WO2025181971A1 - 小型移動体 - Google Patents

小型移動体

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文昭 永瀬
崇将 吉田
達也 中谷
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    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/10Rotorcrafts
    • B64U10/13Flying platforms
    • B64U10/14Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U20/00Constructional aspects of UAVs
    • B64U20/80Arrangement of on-board electronics, e.g. avionics systems or wiring

Definitions

  • This disclosure relates to small mobile objects.
  • Patent Document 1 discloses technology that uses drones equipped with wireless communication devices. As such, there is a demand for small mobile objects to be equipped with wireless communication devices. Examples of small mobile objects include motorcycles, small passenger cars, and small flying objects such as drones.
  • Patent Document 2 also discloses technology for mounting a wireless communication device using a monopole antenna on a drone.
  • Monopole antennas operate by grounding one end of the antenna, and are therefore smaller than other antennas. For this reason, when mounting a wireless communication device on a small mobile object with limited mounting space, a monopole antenna is often used, especially for transmitting and receiving radio waves at frequencies such as the HF band.
  • wireless communication devices mounted on small mobile devices are often installed near electronic devices that emit electromagnetic noise. This means that the level of noise that gets into the antenna's received signal is high. As a result, wireless communication using wireless communication devices mounted on small mobile devices is prone to degradation in communication quality.
  • the present disclosure aims to provide a small mobile object that can improve the communication quality of the wireless communication device installed therein.
  • a preferred embodiment of the present disclosure is a small mobile object equipped with a wireless communication device and a dipole antenna with two antenna elements fixed at a 180-degree angle.
  • FIG. 1 is a diagram showing a small moving body according to a first embodiment of the present disclosure
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of a small moving body according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of use of a monopole antenna.
  • FIG. 1 is a diagram showing a small moving body according to a first comparative example.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a small moving body according to a first comparative example.
  • 10A and 10B are diagrams illustrating interference with wireless communication caused by the monopole antenna according to the first comparative example.
  • FIG. 10 is a diagram showing a small moving body according to a second comparative example.
  • FIG. 10 is a diagram showing a small moving body according to a third comparative example.
  • First Embodiment is a diagram illustrating a small moving body according to a first embodiment of the present disclosure. While the present disclosure illustrates an example in which the small moving body is a drone, the present disclosure is not limited to this. In other words, the small moving body may be a motorcycle, a small passenger car, or a small aerial vehicle, including a drone.
  • the small mobile body 100 is equipped with a skid 2.
  • the skid 2 is a landing gear and a base used by the small mobile body 100 when landing.
  • a base 4 is installed on the skid 2.
  • Four rotors 6 are connected to the base 4.
  • the rotors 6 are fixed to supports fixed vertically to the base 4, and rotate horizontally relative to the base 4.
  • the rotors 6 are rotated by a motor, causing the small mobile object 100 to levitate. This motor emits electromagnetic noise.
  • a wireless communication device 8 is mounted on the base 4.
  • a dipole antenna 10 is mounted on the wireless communication device 8.
  • the dipole antenna 10 has a support 14 fixed perpendicular to the mounting surface, and two antenna elements 11 fixed to the support.
  • the two antenna elements 11 are fixed perpendicular to the support 14 at 180 degrees. To improve radiation efficiency, it is preferable that the two antenna elements 11 be the same length.
  • the dipole antenna 10 is an ungrounded antenna, it does not require a conductor plate and can perform good wireless communication even in small installation spaces where a stable grounding environment cannot be obtained. Therefore, by using the dipole antenna 10, communication quality can be improved even if the wireless communication device 8 is installed near electronic devices such as motors that emit electromagnetic noise.
  • Figure 2 is a block diagram showing an example configuration of a small moving body according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the skid 2 and rotor 6 are omitted here.
  • the small mobile object 100 has a base 4.
  • a wireless communication device 8 is fixed to the top of the base 4 using a holder 5.
  • the wireless communication device 8 is connected to a balun 12 via a coaxial cable 7.
  • the balun 12 is an element that converts between a balanced circuit and an unbalanced circuit.
  • the balun 12 is connected to a dipole antenna 10 via a cable 9.
  • a support 14 is fixed to the top of the base 4 using a holder 5.
  • the support 14 is a jig that stabilizes the antenna element by fixing it to the base 4.
  • a balun 12 and dipole antenna 10 are fixed to the support 14 using the holder 5.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of use of the monopole antenna.
  • the example shows the use of the monopole antenna 20 mounted on a small passenger car.
  • Monopole antennas operate by grounding one end of the antenna, making them smaller than other antennas. For this reason, monopole antennas are often used when installing wireless communication devices on small mobile devices with limited installation space.
  • FIG. 4 shows a small mobile body according to a first comparative example.
  • Small mobile body 500 differs from small mobile body 100 in that it has a monopole antenna 20 instead of a dipole antenna 10.
  • Figure 5 is a block diagram showing an example configuration of a small moving body according to a first comparative example.
  • the skid 2 and rotor 6 are omitted here.
  • the small mobile object 500 has a base 4.
  • a wireless communication device 8 is fixed to the top of the base 4 using a holder 5.
  • An antenna base 16 is also fixed to the top of the base 4 using a holder 5.
  • the wireless communication device 8 is connected to the antenna base 16 via a coaxial cable 7.
  • a monopole antenna 20 is installed on the antenna base 16.
  • the antenna base 16 is a fixture that stabilizes the antenna element by fixing it to the base 4, and performs the same function as the support 14.
  • the small mobile object 500 has a small mounting space.
  • the monopole antenna 20 is installed near electronic devices such as motors that emit electromagnetic noise.
  • Figure 6 is a diagram showing the radio wave transmission and reception operation of the monopole antenna 20 according to the first comparative example on a drone.
  • Figure 6 we will explain in detail the interference experienced by the monopole antenna 20 according to the first comparative example.
  • the monopole antenna 20 mounted on the small mobile object 500 is installed near electronic devices such as motors that emit electromagnetic noise.
  • the monopole antenna 20 is a grounded antenna that uses a mirror image as its operating principle.
  • the drone body On a drone without a conductor plate, the drone body functions as a mirror image of the monopole antenna body.
  • the drone body is small compared to the size of the required conductor plate, and its operation as a mirror image is unstable, making its function as a mirror image weak.
  • this electromagnetic noise interferes with wireless communications of the monopole antenna 20 as a mirror image 30a or 30b of the real image 30 of the monopole antenna 20.
  • Figure 7 shows a small mobile body according to a second comparative example.
  • the small mobile body 600 differs from the small mobile body 100 in that it is equipped with a dipole antenna 10a in which two antenna elements are fixed to a support pillar at an angle of 180 degrees and parallel to the support pillar.
  • Dipole antenna 10a is a larger antenna than monopole antenna 20. Therefore, in a small mobile body 600 equipped with dipole antenna 10a, the center of gravity is higher than in the small mobile body 100, which can cause the problem of unstable flight.
  • the small mobile object 100 of this embodiment is equipped with a dipole antenna 10, with two antenna elements fixed to a support 14 at a 180-degree angle perpendicular to the support, thereby lowering the center of gravity and solving the problem of unstable flight.
  • Figure 8 shows a small mobile body according to a third comparative example.
  • the small mobile body 700 differs from the small mobile body 100 in that a dipole antenna 10b, with two antenna elements fixed parallel to the support 14 at an angle of 180 degrees, is installed on the bottom surface of the base 4.
  • dipole antenna 10b is greater than the height of skid 2. In other words, dipole antenna 10b installed on the bottom surface of base 4 cannot be contained within skid 2. As a result, in the case of small mobile object 700, dipole antenna 10b interferes with the ground when landing, making landing difficult.
  • the dipole antenna 10 is mounted on the wireless communication device 8, thereby solving the problem of landing being difficult.

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Abstract

この開示は、小型移動体に関する。この小型移動体は、無線通信装置と、2本のアンテナ素子が180度をなすよう固定されたダイポールアンテナとを備える。

Description

小型移動体
 本開示は小型移動体に関する。
 特許文献1には、無線通信装置を搭載したドローンを用いる技術が開示されている。このように、小型移動体に無線通信装置を搭載する要求がある。小型移動体とは、例えば二輪車、小型乗用車、あるいはドローンのような小型飛行体である。
 また特許文献2には、モノポールアンテナを用いる無線通信装置をドローンに搭載する技術が開示されている。モノポールアンテナは、アンテナの一端を接地することで動作するため、他のアンテナよりサイズが小さい。そのため、搭載スペースが小さい小型移動体に無線通信装置を搭載する際は、特にHF帯などの周波数の電波を送受信するにはモノポールアンテナを用いることが多い。
Kohei Kawabata; Hiroyuki Arai, "Wind Influence of Air Wire Antenna Suspended from Drone", 2018 International Symposium on Antennas and Propagation, October 2018. Koki Ito, Katsuyuki Fujii, Yasuyuki Okumura, Masahiro Umehira, "Effect of Unmanned Aerial Vehicles for Electromagnetic Field Measurement on Near Field of High-frequency-Band Monopole Antennas", 2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics, October 2023.
 しかし、小型移動体は搭載スペースが小さいため、小型移動体に搭載された無線通信装置は、電磁ノイズを発する電子機器の近くに設置される。そのため、アンテナの受信信号に入り込むノイズのレベルが高い。その結果、小型移動体に搭載された無線通信装置による無線通信では、通信品質が劣化しやすい。
 特に、HF帯などの通信としては比較的低周波の電波を送受信するためには、接地としてサイズの大きな導体板が必要である。小型移動体に搭載されたモノポールアンテナは、小さい搭載スペースにおいては大きな導体板を搭載できないため、安定した接地環境を得られない。そのためモノポールアンテナを用いる無線通信では、通信品質がさらに劣化する課題があった。
 本開示は上述の問題を解決するため、搭載した無線通信装置による通信品質を向上できる小型移動体を提供することを目的とする。
 本開示の態様は、無線通信装置と、2本のアンテナ素子が180度をなすよう固定されたダイポールアンテナとを備える小型移動体であることが好ましい。
 本開示の態様によれば、搭載した無線通信装置による通信品質を向上できる。
本開示の実施の形態1に係る小型移動体を示す図である。 本開示の実施の形態1に係る小型移動体の構成例を示すブロック図である。 モノポールアンテナの使用例を示す図である。 第一の比較例に係る小型移動体を示す図である。 第一の比較例に係る小型移動体の構成例を示すブロック図である。 第一の比較例に係るモノポールアンテナの無線通信への干渉を示す図である。 第二の比較例に係る小型移動体を示す図である。 第三の比較例に係る小型移動体を示す図である。
実施の形態1
[本開示の実施の形態1に係る小型移動体の構成]
 図1は、本開示の実施の形態1に係る小型移動体を示す図である。本開示では小型移動体がドローンである場合の例を示すが、これに限るものではない。すなわち小型移動体は、二輪車、小型乗用車、あるいはドローンを含む小型飛行体であってもよい。
 小型移動体100は、スキッド2を備える。スキッド2は着陸装置であり、小型移動体100が着陸する際に用いる台座である。
 スキッド2の上には台座4が設置されている。台座4には4つの回転翼6が接続されている。回転翼6は、台座4に対して垂直に固定された支柱に固定され、台座4に対して水平方向に回転する。回転翼6は、モーターによって回転することで小型移動体100を浮遊させる。このモーターは電磁ノイズを発する。
 また台座4には無線通信装置8が搭載されている。無線通信装置8にはダイポールアンテナ10が搭載されている。
 ダイポールアンテナ10は、搭載面に対して垂直に固定された支柱14と、支柱に固定された2本のアンテナ素子11を有する。2本のアンテナ素子11は、支柱14に対して垂直に180度をなすよう固定されている。放射効率が良くなるため、2本のアンテナ素子11の長さは同じである方が好ましい。
 ダイポールアンテナ10は非接地型アンテナであるため、導体板が不要であり、安定した接地環境が得られないような小さい搭載スペースにおいても、良好な無線通信を行うことができる。そのためダイポールアンテナ10を用いることで、無線通信装置8が電磁ノイズを発するモーター等の電子機器の近くに設置されていても、通信品質を向上できる。
 図2は、本開示の実施の形態1に係る小型移動体の構成例を示すブロック図である。ここでは、スキッド2及び回転翼6は省略されている。
 小型移動体100は台座4を備える。台座4の上には、保持具5を用いて無線通信装置8が固定されている。無線通信装置8は、同軸ケーブル7を介してバラン12と接続されている。バラン12は平衡回路と不均衡回路を変換する素子である。バラン12はケーブル9を介してダイポールアンテナ10と接続されている。
 また台座4の上には、保持具5を用いて支柱14が固定されている。支柱14は、アンテナ素子を台座4に固定することで安定させるための治具である。支柱14には、保持具5を用いてバラン12及びダイポールアンテナ10が固定されている。
[本開示の実施の形態1に係る小型移動体によるメリット]
 比較例に係る小型移動体を示すことで、本開示の実施の形態1に係る小型移動体によるメリットを説明する。図3は、モノポールアンテナの使用例を示す図である。ここでは、モノポールアンテナ20が小型乗用車に搭載されている使用例を示している。
 モノポールアンテナは、アンテナの一端を接地することで動作するため、他のアンテナよりサイズが小さい。そのため、搭載スペースが小さい小型移動体に無線通信装置を搭載する際は、モノポールアンテナを用いることが多い。
 図4は、第一の比較例に係る小型移動体を示す図である。小型移動体500は、ダイポールアンテナ10の代わりにモノポールアンテナ20を有する点が、小型移動体100と異なる。
 図5は、第一の比較例に係る小型移動体の構成例を示すブロック図である。ここでは、スキッド2及び回転翼6は省略されている。
 小型移動体500は台座4を備える。台座4の上には、保持具5を用いて無線通信装置8が固定されている。また台座4の上には、保持具5を用いてアンテナ基台16が固定されている。無線通信装置8は、同軸ケーブル7を介してアンテナ基台16と接続されている。
 アンテナ基台16の上にはモノポールアンテナ20が設置されている。アンテナ基台16は、アンテナ素子を台座4に固定することで安定させるための治具であり、支柱14と同様の機能を果たす。
 図4及び5から分かる通り、小型移動体500は搭載スペースが小さい。その結果モノポールアンテナ20は、電磁ノイズを発するモーター等の電子機器の近くに設置される。
 図6は、第一の比較例に係るモノポールアンテナのドローン上での電波送受信の動作を示す図である。図6を参照することで、第一の比較例に係るモノポールアンテナ20が受ける干渉について詳細に説明する。
 上述の通り、小型移動体500に搭載されたモノポールアンテナ20は、電磁ノイズを発するモーター等の電子機器の近くに設置される。モノポールアンテナ20は接地型アンテナであり、動作原理として鏡像を利用する。導体板のないドローン上では、ドローン本体がモノポールアンテナ本体の鏡像として機能することになる。しかし、ドローン本体は必要となる導体板のサイズに比べて小さく、鏡像としての動作が安定しない、鏡像としての機能が弱い。そのため、この電磁ノイズは、モノポールアンテナ20の実像30に対する鏡像30aあるいは30bとして、モノポールアンテナ20の無線通信に干渉する。
 その結果、小型移動体500に搭載された無線通信装置8による無線通信では、通信品質が劣化しやすい課題があった。本開示は、ダイポールアンテナ10を用いることでこの課題を解決する。
 図7は、第二の比較例に係る小型移動体を示す図である。小型移動体600は、2本のアンテナ素子が支柱に平行に180度をなすよう固定されたダイポールアンテナ10aを備える点が、小型移動体100と異なる。
 ダイポールアンテナ10aは、モノポールアンテナ20と比較するとサイズが大きいアンテナである。そのためダイポールアンテナ10aを搭載している小型移動体600では、小型移動体100と比較して重心が高くなるため、飛行が不安定になる課題が生じる。
 本実施形態に係る小型移動体100は、2本のアンテナ素子が支柱14に垂直に180度をなすよう固定されたダイポールアンテナ10を搭載することにより、重心を低くすることで飛行が不安定になる課題を解決している。
 図8は、第三の比較例に係る小型移動体を示す図である。小型移動体700は、2本のアンテナ素子が支柱14に平行に180度をなすよう固定されたダイポールアンテナ10bが、台座4の底面に設置されている点が、小型移動体100と異なる。
 ダイポールアンテナ10bの高さは、スキッド2の高さよりも大きい。すなわち、台座4の底面に設置されたダイポールアンテナ10bは、スキッド2の内部に収まらない。そのため小型移動体700では、ダイポールアンテナ10bが着陸時に地面と干渉するため、着陸が困難となる課題が生じる。
 本実施形態に係る小型移動体100では、無線通信装置8の上にダイポールアンテナ10を搭載することにより、着陸が困難となる課題を解決している。
 2 スキッド
 4 台座
 6 回転翼
 8 無線通信装置
 10 ダイポールアンテナ
 10a ダイポールアンテナ
 10b ダイポールアンテナ
 11 アンテナ素子
 14 支柱
 100 小型移動体
 500 小型移動体
 600 小型移動体
 700 小型移動体

Claims (6)

  1.  無線通信装置と、
     2本のアンテナ素子が180度をなすよう固定されたダイポールアンテナと
     を備える小型移動体。
  2.  前記ダイポールアンテナが搭載面に対して垂直に固定された支柱を有し、
     前記2本のアンテナ素子が、前記支柱に対して垂直に180度をなすよう固定されている
     請求項1に記載の小型移動体。
  3.  前記2本のアンテナ素子の長さが同じである
     請求項1に記載の小型移動体。
  4.  前記ダイポールアンテナが、前記無線通信装置の上に搭載されている
     請求項1に記載の小型移動体。
  5.  飛行体である請求項1に記載の小型移動体。
  6.  スキッドと、
     前記スキッドの上に設置された台座と、
     前記台座に接続され、前記台座に対して水平方向に回転する複数の回転翼と
     をさらに備え、
     前記無線通信装置及び前記ダイポールアンテナが、前記台座の上に固定されている
     請求項5に記載の小型移動体。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001352587A (ja) * 2000-06-07 2001-12-21 Omron Corp 無線通信機
JP2017056750A (ja) * 2015-09-14 2017-03-23 学校法人立命館 回転体装置、及び給電システム
JP2018117268A (ja) * 2017-01-19 2018-07-26 株式会社Nttドコモ 無人航空機
US20190260122A1 (en) * 2016-11-04 2019-08-22 SZ DJI Technology Co., Ltd. Unmanned aerial vehicle and antenna assembly
WO2020195336A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 パナソニック株式会社 電波環境測定装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001352587A (ja) * 2000-06-07 2001-12-21 Omron Corp 無線通信機
JP2017056750A (ja) * 2015-09-14 2017-03-23 学校法人立命館 回転体装置、及び給電システム
US20190260122A1 (en) * 2016-11-04 2019-08-22 SZ DJI Technology Co., Ltd. Unmanned aerial vehicle and antenna assembly
JP2018117268A (ja) * 2017-01-19 2018-07-26 株式会社Nttドコモ 無人航空機
WO2020195336A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 パナソニック株式会社 電波環境測定装置

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