KR970003965B1

KR970003965B1 - 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템 및 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나

Info

Publication number: KR970003965B1
Application number: KR1019930012719A
Authority: KR
Inventors: 이. 브라운 루터; 루크 그라함; 케이드 깁스 트렌스
Original assignee: 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션; 윌리암 티. 엘리스
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1993-07-05
Publication date: 1997-03-24
Also published as: TR27920A; HUT72797A; IL106027A; AU668176B2; FI933478A; WO1994003938A1; PL171874B1; SK13495A3; PL307124A1; US5745081A; JP2510071B2; EG20365A; EP0582364A1; NO932389L; KR940006309A; HU9500195D0; AU4173893A; CN1082774A; CN1048825C; BR9303036A

Abstract

요약없음

Description

회전 날개형 항공기의 안테나 시스템 및 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나

제1도는 헬리콥터 위에 위치된 회전 날개를 도시하는 헬리콥터의 개략도.

제2도는 본 발명의 실시예 1을 장착한 제1도에 도시된 날개중 하나의 단면도.

제3도는 본 발명의 실시예 2를 장착한 제1도에 도시된 날개중 하나의 단면도.

제4도는 제2도에 도시된 것과 같은 날개와 제1도에 도시된 헬리콥터내의 장치간에 전기적 접속을 제공하기 위한 수단을 도시하는 횡단면도.

제5도는 전기 접속을 제공하는 다른 수단의 횡단면도.

제6도는 전기 접속을 제공하는 또 다른 수단의 횡단면도.

제7도는 제2도의 요소로부터 형성된 것과 같은 무지향성 안테나(omnidirectional antenna)로 부터의 혹은 무지향성 안테나로의 방사를 도시하는 극선도(polar diagram).

제8도는 제2도와 같은 무지향성 안테나를 사용하는 종래 시스템의 도면.

제9도는 본 발명에 사용된 것과 같은 지향성 안테나(directional antenna)로 부터의 혹은 지향성 안테나로의 방사를 도시하는 극선도.

제10도는 적어도 하나의 본 발명에 따른 지향성 안테나를 사용하는 통신 시스템의 도면.

제11도는 본 발명에 사용된 정류자의 사시도.

제12도는 본 발명에 따른 안테나 시스템에서 제11도의 정류자를 통한 전기 도체의 접속을 예시하는 도면.

제13도는 본 발명에 따른 안테나 시스템에서 제11도의 정류자에 대한 대안으로서 사용된 개별 코일의 선택을 예시하는 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 헬리콥터101,200,300 : 회전 날개

102 : 동체210 : 부식 방지막

310 : 히터 필라멘트410, 412 : 실린더

411 : 공간420,520 : 케이블

421,1112 : 회전 날개 축422 : 절연체

511 : 접속부521 : 고정 전선

620,1121,1122 : 슬립 링623,1141,1142 : 브러쉬

700 : 무지향성 안테나811 : 헬리콥터

821,822 : 함선900 : 지향성 안테나

910 : 에너지 로브931,932 : 2차 로브

1100 : 종류자1111 : 쉘

1131,1132 : 캡1201,1202,1203,1204,1205 : 날개

1301 : 단일접속1302 : 트랜스포머

1303 : 직류 차단 캐패시터1304 : 다이오드

1305 : r.f.쵸크1310 : 유도 결합 메카니즘

311,1312 : 코일

본 발명은 전파를 HF 스펙트럼(HF spectrum)으로 송신하고 수신하는 것에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면, 헬리콥터(또는 회전 날개형 항공기)상의 회전 날개(rotor blades)를 효율적인 지향성 안테나로서 사용하는 것에 관한 것이다.

종래의 헬리콥터용 안테나는 헬리콥터의 본체 가까이에 장착되었다. 전형적으로, 안테나는 헬리콥터 본체에 평행하며 스페이서(spacer)에 의해 이격된 강성 부재(a rigid member)로 구성되었다. 사용되어온 다른 안테나로는 헬리콥터 본체로부터 안테나를 이격시키는데 사용된 두 개의 스페이서 사이에 연신된 와이어(a wire stretched)로 구성된 안테나가 있다. 이 경우 절연체에 의해 안테나를 스페이서에 결합한다. 스페이서는 통상 비교적 짧기 때문에 안테나는 헬리콥터 본체 가까이에 위치하게 된다. 이들 두 안테나는 모두 지향성으로 제조될 수 있으나, 안테나의 유효 길이를 더 단축시킨다. 또한, 모든 지향성(directionality)은 헬리콥터의 방위(orientation)에 대해 고정된다.

미국특허 제4,042,929호는 안테나가 헬리콥터 회전 날개의 각 첨단에 사용된 항행 시스템(a navigation system)을 개시한다. 이 특허에서 신호는 회전 날개상에서 수신처리되어 슬립링(slip rings) 및 접촉 브러쉬(contact brushse)에 의해 헬리콥터의 본체내로 안내된다. 안테나는 각 날개의 중심선을 따라 평탄화되며 날개의 첨단 가까이에 위치된 일련의 쌍극자(a series of dipoles)로 구성된다.

프랑스 특허 출원 제 2 624 981호에 상기 미국 특허와 유사한 항행 시스템이 개시된다. 이 시스템의 안테나는 비도전성 재료(a non-conducting material)로 제조된 회전 날개의 첨단부내에 또는 첨단부상에 배열된다. 각각의 안테나는 회전 날개의 길이방향축에 평행한 연장된 형상을 갖는 금속층으로 구성되며, 이 경우 안테나의 길이는 회전 날개의 길이에 비해 작다. 안테나는 원격지의 신호원으로부터 수신되어 헬리콥터 동체(fuselage)에 고정된 다른 안테나로 반사되는 전자파에 대해 공진 요소(resonant elements)로서 안테나는 회전 날개의 공진 요소 및 직접 원격지의 신호원으로부터 신호를 수신한다. 수신된 신호는 헬리콥터 동체내의 수신 스테이션(receiver station)에 의해 처리되어 헬리콥터의 위치 및 경로를 결정하여 디스플레이한다. 이들 공지된 시스템은 항행 목적으로서만 응용가능하고 항공기와 원격 스테이션간의 효율적인 상호 통신에는 유용하지 않았다.

독일 특허 출원 제 2 835 932호는 헬리콥터 회전 날개의 첨단부에 설치된 안테나가 지도작성법 레이다 장치와 접속되어 또한 사용될 수도 있음을 개시한다.

독일 특허 출원 제 1 081 708호는 회전 날개형 항공기의 적어도 하나의 회전 날개를 따라 길이방향으로 연장되며 해당 회전 날개의 길이에 의해서만 제한되는 레이타 안테나를 개시한다. 이 안테나는 회전 날개내로 삽입된 도파관(a waveguide)으로 구성된다. 도파관 주위의 재료는 전자파를 투과시키며, 회전 날개의 금속 부분을 갖는 화합물내에 배열된 플라스틱 충진제(a plastic fill material)와 조합하여 폴리우레탄(polyurethane) 재료 또는 유리 섬유(glass fiber)로 구성될 수 있다. 도파관은 적어도 하나의 가요성 도파관에 의해 회전 날개를 수반하는 매스트(mast)의 상부에 접속되며, 상기 매스트를 통해 인도된 다른 도파관에 의해 비행기 동체내에 위치된 레이다 장치(a radar equipment)에 접속된다. 비행기의 회전 날개중 두 개 또는 모두에 대해 마찬가지의 장치가 제공될 수 있다.

군 및 상업상 통신 활동을 위해 가장 많이 사용되는 주파수 대역(frequency band)는 HF 주파수 대역이다. 이 주파수 대역은 2MHz와 30MHz 사이의 범위를 가지며, 현재 이용가능한 더 높은 주파수에 비해 기술적 및 전술적으로 다수의 장점을 갖는다. 전형적으로 현대적 장치에서, 헬리콥터와 함선간에 또는 다른 다수의 헬리콥터와 항공기간의 통신을 위해 HF 대역과 함께 군용 VHF(30-170MHz) 및 UHF (225-400MHz)가 사용된다.

HF 대역 주파수를 사용할 경우의 몇가지 장점은 HF 대역 주파수가 전리층으로 부터 반사되어 장거리 도약 통신(long rang skip communication)을 제공하게 되는 가장 높은 주파수이며, 보다 높은 주파수는 사이트 통신 라인(line of site communication)만을 제공할 뿐 수평선을 넘어 진행할 수 없으며, 그의 전파 감쇠는 주파수에 따라[20 log 주파수]의 인수로 증가한다는 것이다. 유효 범위에 있어서의 자연 현상, 안테나 효율 및 대기 노이즈(atmospheric noise)는 모두 주파수의 함수이며, 이들 요인에 대한 최상의 절층은 2MHz와 30MHz 사이에서 성취된다. 보다 효율적인 전력 증폭기는 HF 주파수 대역에서 허용가능하다.

항공기 및 헬리콥터에서의 HF 대역 성능을 제한하는 하나의 요인은 안테나의 길이이다. 최대 효율을 성취하려면, 안테나 길이는 파장과 같아야 한다. 파장(단위 : m)은 전파(radio waves)의 전파 속도(velocity of propagation)(단위 : m/s)를 주파수(단위 : H)로 나누므로써 계산될 수 있다. 전파의 전파 속도는 일정하며, 대략 3×10⁸m/s이다.

UHF 통신(전형적으로 300MHz)의 경우, 앞서 언급된 식으로부터 계산된 파장은 1m 이다. 이것은 앞서 설명된 안테나 형태와 같이 헬리콥터상에 탑재되는 안테나에 있어서 전자 장치로 부터의 공간 및, 군용 헬리콥터의 경우, 중군비(heavy armament)로 부터의 공간을 확보하려는 심한 경쟁에도 불구하고 실시가능한 길이다.

3MHz 주파수 HF 대역에서 파장을 계산해 보면 100m 길이의 안테나가 요구됨을 알 수 있다. 이것은 헬리콥터용으로는 비실용적인 길이이다.

이러한 문제점은 파장 계산으로부터 획득된 이상적인 길이의 약수(a submultiple of the ideal length)를 사용하므로써 극복될 수 있다. 그러나 안테나 길이가 감소됨에 따라 안테나 효율이 떨어진다

항공기 및 헬리콥터에서의 HF 대역 성능을 제한하는 다른 요인은 지향성 안테나를 제공하기가 어렵다는 것이다. 지향성 안테나는 안테나에 대한 일방향 또는 다수의 방향에서 증가된 이득(an increased gain)을 갖고 다른 방향으로서는 감소된 이득을 갖는다. 지향성이 없는 안테나는 지향성을 갖는 안테나에 비해 통신 범위의 손실을 초래하며, 의도되었던 수신기 이외의 수신기에 의해 신호가 수신되는 문제를 초래할 수도 있다. 이러한 지향성 안테나와 다른 안테나간에 최적의 통신을 제공하기 위해, 지향성 안테나는 이득이 증가되는 방향이 소정의 수신 안테나를 향해 배향되도록 방향 조정되어야 할 필요가 있다.

이러한 방향 조정(orientation)은 지향성 안테나를 물리적으로 회전시켜 다른 안테나를 향하도록 하므로써 달성될 수 있지만, 이는 안테나 길이 및 효율을 더욱 제한하며, 따라서 지향성으로 인해 증가된 이득을 상쇄(offset)하는 결과가 된다.

종래의 헬리콥터는 주로 금속으로 제조된 회전 날개를 구비하였다. 이들 회전 날개는 금속 부품으로 구성된 실질적인 도전 경로를 통해 기어박스(gearbox) 및 엔진(engine)에 고정되므로, 회전 날개를 안테나로서 이용하는 것을 더욱 어렵게 한다.

새로운 세대의 헬리콥터는 금속성 회전 날개로부터 복합 구성(composite construction)으로 이동해 가고 있다. 한가지 예로서, 주로 유리 섬유로 제조된 스타플렉스(Starflex) 회전 날개를 장착한 에어로스패티앨 유크레일(Aerospatiale Ecureuil)이 있다. 다른 헬리콥터는 내부에 포움(foam)을 갖는 탄소 및 유리 섬유로 제조된 날개를 가진다.

따라서, 본 발명은 회전 날개가 제공된 동체를 갖는 회전 날개형 항공기에 관한 것으로, 상기 회전 날개를 따라 길이방향으로 연장되며 상기 회전 날개의 길이에 의해서만 길이가 제한되며 상기 안테나 근방의 회전 날개의 재료는 비도전성인 안테나를 포함하는 회전 날개형 항공기를 제공한다. 이 안테나 시스템은 또한 전파를 송신 및 수신하기 위한 장치에 상기 안테나를 전기적으로 접속하는 수단을 포함한다.

이러한 안테나 시스템을 구비한 본 발명은 다수의 전기적으로 비전도성 회전 날개중 하나의 표면내에 매립되거나 또는 표면에 부착되는 전기 도체(electrical conductors)를 제공하며, 상기 각 전기 도체는 실질적으로 회전 날개의 전체 길이 위로 상기 비도전성 회전 날개중 하나의 주축에 평행하게 연장되고 안테나 시스템의 방사 요소(a radiating element)를 구성한다. 송신 또는 수신된 전파는 10 내지 150m 범위의 파장을 갖는다. 상기 접속 수단은 상기 비전도성 회전 날개와 함께 회전하며 상기 도체에 전기적으로 접속되는 제1수단(first means)과, 상기 본체에 고정되어 전파의 송신 및 수신을 위한 상기 장치에 접속되는 제2수단(second means)을 포함하며, 상기 제1 및 제2수단은 유도성 또는 용량성 수단에 의해 함께 결합되거나 또는 접촉식 브러쉬 수단(contact brush means)에 의해 함께 결합된다.

또한, 본 발명은 회전 날개형 항공기에서 전파를 송신 및 수신하기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 지향성 안테나를 제공하며, 세개 이상의 전기적으로 비도전성 회전 날개와 제각기의 회전 날개의 주축에 평행하게 그와 접촉하여 위치된 한 쌍의 전기 도체를 갖고, 제각기의 회전 날개의 주축에 평행하면서 상기 제1전기 도체에 전기적으로 접속되지 않게 위치된 하나 이상의 제2전기 도체를 또한 포함한다. 본 발명은 또한 다수의 전기 도체를 전파를 송신 및 수신하기 위한 장치에 접속하기 위한 수단과, 모든 전기 도체로 부터 상기 제1전기 도체를 동적으로 선택하되 상기 제1도체는 나머지 도체보다 상기 회전 날개형 항공기의 본체에 대한 제1사전 결정된 각 위치(a first predetermined angular position)에 더 가까운 각 위치를 갖도록 선택하고 다른 도체는 제2전기 도체로서 동적으로 선택하는 수단을 제공한다.

실시예 1에서, 제2전기 도체는 회전 날개형 항공기의 본체에 전기적으로 접속된다.

실시예 2에서, 하나 이상의 제2전기 도체에는 제1전기 도체에 제공되는 신호와 상이한 위상(out of phase)의 신호가 제공된다. 상이한 위상의 신호가 제공되는 상기 하나 이상의 제2전기 도체는 회전 날개형 항공기의 본체에 전기적으로 접속되지 않는 것이 바람직하다.

접속 수단은 슬립 링(slip rings)과 접촉 브러쉬(contact brushes)를 포함한다. 이 슬립 링 및 접촉 브러쉬는 도체를 제1도체 또는 제2도체로서 동적으로 선택하는 수단인 것이 또한 바람직하다. 다른 실시예에서, 이 선택 수단은 전기 다이오드(electrical diodes)와 이 전기 다이오드의 DC 바이어싱(direct current biasing)을 제어하는 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 지향성 안테나는 또한 기지의 지리적 위치(a known geographic point)에 대해 상기 제1 사전설정된 각 위치를 유지하기 위한 제어 수단(a control means)을 포함한다. 이 제어 수단은 스테핑 모터(a stepping motor)를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하기로는, 본 발명에 따른 지향성 안테나는 전파를 송신하거나 수신하기 위한 원격 장치(a remote apparatus)에 대해 제1사전결정된 각 위치를 일정하게 유지하기 위한 수단을 더 포함한다.

본 발명은 또한 회전 날개가 제공된 본체를 갖고 앞서 설명된 본 발명에 따른 안테나를 사용하는 회전 날개형 항공기에서 전파를 송신 및 수신하기 위한 통신 시스템을 제공한다.

제1도는 헬리콥터(100)의 동체(102)위에 위치된 회전 날개(101)를 갖는 헬리콥터(100)를 도시한다. 헬리콥터(100)는 길이가 약 15m이며, 동체(102)의 외부에 고정된 여러 장치(103)를 수반한다. 헬리콥터(100)의 동체(102)는 전파를 수신 및 송신하는데 사용된 주파수의 접지면(a ground plane)이 된다. 접지면이 아니면서, 아직 부착된 다른 장치(103)가 없는 동체(102) 영역을 찾기 어려우므로, HF 안테나는 보통 길이가 짧으며 따라서 효율이 낮다. 이것은 송신기 전력을 증가시키지 않고 극복하기 어려운 시스템 성능 저하를 초래한다. 더욱이, 회전가능한 안테나를 제공하기 어렵기 때문에 HF 안테나는 보통 무지향성(omni-directional) 안테나이다.

안테나 효율은 등방성 송신 안테나(an isotropic ratiator)의 경우 대략 다음 식으로 표시된다.

상기 식에서, h는 안테나의 길이(단위 : m), 파장은 송신 또는 수신된 신호의 파장(단위 : m), π는 대략 3.1415926이다.

상기 식으로부터 3MHz에서 100미터 길이의 안테나는 1의 효율을 갖지만, 동일한 주파수에서 2미터 길이의 안테나는 단지 0.0033의 효율만을 갖는 것을 알 수 있다. 이와 같이 감소된 길이로 인한 효율의 저하는 안테나가 송신 모드(transmit mode)와 수신 모드(receive mode)에서 모두 사용될 때 발생한다. 수신 안테나 이득(receive antenna gain)은 다른 요소는 물론 안테나의 효율 및 지향성에 의존한다.

안테나 이득과 전체 시스템 성능간의 관계는 다음의 식으로 표시될 수 있다.

Pr=Pt+Gt+Gr-20logf-20logR-32.4-La

상기 식에서, Pr은 수신 전력(dBm), Pt는 송신기 전력의 피크(peak)(dBm), Gt는 송신 안테나 이득(dB), Gr는 수신 안네타 이득(dB), f는 주파수(MHz), R은 유효범위(해리(nautical miles)), La는 추가 손실(dB)이다. 인수 32.4는 주파수 및 거리에 사용된 단위(units)를 반영하는 상수이다.

주파수 및 요구된 유효 범위는 어떤 소정의 설계에 따라 고정된다. 추가 손실은 우수한 설계에 의해 완전히 최소화된다. 전 파장 무지향성 안테나가, 예를들면, 함선에서 사용된 경우, 1의 이득을 얻을 수 있다.

종래의 헬리콥터는 비효율적인 무지향성 안테나를 사용하도록 되어 있으므로, 앞서 주어진 안테나 효율에 대한 식으로 측정된 바와 같이, 요구된 성능을 성취하기 위한 유일한 선택은 송신기 전력을 증가시키는 것이었다

헬리콥터간에 통신 링크가 설정된 경우, 상기 식으로부터 링크 성능은 송신 안테나 및 수신 안테나 양자의 영향을 받게 됨을 알 수 있다.

제2도에 도시된 바와같이, 헬리콥터의 회전 날개(200)를 안테나로 사용하면 안테나 길이가 훨씬 더 길어지므로 보다 효율적이다. 이후 설명되는 날개에 포함된 방사 요소(radiating element)를 제외하면, 회전 날개(200)의 구조는 실제적으로 전기적 비도전성이어야 한다. 회전 날개를 안테나로서 사용하면 시스템 성능은 향상되며, 안테나 효율이 송신 안테나 이득 및 수신 안테나 이득 양자의 영향을 받게 되는 헬리콥터간의 통신에서 특히 향상된다.

제2도는 회전 날개(200)가 리딩 에지(leading edge)에 제공된 부식 방지막(erosion shield)(210)을 구비한 본 발명의 실시예 1을 도시한다. 부식 방지막(210)은 공기중의 먼지 입자와 같은 입자로 인한 손상으로부터 회전 날개의 리딩 에지를 보호하기 위한 것이다. 부식 방지막(210)은 또한, 지면 가까이서 선회하거나 혹은 착륙하는 동안 충돌하는 군엽(striking foliage)과 같은 것에 대해서도 어느 정도의 보호를 제공한다. 부식방지막(210)은 전형적으로 티타늄(titanium)과 같은 금속으로 제조된다.

부식 방지막(210)은 회전 날개의 전체 길이에 걸쳐 연장되어, 회전 날개의 길이와 실질적으로 동일한 안테나를 제공한다. 두개 이상의 회전 날개에 연속적인 동시 접속을 제공하므로써 약 두배의 회전 날개 길이를 갖는 효율적인 안테나가 획득될 수 있다. 이것은 3MHz에서, 100m의 이상적인 안테나 길이에 대한 효율이 1이고 2m의 안테나 길이에 대한 효율이 0.0033인 것과 견주었을때, 약 0.7의 효율(회전 날개의 길이에 따름)을 제공하게 된다. 실시예 1에서는, 헬리콥터의 모든 회전 날개가 사용된다.

이 부식 방지막(210)으로부터 헬리콥터(100)의 동체(201)내의 장치로의 전기적 접속(electrical connections)은 제4도 내지 6도를 참조하여 이후 설명되는 3가지 방법중 하나에 의해 이루어진다. 전형적으로, 본 발명이 구현되지 않았을 경우, 부식 방지막(210)을 접지시켜 벼락 및 전자기 펄스에 대한 보호를 제공하기 위해 접합 점퍼(bonding jumpers)가 사용된다.

이러한 보호는 필요하다면 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 바와 같이 적절한 브레이크다운 전압(a breakdown voltage)의 스파크 갭(spark gabs)을 사용함으로써 유지될 수 있다. 마찬가지로 회전 날개의 운동으로 인한 정전기 형성(static build up)을 방지하는, 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자에게 알려진 방법이(예를들면, 방전 심리(discharge wicks)의 형태로) 사용될 수 있다.

제3도는 회전 날개(300)에 이미 존재하는 히터 필라멘트(heater filament)(310)를 안테나로서 사용하는 본 발명의 실시예 2를 도시한다.

회전 날개(300)의 전방 에지(front edge)에는 회전 날개의 리딩 에지 제빙용으로 사용되는 히터 필라멘트(310)가 위치된다. 송신 및 수신 신호는 필라멘트(310)에 전력을 전달하는데 사용된 것과 동일한 수단을 사용하여 헬리콥터(100) 동체(102)내의 무선 장치(radio apparatus)에 제공된다. 이에 관하여는 제4도 내지 6도를 참조하여 이후 설명된다. 본 실시예는 송신기 신호를 히터 필라멘트(310)용 전력과 결합하고 수신기 신호를 전력으로부터 분리되는 수단을 또한 필요로 한다. 이를 성취하기 위한 수단은 당 기술분야에 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려져 있으며, 자동차에서 방풍창 요소(windscreen elements)를 자동차 유리의 흐림 제거 요소(demisting elements) 및 수신 안테나(receiving aerials)의 이중 목적으로 사용하는 것과 같이 광범위하게 응용된다.

실시예 1에서 사용된 부식 방지막(210)에서와 같이, 안테나의 길이는 실질적으로 회전 날개(300)의 길이와 유사하거나, 혹은 다수의 회전 날개가 사용된 경우 이 값의 두 배가 된다.

무시할 수 있을 정도의 시스템 비용에 비해 전체 시스템 성능은 향상된다.

송신기 전력이 일정하게 유지되면, 더욱 큰 신호 전력이 방사되며, 송신되는 신호는 무선 혼신(radio jamming)에 대해 보다 큰 면역성(immunity)을 제공한다.

안테나는 안테나로 부터의 방사가 동체 차체로 인한 안테나 그늘(shading)을 수반하지 않는 무지향성을 갖도록 헬리콥터 동체 위에 위치된다.

헬리콥터가 저고도에서 선회할 때, 이 안테나는 헬리콥터의 동체상에 위치된 안테나에 비해 접지면에 대해 더 높은 곳에 위치되므로 향상된 통신을 제공한다.

시스템 성능에 대한 식에 나타난 추가 손실은 안테나로부터 기체(airframe)에 이르는 용량성 손실(capacitive losses)을 포함한다. 이들 손실은 동체로부터 안테나에 이르는 거리가 보다 멀기 때문에 감소한다.

헬리콥터로부터 절연체로 이격된 와이어 안테나(a wire antenna)로 구성된 앞서 설명된 형태의 종래의 안테나와 비교했을 때, 본 발명의 안테나는 훨씬 더 기계적으로 강하며, 지면 처리 프로세서(ground handing process)시에 손상을 받기 어렵다. 제한된 공간에 격납하기 위해 접히는 미부(a folding tail)를 구비한 헬리콥터의 경우에도, 본 발명의 안테나는 지면 처리 프로세스시에 손상을 받기 어렵다.

송신 안테나가 조종사로부터 더욱 멀리 위치되어 그 결과 전자기 필드에 대한 노출이 감소되므로 사람의 안전이 더욱 향상된다. 송신기 전력을 감소시킬 수 있으므로 또한 전자기 필드에의 노출이 감소된다.

제4도는 헬리콥터(100) 동체(102)내의 무선 장치에 안테나를 접속하는 방법을 도시한다. 제4도에 의하면, 하나 이상의 회전 날개상의 안테나(예를들면, 부식 방지막(210) 혹은 히터 필라멘트(310)에 부착된 제1 실린더(a first cylinder)(410) 형태의 회전 판(a rotating plate)과, 제1실린더와 동심인 제2 실린더(a second cylinder)(412) 형태의 다른 고정 판(fixed plate) 사이에 용량성 결합(capacitive coupling)을 사용한다. 이들 두 실린더 사이에는 유전체(a dielectric)로서 작용하는 공간(air space)(411)이 존재한다. 두 실린더(420,412)에 의해 형성된 캐패시터(capacitor)로부터 회전 날개 축(rotor shaft)(421)을 절연시키기 위해 절연체(an in sulator)가 사용된다.

제5도는 유도성 결합(inductive coupling)을 사용하여 안테나에 접속하는 수단을 도시한다. 공기에 의해 이격된 트랜스포머(air spaced transformer)의 한쪽 회전 권선(rotating winding)(510)은 케이블(cable)(420)을 통해 회전 날개에 접속되며, 접속부(511)에 의해 회전 축에 접속된다.

공기에 의해 이격된 트랜스포머의 다른 고정 권선(521)은 케이블(520)을 통해 헬리콥터(100)의 동체(102) 내 무선 장치에 접속된다.

제6도는 방사 요소에 대한 다른 접속 수단을 도시한다. 방사 요소는 부식 방지막(210), 제빙 요소(310), 매립된 와이어(an embedded wire) 혹은 도전막(a conductive coating)일 수도 있다. 케이블(420)은 방사 요소에 접속되어 회전 날개 축(421)에 대한 경로를 형성한다. 본 실시예의 경우 헬리콥터(100) 동체(102)내에 무선 장치에 대한 접속은 슬립 링(620)과 접촉 브러쉬(623)에 의해 이루어진다. 케이블(420)은 헬리콥터 회전 날개(101)를 수반하는 축(421)을 중심으로 회전하는 도전성 슬립 링(a conducting slip ring)(620)에 접속된다. 브러쉬(623)는 슬립 링(620)과 함께 동작하며, 고정도체(stationary conductor)에 결합된다.

안테나로서 히터 필라멘트(310) 혹은 부식 방지막(210)(혹은 심지어 종래의 HF 안테나)이 사용되건 또는 안테나에 대한 접속 수단이 사용되건, 광범위한 주파수에 대해 안테나 임피던스(impedance)를 송신기 및 수신기 임피던스에 정합시키기 위해 시스템내에는 안테나 동조 유닛(tuning unit)을 포함할 필요가 있다. 안테나 동조 유닛의 설계 및 구성은 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려져 있으므로 더 이상 설명되지 않는다.

안테나의 실시예 3은 날개에 매립된 와이러를 포함한다. 이 와이어는 회전 날개내의 공동(cavity)에 위치되거나, 날개(200) 후방부(rear section)의 표면상에 금속 박 층(a layer of metallic foil)을 포함하므로써 제조되는 것이 바람직하다. 안테나에 대한 접속은 앞서 설명된 3가지 방법, 즉, 슬립 링(620)과 브러쉬(623) 용량성 결합 또는 유도성 결합중 한가지 방법에 의해 성취된다.

안테나의 실시예 4는 복합 날개(composite blade)상의 부식을 방지하기 위해 사용된 니켈 스프레이(a nickel spray)를 사용한다. 날개(200)내에 매립된 와이어는 앞서 설명된 바와 같이 도전막에 대한 접속이 이루어진다.

송신 안테나로부터 혹은 수신 안테나로 방사된 필드 강도(field strength)를 집중시키기 위해 지향성 안테나가 사용된다. 제7도는 무지향성 안테나(700)로 부터 혹은 무지향성 안테나(700)로의 방사를 나타낸 극선도(polar diagram)를 도시한다. 방사상 위치(radial position)는 그 각 방향으로 송신 또는 수신된 상대적인 필드 강도를 나타낸다. 헬리콥터의 모든 회전 날개에 부착된 도체를 사용하는 무지향성 안테나의 극선 도는 본 도면의 형태이다.

제8도는 무지향성 송신을 사용한 경우에 예상되는 상황을 도시한다. 헬리콥터(811)는 무지향성 안테나를 사용하여 송신하므로 함선(821,822)에 의해 수신되는 신호 강도는 함선의 각 위치가 아니라 헬리콥터(811)로부터 함선의 방사상 거리에만 의존된다. 통신을 원하는 함선(821)은 실제로 함선(822)보다 낮은 신호 강도를 수신한다. 이러한 상황에서 송신 헬리콥터로 부터의 전자기 방사선 방출(electromagnetic radiation emissions)이 모니터(monitor)될 수 있다. 신호는 흔히 부호화 장치(an encryption device)에 의해 부호화되지만 무선 신호가 검출된다는 사실은 유용한 정보일 수도 있다.

제9도는 본 실시예의 경우 야기형 안테나(a Yagi type antenna)인 지향성 안테나(900)의 대표적인 극선도를 도시한다. 2차 로브(secondary lobes)(931,932)로 둘러싸인 각 위치는 인접한 영역(921,922)보다 더 큰 이득을 갖지만, 이러한 이득은 주 로브(main lobe)(910)로 둘러싸인 각 위치에서의 이득 혹은 제7도에 도시된 것과 같은 극선도를 갖는 무지향성 안테나(1100)의 이득보다는 훨씬 낮다. 이 안테나(900)의 경우에는 주 로브(910)로 둘러싸인 각 우치내에서의 이득을 증가시키기 위해 원치 않는 영역(921,922)내에서의 방사라는 댓가를 치르게 된다. 이 때 증가되는 이득은 다음 식으로 나타낼 수 있다.

이득(비율)=(4*π*Ae)/(Wl*Wl)

상기 식에서 Ae는 로브의 유효 영역이고, Wl은 송신 혹은 수신된 신호의 파장 길이이다.

증가된 범위는 송신 및 수신동안 원하는 방향(로브(910)로 둘러싸인 각 위치내의)에서 이루어진다. 또한 제12도 및 제10도를 참조하여 이후 설명된 바와 같이, 신호가 의도된 수신기 이외의 다른 수신기에 의해 수신되는 것에 대한 보안성이 증가된다.

제10도는 헬리콥터(1011)가 제9도에 도시된 것과 동일한 극선도를 갖는 지향성 안테나를 구비한 것을 제외하면 제8도와 동일한 상황을 도시한다. 이 지향성 안테나는 발견될 위험을 최소화하면서, 예를들면, 함선과 통신하는데 사용될 수도 있다.

회전 안테나를 무선 장비에 연결하기 위한 결합 방법(a coupling method)이 필요하다. 이러한 목적으로 슬립 링 및 브러쉬가 사용될 수 있다. 정류자 형태의 슬립 링이 사용된 경우, 회전 안테나가 회전할 때 회전 안테나에 의해 그려지는 원효의 부분(a portion of the arc) 동안만 안테나가 무선 신호를 수신 및 송신하는 장치에 선택적으로 접속된다. 안테나로 부터의 전자기 방사는 안테나가 전파 수신 및 송신 장치에 접속되는 상기 부분내에 위치한 다른 안테나로부터만 수신되거나 상기 부분내에 위치한 다른 안테나로만 송신된다.

제11도는 제어가능한 지향성 안테나를 형성하는 정류자(1100)의 사시도로서, 회전 안테나/날개 조립체(assembly) 중 몇몇 요소는 송신을 위해 사용되고, 안테나/날개 조립체의 다른 요소는 항공기 구조물에 접지되거나 혹은 그 범위중 선택된 세그먼트(selected segments of its sweep) 동안만 위상 시프트된 신호(phase shifted signal)를 공급받는다.

정류자(1100)는 회전 날개와 함께 회전하지 않는 쉘(a shell)(1111)과 회전 날개와 함께 회전하는 회전날개 축(1112)의 일부로 구성된다. 쉘(1111)은 다수의 슬립 링(1121,1122), 바람직하기로는 회전 날개 하나당 하나의 슬립 링을 포함한다. 이 슬립 링은 이후 설명되는 바와 같이 무선 신호를 송신 및 수신하는 장치에 접속되거나 혹은 헬리콥터 본체에 접속된다. 회전 축은 회전 날개상의 하나 이상의 전기 도체에 접속된 브러쉬(1141,1142)를 가진다. 브러쉬(1141,1142)는 대응하는 슬립 링(1211,1122)에 대한 접속을 제공한다.

각 슬립 링은 다수의 각도 부분(angular portions)으로 나뉘어지며, 각각의 부분은 헬리콥터 본체, 제로 위상 쉬프트 신호(a zero phase shift signal), 위상 쉬프트 신호(a phase shifted signal) 중 어느 하나에 접속된다.

이와 같이 하여, 회전 날개상의 어느 하나의 전기도체에 제공된 신호는 헬리콥터 본체에 대한 도체의 물리적 위치에 따라 형성될 수 있다. 통상, 어느 한 전기 도체로 부터의 접속을 끊고 다른 전기 도체에 접속하는 사이에 갭(gap)(1131,1132)이 존재하게 된다.

정류자는 안테나 패턴에 지향성을 달성하기 위해 사용된다. 이것은 또한 다양한 구성으로 정류를 사용하여 방향조정된 에너지 로브(910)의 방향을 제어할 수 있는 잇점을 제공한다. 전기 도체에 대한 접속을 적절히 선택하므로써, 안테나의 주 빔(main beam)의 지향성은 더욱 커질 수 있으며, 최대 방사 방향은 항공기의 길이방향 축(longitudinal axis)에 대해 제어될 수 있다.

이 지향성은 두 개 이상의 날개에 송신기 전력을 공급하고 나머지 날개중 하나 이상의 날개에 위상 쉬프트된 에너지를 공급하거나 그들을 접지시켜서 후방 로브(back lobe)의 방사 필드 강도를 감소시키므로써 성취된다.

접지 구성

실시예 1에서, 안테나는 회전시 활성 부분(active portion)으로부터 180°에 위치된 원호 부분에서 접지된 경우, 지향성은 더욱 향상된다. 제12도는 5개도의 회전 날개를 갖는 대표적인 복합 회전자(a typical composite rotor)를 도시한다. 이 도면에서, 회전 날개 사이의 각도는 72°이다. 회전시, 어느 한 순간에 정류자가 두개의 회전 날개(1201,1205)의 안테나 도체에 무선 신호 송신 및 수신 장치를 접속하도록 배열되면, 나머지 3개의 회전 날개로부터 지향성에 전혀 영향을 받지 않는 방향 특성(directional properties)를 갖는 V형 안테나를 형성하게 된다. 회전 날개(1202,1204)의 안테나 도체는 반사기(a reflector)로서 동작하기 위해 그리고 안테나의 지향성을 더욱 강화시키기 위해 접지되는 것이 바람직하다. 날개(1203)는 접지되거나 개방된다. 회전 날개 조립체가 반시계 방향으로 회전하면, 회전 날개(1202)는 회전 날개(1202)의 위치로 회전한다. 바람직한 실시예에서, 정류자내에는 회전 날개가 무선 신호 송신 및 수신 장치에 접속될 때와 접지될 때의 사이에, 날개가 개방되는 갭이 존재하게 된다.

제11도에 도시된 바와 같은 수직으로 엇갈려 배치된 시스템이 정류자로 사용된다. 이러한 기법은 두 날개의 안테나 도체가 항상 무선 신호 송신 및 수신 장치에 접속되며 최적의 결합이 성취될 것을 보장한다.

전기적 결합(electrical contacts)은 또한 각 날개에 대해 하나씩 다수의 코일 또는 캐패시터를 사용하여 유도성 결합 혹은 용량성 결합으로 성취될 수 있다. 개개의 코일 또는 캐패시터는, 예를들면 역 바이어스형 다이오드 제어 수단(means of reversed biased diode control)에 의해 적절한 시기에 선택될 수 있다.

제13도는 회전 날개가 전파 송신 및 수신 장치에 접속될 때 회전 날개(1205,1201)를 접속하기 위해 유도성 결합을 사용하는 장치를 도시한다. 전파 송신 및 수신 장치로부터 제13도에 도시된 장치로의 접속(1301)은 바람직하게는 동축선(caxial) 저속으로 이루어진다.

이후에서는 신호가 회전 날개(1205,1201)에 의해 송신되는 것으로 가정한다. 신호가 수신되는 경우에는 경로가 반대로 되어야 한다. 신호는 직류 분리(d. c. isolation)를 위해 트랜스포머를 통해 유도성 결합된다. 신호는 접속부(1306)를 통해 인가되어 다이오드(1304)의 바이어스를 제어한다.

이 신호는 회전 축 위치와 동기된 펄스(a pulse)이며, 송신 신호가 회전 날개(1205,1201)상으로 보내져야 할 때 나타난다. 송신되는 신호가 바이어스 공급 장치를 통해 단락되는 것을 방지하기 위해 신호는 r.f. 쵸크(r.f. choke)를 통해 공급된다. 펄스가 발생하면, 다이오드는 순방향으로 바이어스되어 송신기 신호가 유도성 결합 메카니즘(inductive coupling mechanism)(1310)을 통과하여 회전 날개(1205,1201)에 전달된다. 코일(1312)은 회전 축상에 설치되며, 코일(1311)은 코일(1312)과 동심을 이루면서 동체(102)에 고정된다. 펄스가 발생하지 않으면, 다이오드는 역방향 바이어스되어 송신기 신호가 통과할 수 없게 된다. 이때 송신 신호는 직류 차단 캐패시터(d.c. blocking capacitor)(1303)를 통해 분리 트랜스포머(isolating transformer)에 복귀된다. 다이오드는 방사된 r.f. 전력을 처리할 수 있어야 하며, 차단 캐패시터는 r.f. 전류를 도전시킬 수 있어야 한다.

5개의 회전 날개(1201,1202,1203,1204,1205)를 갖는 본 바람직한 실시예에서는, 단일의 접속부(1301), 분리 트랜스포머(1302) 및 직류 차단 캐패시터(1303)가 사용된다. 각각의 날개에 대해 별도의 다이오드(1304)와 유도성 결합 메카니즘(1310)이 제공된다. 다이오드와 유도성 결합 메카니즘의 직렬 결합은 분리 트랜스포머와 직류 차단 캐패시터 사이에 병렬로 접속된다. 이 직렬 결합의 수는 날개의 수와 동일하며, 코일(1312)은 각 회전 날개 쌍들 사이에 접속된다.

r.f. 쵸크(1305)는 각각의 다이오드와 제각기의 타이밍 펄스 소스(source) 사이에 접속된다. 타이밍 펄스는 요구된 각 펄스동안 회전 축에 고정된 자석(a magnet)과 픽업(pickup) 코일을 사용하므로써 회전 축으로부터 획득된다. 대안적으로, 사진광학 결합 장치(an arrangement of photo-potical coupling)가 사용될 수도 있다. 요구에 따라 펄스가 형성되며 진폭이 처리된다. 그리고 나서, 펄스는 지연 수단(delay means)을 통과하며, 지연량은 지연 수단 외부에서 제어될 수 있다. 지연을 제어하므로써 고정된 지리적 위치에 대한 방사 로브의 각 위치를 제어할 수 있다. 모든 펄스는 동일한 양으로 지연된다.

대안적으로, 펄스가 펄스 발생기(pulse generator)에 의해 생성되고, 하나의 축 위치 펄스(one shaft position pulse)에 의해 동기화될 수 있다. 각각의 제어 필스는, 5개의 날개를 가진 회전 조립체의 경우, 시간 영역(time domain)에서 선행하는 펄스로부터 72°만큼 변위된다.

위상 쉬프트 구성

실시예 2에서, V형상을 이루는 두개의 인접한 회전 날개(1201,1205)에 1차(즉, 제로 위상 쉬프트) 무선 주파수가 공급되어 쌍극 형식(즉, 전방 로브 및 후방 로브를 가짐)의 지향성 패턴이 형성된다. 그러나 소정의 방향에 반대되는 방향으로 방향조정된 상당량의 방사가 여전히 존재한다.

이를 감소시키기 위해, 회전 날개(1202,1204)는 위상 쉬프트된 신호(즉, 제로 각도로부터 변위된 신호)로 구동되어 전방 로브를 강화하고 후방 로브에 대해서는 얼마간의 상쇄 효과를 제공한다. 요구된 위상 쉬프트량(amount of phase shift)은, 안테나 이론(antenna theory) 분야에 숙련된 자에게 알려진 바와 같이, 수학적 모델링(mathematical modelling)에 의해 확립될 수도 있다. 회전 날개(1203)도 또한 동일한 방식(즉, 상이한 위상 신호가 공급되거나 또는 반사기로서 동작하도록 접지됨)으로 이용될 수 있다.

날개가 반시계 방향으로 약 72°회전하면, 전파를 송신 및 수신하는 장치로 부터의 공급을 수신하는 정류자 와이퍼(wipers)는 회전 날개(1205,1201)와의 접속을 끊고, 대신에 회전 날개(1201,1202)를 1차 방사기(primary radiators)로서 이용한다. 마찬가지로 날개(1201,1202)와의 접속이 또한 끊어지면, 이제 날개(1202,1203)가 정류자 와이퍼에 위상 제어된 공급을 결합(engage)하여 1차 로브를 강화하고 후방 로브에 대한 상쇄 효과를 제공한다. 정류자의 회전에 의해 1차 신호 공급 및 위상 제어 신호를 공급양자로의 날개의 접속이 형성되며, 72°회전시마다 변화한다.

지향성 안테나와 다른 안테나간에 최적의 통신을 제공하기 위해, 지향성 안테나는 증가된 이득의 방향이 소정의 수신 안테나를 향해 배향되도록 방향조정될 필요가 있다.

이것은 송신 및 수신 장치에 접속되는 정류자 쉘(shell)(1111)을 회전시켜 전기 도체가 지나가는 상이한 원호 부분에서 장치에 연결되도록 함으로써 성취될 수 있다. 정류자의 회전은 스테핑 모터(steppeing motor)를 사용하여 행해진다.

모든 현대 항공기 장비는 디지날 데이타 베이스(a digital data bus)를 통해 항공기상의 다른 장비와 통신한다. 이 데이타 버스는 중앙의 컴퓨터(a central computer)로부터 항공전자 장비(avionic equipment)로 인스트럭션을 전달한다. 스테링 모터는 이 데이터 버스로 부터의 적절한 인터페이스(a suitable interface)를 통해 제어된다. 이와 같은 인터페이스 구성은 항공전자 장비의 설계 분야에 숙련된 자에게 잘 알려져 있다. 비행 컴퓨터(fight computer)에는 통신을 목적으로 하는 송신기 또는 수신기의 기능(bearing)이 제공된다. 비행 컴퓨터는 또한 항공기의 기존 경로를 엑세스할 수 있다. 이들로부터, 요구된 정류자의 위치를 결정하고 스테핑 모터를 제어하여 안테나의 지향성을 제어할 수 있다. 항공기가 경로를 변경하면, 안테나는 적절한 방향으로 방향조정되어 유지된다.

종래의 안테나에서는 물론 이상 설명된 본 발명의 모든 실시예에서 광범위한 주파수를 통해 안테나 임피던스가 송신기 및 수신기의 임피던스와 정합되도록 안테나 동조 유닛을 시스템내에 포함할 필요가 있다. 안테나 동조 유닛의 설계 및 구성은 본 기술분야에 숙련된 자에게 잘 알려져 있으므로 더 이상 설명되지 않는다.

Claims

동체(102)에 회전 날개(101)가 제공된 회전 날개형 항공기(100)의 안테나 시스템에 있어서, 상기 회전 날개를 따라 길이방향으로 연장되며 상기 회전 날개의 길이에 의해서만 길이가 제한된 도전성 안테나 수단-상기 안테나 수단 근방의 재료는 비도전성임-, 상기 안테나 수단을 전파를 송신 및 수신하는 장치에 전기적으로 접속하기 위한 접속 수단을 포함하되, 상기 접속 수단은, 상기 회전 날개와 함께 회전하며 상기 안테나 수단에 전기적으로 접속된 제1수단, 상기 동체에 고정되며 상기 전파의 송신 및 수신을 위한 장치에 접속된 제2수단을 포함하고, 상기 안테나 수단은, 제각기 다수의 전기적 비도전성 회전 날개중 하나의 회전 날개의 표면내에 매립되거나 표면에 부착되고, 실질적으로 상기 비도전성 회전 날개의 전체 길이에 걸쳐 상기 비도전성 회전 날개 중 하나의 날개의 주축에 평행하게 연장되며, 상기 안테나 시스템의 방사요소를 구성하는 전기적 도체(210,310)를 포함하고, 상기 송신 및 수신된 전파는 10 내지 150미터 범위의 파장을 가지며, 상기 제1 및 제2수단(410, 510,620, 412, 521, 623)은 유도성 또는 용량성 수단(400,500)에 의해 함께 결합되거나 접촉 브러쉬 수단(600)에 의해 함께 결합된 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전기 도체(210)의 각각은 상기 비도전성 회전 날개(200,300)중 하나의 회전 날개의 리딩 에지 표면을 따라 위치되며, 동시에 상기 회전 날개가 손상되는 것을 방지하기 위한 부식 방지막으로서 작용하는 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전기 도체의 각각은 상기 비도전성 회전 날개(200,300)중 하나의 회전 날개의 리딩 에지 표면을 따라 위치되고, 동시에 전기 히터 필라멘트(310)로서 사용되며, 상기 히터 필라멘트(310)에 공급되는 파워로부터 송신 또는 수신되는 무선 신호를 결합 또는 분리하기 위한 수단을 포함하는 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 도체는 상기 비도전성 회전 날개(200,300)의 표면에 도포된 도전막인 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속 수단은 제1표면(410)과 제2표면(412)를 포함하되, 상기 제1표면(410)은 상기 회전 날개(101)와 함께 회전하고, 상기 제2표면(412)은 상기 동체(102)에 고정되며, 상기 제1표면(410) 및 제2표면(412)은 용량성 결합되는 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속 수단은 제1트랜스포머 권선(510) 및 제2트랜스포머 권선(521)을 포함하되, 상기 제1권선(510)은 상기 회전 날개(101)와 함께 회전하고, 상기 제2권선(521)은 상기 동체(102)에 고정되며, 상기 제1권선(510) 및 상기 제2권선(521)은 유도성 접속되는 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속 수단은 슬립 링(620)과 접촉 브러쉬(623)를 포함하는 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
3개 이상의 회전 날개(101)가 제공된 본체(102)를 갖는 회전 날개형 항공기(100)에서 전파를 송신 또는 수신하기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 지향성 안테나에 있어서, 각각이 제각기의 전기적 비도전성 회전 날개(200)의 주축에 평행하게 위치되며 상기 회전 날개(200)의 표면내에 매립되거나 표면에 부착된 두개의 제1전기 도체(210), 각각이 제각기의 회전 날개(200)의 주축에 평행하게 위치되고, 상기 회전 날개(200)의 표면내에 매립되거나 표면에 부착되며, 상기 제1전기 도체에 전기적으로 접속되지 않는 하나 이상의 제2전기 도체(210), 상기 다수의 제1전기 도체(210)를 상기 전파 송신 또는 수신용 장치에 접속하기 위한 수단(1100), 상기 모든 전기 도체로부터 상기 제1전기 도체(210) 및 제2전기 도체를 동적으로 선택하되, 상기 제1전기 도체는 상기 도체중 다른 도체보다 상기 회전 날개형 항공기(100)의 본체(102)에 대한 제1사전 결정된 각 위치(angular position)에 더 근접하는 각 위치를 갖도록 선택하며, 상기 도체중 다른 도체는 제2전기 도체로서 동적으로 선택하는 수단(1121,1122,1141,1142)을 포함하되, 상기 제1 및 제2전기 도체(210)는 10 내지 150미터 범위의 파장을 갖는 상기 전파를 위한 방사 요소를 구성하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제8항에 있어서, 상기 제2도체(210)는 상기 회전 날개형 항공기(100)의 본체(102)에 전기적으로 접속되는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 제2전기 도체에는 상기 제1전기 도체(210)에 제공된 신호와 상이한 위상의 신호가 제공되는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제10항에 있어서, 상기 제2전기 도체(210)중 상이한 위상 신호가 제공되지 않는 하나 이상의 전기 도체는 상기 회전 날개형 항공기(100)의 본체(102)에 전기적으로 접속되는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제8항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속 수단(1100)은 슬립 링(1121,1122) 및 접촉 브러쉬(1141,1142)를 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제8항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도체(210)를 제1도체로서 또는 제2도체로서 동적으로 선택하는 상기 수단은 슬립 링(1121,1122) 및 접촉 브러쉬(1141,1142)를 포함하는 회전 날개형 항공기 지향성 안테나.
제8항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도체(210)를 제1도체로서 또는 제2도체로서 동적으로 선택하는 상기 수단은 전기 다이오드(1305) 및 상기 전기 다이오드의 직류 바이어싱을 제어하는 수단(1306,1305)을 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제8항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 기지의 지리적 위치에 대해 유지하는 제어 수단(1152)을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제8항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단(1152)은 스테핑 모터를 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제8항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 상기 전파 송신 또는 수신용 원격 장치에 대해 일정하게 유지하는 수단을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제8항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 전기 도체(210)의 길이는 실질적으로 상기 회전 날개(200)의 길이와 유사한 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제4항에 있어서, 상기 접속 수단은 제1표면(410)과 제2표면(412)을 포함하되, 상기 제1표면(410)은 상기 회전 날개(101)와 함께 회전하고, 상기 제2표면(412)은 상기 동체(102)에 고정되며, 상기 제1표면(410) 및 제2표면(412)은 용량성 결합되는 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
제4항에 있어서, 상기 접속 수단은 제1트랜스포머 권선(510) 및 제2트랜스포머 권선(521)을 포함하되, 상기 제1권선(510)은 상기 회전 날개(101)와 함께 회전하고, 상기 제2권선(521)은 상기 동체(102)에 고정되며, 상기 제1권선(510) 및 상기 제2권선(521)은 유도성 접속되는 회전 날개형 항공기의 안테나 시스템.
제12항에 있어서, 상기 도체(210)를 제1도체로서 또는 제2도체로서 동적으로 선택하는 상기 수단은 슬립 링(1121,1122) 및 접촉 브러쉬(1141,1142)를 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제12항에 있어서, 상기 도체(210)를 제1도체로서 또는 제2도체로서 동적으로 선택하는 상기 수단은 전기 다이오드(1305) 및 상기 전기 다이오드의 직류 바이어싱을 제어하는 수단(1306,1305)을 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제13항에 있어서, 상기 도체(210)를 제1도체로서 또는 제2도체로서 동적으로 선택하는 상기 수단은 전기 다이오드(1305) 및 상기 전기 다이오드의 직류 바이어싱을 제어하는 수단(1306,1305)을 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제12항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 기지의 지리적 위치에 대해 유지하는 제어 수단(1152)을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제13항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 기지의 지리적 위치에 대해 유지하는 제어 수단(1152)을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제14항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 기지의 지리적 위치에 대해 유지하는 제어 수단(1152)을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제12항에 있어서, 상기 제어 수단(1152)은 스테핑 모터를 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제13항에 있어서, 상기 제어 수단(1152)은 스테핑 모터를 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제14항에 있어서, 상기 제어 수단(1152)은 스테핑 모터를 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제15항에 있어서, 상기 제어 수단(1152)은 스테핑 모터를 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제12항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 상기 전파 송신 또는 수신용 원격 장치에 대해 일정하게 유지하는 수단을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제13항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 상기 전파 송신 또는 수신용 원격 장치에 대해 일정하게 유지하는 수단을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제14항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 상기 전파 송신 또는 수신용 원격 장치에 대해 일정하게 유지하는 수단을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제15항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 상기 전파 송신 또는 수신용 원격 장치에 대해 일정하게 유지하는 수단을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제16항에 있어서, 상기 제1사전결정된 각 위치를 상기 전파 송신 또는 수신용 원격 장치에 대해 일정하게 유지하는 수단을 더 포함하는 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제12항에 있어서, 상기 각 전기 도체(210)의 길이는 실질적으로 상기 회전 날개(200)의 길이와 유사한 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제13항에 있어서, 상기 각 전기 도체(210)의 길이는 실질적으로 상기 회전 날개(200)의 길이와 유사한 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제14항에 있어서, 상기 각 전기 도체(210)의 길이는 실질적으로 상기 회전 날개(200)의 길이와 유사한 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제15항에 있어서, 상기 각 전기 도체(210)의 길이는 실질적으로 상기 회전 날개(200)의 길이와 유사한 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제16항에 있어서, 상기 각 전기 도체(210)의 길이는 실질적으로 상기 회전 날개(200)의 길이와 유사한 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.
제17항에 있어서, 상기 각 전기 도체(210)의 길이는 실질적으로 상기 회전 날개(200)의 길이와 유사한 회전 날개형 항공기용 지향성 안테나.