(57)【要約】【課題】空中線が回転駆動して他船の船舶に対して、通信データを送信することが可能なレーダ通信装置を提供する。【解決手段】  レーダ通信装置１０は、レーダ波の送受信を行うレーダ送受信部１４と、通信データの送受信を行う通信送受信部１８とを備え、通信データをレーダ波に合成して送受信することにより空中線が回転する他船と通信する装置であって、自船の空中線を回転駆動するモータを制御するモータ制御部５２と、他船の真方位θｔを取得し、他船の空中線の回転周期Ｔを算出し、自船の空中線θｓが他船の空中線に対して正対するときの時刻である正対時刻ｔを算出するレーダ制御部１２と、を有し、モータ制御部５２は、自船の空中線を、レーダ制御部２６によって算出された正対時刻ｔまでに、他船の真方位θｔに自船の空中線の真方位θｓが一致する位置に待機させ、通信送受信部１６は、他船と通信する。【選択図】図１
2013113605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ波の送受信を行うレーダ送受信部と、
通信データの送受信を行う通信送受信部とを備え、
前記通信データを前記レーダ波に合成して送受信することにより空中線が回転する他船と通信するレーダ通信装置であって、
自船の空中線を回転させるモータを制御するモータ制御部と、
前記自船から送信される前記レーダ波に対する前記他船による反射波に基づいて、前記自船に対する前記他船の真方位を取得し、前記他船から送信されるレーダ波に基づいて、前記他船の空中線の回転周期を算出し、前記回転周期に基づいて、前記他船の空中線が前記自船の空中線に正対するときの正対時刻を算出するレーダ制御部と、
を有し、
前記モータ制御部は、前記自船の空中線を回転させ、前記レーダ制御部によって算出された前記正対時刻までに、前記自船の空中線の真方位が前記他船の真方位に一致する位置に待機させ、
前記通信送受信部は、前記正対時刻に前記他船と通信することを特徴とするレーダ通信装置。
【請求項２】
請求項１記載のレーダ通信装置において、
前記自船の船首の方向に対する前記空中線の相対方位を検出するエンコーダと、
前記自船の船首方位を検出する船首方位検出部と、
前記エンコーダにより検出された相対方位と、前記船首方位検出部により検出された船首方位とに基づいて、前記自船の空中線の真方位を算出する方位演算部と、
を有し、
前記モータ制御部は、前記自船の空中線を回転させ、前記自船の空中線の真方位が前記他船の真方位に一致する位置に待機させることを特徴とするレーダ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ波の送受信を行うレーダ送受信部と、通信データの送受信を行う通信送受信部とを備え、前記通信データを前記レーダ波に合成して送受信することにより他船と通信するレーダ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶同士が通信を行うためには、レーダ装置以外に通信装置が搭載されていた。船舶が商船の場合には、通信装置として、国際ＶＨＦ無線装置やインマルサット衛星通信装置等が搭載され、船舶が小型漁船の場合には、通信装置として、ＳＳＢ無線装置等が搭載されていた。従って、商船と小型漁船との通信装置は異なるために、両船舶間で通信することはできなかった。このような通信装置が異なる船舶同士の通信を実現すべく、船舶間の通信方法が研究されている。
【０００３】
特許文献１には、レーダ波に通信データを合成させて、レーダ装置を利用して船舶同士の通信を行う通信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の通信装置では、受信側の船舶は、空中線の回転を停止して、通信データを受信している。従って、受信側の船舶は、通信データを受信している間、空中線が停止しているために、レーダによる物標の探知をすることができない。また、特許文献１に記載の通信装置で用いられる空中線の水平ビーム幅は、１〜５度と非常に狭いために自船の空中線と他船の空中線とが正対しないと通信データを送受信することができないという不具合がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、空中線が回転している他船の船舶と通信可能なレーダ通信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】
【０００７】
本発明に係るレーダ通信装置は、レーダ波の送受信を行うレーダ送受信部と、通信データの送受信を行う通信送受信部とを備え、前記通信データを前記レーダ波に合成して送受信することにより空中線が回転する他船と通信するレーダ通信装置であって、自船の空中線を回転させるモータを制御するモータ制御部と、前記自船から送信される前記レーダ波に対する前記他船による反射波に基づいて、前記自船に対する前記他船の真方位を取得し、前記他船から送信されるレーダ波に基づいて、前記他船の空中線の回転周期を算出し、前記回転周期に基づいて、前記他船の空中線が前記自船の空中線に正対するときの正対時刻を算出するレーダ制御部と、を有し、前記モータ制御部は、前記自船の空中線を回転させ、前記レーダ制御部によって算出された前記正対時刻までに、前記自船の空中線の真方位が前記他船の真方位に一致する位置に待機させ、前記通信送受信部は、前記正対時刻に前記他船と通信することを特徴とする。
【０００８】
前記レーダ通信装置において、前記自船の船首の方向に対する前記空中線の相対方位を検出するエンコーダと、前記自船の船首方位を検出する船首方位検出部と、前記エンコーダにより検出された相対方位と、前記船首方位検出部により検出された船首方位とに基づいて、前記自船の空中線の真方位を算出する方位演算部と、を有し、前記モータ制御部は、前記自船の空中線を回転させ、前記自船の空中線の真方位が前記他船の真方位に一致する位置に待機させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のレーダ通信装置によれば、空中線が回転する他船と前記正対時刻に前記他船と通信することができる。また、自船と他船の空中線同士が正対する正対時刻を取得し、自船の空中線を他船の空中線の１回転毎に正対させることによりデータ通信の待ち時間を短くすることができる。さらに、送信側及び受信側の船舶は、空中線を停止せずにデータ通信時においても、レーダによる物標の探知をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るレーダ通信装置の説明図である。
【図２】自船と他船の空中線の方位についての説明図である。
【図３】レーダ通信装置によるデータ通信の手順についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレーダ通信装置１０の説明図であり、図２は、自船と他船の空中線の方位についての説明図であり、図３は、レーダ通信装置１０によるデータ通信の手順についての説明図である。
【００１２】
レーダ通信装置１０は、レーダ指示部１２と、レーダ送受信部１４と、通信操作部１６と、通信送受信部１８と、空中線駆動部２０と、ジャイロコンパス（船首方位検出部）２２と、空中線２４とを備える。
【００１３】
レーダ指示部１２は、レーダ波の送受信により他船等を探知するために操作する操作部であって、探知した他船等を表示する表示部（図示無し）を備える。
【００１４】
レーダ送受信部１４は、レーダ波の送受信を制御するレーダ制御部２６と、送信信号としてレーダ波を送信するレーダ送信部２８と、３ポートサーキュレータであるサーキュレータ３０と、レーダ波と通信データとを合成する合成部３２と、ダイオードリミッタ３４と、反射波を反射信号として受信するレーダ受信部３６とを備える。ダイオードリミッタ３４は、レーダ波の送信時の送信電力からレーダ受信部３６を保護するために設けられている。
【００１５】
通信操作部１６は、通信データを通信送受信部１８において送受信するための操作をする操作部であって、通信データを表示する表示部（図示無し）を備える。
【００１６】
通信送受信部１８は、通信データの送受信を制御する通信制御部３８と、通信データを送信する通信データ送信部４０と、３ポートサーキュレータであるサーキュレータ４２と、ダイオードリミッタ４４と、通信データを受信する通信データ受信部４６とを備える。ダイオードリミッタ４４は、ダイオードリミッタ３４と同様にレーダ波の送信時の送信電力から通信データ受信部４６を保護するために設けられている。
【００１７】
空中線駆動部２０は、空中線２４を回転可能に支持するロータリジョイント４８と、ロータリジョイント４８を介して空中線２４を回転駆動するモータ５０と、モータ５０の駆動制御を行うモータ制御部５２と、データ通信するための回転信号に関する制御をする回転信号制御部５４と、自船の船首方向に対する空中線２４の相対方位を空中線２４の回転角度情報として検出するエンコーダ５６と、空中線２４の真方位を算出する方位演算部５８とを備える。ジャイロコンパス２２は、自船の船首方位を検出する。
【００１８】
空中線２４は、水平ビーム幅が狭い指向性の空中線であり、水平ビーム幅としては、１〜５度程度である。
【００１９】
次に、レーダ通信装置１０によるデータ通信の手順について、説明する。
【００２０】
レーダ通信装置１０では、まず、自船の周りの通信対象である他船の探知が行われる（ステップＳ１）。通信操作部１６から自船の周りの他船の探知をするための指示信号が通信制御部３８を介してレーダ制御部２６に供給される。レーダ制御部２６は、空中線２４を回転駆動させるための指示信号をモータ制御部５２に供給し、モータ５０はモータ制御部５２の指示により駆動し、ロータリジョイント４８を介して空中線２４が回転する。レーダ送信部２８は、レーダ波として送信される送信信号を生成し、サーキュレータ３０、合成部３２、ロータリジョイント４８を介して、送信信号が空中線２４に供給され、レーダ波として空中線２４より放射される。また、この際、エンコーダ５６は、自船の船首方向に対する空中線２４の相対方位を回転角度情報として検出し、前記回転角度情報に基づいて回転同期信号を生成し、レーダ制御部２６に供給する。
【００２１】
放射されたレーダ波は、他船を含む物標で反射され、反射波が空中線２４で受信される。受信された反射波は、ロータリジョイント４８、合成部３２、サーキュレータ３０、ダイオードリミッタ３４を介してレーダ受信部３６に反射信号として供給される。レーダ受信部３６は、反射信号を信号処理して映像表示信号に変換し、レーダ制御部２６に供給する。レーダ制御部２６は、前記回転同期信号及び映像表示信号をレーダ指示部１２に供給し、他船を含めた物標の位置がレーダ指示部１２の表示部に表示される。
【００２２】
次に、自船と他船との通信のための準備が行われる。通信制御部３８からレーダ制御部２６への指示によりレーダ指示部１２の表示部において通信対象となる他船が特定される。レーダ制御部２６は、レーダ指示部１２から特定した他船の方位情報として、他船の真方位である他船方位θtを取得し、通信制御部３８を介して、他船方位θtを回転信号制御部５４に供給する（ステップＳ２）。回転信号制御部５４は、方位演算部５８に他船方位θtを供給するとともに、この他船方位θtの方向に空中線２４が向くように方位演算部５８を介してモータ制御部５２に指示する。
【００２３】
モータ制御部５２は、モータ５０を駆動し、ロータリジョイント４８を介して空中線２４の真方位θｓと他船方位θtとが一致する位置に、空中線２４を回転させ、その位置で空中線２４を所定時間、待機させる（ステップＳ３）。ここで、真方位θｓは、以下のようにして算出される。すなわち、ジャイロコンパス２２によって、自船船首の船首方位θａを検出し、エンコーダ５６によって自船船首に対する空中線２４のビームの相対方位θｂを検出し、船首方位θａ及び相対方位θｂを方位演算部５８に供給する。方位演算部５８は、船首方位θａ及び相対方位θｂに基づいて、真方位θｓを算出する。真方位θｓは、θｓ＝θａ＋θｂで算出される。なお、以下、方位は、図２に示すように時計周りに計測されるものとする。
【００２４】
他船から放射されたレーダ波が空中線２４で受信され、ロータリジョイント４８、合成部３２、サーキュレータ３０、ダイオードリミッタ３４を介してレーダ受信部３６に供給され、レーダ受信部３６で信号処理され、レーダ制御部２６に供給される。レーダ制御部２６は、空中線２４が待機している所定時間内に複数回受信された他船からのレーダ波の受信時刻に基づいて、他船の空中線の回転周期を算出する。算出された複数の回転周期の中から最も短い回転周期を他船の空中線の回転周期Ｔとする。レーダ制御部２６は、レーダ波の電界強度が最大であるレーダ波の受信時刻及び回転周期Ｔに基づいて、他船の空中線が空中線２４に正対する時刻である正対時刻ｔを算出する（ステップＳ４）。レーダ制御部２６は、通信制御部３８を介して、算出した正対時刻ｔ及び回転周期Ｔを回転信号制御部５４に供給する。ここで、例えば、他船の空中線の回転数が２０rpm以上の場合には、空中線２４を停止させている所定時間を約１０秒とすると、この所定時間内に他船からレーダ波を３，４回受信することができ、この受信した各レーダ波の受信時刻から回転周期を算出ことができる。
【００２５】
回転信号制御部５４は正対時刻ｔよりも所定時間早い時刻に、空中線２４が他船の空中線と正対する位置に待機するように方位演算部５８を介してモータ制御部５２に指示する。モータ制御部５２は、回転信号制御部５４から方位演算部５８を介して供給された他船方位θtに対応する回転角度に基づいてモータ５０を駆動し、ロータリジョイント４８を介して空中線２４を回転させ、待機させる（ステップＳ５）。これにより、空中線２４の真方位θｓは他船方位θtと一致し、自船の空中線２４と他船の空中線とは他船の空中線の回転周期Ｔ毎に正対する。
【００２６】
次に、自船の空中線２４と他船の空中線とが正対した時点において、自船と他船と間で通信データの送受信が行われる（ステップＳ６）。オペレータによって通信操作部１６が操作され、他船に送信する通信データが用意され、通信制御部３８に供給される。通信制御部３８は、前記通信データを通信データ送信部４０に供給し、サーキュレータ４２を介して合成部３２に供給する。合成部３２では、通信制御部３８からレーダ制御部２６への指示に従って、レーダ送信部２８において、送信信号が生成され、サーキュレータ３０を介して合成部３２に供給される。合成部３２において、供給された送信信号と、前記通信データを含む通信信号とが合成されて、ロータリジョイント４８を介して空中線２４よりレーダ波として放射される。
【００２７】
また、他船より送信された通信データを含む通信信号は空中線２４で受信され、ロータリジョイント４８、合成部３２、サーキュレータ４２、ダイオードリミッタ４４を介して、通信データ受信部４６で受信され、増幅複調されて、通信制御部３８を介して、通信操作部１６に出力される。他船からの通信データは、通信操作部１６の表示部に表示される。
【００２８】
自船から他船へ送信する通信データ量が、空中線１回転で送信可能な通信データ量よりも多い場合には、再度、通信データを送信することが必要である。かかる場合には、他船から通信信号を受信した際に、通信データに含まれているレーダ波に基づいて、レーダ制御部２６が反射波を受信した時刻を取得し、回転信号制御部５４に供給することにより、受信した時刻と回転周期Ｔとに基づいて、次の正対時刻ｔを算出する。また、レーダ制御部２６は、レーダ指示部１２から特定した他船の方位情報として、他船方位θtを取得し、通信制御部３８を介して、他船方位θtを回転信号制御部５４に供給する（ステップＳ８）。そして、上述したように、正対時刻ｔよりも所定時間早い時刻に、空中線２４が他船の空中線と正対する位置に待機させ（ステップＳ５）、他船と通信をする（ステップＳ６）。ステップＳ７、ステップＳ８、ステップＳ５、ステップＳ６の各ステップが、通信データの送信が終了するまで繰り返される（ステップＳ７  Ｎｏ）。自船から他船へ送信する通信データが全部送信されて、通信が終了する（ステップＳ７  Ｙｅｓ）。
【００２９】
また、通信データの送信後にレーダによる探知又は通信の待ち受け状態において、回転信号制御部５４は、方位演算部５８を介してモータ制御部５２に対して回転周期Ｔで空中線２４が同期回転するようにモータ制御部５２に指示する。これにより、他船がレーダ通信装置を搭載している場合には、空中線２４と他船の空中線とを回転周期Ｔ毎に正対させることができ、船舶間通信を容易に行うことができる。
【００３０】
レーダ通信装置１０は、レーダ波の送受信を行うレーダ送受信部１４と、通信データの送受信を行う通信送受信部１８とを備え、前記通信データを前記レーダ波に合成して送受信することにより空中線が回転する他船と通信する装置であって、自船の空中線を回転駆動するモータを制御するモータ制御部５２と、前記他船の真方位θｔを取得し、前記他船の空中線の回転周期Ｔを算出し、前記自船の空中線θｓが前記他船の空中線に対して正対するときの時刻である正対時刻ｔを算出するレーダ制御部１２と、を有し、モータ制御部５２は、前記自船の空中線を、レーダ制御部２６によって算出された前記正対時刻ｔまでに、前記他船の真方位θｔに前記自船の空中線の真方位θｓが一致する位置に待機させ、通信送受信部１６は、前記他船と通信する。
【００３１】
レーダ通信装置１０によれば、空中線が回転する他船と前記正対時刻に前記他船と通信することができる。また、自船と他船の空中線同士が正対する正対時刻ｔを取得し、空中線２４を他船の空中線の１回転毎に正対させることによりデータ通信の待ち時間を短くすることができる。さらに、送信側及び受信側の船舶は、空中線を停止せずにデータ通信時においても、レーダによる物標の探知をすることができる。
【００３２】
また、レーダ通信装置１０は、前記自船の船首の方向に対する前記空中線２４の相対方位を検出するエンコーダ５６と、前記自船の船首方位を検出する船首方位検出部２２と、前記エンコーダ５６により検出された相対方位と、前記船首方位検出部により検出された船首方位とに基づいて、前記自船の空中線２４の真方位を算出する方位演算部５８と、を有し、前記モータ制御部５４は、前記自船の空中線２４を回転させ、前記自船の空中線２４の真方位が前記他船の真方位に一致する位置に待機させる。
【００３３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３４】
１０…レーダ通信装置
１２…レーダ指示部
１４…レーダ送受信部
１６…通信操作部
１８…通信送受信部
２０…空中線駆動部
２２…ジャイロコンパス
２４…空中線
２６…レーダ制御部
２８…レーダ送信部
３０、４２…サーキュレータ
３２…合成部
３４…ダイオードリミッタ
３６…レーダ受信部
３８…通信制御部
４０…通信データ送信部
４４…ダイオードリミッタ
４６…通信データ受信部
４８…ロータリジョイント
５０…モータ
５２…モータ制御部
５４…回転信号制御部
５６…エンコーダ
５８…方位演算部
【図１】
2013113605.tif 000003
【図２】
2013113605.tif 000004
【図３】
2013113605.tif 000005