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Electronic Navigation Research Institute2012年6月 平成24年度 電子航法研究所研究発表会 （2012年6月8日） 於 電子航法研究所

ミリ波レーダを用いた
ミリ波レ
ダを用いた
ヘリコプタ障害物探知試験
二ッ森 俊一*河村 暁子*

米本 成人*

小林 啓二
啓二**

奥野 善則
善則**

桂 信生
信生***

*監視通信領域 **独立行政法人 宇宙航空研究開発機構***北海道放送株式会社

2012/06/08

発表内容
研究背景と目的

ヘリコプタ用障害物探知システム

障害物探知用ミリ波レーダシステム
概観および基本構成



試験用ヘリコプタおよびミリ波レーダ設置状況

ヘリコプタ障害物探知試験


試験概要



障害物探知例

まとめと今後の予定
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研究背景
操縦者を支援するシステム
低空で比較的低高度を有視界飛行するヘリコプタ
低空比較的低高度を有視界飛行する リタ

気象や周囲構造物の影響で障害物の発見等に支障が生じ、事故等の危気象や周囲構造物の影響で障害物の発見等に支障が生じ事故等の危険な状況が発生する恐れ
障害物等を事前に察知し、移動体周囲を監視するために操縦者を支援※運輸安全委員会、航空事故調査報告書（AA2007-1、AA2010-1）より

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研究目的
これまでの研究成果（～平成18年度）


ミリ波レーダ、赤外線カメラ、可視カメラ等からなる高度監視システム
ミリ波レーダ

障害物探知システムの概要
センサ：94 GHz帯ミリ波レーダ、可視カメラ、赤外カメラ
視カ
赤外カ
システム重量： 40 kg（212 kg）
障害物探知距離 約1000
障害物探知距離：
約m

可視カメラ
視カ

赤外カメラ

センサ類の性能向上に伴う、さらなる小型軽量化および高感度化
76 GH
GHz帯ミリ波レーダを用いた、ヘリコプタ前方障害物探知帯ミリ波レ ダを用いた
リ プタ前方障害物探知4/14

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障害物探知用ミリ波レーダシステム①概要


無線局免許が不要な特定小電力無線局として技術適合証明を取得

CFRPパラボラ反射板

一次放射器（切り放し導波管）

特定小電力機器・
小電力ミリ波レーダ規格
周波数：76.0～77.0 GHz
信号帯域幅：500 MHz以内
出力： 10 dBm以下
アンテナ利得： 40 dBi以下

制振台※周波数および信号帯域幅は拡張の見込み

FMCW方式を用い 信号帯域幅を増加させることで距離分解能を改善可能
FMCW方式を用い、信号帯域幅を増加させることで距離分解能を改善可能

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障害物探知用ミリ波レーダシステム②構成


パラボラ反射板を回転させ、水平方向へビームを走査
ビーム半値幅： 1.7度

14 0 m (500 m)
14.0

2.8 m (100 m)



アンテナ回転数： 60 rpm
27.9 m (1000 m)

障害物の距離および角度を、イーサネット経由で転送しスコープを描画
最大探知距離：1040 m



従来システムと比較して大幅な小型軽量化
従来シテ
比較し 大幅な小型軽量化
大きさ（アンテナ部含む）：高さ400 mm×幅 250 mm×奥行き300 mm
重量： 約3.5
約3 5 kg

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試験用ヘリコプタ概観
宇宙航空研究開発機構 三菱式MH2000A型ヘリコプタ

ミリ波レーダ

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ミリ波レーダ等の取り付け状況
機首部の各種センサ配置

赤外カメラ（遠赤外）
ミリ波レーダ可視カメラ
レドーム内に前方障害物を探知するよう
レド
ム内に前方障害物を探知するよう、水平方向にミリ波レ
水平方向にミリ波レーダを設置
ダを設置

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機器接続系統図
機内設置機器との接続


レーダシステム内部で処理された信号をイーサネット経由で伝送



後席のコンピュータでレーダスコープ表示およびデータ保存

キャビン外部（ヘリコプタ機首部下側）

キャビン内部

ミリ波レーダオシロスコープ

信号モニタ

赤外カメラ

コンピュータ

レーダ制御
データ表示/記録可視カメラ

ビデオレコーダ

イーサネット
イ
サネット

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障害物探知試験概要
前方障害物探知試験


2012年4月、奥多摩・秩父・丹沢・竜爪山付近で実施
送電線※低高度での飛行申請を行い、許可を取得

送電線鉄塔送電線鉄塔および送電線等の探知性能を実験測定

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送電線鉄塔警告システム
試験用ツール

航空局提供の位置データベースに基づき、送電線等の場所を表示

ターゲット位置
自機位置※データベース中に明らかな位置や高度等の誤りが約1000件
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ミリ波レーダスコープ表示例①
調布飛行場離陸中

機首方向
地上構造物

自機位置

約800 m先の地上構造物からの強い反射を探知

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ミリ波レーダスコープ表示例②
送電線接近中

送電線鉄塔

機首方向

送電線
自機位置

約410 m先の送電線（点状反射）、約520 m・920 m付近の送電線を探知

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まとめと今後の予定
まとめ

ミリ波レーダを用いたヘリコプタ前方障害物探知試験
ミリ波レダを用いた リ プタ前方障害物探知試験

小型軽量かつ高感度な障害物探知用ミリ波レーダの研究開発を目的として、最大探知距離約1000 m、重量3.5 kgのミリ波レーダを試作kgのミリ波レ ダを試作
宇宙航空研究開発機構の試験用ヘリコプタMH2000Aに搭載し、山中 送電線および送電線鉄塔等 障害物探知試験を実施
山中の送電線および送電線鉄塔等の障害物探知試験を実施
探知試験結果から、離陸中の地上障害物、送電線および送電線鉄塔等からの反射を約1000 m先からリアルタイムで得られることを確認

今後の予定


探知障害物の表示方式の検討

アンテナを含めたレーダ感度向上の検討

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