DE102016005349B4

DE102016005349B4 - Verfahren und System zur Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle in einem Innenraum eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016005349B4
Application number: DE102016005349.6A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2036-05-04
Also published as: DE102016005349A1

Abstract

Verfahren zur Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle in einem Innenraum eines Fahrzeugs, insbesondere in einer Passagierkabine (1) eines Luftfahrzeugs, wobei in einer Kalibriermessung für mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen in dem Innenraum angeordnete Funkempfänger jeweils mindestens ein Kalibrierfeld ermittelt wird, das bei mindestens einer Frequenz (f_i) eine Felddämpfung zwischen einer Mehrzahl von Orten (x, y) innerhalb des Innenraums und dem jeweiligen Funkempfänger darstellt, und die ermittelten mindestens zwei Kalibrierfelder gespeichert werden und wobei beim Betrieb des Fahrzeugs mit den mindestens zwei Funkempfängern eine Amplitude einer Störstrahlung bei der mindestens einen Frequenz (f_i) gemessen wird und aus den mit den mindestens zwei Funkempfängern gemessenen Amplituden der Störstrahlung mittels der gespeicherten Kalibrierfelder ein Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen in dem Innenraum angeordneten Sendern ein der Störstrahlungsquelle nächstgelegener Sender ermittelt wird, der der Störstrahlungsquelle nächstgelegene Sender zur Erzeugung einer Referenz-Störstrahlung angesteuert wird und aus den von den mindestens zwei Empfängern gemessenen Amplituden der Referenz-Störstrahlung auf den Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle geschlossen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle in einem Innenraum eines Fahrzeugs, insbesondere in einer Passagierkabine eines Luftfahrzeugs.
Mobile elektronische Geräte wie etwa Mobiltelefone, Tablet-Computer, Laptop-Computer oder elektronische Spielekonsolen weisen typischerweise Mikroprozessoren, elektrische Schaltregler und andere getaktete elektronische Baugruppen auf, die elektromagnetische Strahlung erzeugen, die beispielsweise über Gehäuse, Kopfhörerkabel, Versorgungskabel etc. emittiert werden kann. Zudem arbeiten viele solcher Geräte mit Funkverbindungen wie etwa Mobilfunk- oder Internetverbindungen, lokalen Funknetzen (Wireless Local Area Network, WLAN) oder Bluetooth. Die von derartigen Geräten abgegebene elektromagnetische Strahlung reicht typischerweise vom niedrigen kHz-Bereich bis in den einstelligen GHz-Bereich.
Mit steigender Verbreitung mobiler elektronischer Geräte besteht zunehmend das Bedürfnis, dass diese auch innerhalb von Fahrzeugen von den darin beförderten Passagieren benutzt werden können, auch während des Betriebs des Fahrzeugs. Viele Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge, weisen jedoch empfindliche elektronische Systeme auf, deren Funktion durch innerhalb des Fahrzeugs erzeugte elektromagnetische Strahlung ungünstig beeinflusst werden kann. Dies gilt insbesondere für Systeme, die auf Funkverbindungen basieren, wie etwa Navigations- und Kommunikationssysteme. Durch den Betrieb mobiler elektronischer Geräte in der Passagierkabine eines Fahrzeugs kann die Funktion solcher Systeme gestört werden, was insbesondere bei Luftfahrzeugen ein Sicherheitsrisiko darstellen kann.
In Fahrzeugen sind häufig weitere elektrische und elektronische Systeme fest installiert, wie etwa WLAN-Router, LED-Beleuchtungen, elektrische Sitzverstellungen, Monitore usw. Auch von solchen Systemen kann elektromagnetische Strahlung ausgehen, die prinzipiell zu Störungen anderer Systeme des Fahrzeugs führen kann. Um derartige Störungen zu verhindern, ist beispielsweise für die Zulassung von in einer Flugzeugkabine installierten elektrischen und elektronischen Systemen der Nachweis erforderlich, dass vorgegebene Grenzwerte für die emittierte elektromagnetische Strahlung eingehalten werden. Dabei ist zu beobachten, dass die Grenzwerte für die elektromagnetische Strahlung von fest installierten Systemen in Flugzeugkabinen immer weiter abgesenkt werden.
Um eine von mobilen elektronischen Geräten ausgehende elektromagnetische Störstrahlung zu reduzieren oder zu vermeiden, werden Passagiere von Luftfahrzeugen in der Regel aufgefordert, elektronische Geräte während kritischer Flugphasen wie Start, Landung und Taxi auszuschalten oder zumindest in den Flugmodus zu schalten. Dennoch kann nicht ausgeschlossen werden, dass ein solches Gerät, beispielsweise wenn es versehentlich nicht aus- oder in den Flugmodus geschaltet ist, elektromagnetische Strahlung emittiert, welche empfindliche elektronische Systeme des Fahrzeugs negativ beeinflusst. Zudem kann auch bei fest installierten Systemen, die über einen Mikroprozessor gesteuert werden, nicht völlig ausgeschlossen werden, dass sich in Abhängigkeit von der verwendeten Software die Abstrahlung in Frequenz und Amplitude verändert und somit unerwünschte elektromagnetische Strahlung erzeugt wird.
Aus US 2010/0073250 A1 ist es bekannt, dass bei einem Bordunterhaltungssystem (In-Flight Entertainment, IFE) eine Mehrzahl von drahtlosen Zugangspunkten (Wireless Access Point, WAP) in Längsrichtung verteilt an der Decke der Passagierkabine eines Flugzeugs über einem von zwei in Längsrichtung verlaufenden Kabinengängen angeordnet sind. Gemäß WO 2015/110485 A1 umfasst eine Kommunikationsvorrichtung für eine Flugzeugkabine eine Antennenanordnung zum Senden und Empfangen von Kommunikationsdaten in einem ersten Frequenzband eines Kommunikationsnetzwerks und zum Empfangen von Lokalisierungsdaten in einem zweiten Frequenzband eines Lokalisierungsnetzwerks, wobei die Lokalisierungsdaten die Lokalisierung der Kommunikationsvorrichtung mittels geografischer Koordinaten des Flugzeugs ermöglichen. In US 2006/0264173 A1 ist ein Telekommunikationssystem offenbart, das eine Schnittstellenvorrichtung an Bord eines Flugzeugs umfasst, die mit einem Funktelefon eines Benutzers innerhalb des Flugzeugs zusammenwirkt, wobei ein Radiofrequenzdetektor vorgesehen sein kann, der unerwünschte Radiofrequenzemissionen oberhalb eines vorbestimmten Niveaus detektiert. Gemäß US 7,496,361 B1 werden Steuerungs- und Programmdaten eines drahtlosen Unterhaltungssystems in einer Luftfahrzeugkabine über ein oder mehrere Antennensysteme, die an optimal gewählten Orten in der Flugzeugkabine angeordnet sind, an persönliche elektronische Geräte (Personal Electronic Device, PED) übertragen. Aus DE 10 2008 042 206 A1 ist ein Verfahren zur Durchführung eines Funktionstests eines Kommunikationssystems in einer Flugzeugkabine eines Flugzeugs bekannt, wobei ein HF-Signal in eine Übertragungsstrecke mit einer in der Flugzeugkabine angeordneten Leckleitungsantenne eingespeist wird, ein Leistungspegel des HF-Signals an einer vorbestimmten Koppelstelle der Übertragungsstrecke gemessen wird und ein von dem gemessenen Leistungspegel abhängiges Ergebnissignal über die Leckleitungsantenne an eine Steuervorrichtung übertragen wird.
Aus der gattungsfremden Druckschrift DE 11 204 002 010 T5 ist ein Verfahren bekannt, wobei festgestellt wird, ob ein Gerät elektromagnetische Störungen in Gegenwart anderer Nutzer emittiert. Wenn dies festgestellt wird, wird festgestellt, ob die aktuelle Position des Geräts mit seiner vorhergehenden Position übereinstimmt. Ist dies der Fall, so werden die elektromagnetischen Störungen von dem Gerät in einem oder mehreren Bereichen eines elektromagnetischen Spektrums, die von anderen Nutzern belegt sind, reduziert und die elektromagnetischen Störungen in einem oder mehreren anderen Bereich im elektromagnetischen Spektrum, die nicht von anderen Nutzern belegt sind, erhöht. Das Gerät kann hierfür seine Position in einem Speicher ablegen. Der Ort eines Gerätes kann durch Erhalten der Ortsinformationen aus einem globalen Positioniersystem oder durch Triangulation festgestellt werden. Aus dem ebenfalls gattungsfremden Patent US 6,664,925 B1 ist es bekannt, einen Ort eines mobilen Computers zu bestimmen, der in drahtloser Verbindung mit einem drahtlosen Zugangspunkt eines Computernetzwerks steht.
Gemäß DE 198 52 715 B4 wird bei einem Verfahren zur Aufdeckung und örtlichen Eingrenzung unerwünschter Funkaussendungen nach einer Lernphase, in der Abbilder abgestrahlter und örtlich bekannter Referenz-Funkaussendungen aufgenommen werden, eine Messphase ausgeführt, in der von einem Funkempfänger ein Umgebungsbereich des Funkempfängers auf Funkaussendungen von unerwünschten Sendeeinrichtungen abgesucht und bei Vorliegen unerwünschter Funkaussendungen ein Abbild der unerwünschten Funkaussendungen aufgenommen wird. Bei Vorliegen unerwünschter Funkaussendungen schließt sich eine Auswertungsphase an, in der die in der Lernphase aufgenommenen Abbilder und das Abbild der aufgenommenen Funkaussendungen miteinander verglichen werden und daraus eine Information über die räumliche Position der Sendeeinrichtung der unerwünschten Funkaussendungen im Umgebungsbereich ermittelt wird.
In DE 10 2011 118 077 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung von Störquellen eines in einem Flugzeug vorgesehenen drahtlosen Kommunikationsnetzwerks offenbart, wobei eine Störleistung einer von einer Störquelle abgegebenen Störstrahlung ermittelt wird und basierend auf der ermittelten Störleistung eine Richtung der Störstrahlung und/oder ein Abstand der Störquelle bestimmt wird.
Die erwähnten bekannten Verfahren und Systeme sind nicht oder nur in unzureichendem Maße zur Lokalisierung einer Quelle elektromagnetischer Strahlung, die elektronische Systeme eines Fahrzeugs stören kann, geeignet. Es wäre aus den oben genannten Gründen jedoch wünschenswert, eine solche Störstrahlungsquelle in einem Innenraum des Fahrzeugs, beispielsweise in einer Passagierkabine eines Luftfahrzeugs, lokalisieren zu können. Ist die Störstrahlungsquelle ausreichend lokalisiert, so können Maßnahmen getroffen werden, um die von dieser ausgehende elektromagnetische Störstrahlung zu reduzieren oder zu vermeiden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein System anzugeben, das eine möglichst genaue Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle in einem Innenraum eines Fahrzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein System gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle in einem Innenraum eines Fahrzeugs. Der Innenraum kann ein im Wesentlichen abgeschlossener Raum sein, der beispielsweise von einer metallischen Hülle umgeben sein kann. Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Flugzeug, und der Innenraum ist vorzugsweise eine Passagierkabine eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines Flugzeugs. Als Störstrahlung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unerwünschte elektromagnetische Strahlung bezeichnet, insbesondere hochfrequente elektromagnetische Strahlung (HF-Strahlung, Radiostrahlung) beispielsweise im Kilohertz-, Megahertz- und/oder Gigahertzbereich, die beim Betrieb elektrischer oder elektronischer Geräte im Innenraum des Fahrzeugs emittiert wird. Solche unerwünschte elektromagnetische Strahlung ist für den Betrieb des Fahrzeugs nicht notwendig und kann, insbesondere in Abhängigkeit von der Frequenz und der Amplitude der im Innenraum freigesetzten Störstrahlung, potenziell die Funktion elektronischer Systeme des Fahrzeugs beeinträchtigen. Mögliche Störstrahlungsquellen können beispielsweise mobile elektrische oder elektronische Geräte sein, die von Passagieren in den Innenraum hineingebracht und dort betrieben werden. Es können aber auch fest installierte elektrische oder elektronische Geräte des Fahrzeugs solche Störstrahlungsquellen darstellen, wenn sie beim Betrieb unerwünschte elektromagnetische Strahlung abgeben.
Erfindungsgemäß sind an mindestens zwei unterschiedlichen Positionen in dem Innenraum des Fahrzeugs Funkempfänger angeordnet, die jeweils in einem für mögliche Störungen elektronischer Systeme des Fahrzeugs relevanten Frequenzbereich empfindlich sind, insbesondere im Kilohertz- bis Gigahertzbereich, vorzugsweise im Bereich von ca. 100 MHz bis ca. 200 MHz, beispielsweise bei ca. 100 MHz. Vorzugsweise sind mehr als zwei Funkempfänger vorgesehen, die in Abständen von beispielsweise wenigen Metern innerhalb des Innenraums verteilt sind. Die Funkempfänger werden im Folgenden auch kurz als Empfänger bezeichnet.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einer Kalibriermessung für die mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen im Innenraum des Fahrzeugs angeordneten Empfänger jeweils mindestens ein Kalibrierfeld ermittelt. Das Kalibrierfeld gibt bei mindestens einer Frequenz eine Felddämpfung zwischen einer Mehrzahl von Orten innerhalb des Innenraums und dem jeweiligen Empfänger an. Vorzugsweise stellt das Kalibrierfeld die Felddämpfung zwischen allen Orten innerhalb des Innenraums, an denen eine Störquelle vorhanden sein kann, und dem Empfänger dar. Dabei kann das Kalibrierfeld in einem Raster, das von der jeweiligen Frequenz bzw. der entsprechenden Wellenlänge abhängen kann, aufgenommen werden, beispielsweise mit einem Abstand zwischen benachbarten Orten, der etwa einer halben bis einer ganzen Wellenlänge entspricht. Je nach Größe und Form des Innenraums sowie je nachdem, ob mögliche Störquellen in einer, in zwei oder in drei räumlichen Dimensionen lokalisiert werden sollen, ist das Kalibrierfeld somit für die jeweilige Frequenz ein ein-, zwei- oder dreidimensionales Feld. Unter Einbezug der Frequenz kann das Kalibrierfeld somit als zwei-, drei- bzw. vierdimensionales Feld betrachtet werden. Mindestens ein derartiges Kalibrierfeld wird für jeden der mindestens zwei Empfänger aufgenommen. Die Kalibrierfelder werden gespeichert, beispielsweise in einem Speicher einer Steuerungseinrichtung, wo sie für die weitere Verwendung zur Auswertung von Messergebnissen zur Verfügung stehen.
In weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensschritten, die während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt werden, wird mit den mindestens zwei Empfängern jeweils eine Amplitude einer Störstrahlung bei der mindestens einen Frequenz gemessen und, sofern eine Störstrahlung detektiert wird, aus den gemessenen Amplituden der Störstrahlung mittels der gespeicherten Kalibrierfelder ein Ort der Quelle der Störstrahlung im Innenraum des Fahrzeugs ermittelt. Die gespeicherten Kalibrierfelder werden dabei dazu benutzt, aus den von den mindestens zwei Empfängern gemessenen Amplituden der Störstrahlung auf den Ort der Störstrahlungsquelle zu schließen. Der Ort der Störstrahlungsquelle kann dabei in einer, zwei oder drei räumlichen Dimensionen ermittelt werden. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass aus den gemessenen Amplituden der Störstrahlung mittels der gespeicherten Kalibrierfelder eine Amplitude der Störstrahlung am Ort der Störstrahlungsquelle ermittelt wird. Diese im Betrieb des Fahrzeugs durchgeführten Verfahrensschritte werden vorzugsweise wiederholt durchgeführt, besonders bevorzugt in einem kurzen Zeittakt, um jederzeit eine Störstrahlungsquelle detektieren und lokalisieren zu können.
Die Kalibriermessung kann gelegentlich wiederholt werden, um mögliche Veränderungen der Felddämpfung zu erfassen. Vorzugsweise wird die Kalibriermessung vor oder bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs durchgeführt. Sofern die Kalibriermessung mit niedrigen Pegeln durchgeführt wird, die die Funktion der elektronischen Systeme des Fahrzeugs nicht beeinträchtigen können, kann es vorgesehen sein, dass die Kalibriermessung auch oder nur während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt wird. Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte, bei denen die Amplitude der Störstrahlung gemessen und der Ort der Störstrahlungsquelle ermittelt wird, wiederholt aufgrund der bei einer zuvor vorgenommenen Kalibriermessung durchgeführt. Es kann auch vorgesehen sein, dass Kalibriermessungen zur Ermittlung der Kalibrierfelder beim Betrieb des Fahrzeugs wiederholt durchgeführt werden; der Ort der Störstrahlungsquelle kann dann beispielsweise aufgrund der jeweils aktuellsten aufgenommenen Kalibrierfelder ermittelt werden.
Dadurch, dass bei einer Kalibriermessung für die mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen im Fahrzeuginnenraum angeordneten Empfänger jeweils mindestens ein Kalibrierfeld ermittelt wird und dass im Betrieb des Fahrzeugs mit den mindestens zwei Empfängern jeweils eine Amplitude einer Störstrahlung erfasst und aus den erfassten Amplituden mittels der Kalibrierfelder ein Ort der Quelle der Störstrahlung ermittelt wird, wird eine zumindest ungefähre Lokalisierung der Störstrahlungsquelle im Innenraum des Fahrzeugs ermöglicht. Die von den Empfängern gemessenen Amplituden der Störstrahlung sowie ggf. die ermittelte Amplitude am Ort der Störstrahlungsquelle können zum Vergleich mit vorgegebenen Grenzwerten der zulässigen Störstrahlungsemission herangezogen werden, um die Einhaltung der Grenzwerte zu überwachen. Sofern eine Störstrahlung detektiert wird, ermöglicht es die Lokalisierung der Störstrahlungsquelle, gezielte Maßnahmen zur Reduzierung oder Vermeidung der emittierten Störstrahlung zu treffen.
Vorzugsweise wird die Amplitude der Störstrahlung bei einer Mehrzahl von Frequenzen gemessen und zumindest dann, wenn die Störstrahlung bei einer Frequenz einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, aus den gemessenen Amplituden der Störstrahlung mittels der für die betreffende Frequenz geltenden Kalibrierfelder der Ort der Störstrahlungsquelle ermittelt. Vorzugsweise sind die Empfänger schmalbandig empfindlich und in einem breiten Frequenzbereich abstimmbar oder durchstimmbar, der häufig auftretende oder besonders kritische Störstrahlungsquellen erfasst, beispielsweise von etwa 10 MHz bis etwa 10 GHz, vorzugsweise im Bereich von ca. 100 MHz bis ca. 200 MHz, besonders bevorzugt bei ca. 100 MHz. Insbesondere werden die Amplituden der Störstrahlung wiederholt bei einer Mehrzahl von Frequenzen in den genannten Bereichen erfasst und zur Lokalisierung der Störstrahlungsquelle verwendet. Hierdurch ist eine besonders rasche und vollständige Detektion und Lokalisierung von Störstrahlungsquellen möglich, insbesondere von kritischen Störstrahlungsquellen, die in für die Navigation eines Luftfahrzeugs wichtigen Frequenzbereichen Störstrahlung emittieren.
Die Kalibriermessung kann in vorteilhafter Weise mit einer beweglichen Kalibrierstrahlungsquelle durchgeführt werden, die nacheinander an der Mehrzahl von Orten innerhalb des Innenraums angeordnet wird und jeweils zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung bei der jeweiligen Frequenz mit einer vorbestimmten Amplitude betrieben wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Kalibriermessung mit mindestens zwei fest im Innenraum des Fahrzeugs angeordneten Kalibrierstrahlungsquellen durchgeführt werden. Hierdurch kann auf einfache und sichere Weise das jeweilige Kalibrierfeld ermittelt werden. Insbesondere ist bzw. sind die Kalibrierstrahlungsquellen relativ zu den Empfängern kalibriert. In besonders bevorzugter Weise sind die Kalibrierstrahlungsquellen absolut kalibriert, so dass ein absoluter Pegel bzw. eine Amplitude der Störstrahlung in absoluten Einheiten ermittelt werden kann, beispielsweise in V/m oder in dBµV/m.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Kalibriermessung in einem Anfangsbetriebszustand des Fahrzeugs durchgeführt. Der Anfangsbetriebszustand kann insbesondere ein Betriebszustand bei einer Inbetriebnahme des Fahrzeugs sein, beispielsweise bei einer erstmaligen Inbetriebnahme, oder auch ein Betriebszustand vor einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs. Insbesondere kann der Anfangsbetriebszustand ein Betriebszustand des Fahrzeugs sein, bevor Passagiere den Innenraum betreten. Hierdurch wird es ermöglicht, die Kalibrierfelder noch ohne Beeinflussung durch mögliche Störquellen zu erfassen, und somit bei den nachfolgenden Verfahrensschritten, die beim Betrieb des Fahrzeugs durchgeführt werden, insbesondere wenn sich Passagiere im Innenraum befinden, eine besonders sichere Detektion und genaue Lokalisierung von Störstrahlungsquellen ermöglicht.
Erfindungsgemäß sind im Innenraum des Fahrzeugs an mindestens zwei unterschiedlichen Positionen Funksender angeordnet, die jeweils etwa im gleichen Frequenzbereich wie die Funkempfänger zum Senden elektromagnetischer Strahlung betrieben werden können. Vorzugsweise sind mehr als zwei Funksender vorgesehen, die in Abständen von beispielsweise wenigen Metern innerhalb des Innenraums verteilt sind. Die Funksender können den Funkempfängern zugeordnet sein und jeweils nahezu an einer gleichen Position angeordnet sein, insbesondere kann jeweils ein Funksender mit einem Funkempfänger als Transceiver ausgebildet sein. Die Funksender werden im Folgenden auch kurz als Sender bezeichnet.
Insbesondere in dem Fall, dass bei mindestens einer Frequenz eine Störstrahlung detektiert wird, deren Amplitude einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet, wird gemäß der Erfindung ein der Störstrahlungsquelle nächstgelegener Sender zur Erzeugung einer Referenz-Störstrahlung angesteuert, und es wird aus den von den mindestens zwei Empfängern empfangenen Amplituden der Referenz-Störstrahlung auf die Position der Störstrahlungsquelle geschlossen. Zusätzlich kann hierdurch ebenfalls die Amplitude der Störstrahlung ermittelt werden. Der Schwellwert, bei dessen Überschreitung durch das von einem Empfänger gemessene Signal der der Störstrahlungsquelle nächstgelegene Sender zur Erzeugung der Referenz-Störstrahlung angesteuert wird, ist vorzugsweise derart gewählt, dass, solange der Schwellwert nicht überschritten wird, ein geltender Grenzwert für die maximal zulässige Störstrahlung sicher unterschritten wird. Der der Störstrahlungsquelle nächstgelegene Sender ist vorzugsweise ein Sender, der demjenigen Empfänger zugeordnet ist, der im Vergleich mit dem mindestens einen weiteren Empfänger die größte Amplitude der Störstrahlung detektiert. Es werden somit bei einer gegebenen Frequenz die empfangenen Störstrahlungssignale der mindestens zwei Empfänger miteinander verglichen und derjenige Empfänger ermittelt, der das stärkste Signal der Störstrahlung empfängt, und sodann ein diesem Empfänger zugeordneter oder unmittelbar benachbarter Sender zur Erzeugung der Referenz-Störstrahlung betrieben. Die Referenz-Störstrahlung wird bei derselben Frequenz, bei der die Störstrahlung detektiert worden ist, oder bei einer dieser nahe benachbarten Frequenz erzeugt. Der Frequenzabstand ist dabei insbesondere derart gewählt, dass eine sichere Unterscheidung der Signale der Störstrahlung und der Referenz-Störstrahlung möglich ist, jedoch das Kalibrierfeld bei beiden Frequenzen im Wesentlichen gleich ist. Vorzugsweise weist die Referenz-Störstrahlung eine ähnliche Amplitude wie die detektierte Störstrahlung auf, insbesondere wird die Amplitude der Referenz-Störstrahlung derart eingestellt, dass die von den mindestens zwei Empfängern empfangenen Signale der Referenz-Störstrahlung und der Störstrahlung im Wesentlichen übereinstimmen. Hierdurch ist eine besonders genaue Ermittlung des Orts der Störstrahlungsquelle im Innenraum und der Amplitude der von der Störstrahlungsquelle emittierten Störstrahlung möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass dann, wenn eine Störstrahlungsquelle detektiert und lokalisiert worden ist, ein von einem am Ort oder nahe dem Ort der Störstrahlungsquelle befindlichen Passagier wahrnehmbares Signal erzeugt wird. Das Signal kann beispielsweise ein akustisches oder ein optisches Signal sein. Insbesondere kann eine am Ort der Störstrahlungsquelle befindliche Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Information der Art, dass ein dort befindliches elektrisches oder elektronisches Gerät eine unerwünschte oder unzulässige Störstrahlung emittiert, angesteuert werden. Die Erzeugung des von dem Passagier wahrnehmbaren Signals kann je nach Amplitude und/oder Frequenz der Störstrahlung sowie je nach dem aktuellen Betriebszustand oder der aktuellen Situation des Fahrzeugs abgestuft sein. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass im Stillstand des Fahrzeugs kein derartiges Signal erzeugt oder lediglich eine Information angezeigt wird, während bei gleicher Amplitude der Störstrahlung im Fahr- oder Flugbetrieb des Fahrzeugs ein Warnsignal, das den Passagier zum Ausschalten der Störstrahlungsquelle auffordert, erzeugt wird. Hierdurch wird es erleichtert, Maßnahmen zur Reduzierung oder Elimination einer Störstrahlung, insbesondere in kritischen Betriebssituationen des Fahrzeugs, zu treffen.
Vorzugsweise wird die Art der Störstrahlungsquelle durch Vergleich der von den mindestens zwei Empfängern erfassten Signale mit gespeicherten Referenzsignalen ermittelt, die charakteristisch für unterschiedliche mögliche Störstrahlungsquellen sind. Die Referenzsignale können beispielsweise in einer Datenbank der Steuerungseinrichtung gespeichert sein. So kann beispielsweise aus den aufgenommenen Amplituden, den Frequenzen und dem Zeitverlauf der gemessenen Signale der Störstrahlung durch Vergleich mit entsprechenden Referenzdaten, die in der Datenbank gespeichert sind, in der Regel darauf geschlossen werden, ob es sich um Störstrahlung von einem Sitzantrieb, von einem fest installierten Unterhaltungssystem, von einem Tablet- oder Laptop-Computer oder von einem Mobiltelefon handelt. Hierdurch kann die Art der Störstrahlungsquelle ermittelt werden und zusammen mit der Lokalisierung die Störstrahlungsquelle diese eindeutig identifiziert werden. Dies erleichtert es weiter, gezielte Maßnahmen zur Reduzierung oder Vermeidung der Störstrahlung zu treffen.
In weiter vorteilhafter Weise kann es vorgesehen sein, dass die Art der Störstrahlungsquelle ermittelt wird und in dem Fall, dass die Störstrahlungsquelle ein mobiles elektronisches Gerät eines Passagiers ist, das selbst über eine Anzeigeeinrichtung wie etwa einen Bildschirm verfügt, das Gerät zum Anzeigen einer Information oder eines Warnsignals angesteuert wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gerät derart angesteuert wird, dass die Störstrahlungsleistung automatisch reduziert wird oder dass die Störstrahlungsquelle automatisch abgeschaltet wird. Hierfür kann beispielsweise eine am ermittelten Ort der Störstrahlungsquelle befindliche Stromversorgung für mobile elektrische oder elektronische Geräte abgeschaltet werden. Auf diese Weise kann mit erhöhter Sicherheit eine mögliche Beeinflussung elektronischer Systeme des Fahrzeugs durch die Störstrahlungsquelle vermieden werden.
Vorzugsweise werden die ermittelten Daten der detektierten Störstrahlungsquelle an ein übergeordnetes System des Fahrzeugs übermittelt. Insbesondere können der ermittelte Ort, die Amplitude und die Frequenz bzw. ein Frequenzbereich der von der Störstrahlungsquelle emittierten Störstrahlung und/oder die ermittelte Art der Störstrahlungsquelle an das übergeordnete System übertragen werden. Das übergeordnete System kann beispielsweise eine Anzeige der Daten für Betriebspersonal des Fahrzeugs veranlassen und/oder automatisch Maßnahmen zur Vermeidung kritischer Situationen treffen, beispielsweise potentiell risikobehaftete Betriebszustände des Fahrzeugs verhindern, wie etwa den Taxibetrieb oder den Start eines Flugzeugs, solange die Störstrahlungsquelle mit einer einen Grenzwert überschreitenden Amplitude detektiert wird. Hierdurch ist eine erhöhte Sicherheit gegen eine Störung elektronischer Systeme des Fahrzeugs in kritischen Situationen erreichbar.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass auf einer Anzeigeeinrichtung eine Darstellung des Innenraums des Fahrzeugs dargestellt wird und darin der ermittelte Ort der Störstrahlungsquelle angezeigt wird. Die Darstellung des Innenraums kann beispielsweise ein Sitzplan eines Flugzeugs oder auch eine zuvor aufgenommene Aufnahme des Innenraums sein. In besonders bevorzugter Weise ist es vorgesehen, dass mit einer oder mehreren Kameras mindestens ein optisches Bild des Innenraums des Fahrzeugs aufgenommen wird und dass das aufgenommene aktuelle Bild auf der Anzeigeeinrichtung derart dargestellt wird, dass in dem Bild der ermittelte Ort der Störstrahlungsquelle markiert ist. Hierdurch wird es weiter erleichtert, die Störstrahlungsquelle zu identifizieren und Maßnahmen zur Reduzierung der Störstrahlung zu treffen. So kann etwa auf besonders einfache Weise ein Passagier erkannt werden, der versäumt hat, sein Mobiltelefon aus- oder in den Flugmodus zu schalten. Das Bild mit markierter Störstrahlungsquelle kann für den Passagier angezeigt werden, um diesen auf sein Versäumnis hinzuweisen, und/oder für Betriebspersonal des Fahrzeugs angezeigt werden, so dass das Betriebspersonal entsprechende Maßnahmen ergreifen kann.
Ein erfindungsgemäßes System zur Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle in einem Innenraum eines Fahrzeugs, insbesondere in einer Passagierkabine eines Luftfahrzeugs, umfasst mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen in dem Innenraum angeordnete Funkempfänger, die jeweils in einem für mögliche Störungen elektronischer Systeme des Fahrzeugs relevanten Frequenzbereich empfindlich sind, insbesondere im Kilohertz- bis Gigahertzbereich, vorzugsweise im Bereich von ca. 100 MHz bis ca. 200 MHz, bevorzugt bei etwa 100 MHz. Weiter umfasst das erfindungsgemäße System eine Steuerungseinrichtung, die mit den Empfängern zur Ansteuerung der Empfänger und zur Übertragung von Messdaten der Empfänger zur Steuerungseinrichtung verbunden ist. Die Steuerungseinrichtung kann drahtgebunden mit den Empfängern verbunden sein, etwa über Datenleitungen oder über eine Stromversorgung der Empfänger, oder auch drahtlos, beispielsweise über WLAN oder Bluetooth. Erfindungsgemäß ist die Steuerungseinrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zur Lokalisierung der Störstrahlungsquelle ausgebildet. Hierfür umfasst die Steuerungseinrichtung Speichermittel zur Speicherung der aufgenommenen Kalibrierfelder sowie Prozessormittel zur Ermittlung der Kalibrierfelder bei der Kalibriermessung und zur Ermittlung des Orts der Störstrahlungsquelle aufgrund der von den Empfängern gemessenen Amplituden der Störstrahlung und der gespeicherten Kalibrierfelder. Die Steuerungseinrichtung kann Teil einer Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs sein.
Das System kann weitere Komponenten umfassen, etwa eine oder mehrere Kameras zur Aufnahme eines Bildes des Innenraums und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Bildes, wobei die Störstrahlungsquelle lagerichtig eingetragen sein kann; das System wird dadurch zu einem abbildenden System, das eine besonders einfache Identifikation einer Störstrahlungsquelle ermöglicht. Ferner kann das System mit einem übergeordneten System des Fahrzeugs verbunden sein.
Vorzugsweise sind die mindestens zwei Empfänger schmalbandig empfindlich und auf eine Mehrzahl von diskreten Frequenzen abstimmbar oder in einem Frequenzbereich durchstimmbar. Weiter vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der Empfänger eingerichtet derart, dass zumindest bei der Messung der Amplituden der Störstrahlung im Betrieb des Fahrzeugs die Empfänger zur Erfassung der Amplituden bei einer Mehrzahl von Frequenzen ab- bzw. durchgestimmt werden. Die Empfänger können auch bei der Kalibriermessung entsprechend ab- bzw. durchgestimmt werden, um die Kalibrierfelder bei den jeweiligen Frequenzen aufzunehmen. Hierdurch ist auf einfache Weise eine besonders sichere Überwachung des Innenraums des Fahrzeugs auf eventuelle Störquellen möglich.
Vorzugsweise ist bei dem mindestens einen Empfänger und/oder mindestens einer Antenne und/oder mindestens einem Reflektor des mindestens einen Empfängers eine Empfangsrichtung veränderbar. Hierfür kann der Empfänger bzw. die Antenne und/oder der Reflektor des Empfängers beispielsweise schwenkbar ausgebildet sein, insbesondere motorisch oder elektronisch schwenkbar. Besonders bevorzugt können alle Empfänger bzw. deren jeweiliger Reflektor und/oder deren jeweilige Antenne in ihrer Empfangsrichtung veränderbar bzw. schwenkbar sein. Bei der Kalibriermessung kann die Felddämpfung jeweils in einer Mehrzahl von Empfangsrichtungen bzw. Schwenkstellungen des mindestens einen Empfängers bzw. der Antenne und/oder des Reflektors ermittelt werden. Hierdurch ist eine genauere Ermittlung des Kalibrierfelds möglich. Bei den nachfolgenden Messungen beim Betrieb des Fahrzeugs können dann die jeweiligen Amplituden der Störstrahlung ebenfalls bei einer Mehrzahl von Empfangsrichtungen bzw. Schwenkstellungen ermittelt werden, oder es kann bei der Kalibriermessung für die mindestens eine Frequenz jeweils eine optimale Empfangsrichtung bzw. Schwenkstellung ermittelt werden, die bei den beim Betrieb des Fahrzeugs durchgeführten Messungen gewählt wird. Hierdurch wird eine weiter verbesserte Genauigkeit der Lokalisierung der Störstrahlungsquelle ermöglicht.
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind die mindestens zwei Empfänger an einer Decke des Innenraums bzw. der Passagierkabine angeordnet, beispielsweise in den Ecken des Innenraums unter der Kabinendecke, unter den Passagiersitzen, an Versorgungspunkten für die Versorgung mobiler elektronischer Geräte mit elektrischer Energie wie etwa USB-Steckdosen, 115 VAC- bzw. 220 VAC-Steckdosen oder Wireless-Power-Anschlüssen, in Tischen, in Ablagen, insbesondere Gepäckablagen, in fest installierten elektrischen oder elektronischen Geräten wie beispielsweise in Deckenbeleuchtungen, WLAN-Routern, Leselampen, Bedienelementen, Monitoren, Videokameras und/oder in Lüftungsöffnungen des Innenraums des Fahrzeugs. Die genannten möglichen Anbringungspunkte, in denen die Empfänger fest montiert sein können, sind in der Regel sowohl mechanisch und hinsichtlich der Leitungsverlegung für eine feste Anbringung der Empfänger geeignet, als auch geometrisch günstig zur Lokalisierung von Störstrahlungsquellen an unterschiedlichen Orten innerhalb des Innenraums. Vorzugsweise sind mehr als zwei Funkempfänger vorgesehen, die in Abständen von beispielsweise wenigen Metern näherungsweise gleichmäßig in einer oder mehreren horizontalen Ebenen innerhalb des Innenraums verteilt sind. Es kann auch beispielsweise vorgesehen sein, dass an jedem oder nahezu jedem Sitz innerhalb des Innenraums ein Empfänger angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die mindestens zwei Empfänger jeweils als Transceiver ausgebildet. Vorzugsweise weist jeder Transceiver einen Mikrocontroller auf, der mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist. Jeder Transceiver umfasst mindestens eine Antenne, die zur Verbesserung des Signal-Rauschabstandes über einen oder mehrere, umschaltbare bzw. durchstimmbare Vorverstärker und/oder einen Filter betrieben werden kann. Die Transceiver können auch jeweils mehrere Antennen für unterschiedliche Frequenzbereiche aufweisen. Die Transceiver sind vorzugsweise jeweils zusammen mit der zugeordneten Antenne kalibriert, wobei die Kalibrierdaten in einem Speicher des Mikrocontrollers abgelegt sind und zur Korrektur der gemessenen Amplituden verwendet werden können. Das jeweils einem Transceiver zugeordnete Kalibrierfeld kann in einem Speicher der Steuerungseinrichtung oder, um die Datenleitungen zu entlasten, in einem Speicher des Transceivers bzw. des Mikrocontrollers gespeichert sein. In vorteilhafter Weise können die Sender der mindestens zwei Transceiver bei der Kalibriermessung als Kalibrierstrahlungsquellen verwendet werden. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die gleiche Antenne jeweils zum Senden und zum Empfangen verwendet wird. Die zum Senden und Empfangen verwendete Antenne bzw. die mehreren Antennen für unterschiedliche Frequenzbereiche kann bzw. können schwenkbar ausgebildet sein, insbesondere elektronisch schwenkbar, etwa als Diversitätsantenne, Phased-Array-Antenne, LCD-Antenne oder MEMS-Antenne, oder mechanisch über Aktuatoren schwenkbar. Zur Erreichung einer Richtungsabhängigkeit kann eine Antenne aus mehreren Antennenelementen bestehen, die in unterschiedliche Richtungen im Raum zeigen; dabei werden die Antennenelemente vom Transceiver einzeln oder als Ganzes benutzt. Der Transceiver kann als Überlagerungsempfänger oder Geradeausempfänger ausgeführt sein. In vorteilhafter Weise ist der Transceiver als Software Defined Radio (SDR) ausgebildet, wodurch es ermöglicht werden kann, Messungen gleichzeitig in einem ganzen Frequenzbereich durchzuführen. Transceiver der genannten Art sind an sich bekannt und kostengünstig verfügbar. Ferner kann mindestens eine Kamera zum Aufnehmen eines optischen Bilds des Innenraums zusammen mit einem Transceiver in eine Baueinheit integriert sein. Ein oder mehrere Transceiver können zugleich weitere Funktionen haben, etwa als Sende- und Empfangseinheit bei WLAN-Routern.
In besonders vorteilhafter Weise können die mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen in dem Innenraum angeordneten Funkempfänger Teil eines Kommunikationssystems des Luftfahrzeugs sein. Sofern die Empfänger jeweils als Transceiver ausgebildet sind, können diese dem Kommunikationssystem des Luftfahrzeugs zugehören. Das Kommunikationssystem kann beispielsweise zur Kommunikation mittels WLAN, Bluetooth, DECT, GSM oder in ähnlicher Weise dienen und die Funkempfänger bzw. die Transceiver entsprechend als WLAN-, Bluetooth-, DECT- und/oder GSM-fähiger Empfänger bzw. Sender und Empfänger ausgebildet und zur Datenübertragung innerhalb des Kommunikationssystems verbunden sein. Die Steuerungseinrichtung kann zugleich als Steuerungseinrichtung des Kommunikationssystems ausgebildet sein. Das Kommunikationssystem bzw. die Steuerungseinrichtung kann mit einem übergeordneten System des Luftfahrzeugs verbunden sein. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße System, das zur Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle im Innenraum des Fahrzeugs dient, auch zur Bereitstellung entsprechender Kommunikationsdienste verwendet werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:

1 eine beispielhafte Anordnung einer Mehrzahl von Transceivern eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein Blockschaltbild eines Transceivers;
3 in symbolischer Darstellung eine Ankopplung mehrerer Transceiver an einen Datenbus;
4 beispielhaft zwei Kalibrierfelder;
5 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß 1 sind in einer Passagierkabine 1 eines Flugzeugs 2 eine Mehrzahl von Transceivern 3 angeordnet. Die Transceiver 3 sind, wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, in den Ecken, an den Seiten und im Mittelgang der Passagierkabine 1 angeordnet. Die Transceiver 3 können jeweils an der Decke der Passagierkabine 1 oder in den Gepäckablagen fest montiert sein. Wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, sind die Transceiver 3 in Längsrichtung des Flugzeugs 2 etwa mit einem Abstand von vier bis fünf Sitzreihen angeordnet, was bei einer Frequenz von 100 MHz einem Abstand von etwa ein bis zwei Wellenlängen entspricht. Dies ist für eine Lokalisierung, durch die eine Störstrahlungsquelle einer Sitzreihe zugeordnet werden kann, in der Regel ausreichend. Ferner sind die Transceiver 3 auch in Querrichtung des Flugzeugs 2 verteilt, um eine Zuordnung einer Störstrahlungsquelle zu zwei nebeneinander liegenden Sitzen oder sogar zu einem einzelnen Sitz zu ermöglichen. Die Transceiver 3 sind jeweils im Wesentlichen gleich aufgebaut und über einen Datenbus mit einer in 1 nicht dargestellten Steuerungseinrichtung verbunden, wie nachfolgend mit Bezug auf die 2 und 3 erläutert wird.
In 2 ist ein Blockschaltbild eines Transceivers 3 dargestellt. Der Transceiver 3 umfasst eine Antenne 4, die durchstimmbar ist und von dem Steuerungsblock 5, der auch einen Verstärker umfasst, angesteuert wird. Die Antenne 4 kann beispielsweise eine einfache Leitung, eine einfacher Dipol oder auch eine komplexe Struktur sein, etwa eine fraktale Struktur. Zur Überstreichung größerer Frequenzbereiche können verschiedenen Antennen zusammengeschaltet sein. Die Antenne 4 kann schwenkbar sein. Der Steuerungsblock 5 ist mit weiteren einstellbaren Verstärker- und Filterelementen 6 verbunden, die über einen Analog-Digital-Konverter 7 und einen Digital-Analog-Konverter 8 bidirektional mit einem Abtastsystem 9 kommunizieren, das auch die Kanalauswahl bewirkt. Dieses kommuniziert mit einem Mikroprozessor 10, innerhalb dessen in 2 die implementierte Software und Algorithmen symbolisch mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet sind. Über einen Umsetzer 12, der zur Anpassung an den Datenbus 13 dient, steht der Transceiver 3 mit einer Steuerungseinrichtung in Verbindung. In 2 ist ferner symbolisch die elektrische Verbindung 14 zwischen den einzelnen Komponenten des Transceivers 3 angedeutet.
Wie in 3 gezeigt, sind die Transceiver 3, die innerhalb der Passagierkabine 1 angeordnet sind (s. 1), über den Datenbus 13 mit der Steuerungseinrichtung 15 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 15 steuert die Transceiver 3 über den Datenbus 13 zum Senden und Empfangen, beispielsweise zur Vorgabe von Sende- und Empfangsfrequenz, Bandbreite, Integrationszeit und ggf. Schwenkwinkel, und empfängt von den Transceivern 3 über den Datenbus 13 die Messdaten der Transceiver 3, die bereits mit der Kalibrierung des jeweiligen Transceivers 3, die in einem Speicher des Mikroprozessors 10 gespeichert ist, korrigiert sind.
In 4 ist beispielhaft für zwei Frequenzen f₁ und f₂ jeweils ein Kalibrierfeld in zwei räumlichen Dimensionen x, y dargestellt. Je nach Form und Größe des Raums kann für das Kalibrierfeld, ebenso wie für den ermittelten Ort der Störstrahlungsquelle, die Angabe einer Dimension ausreichen, oder es können zwei oder drei räumliche Dimensionen vorgesehen sein. Das Kalibrierfeld gibt die Felddämpfung D von einem Ort (x, y) zu einem Empfänger an. Aus den mit einer Mehrzahl von Empfängern gemessenen Amplituden einer Störstrahlungsquelle kann somit mit Hilfe der Kalibrierfelder der Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle ermittelt werden.
Wie in 5 in vereinfachter Form dargestellt ist, werden gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Anfangsbetriebszustand des Fahrzeugs Kalibrierfelder aufgenommen. Der Anfangsbetriebszustand ist beispielsweise ein Betriebszustand eines Flugzeugs, in dem das Flugzeug zum Einsteigen der Passagiere bereit ist und in dem die fest installierten elektrischen und elektronischen Systeme der Passagierkabine in Betrieb bzw. betriebsbereit sind. Zur Aufnahme der Kalibrierfelder werden für einen ersten Transceiver bei einer gegebenen Frequenz f₁ nacheinander die Sender der übrigen Transceiver in der Passagierkabine genutzt. Es wird somit jeweils ein Transceiver als Empfänger und einer als Sender betrieben. Da die Transceiver jeweils für sich kalibriert sind und somit insbesondere die Feldstärke des Senders sowie die Empfangseigenschaften des Empfängers kalibriert sind, kann hieraus die Felddämpfung D zwischen dem Ort (x, y) des jeweiligen Senders bzw. Transceivers und dem Ort des ersten Transceivers ermittelt werden. Die derart aufgenommenen Felddämpfungen D bilden das Kalibrierfeld für den ersten Transceiver bei der Frequenz f₁ (s. 4). Ein solches Kalibrierfeld wird für jeden der Transceiver 3 in der Passagierkabine 1 (s. 1) sowie bei einer Mehrzahl von Frequenzen f₁, f₂ aufgenommen und im Speicher der Steuerungseinrichtung 15 (s. 3) gespeichert. Die Frequenzen f₁, f₂ sind dabei so gewählt, dass sie einen vorbestimmten Frequenzbereich abdecken, der für den Betrieb der elektronischen Systeme des Flugzeugs relevant ist bzw. innerhalb dessen emittierte Störstrahlung die elektronischen Systeme prinzipiell stören könnte.
Haben nun die Passgiere die Passagierkabine betreten und beginnt der Normalbetrieb des Flugzeugs, womit hier der Taxi- und Flugbetrieb bezeichnet wird, so wird eine Störstrahlungsmessung bei einer ersten Frequenz f_i durchgeführt, und die von den Empfängern der Transceiver 3 gemessenen Störstrahlungsamplituden werden an die Steuerungseinrichtung 15 übermittelt. Die Störstrahlungsmessung wird bei mehreren Frequenzen f_i in dem vorbestimmten Frequenzbereich durchgeführt und solange in einem Zeittakt Δt wiederholt, bis der Normalbetrieb beendet ist und das Flugzeug beispielsweise wieder den Anfangsbetriebszustand erreicht hat.
Wird bei einer Frequenz f_s von mindestens einem der Empfänger eine Amplitude der Störstrahlung gemessen, die einen vorgegebenen Schwellwert S überschreitet, so wird die Störstrahlungsquelle lokalisiert. Hierfür wird derjenige Transceiver, dessen Empfänger die größte Amplitude der Störstrahlung detektiert hat, als Sender konfiguriert. Dieser Sender erzeugt eine zusätzliche Referenz-Störstrahlung, deren Frequenz nahe der Frequenz f_s des Störers abgestimmt wird. Die Amplitude der Referenz-Störstrahlung wird derart eingestellt, dass diese bei allen Transceivern, die als Empfänger betrieben werden, etwa der jeweiligen Amplitude der Störstrahlung entspricht. Die auf diese Weise von den Transceivern aufgenommenen gemessenen Amplituden der Referenz-Störstrahlung werden mit den gespeicherten Kalibrierfeldern verglichen. Dabei kann beispielsweise für jeden möglichen Ort (x, y) innerhalb der Passagierkabine eine Optimierungsgröße berechnet werden, die von den Abweichungen zwischen den Verhältnissen der Felddämpfungen und den Verhältnissen der gemessenen Amplituden der Transceiver 3 abhängt, und derjenige Ort (x_s, y_s) als Ort der Störstrahlungsquelle angenommen werden, bei denen die Optimierungsgröße minimal ist. Zur Berücksichtigung von Zwischenpositionen zwischen denen der Transceiver 3 in der Passagierkabine 1 sowie von Frequenzen, die zwischen den bei der Kalibriermessung gewählten Frequenzen liegen, kann eine Interpolation durchgeführt werden. Ist der Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle ermittelt worden, so wird eine entsprechende Information an das Kabinenpersonal ausgegeben. Hierfür wird auf einem Bildschirm eine Darstellung der Passagierkabine, etwa ein Sitzplan oder auch ein mit einer Kamera aufgenommenes aktuelles Bild der Passagierkabine, angezeigt und darin der Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle markiert. Hierdurch kann die Störstrahlungsquelle sehr einfach identifiziert und beispielsweise ein Passagier, dessen Mobiltelefon die Störstrahlung verursacht, angesprochen und veranlasst werden, dieses in den Flugmodus zu schalten. Der Schwellwert S kann von der Situation des Flugzeugs abhängig sein. So kann beispielsweise der Schwellwert S bei kritischen Betriebsphasen wie Taxi, Start und Landung niedriger als im übrigen Flugbetrieb sein.
Bezugszeichenliste

1: Passagierkabine
2: Flugzeug
3: Transceiver
4: Antenne
5: Steuerungsblock
6: Verstärker- und Filterelemente
7: Analog-Digital-Konverter
8: Digital-Analog-Konverter
9: Abtastsystem
10: Mikroprozessor
11: Software und Algorithmen
12: Umsetzer
13: Datenbus
14: Elektrische Verbindung
15: Steuerungseinrichtung

Claims

Verfahren zur Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle in einem Innenraum eines Fahrzeugs, insbesondere in einer Passagierkabine (1) eines Luftfahrzeugs, wobei in einer Kalibriermessung für mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen in dem Innenraum angeordnete Funkempfänger jeweils mindestens ein Kalibrierfeld ermittelt wird, das bei mindestens einer Frequenz (f_i) eine Felddämpfung zwischen einer Mehrzahl von Orten (x, y) innerhalb des Innenraums und dem jeweiligen Funkempfänger darstellt, und die ermittelten mindestens zwei Kalibrierfelder gespeichert werden und wobei beim Betrieb des Fahrzeugs mit den mindestens zwei Funkempfängern eine Amplitude einer Störstrahlung bei der mindestens einen Frequenz (f_i) gemessen wird und aus den mit den mindestens zwei Funkempfängern gemessenen Amplituden der Störstrahlung mittels der gespeicherten Kalibrierfelder ein Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen in dem Innenraum angeordneten Sendern ein der Störstrahlungsquelle nächstgelegener Sender ermittelt wird, der der Störstrahlungsquelle nächstgelegene Sender zur Erzeugung einer Referenz-Störstrahlung angesteuert wird und aus den von den mindestens zwei Empfängern gemessenen Amplituden der Referenz-Störstrahlung auf den Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Störstrahlung bei einer Mehrzahl von Frequenzen (f_i) gemessen und zumindest dann, wenn die Amplitude der Störstrahlung bei einer Frequenz (f_s) einen vorgebbaren Schwellwert S überschreitet, aus den gemessenen Amplituden der Störstrahlung bei der betreffenden Frequenz (f_s) der Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriermessung mit mindestens einer beweglichen und/oder mit mindestens zwei fest im Innenraum angeordneten Kalibrierstrahlungsquellen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierfelder in einem Anfangsbetriebszustand des Fahrzeugs ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den von den mindestens zwei Empfängern gemessenen Amplituden der Referenz-Störstrahlung auf den Ort (x_s, y_s) und die Amplitude der Störstrahlungsquelle geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einem am ermittelten Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle befindlichen Passagier wahrnehmbares Signal erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Art der Störstrahlungsquelle durch Vergleich der von den mindestens zwei Empfängern ermittelten Signale mit gespeicherten Referenzsignalen ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Störstrahlungsquelle zur Reduzierung oder Vermeidung der Störstrahlung angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle, eine ermittelte Amplitude, eine Frequenz der von der Störstrahlungsquelle emittierten Störstrahlung und/oder eine ermittelte Art der Störstrahlungsquelle an ein übergeordnetes System des Fahrzeugs übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit mindestens einer Kamera mindestens ein Bild des Innenraums aufgenommen wird und dass das Bild auf einer Anzeigeeinrichtung derart angezeigt wird, dass der ermittelte Ort (x_s, y_s) der Störstrahlungsquelle markiert ist.
System zur Lokalisierung einer Störstrahlungsquelle in einem Innenraum eines Fahrzeugs, insbesondere in einer Passagierkabine (1) eines Luftfahrzeugs, umfassend mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen in dem Innenraum angeordnete Funkempfänger sowie eine Steuerungseinrichtung (15), die mit den Funkempfängern zur Ansteuerung und Datenübertragung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (15) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Funkempfänger auf eine Mehrzahl von Frequenzen (f_i) abstimmbar oder in einem Frequenzbereich durchstimmbar sind.
System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem Empfänger und/oder einer Antenne und/oder einem Reflektor des mindestens einen Empfängers eine Empfangsrichtung veränderbar ist.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Empfänger jeweils als Transceiver (3) ausgebildet sind.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Funkempfänger Teil eines Kommunikationssystems des Luftfahrzeugs sind.