(57)【要約】【課題】広大な敷地を確保しにくい場所でも太陽光パネルから電力供給が可能な航法援助装置を提供する。【解決手段】屋外に設置されている円板状のカウンターポイズ１３と、カウンターポイズ１３の中心および中心の周辺に設置され、方位を示す電波を放射するアンテナ群１０と、外部から供給された外部電力をアンテナ群１０に給電する給電制御部と、を有し、カウンターポイズ１３に、太陽光を受光して発電した電力を外部電力として給電制御部に供給する太陽光パネル５０が設置され、該太陽光パネル５０の受光面が、電波の１／４波長以下の間隔で格子状に配置された電波反射板１５で仕切られている。【選択図】図２
2014215080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置されている円板状のカウンターポイズと、
前記カウンターポイズの中心および該中心の周辺に設置され、方位を示す電波を放射するアンテナ群と、
外部から供給された外部電力を前記アンテナ群に給電する給電制御部と、を有し、
前記カウンターポイズに、太陽光の受光により発電した電力を前記外部電力として前記給電制御部に供給する太陽光パネルが設置され、該太陽光パネルの受光面が、前記電波の１／４波長以下の間隔で格子状に配置された電波反射板で仕切られている、航法援助装置。
【請求項２】
前記外部電力を供給可能な電源部と、
時刻を計測するタイマーが内蔵され、該タイマーで計測された時刻に応じて前記外部電力の供給元を前記太陽光パネルから前記電源部に切り替える電源切替部と、
をさらに有する、請求項１に記載の航法援助装置。
【請求項３】
前記外部電力を供給可能な電源部と、
前記太陽光パネルの出力電圧を検出する検出回路が内蔵され、該検出回路の検出値がしきい値を下回ったときに前記外部電力の供給元を前記太陽光パネルから前記電源部に切り替える電源切替部と、
をさらに有する、請求項１に記載の航法援助装置。
【請求項４】
前記外部電力を供給可能な電源部と、
前記屋外で前記太陽光の照度を検出する照度センサと、
前記照度センサの検出値がしきい値を下回ったときに前記外部電力の供給元を前記太陽光パネルから前記電源部に切り替える電源切替部と、
をさらに有する、請求項１に記載の航法援助装置。
【請求項５】
前記電源部がバッテリーである、請求項２から４のいずれか１項に記載の航法援助装置。
【請求項６】
前記受光面と前記電波反射板との間に段差がない、請求項１から５のいずれか１項に記載の航法援助装置。
【請求項７】
前記アンテナ群は、前記カウンターポイズの前記中心に配置されているキャリアアンテナと、前記キャリアアンテナを中心とする円周上に等間隔に配置されている複数のサイドバンドアンテナと、を含み、前記キャリアアンテナは、ＡＭ変調波を放射し、前記複数のサイドバンドアンテナは、周方向の配置順にしたがってＦＭ変調波を個別に放射する、請求項１から６のいずれか１項に記載の航法援助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機に方位情報を提供する航法援助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機に方位情報を提供する航法援助装置として、空港や山頂などに設置されるＤＶＯＲ（Doppler VHF Omni-directional Range）装置が知られている（特許文献１参照）。図６は、本発明に関連するＤＶＯＲ装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【０００３】
図６に示すＤＶＯＲ装置１００では、商用電源部１３０から供給された外部電力を給電制御部１２０はアンテナ群１１０に給電する。図７は、アンテナ群１００のレイアウトを示す図である。図７に示すようにアンテナ群１００は、キャリアアンテナ１１１と、複数のサイドバンドアンテナ１１２と、を有する。キャリアアンテナ１１１は、カウンターポイズ１０１の中心に配置されている。複数のサブバンドアンテナ１１２は、キャリアアンテナ１１１を中心とする円周上に等間隔に配置されている。カウンターポイズ１０１は、電波を反射させる機能を備えた円板状の金属部材である。
【０００４】
キャリアアンテナ１１１から放射された電波およびサイドバンドアンテナ１１２から放射された電波は、ＤＶＯＲ装置１００の上空を飛行している航空機に受信される。この航空機は、キャリアアンテナ１１１から受信した電波とサイドバンドアンテナ１１２から受信した電波の位相差に基づいて方位情報を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９１２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、電力需給の逼迫から太陽光パネルの普及が進んでいる。ＤＶＯＲ装置は屋外に設置されているので、ＤＶＯＲ装置が設置された敷地内に太陽光パネルを設置することによって商用電源の代替電源を確保することが可能となる。
【０００７】
しかし、太陽光パネルの設置には広い敷地が必要になる。さらに、ＤＶＯＲ装置のカウンターポイズは、その直径が約３０ｍになる。これは、カウンターポイズの直径が、予め割り当てられた送信電波の周波数によって定まるからである。したがって、ＤＶＯＲ装置を設置するだけでも広大な敷地が必要になる。そのため、特に山頂のような広大な敷地を確保しにくい場所では、ＤＶＯＲ装置と太陽光パネルを別々に設置することが困難になる。
【０００８】
そこで、本発明は、広大な敷地を確保しにくい場所でも太陽光パネルから電力供給が可能な航法援助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の航法援助装置は、屋外に設置されている円板状のカウンターポイズと、前記カウンターポイズの中心および該中心の周辺に設置され、方位を示す電波を放射するアンテナ群と、外部から供給された外部電力を前記アンテナ群に給電する給電制御部と、を有し、前記カウンターポイズに、太陽光の受光により発電した電力を前記外部電力として前記給電制御部に供給する太陽光パネルが設置され、該太陽光パネルの受光面が、前記電波の１／４波長以下の間隔で格子状に配置された電波反射板で仕切られている、航法援助装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広大な敷地を確保しにくい場所でも太陽光パネルから電力供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の航法援助装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すアンテナ群１０のレイアウトを示す図である。
【図３】図２（ａ）に示す領域Ｓの拡大図である。
【図４】図１に示す航法援助装置の変形例を示すブロック図である。
【図５】図１に示す航法援助装置の変形例を示すブロック図である。
【図６】本発明に関連するＤＶＯＲ装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示すアンテナ群１００のレイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の航法援助装置の電気的な構成を示すブロック図である。図１に示す航法援助装置１では、電源切替部４０によって電源部３０または太陽光パネル５０の一方から外部電力が給電制御部２０に供給される。給電制御部２０は、その外部電力をアンテナ群１０に給電する。
【００１３】
図２は、アンテナ群１０のレイアウトを示す図である。図２（ａ）は平面図である。図２（ｂ）は側面図である。図２（ａ）に示すように、アンテナ群１０は、キャリアアンテナ１１と、複数のサイドバンドアンテナ１２と、を有する。キャリアアンテナ１１は、カウンターポイズ１３の中心に設置されている。複数のサイドバンドアンテナ１２は、キャリアアンテナ１２を中心とする円周上に等間隔に設置されている。本実施形態では、４８基のサイドバンドアンテナ１２が設置されている。サイドバンドアンテナ１２は、半径Ｒ（図２（ａ）参照）が約６．７ｍの円周上に配置されている。
【００１４】
カウンターポイズ１３は、大地反射板として機能する円板状の金属部材である。本実施形態では、カウンターポイズ１３の直径Ｄ（図２（ａ）参照）は約３０ｍである。図２（ｂ）に示すように、カウンターポイズ１３は、複数の支持部材１４に支持され、地上よりも高い位置に設置されている。
【００１５】
本実施形態では、キャリアアンテナ１１は、給電制御部２０で生成されたＡＭ（Amplitude modulation）変調波を放射する。このＡＭ変調波は、給電制御部２０がＶＨＦ（Very High Frequency）帯（１１５ＭＨｚ帯）の搬送波を３０ＨｚでＡＭ変調した電波である。一方、複数のサイドバンドアンテナ１２は、給電制御部２０で生成されたＦＭ（Frequency Modulation）変調波を周方向の配置順にしたがって個別に放射する。このＦＭ変調波は、給電制御部２０が上述した搬送波を±９９６０ＨｚでＦＭ変調した電波である。このように給電制御部２０がサイドバンドアンテナ１２から電波を放射させることによって、一つのサイドバンドアンテナ１２があたかも周波数３０Ｈｚでキャリアアンテナ１１の周囲を回転している状態となる。
【００１６】
キャリアアンテナ１１から放射された電波およびサイドバンドアンテナ１２から放射された電波は、ＤＶＯＲ装置１の上空を飛行している航空機に受信される。この航空機は、キャリアアンテナ１１から受信した電波とサイドバンドアンテナ１２から受信した電波の位相差を算出する。この位相差は、磁北を基準とした方位に対応している。したがって、航空機は、受信電波の位相差を算出することによって方位情報を取得する。
【００１７】
本実施形態の航法援助装置１では、カウンターポイズ１３の１／４の面積を占める領域Ｓ（図２（ａ）参照）に太陽光パネルパネル５０が設置されている。図３は、図２（ａ）に示す領域Ｓの拡大図である。図３（ａ）は、領域Ｓの上面を拡大した図である。図３（ｂ）は領域Ｓの側面を拡大した図である。
【００１８】
図３に示すように、太陽光パネル５０の受光面５０ａは、格子状に配置された金属製（例えば鉄製）の電波反射板１５で仕切られている。格子の間隔Ｐ（図３（ａ）参照）は、上述したキャリアアンテナ１１およびサイドバンドアンテナ１２から放射される電波（搬送波）の１／４波長（０．６ｍ）以下である。さらに、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように受光面５０ａと電波反射板１５の反射面との間に段差がない。これらの構造により、電波反射板１５は、上述したキャリアアンテナ１１およびサイドバンドアンテナ１２の各々から放射された電波を反射させる大地反射板、すなわちカウンターポイズとしての機能を発揮することが可能となる。
【００１９】
本実施形態では、１２ｍ×１５ｍの太陽光パネルとほぼ同等の電力が太陽光パネル５０から電源切替部４０を介して給電制御部２０に供給される。このとき、太陽光パネル５０は直流電力を出力するため、電源切替部４０は、内蔵された整流回路で直流電力を交流電力に変換して給電制御部２０に供給する。
【００２０】
上述したように、本実施形態の太陽光パネル５０では、カウンターポイズ１３の一部に太陽光パネル５０が設置されているので、太陽光パネル５０を設置するための敷地が不要になる。さらに、太陽光パネル５０には電波反射板１５が送信電波の１／４波長以下の間隔で格子状に配置されているので電波を反射させるカウンターポイズとしての機能も確保されている。よって、広大な敷地を確保しにくい場所でも太陽光パネルから電力供給が可能となる。
【００２１】
本実施形態では、太陽光パネル５０の設置面積が、カウンターポイズ１３の１／４であるが、本発明はこれに限定されない。太陽光パネル５０の設置面積は、カウンターポイズ１３の面積の範囲内で装置の消費電力に応じて適宜決めてよい。
【００２２】
本実施形態の航法援助装置１において、太陽光パネル５０は夜間に発電することができない。そこで、航法援助装置１は、太陽光パネル５０が発電できない時間帯を検知する手段としてタイマー４１を有している。タイマー４１は、電源切替部４０に内蔵されている。タイマー４１で計測された時刻が夜間になると、電源切替部４０は、外部電力の供給元を太陽光パネル５０から電源部３０に切り替える。電源部３０は、商用電源またはバッテリーである。このように電源切替部４０が動作することによって、昼夜を問わず電力を安定して供給することが可能となる。特に、電源部３０がバッテリーの場合、電力需給の影響を受けることなく電力を供給することが可能となる。
【００２３】
本発明では、太陽光パネル５０が発電できない時間帯を検知する手段はタイマー４１に限定されない。図４および図５は、航法援助装置１の変形例を示すブロック図である。
【００２４】
図４に示す航法援助装置２は、太陽光パネル５０が発電できない時間帯を検知する手段として検出回路４２を有している。検出回路４２は、電源切替部４０に内蔵されている。検出回路４２は、太陽光パネル５０の出力電圧を検出する。検出回路４２の検出値がしきい値を下回ったときに電源切替部４０は、外部電力の供給元を太陽光パネル５０から電源部３０に切り替える。
【００２５】
一方、図５に示す航法援助装置３は、太陽光パネル５０が発電できない時間帯を検知する手段として照度センサ６０を有している。照度センサ６０は、太陽光パネル５０が設置されている屋外で太陽光の照度を検出する。照度センサの検出値がしきい値を下回ったときに電源切替部４０は、外部電力の供給元を太陽光パネル５０から電源部３０に切り替える。
【００２６】
上述した航法援助装置２、３によれば、夜間だけでなく雨天の時間帯にも外部電力の供給元が太陽光パネル５０から電源部３０に切り替わる。そのため、航法援助装置１に比べてより安定した電力供給が可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１、２、３  航法援助装置
１０  アンテナ群
１１  キャリアアンテナ
１２  サイドバンドアンテナ
１３  カウンターポイズ
１４  支持部材
１５  電波反射板
２０  給電制御部
３０  電源部
４０  電源切替部
４１  タイマー
４２  検出回路
５０  太陽光パネル
５０ａ  受光面
６０  照度センサ
１００  ＤＶＯＲ装置
１１０  アンテナ群
１２０  給電制御部
１３０  商用電源部
【図１】
2014215080.tif 000003
【図２】
2014215080.tif 000004
【図３】
2014215080.tif 000005
【図４】
2014215080.tif 000006
【図５】
2014215080.tif 000007
【図６】
2014215080.tif 000008
【図７】
2014215080.tif 000009