JP5627865B2

JP5627865B2 - ジンバル取付装置へ通信するシステム及び方法

Info

Publication number: JP5627865B2
Application number: JP2009232407A
Authority: JP
Inventors: ブライアン・ピー・バンチ; スティーヴ・モウリー; ポール・ファーガソン
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2029-10-06
Also published as: JP2010093810A; EP2175520A1; US20100085254A1; US7928895B2

Description

[0001]所望の方向に向かう装置の方向性を容易にするために、単軸、２軸、又は３軸ジンバル（gimbal；遊動環）に各種の装置が取付けられ得る。図１は、先行技術のレーダー・アンテナ１０２及び２軸ジンバル・システム１０４を示す。レーダー・アンテナ１０２がジンバル・システム１０４に取り付けられると、所望の水平又は垂直方向にレーダー・アンテナ１０２を向けることができる。ジンバル・システム１０４がモータを含むとき、レーダー・アンテナ１０２をリアル・タイムで正しい方向に向けることができる。

[0002]例えば、レーダー・アンテナ１０２が、航空機又は船舶等の乗り物に使用されると、地平線に沿ってレーダー・アンテナ１０２が前後に連続的に掃引され、これにより、潜在的に危険な視界をレーダー・ディスプレーに生成することができる。別の例では、最も強力な帰還信号を検出するようにレーダー・アンテナ１０２を移動することができ、複数の回転エンコーダ、又はジンバル・システム１０４のその他のセンサは、レーダー・アンテナ１０２が向けられる方向を決定する位置情報を提供する。このように、レーダー・アンテナ１０２の決定された方向に基づいて、また、検出された興味深い帰還信号源の決定された範囲に基づいて、指向性レーダー・システムは信号源の位置を確認することができる。

[0003]２軸ジンバル・システム１０４は、次の支持部材から延びる１以上の支持アーム１０８を有する支持部材１０６を含む。第一回転部材１１０が支持アーム１０８に回転可能に連結されて、レーダー・アンテナ１０２に図示のＺ軸周りの回転を与える。第一回転部材１１０は第二回転部材１１２に回転可能に連結されて、Ｚ軸と垂直な図示のＹ軸周りの回転をレーダー・アンテナ１０２に与える。

[0004]ジンバル・システム１０４の可動部１１４が所望の方法で運動され得る。可動部１１４に連結された１以上の接続部材１１６が、レーダー・アンテナ１０２をジンバル・システム１０４に固定する。モータ（図示せず）が回転部材１１０，１１２を作動させて、レーダー・アンテナ１０２を所望の方向に向ける。

[0005]ジンバル・システム１０４は基部１１８に取り付けられる。基部１１８は、その中に、レーダー・システムの構成要素等の様々な電子部品（図示せず）を任意に内蔵する。レーダー・アンテナ１０２に結合された信号プロセッサ１２０等の電子部品は、結線１２２を介してレーダー・システム（又は他の遠隔装置）に通信可能に接続される。信号プロセッサ１２０は検出されたレーダー反射を信号に処理した後、信号をレーダー・システムに伝える。結線１２２は、レーダー・アンテナ１０２により検出された帰還レーダー信号に対応する、信号プロセッサ１２０からの情報信号を伝達する導体から構成することができる。

[0006]図１に示すように、結線１２２は基部１１８に物理的に接続される。結線１２２は、信号プロセッサ１２０及びアンテナ１０２がジンバル・システム１０４によって移動する際に屈曲する、ケーブル、導体等から構成することができる。一部の用途では、複数の結線１２２が存在してもよい。例えば、情報を信号プロセッサ１２０に提供する導体から第二の結線１２４を構成することができる。

[0007]長い間に、結線１２２若しくは１２４、又はその留め具１２６のそれぞれの箇所が、ジンバル・システム１０４によってレーダー・アンテナ１０２が移動する際に繰り返される屈曲のため、摩耗して故障する恐れがある。結線１２２又は１２４の故障は、例えばレーダー・アンテナ１０２及びジンバル・システム１０４が航空機に配置されるときなどに、危険な作動状態をもたらすことがある。結線１２２又は１２４の故障より、航空機のレーダー・システムが機能しなくなるであろう。従って、レーダー・アンテナ１０２の丈夫で信頼性のある作動を確実にするためには、結線１２２又は１２４の故障を防止することが望ましい。

[0008]ジンバル上の装置と固定トランシーバの間の信号を無線で通信する、システム及び方法が開示される。模範的な実施の形態では、可動部を有するジンバル・システム、可動部に取り付けられた装置、可動部に結合されたジンバル・トランシーバ、及び固定トランシーバを備える。ジンバル・トランシーバと固定トランシーバとは、無線信号を用いて、互いに通信できるように構成される。

[0009]更なる態様によれば、模範的なジンバル通信システムは、ジンバルの可動部に取り付けられた装置を所望の方向に向かわせ、装置から情報を受信し、装置に物理的に結合されたジンバル・トランシーバから無線信号を伝え、無線信号を固定トランシーバで受信する。受信された情報は無線信号で符号化される。

[0010]次の図面を参照して、以下に好ましい別の実施例を詳細に説明する。
先行技術のレーダー・アンテナ及び２軸ジンバル・システムを示す。無線情報転送ジンバル・システムの実施例のブロック線図である。

[0013]図２は、無線情報転送ジンバル・システム２００の実施例のブロック線図である。模範的な無線情報転送ジンバル・システム２００が、２軸ジンバルとして図示されている。無線情報転送ジンバル・システム２００は、別の実施の形態では、単軸ジンバル・システム、３軸ジンバル・システム、又は４軸以上を有するジンバル・システムであってもよい。

[0014]無線情報転送ジンバル・システム２００の実施例では、固定トランシーバ２０２、ジンバル・トランシーバ２０４、及びアンテナ２０６等の装置を含む。トランシーバ２０２，２０４は、無線信号２０８を用いて互いに通信するように作動可能である。

[0015]固定トランシーバ２０２は、模範的な本実施例では、便利な位置で基部１１８に取り付けられる。別の実施例では、固定トランシーバ２０２が無線信号２０８を受信及び／又は送信できるように作動する別の構造体に及び／又は別の位置に、固定トランシーバ２０２を取り付けることができる。

[0016]ジンバル・トランシーバ２０４は可動部１１４に取り付けられる。別の実施の形態では、ジンバル・トランシーバは、１以上の接続部材１１６に、アンテナ２０６に、第二回転部材１１２に、又は別の好適な位置に結合されてもよい。従って、ジンバル・トランシーバ２０４は、無線情報転送ジンバル・システム２００が所望の方向にアンテナ２０６を向けると、アンテナ２０６と共に移動する。

[0017]結線２１２が、信号プロセッサ１２０をジンバル・トランシーバ２０４に通信可能に接続する。ジンバル・トランシーバ２０４はアンテナ２０６と共に移動するので、無線情報転送ジンバル・システム２００がアンテナ２０６を移動させる際に、結線２１２が屈曲しない。従って、結線２１２の屈曲によって引き起こされる損傷が原因で、装置が故障する危険性がない。

[0018]レーダーへの適用において、レーダー・システム２１０は、アンテナ２０６により検出される、帰還レーダー信号に対応する情報を受信して処理するように構成される。故に、固定トランシーバ２０２は、結線２１４を介してレーダー・システム２１０に通信可能に接続する。固定トランシーバ２０２は静止位置に取り付けられているので、結線２１４は、移動したり屈曲したりすることがなく、それ故に、結線２１４の屈曲によって引き起こされる潜在的な損傷を受けることがない。別の実施の形態では、固定トランシーバ２０２は、レーダー・システム２１０の構成要素と一緒に存在しても、当該構成要素であってもよい。

[0019]典型的な一実施の形態では、固定トランシーバ２０２を受信器として実装することができ、ジンバル・トランシーバ２０４を送信器として実装することができる。レーダーへの適用において、アンテナ２０６により検出される帰還レーダー信号は、ジンバル・トランシーバ２０４から送信される無線信号２０８に符号化される。無線信号２０８は固定トランシーバ２０２により受信される。帰還レーダー信号に対応する情報は、その後レーダー・システム２１０に伝えられる。

[0020]別の実施の形態では、固定トランシーバ２０２は、無線信号２０８を生成してこれをジンバル・トランシーバ２０４に伝えるように作動する。例えば、信号プロセッサ１２０は、作動するための情報及び／又は指示を必要とする。そのため、かかる情報及び／又は指示は、無線信号２０８に符号化され、固定トランシーバ２０２からジンバル・トランシーバ２０４に伝えられる。情報及び／又は指示は、その後、ジンバル・トランシーバ２０４から信号プロセッサ１２０に伝えられる。

[0021]固定トランシーバ２０２及びジンバル・トランシーバ２０４は、本明細書に詳細に説明されていない構成要素及び機能を含むことが認識されるであろう。例えば、ジンバル・トランシーバ２０４の一部の構成要素は、信号プロセッサ１２０から受信された情報を、無線フォーマットを用いて通信に好適なディジタル又はアナログ情報に符号化する。その他の構成要素は、符号化された情報を有する無線信号を固定トランシーバ２０２に送信する。一部の実施の形態では、固定トランシーバ２０２から受信された情報は、ジンバル・トランシーバ２０４の構成要素により受信・解読された後、上記情報をその他の構成要素により信号プロセッサ１２０に伝えることができる。

固定トランシーバ２０２及び／又はジンバル・トランシーバ２０４の個別の様々な構成要素については、当業者ならば察知できるので、明細書を簡潔にするために説明しないことにする。更に、一部の実施の形態では、ジンバル・トランシーバ２０４は信号プロセッサ１２０に組み込まれてもよい。

[0022]通信への適用において、通信信号を遠隔装置に送信するように、アンテナ２０６を構成することができる。無線情報転送ジンバル・システム２００は、アンテナ２０６からの信号の伝達を容易にする方向に、アンテナ２０６が向くように作動する。このような実施の形態において、固定トランシーバ２０２は、符号化された通信情報で無線信号２０８をジンバル・トランシーバ２０４に送信する。その後、ジンバル・トランシーバ２０４は、アンテナ２０６から通信信号を送信している送信器（図示せず）に情報を伝える。

[0023]固定トランシーバ２０２とジンバル・トランシーバ２０４は互いに通信し合うので、先行技術の結線１２２及び／又は１２４はもはや必要でない。即ち、先行技術の結線１２２及び／又は１２４を通して伝えられる情報は、今や無線信号２０８を用いて符号化されて伝えられる。従って、先行技術の結線１２２及び／又は１２４の屈曲によって引き起こされる損傷が原因で、装置が故障する危険性がない。

[0024]アンテナ２０６の典型的な実施例が、レーダー・システムにおいて使用され得る位相配列平板放射器型のアンテナとして図示されている。アンテナ２０６は、放射計アンテナ又は受動アンテナ等の任意の形式のアンテナであってもよいが、これらに限定されるものではない。更に、その他の形式の装置が接続部材１１６に連結されてもよく、固定トランシーバ２０２とジンバル・トランシーバ２０４の間に伝えられる無線信号を介して、情報が装置から／に伝えられる。

[0025]典型的な一実施の形態において、無線信号２０８は無線周波数（ＲＦ）信号である。それ故に、固定トランシーバ２０２及びジンバル・トランシーバ２０４は、ＲＦトランシーバからなる（あるいは、ＲＦ送信器及び／又はＲＦ受信器であってもよい）。別の実施の形態では、無線情報転送ジンバル・システム２００は、無線信号２０８用のあらゆる好適な無線通信媒体を使用することができる。例えば、無線信号２０８は、赤外周波数、可視光周波数、紫外周波数、又はマイクロ波周波数を用いた無線信号であってもよい。従って、固定トランシーバ２０２及びジンバル・トランシーバ２０４は、好適に選択された周波数を用いて、無線信号２０８の特定の通信媒体を送信及び／又は受信するように構成される。

Claims

可動部（１１４）を備えたジンバル・システム；
可動部（１１４）に取り付けられ、帰還レーダー信号を検出するように構成されたレーダー・アンテナ（２０６）；
可動部（１１４）に結合され、前記レーダー・アンテナ（２０６）と通信可能に接続されたジンバル・トランシーバ（２０４）；及び
固定トランシーバ（２０２）を含み、
無線信号（２０８）を用いて、ジンバル・トランシーバ（２０４）が前記検出された帰還レーダー信号に対応する情報を前記固定トランシーバ（２０２）に通信できるように構成された、通信システム。
前記固定トランシーバ（２０２）及びジンバル・トランシーバ（２０４）が、無線周波数（ＲＦ）トランシーバからなり、前記無線信号（２０８）がＲＦ信号である、請求項１に記載の通信システム。
前記固定トランシーバ（２０２）及びジンバル・トランシーバ（２０４）が、赤外線トランシーバからなり、前記無線信号（２０８）が赤外線信号である、請求項１に記載の通信システム。