JP2018186346A5 - 無線中継装置及び通信システム - Google Patents

Claims (17)

1. 端末装置との無線通信を中継する無線中継局を備えた無線中継装置であって、
   前記無線中継局は、自律制御又は外部からの制御により高度が１００［ｋｍ］以下の浮揚空域に位置するように制御される浮揚体に設けられ、
   前記浮揚体は、太陽光発電パネルが設けられた翼と、回転駆動源によって回転駆動可能なプロペラと、バッテリーとを備え、
   前記回転駆動源に電力を供給していないときに、前記プロペラから伝達された回転によって発電して前記バッテリーを充電する回生エネルギー供給手段を更に備え、
   前記太陽光発電パネルが太陽光を受光している時間帯に、前記太陽光発電パネルで発電した電力を前記回転駆動源と前記バッテリーとに供給して前記無線中継装置を上昇させ、
   前記太陽光発電パネルが太陽光を受光していない時間帯に、前記無線中継装置の自重による下降時の前記プロペラの回転又は気流による前記プロペラの回転が伝達された前記回転駆動源によって発電された電力を前記バッテリーに供給することを特徴とする無線中継装置。
2. 端末装置との無線通信を中継する無線中継局を備えた無線中継装置であって、
   前記無線中継局は、自律制御又は外部からの制御により高度が１００［ｋｍ］以下の浮揚空域に位置するように制御される浮揚体に設けられ、
   前記浮揚体は、太陽光発電パネルが設けられた翼と、回転駆動源によって回転駆動可能なプロペラと、バッテリーと、発電用風車と、前記発電用風車から伝達された回転によって発電して前記バッテリーに充電する発電機と、を備え、
   前記太陽光発電パネルが太陽光を受光している時間帯に、前記太陽光発電パネルで発電した電力を前記回転駆動源と前記バッテリーとに供給して前記無線中継装置を上昇させ、
   前記太陽光発電パネルが太陽光を受光していない時間帯に、前記無線中継装置の自重による下降時の前記発電用風車の回転又は気流による前記発電用風車の回転が伝達された前記発電機によって発電された電力を前記バッテリーに供給することを特徴とする無線中継装置。
3. 端末装置との無線通信を中継する無線中継局を備えた無線中継装置であって、
   前記無線中継局は、自律制御又は外部からの制御により高度が１００［ｋｍ］以下の浮揚空域に位置するように制御される浮揚体に設けられ、
   前記浮揚体は、太陽光発電パネルが設けられた翼と、回転駆動源によって回転駆動可能なプロペラと、バッテリーとを備え、
   当該無線中継局の発熱部の発熱で生じた温度差によって発電し、発電した電力を前記バッテリーに供給する温度差発電手段を更に備えたことを特徴とする無線中継装置。
4. 請求項３の無線中継装置において、
   前記発熱部は、前記無線中継局、前記太陽光発電パネル、前記バッテリーの充電を調整する充電調整部、前記回転駆動源、又は、前記無線中継局若しくは前記回転駆動源に供給する電力を調整する電力供給調整部であることを特徴とする無線中継装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかの無線中継装置において、
   前記翼は、前記浮揚体の飛行により浮力を主に生じさせる主翼と、前記主翼での太陽光発電を補助するように前記主翼とは別に太陽光発電パネルが設けられた補助翼とを含むことを特徴とする無線中継装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかの無線中継装置において、
   前記太陽光発電パネルの受光面は、面に垂直な方向が互いに異なる複数の受光面部分を有することを特徴とする無線中継装置。
7. 請求項６の無線中継装置において、
   前記太陽光発電パネルの受光面は、面に垂直な方向が互いに異なる複数の平面状の受光面部分が連続的に繰り返し配置するように形成されていることを特徴とする無線中継装置。
8. 請求項６の無線中継装置において、
   前記太陽光発電パネルの受光面は、波状に連続的に変化した面形状を有することを特徴とする無線中継装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかの無線中継装置において、
   前記翼の前記太陽光発電パネルが設けられた面が太陽の方向に向くように前記浮揚体を傾けて所定の巡回飛行経路を飛行するように制御する飛行制御手段を更に備えることを特徴とする無線中継装置。
10. 請求項９の無線中継装置において、
    前記無線中継局は、前記端末装置と無線通信するためのビームを地面又は海面に向けて形成し、
    前記浮揚体の傾きに基づいて前記ビームの方向及び発散角の少なくとも一つを調整するビーム調整手段を更に備えることを特徴とする無線中継装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかの無線中継装置において、
    前記無線中継局は、地面又は海面との間の所定のセル形成目標空域に３次元セルを形成することを特徴とする無線中継装置。
12. 請求項１１の無線中継装置において、
    前記セル形成目標空域の高度は１０［ｋｍ］以下であることを特徴とする無線中継装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれかの無線中継装置において、
    高度が１１［ｋｍ］以上及び５０［ｋｍ］以下の成層圏に位置することを特徴とする無線中継装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれかの無線中継装置において、
    前記無線中継局は、移動体通信網の基地局又はリピータであることを特徴とする無線中継装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれかの無線中継装置と、前記無線中継装置を遠隔的に制御する遠隔制御装置とを備えた通信システム。
16. 端末装置との無線通信を中継する無線中継局を備えた無線中継装置と、前記無線中継装置を遠隔的に制御する遠隔制御装置とを備えた通信システムであって、
    前記無線中継局は、自律制御又は外部からの制御により高度が１００［ｋｍ］以下の浮揚空域に位置するように制御される浮揚体に設けられ、
    前記浮揚体は、太陽光発電パネルが設けられた翼と、回転駆動源によって回転駆動可能なプロペラと、バッテリーとを備え、
    前記無線中継装置は、
    前記翼の前記太陽光発電パネルが設けられた面が太陽の方向に向くように前記浮揚体を傾けて所定の巡回飛行経路を飛行するように制御する飛行制御手段と、
    前記回転駆動源に電力を供給していないときに、前記プロペラから伝達された回転によって発電して前記バッテリーを充電する回生エネルギー供給手段と、
    当該無線中継装置の発熱部の発熱で生じた温度差によって発電し、発電した電力を前記バッテリーに供給する温度差発電手段と、を更に備え、
    前記遠隔制御装置は、前記太陽光発電パネルで受光する光量、前記無線中継装置の高度、前記温度差、前記無線中継装置の周辺の気流、前記バッテリーの残量及び前記無線中継装置の消費電力量の少なくとも一つに基づいて、前記太陽光発電パネルと前記飛行制御手段と前記回生エネルギー供給手段と前記温度差発電手段とを遠隔的に制御することを特徴とする通信システム。
17. 請求項１６の通信システムにおいて、
    前記浮揚体は、発電用風車と、前記発電用風車から伝達された回転によって発電して前記バッテリーを充電する発電機と、を更に備えることを特徴とする通信システム。