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発明の名称 飛しょう体及び飛しょう体誘導方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−247953(P2007−247953A)
公開日 平成19年9月27日(2007.9.27)
出願番号 特願2006−71002(P2006−71002)
出願日 平成18年3月15日(2006.3.15)
代理人 【識別番号】100113077
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 省吾
発明者 柴田 哲人
要約 課題
従来の飛しょう体は、誘導のためのコマンドや飛しょう体のステータス等の送受信を、地上の通信装置と飛しょう体間で直接データリンクを行っている。ただし、長射程の飛しょう体を誘導する場合、通信距離及び地球曲面の制約により地上の通信装置と飛しょう体間で直接データリンクを行うことが困難となる。

解決手段
この発明に関わる飛しょう体は、誘導のためのコマンドや飛しょう体のステータス等を中継伝送するための中継装置を備えたものである。中継装置は、地上の通信装置からの電波の受信レベルが低下すると飛しょう体から自動的に分離され、パラシュートにより滞空し、飛しょう体と地上の通信装置間の中継伝送を行うことができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
目標に対して飛しょう体を誘導する誘導制御情報を送信する誘導制御装置から前記誘導制御情報を受信する受信装置と、
前記誘導制御情報の受信レベルが低下すると空中で分離され、分離後に、前記誘導制御装置から前記誘導制御情報を受信して、増幅した前記誘導制御情報を前記飛しょう体に向けて送信する中継装置とを備えた飛しょう体。
【請求項2】
前記中継装置は、前記誘導制御装置が送信した誘導制御情報を受信し、増幅された誘導制御情報を前記飛しょう体に向けて送信する中継アンテナと、
前記誘導制御装置から受信した前記誘導制御情報を増幅する中継器と、
前記飛しょう体から分離をさせる分離機構と、
前記分離機構により前記飛しょう体から分離された後、前記中継アンテナと前記中継器とを滞空させるためのパラシュートと、
前記パラシュートを空中に射出するパラシュート射出機構とを備えたことを特徴とする請求項1記載の飛しょう体。
【請求項3】
目標に対して飛しょう体を誘導する誘導制御情報を送信する誘導制御装置から前記誘導制御情報を受信するステップと、
前記誘導制御情報の受信レベルを測定するステップと、
前記受信レベルが所定の値以下となると、飛しょう体に備えられた中継器を分離するステップと、
前記中継器を分離した後に、前記中継器に備えられたパラシュートを射出して前記中継器を滞空させるステップと、
前記中継器を分離した後に、滞空している前記中継器を経由して誘導制御装置からの前記誘導制御情報を受信するステップと、
前記誘導制御情報に基づき前記飛しょう体を誘導するステップとを備えた飛しょう体誘導方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、飛しょう体に関するものである。詳しくは、長距離を飛しょうする飛しょう体が誘導に必要なデータを送受信する目的で、飛しょう中の飛しょう体から分離・滞空しデータを中継することが可能な中継装置を備えた飛しょう体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、地上等に設置された飛しょう体の誘導制御装置は、飛しょう中の飛しょう体を誘導するために誘導制御用データを生成し、この誘導制御用データを飛しょう体の送受信装置に対して無線で伝送していた。飛しょう体は、誘導制御用データを受信して自身の誘導制御を行っていた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特開2003−114096(第7頁、第6図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の飛しょう体90に搭載された送受信装置4の構成を図4に示す。図5は、飛しょう体90と誘導制御装置5との間のデータ伝送要領を示す図である。図6は、飛しょう体90と誘導制御装置5との間のデータ伝送手順を示した図である。
【0005】
図4において、飛しょう体90に搭載された送受信装置4は、誘導制御装置5から送信された誘導制御用データ10を受信する受信アンテナ1と、受信した誘導制御用データ10の復調や飛しょう体90のステータスデータ11の変調及び各種信号処理を行う信号処理器2と、飛しょう体90のステータスデータ11を誘導制御装置5へ送信する送信アンテナ3とを備える。図5において、誘導制御装置5は通信装置6を備え、飛しょう体90は送受信装置4を搭載する。
【0006】
次に図6を用いて、従来の飛しょう体90と通信装置6との間で行う通信動作について説明する。
誘導制御装置5は誘導制御用データ10を生成する(ステップS601)。
通信装置6は、飛しょう体90の送受信装置4に向けて誘導制御用データ10を送信する(S602)。
飛しょう体90は、送受信装置4が受信した(S603)誘導制御用データ10に基づき自らの誘導を行う(S604)。
飛しょう体90は、飛しょう体90の動作状況を示すステータスデータ11を送受信装置4から通信装置6へ送信する(S605)。
誘導制御装置5は、通信装置6で受信した飛しょう体90のステータスデータ11(S606)に基づき、飛しょう体90の動作状況を把握する(S607)。
【0007】
しかしながら、通信装置6が長い距離を飛しょうする飛しょう体90との間で誘導制御用データ10やステータスデータ11の送受信を行う際、通信装置6や飛しょう体90の送受信装置4が備える機能や性能等により、送受信が可能となる距離に自ずと制限が生ずるという課題があった。
また、図7は、従来の通信装置6が長射程の飛しょう体90に対して誘導制御用データ10を伝送する場合の問題点を示す図であるが、図7のように、地球表面15が曲面であることにより、通信装置6は長距離を飛しょうした飛しょう体90に対して見通しがとれなくなり、飛しょう体90との間で通信ができなくなるという課題があった。
【0008】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、長距離を飛しょうする場合であっても、飛しょう体の誘導に必要となる誘導制御用データ10や飛しょう体のステータスデータ11を送受信することが可能である飛しょう体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明に関わる飛しょう体は、目標に対して飛しょう体を誘導する誘導制御用データを送信する誘導制御装置から前記誘導制御用データを受信する受信装置と、
前記誘導制御用データの受信レベルが低下すると空中で分離され、分離後に、前記誘導制御装置から前記誘導制御用データを受信して、増幅した前記誘導制御情報を前記飛しょう体に向けて送信する中継装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【0010】
この発明によれば、飛しょう体が長距離を飛しょうする場合であっても、飛しょう体は例えば地上の通信設備との間で、飛しょう体の誘導に必要となる誘導制御用データ10や飛しょう体のステータスデータ11を送受信することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
実施の形態1.
図1〜図3を用いて、実施の形態1に係る飛しょう体の構成と動作を説明する。
図1(a)は、この発明の実施の形態1における飛しょう体7の構成を示す図である。図1(b)は、飛しょう体分離器20の一例を示した図である。図2は、実施の形態1における飛しょう体7と誘導制御装置5との間のデータ伝送要領を示した図である。図3は、実施の形態1における分離後の、飛しょう体7と誘導制御装置5間のデータ伝送手順を示した図である。
実施の形態1において、従来の飛しょう体と同じ構成については同一の番号を付し、その説明を省略する。
【0012】
図1において、実施の形態1に係る飛しょう体7は中継装置21を備える。
中継装置21は、誘導制御装置5が飛しょう体7へ送信する誘導制御用データ10の中継及び飛しょう体7が誘導制御装置5へ送信する飛しょう体7のステータスデータ11の中継を行う中継用アンテナと、受信した電波信号を増幅し中継する中継器18と、中継アンテナ17と中継器18を滞空させるためのパラシュート19と、パラシュート19を射出するパラシュート射出機構33と、中継装置21を飛しょう体7から分離するための飛しょう体分離器20とを備える。
【0013】
中継アンテナ17は、例えば飛しょう体7の胴体に環状に設けられた複数のパッチアンテナであり、無指向性のアンテナである。
【0014】
また、飛しょう体7は、第1の推進装置31と、第2の推進装置32を備える。推進装置としては、例えばジェットエンジンやロケットモータなどが用いられる。飛しょう体7の発射直後は、飛しょう体7は第1の推進装置31により推進し、中継装置21を分離した後は第2の推進装置32により推力を得て推進する。
【0015】
誘導制御用データ10を受信する受信アンテナ1と飛しょう体7のステータスデータ11を送信する送信アンテナ3は、例えば飛しょう体7の胴体に環状に設けられた複数のパッチアンテナであり、無指向性のアンテナである。
【0016】
次に、図2、図3を用いて、実施の形態1における飛しょう体7の動作を説明する。
図2において、誘導制御装置5から発射された初期状態の飛しょう体7は、地上の通信装置6との間で通信を行う。通信装置6は、飛しょう体7の送受信装置4に向けて誘導制御用データ10を送信する。一方、誘導制御用データ10を受信した送受信装置4は、通信装置6に向けて飛しょう体7の動作状況を示すステータスデータ11を送信する。このように、飛しょう体7と地上の通信装置6との間で直接データを送受することにより、飛しょう体7は図示しない目標に対し、誘導される。
【0017】
飛しょう体7は誘導制御装置5から発射された後、誘導制御装置5から離れるに従い、地上の通信装置6との通信品質が劣化していく。通信装置6の性能限界に達すると、通信装置6は飛しょう体7との通信が途絶えることとなる。飛しょう体7の送受信装置4は誘導制御装置5から発射された後、通信装置6からの電波の受信レベルをモニタする(S101)。
【0018】
信号処理器2は、受信レベルを予め定めた設定値と比較する(S102)。
【0019】
受信レベルが所定の値以下になると、信号処理器2は、分離指令信号100を飛しょう体分離器20、パラシュート射出機構33、中継アンテナ17、中継器18、第2の推進装置32に出力する(S103)。
【0020】
分離指令信号100を受信した飛しょう体分離器20は中継装置21を飛しょう体7から分離する(S104)。
図1(b)を用いて中継装置21の分離の一例を説明すると、分離信号処理器2は飛しょう体分離器20の爆発ボルト40に対して分離指令信号100を送信し、爆発ボルト40の火薬を点火し締結を分離して、中継装置21を飛しょう体7から分離する。
【0021】
分離指令信号100を受信した第2の推進装置32は推力を発生させ、飛しょう体7を推進させる。
【0022】
分離指令信号100を受信した中継アンテナ17、中継器18は電源を入れて起動する。
【0023】
分離指令信号100を受信したパラシュート射出機構33は、パラシュート19を射出して展開させる(S105)。
【0024】
中継装置21は、地上の通信装置6に対して飛しょう体7から分離したことを示す分離信号25を送信する(S106)。
【0025】
地上の通信装置6は中継装置21からの分離信号25を受信した後、中継装置21に対して試験信号26を送信する(S107)。
【0026】
中継装置21は試験信号26を受信後、飛しょう体7の送受信装置4に対して通信装置6から受信した試験信号26を送信する(S108)。
【0027】
飛しょう体7は試験信号26を受信後、中継装置21を経由して地上の通信装置6に対して、試験信号26に対する応答信号27を送信する(S109)。
【0028】
飛しょう体7から応答信号27を受信した通信装置6は、中継装置21を介した通信経路が確立したと判断する(S110)。
【0029】
通信装置6は、中継装置21を介した通信経路が確立した後、誘導制御用データ10を飛しょう体7と中継装置21の両者に対して送信を行う(S111)。
【0030】
中継装置21は通信装置6から受信した誘導制御データ10を飛しょう体7へ中継伝送する(S112)。
【0031】
飛しょう体7は地上の通信装置6と中継装置21から同一の誘導制御用データ10を受信するとともに、各電波の受信レベルを比較し、受信レベルの高い方の誘導制御用データ10を選択する(S113)。
【0032】
飛しょう体7は飛しょう体の動作情報を示すステータスデータ11を中継装置21と地上の通信装置6の両者に対して送信を行う(S114)。
【0033】
中継装置21は飛しょう体7から受信したステータスデータ11を地上の通信装置6へ中継伝送する(S115)。
【0034】
地上の通信装置6は飛しょう体7と中継装置21から同一のステータスデータ11を受信するとともに、各電波の受信レベルを比較し、受信レベルの高い方のステータスデータを選択する(S116)。
【0035】
このようにして、飛しょう体7と地上の通信装置6との間でデータを送受することにより、飛しょう体7は図示しない目標に対し、誘導される(S117)。
【0036】
ここで、飛しょう体7に備えられた受信アンテナ1、送信アンテナ3、及び、中継装置21に備えられた中継アンテナは、前に説明したように、共に無指向性アンテナであり、飛しょう体7は受信アンテナ1や送信アンテナ3の指向方向を制御することなく、中継装置21との間の通信を行うことができる。
【0037】
このように、この実施の形態1飛しょう体7は中継装置21を備え、通信装置6からの信号の受信レベルが低くなると中継装置21を分離し、分離した中継装置21を経由して情報を伝送するようにした。
これにより、飛しょう体が長距離を飛しょうする場合であっても、地上の通信装置6との間で、飛しょう体の誘導に必要となる誘導制御用データ10や飛しょう体7のステータスデータ11を送受信することが可能となる。
【0038】
なお、実施の形態1では、地上の通信装置6からの信号の受信レベルが所定の値以下になると中継装置21を分離するようにしたが、飛しょう体7が例えばGPS受信器のような位置を測位する装置を備え、通信装置6との距離が一定以上となった時点で中継装置21を分離するようにしてもよい。
【0039】
また、飛しょう体7と地上の通信装置6との間の通信が劣化するポイントがあらかじめ判っていれば、GPSを搭載した飛しょう体がその位置に達した時点で、中継装置21を分離するようにしてもよい。
【0040】
また、受信アンテナ1、送信アンテナ3は指向性アンテナであってもよい。この場合は、誘導制御用データ10の受信レベルに基づきアンテナの指向方向を制御してもよく、また、中継装置21に例えばGPSの測位装置を搭載し、中継装置の位置を飛しょう体7に送信することで、飛しょう体7は中継装置のいる方向に受信アンテナ1、送信アンテナ3を指向させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】(a)この発明の実施の形態1における飛しょう体7のデータリンクに関する装置の構成を示す図である。(b)この発明の実施の形態1における飛しょう体分離器の一例を示した図である。
【図2】この発明の実施の形態1における飛しょう体7と飛しょう体7を発射した誘導制御装置5間のデータ伝送要領を示した図である。
【図3】この発明の実施の形態1における飛しょう体7と飛しょう体7を発射した誘導制御装置5間のデータ伝送手順を示した図である。
【図4】従来の飛しょう体90に搭載されたデータリンクに関する装置の構成を示す図である。
【図5】従来の飛しょう体90と飛しょう体90を発射した誘導制御装置5間のデータ伝送要領を示す図である。
【図6】従来の飛しょう体90と飛しょう体90を発射した誘導制御装置5間のデータ伝送手順を示した図である。
【図7】通信装置6が長射程の飛しょう体90に対して誘導制御用データ10を伝送する場合の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【0042】
1 受信アンテナ、2 信号処理器、3 送信アンテナ、4 送受信装置、5 誘導制御装置、6 通信装置、7 飛しょう体、10 誘導制御用データ、11 ステータスデータ、15 地球表面、16 通信装置から放射された電波、17 中継アンテナ、18 中継器、19 パラシュート、20 飛しょう体分離器、21 中継装置、25 分離信号、26 試験信号、27 応答信号、30 推進装置、31 第1の推進装置、32 第2の推進装置、33 パラシュート射出機構、40 爆発ボルト、90 飛しょう体、100 分離指令信号。




 

 


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