JPS6367901A - アンテナ指向システムのアンテナ方位設定切替 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、固定地上局に対しヘリコプタ等の飛行体に搭
載した指向性アンテナを指向制御してテレビ信号等を中
継伝送するアンテナ指向システムのアンテナ方位角設定
切替装置に関する。

（従来技術） 従来、この種のアンテナ指向システムとしては例えば特
公昭５６−３０５６２号の方向自動制御方式を使用した
ものが知られている。

このアンテナ指向システムにあっては、主に地上局から
アンテナを搭載したヘリコプタにアンテす指向方向を示
す地球座標における方位角φｅを方位コマンドとして無
線送信し、ヘリコプタで地上局からの方位コマンドを解
読して自動的に設定方位角φｅを設定するようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の方位コマンドに基づい
て自動的に方位角φｅを設定するアンテナ指向システム
にあっては、機上での方位角設定操作を必要とせずに機
体運動のいかんに係わらずアンテナを常に地上局の方向
に向くように指向制御できるが、飛行区域や飛行状況に
よっては地上局からの方位コマンドを継続且つ安定して
受信できなくなる場合があり、このように方位コマンド
の受信ができなくなると指向制御の基準となる方位角φ
ｅの設定入力が断たれることで、アンテナ指向制御がで
きず、特に飛行の途中で地上局を切替えるような場合に
は、切替先の地上局からの方位コマンドが受信できない
ために制御不能に陥る恐れがあった。

また中継飛行に際しては、地上でアンテナ方位角φｅに
追従したアンテナ指向刺部が正しく行なわれるか否か点
検調整する必要があったが、従来システムにあっては方
位コマンドの送信装置を点検調整のために別途用意しな
ければならないという不具合があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、飛行状況や飛行区域の状況により地上局からの方
位コマンドが受信不能となっても確実に希望する地上局
に向（プでアンテナをゝ指向制御できるようにしたアン
テナ指向システムのアンテナ方位角設定切替装置を提供
することを目的と覆る。

この目的を達成するため本発明にあっては、ヘリコプタ
等の飛行体に機体座標の方位角目りに回動自在な指向性
アンテナを装着し、地球座標で設定した指向性アンテナ
の地上局に対する設定方位角φｅ及び設定俯仰角αｅを
機体の方位角φ、ピッチ角θｐ及びロール角θｒを検出
して機体座標におけるアンテナ方位角φａ及びアンテナ
俯仰角θａに座標変換して指向性アンテナを地上局に常
時指向するように制御するアンテナ指向システムに於い
て、設定方位角φｅを機上で手動設定する方位角手動設
定手段と、地上局から送信された方位コマンドを解読し
て設定方位角φｅを自動設定する方位角自動設定手段と
、方位コマンドの受信状態を表示する表示手段とを設け
、機上での判断によっても方位角の手動設定と自動設定
を切替選択できるようにしたものである。

（作用） このような本発明の構成によれば、地上局からの方位コ
マンドが正常に受信できる飛行区域若しくは飛行状態に
あっては、方位コマンドの正常受信を見て方位角の自動
設定を切替選択することで　５一 方位コマンドに従ったアンテナ指向制御ができ、一方、
方位コマンドが受信不能若しくは安定受信できない飛行
区域や飛行状況のときには、方位角の設定を手動設定に
切替選択することで方位コマンドの受信状態のいかんに
係わらず手動設定した地上局に向けてアンテナを指向制
御することができ、飛行区域や飛行状況のいかんに係わ
らず常に安定したヘリコプタからの中継伝送を行なうこ
とができる。

また中継飛行に先立つ地上での点検調整の際には、方位
設定を手動設定に切替えることで、アンテナの指向制御
が正しく行なわれるか否かの点検を容易に行なうことが
できる。

更に、飛行中に方位コマンドの受信系統にトラブルを生
じても手動設定への切替で中継を中断することなく適切
に対応することができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

まず構成を説明すると、１は座標変換の演紳に用いる基
準ベクトルを発生する基準ベクトル発生器であり、具体
的には所定の電圧を発生する。２は俯仰角設定器であり
、この実施例にあっては、手動設定により地上局に対す
る地球座標における俯仰角αｅを設定するようにしてい
る。

一方、地上局に対するアンテナの方位角φｅの設定手段
として、まず自動設定のためコマンド受信機３及びコマ
ンドデコーダ４が設けられ、コマンド受信機３は機体に
設けたＵ　ＨＦアンテナ５で地上局からのＵＨＦ電波に
より方位コマンドを受信し、コマンドデコーダ４におい
て方位コマンドを解読して設定方位角φｅ１を出力する
ようにしている。一方、方位角の手動設定のため手動方
位設定器６が設けられ、手動方向設定器６は設定ノブ７
の操作により任意の方位角φｅ２を設定することができ
、この手動方位設定器６としてはシンクロ発信器が用い
られる。コマンドデコーダ４からの方位コマンドに基づ
く設定方位角φｅ１と手動方位設定器６からの設定方位
φｅ２は切替スイッチの切替端子Ａ及びＭのそれぞれに
与えられており、切替スイッチ８の切替操作で方位角φ
ｅの手動設定と自動設定を切替選択できるようしている
。

更に、コマンドデコーダ３には受信状態表示器９が設け
られており、コントデコーダ３における地上局からの方
位コマンドの受信解読状態が正常であるか受信解読不能
であるかを表示できるようにしている。

一方、機体の方位角φを検出するため磁気方位発信器１
０と方向ジャイロ１１が設けられ、更に機体のロール角
Ｏｒとピッチ角θｐを検出するため垂直ジャイロ１２が
設【ノられでいる。

１５は座標変換部であり、基準ベクトル、設定俯仰角α
ｅ及び設定方位角φｅを機体の方位角φ、ロール角Ｏｒ
及びピッチ角θｐを用いて機体運動の如何に係わらずア
ンテナを地上局に指向させるために機体座標におけるア
ンテナ方位角φａ及びアンテナ俯仰角θａに変換する座
標変換計算を行なう。

この座標変換部１５における座標変換計算は特公昭５６
−３０６５２号と同じものが用いられる。

座標変換部１５で得られたアンテナ方位角φａは方位駆
動部１７に出力され、サーボ制御によりホーンアンテナ
２０を方位軸２１回りに回動制御する。

また、座標変換部１５で得られたアンテナ俯仰角θａは
、俯仰駆動部２２に出力され、サーボ制御によりホーン
アンテナ２０を俯仰軸２３回りに回転制御する。

次に、第１図の実施例の動作を説明する。

第２図は飛行中のヘリコプタ３０と地上局の受信アンテ
ナ４０との相対位置関係を示したもので、第２図（ａ）
に側面図を、また同図（ｂ）に平面−〇　− 図を示す。

即ち、ヘリコプタ３０からの中継に際しては、中継を行
なう場所が予め決まっており、またヘリコプタ３０の飛
行高度もわかっていることから、第２図（ａ＞（ｂ）に
示すように地上局受信アンテナ４０とヘリコプタ３０と
の間の俯仰角αｅ及び磁北を基準とした方位角φｅが割
り出され、地上局はヘリコプタ３０に向けてＵＨＦ電波
により方位角φｅを示す方位コマンドを送信するように
なる。一方、俯仰角αｅについては、第１図に示したよ
うに地上側の俯仰角設定器２により手動設定される。

地上局から送信された方位コマンドはＬＪ　Ｈ「アンテ
ナ５で受信され、コマンド受信機３で復調された後にコ
マンドデ」−ダ４に与えられ、方位コマンドに基づく設
定方位角φｅ１が出ツノされる。このとき切替器８が、
例えば自動設定を行なう切替位置へに切替わっていたと
すると、コマン１〜ケ」−ダ４からの方位コマンドに基
づく設定方位角φｅ１は切替スイッチ８を介して座標変
換部１５に与えられ、そのとき検出されている機体の方
位角φ、ロール角θｒ及びピッチ角θｐに基づいて座標
変換部１５の座標変換によりアンテナ方位角φａ及びア
ンテナ俯仰角θａが求められ、このφａとなるようにホ
ーンアンテナ２０の方位回りの回動、及びθａとなるホ
ーンアンテナ２０の俯仰回りの回動をもってヘリコプタ
３０の機体運動の如何に係わらず常にホーンアンテナ２
０を地上局の受信アンテナ４０に指向させるようになる
。

一方、中継飛行中に飛行区域の状況、若しくは飛行状態
により地上局からの方位コマンドが受信不能となったり
、継続且つ安定した受信状態が得られなくなったときに
は、受信状態表示器９に方位コマンドの受信異常が表示
されることから、オペレータは受信状態表示器９から方
位コマンドが正常に受信できなくなったことを知って切
替スイッチ８を手動設定位置となる切替位置Ｍに切替え
、それまでのコマンドデコーダ４より得られていた設定
方位角φｅ１は、図示しない方位角指示器により設定方
位角φｅ１の表示がなされていることから、この設定方
位角φｅ１となるように設定ノブ７を操作して手動方位
設定器６から手動設定による設定方位角φｅ２を切替ス
イッチ８を介して座標変換部１５に入力させるようにな
る。

勿論、コマンド受信機３やコマンドデコーダ４のトラブ
ルにより方位コマンドの受信に基づく設定方位角φｅ１
が得られなくなった場合にも、同様に切替スイッチ８を
切替位置Ｍに切替えて方位角の手動設定とすればよい。

更に、中継飛行に先立つ点検時にあっては、切替スイッ
チ８を図示のように切替位置Ｍに切替えて手動設定とし
、この状態で設定ノブ７を操作して適宜の設定方位角φ
ｅ２を与えることで、ボーンアンテナ２０の方位角回り
の回動が正しく行なわれるか否かを点検することができ
る。

尚、上記の実施例にあっては、方位コマンドの正常受信
ができなかったときにオペレータが手動設定に切替える
ようにしているが、方位コマンドの受信不能を検知して
自動的に切替スイッチ８を手動設定位置に切替えるよう
にしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、地上局から送
信される方位コマンドに基づく指向制御の途中で、飛行
区域や飛行状況により方位コマンドが受信不能となった
り、方位コマンドの継続且つ安定した受信状態が得られ
なくなったときには、方位コマンドの受信状態を示す表
示器の表示状態を見ることで、方位コマンドの受信不能
を知って手動設定に切替えることができ、方位コマンド
の受信状態の適否に係わらず適切なアンテナ方位角の設
定を行なって機上のアンテナを常に所定の地上局に指向
制御することができる。

また、中継飛行に先立つ地上での点検の際にも、手動設
定に切替えることで簡単にホーンアンテナが正常に指向
制御されるかどうかを確認することができ、システムの
信頼性を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロック図、第２図
はへり中継時の地上局との位置関係を示した説明図であ
る。 １：基準ベクトル発生器 ２：俯仰角設定器 ３：コマンド受信機 ４：コマンドデコーダ ５：ＵＨＦアンテナ ６：手動方位設定器 ７：設定ノブ ８：切替スイッチ ９：受信状態表示器 １０：磁気方位発信器 １に方向ジャイロ １２：垂直ジャイロ １５：座標変換部 １７：方位駆動部 ２０：ホーンアンテナ ２１：方位軸 ２２：俯仰駆動部 ２３：俯仰軸 ３０：ヘリコプタ ４０：地上局の受信アンテナ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ヘリコプタ等の飛行体に機体座標の方位角及び俯仰角回
   りに回動自在に指向性アンテナを装着し、地球座標で設
   定した前記指向性アンテナの地上局に対する設定方位角
   φｅ及び設定俯仰角αｅを機体の方位角φ、ピッチ角θ
   ｐ及びロール角θｒを検出して機体座標における前記指
   向性アンテナのアンテナ方位角φａ及びアンテナ俯仰角
   θａに座標変換して前記指向性アンテナを設定した地上
   局に常時指向するように制御するアンテナ指向システム
   に於いて、 前記設定方位角φｅを機上で手動設定する方位角手動設
   定手段と、地上局から送信された方位コマンドを解読し
   て前記設定方位角φｅを自動設定する方位角自動設定手
   段と、該方位角自動設定手段に対する方位コマンドの受
   信状態を表示する表示手段と、前記方位角手動設定手段
   と方位角自動設定手段の出力を切替で座標変換部に出力
   する切替手段とを備えたことを特徴とするアンテナ指向
   システムのアンテナ方位角設定切替装置。