JP7305093B1 - アンテナ配置決定システム、アンテナ配置決定方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】３次元空間でのノイズ分布の解析結果に基づきアンテナの配置を決定することが可能なアンテナ配置決定システム、アンテナ配置決定方法及びプログラムを提供する。【解決手段】移動体のアンテナ配置決定システム１は、デジタル回路の特性に関する回路情報、デジタル回路の構造に関する構造情報、アンテナの特性に関するアンテナ情報、デジタル回路の配置に関する回路モジュール配置情報及びアンテナの配置に関するアンテナ位置情報を設計情報として入力する設計情報入力部１０１、回路情報、構造情報及び回路モジュール配置情報に基づいてノイズ強度分布を計算するノイズ分布推定部１０３、アンテナ情報及びアンテナ位置情報に基づいてアンテナ感度分布を計算するアンテナ感度推定部１０５、ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりを評価し、重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、設計情報を変更する最適化部１０７を含む。【選択図】図１
Description
本発明はアンテナ配置決定システム、アンテナ配置決定方法及びプログラムに関し、特に３次元空間でのノイズ分布の解析結果に基づきアンテナの配置を決定する製品設計技術に関する。
通信機能を有する電気製品においては、電磁ノイズが通信モジュールに混入すると通信性能が著しく低下する。それでこのような製品を設計する際には、ノイズを低減するとともにノイズの影響を受けにくい位置にアンテナ等を配置する必要がある。特にドローン、ロボット及び車両等をはじめとする移動体は、軽量化の要請や、機械的及び空力的な制約等があることから、アンテナを配置できる位置が制限されやすい。
電磁ノイズの解析及び可視化に関する従来技術としては、例えば特許文献１及び２がある。特許文献１には、回路基板上又は機器に接続されたケーブル等の伝送路上を伝搬する電磁ノイズを可視化する方法が記載されている。特許文献２には、電気製品の設計段階において、ひな型等価回路を用いてＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ：電磁界）解析を行う手法が記載されている。
移動体の設計に関する従来技術としては、例えば特許文献３及び４がある。特許文献３には、ドローン等の無人移動体において、本体と後付けアンテナとの間に遮蔽板を設けることで、本体が発するノイズがアンテナに与える影響を抑制できることが記載されている。特許文献４には、自立走行型電気掃除機において、通信モジュールの配置位置を工夫することで、本体動作時に発生するノイズが通信モジュールに与える影響を抑制できることが記載されている。
しかしながら、特許文献１記載の技術は、既存製品に小さな改良を加える際に適用可能な技術であるため、大きな改良を加えたり新規設計を行なったりする際に適用することができない。特許文献２記載の技術は、ノイズを実際に測定するステップが必要であり、コストがかかる。そして特許文献１及び２はいずれも、製品におけるアンテナの適切な配置位置を決定するものではない。
この点、特許文献３及び４は、移動体におけるアンテナの適切な配置位置を提案している。しかしながら、特許文献３及び４はいずれも特定の移動体を対象としたアンテナ配置の最適化結果のひとつを開示したものにすぎない。すなわち、様々な移動体に適用可能な、アンテナ配置の汎用的な最適化手法を開示したものではない。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、３次元空間でのノイズ分布の解析結果に基づきアンテナの配置を決定することが可能なアンテナ配置決定システム、アンテナ配置決定方法及びプログラムを提供することを目的とする。
一実施の形態によれば、移動体におけるアンテナ配置を決定するためのシステムは、デジタル回路の特性に関する回路情報、前記デジタル回路の構造に関する構造情報、アンテナの特性に関するアンテナ情報、前記デジタル回路の配置に関する回路モジュール配置情報、及び前記アンテナの配置に関するアンテナ位置情報を設計情報として入力する設計情報入力部と、前記回路情報、前記構造情報及び前記回路モジュール配置情報に基づいてノイズ強度分布を計算するノイズ分布推定部と、前記アンテナ情報及び前記アンテナ位置情報に基づいてアンテナ感度分布を計算するアンテナ感度推定部と、前記ノイズ強度分布と前記アンテナ感度分布との重なりを評価し、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する最適化部とを含む。
一実施の形態によれば、前記最適化部は、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記アンテナ位置情報を変更し、前記アンテナ感度推定部に前記アンテナ感度分布を再度計算させ、再度前記重なりの評価を行う。
一実施の形態によれば、前記最適化部は、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記回路モジュール配置情報を変更し、前記ノイズ分布推定部に前記ノイズ強度分布を再度計算させ、再度前記重なりの評価を行う。
一実施の形態によれば、前記最適化部は、ノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーを前記重なりの評価結果とし、通信モジュールが規定する許容ノイズチャネルパワーをノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーが下回ることを前記所定の基準とする。
一実施の形態によれば、前記設計情報に基づいて前記移動体に発生する揚力及び抗力を計算する空力特性計算部をさらに有し、前記揚力及び抗力の評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する。
一実施の形態によれば、前記設計情報に基づいて前記移動体の重心バランスを計算する重心特性計算部をさらに有し、前記重心バランスの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する。
一実施の形態によれば、前記設計情報に基づいて電波受信感度を計算する受信感度試験部をさらに有し、前記電波受信感度の評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する。
一実施の形態によれば、コンピュータが移動体におけるアンテナ配置を決定する方法は、デジタル回路の特性に関する回路情報、前記デジタル回路の構造に関する構造情報、アンテナの特性に関するアンテナ情報、前記デジタル回路の配置に関する回路モジュール配置情報、及び前記アンテナの配置に関するアンテナ位置情報を設計情報として入力する設計情報入力ステップと、前記回路情報、前記構造情報及び前記回路モジュール配置情報に基づいてノイズ強度分布を計算するノイズ分布推定ステップと、前記アンテナ情報及び前記アンテナ位置情報に基づいてアンテナ感度分布を計算するアンテナ感度推定ステップと、前記ノイズ強度分布と前記アンテナ感度分布との重なりを評価し、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する最適化ステップとを含む。
一実施の形態によれば、前記最適化ステップでは、ノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーを前記重なりの評価結果とし、通信モジュールが規定する許容ノイズチャネルパワーをノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーが下回ることを前記所定の基準とする。
一実施の形態によれば、プログラムは、上記方法をコンピュータに実行させる。
一実施の形態によれば、前記最適化部は、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記アンテナ位置情報を変更し、前記アンテナ感度推定部に前記アンテナ感度分布を再度計算させ、再度前記重なりの評価を行う。
一実施の形態によれば、前記最適化部は、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記回路モジュール配置情報を変更し、前記ノイズ分布推定部に前記ノイズ強度分布を再度計算させ、再度前記重なりの評価を行う。
一実施の形態によれば、前記最適化部は、ノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーを前記重なりの評価結果とし、通信モジュールが規定する許容ノイズチャネルパワーをノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーが下回ることを前記所定の基準とする。
一実施の形態によれば、前記設計情報に基づいて前記移動体に発生する揚力及び抗力を計算する空力特性計算部をさらに有し、前記揚力及び抗力の評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する。
一実施の形態によれば、前記設計情報に基づいて前記移動体の重心バランスを計算する重心特性計算部をさらに有し、前記重心バランスの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する。
一実施の形態によれば、前記設計情報に基づいて電波受信感度を計算する受信感度試験部をさらに有し、前記電波受信感度の評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する。
一実施の形態によれば、コンピュータが移動体におけるアンテナ配置を決定する方法は、デジタル回路の特性に関する回路情報、前記デジタル回路の構造に関する構造情報、アンテナの特性に関するアンテナ情報、前記デジタル回路の配置に関する回路モジュール配置情報、及び前記アンテナの配置に関するアンテナ位置情報を設計情報として入力する設計情報入力ステップと、前記回路情報、前記構造情報及び前記回路モジュール配置情報に基づいてノイズ強度分布を計算するノイズ分布推定ステップと、前記アンテナ情報及び前記アンテナ位置情報に基づいてアンテナ感度分布を計算するアンテナ感度推定ステップと、前記ノイズ強度分布と前記アンテナ感度分布との重なりを評価し、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する最適化ステップとを含む。
一実施の形態によれば、前記最適化ステップでは、ノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーを前記重なりの評価結果とし、通信モジュールが規定する許容ノイズチャネルパワーをノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーが下回ることを前記所定の基準とする。
一実施の形態によれば、プログラムは、上記方法をコンピュータに実行させる。
本発明により、３次元空間でのノイズ分布の解析結果に基づきアンテナの配置を決定することが可能なアンテナ配置決定システム、アンテナ配置決定方法及びプログラムを提供することができる。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１にかかるアンテナ配置決定システム１のハードウェア構成を説明するブロック図である。
図１は、本発明の実施の形態１にかかるアンテナ配置決定システム１のハードウェア構成を説明するブロック図である。
アンテナ配置決定システム１は、移動体の設計を支援するコンピュータシステムであって、典型的にはプロセッサ１１、メモリ１３、入力部１５、出力部１７を有する。
プロセッサ１１は、メモリ１３に格納されたプログラム及びデータを読み出して所定の処理を実行することにより、後述の処理部を論理的に実現する。
入力部１５は、処理に必要なデータや指示を入力するための装置であって、典型的にはキーボード等の文字入力装置、マウス等の指示装置、外部記憶装置や通信回線から情報を受信する通信装置等が含まれる。
出力部１７は、処理結果や各種通知等を出力するための装置であって、典型的にはディスプレイ等の表示装置、外部記憶装置や通信回線に情報を送信する通信装置等が含まれる。
図２は、アンテナ配置決定システム１による設計対象である移動体２のハードウェア構成の一例を示す図である。この例では、移動体２としてドローンを想定している。移動体２は、通信・センサ部２１、制御部２３、駆動部２５、電源部２７を有する。
通信・センサ部２１は、典型的には位置センサ２１１、映像データ伝送通信モジュール２１３、操作通信モジュール２１５、６軸センサ２１７、イメージセンサ２１９を含む。
位置センサ２１１は、例えばＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して移動体２の位置情報を計算及び出力する。
映像データ伝送通信モジュール２１３は、イメージセンサ２１９が取得した画像データを、有線又は無線通信により外部機器に対し伝送する。
操作通信モジュール２１５は、外部のコントローラ（プロポ）から有線又は無線通信により送信された操作信号を受信し、コントローラ２３１に通知する。
６軸センサ２１７は、典型的には６軸方向の加速度の変化を検出し、移動体２の傾きや移動速度を計算及び出力する。
イメージセンサ２１９は、移動体２外部の画像を撮影及び出力する。
位置センサ２１１は、例えばＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して移動体２の位置情報を計算及び出力する。
映像データ伝送通信モジュール２１３は、イメージセンサ２１９が取得した画像データを、有線又は無線通信により外部機器に対し伝送する。
操作通信モジュール２１５は、外部のコントローラ（プロポ）から有線又は無線通信により送信された操作信号を受信し、コントローラ２３１に通知する。
６軸センサ２１７は、典型的には６軸方向の加速度の変化を検出し、移動体２の傾きや移動速度を計算及び出力する。
イメージセンサ２１９は、移動体２外部の画像を撮影及び出力する。
制御部２３は、コントローラ２３１を含む。
コントローラ２３１は、典型的にはマイクロコンピュータであって、プログラムに従って通信・センサ部２１、駆動部２５、電源部２７を制御する。例えばコントローラ２３１は、操作通信モジュール２１５から通知された操作信号に応じて、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を生成し、ＥＳＣ２５１に入力する。
コントローラ２３１は、典型的にはマイクロコンピュータであって、プログラムに従って通信・センサ部２１、駆動部２５、電源部２７を制御する。例えばコントローラ２３１は、操作通信モジュール２１５から通知された操作信号に応じて、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を生成し、ＥＳＣ２５１に入力する。
駆動部２５は、典型的にはＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２５１、モータ２５３、プロペラ２５５を含む。
ＥＳＣ２５１は、コントローラ２３１から入力されたＰＷＭ制御信号に応じてモータ２５３の回転速度を制御する。
モータ２５３は、ＥＳＣ２５１の制御に応じて所定の速度で回転し、プロペラ２５５を駆動する。
プロペラ２５５は、モータ２５３の駆動によって回転し、移動体２を浮上及び移動させる。
ＥＳＣ２５１は、コントローラ２３１から入力されたＰＷＭ制御信号に応じてモータ２５３の回転速度を制御する。
モータ２５３は、ＥＳＣ２５１の制御に応じて所定の速度で回転し、プロペラ２５５を駆動する。
プロペラ２５５は、モータ２５３の駆動によって回転し、移動体２を浮上及び移動させる。
電源部２７は、典型的にはバッテリ２７１、ＤＣＤＣコンバータ２７３を含む。
バッテリ２７１は直流電源である。
ＤＣＤＣコンバータ２７３は、バッテリ２７１からの出力を所定の電圧に変換し、通信・センサ部２１、制御部２３、駆動部２５に対し供給する。
バッテリ２７１は直流電源である。
ＤＣＤＣコンバータ２７３は、バッテリ２７１からの出力を所定の電圧に変換し、通信・センサ部２１、制御部２３、駆動部２５に対し供給する。
ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ、電磁環境両立性）の観点では、上記構成要素のうちコントローラ２３１及びＤＣＤＣコンバータ２７３が主要なノイズ発生源となりうる。また、コントローラ２３１及びＤＣＤＣコンバータ２７３からモータ２５３への経路はノイズの伝達経路となりうる。このノイズが通信・センサ部２１に入ると、その機能に悪影響を及ぼす場合がある。例えば映像データ伝送通信モジュール２１３及び操作通信モジュール２１５においては、通信範囲の減少、通信速度（スループット）の低下を引き起こすことがある。また位置センサ２１１においては、測定精度の低下を招くことがある。そのため、移動体２の設計に際しては、特に通信・センサ部２１へのノイズ入力を抑制することが肝要である。
図３は、アンテナ配置決定システム１の機能構成を説明するブロック図である。アンテナ配置決定システム１は、その機能を実現するための論理的な処理部として、設計情報入力部１０１、ノイズ分布推定部１０３、アンテナ感度推定部１０５、最適化部１０７を有する。
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。設計情報には、典型的には回路情報、構造情報、アンテナ情報、回路モジュール配置情報、アンテナ位置情報が含まれる。これらの設計情報を使用することで、移動体２におけるノイズ分布及びアンテナ感度を推定することが可能となる。
例えば、ノイズ分布の計算では通信帯域でのノイズ電流分布とノイズ電圧分布から計算できる。ここでノイズ電流とは回路と回路間を接続する配線を流れる電流であり、ノイズ電圧とは回路が動作することによる生成される各部の電位（ポテンシャル）差であり、このノイズ電流とノイズ電圧がわかれば、そこを微小区間に区分けすることで各区間が励振源として扱うことで解析空間での電磁ノイズが計算できることになる。ここでノイズ電流は半導体と金属などの導電体を流れ、ノイズ電圧は導電体表面に生成されるので、具体的にはプリント配線基板、配線のみを計算の対象にすればよい。すなわち回路情報とその位置情報である構造情報によりノイズ電流とノイズ電圧が計算できる。ここで構造情報が必要な理由は励振源の位置情報を与えるためである。なお、実際には回路基板と配線の導体間の相互インダクタンスと相互キャパシタンスが寄生成分として回路上に現れるがこれを回路情報に織り込むことでノイズ分布の計算精度を向上することもできるのはいうまでもない。
回路情報は、通信・センサ部２１、制御部２３、駆動部２５、電源部２７を構成するデジタル回路に関する基本的な情報を定義したデータである。例えば、デジタル回路のクロック周波数、電流、電圧等の情報が回路情報に含まれる。また回路情報には基板配線の特性インピーダンスや配線ケーブルのインピーダンス、半導体回路の駆動点インピーダンス、入力インピーダンスなど電圧と電流を規定する情報を持っている。通信帯域のノイズはこのクロックの高調波成分であり、クロックがたとえ１０ＭＨｚ程度であってもＧＨｚ帯域の通信帯域にノイズとして現れる。更に電源部においては直流電圧変換回路（ＤＣＤＣコンバータ）が電圧変換効率の観点で多く用いられるが、回路内部では矩形波の交流に一度変換しており、この交流がノイズ源となる。近年のパワーデバイスの進化により切替速度が高速化し、この高調波が容易に通信帯域に影響する。
構造情報は、デジタル回路の構造に関する基本的な情報を定義したデータである。例えば、回路を搭載する回路モジュールのサイズ、搭載位置、搭載の向き、配線ならばその長さや経路（パス）、ケーブルがバラ線か同軸線かの配線形態等の情報が構造情報に含まれる。
アンテナ情報は、通信・センサ部２１に含まれるアンテナの特性に関する情報を定義したデータである。例えば、対象無線帯域での入力インピーダンス、アンテナパターン、放射感度等の情報がアンテナ情報に含まれる。
なお通信・センサ部２１は、用途の異なる複数のアンテナを含みうる。通常は用途（例えばＧＮＳＳ、ＷｉＦｉ等）毎に周波数が異なるがこの限りではなく、複数の用途のアンテナが同じ周波数を使用することもある。複数のアンテナが存在する場合、アンテナ情報もアンテナ毎に存在する。
回路モジュール配置情報は、デジタル回路を構成するモジュールを移動体２のどの位置に実装するかを定義したデータである。
アンテナ位置情報は、通信・センサ部２１に含まれるアンテナを移動体２のどの位置に実装するかを定義したデータである。例えば、アンテナモジュールの位置、ノイズフィルタの位置等の情報がアンテナ位置情報に含まれる。複数のアンテナが存在する場合、アンテナ位置情報もアンテナ毎に存在する。
ノイズ分布推定部１０３は、入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。ここでの周波数は、後述のアンテナの周波数と同一である。アンテナが複数存在し、それらのアンテナが異なる周波数を使用する場合、ノイズ分布推定部１０３は複数のアンテナが使用する周波数それぞれについてノイズ強度分布を計算する。回路が動作することで発生するノイズは回路解析で電流と電圧に分けて計算できる。回路解析と構造情報によりノイズ電流とノイズ電圧を微小区間のノイズ励振源として解析空間にどの程度ノイズ強度が分布するのか推定手法としては、例えば有限要素法、境界要素法、ＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ－ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｔｉｍｅ－ｄｏｍａｉｎ）法、モーメント法等がある。これらの推定手法は公知であるため詳細な説明は省略する。
図５Ａに、ノイズ強度分布の推定結果の一例を示す。図５Ａは、高さＺの位置に設定した平面（図４参照）におけるノイズ強度分布の推定結果を示す図である。破線の閉曲線はノイズ強度が等しい地点を結んだものであり、内側から順にノイズ強度がＸ１（ｄＢｍ），Ｘ２（ｄＢｍ），Ｘ３（ｄＢｍ）である地点を示している（Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３）。
なお、ノイズ分布推定部１０３は、実際には３次元空間におけるノイズ強度分布を推定する。例えば、図４に示すように、高さＺの位置に厚みｄの薄板状の空間を設定し、この３次元空間を多数の計算格子（図示しない）に分割し、各計算格子におけるノイズ強度分布をそれぞれ計算する。図５Ａは、この薄板状の空間におけるノイズ強度分布を平面に投影したものと理解できる。ノイズ分布推定部１０３は、高さＺ＋ｄ，Ｚ＋２ｄ，．．．の位置においても同様に厚みｄの薄板状の空間を設定し、ノイズ強度分布を計算する。これを適宜繰り返すことで、移動体２をとりまく空間におけるノイズ強度分布をくまなく調べることができる。
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。アンテナ感度分布の推定手法は公知であるため詳細な説明は省略する。アンテナが複数存在し、それらのアンテナが異なる周波数を使用する場合、アンテナ感度推定部１０５は複数のアンテナが使用する周波数それぞれについてアンテナ感度分布を計算する。
図５Ｂに、アンテナ感度分布の推定結果の一例を示す。図５Ｂは、高さＺの平面（図４参照）におけるアンテナ感度分布の推定結果を示す図である。破線の閉曲線はアンテナ感度が等しい地点を結んだものであり、内側から順にアンテナ感度がＹ１（ｄＢｍ），Ｙ２（ｄＢｍ），Ｙ３（ｄＢｍ）である地点を示している（Ｙ１＞Ｙ２＞Ｙ３）。
なお、アンテナ感度推定部１０５は、実際には３次元空間におけるアンテナ感度分布を推定する。例えば、図４に示すように、高さＺの位置に厚みｄの薄板状の空間を設定し、この３次元空間を多数の計算格子（図示しない）に分割し、各計算格子におけるアンテナ感度分布をそれぞれ計算する。図５Ｂは、この薄板状の空間におけるアンテナ感度分布を平面に投影したものと理解できる。アンテナ感度推定部１０５は、高さＺ＋ｄ，Ｚ＋２ｄ，．．．の位置においても同様に厚みｄの薄板状の空間を設定し、アンテナ感度分布を計算する。これを適宜繰り返すことで、移動体２をとりまく空間におけるアンテナ感度分布をくまなく調べることができる。
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なり（スカラー積）を評価指標Ｄとして評価する。図５Ｃは、ある空間におけるノイズ強度分布とアンテナ感度分布との推定結果を重畳した様子を示している。ここで、例えばノイズ強度が一定以上（例えばＸ３以上）である計算格子と、アンテナ感度が一定以上（例えばＹ３以上）である計算格子と、が重畳している場合、その重畳領域の数を計算し、これを評価指標Ｄとすることができる。以上は比較的単純な例であるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、重畳が生じた計算格子のノイズ強度及びアンテナ感度の強さが大きいほど、評価指標Ｄが大きくなるような重み付けがなされても良い。
以上はノイズ分布をスカラーとして扱い、評価指標Ｄを算出する例である。なお、電磁波の伝搬はエネルギーの流れとして表現できるので、ベクトル量（ポインティングベクトルと称する）を評価指標Ｄとしても良い。例えばアンテナを励振源とするポインティングベクトルと、移動体２本体を励振源とするポインティングベクトルと、の積を評価指標Ｄにとっても良い。この場合、図５Ｃに示すようなスカラー量の重なりだけでなく、方向の重なりも加味することができるので、更に設計の精度を向上させることができる。このため評価指標Ｄである分布の重なりはスカラー量であっても良いしベクトル量であってもよい。
あるいは、評価指標Ｄ及び閾値は次のように設定されても良い。通信モジュール２１５のアンテナ出力端において推定される、当該アンテナが使用する通信帯域におけるノイズ電力のパワー（以下、出力ノイズチャネルパワーと称する）が大きくなると、通信性能に重大な影響が及ぶ。例えば、無線通信性能の指標であるブロックエラーレート等は、出力ノイズチャネルパワーが所定の量を超えると急激に悪化し、許容できない限度に達する。それで、評価指標Ｄを出力ノイズチャネルパワー、閾値を上記「所定の量」を下回る任意の値（以下、許容ノイズチャネルパワーと称する）に設定する。すなわち、通信モジュール２１５固有の許容ノイズチャネルパワーを、ノイズ印可時の出力ノイズチャネルパワーが下回ればよい。これにより、ノイズによる通信性能の低下が許容限度内に収まっているかどうかを検証することができる。
なお、出力ノイズチャネルパワーは、アンテナ入力端において推定される、当該アンテナが使用する通信帯域におけるノイズ電力のパワー（以下、入力ノイズチャネルパワーと称する）に換算することも可能である。アンテナは、それぞれ異なるアンテナファクター（効率）を有しており、入力ノイズチャネルパワーにアンテナファクターを乗じることにより出力ノイズパワーが得られる。すなわち、アンテナ入力端に同じノイズチャネルパワーが入力されても、アンテナファクターに応じて、アンテナから出力されるノイズチャネルパワーは異なるということになる。したがって、アンテナファクターが既知であれば、入力ノイズチャネルパワーを評価指標Ｄとして採用しても良い。また、入力ノイズチャネルパワーは、アンテナに入力される電磁ノイズ強度（以下、受信ノイズ強度と称する）に換算することも可能である。したがって、受信ノイズ強度を評価指標Ｄとして採用することもできる。
このため、評価指標Ｄとしてはノイズとアンテナパターンのスカラー量、ベクトル量の重なり（空間積分）のほか、ノイズ印可時の出力ノイズチャネルパワーを用いてもよい。
なお、出力ノイズチャネルパワーは、アンテナ入力端において推定される、当該アンテナが使用する通信帯域におけるノイズ電力のパワー（以下、入力ノイズチャネルパワーと称する）に換算することも可能である。アンテナは、それぞれ異なるアンテナファクター（効率）を有しており、入力ノイズチャネルパワーにアンテナファクターを乗じることにより出力ノイズパワーが得られる。すなわち、アンテナ入力端に同じノイズチャネルパワーが入力されても、アンテナファクターに応じて、アンテナから出力されるノイズチャネルパワーは異なるということになる。したがって、アンテナファクターが既知であれば、入力ノイズチャネルパワーを評価指標Ｄとして採用しても良い。また、入力ノイズチャネルパワーは、アンテナに入力される電磁ノイズ強度（以下、受信ノイズ強度と称する）に換算することも可能である。したがって、受信ノイズ強度を評価指標Ｄとして採用することもできる。
このため、評価指標Ｄとしてはノイズとアンテナパターンのスカラー量、ベクトル量の重なり（空間積分）のほか、ノイズ印可時の出力ノイズチャネルパワーを用いてもよい。
評価指標Ｄが所定の閾値以下である場合、最適化部１０７は、アンテナに対するノイズの影響は許容値以下であると判断する。この場合、最適化部１０７は、現在のアンテナ位置情報を最適化処理の結果として出力する。
一方、評価指標Ｄが所定の閾値を超える場合、最適化部１０７は、アンテナに対するノイズの影響は許容できないものと判断する。この場合、最適化部１０７は、アンテナ位置情報（例えばアンテナモジュールの位置、ノイズフィルタの位置の少なくとも一方）を変更することによりアンテナを再配置する。そして再度、ノイズ分布推定部１０３がノイズ強度分布を推定し、アンテナ感度推定部１０５がアンテナ感度分布を推定する。その後、最適化部１０７が再度ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりを評価する。これらの一連の処理は、評価指標Ｄが所定の閾値以下となるまで繰り返し実行される。
最適化部１０７は、アンテナの再配置すなわちアンテナ位置情報の変更の際、例えば最急降下法、遺伝的アルゴリズム等の公知の手法を採用することができる。
なお上述の実施の形態において、最適化部１０７は、評価指標Ｄが所定の閾値以下となった場合に処理を終了した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、例えば最適化部１０７は、評価指標Ｄの算出及びアンテナの再配置を所定回数連続して試行し、そのうち評価指標Ｄが最小となった試行におけるアンテナ位置情報を最適化処理の結果として出力しても良い。
このように、実施の形態１において、最適化部１０７は、ノイズ強度分布とアンテナ感度分布の重なりを評価し、この評価指標が所定の閾値以下又は最小となるようにアンテナ位置情報のパラメータを調整する。なおアンテナが複数存在し、それらのアンテナが異なる周波数を使用する場合、最適化部１０７は複数のアンテナが使用する周波数それぞれについて最適化処理を実行する。
図６は、実施の形態１におけるアンテナ配置決定システム１の動作例を示すフローチャートである。なおアンテナが複数存在し、それらのアンテナが異なる周波数を使用する場合、複数のアンテナが使用する周波数それぞれについて以下の一連の処理が実行される。
Ｓ１０１：設計情報の入力
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。
Ｓ１０２：ノイズ強度分布の推定
ノイズ分布推定部１０３は、Ｓ１０１で入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。
ノイズ分布推定部１０３は、Ｓ１０１で入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。
Ｓ１０３：アンテナ感度分布の推定
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。
Ｓ１０４：ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりを評価
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりの評価指標Ｄを計算する。
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりの評価指標Ｄを計算する。
Ｓ１０５：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｄが許容値以下である場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化処理の結果として出力し、処理を終了する。それ以外の場合はＳ１０６に遷移する。
評価指標Ｄが許容値以下である場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化処理の結果として出力し、処理を終了する。それ以外の場合はＳ１０６に遷移する。
Ｓ１０６：アンテナ位置情報の変更
最適化部１０７は、アンテナ位置情報を変更することによりアンテナを再配置する。Ｓ１０２に遷移する。
最適化部１０７は、アンテナ位置情報を変更することによりアンテナを再配置する。Ｓ１０２に遷移する。
実施の形態１によれば、アンテナ配置決定システム１は、所与の設計情報に基づいてノイズ強度分布とアンテナ感度分布の重なりを評価し、この評価指標が所定の基準を満たす又は最小となるようなアンテナ位置を出力する。これにより、移動体２を設計する際に、最適なアンテナ配置を高精度かつ簡便に決定することができる。
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、最適化部１０７は、評価指標Ｄが所定の基準を満たす又は最小となるようなアンテナ位置を出力した。すなわち、通信・センサ部２１に対するノイズの影響を抑制すべく、アンテナの位置を移動させた。
実施の形態１では、最適化部１０７は、評価指標Ｄが所定の基準を満たす又は最小となるようなアンテナ位置を出力した。すなわち、通信・センサ部２１に対するノイズの影響を抑制すべく、アンテナの位置を移動させた。
これに対し実施の形態２では、最適化部１０７は、回路モジュールの位置を移動させることにより、通信・センサ部２１へのノイズの影響を抑制する。なお、本実施の形態における回路モジュール配置情報には、ノイズ源となるモジュール（典型的にはコントローラ２３１、ＤＣＤＣコンバータ２７３、コントローラ２３１及びＤＣＤＣコンバータ２７３からモータ２５３への経路等）の位置のほか、ノイズ対策部品等の位置も含んで良い。
実施の形態２におけるアンテナ配置決定システム１のハードウェア構成及び機能構成は実施の形態１と同様である。以下、最適化部１０７の動作を中心に、実施の形態２特有の処理について説明する。
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりを評価する。例えば、ノイズ強度がＸ３以上である格子と、アンテナ感度がＹ３以上である格子と、が重畳している場合、その重畳領域の数を計算し、これを評価指標とする。
評価指標Ｄが所定の閾値以下である場合、最適化部１０７は、アンテナに対するノイズの影響は許容値以下であると判断する。この場合、最適化部１０７は、現在の回路モジュール配置情報を最適化処理の結果として出力する。
一方、評価指標Ｄが所定の閾値を超える場合、最適化部１０７は、アンテナに対するノイズの影響は許容できないものと判断する。この場合、最適化部１０７は、回路モジュール配置情報（例えばノイズ源となるモジュールの位置、ノイズ対策部品の少なくとも一方）を変更することにより回路モジュールを再配置する。そして再度、ノイズ分布推定部１０３がノイズ強度分布を推定し、アンテナ感度推定部１０５がアンテナ感度分布を推定する。その後、最適化部１０７が再度ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりを評価する。これらの一連の処理は、評価指標Ｄが所定の閾値以下となるまで繰り返し実行される。
最適化部１０７は、回路モジュールの再配置の際、例えば最急降下法、遺伝的アルゴリズム等の公知の手法を採用することができる。
なお上述の実施の形態において、最適化部１０７は、評価指標Ｄが所定の閾値以下となった場合に処理を終了した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、例えば最適化部１０７は、評価指標Ｄの算出及び回路モジュールの再配置を所定回数連続して試行し、そのうち評価指標Ｄが最小となった試行における回路モジュール配置情報を最適化処理の結果として出力しても良い。
このように、実施の形態２において、最適化部１０７は、ノイズ強度分布とアンテナ感度分布の重なりを評価し、この評価指標が所定の閾値以下又は最小となるように回路モジュール配置情報のパラメータを調整する。なおアンテナが複数存在し、それらのアンテナが異なる周波数を使用する場合、最適化部１０７は複数のアンテナが使用する周波数それぞれについて最適化処理を実行する。
図７は、実施の形態２におけるアンテナ配置決定システム１の動作例を示すフローチャートである。なおアンテナが複数存在し、それらのアンテナが異なる周波数を使用する場合、複数のアンテナが使用する周波数それぞれについて以下の一連の処理が実行される。
Ｓ２０１：設計情報の入力
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。
Ｓ２０２：ノイズ強度分布の推定
ノイズ分布推定部１０３は、Ｓ２０１で入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。
ノイズ分布推定部１０３は、Ｓ２０１で入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。
Ｓ２０３：アンテナ感度分布の推定
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。
Ｓ２０４：ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりを評価
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりの評価指標Ｄを計算する。
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりの評価指標Ｄを計算する。
Ｓ２０５：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｄが許容値以下である場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化処理の結果として出力し、処理を終了する。それ以外の場合はＳ２０６に遷移する。
評価指標Ｄが許容値以下である場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化処理の結果として出力し、処理を終了する。それ以外の場合はＳ２０６に遷移する。
Ｓ２０６：回路モジュール配置情報の変更
最適化部１０７は、回路モジュール配置情報を変更することにより回路モジュールを再配置する。Ｓ２０２に遷移する。
最適化部１０７は、回路モジュール配置情報を変更することにより回路モジュールを再配置する。Ｓ２０２に遷移する。
実施の形態２によれば、アンテナ配置決定システム１は、所与の設計情報に基づいてノイズ強度分布とアンテナ感度分布の重なりを評価し、この評価指標が所定の基準を満たす又は最小となるような回路モジュール配置を出力する。これにより、移動体２を設計する際に、最適な回路モジュール配置を高精度かつ簡便に決定することができる。
＜実施の形態３＞
実施の形態１又は２では、通信感度特性の観点から、アンテナ又は回路モジュールの配置を最適化した。ところで、特に移動体２がドローン等の飛行体である場合、アンテナ又は回路モジュールの配置を決定するにあたっては、空力特性及び重心特性の観点でも所定の基準を満たすことが望ましい。このため、実施の形態３では、通信感度特性計算に加え、空力特性（揚抗比）計算及び重心計算を実施し、アンテナ又は回路モジュールの配置を決定する。
実施の形態１又は２では、通信感度特性の観点から、アンテナ又は回路モジュールの配置を最適化した。ところで、特に移動体２がドローン等の飛行体である場合、アンテナ又は回路モジュールの配置を決定するにあたっては、空力特性及び重心特性の観点でも所定の基準を満たすことが望ましい。このため、実施の形態３では、通信感度特性計算に加え、空力特性（揚抗比）計算及び重心計算を実施し、アンテナ又は回路モジュールの配置を決定する。
図８は、実施の形態３にかかるアンテナ配置決定システム１の機能構成を説明するブロック図である。アンテナ配置決定システム１は、設計情報入力部１０１、ノイズ分布推定部１０３、アンテナ感度推定部１０５、最適化部１０７、空力特性計算部１０９、重心特性計算部１１１を有する。
設計情報入力部１０１、ノイズ分布推定部１０３、アンテナ感度推定部１０５の動作については、実施の形態１及び２と同様であるため説明を省略する。
空力特性計算部１０９は、入力された設計情報に基づいて、移動体２の機体に発生する揚力及び抗力を計算する。揚力及び抗力は、特に機体の進行方向と、アンテナの位置及び向きと、の関係に影響されうる。なお揚力及び抗力の計算手法は公知であるため詳細な説明は省略する。空力特性計算部１０９は、揚力及び抗力の計算結果として、評価指標Ｅを出力する。
重心特性計算部１１１は、入力された設計情報に基づいて、機体の重心バランスを計算する。重心バランスは、特に機体に設置されるアンテナの位置及び向きに影響されうる。なお重心バランスの計算手法は公知であるため（例えば特表２０１８－５０７８１４を参照）詳細な説明は省略する。重心特性計算部１１１は、重心バランスの計算結果として、評価指標Ｆを出力する。
最適化部１０７は、実施の形態１及び２において示した手法により、ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりの評価指標Ｄを計算する。
また、最適化部１０７は、揚力及び抗力の評価指標Ｅ、重心バランスの評価指標Ｆ、ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりの評価指標Ｄが、それぞれ所定の基準を満足しているか否かを順に判定する。すべての評価指標が基準を満たしている場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化結果として出力する。一方、少なくともいずれかの評価指標が基準を満たしていない場合、最適化部１０７は、アンテナ配置又は回路モジュール配置を変更し、再度、すべての評価指標の計算を行う。アンテナ配置の変更、及び回路モジュール配置の変更については実施の形態１及び２で述べたため説明を省略する。最適化部１０７は、すべての評価指標が基準を満たすまで、これらの一連の処理を繰り返し実行する。
なお上述の実施の形態において、最適化部１０７は、各評価指標が所定の基準を満足しているか否かの判定をシリアルに実行し、すべての評価指標が所定の閾値以下となった場合に処理を終了した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、例えば最適化部１０７は、３つの目的関数すなわち多目的関数の最適化問題としてアンテナ配置又は回路モジュール配置を決定する手法（パレート分析）を用いてもよい。なお多目的関数の最適化問題の解法は公知であるため（例えば小木曽 望、モーフィング翼における最適設計法の活用、日本航空宇宙学会誌 第６４巻 第６号 第１８０－１８５頁、２０１６年６月を参照）詳細な説明は省略する。
図９は、実施の形態３におけるアンテナ配置決定システム１の動作例を示すフローチャートである。なおアンテナが複数存在し、それらのアンテナが異なる周波数を使用する場合、複数のアンテナが使用する周波数それぞれについて以下の一連の処理が実行される。
Ｓ３０１：設計情報の入力
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。
Ｓ３０２：ノイズ強度分布の推定
ノイズ分布推定部１０３は、Ｓ３０１で入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。
ノイズ分布推定部１０３は、Ｓ３０１で入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。
Ｓ３０３：アンテナ感度分布の推定
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。
Ｓ３０４：空力特性計算
空力特性計算部１０９は、入力された設計情報に基づいて、移動体２の機体に発生する揚力及び抗力の評価指標Ｅを計算する。
空力特性計算部１０９は、入力された設計情報に基づいて、移動体２の機体に発生する揚力及び抗力の評価指標Ｅを計算する。
Ｓ３０５：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｅが許容値以下である場合、Ｓ３０６に遷移する。それ以外の場合はＳ３１０に遷移する。
評価指標Ｅが許容値以下である場合、Ｓ３０６に遷移する。それ以外の場合はＳ３１０に遷移する。
Ｓ３０６：重心特性計算
重心特性計算部１１１は、入力された設計情報に基づいて、機体の重心バランスの評価指標Ｆを計算する。
重心特性計算部１１１は、入力された設計情報に基づいて、機体の重心バランスの評価指標Ｆを計算する。
Ｓ３０７：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｆが許容値以下である場合、Ｓ３０８に遷移する。それ以外の場合はＳ３１０に遷移する。
評価指標Ｆが許容値以下である場合、Ｓ３０８に遷移する。それ以外の場合はＳ３１０に遷移する。
Ｓ３０８：ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりを評価
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりの評価指標Ｄを計算する。
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりの評価指標Ｄを計算する。
Ｓ３０９：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｄが許容値以下である場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化処理の結果として出力し、処理を終了する。それ以外の場合はＳ３１０に遷移する。
評価指標Ｄが許容値以下である場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化処理の結果として出力し、処理を終了する。それ以外の場合はＳ３１０に遷移する。
Ｓ３１０：アンテナ位置情報又は回路モジュール配置情報の変更
最適化部１０７は、アンテナ位置情報又は回路モジュール配置情報を変更することにより、アンテナ又は回路モジュールを再配置する。Ｓ３０２に遷移する。
最適化部１０７は、アンテナ位置情報又は回路モジュール配置情報を変更することにより、アンテナ又は回路モジュールを再配置する。Ｓ３０２に遷移する。
実施の形態３によれば、アンテナ配置決定システム１は、通信感度特性計算に加え、空力特性（揚抗比）計算及び重心計算を実施し、アンテナ又は回路モジュールの配置を決定する。これにより、移動体２を設計する際に、最適なアンテナ配置又は回路モジュール配置を高精度かつ簡便に決定することができる。
＜実施の形態４＞
実施の形態４では、実施の形態１乃至３のいずれかの手法によりアンテナ配置及び回路モジュール配置を決定した後、通信局や衛星等からの電波（平面波）を確実に受信できることの確認を実施する。
実施の形態４では、実施の形態１乃至３のいずれかの手法によりアンテナ配置及び回路モジュール配置を決定した後、通信局や衛星等からの電波（平面波）を確実に受信できることの確認を実施する。
図１０は、実施の形態４にかかるアンテナ配置決定システム１の機能構成を説明するブロック図である。アンテナ配置決定システム１は、設計情報入力部１０１、ノイズ分布推定部１０３、アンテナ感度推定部１０５、最適化部１０７、受信感度試験部１１３を有する。空力特性計算部１０９、重心特性計算部１１１を有していても良い。
設計情報入力部１０１、ノイズ分布推定部１０３、アンテナ感度推定部１０５、空力特性計算部１０９、重心特性計算部１１１の動作については、実施の形態１、２又は３と同様であるため説明を省略する。
受信感度試験部１１３は、通信局や衛星等からの電波を模した平面波を模擬的に生成し、入力された設計情報に基づいて、電波受信感度を計算する。受信感度の計算方法については公知であるため説明を省略する。受信感度試験部１１３は、受信感度の計算結果として、評価指標Ｇを出力する。
また、最適化部１０７は、（空力特性計算部１０９が存在するならば）揚力及び抗力の評価指標Ｅ、（重心特性計算部１１１が存在するならば）重心バランスの評価指標Ｆ、ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりの評価指標Ｄ、受信感度の評価指標Ｇが、それぞれ所定の基準を満足しているか否かを順に判定する。すべての評価指標が基準を満たしている場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化結果として出力する。一方、少なくともいずれかの評価指標が基準を満たしていない場合、最適化部１０７は、アンテナ配置又は回路モジュール配置を変更し、再度、すべての評価指標の計算を行う。アンテナ配置の変更、及び回路モジュール配置の変更については実施の形態１及び２で述べたため説明を省略する。最適化部１０７は、すべての評価指標が基準を満たすまで、これらの一連の処理を繰り返し実行する。
なお上述の実施の形態において、最適化部１０７は、各評価指標が所定の基準を満足しているか否かの判定をシリアルに実行し、すべての評価指標が所定の閾値以下となった場合に処理を終了した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、例えば最適化部１０７は、２乃至４つの目的関数すなわち多目的関数の最適化問題としてアンテナ配置又は回路モジュール配置を決定する手法（パレート分析）を用いてもよい。
図１１は、実施の形態４におけるアンテナ配置決定システム１の動作例を示すフローチャートである。なおアンテナが複数存在し、それらのアンテナが異なる周波数を使用する場合、複数のアンテナが使用する周波数それぞれについて以下の一連の処理が実行される。
Ｓ４０１：設計情報の入力
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。
設計情報入力部１０１は、移動体２の設計情報の入力を受け付ける。
Ｓ４０２：ノイズ強度分布の推定
ノイズ分布推定部１０３は、Ｓ４０１で入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。
ノイズ分布推定部１０３は、Ｓ４０１で入力された設計情報に基づいて、デジタル回路により発生する所定の周波数におけるノイズ強度分布（電磁界分布）を計算する。
Ｓ４０３：アンテナ感度分布の推定
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。
アンテナ感度推定部１０５は、入力された設計情報に基づいて、アンテナが使用する周波数におけるアンテナ感度分布を計算する。
Ｓ４０４：空力特性計算
空力特性計算部１０９は、入力された設計情報に基づいて、移動体２の機体に発生する揚力及び抗力の評価指標Ｅを計算する。
空力特性計算部１０９は、入力された設計情報に基づいて、移動体２の機体に発生する揚力及び抗力の評価指標Ｅを計算する。
Ｓ４０５：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｅが許容値以下である場合、Ｓ４０６に遷移する。それ以外の場合はＳ４１ に遷移する。
評価指標Ｅが許容値以下である場合、Ｓ４０６に遷移する。それ以外の場合はＳ４１ に遷移する。
Ｓ４０６：重心特性計算
重心特性計算部１１１は、入力された設計情報に基づいて、機体の重心バランスの評価指標Ｆを計算する。
重心特性計算部１１１は、入力された設計情報に基づいて、機体の重心バランスの評価指標Ｆを計算する。
Ｓ４０７：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｆが許容値以下である場合、Ｓ４０８に遷移する。それ以外の場合はＳ４１２に遷移する。
評価指標Ｆが許容値以下である場合、Ｓ４０８に遷移する。それ以外の場合はＳ４１２に遷移する。
Ｓ４０８：ノイズ強度分布とアンテナ感度分布との重なりを評価
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりの評価指標Ｄを計算する。
最適化部１０７は、ノイズ分布推定部１０３が推定したノイズ強度分布と、アンテナ感度推定部１０５が推定したアンテナ感度分布と、の重なりの評価指標Ｄを計算する。
Ｓ４０９：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｄが許容値以下である場合、Ｓ４１０に遷移する。それ以外の場合はＳ４１２に遷移する。
評価指標Ｄが許容値以下である場合、Ｓ４１０に遷移する。それ以外の場合はＳ４１２に遷移する。
Ｓ４１０：受信感度計算
受信感度試験部１１３は、通信局や衛星等からの電波を模した平面波を模擬的に生成し、入力された設計情報に基づいて、電波受信感度の評価指標Ｇを出力する。
受信感度試験部１１３は、通信局や衛星等からの電波を模した平面波を模擬的に生成し、入力された設計情報に基づいて、電波受信感度の評価指標Ｇを出力する。
Ｓ４１１：評価指標が許容値以下か？
評価指標Ｇが許容値以下である場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化処理の結果として出力し、処理を終了する。それ以外の場合はＳ４１２に遷移する。
評価指標Ｇが許容値以下である場合、最適化部１０７は、現在の設計情報を最適化処理の結果として出力し、処理を終了する。それ以外の場合はＳ４１２に遷移する。
Ｓ４１２：アンテナ位置情報又は回路モジュール配置情報の変更
最適化部１０７は、アンテナ位置情報又は回路モジュール配置情報を変更することにより、アンテナ又は回路モジュールを再配置する。Ｓ４０２に遷移する。
最適化部１０７は、アンテナ位置情報又は回路モジュール配置情報を変更することにより、アンテナ又は回路モジュールを再配置する。Ｓ４０２に遷移する。
実施の形態４によれば、アンテナ配置決定システム１は、通信感度特性計算に加え、受信感度の試験を実施し、アンテナ又は回路モジュールの配置を決定する。これにより、移動体２を設計する際に、最適なアンテナ配置又は回路モジュール配置を高精度かつ簡便に決定することができる。
＜その他の実施の形態＞
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では移動体２として主にドローンを想定したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば車両、船舶、ロボット等の自ら移動することが可能なものは移動体２に含まれる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では移動体２として主にドローンを想定したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば車両、船舶、ロボット等の自ら移動することが可能なものは移動体２に含まれる。
また、実施の形態３及び４においては、空力特性、重心特性、ノイズ強度分布とアンテナ感度分布の重なり、受信感度を順に評価したが、この評価順は任意に入れ替えても差し支えない。
また、上述の実施の形態では、本発明を主にハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
１ アンテナ配置決定システム
１１ プロセッサ
１３ メモリ
１５ 入力部
１７ 出力部
１０１ 設計情報入力部
１０３ ノイズ分布推定部
１０５ アンテナ感度推定部
１０７ 最適化部
１０９ 空力特性計算部
１１１ 重心特性計算部
１１３ 受信感度試験部
２１ 通信・センサ部
２１１ 位置センサ
２１３ 映像データ伝送通信モジュール
２１５ 操作通信モジュール
２１７ ６軸センサ
２１９ イメージセンサ
２３ 制御部
２３１ コントローラ
２５ 駆動部
２５１ ＥＳＣ
２５３ モータ
２５５ プロペラ
２７ 電源部
１１ プロセッサ
１３ メモリ
１５ 入力部
１７ 出力部
１０１ 設計情報入力部
１０３ ノイズ分布推定部
１０５ アンテナ感度推定部
１０７ 最適化部
１０９ 空力特性計算部
１１１ 重心特性計算部
１１３ 受信感度試験部
２１ 通信・センサ部
２１１ 位置センサ
２１３ 映像データ伝送通信モジュール
２１５ 操作通信モジュール
２１７ ６軸センサ
２１９ イメージセンサ
２３ 制御部
２３１ コントローラ
２５ 駆動部
２５１ ＥＳＣ
２５３ モータ
２５５ プロペラ
２７ 電源部
Claims (10)
- 移動体におけるアンテナ配置を決定するためのシステムであって、
デジタル回路の特性に関する回路情報、前記デジタル回路の構造に関する構造情報、アンテナの特性に関するアンテナ情報、前記デジタル回路の配置に関する回路モジュール配置情報、及び前記アンテナの配置に関するアンテナ位置情報を設計情報として入力する設計情報入力部と、
前記回路情報、前記構造情報及び前記回路モジュール配置情報に基づいてノイズ強度分布を計算するノイズ分布推定部と、
前記アンテナ情報及び前記アンテナ位置情報に基づいてアンテナ感度分布を計算するアンテナ感度推定部と、
前記ノイズ強度分布と前記アンテナ感度分布との重なりを評価し、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する最適化部とを含む
アンテナ配置決定システム。 - 前記最適化部は、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記アンテナ位置情報を変更し、前記アンテナ感度推定部に前記アンテナ感度分布を再度計算させ、再度前記重なりの評価を行う
請求項１記載のアンテナ配置決定システム。 - 前記最適化部は、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記回路モジュール配置情報を変更し、前記ノイズ分布推定部に前記ノイズ強度分布を再度計算させ、再度前記重なりの評価を行う
請求項１記載のアンテナ配置決定システム。 - 前記最適化部は、ノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーを前記重なりの評価結果とし、通信モジュールが規定する許容ノイズチャネルパワーをノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーが下回ることを前記所定の基準とする
請求項１乃至３いずれか１項記載のアンテナ配置決定システム。 - 前記設計情報に基づいて前記移動体に発生する揚力及び抗力を計算する空力特性計算部をさらに有し、
前記揚力及び抗力の評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する
請求項１乃至４いずれか１項記載のアンテナ配置決定システム。 - 前記設計情報に基づいて前記移動体の重心バランスを計算する重心特性計算部をさらに有し、
前記重心バランスの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する
請求項１乃至３いずれか１項記載のアンテナ配置決定システム。 - 前記設計情報に基づいて電波受信感度を計算する受信感度試験部をさらに有し、
前記電波受信感度の評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する
請求項１乃至６いずれか１項記載のアンテナ配置決定システム。 - コンピュータが移動体におけるアンテナ配置を決定する方法であって、
デジタル回路の特性に関する回路情報、前記デジタル回路の構造に関する構造情報、アンテナの特性に関するアンテナ情報、前記デジタル回路の配置に関する回路モジュール配置情報、及び前記アンテナの配置に関するアンテナ位置情報を設計情報として入力する設計情報入力ステップと、
前記回路情報、前記構造情報及び前記回路モジュール配置情報に基づいてノイズ強度分布を計算するノイズ分布推定ステップと、
前記アンテナ情報及び前記アンテナ位置情報に基づいてアンテナ感度分布を計算するアンテナ感度推定ステップと、
前記ノイズ強度分布と前記アンテナ感度分布との重なりを評価し、前記重なりの評価結果が所定の基準を満たさない場合、前記設計情報を変更する最適化ステップとを含む
アンテナ配置決定方法。 - 前記最適化ステップでは、ノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーを前記重なりの評価結果とし、通信モジュールが規定する許容ノイズチャネルパワーをノイズ印加時のアンテナ出力端におけるノイズチャネルパワーが下回ることを前記所定の基準とする
請求項８記載のアンテナ配置決定方法。 - 請求項８又は９記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
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| JP2022028162A JP7305093B1 (ja) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | アンテナ配置決定システム、アンテナ配置決定方法及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP7305093B1 true JP7305093B1 (ja) | 2023-07-10 |
| JP2023124420A JP2023124420A (ja) | 2023-09-06 |
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ID=87072401
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| JP2022028162A Active JP7305093B1 (ja) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | アンテナ配置決定システム、アンテナ配置決定方法及びプログラム |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006309704A (ja) | 2004-12-22 | 2006-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電磁波解析装置、設計支援装置、電磁波解析プログラムおよび設計支援プログラム |
| JP2010198201A (ja) | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Hitachi Ltd | ノイズ解析設計方法 |
| JP2014222215A (ja) | 2013-05-14 | 2014-11-27 | 日本電信電話株式会社 | 電磁ノイズの伝搬路を追跡および可視化する方法および装置 |
| JP2019111161A (ja) | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 自律走行型電気掃除機 |
| JP2021061473A (ja) | 2019-10-03 | 2021-04-15 | マスプロ電工株式会社 | 移動体システム |
-
2022
- 2022-02-25 JP JP2022028162A patent/JP7305093B1/ja active Active
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