に捕らえることが可能となる。   As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, even when the receiving-side moving body moves with high mobility or azimuth, the transmitting-side moving body can capture the receiving-side moving body in the beam. It becomes possible.

次に、本発明の第6実施形態について説明する。第1実施形態では、受信側移動体がモノパルス測角を行う場合について示したが、送信側移動体がモノパルス測角を行いペンシルビームの照射方向を補正することも可能である。第6実施形態ではこのビームの方向制御方法の一例について述べる。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the case where the reception-side moving body performs monopulse angle measurement has been described, but it is also possible for the transmission-side moving body to perform monopulse angle measurement and correct the irradiation direction of the pencil beam. In the sixth embodiment, an example of this beam direction control method will be described.

図15は本発明の第6実施形態の動作を示すフローチャートである。同図は送信側移動体がモノパルス測角を行う場合のビームの方向制御方法の一例を示している。   FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the sixth embodiment of the present invention. This figure shows an example of a beam direction control method when the transmitting-side moving body performs monopulse angle measurement.

同図を参照すると、まず、送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信する(ステップS11)。次に、受信側移動体がその送信ビームを受信して、折り返し受信側移動体に対し返信ビームを送信する(ステップS12)。次に、その返信ビームを受信した送信側移動体がその返信ビームに基づきモノパルス測角を行う(ステップS13)。そして、送信側移動体がモノパルス測角の結果得た誤差値に基づき、自移動体から受信側移動体へのペンシルビームの照射方向を補正する(ステップS14)。   Referring to the figure, first, the transmission-side moving body transmits a transmission beam in the direction of the reception-side moving body (step S11). Next, the receiving side mobile body receives the transmission beam and transmits a return beam to the loopback receiving side mobile body (step S12). Next, the transmitting-side moving body that has received the return beam performs monopulse angle measurement based on the return beam (step S13). Then, based on the error value obtained as a result of monopulse angle measurement, the transmitting side moving body corrects the irradiation direction of the pencil beam from the own moving body to the receiving side moving body (step S14).

なお、モノパルス測角の動作自体は第1実施形態と同様であり、また送信側移動体側でモノパルス測角を行う部分は、送信側移動体側の受信部(図4参照)で第1実施形態と同様に行うことが可能である。したがって、第5実施形態における送信側移動体および受信側移動体の構成の説明は割愛する。   The operation of the monopulse angle measurement itself is the same as that of the first embodiment, and the part for performing the monopulse angle measurement on the transmission side mobile unit side is the reception unit (see FIG. 4) on the transmission side mobile unit side and the first embodiment. It can be done in the same way. Therefore, the description of the configuration of the transmitting side moving body and the receiving side moving body in the fifth embodiment is omitted.

以上説明したように、本発明の第6実施形態によれば、送信側移動体でモノパルス測角を行うことにより、送信側移動体のビームを正確に受信側移動体の方向に指向させることが可能となる。   As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, by performing monopulse angle measurement on the transmission side moving body, the beam of the transmission side moving body can be accurately directed toward the reception side moving body. It becomes possible.

次に、本発明の第7実施形態について説明する。第7実施形態はビームの方向制御方法のプログラムに関するものである。図2に示すように、移動体はプログラム格納部18を有している。このプログラム格納部18には、図6および図15にフローチャートで示すビームの方向制御方法のプログラムが格納されている。移動体の制御部15(請求項10の"コンピュータ"に対応)はプログラム格納部18からそのプログラムを読み出し、そのプログラムにしたがって送信部13および受信部14を制御する。その制御方法については既に述べたので、ここでの説明は割愛する。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. The seventh embodiment relates to a program for a beam direction control method. As shown in FIG. 2, the mobile body has a program storage unit 18. The program storage unit 18 stores a program for the beam direction control method shown in the flowcharts of FIGS. 6 and 15. The mobile control unit 15 (corresponding to "Computer" in claim 10) reads the program from the program storage unit 18, and controls the transmission unit 13 and the reception unit 14 according to the program. Since the control method has already been described, description thereof is omitted here.

なお、図6および図15に示すプログラムを送信側および受信側移動体の両者が有しており、送信側移動体にて、図6のステップS1およびS5の処理を行い、受信側移動体にて図6のステップS2〜S4の処理を行う。また、送信側移動体にて、図15のステップS11,S13,S14の処理を行い、受信側移動体にて図15のステップS12の処理を行う。   Note that both the transmission side and the reception side mobile units have the program shown in FIGS. 6 and 15, and the transmission side mobile unit performs the processing of steps S1 and S5 in FIG. Then, steps S2 to S4 in FIG. 6 are performed. Further, the transmission side moving body performs the processing of steps S11, S13, and S14 in FIG. 15, and the reception side moving body performs the processing of step S12 in FIG.

以上説明したように、本発明の第7実施形態によれば、GPSが使用できず、したがってINSのみによって送信側および受信側移動体間の位置関係を演算しなければならない環境下において、送信側移動体が受信側移動体の方向に的確にビームを照射することが可能なプログラムを得ることが可能となる。   As described above, according to the seventh embodiment of the present invention, in an environment where GPS cannot be used and therefore the positional relationship between the transmitting side and the receiving side moving body must be calculated only by INS, It is possible to obtain a program that allows the moving body to accurately irradiate the beam in the direction of the receiving-side moving body.

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。   A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.

(付記1) ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムであって、送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御手段と、前記受信側移動体が前記送信ビームを受信部で受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角手段と、前記受信側移動体から前記送信側移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知手段とを含み、前記ビーム制御手段は、前記受信側移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正する移動体通信システムであり、
前記送信側移動体は前記受信側移動体との距離に応じて送信ビームのビーム幅を制御するビーム幅制御手段を含むことを特徴とする移動体通信システム。
(Additional remark 1) It is a mobile communication system which communicates between mobile bodies using a pencil beam, Comprising: The beam control means which a transmission side mobile body transmits a transmission beam in the direction of a reception side mobile body, The said reception side movement The body received the transmission beam at the receiving unit, and obtained monopulse angle measurement means for performing monopulse angle measurement based on the received transmission beam, and the monopulse angle measurement from the reception side moving body to the transmission side moving body. An angle measurement result notification means for notifying an angle measurement error value, wherein the beam control means is a mobile communication system that corrects an irradiation direction of the pencil beam based on an angle measurement error value acquired from the reception-side moving object. Yes,
The mobile communication system, wherein the transmitting-side mobile body includes beam width control means for controlling a beam width of a transmission beam according to a distance from the receiving-side mobile body.

(付記2) 前記送信側移動体は前記受信側移動体との距離に応じて送信ビームの送信電力を制御する送信電力制御手段を含むことを特徴とする付記1記載の移動体通信システム。 (Supplementary note 2) The mobile communication system according to supplementary note 1, wherein the transmission-side mobile body includes transmission power control means for controlling transmission power of a transmission beam in accordance with a distance from the reception-side mobile body.

(付記3) 前記送信側移動体は、前記受信側移動体が高機動あるいは方位方向に機動した場合、前記受信側移動体を捕らえるために前記送信ビームの高低方向および方位方向の拡がり角を制御する高低および方位方向拡がり角制御手段を含むことを特徴とする付記1または2記載の移動体通信システム。 (Supplementary Note 3) When the receiving-side moving body moves with high mobility or azimuth direction, the transmitting-side moving body controls the divergence angle of the transmission beam in the height direction and the azimuth direction in order to catch the receiving-side moving body. The mobile communication system according to appendix 1 or 2, further comprising: height and azimuth direction divergence angle control means.

(付記4) 前記送信側移動体は、前記受信側移動体が高機動あるいは方位方向に機動した場合、前記受信側移動体を捕らえるために通信間隔を短くする通信間隔制御手段を含むことを特徴とする付記1から3のいずれかに記載の移動体通信システム。 (Additional remark 4) The said transmission side mobile body contains the communication space | interval control means which shortens a communication space | interval in order to catch the said reception side mobile body, when the said reception side mobile body moves with high mobility or an azimuth | direction direction. The mobile communication system according to any one of supplementary notes 1 to 3.

(付記5) 各移動体間でアドホックネットワークが形成されることを特徴とする付記1から4のいずれかに記載の移動体通信システム。 (Supplementary note 5) The mobile communication system according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein an ad hoc network is formed between the mobile units.

(付記6) 各々の移動体は自己の位置情報をGPS(Global Positioning System )あるいはINS(Inertial Navigation System)から取得することを特徴とする付記1から5のいずれかに記載の移動体通信システム。 (Supplementary note 6) The mobile communication system according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein each mobile object acquires its own position information from GPS (Global Positioning System) or INS (Inertial Navigation System).

(付記7) ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムであって、送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御手段と、前記受信側移動体が前記送信ビームを受信して、折り返し前記送信側移動体に対し返信ビームを送信する返信ビーム送信手段と、前記返信ビームを受信した前記送信側移動体が前記返信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角手段と、前記送信側移動体がモノパルス測角の結果得た測角誤差値に基づき自移動体から前記受信側移動体へのペンシルビームの照射方向を補正する照射方向補正手段とを含むことを特徴とする移動体通信システム。 (Additional remark 7) It is a mobile communication system which communicates between mobile bodies using a pencil beam, Comprising: The beam control means which a transmission side mobile body transmits a transmission beam in the direction of a reception side mobile body, The said reception side movement A return beam transmitting means for transmitting a return beam to the transmitting side mobile body when the body receives the transmission beam, and the transmitting side mobile body receiving the return beam performs monopulse angle measurement based on the return beam. Monopulse angle measurement means to perform, and irradiation direction correction means for correcting the irradiation direction of the pencil beam from the mobile body to the reception side mobile body based on the angle measurement error value obtained by the transmission side mobile body as a result of monopulse angle measurement; A mobile communication system comprising:

(付記8) ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおける移動体であって、相手方移動体との距離に応じて送信ビームのビーム幅を制御するビーム幅制御手段を含むことを特徴とする移動体。 (Additional remark 8) It is a mobile body in the mobile communication system which communicates between mobile bodies using a pencil beam, Comprising: The beam width control means which controls the beam width of a transmission beam according to the distance with the other party mobile body is included A moving object characterized by that.

(付記9) 前記相手方移動体との距離に応じて送信ビームの送信電力を制御する送信電力制御手段を含むことを特徴とする付記8記載の移動体。 (Additional remark 9) The mobile body of Additional remark 8 characterized by including the transmission power control means which controls the transmission power of a transmission beam according to the distance with the said other party moving body.

(付記10) 前記相手方移動体が高機動あるいは方位方向に機動した場合、前記相手方移動体を捕らえるために前記送信ビームの高低方向および方位方向の拡がり角を制御する高低および方位方向拡がり角制御手段を含むことを特徴とする付記8または9記載の移動体。 (Supplementary Note 10) High and low and azimuth direction divergence angle control means for controlling the divergence angle of the transmission beam in the height direction and the azimuth direction in order to catch the other party mobile body when the other party mobile body moves in high or azimuth direction. The moving body according to appendix 8 or 9, characterized by comprising:

(付記11) 前記相手方移動体が高機動あるいは方位方向に機動した場合、前記相手方移動体を捕らえるために通信間隔を短くする通信間隔制御手段を含むことを特徴とする付記8から10のいずれかに記載の移動体。 (Supplementary note 11) Any one of Supplementary notes 8 to 10, further comprising a communication interval control means for shortening a communication interval in order to catch the counterparty mobile unit when the counterparty mobile unit is moved with high mobility or direction. The moving body described in 1.

(付記12) 移動体間でアドホックネットワークが形成されることを特徴とする付記8から11のいずれかに記載の移動体。 (Supplementary note 12) The mobile unit according to any one of supplementary notes 8 to 11, wherein an ad hoc network is formed between the mobile units.

(付記13) 各々の移動体は自己の位置情報をGPS(Global Positioning System )あるいはINS(Inertial Navigation System)から取得することを特徴とする付記8から12のいずれかに記載の移動体。 (Supplementary note 13) The mobile unit according to any one of supplementary notes 8 to 12, wherein each mobile unit obtains its own position information from GPS (Global Positioning System) or INS (Inertial Navigation System).

(付記14) ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおけるビームの方向制御方法であって、送信側移動体は受信側移動体との距離に応じて送信ビームのビーム幅を制御するビーム幅制御ステップを含むことを特徴とするビームの方向制御方法。 (Additional remark 14) It is a beam direction control method in the mobile communication system which communicates between mobile bodies using a pencil beam, The transmission side mobile body is a beam width of a transmission beam according to the distance with a reception side mobile body A beam direction control step for controlling the beam direction control method.

(付記15) 前記送信側移動体は前記受信側移動体との距離に応じて送信ビームの送信電力を制御する送信電力制御ステップを含むことを特徴とする付記14記載のビームの方向制御方法。 (Supplementary note 15) The beam direction control method according to supplementary note 14, wherein the transmission-side moving body includes a transmission power control step of controlling transmission power of a transmission beam in accordance with a distance from the reception-side moving body.

(付記16) 前記送信側移動体は、前記受信側移動体が高機動あるいは方位方向に機動した場合、前記受信側移動体を捕らえるために前記送信ビームの高低方向および方位方向の拡がり角を制御する高低および方位方向拡がり角制御ステップを含むことを特徴とする付記14または15記載のビームの方向制御方法。 (Supplementary Note 16) When the receiving-side moving body moves with high mobility or an azimuth direction, the transmitting-side moving body controls the divergence angle of the transmission beam in the height direction and the azimuth direction in order to catch the receiving-side moving body. 16. The beam direction control method according to appendix 14 or 15, further comprising a step of controlling the height and the azimuth divergence angle.

(付記17) 前記送信側移動体は、前記受信側移動体が高機動あるいは方位方向に機動した場合、前記受信側移動体を捕らえるために通信間隔を短くする通信間隔制御ステップを含むことを特徴とする付記14から16のいずれかに記載のビームの方向制御方法。 (Additional remark 17) The said transmission side mobile body contains the communication space | interval control step which shortens a communication space | interval in order to catch the said reception side mobile body, when the said reception side mobile body moves with high mobility or an azimuth | direction direction, It is characterized by the above-mentioned. The beam direction control method according to any one of appendices 14 to 16.

(付記18) 各移動体間でアドホックネットワークが形成されることを特徴とする付記14から17のいずれかに記載のビームの方向制御方法。 (Supplementary note 18) The beam direction control method according to any one of supplementary notes 14 to 17, characterized in that an ad hoc network is formed between each mobile unit.

(付記19) 各々の移動体は自己の位置情報をGPS(Global Positioning System )あるいはINS(Inertial Navigation System)から取得することを特徴とする付記14から18のいずれかに記載のビームの方向制御方法。 (Additional remark 19) Each mobile body acquires its own positional information from GPS (Global Positioning System) or INS (Inertial Navigation System), The beam direction control method according to any one of Additional remarks 14 to 18 .

(付記20) ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおけるビームの方向制御方法であって、送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御ステップと、前記受信側移動体が前記送信ビームを受信して、折り返し前記送信側移動体に対し返信ビームを送信する返信ビーム送信ステップと、前記返信ビームを受信した前記送信側移動体が前記返信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角ステップと、前記送信側移動体がモノパルス測角の結果得た測角誤差値に基づき自移動体から前記受信側移動体へのペンシルビームの照射方向を補正する照射方向補正ステップとを含むことを特徴とするビームの方向制御方法。 (Additional remark 20) It is a beam direction control method in the mobile communication system which communicates between mobile bodies using a pencil beam, Comprising: The beam control step which a transmission side mobile body transmits a transmission beam in the direction of a reception side mobile body A return beam transmitting step in which the receiving-side mobile body receives the transmission beam and transmits a return beam to the transmitting-side mobile body, and the transmitting-side mobile body that has received the return beam receives the return beam. Monopulse angle measurement step for performing monopulse angle measurement based on the above, and correcting the irradiation direction of the pencil beam from the mobile body to the reception side mobile body based on the angle measurement error value obtained by the transmission side mobile body as a result of monopulse angle measurement A beam direction control method comprising: an irradiation direction correcting step.

本発明を、地上を走行する車両のみならず、航空機等の飛翔体に適用することが可能である。   The present invention can be applied not only to vehicles traveling on the ground but also to flying objects such as aircraft.

1〜4 移動体
11,12 アンテナ
13 送信部
14 受信部
15 制御部
16 GPS
17 INS
18 プログラム格納部
21 励振部
23 変調部
24 ビーム制御部
25 ビーム幅制御部
26 偏向部
27 上下方向拡がり角制御部
28 通信間隔制御部
29 送信電力制御部
32 受信部
32A 合成回路
33 復調部
34 モノパルス測角部
35 測角結果通知部
1-4 Mobile body 11, 12 Antenna 13 Transmitter 14 Receiver 15 Control unit 16 GPS
17 INS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Program storage part 21 Excitation part 23 Modulation part 24 Beam control part 25 Beam width control part 26 Deflection part 27 Vertical divergence angle control part 28 Communication interval control part 29 Transmission power control part 32 Reception part 32A Synthesis | combination circuit 33 Demodulation part 34 Monopulse Angle measurement unit 35 Angle measurement result notification unit

Claims (7)

ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムであって、
送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御手段と、
前記受信側移動体が前記送信ビームを受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角手段と、
前記受信側移動体から前記送信側移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知手段とを含み、
前記ビーム制御手段は、前記受信側移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正し、
前記送信側移動体から前記受信側移動体に対し、前記送信ビームの送信が複数回行われ、
前記受信側移動体は前記モノパルス測角を複数回行った結果、前記測角誤差の積算値が所定閾値に達した場合に前記モノパルス測角の結果を前記送信側移動体に通知する、
ことを特徴とする移動体通信システム。
A mobile communication system that performs communication between mobile objects using a pencil beam,
Beam control means for transmitting a transmission beam in the direction of the receiving-side moving body by the transmitting-side moving body; and
Monopulse angle measurement means for receiving the transmission beam by the receiving-side moving body and performing monopulse angle measurement based on the received transmission beam;
Angle measurement result notifying means for notifying the angle measurement error value obtained as a result of monopulse angle measurement from the reception side moving body to the transmission side moving body,
The beam control unit corrects the irradiation direction of the pencil beam based on the angle measurement error value acquired from the receiving side moving body ,
Transmission of the transmission beam is performed a plurality of times from the transmission side mobile body to the reception side mobile body,
As a result of performing the monopulse angle measurement a plurality of times, the reception side mobile body notifies the transmission side mobile body of the result of the monopulse angle measurement when the integrated value of the angle measurement error reaches a predetermined threshold value.
A mobile communication system.
前記受信側移動体の受信部で受信された前記送信側移動体からの受信信号の振幅の和、高低および方位情報に基づき前記測角誤差値が算出されることを特徴とする請求項1記載の移動体通信システム。   The angle measurement error value is calculated based on a sum of amplitudes, elevations, and azimuth information of received signals from the transmission-side mobile body received by the reception unit of the reception-side mobile body. Mobile communication system. ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおける移動体であって、
自移動体に設けられ、相手方移動体の方向に送信ビームを送信するビーム送信手段と、
前記相手方移動体に設けられ、前記送信ビームを受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角手段と、
前記相手方移動体に設けられ、前記自移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知手段とを含み、
前記ビーム送信手段は、前記相手方移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正し、
前記自移動体から前記相手方移動体に対し、前記送信ビームの送信が複数回行われ、
前記相手方移動体は前記モノパルス測角を複数回行った結果、前記測角誤差の積算値が所定閾値に達した場合に前記モノパルス測角の結果を前記自移動体に通知する、
ことを特徴とする移動体。
A mobile unit in a mobile communication system that performs communication between mobile units using a pencil beam,
A beam transmitting means provided on the own mobile body and transmitting a transmission beam in the direction of the counterpart mobile body;
Monopulse angle measuring means provided on the counterparty mobile body for receiving the transmission beam and performing monopulse angle measurement based on the received transmission beam;
Angle measurement result notifying means for notifying the angle measurement error value obtained as a result of monopulse angle measurement to the mobile body,
The beam transmitting means corrects the irradiation direction of the pencil beam based on the angle measurement error value acquired from the counterpart moving body ,
The transmission beam is transmitted a plurality of times from the mobile unit to the counterpart mobile unit,
As a result of performing the monopulse angle measurement a plurality of times, the counterpart moving body notifies the self-moving body of the result of the monopulse angle measurement when an integrated value of the angle measurement error reaches a predetermined threshold value.
A moving object characterized by that.
前記相手方移動体の受信部で受信された前記自移動体からの受信信号の振幅の和、高低および方位情報に基づき前記測角誤差値が算出されることを特徴とする請求項記載の移動体。 4. The movement according to claim 3, wherein the angle measurement error value is calculated based on a sum, amplitude, and direction information of an amplitude of a received signal from the mobile body received by a receiving unit of the counterpart mobile body. body. ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおけるビームの方向制御方法であって、
送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御ステップと、
前記受信側移動体が前記送信ビームを受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角ステップと、
前記受信側移動体から前記送信側移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知ステップとを含み、
前記ビーム制御ステップは、前記受信側移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正し、
前記送信側移動体から前記受信側移動体に対し、前記送信ビームの送信が複数回行われ、
前記受信側移動体は前記モノパルス測角を複数回行った結果、前記測角誤差の積算値が所定閾値に達した場合に前記モノパルス測角の結果を前記送信側移動体に通知する、
ことを特徴とするビームの方向制御方法。
A beam direction control method in a mobile communication system that performs communication between mobile objects using a pencil beam,
A beam control step in which the transmitting mobile body transmits a transmission beam in the direction of the receiving mobile body; and
A monopulse angle measuring step in which the reception side mobile body receives the transmission beam and performs monopulse angle measurement based on the received transmission beam;
An angle measurement result notifying step for notifying a measurement error value obtained as a result of monopulse angle measurement from the reception side moving body to the transmission side moving body,
The beam control step corrects the irradiation direction of the pencil beam based on the angle measurement error value acquired from the receiving side moving body ,
Transmission of the transmission beam is performed a plurality of times from the transmission side mobile body to the reception side mobile body,
As a result of performing the monopulse angle measurement a plurality of times, the reception side mobile body notifies the transmission side mobile body of the result of the monopulse angle measurement when the integrated value of the angle measurement error reaches a predetermined threshold value.
A beam direction control method.
前記受信側移動体の受信部で受信された前記送信側移動体からの受信信号の振幅の和、高低および方位情報に基づき前記測角誤差値が算出されることを特徴とする請求項記載のビームの方向制御方法。 According to claim 5, characterized in that the amplitude sum of the received signal from the transmitting side mobile received by the receiving portion of the receiving side mobile, the measured angle error value based on the elevation and azimuth information is calculated Beam direction control method. ペンシルビームを用いて移動体間で通信を行う移動体通信システムにおけるビームの方向制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
送信側移動体が受信側移動体の方向に送信ビームを送信するビーム制御ステップと、
前記受信側移動体が前記送信ビームを受信し、受信した前記送信ビームに基づきモノパルス測角を行うモノパルス測角ステップと、
前記受信側移動体から前記送信側移動体に対しモノパルス測角の結果得た測角誤差値を通知する測角結果通知ステップとを含み、
前記ビーム制御ステップは、前記受信側移動体から取得した測角誤差値に基づき前記ペンシルビームの照射方向を補正し、
前記送信側移動体から前記受信側移動体に対し、前記送信ビームの送信が複数回行われ、
前記受信側移動体は前記モノパルス測角を複数回行った結果、前記測角誤差の積算値が所定閾値に達した場合に前記モノパルス測角の結果を前記送信側移動体に通知する、
ことを特徴とするプログラム。
A program for causing a computer to execute a beam direction control method in a mobile communication system that performs communication between mobile objects using a pencil beam,
A beam control step in which the transmitting mobile body transmits a transmission beam in the direction of the receiving mobile body; and
A monopulse angle measuring step in which the reception side mobile body receives the transmission beam and performs monopulse angle measurement based on the received transmission beam;
An angle measurement result notifying step for notifying a measurement error value obtained as a result of monopulse angle measurement from the reception side moving body to the transmission side moving body,
The beam control step corrects the irradiation direction of the pencil beam based on the angle measurement error value acquired from the receiving side moving body ,
Transmission of the transmission beam is performed a plurality of times from the transmission side mobile body to the reception side mobile body,
As a result of performing the monopulse angle measurement a plurality of times, the reception side mobile body notifies the transmission side mobile body of the result of the monopulse angle measurement when the integrated value of the angle measurement error reaches a predetermined threshold value.
A program characterized by that.
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