CN107534483A - 在航空器与其环境之间的通过所述航空器的窗户的无线电传输 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于与位置无关地将数据发送到高容量客运航空器(10)以及从高容量客运航空器(10)接收数据的方法，其特征在于以下步骤：在所述客运航空器(10)的窗户的邻近区域安装至少一个天线(16)，所述天线(16)被设计用于和机载通信中心(22)通信，在飞行期间在至少所述天线(16)和所述机载通信中心(22)之间发送和/或接收数据，并且在所述天线(16)和连接到所述天线(16)的路由装置(20)之间在航空器(10)内部传输数据。

Description

在航空器与其环境之间的通过所述航空器的窗户的无线电 传输
技术领域
本发明涉及一种用于从大容量客运航空器中传输数据的方法。
背景技术
传统上，数据被通过大容量客运航空器和地面站或其他航空器之间的无线电进行传输。这类通过无线电进行的数据传输的范围受到地盘无线电传输的范围限制。更加众所周知的是，现代的大容量客运航空器通过无线电和卫星通信，从而允许在飞行期间进行电话通讯或者网上冲浪。为此目的，卫星天线必须被单独安装在航空器的外部，这在技术上很复杂且成本高昂。这类卫星天线的改造安装必须通过冗长而复杂的批准程序。
实现对于大容量客运航空器可行的与位置无关的数据发送和接收的需求是存在的。对于飞行数据，例如高度、空速以及航空器位置的传输而言，这是尤其重要的，以便能够在紧急的情况下得知或发现航空器的位置。使用传统的与地面站和/或其他航空器的无线电通信则是不可行的，因为例如在较大的海域上方并没有大面积的通信可用。另一方面，使用宽带卫星链路对于这个目的并不是足够安全的，因为乘客可能能够使用数据通信。再一方面，目前使用的宽带卫星通信在较大范围内也不能使用，因为访问是被生成到处于赤道区域的地球同步卫星上，从而会导致在极地区域中没有数据链路能够建立。此外，仅仅在航空器配备有相应的发送和接收装置时，宽带卫星通信才可以被使用。
发明内容
本发明的方法由权利要求1的特征限定。
据此，用于和卫星通信的至少一个收发器天线被设置在航空器中，分别处于客舱的或者货舱空间的窗户附近，从而使所述天线通过所述窗口与外界处于可见的接触中，以便在飞行期间通过相应的窗口在所述天线和飞行通信中心之间建立和维持数据链路。飞行通信中心可以是卫星，优选为LEO(近地轨道)卫星，例如铱星。飞行通信中心可以进一步也是在高海拔高度飞行的航空器或者在高海拔高度飞行的无人机(HAP，即高海拔飞行器)。用于数据传输的数据链路通过所述飞行通信中心被建立并且被保持。大容量客运航空器的特性是，其驾驶舱的窗户特别厚实坚硬，而且并不适合于通过这些窗户进行无线电通信，然而客舱或者货舱空间的窗户能够允许这类无线电通信。具有决定意义的是天线被设置在窗户的附近，从而使得天线和飞行通信中心之间的直接链路通过窗户而存在(可视接触)，进而使天线和飞行通信中心之间传输的无线电波被通过窗户传输。LEO卫星，例如铱星、全球星或者Oneweb卫星，都是具有处于大约200-2000千米的海拔高度的近地轨道的卫星。高海拔飞行器(HAP)作为载人或无人的航空器飞行到大约20000米的海拔高度，在那里它们被分配给预定的区域，如有可能，则多余的航空器仅用于加油。
优选地，在相对的两侧各有一天线被分别安装在客舱或货舱空间的至少一个窗户中，从而使得数据链路可以被通过至少两个不同的飞行通信中心来维持。优选地，所述天线被设置在厨房、洗手间或者紧急出口前方的窗户中。所述天线以可拆卸的或者固定的方式，例如通过可松开地连接到窗户或者窗户框架上的适配器元件，被安装到窗户上。可以想到的是，例如，所述适配器元件被夹持或者粘接到窗户的框架或者围绕窗户的舱壁内衬的一部分中。为此目的，所述适配器元件可以设有合适的夹持元件。作为替代方案，如果胶粘连接可以在没有任何残留的前提下被分离，则所述天线和/或所述适配器元件可以被粘接到窗户上。
所述天线可以用简单的方式被安装在所述窗户的附近，从而使得在某些种类的航空器中，虽然它们的机身并未配备有用于卫星通信或者与在高海拔高度飞行的航空器通信的相应的发送和接收装置，改造安装也是可行的。
所有天线都具有到达路由装置的通信链路，所述路由装置被安装成所述航空器上的独立的单元。所述路由装置可以是计算机网络的调制解调器或者中继器。传统上，使用路由装置的天线的通信是有线的，但是也可以是无线的。
从所述路由装置开始，到达驾驶舱的，也就是到达驾驶舱内的检测飞行数据的部件的通信链路可以被建立以用于通过所述天线传输飞行数据。飞行数据是例如航空器的位置、姿态、空速和/或海拔高度。所述飞行数据被优选地在预定的时段自动传输，以便能够在紧急情况下快速地确定所述航空器的位置以及它的飞行状态。
作为替代地或者另外地，所述路由装置可以在客舱内与用于信用卡和/或银行卡的读卡器通过WLAN进行通信，从而在飞行期间核实乘客的信用卡或银行卡的数据。通过读卡器获得的数据通过路由装置及天线被传输到LEO卫星，而且从那里被发送到合适的地面站，所述地面站核实相关数据。这样可以用来允许乘客在飞行期间在航空器上购买物品，并且在着陆之后在机场交付该物品。
没有任何使用互联网的通信，而且尤其是没有任何音频和/或视频内容的媒体流的目的在于通过天线。仅有被选中的数据，例如飞行数据，的目的在于被传输。通过设置在窗户附近的天线，这种方式是可行的。
这样就提供了决定性的优点，即本发明的通信装置可以被迅速地并且以简单的方式改造安装，而且并非必须通过用于将元件永久地安装在大容量客运航空器中的常规的批准程序。相反地，本发明的天线和路由装置是不需要任何批准的“松散设备”。
进一步的优点可能是，例如当电话在飞行期间被使用时或者当在互联网上冲浪时，会存在有从被乘客使用的宽带通信中的解耦。因此，如同由本发明提供的数据通信是特别安全的，因为乘客没有可能会干扰到数据传输。
附图说明
本发明的实施方式将会被参考附图详细说明在下面。
具体实施方式
附图是一种大容量客运航空器10的示意性的简化图示，所述航空器10可以是客机或者货机。窗户被设置在机身区域中，位于相对的两侧12、14上。在客舱的或者货舱空间的至少一个窗户中，天线16被可拆卸地安装在所述航空器10的每一侧12、14上。所述天线16通过在附图中未被示出的的适配部件被夹持到用于窗户框架的凹陷部中。
每个天线16通过线缆18被连接到形式为WLAN调制解调器的路由装置20。所述路由装置20被设置用于和客舱内的信用卡读卡器进行无线通信(WLAN)。进一步地，所述调制解调器20通过在附图中没有示出的无线通信被连接到航空器的驾驶舱中的容纳有飞行数据的设备，从而通过所述天线16传输飞行数据。从所述路由装置20到驾驶舱中的数据传输由于安全原因而被排除。
所述天线16被设计用来与形式为铱星22的飞行通信中心进行无线电通信。两个天线16中的每一个都与所述航空器10的不同侧的另一个卫星22通信，从而使得通过至少两个卫星22的通信在同一时间发生。被传输的数据以传统的方式从卫星22被发送到地面站，并且从那里被传输到例如用于获取飞行数据的中心或者用于核实信用卡数据的中心。
应当考虑的是，本发明的一个决定性的方面在于所述装置可以用简单的方式被改造安装到实际上任何种类的大容量客运航空器上，不需要提供与航空器的部件的固定连接。所述天线可以被夹持到用于窗户框架的凹陷部内，同时所述路由装置20可以被设置在航空器10中的可选的位置。此外，一种变化形式是可以想到的，根据该变化形式，天线16中的每一个都与它自身的路由装置20通信，不同天线的路由装置以无线方式与彼此进行通信。

Claims (14)

1.一种用于使用大容量客运航空器(10)与位置无关地发送和接收数据的方法，其特征在于以下步骤：
在商用航空器(10)中，在窗户中或者在紧邻窗户处安装至少一个天线(16)，所述天线被设计用于和飞行通信中心(22)通信；
在飞行期间，在至少所述天线(16)和所述飞行通信中心(22)之间发送和/或接收数据；以及
在所述天线(16)和与所述天线(16)连接的路由装置(20)之间在所述航空器(10)内部传输数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中至少一个天线(16)被分别地安装在所述航空器(10)的相对两侧(12、14)上的窗户中或者紧邻窗户处。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个天线(16)通过导线与所述路由装置(20)连接，并且所述路由装置被设置用来和数据源进行无线通信。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个天线(16)都具有被分配给该天线的路由装置(20)，所述路由装置(20)与所述天线(16)通信，并且所述路由装置(20)被设置用来和数据源进行无线通信。
5.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，每个天线(16)都被安装在相应的窗户中或者相应的窗户的邻近区域中，所述相应的窗户没有被固定地分配给乘客的座位。
6.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述天线(16)被安装在厨房、洗手间和/或紧急出口的窗户处。
7.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，每个天线(16)以可拆卸的但是被固定的方式被安装到窗户上。
8.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，每个天线(16)被安装到距窗户最多10厘米处，从而使得从所述天线(16)向外通过窗户存在直接的视觉接触。
9.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，到达不同的通信中心(22)的通信链路被通过处于所述商用航空器(10)的不同侧上的天线(16)来维持。
10.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，飞行数据，例如关于所述航空器(10)的位置、海拔高度和/或速度的信息，通过所述天线(16)在规定的时段被自动地传输到通信中心(22)。
11.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，安全数据链路经由用于飞行数据的传输的所述路由装置(20)存在于从所述航空器(10)的驾驶舱到所述天线(16)之间，而且没有可能从所述路由装置(20)向所述驾驶舱中传输数据。
12.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述路由装置(20)与位于所述航空器(10)内部的信用卡或银行卡的读卡器以无线方式通信。
13.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，通过所述天线(16)的使用互联网的，并且特别是用于流式音频和/或视频数据的通信被禁止。
14.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述飞行通信中心是人造卫星，例如近地轨道(LEO)卫星，或者在高海拔高度飞行的航空器(高海拔飞行器-HAP)。
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