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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022113190
(43)【公開日】2022-08-04
(54)【発明の名称】飛行体及び通信システム
(51)【国際特許分類】
H04B 7/14 20060101AFI20220728BHJP
B64C 27/08 20060101ALI20220728BHJP
B64C 39/02 20060101ALI20220728BHJP
H01Q 3/30 20060101ALI20220728BHJP
H01Q 21/08 20060101ALI20220728BHJP
H01Q 1/28 20060101ALI20220728BHJP
【ＦＩ】
H04B7/14
B64C27/08
B64C39/02
H01Q3/30
H01Q21/08
H01Q1/28
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021009246
(22)【出願日】2021-01-25
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-07-07
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、総務省、情報通信分野における研究開発委託事業（戦略的情報通信研究開発推進事業）、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】520503175
【氏名又は名称】ＷａｖｅＡｒｒａｙｓ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100173679
【弁理士】
【氏名又は名称】備後 元晴
(72)【発明者】
【氏名】賀谷 信幸
【テーマコード（参考）】
5J021
5J046
5K072
【Ｆターム（参考）】
5J021AA05
5J021AA07
5J021DB03
5J021FA05
5J021FA32
5J021GA02
5J021HA08
5J046AA04
5J046AB02
5J046KA01
5K072AA19
5K072AA29
5K072BB13
5K072BB27
5K072CC31
5K072DD13
5K072GG01
5K072GG14
5K072GG22
5K072GG31
5K072GG44
(57)【要約】
【課題】直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な飛行体及び通信システムを提供する。
【解決手段】本発明の飛行体１は、１以上のリニアアレイアンテナ（アンテナ４）と、コントローラ２と、を備え、コントローラ２は、送信アンテナＴ１が送信した情報を少なくとも１以上のアンテナ４が情報を受信する処理と、少なくとも１以上のアンテナ４がこの情報を受信アンテナＲ１に送信する処理と、を含む中継処理を実行可能である。飛行体１を含む本発明の通信システムＣにおいて、送信アンテナＴ１と受信アンテナＲ１とは、互いに異なる。また、本発明の飛行体１において、情報を受信するアンテナ４と情報を送信するアンテナ４とは、互いに異なることが好ましい。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の飛行体１は、１以上のリニアアレイアンテナ（アンテナ４）と、コントローラ２と、を備え、コントローラ２は、送信アンテナＴ１が送信した情報を少なくとも１以上のアンテナ４が情報を受信する処理と、少なくとも１以上のアンテナ４がこの情報を受信アンテナＲ１に送信する処理と、を含む中継処理を実行可能である。飛行体１を含む本発明の通信システムＣにおいて、送信アンテナＴ１と受信アンテナＲ１とは、互いに異なる。また、本発明の飛行体１において、情報を受信するアンテナ４と情報を送信するアンテナ４とは、互いに異なることが好ましい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１以上のリニアアレイアンテナと、コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが情報を受信する処理と、
少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが前記情報を外部に送信する処理と、
を実行可能である、飛行体。
前記コントローラは、
少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが情報を受信する処理と、
少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが前記情報を外部に送信する処理と、
を実行可能である、飛行体。
【請求項2】
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナと前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナとが互いに異なる、請求項１に記載の飛行体。
【請求項3】
前記受信する処理は、前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記情報の送信元への向きに制御する処理を含む、請求項１又は２に記載の飛行体。
【請求項4】
前記送信する処理は、前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記情報の送信先への向きに制御する処理を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項5】
マルチコプターである、請求項１から４のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項6】
前記情報を送信可能な１以上の送信アンテナと、
前記送信アンテナからの前記情報を受信可能であり、受信した前記情報を外部に送信可能である、請求項１から５のいずれか１項に記載の飛行体と、
前記飛行体から送信された前記情報を受信可能な１以上の受信アンテナと、
を含んで構成され、
前記送信アンテナと前記受信アンテナとが互いに異なる、通信システム。
前記送信アンテナからの前記情報を受信可能であり、受信した前記情報を外部に送信可能である、請求項１から５のいずれか１項に記載の飛行体と、
前記飛行体から送信された前記情報を受信可能な１以上の受信アンテナと、
を含んで構成され、
前記送信アンテナと前記受信アンテナとが互いに異なる、通信システム。
【請求項7】
前記送信アンテナの数が２以上であり、
前記受信する処理は、
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の送信アンテナと異なる前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、
を含む、請求項６に記載の通信システム。
前記受信する処理は、
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の送信アンテナと異なる前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、
を含む、請求項６に記載の通信システム。
【請求項8】
前記受信アンテナの数が２以上であり、
前記送信する処理は、
前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、
前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の受信アンテナと異なる前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、
を含む、請求項６又は７に記載の通信システム。
前記送信する処理は、
前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、
前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の受信アンテナと異なる前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、
を含む、請求項６又は７に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、飛行体及び通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電波を用いた通信では、送信アンテナが送信する情報を中継装置が受信し、中継装置が受信アンテナに情報を送信する中継が行われる場合がある。中継を行うことにより、送信アンテナが送信した情報を受信アンテナが直接受信できない場合であっても、受信アンテナは、中継装置を介して送信アンテナが送信した情報を受信し得る。中継装置を用いて互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継する場合、中継装置は、より広い範囲にある送信アンテナが送信した情報を受信可能であることが好ましい。
【0003】
アンテナを指向させることにより、より離れた位置にある送信アンテナからの情報を受信し得る。アンテナを指向させることに関し、パラボラアンテナ及び平面フェイズドアレイアンテナ等によって例示される直線状に指向させて用いるアンテナが知られている。直線状に指向させて用いるアンテナを用いることにより、直線状の範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信し得る。
【0004】
直線状の範囲より広い範囲にある送信アンテナが送信した情報を受信する工夫の例として、非特許文献１は、多数のアンテナ素子を有するポール８本を用いて構成したフェイズドアレイアンテナを開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】賀谷 信幸(Nobuyuki Kaya)、人工衛星のためのアクティブフェイズドアレイアンテナを用いた新しい受信地上アンテナ(NEW RECEIVING GROUND ANTENNA USING ACTIVE PHASED ARRAY ANTENNA FOR SATELLITES)、「第６７回国際宇宙会議（ＩＡＣ ２０１６）予稿集」(In proceedings of "67th International Astronautical Congress(IAC 2016)")、2016年、p.3159-3162.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
非特許文献１によれば、多数のアンテナ素子を有するポール８本を用いて受信地上アンテナを構成するため、直線状の範囲より広い範囲にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。これにより、いずれのタイミングにおいても、広い範囲にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。
【0007】
ところで、建造物及び地形等によって例示される遮蔽物は、電波を遮蔽し得る。アンテナを飛行体に搭載することにより、アンテナが受信する情報を含む電波を遮蔽物が遮蔽することを防ぎ得る。しかし、非特許文献１の受信地上アンテナは、地上に設置する比較的大型のアンテナである。飛行体が生成可能な揚力等によって、飛行体に搭載するアンテナの重量は、制限され得る。また、飛行体にアンテナを搭載する場合、アンテナの形状に関する課題もある。飛行体に求められる空気力学的な特性等により、飛行体に搭載するアンテナの形状は、制限され得る。したがって、飛行体にアンテナを搭載する場合における重量及び／又は形状に関する制限を満たした上で、非特許文献１の受信地上アンテナを飛行体に搭載することは、容易ではない。
【0008】
中継においては、情報の送信に関する課題もある。より広い範囲にある受信アンテナに情報を送信可能であれば、中継装置は、互いにより離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継し得る。非特許文献１は、広い範囲にある受信アンテナに情報を送信する点においても、さらなる改良の余地がある。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な飛行体及び通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、少なくとも１以上のリニアアレイアンテナが情報を受信する処理と、少なくとも１以上のリニアアレイアンテナがこの情報を外部に送信する処理を実行可能とすることで、上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。
【0011】
第１の特徴に係る発明は、１以上のリニアアレイアンテナと、コントローラと、を備え、前記コントローラは、少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが情報を受信する処理と、少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが前記情報を外部に送信する処理と、を実行可能である、飛行体を提供する。
【0012】
パラボラアンテナ及び平面フェイズドアレイアンテナ等によって例示される直線状に指向させて用いるアンテナがある。直線状に指向させて用いるアンテナを用いることにより、直線状の範囲にある送信元から送信された情報を受信し得る。一方、リニアアレイアンテナは、リニアアレイアンテナの長手方向を中心軸とする円錐状の範囲に指向させて用いることができる。ここでいう円錐状の範囲とは、円錐の側面及び側面周辺を含み、円錐の底面及び内部を含まない範囲のことである。
【0013】
第１の特徴に係る発明によれば、リニアアレイアンテナが情報を受信する処理を行うため、直線状の範囲より広い円錐状の範囲にある送信元から送信された情報を受信し得る。また、第１の特徴に係る発明によれば、リニアアレイアンテナが情報を送信する処理を行うため、直線状の範囲より広い円錐状の範囲にある送信先に情報を送信し得る。
【0014】
飛行体が生成可能な揚力等によって、飛行体に搭載するアンテナの重量は、制限され得る。第１の特徴に係る発明によれば、飛行体は、１以上のリニアアレイアンテナとコントローラとを備えれば足りるため、飛行体にアンテナを搭載する場合における重量に関する制限を満たし得る。
【0015】
飛行体に求められる空気力学的な特性等により、飛行体に搭載するアンテナの形状は、制限され得る。第１の特徴に係る発明によれば、１以上のリニアアレイアンテナとコントローラとを備えれば足りるため、飛行体にアンテナを搭載する場合における形状に関する制限を満たし得る。
【0016】
建造物及び地形等によって例示される遮蔽物は、電波を遮蔽し得る。第１の特徴に係る発明によれば、リニアアレイアンテナを備える飛行体であるため、リニアアレイアンテナが送信及び／又は受信する情報を含む電波が遮蔽物によって遮られることを防ぎ得る。したがって、第１の特徴に係る発明によれば、リニアアレイアンテナは、遮蔽物によって電波が遮られる場合より広い範囲にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。第１の特徴に係る発明によれば、リニアアレイアンテナは、遮蔽物によって電波が遮られる場合より広い範囲にある受信アンテナに情報を送信し得る。
【0017】
第１の特徴に係る発明によれば、広い範囲にある送信アンテナが送信した情報を受信し得ることと、広い範囲にある受信アンテナに情報を送信し得ることとを両立し得る。したがって、第１の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の情報を中継し得る。
【0018】
したがって、第１の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な飛行体を提供できる。
【0019】
第２の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明であって、前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナと前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナとが互いに異なる、飛行体を提供する。
【0020】
同じアンテナを用いて情報の受信と情報の送信とを同時に行う場合、受信する情報と送信する情報とがアンテナにおいて混ざり合って受信及び／又は送信に悪影響を及ぼす可能性がある。受信に悪影響が及ぼされることにより、離れた位置にある送信アンテナが送信した情報を受信できない可能性があり得る。送信に悪影響が及ぼされることにより、離れた位置にある受信アンテナに情報を送信できない可能性があり得る。
【0021】
第２の特徴に係る発明によれば、情報を受信するリニアアレイアンテナと情報を送信するリニアアレイアンテナとが互いに異なるため、受信と送信とを同時に行う場合に受信する情報と送信する情報とがリニアアレイアンテナにおいて混ざり合うことを防ぎ得る。これにより、離れた位置にある送信アンテナから送信された情報を受信することと、離れた位置にある受信アンテナに情報を送信することとを同時に達成し得る。したがって、第２の特徴に係る発明によれば、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継し得る。
【0022】
したがって、第２の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な飛行体を提供できる。
【0023】
第３の特徴に係る発明は、第１又は第２の特徴に係る発明であって、前記受信する処理は、前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記情報の送信元への向きに制御する処理を含む、飛行体を提供する。
【0024】
第３の特徴に係る発明によれば、情報を受信するリニアアレイアンテナが指向する向きを、リニアアレイアンテナから情報の送信元への向きに制御するため、より離れた位置にある送信元から送信された情報を受信し得る。
【0025】
したがって、第３の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な飛行体を提供できる。
【0026】
第４の特徴に係る発明は、第１の特徴から第３の特徴のいずれかに係る発明であって、前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記情報の送信先への向きに制御する処理を含む、飛行体を提供する。
【0027】
第４の特徴に係る発明によれば、情報を送信するリニアアレイアンテナが指向する向きを、リニアアレイアンテナから情報の送信先への向きに制御するため、より離れた位置にある送信先に情報を送信し得る。
【0028】
したがって、第４の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な飛行体を提供できる。
【0029】
第５の特徴に係る発明は、第１の特徴から第４の特徴のいずれかに係る発明であって、マルチコプターである飛行体を提供する。
【0030】
指向性を有する電波を用いて送信された情報を受信する場合、該電波を好適に受信可能な所定の位置に飛行体があることが好ましい。該電波を好適に受信可能な所定の位置に飛行体があることにより、飛行体は、より離れた位置にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。しかし、飛行体が水平方向への移動手段を持たない気球である場合、飛行体は、所定の位置に移動することが難しい。
【0031】
３以上のローター（回転翼）を有する回転翼機であるマルチコプターは、ローターの回転速度の増減によって上昇及び／又は下降を行える。また、マルチコプターは、各ローターの回転数に差をつけることで、その機体を傾けられる。これにより、マルチコプターは、前進、後進、及び／又は旋回等を行える。第５の特徴に係る発明によれば、飛行体がマルチコプターであるため、飛行体は、上昇、下降、前進、後進、及び／又は旋回等を行うことによって所定の位置に移動し得る。
【0032】
飛行体が固定翼及び／又は可変翼を用いて揚力を得る固定翼機である場合、飛行中の固定翼機が固定翼及び／又は可変翼から揚力を得るためには、固定翼機が移動し続ける必要がある。固定翼機が移動することにより、固定翼機の位置が所定の位置と異なる位置になり得る。マルチコプターは、空中の同じ位置で静止するホバリングを、固定翼及び／又は可変翼を用いて揚力を得る固定翼機より容易に行える。第５の特徴に係る発明によれば、飛行体がマルチコプターであるため、飛行体は、所定の位置に静止し得る。これにより、飛行体は、より離れた位置にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。
【0033】
飛行体が気球である場合、気球の位置は、風の影響によって変化し得る。気球の位置が変化することにより、気球の位置が所定の位置と異なる位置になり得る。第５の特徴に係る発明によれば、飛行体がマルチコプターであるため、風の影響を打ち消すように飛行状態を制御し得る。これにより、飛行体は、所定の位置に静止し得る。所定の位置に静止することにより、飛行体は、より離れた位置にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。
【0034】
飛行体が固定翼及び／又は可変翼を用いて揚力を得る固定翼機である場合、飛行体の形状は、飛行体が飛行するために十分な揚力を固定翼及び／又は可変翼から得ることができる形状であることが求められ得る。第５の特徴に係る発明によれば、飛行体がマルチコプターであり、固定翼及び／又は可変翼を必要としないため、固定翼及び／又は可変翼から得る揚力に関する形状の制限を受けることを防ぎ得る。したがって、第５の特徴に係る発明によれば、飛行体にアンテナを搭載する場合における形状に関する制限をよりいっそう満たし得る。
【0035】
したがって、第５の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な飛行体を提供できる。
【0036】
第６の特徴に係る発明は、前記情報を送信可能な送信アンテナと、前記送信アンテナからの前記情報を受信可能であり、受信した前記情報を外部に送信可能である、第１の特徴から５の特徴のいずれかに係る飛行体と、前記飛行体から送信された前記情報を受信可能な受信アンテナと、を含んで構成され、前記送信アンテナと前記受信アンテナとが互いに異なる、通信システムを提供する。
【0037】
第６の特徴に係る発明によれば、円錐状の範囲にある送信アンテナからの情報を受信し得る。円錐状の範囲は、直線状の範囲より広い。したがって、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信し得る。また、第６の特徴に係る発明によれば、円錐状の範囲にある受信アンテナに情報を送信し得る。したがって、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある受信アンテナに情報を送信し得る。また、第６の特徴に係る発明によれば、受信及び／又は送信する情報を含む電波が遮蔽物によって遮られることを防ぎ得る。したがって、第６の特徴に係る発明によれば、互いに異なる送信アンテナと受信アンテナとのそれぞれが互いに離れた位置にあっても、送信アンテナと受信アンテナとの間の情報を中継し得る。
【0038】
したがって、第６の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な通信システムを提供できる。
【0039】
第７の特徴に係る発明は、第６の特徴に係る発明であって、前記送信アンテナの数が２以上であり、前記受信する処理は、前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の送信アンテナと異なる前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、を含む、通信システムを提供する。
【0040】
第７の特徴に係る発明によれば、情報を受信するリニアアレイアンテナを複数の送信アンテナそれぞれに応じた複数のグループに分けることができる。そして、これらグループそれぞれに含まれるリニアアレイアンテナが指向する向きそれぞれを複数の送信アンテナそれぞれに応じた向きにそれぞれ制御し得る。これにより、送信アンテナの数が２以上であっても、情報を受信するリニアアレイアンテナのうち少なくとも一部のリニアアレイアンテナが指向する向きを、リニアアレイアンテナから情報の送信元への向きに制御し、より離れた位置にある送信アンテナから送信された情報を受信し得る。
【0041】
したがって、第７の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な通信システムを提供できる。
【0042】
第８の特徴に係る発明は、第６又は第７の特徴に係る発明であって、前記受信アンテナの数が２以上であり、前記送信する処理は、前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の受信アンテナと異なる前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、を含む、通信システムを提供する。
【0043】
第８の特徴に係る発明によれば、情報を送信するリニアアレイアンテナを複数の受信アンテナそれぞれに応じた複数のグループに分けることができる。そして、これらグループそれぞれに含まれるリニアアレイアンテナが指向する向きそれぞれを複数の受信アンテナそれぞれに応じた向きにそれぞれ制御し得る。これにより、受信アンテナの数が２以上であっても、情報を送信するリニアアレイアンテナのうち少なくとも一部のリニアアレイアンテナが指向する向きを、リニアアレイアンテナから情報の送信先への向きに制御し、より離れた位置にある受信アンテナに情報を送信し得る。
【0044】
したがって、第８の特徴に係る発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な通信システムを提供できる。
【発明の効果】
【0045】
本発明によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な飛行体及び通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【発明を実施するための形態】
【0047】
以下、本発明を実施するための好適な形態の一例について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【0048】
＜通信システムＣ＞
図１は、本発明の実施形態における飛行体１を斜め上方からみたときの概略図である。図２は、本発明の実施形態におけるアンテナ４の概略図である。以下、図１及び図２を参照して本発明の実施形態における通信システムＣの好ましい構成の一例を説明する。
図１は、本発明の実施形態における飛行体１を斜め上方からみたときの概略図である。図２は、本発明の実施形態におけるアンテナ４の概略図である。以下、図１及び図２を参照して本発明の実施形態における通信システムＣの好ましい構成の一例を説明する。
【0049】
通信システムＣは、情報を送信可能な１以上の送信アンテナと、送信アンテナからの情報を受信可能であり、受信した情報を外部に送信可能である飛行体１と、飛行体１から送信された情報を受信可能である１以上の受信アンテナと、を含んで構成される。送信アンテナと受信アンテナとは、互いに異なることが好ましい。送信アンテナと受信アンテナとが互いに異なることにより、飛行体１は、送信アンテナが送信した情報を中継して、受信アンテナに送信できる。
【0050】
〔飛行体１〕
飛行体１は、コントローラ２と、送信機３と、１以上のアンテナ４と、飛行構造５と、電源部６と、を備えるよう構成される。必須の態様ではないが、飛行体１は、飛行体１が備える各部材等の２以上を所定の位置関係で支持可能な支持構造７を備えることが好ましい。支持構造７を備えることにより、飛行体１が含む各部材等が所定の位置関係を保つよう、該部材等それぞれを支持できる。
飛行体１は、コントローラ２と、送信機３と、１以上のアンテナ４と、飛行構造５と、電源部６と、を備えるよう構成される。必須の態様ではないが、飛行体１は、飛行体１が備える各部材等の２以上を所定の位置関係で支持可能な支持構造７を備えることが好ましい。支持構造７を備えることにより、飛行体１が含む各部材等が所定の位置関係を保つよう、該部材等それぞれを支持できる。
【0051】
飛行体１は、飛行可能であれば特に限定されない。飛行体１は、例えば、ヘリコプター、気球、飛行船、及び／又は固定翼機等でよい。ヘリコプターである飛行体１は、特に限定されず、主たる揚力を生むローター（回転翼とも称する。）の数が１であるシングルローター式ヘリコプター、２の回転翼を有するツインローター式ヘリコプター、及び／又は３以上の回転翼を有するマルチコプターでよい。固定翼機である飛行体１は、固定翼及び／又は可変翼を用いて揚力を得る固定翼機でよい。
【0052】
建造物及び地形等によって例示される遮蔽物は、電波を遮蔽し得る。飛行体１がアンテナ４を備える飛行体であり、飛行可能であるため、アンテナ４が送信及び／又は受信する情報を含む電波が遮蔽物によって遮られることを防ぎ得る。したがって、アンテナ４は、遮蔽物によって電波が遮られる場合より広い範囲にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。これにより、アンテナ４は、遮蔽物によって電波が遮られる場合より広い範囲にある受信アンテナに情報を送信し得る。
【0053】
本実施形態の飛行体１によれば、広い範囲にある送信アンテナが送信した情報を受信し得ることと、広い範囲にある受信アンテナに情報を送信し得ることとを両立し得る。したがって、本実施形態の飛行体１によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナ４を用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の情報を中継し得る。
【0054】
飛行体１は、無人航空機等によって例示される無人の飛行体でもよく、有人の飛行体でもよい。なかでも、飛行体１は、無人の飛行体であることが好ましい。飛行体１が無人の飛行体であることにより、飛行体１は、座席、風防、及び与圧構造等によって例示される操縦士等を収容するための構造等を必要としない。したがって、飛行体１の構造を有人の飛行体より簡易な構造にし得る。これにより、飛行体１の保守性及び／又は費用対効果等を改善し得る。また、飛行体１が無人の飛行体であることにより、操縦士等の疲労を考慮することなく、飛行体１を長時間飛行させ得る。これにより、中継処理をより長時間行い得る。
【0055】
飛行体１は、マルチコプターであることが好ましい。３以上のローターを有する回転翼機であるマルチコプターは、ローターの回転速度の増減によって上昇及び／又は下降を行える。また、マルチコプターは、各ローターの回転数に差をつけることで、その機体を傾けられる。これにより、マルチコプターは、前進、後進、及び／又は旋回等を行える。これにより、飛行体１は、上昇、下降、前進、後進、及び／又は旋回等を行うことによって所定の位置に移動し得る。
【0056】
飛行体１が気球である場合、気球の位置は、風の影響によって変化し得る。気球の位置が変化することにより、気球の位置が所定の位置と異なる位置になり得る。飛行体１がマルチコプターであれば、風の影響を打ち消すように飛行状態を制御し得る。これにより、マルチコプターである飛行体１は、所定の位置に静止し得る。所定の位置に静止することにより、飛行体１は、より離れた位置にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。
【0057】
飛行体１が固定翼及び／又は可変翼を用いて揚力を得る固定翼機である場合、飛行中の固定翼機が固定翼及び／又は可変翼から揚力を得るためには、固定翼機が移動し続ける必要がある。固定翼機が移動することにより、固定翼機の位置が所定の位置と異なる位置になり得る。マルチコプターは、空中の同じ位置で静止するホバリングを、固定翼及び／又は可変翼を用いて揚力を得る固定翼機より容易に行える。飛行体１がマルチコプターであれば、飛行体１は、所定の位置に静止し得る。これにより、飛行体１は、より離れた位置にある送信アンテナが送信した情報を受信し得る。
【0058】
飛行体１が固定翼及び／又は可変翼を用いて揚力を得る固定翼機である場合、飛行体１の形状は、飛行体１が飛行するために十分な揚力を固定翼及び／又は可変翼から得ることができる形状であることが求められ得る。飛行体１がマルチコプターであれば、固定翼及び／又は可変翼を必要としないため、固定翼及び／又は可変翼から得る揚力に関する形状の制限を受けることを防ぎ得る。したがって、飛行体１がマルチコプターであることにより、飛行体１にアンテナ４を搭載する場合における形状に関する制限をよりいっそう満たし得る。
【0059】
［コントローラ２］
コントローラ２は、送信機３及び１以上のアンテナ４を制御する。また、コントローラ２は、少なくとも１以上のアンテナ４が情報を受信する処理と、少なくとも１以上のアンテナ４が情報を外部に送信する処理と、を少なくとも含む中継処理を実行する。コントローラ２が行う中継処理については、後に図３を用いてより詳細に説明する。飛行体１がコントローラ２を備えることにより、飛行体１は、中継処理を実行し、情報を中継できる。
コントローラ２は、送信機３及び１以上のアンテナ４を制御する。また、コントローラ２は、少なくとも１以上のアンテナ４が情報を受信する処理と、少なくとも１以上のアンテナ４が情報を外部に送信する処理と、を少なくとも含む中継処理を実行する。コントローラ２が行う中継処理については、後に図３を用いてより詳細に説明する。飛行体１がコントローラ２を備えることにより、飛行体１は、中継処理を実行し、情報を中継できる。
【0060】
コントローラ２は、特に限定されない。コントローラ２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える従来技術のマイクロコンピュータでよい。
【0061】
コントローラ２は、アンテナ４が受信した情報を取得可能に構成される。これにより、アンテナ４が情報を受信する処理を実行できる。コントローラ２は、送信機３及びアンテナ４を制御して情報を送信可能に構成される。これにより、送信機３を介してアンテナ４が情報を送信する処理を実行できる。
【0062】
必須の態様ではないが、コントローラ２は、アンテナ４が指向する向きを制御可能に構成されることが好ましい。これにより、コントローラ２は、情報の送信元及び／又は送信先に合わせてアンテナ４が指向する向きを制御し得る。
【0063】
コントローラ２は、飛行体１及び／又は通信システムＣを利用する利用者から各種の指令を受信可能であることが好ましい。各種の指令は、例えば、飛行体１の飛行状態を制御する指令、及び／又はアンテナ４が指向する向きを変更する指令等が挙げられる。コントローラ２が利用者から各種の指令を受信可能であることにより、利用者の指令に応じて飛行体１を制御し得る。
【0064】
コントローラ２は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用してコントローラ２を動作させ得る。
【0065】
［送信機３］
送信機３は、アンテナ４に情報を送信させるアナログ信号を提供可能な送信機である。送信機３は、コントローラ２と１以上のアンテナ４と接続されている。送信機３は、コントローラ２による制御に応じてアナログ信号を１以上のアンテナ４に提供可能に構成される。送信機３は、特に限定されず、従来技術の送信機でよい。送信機３は、例えば、アナログ信号を発振する発振器及びアナログ信号を変調する変調器等を備えた送信機でよい。レーダ装置１が送信機３を備えることにより、アナログ信号を介して１以上のアンテナ４に情報を送信させることができる。
送信機３は、アンテナ４に情報を送信させるアナログ信号を提供可能な送信機である。送信機３は、コントローラ２と１以上のアンテナ４と接続されている。送信機３は、コントローラ２による制御に応じてアナログ信号を１以上のアンテナ４に提供可能に構成される。送信機３は、特に限定されず、従来技術の送信機でよい。送信機３は、例えば、アナログ信号を発振する発振器及びアナログ信号を変調する変調器等を備えた送信機でよい。レーダ装置１が送信機３を備えることにより、アナログ信号を介して１以上のアンテナ４に情報を送信させることができる。
【0066】
送信機３は、コントローラ２と一体に構成されていてもよく、別体に構成されていてもよい。送信機３がコントローラ２と一体に構成されていることにより、コントローラ２と送信機３とを接続する配線等を含まない簡易な構成にし得る。送信機３がコントローラ２と別体に構成されていることにより、コントローラ２及び／又は送信機３を一体に構成される場合より簡易な構成にし得る。以下では、送信機３は、コントローラ２と別体に構成された送信機３であるものとして説明する。
【0067】
送信機３は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用して送信機３を動作させ得る。
【0068】
［アンテナ４］
アンテナ４は、送信アンテナからの情報を受信可能であり、送信機３から提供されるアナログ信号に応じて受信アンテナに情報を送信可能であるリニアアレイアンテナである。１以上のアンテナ４のそれぞれは、アンテナ本体４１と、複数のアンテナ素子４２と、１以上の移相機４３と、合成器４４と、コンバータ４５と、を含んで構成される。１以上のアンテナ４のそれぞれは、コントローラ２と送信機３と接続されている。１以上のアンテナ４のそれぞれは、コントローラ２によって制御可能に構成されている。１以上のアンテナ４のそれぞれは、受信した情報をコントローラ２に提供可能に構成されている。
アンテナ４は、送信アンテナからの情報を受信可能であり、送信機３から提供されるアナログ信号に応じて受信アンテナに情報を送信可能であるリニアアレイアンテナである。１以上のアンテナ４のそれぞれは、アンテナ本体４１と、複数のアンテナ素子４２と、１以上の移相機４３と、合成器４４と、コンバータ４５と、を含んで構成される。１以上のアンテナ４のそれぞれは、コントローラ２と送信機３と接続されている。１以上のアンテナ４のそれぞれは、コントローラ２によって制御可能に構成されている。１以上のアンテナ４のそれぞれは、受信した情報をコントローラ２に提供可能に構成されている。
【0069】
飛行体１が１以上のアンテナ４を備えることにより、送信アンテナからの情報を受信し、受信アンテナに情報を送信する中継処理を実行できる。中継処理については、後に図３を用いてより詳細に説明する。
【0070】
飛行体１が生成可能な揚力等によって、飛行体１に搭載するアンテナの重量は、制限され得る。本実施形態の飛行体１は、１以上のアンテナ４及びコントローラ２等を備えれば足りるため、飛行体１にアンテナ４を搭載する場合における重量に関する制限を満たし得る。
【0071】
飛行体１に求められる空気力学的な特性等により、飛行体１に搭載するアンテナ４の形状は、制限され得る。本実施形態の飛行体１は、１以上のアンテナ４及びコントローラ２等を備えれば足りるため、飛行体１にアンテナ４を搭載する場合における形状に関する制限を満たし得る。
【0072】
パラボラアンテナ及び平面フェイズドアレイアンテナ等によって例示される直線状に指向させて用いるアンテナがある。直線状に指向させて用いるアンテナを用いることにより、直線状の範囲にある送信元から送信された情報を受信し得る。一方、リニアアレイアンテナは、リニアアレイアンテナの長手方向を中心軸とする円錐状の範囲に指向させて用いることができる。ここでいう円錐状の範囲とは、円錐の側面及び側面周辺を含み、円錐の底面及び内部を含まない範囲のことである。
【0073】
アンテナ４がリニアアレイアンテナであるため、直線状の範囲より広い円錐状の範囲にある送信元から送信された情報を受信し得る。また、直線状の範囲より広い円錐状の範囲にある送信先に情報を送信し得る。
【0074】
必須の態様ではないが、飛行体１は、２以上のアンテナ４を備えることが好ましい。飛行体１が２以上のアンテナ４を備えることにより、情報を受信するアンテナ４と異なるアンテナ４を用いて情報を送信し得る。
【0075】
同じアンテナ４を用いて情報の受信と情報の送信とを同時に行う場合、受信する情報と送信する情報とがアンテナ４において混ざり合って受信及び／又は送信に悪影響を及ぼす可能性がある。受信に悪影響が及ぼされることにより、離れた位置にある送信アンテナが送信した情報を受信できない可能性があり得る。送信に悪影響が及ぼされることにより、離れた位置にある受信アンテナに情報を送信できない可能性があり得る。
【0076】
情報を受信するアンテナ４と異なるアンテナ４を用いて情報を送信することにより、受信と送信とを同時に行う場合に受信する情報と送信する情報とがアンテナ４において混ざり合うことを防ぎ得る。これにより、離れた位置にある送信アンテナから送信された情報を受信することと、離れた位置にある受信アンテナに情報を送信することとを同時に達成し得る。したがって、飛行体１が２以上のアンテナ４を備え、情報を受信するアンテナ４と異なるアンテナ４を用いて情報を送信することにより、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継し得る。
【0077】
飛行体１が２以上のアンテナ４を備えることにより、２以上の送信アンテナがある場合に、２以上の送信アンテナのそれぞれから情報を好適に受信する処理を行い得る。２以上の送信アンテナのそれぞれから情報を好適に受信する処理については、後に図６を用いてより詳細に説明する。
【0078】
飛行体１が２以上のアンテナ４を備えることにより、２以上の受信アンテナがある場合に、２以上の受信アンテナのそれぞれに情報を好適に送信する処理を行い得る。２以上の受信アンテナのそれぞれに情報を好適に送信する処理については、後に図７を用いてより詳細に説明する。
【0079】
アンテナ４は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用してアンテナ４を動作させ得る。
【0080】
必須の態様ではないが、１以上のアンテナ４それぞれが含む移相機４３の数は、アンテナ素子４２の数より１少ない数、アンテナ素子４２の数と同じ数、及びアンテナ素子４２の数より大きい数のいずれかであることが好ましい。移相機４３の数がこれらの数のいずれかであることにより、複数のアンテナ素子４２それぞれについて位相を制御し、アンテナ４が指向する向きを制御し得る。以下では、１以上のアンテナ４それぞれが含むアンテナ素子４２の数と移相機４３の数とは、いずれも所定の数「ｎＰ」であるものとして説明する。
【0081】
図１には、飛行体１が備えるアンテナ４として、第１アンテナ４ａと、第２アンテナ４ｂと、第３アンテナ４ｃと、第４アンテナ４ｄとが示されている。これらのアンテナ４それぞれは、コントローラ２、送信機３、及び後述する電源部６と接続されている。
【0082】
（情報について）
アンテナ４が送信及び／又は受信する情報は、特に限定されない。情報は、音声、画像、動画、文字、記号、及びコンピュータが利用するデータ等によって例示される各種の情報の１以上を含む情報でよい。情報がこれら各種の情報の１以上を含む情報であることにより、アンテナ４は、各種の情報を中継できる。
アンテナ４が送信及び／又は受信する情報は、特に限定されない。情報は、音声、画像、動画、文字、記号、及びコンピュータが利用するデータ等によって例示される各種の情報の１以上を含む情報でよい。情報がこれら各種の情報の１以上を含む情報であることにより、アンテナ４は、各種の情報を中継できる。
【0083】
情報は、電波を用いて送信及び／又は受信することが可能な情報であることが好ましい。情報が電波を用いて送信及び／又は受信することが可能な情報であることにより、アンテナ４は、電波を送信及び／又は受信することによって情報を送信及び／又は受信できる。以下、情報は、電波を用いて送信及び／又は受信することが可能な情報であるものとして説明する。
【0084】
情報は、中継対象となる情報であることを示す情報を含むことが好ましい。これにより、コントローラ２は、中継対象となる情報と中継対象とならない情報とを判別し、中継対象となる情報のみを中継し得る。
【0085】
（アンテナ本体４１）
アンテナ本体４１は、複数のアンテナ素子４２等のアンテナ４が含む各種の構成要素を支持可能に構成される。これにより、リニアアレイアンテナを構成するように複数のアンテナ素子４２それぞれを配置できる。
アンテナ本体４１は、複数のアンテナ素子４２等のアンテナ４が含む各種の構成要素を支持可能に構成される。これにより、リニアアレイアンテナを構成するように複数のアンテナ素子４２それぞれを配置できる。
【0086】
（アンテナ素子４２）
アンテナ素子４２は、情報を受信及び／又は送信することが可能なアンテナ素子である。アンテナ素子４２は、受信した情報を含むアナログ信号を移相器４３に提供できる。アンテナ素子４２は、移相器４３が提供するアナログ信号に基づいて情報を送信できる。
アンテナ素子４２は、情報を受信及び／又は送信することが可能なアンテナ素子である。アンテナ素子４２は、受信した情報を含むアナログ信号を移相器４３に提供できる。アンテナ素子４２は、移相器４３が提供するアナログ信号に基づいて情報を送信できる。
【0087】
アンテナ素子４２は、アンテナ４の長手方向に沿って、リニアアレイアンテナを構成するようアンテナ本体４１に配置される。リニアアレイアンテナは、リニアアレイアンテナの長手方向を中心軸とする円錐状の範囲に指向させて用いることができる。ここでいう円錐状の範囲とは、円錐の側面及び側面周辺を含み、円錐の底面及び内部を含まない範囲のことである。
【0088】
アンテナ素子４２がリニアアレイアンテナを構成するよう配置されることにより、直線状の範囲より広い円錐状の範囲にある送信元から送信された情報を受信し得る。また、アンテナ素子４２がリニアアレイアンテナを構成するよう配置されることにより、直線状の範囲より広い円錐状の範囲にある送信先に情報を送信し得る。
【0089】
アンテナ素子４２は、特に限定されず、情報を送信可能であり、かつ、情報を受信可能である従来技術のアンテナを用いて構成されたアンテナ素子でよい。情報が電波を用いて送信及び／又は受信する情報である場合、アンテナ素子４２は、電波を送信及び受信可能なアンテナを含んで構成されることが好ましい。これにより、電波を用いて送信及び／又は受信する情報をアンテナ素子４２において送信及び／又は受信できる。
【0090】
情報が電波を用いて送信及び／又は受信する情報である場合、アンテナ素子４２は、実質的に無指向性のアンテナ素子であることが好ましい。ここでいう「実質的に無指向性」は、アンテナ素子４２の利得がアンテナ素子４２からみた方位によらず略同じであることを示す。ここでいう利得Ｇは、アンテナ素子４２からみた方位におけるアンテナ素子４２の電界強度を等方性アンテナの場合の電界強度で割った比のことである。
【0091】
実質的に無指向性のアンテナ素子４２における利得Ｇの上限は、１．７以下であることが好ましく、１．５以下であることがより好ましく、１．３以下であることがさらに好ましい。利得Ｇの上限を上述のとおり定めることにより、いずれの向きにある送信アンテナから送信された情報であっても好適に受信し得る。また、利得Ｇの上限を上述のとおり定めることにより、いずれの向きにある受信アンテナへも情報を好適に送信し得る。
【0092】
情報が電波を用いて送信及び／又は受信する情報である場合、複数のアンテナ素子４２のそれぞれは、所定の配置間隔ｓＰ［ｍ］で配されていることが好ましい。これにより、隣接する２つのアンテナ素子４２が送信する電波の位相それぞれに所定の位相差αＰを与えることで、アンテナ４が指向する向きを制御し得る。
【0093】
図２には、アンテナ４が含むアンテナ素子４２として、第１アンテナ素子４２ａと、第２アンテナ素子４２ｂと、第３アンテナ素子４２ｃと、第４アンテナ素子４２ｄとが示されている。これらのアンテナ素子４２それぞれは、後述する移相器４３それぞれと接続されている。これらのアンテナ素子４２それぞれは、アンテナ４の長手方向に沿って配置され、リニアアレイアンテナを構成している。
【0094】
（移相機４３）
移相機４３は、アンテナ素子４２から提供されるアナログ信号に関する位相を制御し、後述する合成器４４に提供する移相機である。また、移相機４３は、後述する合成器４４によって分配されたアナログ信号の位相を制御し、アンテナ素子４２に提供する移相機でもある。移相機４３は、コントローラ２によって制御可能に構成される。移相機４３は、特に限定されず、従来技術の移相器でよい。移相機４３により、アンテナ素子４２が受信及び／又は送信する情報に関する位相を制御し、アンテナ４を円錐状の向きに指向するよう制御し得る。
移相機４３は、アンテナ素子４２から提供されるアナログ信号に関する位相を制御し、後述する合成器４４に提供する移相機である。また、移相機４３は、後述する合成器４４によって分配されたアナログ信号の位相を制御し、アンテナ素子４２に提供する移相機でもある。移相機４３は、コントローラ２によって制御可能に構成される。移相機４３は、特に限定されず、従来技術の移相器でよい。移相機４３により、アンテナ素子４２が受信及び／又は送信する情報に関する位相を制御し、アンテナ４を円錐状の向きに指向するよう制御し得る。
【0095】
移相器４３は、特に限定されず、アナログ信号の位相を制御可能な従来技術の移相器を含む移相器でよい。移相器４３がアナログ信号の位相を制御可能な移相器を含むことにより、移相器４３は、アンテナ素子４２から提供されるアナログ信号に関する位相を制御し、合成器４４に提供できる。また、移相器４３がアナログ信号の位相を制御可能な移相器を含むことにより、合成器４４によって分配されたアナログ信号の位相を制御し、アンテナ素子４２に提供できる。
【0096】
図２には、アンテナ４が含む移相機４３として、第１移相機４３ａと、第２移相機４３ｂと、第３移相機４３ｃと、第４移相器４３ｄとが示されている。これらの移相機４３それぞれは、アンテナ素子４２それぞれと接続されている。また、これらの移相器４３それぞれは、コントローラ２及び分配器４４と接続されている。
【0097】
移相機４３は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用して移相機４３を動作させ得る。
【0098】
（合成器４４）
合成器４４は、移相器４３から提供される位相を制御されたアナログ信号を合成し、合成されたアナログ信号を後述するコンバータ４５に提供可能な合成器である。複数の移相機４３それぞれを介して提供されたアナログ信号それぞれが微弱である場合、コンバータ４５によって該アナログ信号をデジタル信号に変換できない場合があり得る。合成器４４を含むことにより、アナログ信号それぞれが微弱である場合であっても、これらのアナログ信号を合成して得られたより強いアナログ信号をコンバータ４５に提供し得る。したがって、コンバータ４５は、より強いアナログ信号をデジタル信号に変換し得る。
合成器４４は、移相器４３から提供される位相を制御されたアナログ信号を合成し、合成されたアナログ信号を後述するコンバータ４５に提供可能な合成器である。複数の移相機４３それぞれを介して提供されたアナログ信号それぞれが微弱である場合、コンバータ４５によって該アナログ信号をデジタル信号に変換できない場合があり得る。合成器４４を含むことにより、アナログ信号それぞれが微弱である場合であっても、これらのアナログ信号を合成して得られたより強いアナログ信号をコンバータ４５に提供し得る。したがって、コンバータ４５は、より強いアナログ信号をデジタル信号に変換し得る。
【0099】
合成器４４は、送信機３から提供されるアナログ信号を分配し、分配されたアナログ信号のそれぞれを複数の移相機４３それぞれに提供可能な分配器でもある。分配器でもある合成器４４により、送信機３が複数のアナログ信号を同時に生成することができない送信機であっても、複数の移相機４３それぞれにアナログ信号を提供できる。
【0100】
以下、分配器として用いることも可能な合成器を、その用途によらず単に「合成器」と称する。合成器４４は、特に限定されず、例えば、抵抗合成器、ウィルキンソン合成器、及びハイブリッド合成器等によって例示される従来技術の合成器でよい。合成器４４は、２以上の合成器の組合せを含む合成器でもよい。
【0101】
（コンバータ４５）
コンバータ４５は、合成器４４から提供されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換して得られたデジタル信号をコントローラ２に提供する。これにより、コントローラ２において実行される中継処理に適したデジタル信号の態様で、情報をコントローラ２に提供できる。コンバータ４５は、特に限定されず、従来技術のアナログ信号をデジタル信号に変換可能なコンバータでよい。
コンバータ４５は、合成器４４から提供されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換して得られたデジタル信号をコントローラ２に提供する。これにより、コントローラ２において実行される中継処理に適したデジタル信号の態様で、情報をコントローラ２に提供できる。コンバータ４５は、特に限定されず、従来技術のアナログ信号をデジタル信号に変換可能なコンバータでよい。
【0102】
コンバータ４５は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用してコンバータ４５を動作させ得る。
【0103】
（増幅器）
必須の態様ではないが、アンテナ４は、１以上の増幅器（図示せず）を含むことが好ましい。増幅器は、アナログ信号を増幅可能な増幅器である。一般に、増幅されたアナログ信号は、増幅されないアナログ信号より解析が容易である。したがって、増幅器を含むことにより、アナログ信号の解析をより容易に行い得る。また、増幅器を含むことにより、増幅されたより強いアナログ信号に基づいて情報を送信できる。増幅器は、特に限定されず、従来技術の増幅器でよい。
必須の態様ではないが、アンテナ４は、１以上の増幅器（図示せず）を含むことが好ましい。増幅器は、アナログ信号を増幅可能な増幅器である。一般に、増幅されたアナログ信号は、増幅されないアナログ信号より解析が容易である。したがって、増幅器を含むことにより、アナログ信号の解析をより容易に行い得る。また、増幅器を含むことにより、増幅されたより強いアナログ信号に基づいて情報を送信できる。増幅器は、特に限定されず、従来技術の増幅器でよい。
【0104】
増幅器は、移相器４３のそれぞれが合成器４４に提供するアナログ信号をそれぞれ増幅可能であることが好ましい。これにより、受信した情報を含むアナログ信号をより強くできる。したがって、コンバータ４５においてアナログ信号をデジタル信号に変換することがより容易になる。
【0105】
増幅器は、合成器４４が提供するアナログ信号を増幅可能であることが好ましい。これにより、合成器４４における分配でアナログ信号の強度が低下した場合に、アナログを増幅して移相器４３に提供し得る。そして、より強いアナログ信号に基づく情報を送信できる。
【0106】
増幅器が、合成器４４が提供するアナログ信号を増幅可能である場合、１以上のリニアアレイアンテナ４それぞれが含む増幅器の数は、ｎＰ以上であることが好ましい。これにより、合成器４４が提供するアナログ信号それぞれを増幅し、ｎＰの移相機４３に提供し得る。
【0107】
増幅器は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用して増幅器を動作させ得る。
【0108】
（周波数変換器）
必須の態様ではないが、リニアアレイアンテナ４は、１以上の周波数変換器（図示せず）を含むことが好ましい。周波数変換器は、アンテナ素子４２に提供されるアナログ信号の周波数を変換可能であり、アンテナ素子４２から提供される反射波Ｒの周波数を変換可能である周波数変換器である。
必須の態様ではないが、リニアアレイアンテナ４は、１以上の周波数変換器（図示せず）を含むことが好ましい。周波数変換器は、アンテナ素子４２に提供されるアナログ信号の周波数を変換可能であり、アンテナ素子４２から提供される反射波Ｒの周波数を変換可能である周波数変換器である。
【0109】
一般に、周波数がより高い電気信号を処理するほど、該信号を処理する部材の構成がより複雑になり、費用対効果等がより低下する。周波数変換器を含むことにより、送信機３、移相機４３、合成器４４、及び／又は、増幅器等が処理するアナログ信号の周波数を送信する情報を含む電波の周波数より低い周波数を処理するよう構成し得る。したがって、これらの構成要素の構成をより簡単にし、飛行体１の費用対効果等を改善し得る。
【0110】
周波数変換器の数は、ｎＰ以上であることが好ましい。周波数変換器の数がｎＰ以上であることにより、ｎＰのアンテナ素子４２が受信した情報に基づくアナログ信号の周波数それぞれを変換し得る。これにより、合成器４４及びコンバータ４５をアナログ信号の周波数より低い周波数を処理するよう構成し得る。また、増幅器及び／又は移相機４３をアナログ信号の周波数より低い周波数を処理するよう構成し得る。周波数変換器の数がｎＰ以上であることにより、合成器４４によって分配されたアナログ信号の周波数をそれぞれ変換し得る。これにより、送信機３及び合成器４４を送信する情報を含む電波の周波数より低い周波数を処理するよう構成し得る。また、周波数変換器の数がｎＰ以上であることにより、移相機４３、及び／又は、増幅器を送信する情報を含む電波の周波数より低い周波数を処理するよう構成し得る。
【0111】
周波数変換器は、特に限定されず、従来技術の周波数変換器でよい。周波数変換器は、例えば、所定の周期的な信号ＬＯとアナログ信号とを合成することでアナログ信号の周波数を変換するミキサでよい。所定の周期的な信号ＬＯとアナログ信号とを合成することにより、アナログ信号の周波数を、所定の周期的な信号ＬＯの周波数とアナログ信号の周波数との和及び／又は差の周波数に変換できる。周波数変換器は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用して周波数変換器を動作させ得る。
【0112】
［飛行構造５］
図１に戻る。飛行構造５は、飛行体１に揚力及び／又は浮力を与え、飛行可能とする構造である。飛行構造５は、特に限定されない。飛行構造５は、コントローラ２による制御に応じて飛行体１の飛行状態を制御可能に構成される。
図１に戻る。飛行構造５は、飛行体１に揚力及び／又は浮力を与え、飛行可能とする構造である。飛行構造５は、特に限定されない。飛行構造５は、コントローラ２による制御に応じて飛行体１の飛行状態を制御可能に構成される。
【0113】
飛行体１が気球である場合、飛行構造５は、空気より軽い気体を収容可能な気球部を含むことが好ましい。気球部を含むことにより、空気より軽い気体がもたらす浮力によって飛行体１を飛行させ得る。飛行体１が固定翼機である場合、飛行構造５は、飛行体１を移動させることが可能な推進部と飛行体１に移動に応じて揚力を発生可能な固定翼及び／又は可変翼とを含むことが好ましい。これにより、飛行体１を移動させ、この移動に応じて揚力を発生させ得る。この揚力により、飛行体１を飛行させ得る。
【0114】
飛行体１が１以上の回転翼を用いて揚力を得るヘリコプター等である場合、飛行構造５は、１以上の駆動部５１と駆動部５１によって回転する１以上の回転翼５２とを含むことが好ましい。これにより、駆動部５１を用いて回転翼５２を回転させ、揚力を得ることができる。この揚力により、飛行体１を飛行させ得る。
【0115】
飛行体１が３以上の回転翼を用いて揚力を得るマルチコプターである場合、飛行構造５の数が３以上であり、３以上の飛行構造５のそれぞれは、駆動部５１と駆動部５１によって回転する回転翼５２とを含むことが好ましい。これにより、回転翼５２を回転させ、揚力を得ることができる。この揚力により、飛行体１を飛行させ得る。３以上の飛行構造５のそれぞれが回転翼５２を有することにより、回転翼５２の回転速度の増減によって上昇及び／又は下降を行える。また、マルチコプターは、各回転翼５２の回転数に差をつけることで、その機体を傾けられる。これにより、マルチコプターは、前進、後進、及び／又は旋回等を行える。したがって、飛行体１は、上昇、下降、前進、後進、及び／又は旋回等を行うことによって所定の位置に移動し得る。
【0116】
３以上の飛行構造５のそれぞれが駆動部５１と回転翼５２とを含むことにより、駆動部５１は、動力を分配する動力分配装置等を介さずに回転翼５２を直接回転させ得る。これにより、飛行構造５を簡易な構成にし得る。また、駆動部５１が動力分配装置等を介さず回転翼５２を回転させることにより、動力分配装置等の制御を行わない比較的簡易な制御によって、飛行構造５を用いた飛行状態を制御し得る。
【0117】
以下、飛行体１がマルチコプターであり、飛行構造５の数が３以上であり、３以上の飛行構造５のそれぞれが駆動部５１と駆動部５１によって回転する回転翼５２とを含むものとして説明する。
【0118】
飛行構造５は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用して飛行構造５を動作させ得る。
【0119】
図１には、飛行体１が備える飛行構造５として、第１飛行構造５ａ、第２飛行構造５ｂ、第３飛行構造５ｃ、及び第４飛行構造５ｄが示されている。これらの飛行構造５それぞれは、コントローラ２及び後述する電源部６と接続されている。
【0120】
（駆動部５１）
駆動部５１（図１の符号５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、及び５１ｄ）は、コントローラ２によって制御可能であり、回転翼５２を回転させることが可能な駆動部５１であれば、特に限定されない。駆動部５１は、電気を用いて回転翼５２を回転させるモータを含むことが好ましい。駆動部５１がモータを含むことにより、コントローラ２は、電気を介した比較的容易な制御によって駆動部５１を制御し得る。そして、回転翼５２の回転数等を制御し得る。これにより、コントローラ２は、飛行体１の飛行状態を容易に制御し得る。駆動部５１がモータを含む場合、駆動部５１は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用して回転翼５２を回転させ得る。
駆動部５１（図１の符号５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、及び５１ｄ）は、コントローラ２によって制御可能であり、回転翼５２を回転させることが可能な駆動部５１であれば、特に限定されない。駆動部５１は、電気を用いて回転翼５２を回転させるモータを含むことが好ましい。駆動部５１がモータを含むことにより、コントローラ２は、電気を介した比較的容易な制御によって駆動部５１を制御し得る。そして、回転翼５２の回転数等を制御し得る。これにより、コントローラ２は、飛行体１の飛行状態を容易に制御し得る。駆動部５１がモータを含む場合、駆動部５１は、電源部６が供給する電力を利用可能であることが好ましい。これにより、電源部６が供給する電力を利用して回転翼５２を回転させ得る。
【0121】
（回転翼５２）
回転翼５２（図１の符号５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、及び５２ｄ）は、駆動部５１によって回転させられることが可能であり、回転によって揚力を発生可能な回転翼であれば、特に限定されない。回転翼５２は、例えば、回転方向に対する回転翼の傾きを変化させることが可能な可変ピッチの回転翼でよい。回転翼５２が可変ピッチの回転翼であることにより、回転速度に応じて回転翼の傾きを変化させ、揚力を効率的に得られる。回転翼５２は、例えば、回転方向に対する回転翼の傾きが一定である固定ピッチの回転翼でよい。回転翼５２が固定ピッチの回転翼であることにより、回転翼５２を可変ピッチの回転翼より簡易な構造にし得る。これにより、飛行体１の保守性及び／又は費用対効果等を改善し得る。
回転翼５２（図１の符号５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、及び５２ｄ）は、駆動部５１によって回転させられることが可能であり、回転によって揚力を発生可能な回転翼であれば、特に限定されない。回転翼５２は、例えば、回転方向に対する回転翼の傾きを変化させることが可能な可変ピッチの回転翼でよい。回転翼５２が可変ピッチの回転翼であることにより、回転速度に応じて回転翼の傾きを変化させ、揚力を効率的に得られる。回転翼５２は、例えば、回転方向に対する回転翼の傾きが一定である固定ピッチの回転翼でよい。回転翼５２が固定ピッチの回転翼であることにより、回転翼５２を可変ピッチの回転翼より簡易な構造にし得る。これにより、飛行体１の保守性及び／又は費用対効果等を改善し得る。
【0122】
［電源部６］
電源部６は、コントローラ２、送信機３、アンテナ４、及び飛行構造５等の飛行体１が備える各部材等の１以上に電力を供給可能な電源部である。電源部６は、特に限定されず、従来技術の電源部でよい。電源部６は、例えば、一次電池（例えば、乾電池、湿電池等）、二次電池、太陽電池、燃料電池、原子力電池、全固体電池、発電機（例えば、内燃機関及び／又は外燃機関を用いる発電機、マイクロ波発電機等）及びこれらの１以上を含む電源部でよい。
電源部６は、コントローラ２、送信機３、アンテナ４、及び飛行構造５等の飛行体１が備える各部材等の１以上に電力を供給可能な電源部である。電源部６は、特に限定されず、従来技術の電源部でよい。電源部６は、例えば、一次電池（例えば、乾電池、湿電池等）、二次電池、太陽電池、燃料電池、原子力電池、全固体電池、発電機（例えば、内燃機関及び／又は外燃機関を用いる発電機、マイクロ波発電機等）及びこれらの１以上を含む電源部でよい。
【0123】
中でも、電源部６は、一次電池、二次電池、及び全固体電池等によって例示される電池を含むことが好ましい。電池は、発電機等より簡易な構造を有する。したがって、電源部６が電池を含むことにより、電源部６の構成を簡易な構造にし得る。これにより、飛行体１の保守性及び／又は費用対効果等を改善し得る。
【0124】
［支持構造７］
支持構造７は、飛行体１が備える各部材等の２以上を所定の位置関係で支持可能な構造であれば、特に限定されない。支持構造７は、例えば、アンテナ４及び飛行構造５を所定の位置関係で支持可能な構造である。
支持構造７は、飛行体１が備える各部材等の２以上を所定の位置関係で支持可能な構造であれば、特に限定されない。支持構造７は、例えば、アンテナ４及び飛行構造５を所定の位置関係で支持可能な構造である。
【0125】
図１には、飛行体１が備える支持構造７として、コントローラ２、送信機３、第１アンテナ４ａ、第２アンテナ４ｂ、第３アンテナ４ｃ、第４アンテナ４ｄ、第１飛行構造５ａ、第２飛行構造５ｂ、第３飛行構造５ｃ、第４飛行構造５ｄ、及び電源部６のそれぞれを所定の位置関係で支持する支持構造が示されている。支持構造７を備えることにより、これらが所定の位置関係を保つよう、これらのそれぞれを支持できる。
【0126】
〔送信アンテナ〕
通信システムＣが含む送信アンテナ（図４の符号Ｔ１等）は、情報を送信可能に構成されたアンテナである。送信アンテナは、特に限定されず、従来技術のアンテナでよい。送信アンテナは、例えば、ダイポールアンテナ、八木アンテナ、単線給電アンテナ、ループアンテナ、アレイアンテナ、接地アンテナ、非接地型垂直アンテナ、ビームアンテナ、水平偏波全方向性アンテナ、板状アンテナ、平面アンテナ、ホーンアンテナ、パラボラアンテナ、球面アンテナ、レンズアンテナ、進行波アンテナ、及びこれらの１以上を含むアンテナ等でよい。
通信システムＣが含む送信アンテナ（図４の符号Ｔ１等）は、情報を送信可能に構成されたアンテナである。送信アンテナは、特に限定されず、従来技術のアンテナでよい。送信アンテナは、例えば、ダイポールアンテナ、八木アンテナ、単線給電アンテナ、ループアンテナ、アレイアンテナ、接地アンテナ、非接地型垂直アンテナ、ビームアンテナ、水平偏波全方向性アンテナ、板状アンテナ、平面アンテナ、ホーンアンテナ、パラボラアンテナ、球面アンテナ、レンズアンテナ、進行波アンテナ、及びこれらの１以上を含むアンテナ等でよい。
【0127】
送信アンテナは、地上に設置されたアンテナでもよく、建造物に設置されたアンテナでもよく、利用者が携帯する携帯機器が備えるアンテナでもよく、車両等の移動体が備えるアンテナでもよく、気球、飛行船、ヘリコプター及び固定翼機等によって例示される各種の飛行体が備えるアンテナでもよく、人工衛星が備えるアンテナでもよい。また、送信アンテナは、中継処理を行う飛行体１と異なる飛行体１が備えるアンテナ４でもよい。
【0128】
〔受信アンテナ〕
通信システムＣが含む受信アンテナ（図４の符号Ｒ１等）は、情報を受信可能に構成されたアンテナである。受信アンテナは、特に限定されず、送信アンテナと同様の従来技術のアンテナでよい。受信アンテナと送信アンテナとは、互いに異なることが好ましい。これにより、飛行体１は、送信アンテナが送信した情報を、受信アンテナに中継し得る。
通信システムＣが含む受信アンテナ（図４の符号Ｒ１等）は、情報を受信可能に構成されたアンテナである。受信アンテナは、特に限定されず、送信アンテナと同様の従来技術のアンテナでよい。受信アンテナと送信アンテナとは、互いに異なることが好ましい。これにより、飛行体１は、送信アンテナが送信した情報を、受信アンテナに中継し得る。
【0129】
受信アンテナは、地上に設置されたアンテナでもよく、建造物に設置されたアンテナでもよく、利用者が携帯する携帯機器が備えるアンテナでもよく、車両等の移動体が備えるアンテナでもよく、気球、飛行船、ヘリコプター及び固定翼機等によって例示される各種の飛行体が備えるアンテナでもよく、人工衛星が備えるアンテナでもよい。また、受信アンテナは、中継処理を行う飛行体１と異なる飛行体１が備えるアンテナ４でもよい。
【0130】
【0131】
［ステップＳ１：飛行体の飛行状態を制御］
コントローラ２は、飛行構造５の制御を介して、電波を好適に受信可能な所定の位置に飛行体１があるよう飛行体１の飛行状態を制御する（ステップＳ１）。コントローラ２は、処理をステップＳ２に移す。所定の位置に飛行体１があるよう飛行体１の飛行状態を制御することにより、電波を好適に受信し得る。
コントローラ２は、飛行構造５の制御を介して、電波を好適に受信可能な所定の位置に飛行体１があるよう飛行体１の飛行状態を制御する（ステップＳ１）。コントローラ２は、処理をステップＳ２に移す。所定の位置に飛行体１があるよう飛行体１の飛行状態を制御することにより、電波を好適に受信し得る。
【0132】
必須の態様ではないが、コントローラ２は、ステップＳ２で実行される送信元に合わせて指向する向きを制御する処理を実行することが好ましい。
【0133】
［ステップＳ２：送信元に合わせて指向する向きを制御］
コントローラ２は、情報を受信するアンテナ４が指向する向きを情報の送信元に合わせて制御する（ステップＳ２）。コントローラ２は、処理をステップＳ２に移す。ステップＳ２において実行される処理により、アンテナ４が指向する向きを情報の送信元に合わせることができる。これにより、情報の送信元から送信される情報を好適に受信し得る。
コントローラ２は、情報を受信するアンテナ４が指向する向きを情報の送信元に合わせて制御する（ステップＳ２）。コントローラ２は、処理をステップＳ２に移す。ステップＳ２において実行される処理により、アンテナ４が指向する向きを情報の送信元に合わせることができる。これにより、情報の送信元から送信される情報を好適に受信し得る。
【0134】
必須の態様ではないが、アンテナ４が指向する向きを情報の送信元に合わせる処理は、情報を受信するアンテナ４が指向する向きを、該アンテナ４から情報の送信元である送信アンテナへの向きに制御する処理を含むことが好ましい。これにより、より離れた位置にある送信元から送信された情報を受信し得る。
【0135】
必須の態様ではないが、送信アンテナの数が２以上である場合、アンテナ４が指向する向きを情報の送信元に合わせる処理は、アンテナ４のうち１以上のアンテナ４が指向する向きを、該アンテナ４から、１の送信アンテナへの向きに制御する処理と、情報を受信するアンテナ４のうち該１以上のアンテナ４と異なる１以上のアンテナ４が指向する向きを、該アンテナ４から前述の１の送信アンテナと異なる送信アンテナへの向きに制御する処理とを含むことが好ましい。
【0136】
これにより、情報を受信するアンテナ４を複数の送信アンテナそれぞれに応じた複数のグループに分けることができる。そして、これらグループそれぞれに含まれるアンテナ４が指向する向きそれぞれを複数の送信アンテナそれぞれに応じた向きにそれぞれ制御し得る。これにより、送信アンテナの数が２以上であっても、情報を受信するアンテナ４のうち少なくとも一部のアンテナ４が指向する向きを、アンテナ４から情報の送信元への向きに制御し、より離れた位置にある送信アンテナから送信された情報を受信し得る。
【0137】
［ステップＳ３：情報を受信したか否かを判別］
コントローラ２は、情報を受信したか否かを判別する（ステップＳ３）。情報を受信したならば、コントローラ２は、アンテナ４が受信した情報を取得し、処理をステップＳ４に移す。情報を受信していないならば、コントローラ２は、処理をステップＳ５に移す。情報を受信したか否かを判別することにより、情報を受信した場合にアンテナ４が受信した情報を取得し得る。また、情報を受信した場合に情報の送信元に応じて情報を選別する処理を行い得る。
コントローラ２は、情報を受信したか否かを判別する（ステップＳ３）。情報を受信したならば、コントローラ２は、アンテナ４が受信した情報を取得し、処理をステップＳ４に移す。情報を受信していないならば、コントローラ２は、処理をステップＳ５に移す。情報を受信したか否かを判別することにより、情報を受信した場合にアンテナ４が受信した情報を取得し得る。また、情報を受信した場合に情報の送信元に応じて情報を選別する処理を行い得る。
【0138】
必須の態様ではないが、コントローラ２は、ステップＳ４で実行される送信元に応じて情報を選別する処理を実行することが好ましい。
【0139】
［ステップＳ４：送信元に応じて情報を選別］
コントローラ２は、送信元に応じて情報を選別する（ステップＳ４）。コントローラ２は、処理をステップＳ５に移す。コントローラ２が送信元に応じて情報を選別することにより、互いに異なる方位にある複数の送信アンテナのそれぞれが送信した情報それぞれを受信する場合であっても、送信元に応じて情報を選別して、情報を好適に受信し得る。したがって、互いに異なる方位にある複数の送信アンテナのそれぞれが送信した情報それぞれをより確実に受信し得る。
コントローラ２は、送信元に応じて情報を選別する（ステップＳ４）。コントローラ２は、処理をステップＳ５に移す。コントローラ２が送信元に応じて情報を選別することにより、互いに異なる方位にある複数の送信アンテナのそれぞれが送信した情報それぞれを受信する場合であっても、送信元に応じて情報を選別して、情報を好適に受信し得る。したがって、互いに異なる方位にある複数の送信アンテナのそれぞれが送信した情報それぞれをより確実に受信し得る。
【0140】
［ステップＳ５：送信対象となる情報があるか否かを判別］
コントローラ２は、取得した情報のなかに送信対象となる情報があるか否かを判別する（ステップＳ５）。送信対象となる情報があるならば、コントローラ２は、処理をステップＳ６に移す。送信対象となる情報がないならば、コントローラ２は、中継処理を終了し、ステップＳ１からステップＳ７の処理を繰り返す。送信対象となる情報があるか否かを判別することにより、取得した情報のなかに送信対象となる情報がある場合に該情報を送信する処理を実行できる。
コントローラ２は、取得した情報のなかに送信対象となる情報があるか否かを判別する（ステップＳ５）。送信対象となる情報があるならば、コントローラ２は、処理をステップＳ６に移す。送信対象となる情報がないならば、コントローラ２は、中継処理を終了し、ステップＳ１からステップＳ７の処理を繰り返す。送信対象となる情報があるか否かを判別することにより、取得した情報のなかに送信対象となる情報がある場合に該情報を送信する処理を実行できる。
【0141】
取得した情報のなかに送信対象となる情報があるか否かを判別する方法は、特に限定されない。取得した情報のなかに送信対象となる情報があるか否かを判別する方法は、例えば、通信システムＣの利用者が指定した送信アンテナから受信した情報を送信対象となる情報とする方法でよい。これにより、通信システムＣの利用者が指定した送信アンテナから受信した情報を中継し得る。取得した情報のなかに送信対象となる情報があるか否かを判別する方法は、例えば、中継対象となる情報であることを示す情報を含む情報を送信対象となる情報とする方法でよい。これにより、中継対象となる情報を中継し得る。
【0142】
必須の態様ではないが、コントローラ２は、ステップＳ６で実行される送信先に応じて指向する向きを制御する処理を実行することが好ましい。
【0143】
［ステップＳ６：送信先に応じて指向する向きを制御］
コントローラ２は、情報を送信するアンテナ４が指向する向きを情報の送信先に合わせて制御する（ステップＳ６）。コントローラ２は、処理をステップＳ７に移す。ステップＳ６において実行される処理により、アンテナ４が指向する向きを情報の送信先に合わせることができる。これにより、情報の送信先へ情報を好適に送信し得る。
コントローラ２は、情報を送信するアンテナ４が指向する向きを情報の送信先に合わせて制御する（ステップＳ６）。コントローラ２は、処理をステップＳ７に移す。ステップＳ６において実行される処理により、アンテナ４が指向する向きを情報の送信先に合わせることができる。これにより、情報の送信先へ情報を好適に送信し得る。
【0144】
必須の態様ではないが、アンテナ４が指向する向きを情報の送信先に合わせる処理は、情報を送信するアンテナ４が指向する向きを該アンテナ４から情報の送信先である受信アンテナへの向きに制御する処理を含むことが好ましい。これにより、より離れた位置にある送信先へ情報を送信し得る。
【0145】
必須の態様ではないが、受信アンテナの数が２以上である場合、アンテナ４が指向する向きを情報の送信先に合わせる処理は、アンテナ４のうち１以上のアンテナ４が指向する向きを、該アンテナ４から、１の受信アンテナへの向きに制御する処理と、情報を送信するアンテナ４のうち該１以上のアンテナ４と異なる１以上のアンテナ４が指向する向きを、該アンテナ４から前述の１の受信アンテナと異なる受信アンテナへの向きに制御する処理とを含むことが好ましい。
【0146】
これにより、情報を送信するアンテナ４を複数の受信アンテナそれぞれに応じた複数のグループに分けることができる。そして、これらグループそれぞれに含まれるアンテナ４が指向する向きそれぞれを複数の受信アンテナそれぞれに応じた向きにそれぞれ制御し得る。これにより、受信アンテナの数が２以上であっても、情報を送信するアンテナ４のうち少なくとも一部のアンテナ４が指向する向きを、アンテナ４から情報の送信先への向きに制御し、より離れた位置にある受信アンテナに情報を送信し得る。
【0147】
［ステップＳ７：情報を送信］
コントローラ２は、送信対象となる情報を送信するよう送信機３及びアンテナ４を制御する（ステップＳ７）。コントローラ２は、中継処理を終了し、ステップＳ１からステップＳ７の処理を繰り返す。コントローラ２が情報を送信するよう送信機３及びアンテナ４を制御することにより、受信した情報のうち送信対象となる情報を送信先である受信アンテナに送信し得る。これにより、送信アンテナが送信した情報を受信アンテナへ中継し得る。
コントローラ２は、送信対象となる情報を送信するよう送信機３及びアンテナ４を制御する（ステップＳ７）。コントローラ２は、中継処理を終了し、ステップＳ１からステップＳ７の処理を繰り返す。コントローラ２が情報を送信するよう送信機３及びアンテナ４を制御することにより、受信した情報のうち送信対象となる情報を送信先である受信アンテナに送信し得る。これにより、送信アンテナが送信した情報を受信アンテナへ中継し得る。
【0148】
必須の態様ではないが、コントローラ２は、ステップＳ３において情報を受信したアンテナ４と異なるアンテナ４が情報を送信するよう送信機３及び／又はアンテナ４を制御することが好ましい。
【0149】
同じアンテナ４を用いて情報の受信と情報の送信とを同時に行う場合、受信する情報と送信する情報とがアンテナ４において混ざり合って受信及び／又は送信に悪影響を及ぼす可能性がある。受信に悪影響が及ぼされることにより、離れた位置にある送信アンテナが送信した情報を受信できない可能性があり得る。送信に悪影響が及ぼされることにより、離れた位置にある受信アンテナに情報を送信できない可能性があり得る。
【0150】
ステップＳ３において情報を受信したアンテナ４と異なるアンテナ４が情報を送信するよう送信機３及び／又はアンテナ４を制御することにより、情報を受信するアンテナ４と情報を送信するアンテナ４とは、互いに異なるアンテナ４となる。これにより、受信と送信とを同時に行う場合に受信する情報と送信する情報とがアンテナ４において混ざり合うことを防ぎ得る。これにより、離れた位置にある送信アンテナから送信された情報を受信することと、離れた位置にある受信アンテナに情報を送信することとを同時に達成し得る。したがって、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継し得る。
【0151】
＜使用例＞
図４は、アンテナ４を指向させて情報を受信する処理を示す概念図である。図５は、アンテナ４を指向させて情報を送信する処理を示す概念図である。図６は、複数の送信アンテナＴ（第２送信アンテナＴ２及び第３送信アンテナＴ３）から情報を受信する処理を示す概念図である。図７は、複数の受信アンテナＲ（第２受信アンテナＲ２及び第３受信アンテナＲ３）に情報を送信する処理を示す概念図である。以下、必要に応じて図４から図７を用いて、本実施形態における飛行体１の使用例を説明する
図４は、アンテナ４を指向させて情報を受信する処理を示す概念図である。図５は、アンテナ４を指向させて情報を送信する処理を示す概念図である。図６は、複数の送信アンテナＴ（第２送信アンテナＴ２及び第３送信アンテナＴ３）から情報を受信する処理を示す概念図である。図７は、複数の受信アンテナＲ（第２受信アンテナＲ２及び第３受信アンテナＲ３）に情報を送信する処理を示す概念図である。以下、必要に応じて図４から図７を用いて、本実施形態における飛行体１の使用例を説明する
【0152】
〔飛行状態を制御〕
飛行体１を利用する利用者は、飛行体１の位置が電波を好適に受信可能な所定の位置となるよう飛行体１の飛行状態を制御する指令を行う。飛行体１は、飛行構造５の制御を介して飛行体１の飛行状態を制御し、飛行体１の位置を所定の位置にする。
飛行体１を利用する利用者は、飛行体１の位置が電波を好適に受信可能な所定の位置となるよう飛行体１の飛行状態を制御する指令を行う。飛行体１は、飛行構造５の制御を介して飛行体１の飛行状態を制御し、飛行体１の位置を所定の位置にする。
【0153】
〔情報を受信〕
第１送信アンテナＴ１は、情報を含む第１電波Ｗ１を送信する（図４）。飛行体１は、第１アンテナ４ａが指向する向きを第１アンテナ４ａから第１送信アンテナＴ１へ向かう向きに制御する。第１アンテナ４ａが指向する向きは、図４に示す第１円錐状範囲Ａ１にある第１送信アンテナＴ１から送信された情報を好適に受信可能な向きとなる。第１アンテナ４ａは、第１電波Ｗ１を受信する。
第１送信アンテナＴ１は、情報を含む第１電波Ｗ１を送信する（図４）。飛行体１は、第１アンテナ４ａが指向する向きを第１アンテナ４ａから第１送信アンテナＴ１へ向かう向きに制御する。第１アンテナ４ａが指向する向きは、図４に示す第１円錐状範囲Ａ１にある第１送信アンテナＴ１から送信された情報を好適に受信可能な向きとなる。第１アンテナ４ａは、第１電波Ｗ１を受信する。
【0154】
第１アンテナ４ａがリニアアレイアンテナであるため、第１円錐状範囲Ａ１にある第１送信アンテナＴ１からの情報を受信し得る。第１円錐状範囲Ａ１は、円錐状の範囲であるため、直線状の範囲より広い。したがって、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信し得る。
【0155】
〔情報を送信〕
飛行体１は、第１アンテナ４ａが指向する向きを第１アンテナ４ａから第１受信アンテナＲ１へ向かう向きに制御する（図５）。第１アンテナ４ａが指向する向きは、図５に示す第２円錐状範囲Ａ２にある第１受信アンテナＲ１へ情報を好適に送信可能な向きとなる。第１アンテナ４ａは、第１送信アンテナＴ１から送信された情報を含む第２電波Ｗ２を送信する。第１受信アンテナＲ１は、第２電波Ｗ２を受信する。
飛行体１は、第１アンテナ４ａが指向する向きを第１アンテナ４ａから第１受信アンテナＲ１へ向かう向きに制御する（図５）。第１アンテナ４ａが指向する向きは、図５に示す第２円錐状範囲Ａ２にある第１受信アンテナＲ１へ情報を好適に送信可能な向きとなる。第１アンテナ４ａは、第１送信アンテナＴ１から送信された情報を含む第２電波Ｗ２を送信する。第１受信アンテナＲ１は、第２電波Ｗ２を受信する。
【0156】
第１アンテナ４ａがリニアアレイアンテナであるため、第２円錐状範囲Ａ２にある第１受信アンテナＲ１に情報を送信し得る。したがって、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある受信アンテナに情報を送信し得る。
【0157】
第１アンテナ４ａは、飛行体１が備えるアンテナである。これにより、受信する情報を含む第１電波Ｗ１及び／又は送信する情報を含む第２電波Ｗ２が遮蔽物によって遮られることを防ぎ得る。したがって、本実施形態の飛行体１によれば、互いに異なる第１送信アンテナＴ１と第１受信アンテナＲ１とのそれぞれが互いに離れた位置にあっても、第１送信アンテナＴ１と第１受信アンテナＲ１との間の情報を中継し得る。
【0158】
したがって、本実施形態によれば、直線状に指向させて用いるアンテナより広い範囲にある送信アンテナから送信された情報を受信可能なアンテナを用い、互いに離れた位置にある送信アンテナと受信アンテナとの間の通信を中継することが可能な通信システムＣを提供できる。
【0159】
〔複数の送信アンテナから情報を受信〕
第２送信アンテナＴ２は、情報を含む第３電波Ｗ３を送信する。また、人工衛星Ｓが備える第３送信アンテナＴ３は、情報を含む第４電波Ｗ４を送信する（図６）。
第２送信アンテナＴ２は、情報を含む第３電波Ｗ３を送信する。また、人工衛星Ｓが備える第３送信アンテナＴ３は、情報を含む第４電波Ｗ４を送信する（図６）。
【0160】
飛行体１は、第１アンテナ４ａが指向する向きを第１アンテナ４ａから第２送信アンテナＴ２へ向かう向きに制御する。第１アンテナ４ａが指向する向きは、図６に示す第３円錐状範囲Ａ３にある第２送信アンテナＴ２から送信された情報を好適に受信可能な向きとなる。飛行体１は、第３アンテナ４ｃが指向する向きを第３アンテナ４ｃから第３送信アンテナＴ３へ向かう向きに制御する。第３アンテナ４ｃが指向する向きは、図６に示す第４円錐状範囲Ａ４にある第３送信アンテナＴ３から送信された情報を好適に受信可能な向きとなる。第１アンテナ４ａは、第３電波Ｗ３を受信する。第３アンテナ４ｃは、第４電波Ｗ４を受信する。
【0161】
複数のアンテナ４が指向する向きそれぞれを複数の送信アンテナＴそれぞれに応じた向きにそれぞれ制御可能であるため、送信アンテナＴの数が２以上であっても、情報を受信するアンテナ４のうち少なくとも一部のアンテナ４が指向する向きを、アンテナ４から情報の送信元への向きに制御し、より離れた位置にある送信アンテナＴから送信された情報を受信し得る。
【0162】
また、複数のアンテナ４が指向する向きそれぞれを複数の送信アンテナＴそれぞれに応じた向きにそれぞれ制御可能であるため、複数の送信アンテナＴのうち一方が地上にある第２送信アンテナＴ２であり、他方が周回軌道上にある人工衛星Ｓが備える第３送信アンテナＴ３であっても、第２送信アンテナＴ２及び第３送信アンテナＴ３が送信した情報をそれぞれ好適に受信し得る（図６）。
【0163】
〔複数の受信アンテナへ情報を送信〕
第３受信アンテナＲ３は、人工衛星Ｓが備えるアンテナである。飛行体１は、第３アンテナ４ｃが指向する向きを第３アンテナ４ｃから第３受信アンテナＲ３へ向かう向きに制御する。飛行体１は、第１アンテナ４ａが指向する向きを第１アンテナ４ａから第２受信アンテナＲ２へ向かう向きに制御する（図５）。
第３受信アンテナＲ３は、人工衛星Ｓが備えるアンテナである。飛行体１は、第３アンテナ４ｃが指向する向きを第３アンテナ４ｃから第３受信アンテナＲ３へ向かう向きに制御する。飛行体１は、第１アンテナ４ａが指向する向きを第１アンテナ４ａから第２受信アンテナＲ２へ向かう向きに制御する（図５）。
【0164】
第３アンテナ４ｃが指向する向きは、図７に示す第５円錐状範囲Ａ５にある第３受信アンテナＲ３へ情報を好適に送信可能な向きとなる。第１アンテナ４ａが指向する向きは、図７に示す第６円錐状範囲Ａ６にある第２受信アンテナＲ２へ情報を好適に送信可能な向きとなる。
【0165】
第３アンテナ４ｃは、第２送信アンテナＴ２から送信された情報を含む第５電波Ｗ５を送信する。第３受信アンテナＲ３は、第５電波Ｗ５を受信する。第１アンテナ４ａは、第３送信アンテナＴ３から送信された情報を含む第６電波Ｗ６を送信する。第２受信アンテナＲ２は、第６電波Ｗ６を受信する。
【0166】
複数のアンテナ４が指向する向きそれぞれを複数の受信アンテナＲそれぞれに応じた向きにそれぞれ制御可能であるため、受信アンテナＲの数が２以上であっても、情報を送信するアンテナ４のうち少なくとも一部のアンテナ４が指向する向きを、アンテナ４から情報の送信先への向きに制御し、より離れた位置にある受信アンテナＲへ情報を送信し得る。
【0167】
また、複数のアンテナ４が指向する向きそれぞれを複数の受信アンテナＲそれぞれに応じた向きにそれぞれ制御可能であるため、複数の受信アンテナＲのうち一方が地上にある第２受信アンテナＲ２であり、他方が周回軌道上にある人工衛星Ｓが備える第３受信アンテナＲ３であっても、第２受信アンテナＲ２及び第３受信アンテナＲ３へ情報をそれぞれ好適に送信し得る（図７）。
【0168】
以上、本発明の各種実施形態について説明したが、本発明は上述の各種実施形態に限るものではない。また、上述の各種実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したものに過ぎず、本発明による効果は、上述の各種実施形態に記載されたものに限定されるものではない。また、上述の各種実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態について、その構成の一部を他の実施の形態における構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態について、その構成に他の実施の形態における構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【0169】
１ 飛行体
２ コントローラ
３ 送信機
４ アンテナ
４１ アンテナ本体
４２ アンテナ素子
４３ 移相器
４４ 合成器
４５ コンバータ
５ 飛行構造
５１ 駆動部
５２ 回転翼
６ 電源部
７ 支持構造
Ａ 円錐状範囲
Ｃ 通信システム
Ｒ 受信アンテナ
Ｓ 人工衛星
Ｔ 送信アンテナ
Ｗ 電波
２ コントローラ
３ 送信機
４ アンテナ
４１ アンテナ本体
４２ アンテナ素子
４３ 移相器
４４ 合成器
４５ コンバータ
５ 飛行構造
５１ 駆動部
５２ 回転翼
６ 電源部
７ 支持構造
Ａ 円錐状範囲
Ｃ 通信システム
Ｒ 受信アンテナ
Ｓ 人工衛星
Ｔ 送信アンテナ
Ｗ 電波
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2021-03-29
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１以上のリニアアレイアンテナと、コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが情報を受信する処理と、
少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが前記情報を外部に送信する処理と、
を実行可能である、飛行体。
前記コントローラは、
少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが情報を受信する処理と、
少なくとも１以上の前記リニアアレイアンテナが前記情報を外部に送信する処理と、
を実行可能である、飛行体。
【請求項2】
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナと前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナとが互いに異なる、請求項１に記載の飛行体。
【請求項3】
前記受信する処理は、前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記情報の送信元への向きに制御する処理を含む、請求項１又は２に記載の飛行体。
【請求項4】
前記送信する処理は、前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記情報の送信先への向きに制御する処理を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項5】
マルチコプターである、請求項１から４のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項6】
前記リニアアレイアンテナは、前記リニアアレイアンテナが指向する向きを制御可能な１以上の移相器を有し、
前記受信する処理及び／又は前記送信する処理は、前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記１以上の移相器を用いて円錐状の向きに制御する処理を含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の飛行体。
前記受信する処理及び／又は前記送信する処理は、前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記１以上の移相器を用いて円錐状の向きに制御する処理を含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項7】
前記情報を送信可能な１以上の送信アンテナと、
前記送信アンテナからの前記情報を受信可能であり、受信した前記情報を外部に送信可能である、請求項１から６のいずれか１項に記載の飛行体と、
前記飛行体から送信された前記情報を受信可能な１以上の受信アンテナと、
を含んで構成され、
前記送信アンテナと前記受信アンテナとが互いに異なる、通信システム。
前記送信アンテナからの前記情報を受信可能であり、受信した前記情報を外部に送信可能である、請求項１から６のいずれか１項に記載の飛行体と、
前記飛行体から送信された前記情報を受信可能な１以上の受信アンテナと、
を含んで構成され、
前記送信アンテナと前記受信アンテナとが互いに異なる、通信システム。
【請求項8】
前記送信アンテナの数が２以上であり、
前記受信する処理は、
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の送信アンテナと異なる前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、
を含む、請求項７に記載の通信システム。
前記受信する処理は、
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、
前記情報を受信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の送信アンテナと異なる前記送信アンテナへの向きに制御する処理と、
を含む、請求項７に記載の通信システム。
【請求項9】
前記受信アンテナの数が２以上であり、
前記送信する処理は、
前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、
前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の受信アンテナと異なる前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、
を含む、請求項７又は８に記載の通信システム。
前記送信する処理は、
前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから、１の前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、
前記情報を送信する前記リニアアレイアンテナのうち前記１以上の前記リニアアレイアンテナと異なる１以上の前記リニアアレイアンテナが指向する向きを、前記リニアアレイアンテナから前記１の受信アンテナと異なる前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、
を含む、請求項７又は８に記載の通信システム。
【請求項10】
前記リニアアレイアンテナから、１の前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、前記リニアアレイアンテナから前記１の受信アンテナと異なる前記受信アンテナへの向きに制御する処理と、を一体の処理として実行可能である、請求項９に記載の通信システム。