開発事例集

深海探査ロボット用GPSアンテナ

ご相談内容

深海を探査するロボットの外側に設けられ、深海環境の高圧に耐えられるGPSアンテナ

背景

深海探査ロボットの海水中での位置は、海水中では減衰が大きいため、電波によって測定することが困難です。
高精度の慣性航行装置は高価であるため、ドップラーソナーによる対地(海底)速度からロボットの位置を測定しています。
しかし、海底からの高度が高い場合は対水速度のみによってロボットの位置を測定しなければならず、位置測定の精度が低くなります。
そこで、比較的安価な高精度の位置測定のため、ロボットの海水面浮上時にGPSを用いることが求められています。

課題

GPS受信が可能
最大深度4000mにおける耐圧性
海水による金属腐食

解決策

ヘリカルアンテナを採用し、GPSの右旋円偏波を受信可能
耐圧性向上には表面積が小さい方が良いため、4線巻きアンテナを採用
海水による金属腐食を抑制するため、アンテナ素子部を電波透過性の誘電体で充填固化

成果

アンテナ直下に金属円筒内収容のLNA(Low Noise Amplifier)回路を収納することにより、十分な受信信号を確保し、良好な受信特性が得られました。
誘電体の充填により耐圧性を確保できました。また、誘電体の非充填時と比較し、実効的な波長を短縮できるため、表面積約55%低減でき、小型軽量化を図ることができました。

担当者の声

耐圧性向上のため単純に耐圧カバーを厚くすると、機器をロボットに取り付けられる大きさにできませんでした。アンテナ自体に耐圧性を持たせる発想により、問題を一気に解決できました。

対応事例一覧Case List

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