CN106464341B - 用于飞行器舱的通讯设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种布置在飞行器舱中的通讯设备，所述设备包括：天线组件，其被设计为在通讯网络的第一频带下发射和接收通讯数据，并且在定位网络的第二频带下接收定位数据，所述天线组件包括天线，所述天线具有绕主轴旋转的辐射图，该辐射在该主轴的方向最大，所述天线组件还包括用于限制辐射的系统，所述用于限制辐射的系统被设计为限制在所述天线轴外的辐射；调制解调器，其连接至天线，被设计为使得能够通过通讯网络来发射和接收通讯数据；定位数据接收器。
Description
技术领域
本发明涉及使得飞行器能够与数据和/或定位网络进行通讯的通讯设备。
背景技术
飞行器通常装备有能够与数据和/或定位网络进行通讯的通讯设备。一种数据网络是IRIDIUM类型的(使用卫星星座的数据通讯网络)，一种定位网络是GPS类型的(全球定位系统)。通讯设备一般包括发送/接收系统以及天线。
已知的，飞行器装备有多种天线，每种专用于特定的网络。另外，为了不干扰飞行器的电子设备，这些天线放置于飞行器的外壳上。
这并非没有问题。
实际上，在设备放置于飞行器的外壳上时，由于显然的安全性的原因，必须对飞行器的整体结构进行再验证。这在天线的数量很多时尤其有限制性。
发明内容
本发明致力于克服这些缺陷中的至少一个。
为此，本发明提出了一种旨在放置在飞行器舱中的通讯设备，所述设备包括：
-天线组件，其被配置为在通讯网络的第一频带下发送和接收通讯数据，并且在定位网络的第二频带下接收定位数据，所述天线组件包括天线，所述天线具有绕主轴旋转的辐射图，该辐射在该主轴的方向最大，所述天线组件还包括辐射约束系统，所述辐射约束系统被配置为限制在天线的所述轴外的辐射；
-调制解调器，其连接至天线，被配置为使得能够通过通讯网络来发送和接收通讯数据；
-定位数据接收器。
通过下述特征，本发明得到有益的补充(单独采用或者按其在技术上可能的组合中的任意一种)：
-其包括圆柱壳体，圆柱壳体包括腔室，所述腔室被配置为容纳天线组件、调制解调器以及定位数据接收器；盖，其被配置为以能够定向的方式附接至所述圆柱壳体，所述盖支撑天线组件以便将所述天线组件定向；
-盖通过使得所述盖能够相对于所述壳体定向的铰链而附接至壳体；
-辐射约束系统，其包括放置在天线下方的射频吸收组件和/或放置在天线周围且能够延伸至该天线上方的金属腔室和/或至少一个或多个阻塞环；
-其包括附接系统，所述附接系统被配置为将所述壳体附接至例如光滑表面的飞行器的竖直的墙上，例如飞行器的风挡、飞行器的侧窗；
-其包括接触消失检测器，所述接触消失检测器被配置为，在检测到所述设备与飞行器的墙之间的接触消失时，立即中断天线组件的无线电传输；
-其包括通讯系统，所述通讯系统被配置为形成至例如Wi–Fi网络的无线网络的接入点，通过该接入点能够远程访问通讯网络；
-天线包括地平面、放置在所述地平面上的介电基板、放置在所述介电基板上的辐射元件、制作在所述地平面中的多个凹口，以控制和获得足够的工作带，使得所述天线在所述第一频带和第二频带上辐射。
本发明还涉及一种飞行器，其包括驾驶舱，所述驾驶舱包括风挡和根据本发明的通讯设备。本发明具有多重益处。
其提供了可移除的便携的、具有普遍连接性的方案。另外，由于其小型化，使得尺寸小、质量小，满足了在飞行器舱中的装备和无线工作的小空间的需求。从而，其能够覆盖足够大的用于在通讯网络的第一频带下发送和接收通讯数据的频带，并且能够在定位网络的第二频带下接收定位数据。
附图说明
从下面的描述中，本发明的其他特征、目标和益处将会显现，下面的描述是纯示意性的并且是非限制性的，而且应当参考所附附图阅读，在附图中：
-图1示出了根据本发明的通讯设备的概括示意图；
-图2示意性示出了其中根据几种可能性而具有根据本发明的通讯设备的飞行器；
-图3示出了根据本发明的通讯设备；
-图4a和图4b分别示出了根据本发明的通讯设备的天线的底部截面图和立体图。
-图5a和图5b分别示出了根据本发明的包括天线和根据几种实施方案的辐射约束系统的天线组件的截面图和顶视图。
在全部附图中，相似的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
参考图1，旨在放置在飞行器舱中的通讯设备D包括天线组件A，其被配置为，在通讯网络的第一频带下发送和接收通讯数据，并且在定位网络的第二频带下接收定位数据。
天线1具有绕主轴旋转的辐射图，辐射在该主轴的方向上最大。
考虑到该通讯设备旨在放置在飞行器舱中的情况，天线组件A包括用于限制在天线1的主轴外的辐射的系统2。
通讯设备D可以放置在飞行器舱中的多个位置。如图2所示，该设备可以放置在飞行器AF的驾驶舱中，或留给乘客的空间中的多个不同的位置。
再次参考图1，该通讯设备还包括调制解调器3，其连接至天线1，配置为使得能够通过通讯网络进行通讯数据的发送和接收；该通讯设备还包括GPS类型的定位数据的接收器4。
天线1是双频带的，并且可以在IRIDIUM通讯网络上发送和接收通讯数据。IRIDIUM网络是轨道通讯卫星网络。该网络能够确保24小时中的24小时的连接，并且提供世界每处的覆盖，包括极圈区域。
当然，只要所用的调制解调器3是相应通讯网络的调制解调器，通讯设备可以随任何其他轨道或地球同步卫星通讯网络工作。然而应当注意，这些不同的网络中的一些并不提供全球覆盖和永久运行。
定位数据的接收器4使得能够通过地理定位而在任何时间对通讯设备进行定位，从而将携带该接收器的飞行器或车辆定位。除了地理坐标，GPS还会输送下列信息：GMT时间、高度、地面速度、前进方向等。有益地，定位数据接收器以对应于携带该定位数据接收器的工具和/或对应于通讯设备发送的每个消息或数据的确定的速率自动输送该信息。
为了便于管理通讯网络上的发送/接收(一方面)、以及来自定位网络的定位数据的接收(另一方面)，该通讯设备包括控制单元6。该单元能够管理全部通讯链路，并能够分配连接优先级(机组成员和/或乘客)。其还管理组件的内部和外部操作，并且具有管理和主动控制所用的不同网络(Iridium和定位)的发送和接收水平的功能。另外，其具有允许压缩和解压缩数据以及数据加密和解密功能的机载软件。
该通讯设备可以形成用于无线网络(例如Wi–Fi网络)的接入点，通过该接入点能够远程接入该通讯网络。
从而，通过如此形成的接入点，移动通讯装备可以访问数据通讯网络，接入点从而充当通讯路由，或通过数据通讯网络而将数据从飞行器机载的移动装备传递(在该通讯设备放置于飞行器的驾驶舱中时)至所需的最终接收器或最终网络。
为此，通讯设备包括无线通讯单元7。具体而言，接入点是Wi–Fi接入点。如此，无线通讯单元7的设备包括Wi–Fi天线(未显示)以及Wi–Fi卡(未显示)，其用于创建接入点。
该通讯设备包括电池5，有益地，该电池具有很长的寿命，使得其能够让通讯设备工作最少五个小时不中断。有益地，电池5为可充电的，并且连接至通讯设备需要供电的部件。
参考图3，该通讯设备还包括圆柱壳体8，该圆柱壳体包括腔室9，该腔室被配置为容纳所述设备的部件；该圆柱壳体还包括盖10，该盖被配置为以能够定向的方式附接至所述圆柱壳体。盖10支撑天线1和约束系统2，那么天线组件(天线与约束系统)能够相对于壳体8定向。这使得该设备能够被放置在专设的位置，天线1及其约束系统2能够独立定向。
为了使盖10相对于壳体8定向，该通讯设备包括一个或多个铰链11。当然，也可以设想其他类型的使得盖10能够相对于壳体8定向的部件。
有益地，辐射约束系统2可以采用多种形式(见下)。
为了将壳体连接至光滑表面(例如飞行器的风挡、飞行器的侧窗)，该通讯设备包括附接系统12。
附接系统12可以采用多种形式。
其可以是设置有真空泵的吸盘，该真空泵可以附接至驾驶舱或舱中的任何光滑表面以及风挡、侧窗或舱门。该吸盘可以在壳体的基座或壳体的侧面展开(见图3)。
其可以是使用VelcroTM系统的附接系统，其公部附接至壳体8而母部附接至飞行器的内缘或者附接至附件或能够接收该母部的任何其他部分。
通讯设备D必须能够在通讯设备不再接触其在飞行器上的附件支撑部(例如，飞行器的玻璃墙)之后马上切断。实际上，在该情况下，通讯设备可能扰乱飞行器的工作。
为此，该通讯设备包括DET接触消失检测器，其被配置为检测设备与其在飞行器上的支撑部的分离。
该DET检测器的目的在于，如果不再与飞行器的玻璃墙接触，则切断天线1的无线电传输。该额外的安全措施从而避免了任何向飞行器的乘员或设备发送无线电的风险。
优选地，在通讯设备的腔室9内安装了一个或多个按钮式开关，使得仅按钮部分从腔室9的高度向着窗户突出。对于常开式开关，在按钮被按下时，创建电连接。本发明附接至玻璃墙会按压按钮。在该标称位置(position nominale)，电连接建立，并且天线1可以工作。
在设备从墙分离时，至少一个开关上的压力不再维持。电连接则切断了。
作为变形，接触消失检测器可以使用其他类型的传感器，例如压力开关或电感检测器或电容检测器或光学检测器。例如，如果腔室连接靠近窗的边缘处的金属部分，电感检测器检测与飞行器的金属墙的接触的消失。
天线1优选为专利FR 2 912 266 B1所公开的类型，图4a和图4b分别示出了其一个截面图和一个立体图。该天线还包括地平面13、放置在地平面13上的介电基板14、放置在介电基板14上的辐射元件15、制作在地平面13中的多个凹口16，以控制和获得足够的工作带，使得所述天线在所述第一和第二频带上辐射。在图4b中，地平面13中设置了八个薄凹口16。该天线沿着主轴X辐射。
为了供给天线1，该天线包括连接至辐射元件15的同轴探针18。
天线1大体为圆形。
这样的天线能够同时发送或接收通讯数据和接收定位数据。
另外，天线是全方向的，并且尺寸很小。介电基板14的直径大约为λ/3，其厚度大约为λ/30，λ对应于通讯设备的工作频率的平均波长。
有益地，为了增加天线的能力和性能，天线1包括特定的滤波器(未显示)和前置放大器(未显示)。
天线的辐射约束系统2可以采用多种形式。
我们在图5a和图5b中示出了，天线组件A具有三种可能的约束系统的实施方案，在这些图中指示为21、22、23。约束系统2的每种实施方案都可以与其他实施方案一同或组合使用。
根据第一实施方案，约束系统2是射频吸收组件21，其放置在天线1下面。该吸收组件例如由装载了碳粒子的厚度为大约2至5cm的泡沫式材料组成。
对于约束系统2是吸收组件的情况，通讯设备D包括连接至天线1的同轴探针18的射频连接器19、连接在连接器19与射频交叉器21之间的射频电缆20。
根据第二实施方案，约束系统2是放置在周围的金属腔室22，其有可能延伸到其上。
根据第三实施方案，约束系统包括一个或多个阻塞环23，其放置在天线1周围。
Claims (13)
1.一种通讯设备(D)，其旨在放置在飞行器(AF)舱中，所述设备(D)包括：
-天线组件(A)，其被配置为在通讯网络的第一频带下发送和接收通讯数据，并且在定位网络的第二频带下接收定位数据，所述天线组件(A)包括天线(1)，所述天线具有绕主轴旋转的辐射图，该辐射在该主轴的方向最大，所述天线组件还包括辐射约束系统(2)，所述辐射约束系统被配置为限制在天线(1)的所述轴外的辐射；
-调制解调器(3)，其连接至天线，被配置为使得能够通过通讯网络来发送和接收通讯数据；
-定位数据接收器(4)。
2.根据权利要求1所述的通讯设备，包括：
-圆柱壳体(8)，其包括腔室(9)，所述腔室被配置为容纳天线组件(A)、调制解调器以及定位数据接收器；
-盖(10)，其被配置为以能够定向的方式附接至所述圆柱壳体，所述盖(10)支撑天线组件(A)以便将所述天线组件(A)定向。
3.根据权利要求2所述的通讯设备，其中，盖(10)通过至少一个铰链(11)而附接至圆柱壳体(8)，所述至少一个铰链(11)使得所述盖(10)能够相对于所述圆柱壳体(8)定向。
4.根据权利要求2至3中的任一项所述的通讯设备，其中，辐射约束系统(2)包括放置在天线(1)下方的射频吸收组件(21)和/或放置在天线(1)周围且能够延伸至该天线上方的金属腔室(22)和/或至少一个或多个阻塞环(23)。
5.根据权利要求2所述的通讯设备，包括附接系统，所述附接系统被配置为将所述圆柱壳体附接至飞行器的墙上。
6.根据权利要求5所述的通讯设备，包括接触消失检测器(DET)，其被配置为，在检测到所述设备与飞行器的墙之间的接触消失时，立即中断天线组件的无线电传输。
7.根据权利要求1所述的通讯设备，包括通讯系统(7)，所述通讯系统被配置为形成至无线网络的接入点，通过该接入点能够远程访问通讯网络。
8.根据权利要求1所述的通讯设备，其中，天线(1)包括地平面(13)、放置在所述地平面上的介电基板(14)、放置在所述介电基板(14)上的辐射元件(15)、制作在所述地平面(13)中的多个凹口(16)，以控制和获得足够的工作带，使得所述天线在所述第一频带和第二频带上辐射。
9.根据权利要求5所述的通讯设备，所述飞行器的墙是光滑表面。
10.根据权利要求9所述的通讯设备，所述光滑表面是飞行器的风挡。
11.根据权利要求9所述的通讯设备，所述光滑表面是飞行器的侧窗。
12.根据权利要求7所述的通讯设备，所述无线网络是Wi–Fi网络。
13.一种飞行器，其包括驾驶舱，所述驾驶舱包括风挡和根据权利要求1-12中的任一项所述的通讯设备。
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