电波测定系统、无线输电装置及向空中移动体输电的输电系统制造方法及图纸

在电波进行反射的环境下测定天线的辐射图案的情况下，因多路径的影响而难以以较高的精度进行测定。本发明专利技术包括在向上空方向辐射电波(2)的被测量天线(30)的上空移动或静止的空中移动体(3)、及测定空中移动体的带时刻的位置的位置测定部(18H)。空中移动体(3)中搭载有接收电波(2)的测量用天线(14)、及测量包含测量用天线(14)所接收的电波(2)的振幅和相位中的至少任意一个在内的带时刻的接收电波数据(73H)的电波测量部(15)。还包括波束形状数据生成部(21)，该波束形状数据生成部(21)生成包含接收电波数据(73H)、及将在测量出接收电波数据(73H)的时间点的空中移动体(3)的位置即测量点数据(74H)作为相对于被测量天线(30)的相对位置而表示出的电波源相对位置数据(78)在内的辐射电波数据(71)。

Radio wave measurement system, radio transmission device and transmission system for transmission to air moving body

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电波测定系统、无线输电装置及向空中移动体输电的输电系统
本专利技术涉及测量天线辐射的电波的电波测定系统、或通过电波以无线的方式输送电力的无线输电装置、以及向空中移动体进行输电的输电系统。
技术介绍
开发了一种通过控制从多个元件天线辐射的微波来控制输电微波波束的方向并进行输电的系统(参照非专利文献1)。以使用微波等频带的电波来向远处输送电力为目的来开发该系统。该系统中，对于波束控制使用了振幅单脉冲法和元件电场矢量旋转法(RotatingElementElectricFieldVector(REV)Method、REV法)。通过使用振幅单脉冲法和REV法，实现了使用了微波的高效率的无线电力传输。发送从受电侧引导输电微波的发送方向的导频信号，根据振幅单脉冲法利用各输电脉冲来检测导频信号的到来方向，并向该方向辐射微波。根据REV法，检测并校正相当于各输电脉冲之间的高低差的光路长度。通过将监视器天线安装于可二维移动的XY扫描器来扫描电波辐射的区域从而对输电的微波的波束方向、辐射图案进行测定。提出了以下方案：作为在水中环境下向移动体供电的供电系统，将被供电的移动体向电磁场能量变大的方向进行引导并诱导至接受无线供电的供电位置(参照专利文献1)。在专利文献1中，提出了对于通信也使用用于输电的天线的方案。在专利文献1的图11中记载有在发送天线11－1中存在通信功能150，在图12中记载有在接收天线21-1中存在通信功能250。然而，对于对通信也使用用于输电的天线的具体的结构，在专利文献1中没有记载。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2016-127678非专利文献非专利文献1：牧野克省他：“面向SSPS的实现的高精度微波波束方向控制装置的开发及其技术验证试验”，电子信息通信学会技报，SANE2015-22,pp.37-42,June2015.
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题反射电波的环境中，存在多路径的影响。因此，难以以高精度测定天线的辐射图案。另外，在测定高精度的天线辐射图案的情况下，在电波难以反射的电波暗室的环境下进行测定。然而，即使在电波暗室的环境下，虽然较少但也会受到多路径的影响。因此，有时不能以需要的精度来测定。另外，对空中移动体输电的无线输电装置中，存在不能将电波向空中移动体存在的方向高精度地辐射从而无线输电的效率降低的问题。本专利技术是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于得到一种使用无人机等空中移动体来高精度地测定天线所辐射的电波的电波测量系统、以及比以往更高精度地对从对空中移动体进行输电的天线所辐射的电波进行控制的无线输电装置及向空中移动体输电的输电系统。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的电波测定系统包括：空中移动体，该空中移动体在向上空方向辐射电波的被测量天线的上空移动或静止；位置测定部，该位置测定部对空中移动体的位置进行测定，生成表示空中移动体的位置的测量点数据；以及测量点数据时刻附加部，该测量点数据时刻附加部对测量点数据附加生成了测量点数据的时间点的时刻数据，从而生成带时刻测量点数据。在空中移动体上搭载有：测量用天线，该测量用天线接收电波；电波测量部，该电波测量部对包含测量用天线所接收的电波的振幅和相位中的至少任意一个在内的接收电波数据进行测量；移动体时刻装置，该移动体时刻装置输出与附加于测量点数据的时刻数据保持同步的时刻数据；以及接收电波数据时刻附加部，该接收电波数据时刻附加部将在测量到接收电波数据的时间点由移动体时刻装置所输出的时刻数据附加于接收电波数据，从而生成带时刻接收电波数据。此外，包括辐射电波数据生成部，该辐射电波数据生成部生成包含电波源相对位置数据和接收电波数据在内的辐射电波数据，所述电波源相对位置数据将根据附加于带时刻接收电波数据和带时刻测量点数据的时刻数据而判断出的测量到接收电波数据的时间点的测量点数据表示作为相对于被测量天线的相对位置。本专利技术所涉及的无线输电装置包括：输电天线，该输电天线能够变更利用所辐射的电波来输送电力的指向方向；辐射方向决定部，该辐射方向决定部决定输电对象即空中移动体存在的方向即辐射方向；指向方向变更部，该指向方向变更部将输电天线的指向方向朝向辐射方向；以及发送信号生成部，该发送信号生成部生成作为电波而从输电天线进行发送的发送信号。本专利技术所涉及的向空中移动体输电的输电系统包括：无线输电装置；输电控制装置，该输电控制装置对无线输电装置进行控制；地面时刻装置，该地面时刻装置设置于地面，输出时刻数据；空中移动体；以及REV法分析部。无线输电装置包括：输电天线，该输电天线能够变更利用所辐射的电波来输送电力的指向方向；辐射方向决定部，该辐射方向决定部决定输电对象即空中移动体存在的方向即辐射方向；指向方向变更部，该指向方向变更部将输电天线的指向方向朝向辐射方向；以及发送信号生成部，该发送信号生成部生成作为电波而从输电天线进行发送的发送信号。输电天线是具有多个元件天线和多个元件模块的相控阵天线，所述多个元件天线对电波进行辐射，所述多个元件模块针对所决定的个数的元件天线的每个天线元件进行设置，具有改变发送信号的相位的移相器和对发送信号进行放大的放大器。指向方向变更部通过控制移相器的移相量来变更输电天线的指向方向。空中移动体搭载有受电天线、测量用天线、电波测量部、移动体时刻装置、接收电波数据时刻附加部以及移动体通信部。受电天线和输电天线接收无线输电装置所辐射的电波。电波测量部对包含测量用天线所接收的电波的振幅即电场强度在内的接收电波数据进行测量。移动体时刻装置输出与地面时刻装置保持同步的时刻数据。接收电波数据时刻附加部对接收电波数据附加在测量出接收电波数据的时间点由移动体时刻装置所输出的时刻数据而生成带时刻接收电波数据。移动体通信部与输电控制装置进行通信。REV法分析部为了执行REV法，基于REV法执行时电波数据和REV法方案，针对每个元件模块求出元件电场相位，其中，所述REV法求出提供一个元件模块所输出的发送信号的元件天线所辐射的电波在测量用天线的位置上所生成的元件电场矢量的相位、即元件电场相位，所述REV法执行时电波数据为在执行REV法方案的过程中电波测量部所测量的带时刻接收电波数据，所述REV法方案对在至少一部分元件天线辐射电波的状态下使一部分的移相器即操作移相器的移相量反复变化的相位操作模式进行规定。输电控制装置具有：输电控制通信部，该输电控制通信部与移动体通信部进行通信；以及REV法执行部，该REV法执行部基于REV法方案来对无线输电装置进行控制。指向方向变更部基于每个元件模块的元件电场相位，在使元件模块的相位的基准一致的状态下使输电天线的指向方向朝向辐射方向。专利技术效果根据本专利技术所涉及的电波测定系统，能够高精度地测定被测量天线所辐射的电波。根据本专利技术所涉及的无线输电装置，能够比以往更高精度地向空中移动体存在的方向辐射电波，也能够比以往更加改善无线输电的效率。根据本专利技术所涉及的向空中移动体输电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电波测定系统，其特征在于，包括：/n空中移动体，该空中移动体在向上空方向辐射电波的被测量天线的上空移动或静止；/n位置测定部，该位置测定部对所述空中移动体的位置进行测定，生成表示所述空中移动体的位置的测量点数据；/n测量点数据时刻附加部，该测量点数据时刻附加部对所述测量点数据附加生成了所述测量点数据的时间点的时刻数据，从而生成带时刻测量点数据；/n测量用天线，该测量用天线搭载于所述空中移动体，接收所述电波；/n电波测量部，该电波测量部搭载于所述空中移动体，对包含所述测量用天线所接收的所述电波的振幅和相位中的至少任意一个在内的接收电波数据进行测量；/n移动体时刻装置，该移动体时刻装置搭载于所述空中移动体，输出与附加于所述测量点数据的时刻数据保持同步的时刻数据；/n接收电波数据时刻附加部，该接收电波数据时刻附加部搭载于所述空中移动体，将在测量到所述接收电波数据的时间点由所述移动体时刻装置所输出的时刻数据附加于所述接收电波数据，从而生成带时刻接收电波数据；以及/n辐射电波数据生成部，该辐射电波数据生成部生成包含电波源相对位置数据和所述接收电波数据在内的辐射电波数据，所述电波源相对位置数据将根据附加于所述带时刻接收电波数据和所述带时刻测量点数据的时刻数据而判断出的测量到所述接收电波数据的时间点的所述测量点数据表示作为相对于所述被测量天线的相对位置。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170529 JP 2017-105269;20180403 JP PCT/JP2018/0141.一种电波测定系统，其特征在于，包括：
空中移动体，该空中移动体在向上空方向辐射电波的被测量天线的上空移动或静止；
位置测定部，该位置测定部对所述空中移动体的位置进行测定，生成表示所述空中移动体的位置的测量点数据；
测量点数据时刻附加部，该测量点数据时刻附加部对所述测量点数据附加生成了所述测量点数据的时间点的时刻数据，从而生成带时刻测量点数据；
测量用天线，该测量用天线搭载于所述空中移动体，接收所述电波；
电波测量部，该电波测量部搭载于所述空中移动体，对包含所述测量用天线所接收的所述电波的振幅和相位中的至少任意一个在内的接收电波数据进行测量；
移动体时刻装置，该移动体时刻装置搭载于所述空中移动体，输出与附加于所述测量点数据的时刻数据保持同步的时刻数据；
接收电波数据时刻附加部，该接收电波数据时刻附加部搭载于所述空中移动体，将在测量到所述接收电波数据的时间点由所述移动体时刻装置所输出的时刻数据附加于所述接收电波数据，从而生成带时刻接收电波数据；以及
辐射电波数据生成部，该辐射电波数据生成部生成包含电波源相对位置数据和所述接收电波数据在内的辐射电波数据，所述电波源相对位置数据将根据附加于所述带时刻接收电波数据和所述带时刻测量点数据的时刻数据而判断出的测量到所述接收电波数据的时间点的所述测量点数据表示作为相对于所述被测量天线的相对位置。


2.如权利要求1所述的电波测定系统，其特征在于，还包括：
地面时刻装置，该地面时刻装置设置于地面，输出与所述移动体时刻装置保持同步的时刻数据；
测定系统控制装置，该测定系统控制装置设置于地面，具有所述辐射电波数据生成部；以及
移动体发送部，该移动体发送部搭载于所述空中移动体，将所述带时刻接收电波数据发送至所述测定系统控制装置，
所述位置测定部和所述测量点数据时刻附加部设置于地面，
所述测量点数据时刻附加部使用所述地面时刻装置所输出的时刻数据。


3.如权利要求1所述的电波测定系统，其特征在于，还包括：
地面时刻装置，该地面时刻装置设置于地面，输出与所述移动体时刻装置保持同步的时刻数据；
测定系统控制装置，该测定系统控制装置设置于地面，具有所述辐射电波数据生成部；以及
存储装置，该存储装置搭载于所述空中移动体，对所述带时刻接收电波数据进行存储，
所述位置测定部和所述测量点数据时刻附加部设置于地面，
所述测量点数据时刻附加部使用所述地面时刻装置所输出的时刻数据，
将存储于所述存储装置的所述带时刻接收电波数据输入至所述辐射电波数据生成部。


4.如权利要求1所述的电波测定系统，其特征在于，
所述位置测定部和所述测量点数据时刻附加部搭载于所述空中移动体，
所述测量点数据时刻附加部将在生成了所述测量点数据的时间点由所述移动体时刻装置所输出的时刻数据附加于所述测量点数据，从而生成所述带时刻测量点数据，
所述电波测定系统还包括：
测定系统控制装置，该测定系统控制装置设置于地面，具有所述辐射电波数据生成部；以及
移动体发送部，该移动体发送部搭载于所述空中移动体，将所述带时刻接收电波数据和所述带时刻测量点数据发送至所述测定系统控制装置。


5.如权利要求1所述的电波测定系统，其特征在于，
所述位置测定部和所述测量点数据时刻附加部搭载于所述空中移动体，
所述测量点数据时刻附加部将在生成了所述测量点数据的时间点由所述移动体时刻装置所输出的时刻数据附加于所述测量点数据，从而生成所述带时刻测量点数据，
所述电波测定系统还包括：
测定系统控制装置，该测定系统控制装置设置于地面，具有所述辐射电波数据生成部；以及
存储装置，该存储装置搭载于所述空中移动体，对所述带时刻接收电波数据和所述带时刻测量点数据进行存储，
将存储于所述存储装置的所述带时刻接收电波数据和所述带时刻测量点数据输入至所述辐射电波数据生成部。


6.如权利要求1所述的电波测定系统，其特征在于，
所述位置测定部、所述测量点数据时刻附加部以及所述辐射电波数据生成部搭载于所述空中移动体，
所述测量点数据时刻附加部将在生成了所述测量点数据的时间点由所述移动体时刻装置所输出的时刻数据附加于所述接收电波数据，从而生成所述带时刻接收电波数据。


7.如权利要求2或3所述的电波测定系统，其特征在于，
所述移动体时刻装置及所述地面时刻装置利用来自卫星的电波来对时刻进行校正。


8.如权利要求4至6的任一项所述的电波测定系统，其特征在于，
兼作所述移动体时刻装置的所述位置测定部是通过接收来自多个卫星的电波来对自身所存在的位置进行定位的定位装置。


9.一种无线输电装置，其特征在于，包括：
输电天线，该输电天线能够变更利用所辐射的电波来输送电力的指向方向；
辐射方向决定部，该辐射方向决定部决定输电对象即空中移动体存在的方向即辐射方向；
指向方向变更部，该指向方向变更部将所述输电天线的所述指向方向朝向所述辐射方向；以及
发送信号生成部，该发送信号生成部生成作为所述电波而从所述输电天线进行发送的发送信号。


10.如权利要求9所述的无线输电装置，其特征在于，包括：
导频接收天线，该导频接收天线接收所述空中移动体所发送的导频信号；以及
电波能否辐射判断部，该电波能否辐射判断部在所接收到的所述导频信号的信号强度为阈值以上的情况下判断为能从所述输电天线辐射所述电波，在所接收到的所述导频信号的信号强度小于阈值的情况下判断为无法从所述输电天线辐射所述电波，
在所述电波能否辐射判断部判断为无法辐射所述电波的情况下，不从所述输电天线辐射所述电波。


11.如权利要求9或10所述的无线输电装置，其特征在于，
包括电波辐射控制部，该电波辐射控制部进行控制，使得在所述辐射方向决定部决定了所述辐射方向后从所述输电天线辐射所述电波，在所述辐射方向未决定的状态下不从所述输电天线辐射所述电波。


12.如权利要求9至11的任一项所述的无线输电装置，其特征在于，
所述输电天线是具有以下组成部分的相控阵天线：
对所述电波进行辐射的多个元件天线；以及
针对所决定个数的所述元件天线的每一个进行设置的、具有使所述发送信号的相位发生变化的移相器和对所述发送信号进行放大的放大器的多个元件模块，
所述指向方向变更部对所述移相器的移相量进行控制。


13.如权利要求12所述的无线输电装置，其特征在于，
多个所述元件天线被分成多个组，
所述无线输电装置包括将属于一个所述组的所述元件天线的相位和振幅统一进行变更的所述元件模块。


14.一种向空中移动体输电的输电系统，其特征在于，包括：
如权利要求12或13所述的无线输电装置；
输电控制装置，该输电控制装置对所述无线输电装置进行控制；
地面时刻装置，该地面时刻装置设置于地面，输出时刻数据；
空中移动体，该空中移动体搭载有受电天线、测量用天线、电波测量部、移动体时...

【专利技术属性】
技术研发人员：本间幸洋，佐藤真帆，泽学，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP