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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem und Verfahren für Passagiervehikel
und insbesondere ein Leckwellenantennensystem geringer Höhe, geringer
Kosten und hoher Verstärkung,
angeordnet unter einer Antennenabdeckung niedrigen Luftwiderstandes
und ein System zum direkten Bereitstellen von Informationen für Passagiere
in mobilen Plattformen wie z.B. Flugzeugen, Booten und Automobilen.
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2. Hintergrund der Erfindung
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Verschiedenen
Ausführungsformen
von für eine
Fahrzeugmontage entworfenen Antennen zum Empfangen von Satellitenrundsendesignalen
sind untersucht und vorgeschlagen worden. Da eine solche Antenne
beispielsweise auf einem Dach oder Ähnlichem eines Selbstfahrvehikels,
das auf einer Straße
fährt,
montiert werden sollte, wobei die Höhe des Autos gesetzlich eingeschränkt ist,
oder, beispielsweise, auf einem Flugzeug, wobei die Höhe auch
ein wesentliches Gesichtspunkt in Bezug auf beispielsweise irgendeinen
einer solchen Antenne zugeordneten Luftwiderstand ist, der zu einer
Verringerung der Kraftstoffeffizienz führen kann, ist es ein wichtiges
Merkmal einer solchen Antenne, eine Höhe der Antenne und eines Antennenmontagebereich
zu minimieren. Zudem ist es, wenn die Antenne jederzeit die Möglichkeit
haben sollte, das Satellitenrundsendesignal zu empfangen und demnach
die Antenne jederzeit in einer Richtung des Satelliten, die mit der
Zeit, wenn das Fahrzeug sich bewegt, variiert, ausgerichtet sein
muss, wichtig, einen Nachverfolgungsmechanismus zum Steuern eines
Azimut- und Elevationswinkels der Antenne zu haben. Jedoch kann
der Nachverfolgungsmechanismus einen beträchtlichen Teil der gesamten
Antennenherstellungskosten, Komplexität und Höhe oder des Montagebereichs
der Antenne ausmachen. Demnach ist es wichtig, den Raum, die Komplexität und die
Erfordernisse des Nachverfolgungsmechanismus der Antenne zu minimieren.
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Beispielsweise
ist in dem
US Patent Nr. 5,579,019 (nachstehend
als das "'019-Patent" bezeichnet) eine
geschlitzte Leckwellenleiter-Arrayantenne für den Empfang von elektromagnetischen
Satellitenrundsende-Wellen offenbart worden, die auf dem Dach eines
Automobils zu montieren ist. Insbesondere offenbart das '019-Patent eine geschlitzte Leckwellenleiter-Arrayantenne,
die den direkten Empfang eines Rundsendesatellitensignals selbst bei
einer Bewegung des Automobils ermöglicht durch Bereitstellen
einer Elevationsstrahlbreite von +/–5° in der Elevationsrichtung,
die als breit genug offenbart ist, so dass kein Nachverfolgungssystem
benutzt zu werden braucht, um die Antenne in der Elevationsrichtung
zu bewegen. Demnach haben der Nachverfolgungsmechanismus und die
Antenne des '019-Patentes eine abgestufte
Wirtschaftlichkeit dahingehend, dass die Antenne nur um 360° des Azimut-Winkels
gedreht zu werden braucht. Die Antenne des '019-Patentes schließt eine Vielzahl von parallel
zueinander angeordneten Wellenleitern ein, wobei jeder Wellenleiter
eine Vielzahl von entlang der Wellenleiterachse angeordneten Schlitzen
mit variierendem Versatz, variierender Länge und Schnittwinkelwerten
hat, die durch eine Methodik bestimmt werden. Zudem offenbart die
herangezogene Druckschrift, dass das Wellenleiterantennenarray einen Speisewellenleiter
einschließt
zum Verteilen elektromagnetischer Wellen zu jedem der mehreren Wellenleiter,
die in derselben Ebene wie die Arrayantenne angeordnet sind, und
schließt
einen ersten Abschnitt ein, der sich entlang eines Endes jedes der
mehreren Wellenleiter erstreckt, und einen zweiten Abschnitt, der
sich von dem Zentrum der Antenne zu einem Zentrum des ersten Abschnitts
erstreckt, welcher senkrecht zu dem ersten Abschnitt ist, um hierdurch einen
T-Verbindungsspeisungswellenleiter
zu bilden. Der Speisungswellenleiter ermöglicht es der Antenne, in der
horizontalen oder Azimutebene bei einem Drehzentrum der Antenne
gedreht zu werden ohne einen Wandler einzubeziehen, der an den Ausgang der
Antenne zu irgendeiner Rotation gekoppelt ist. Ein festgestellter
Vorteil des '019-Patentes
ist, dass der Wandler in einer stationären Position gehalten werden
kann, hierdurch die Beanspruchung des Wandlers reduzierend und die
Lebensdauer des Wandlers verlängernd.
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Ein
anderer Punkt in Bezug auf die verschiedenen geschlitzten Wellenleiterantennen,
die vorgeschlagen worden sind, sind die Kosten, die leichte Herstellung
und das Gewicht der verschiedenen Wellenleiterantennen. Beispielsweise
kann eine konventionelle geschlitzte Wellenleiterantenne durch Kombinieren
von Metallplatten mit einer angemessenen für einen gewünschten Frequenzbereich geeigneten Präzision herzustellen
zum Bilden einer Vielzahl von Wellenleitern, und dann Befestigen
der Wellenleiter aneinander in entgegengesetzter Richtung in einer Array-artigen
Weise. Darauf folgend, oder, abhängig von
der Position des Speisungswellenleiters, gemeinsam damit, kann der
Speisungswellenleiter an dem Wellenleiterarray befestigt werden.
Jedoch kann ein solcher Herstellungsprozess gegebenenfalls nicht
geeignet sein für
Massenproduktion und daher kann eine geschlitzte Wellenleiterantenne
gegebenenfalls nicht preiswert unter Verwendung eines solchen Verfahrens
bereitgestellt werden. Darüber
hinaus kann eine Ausführungsform
der geschlitzten Wellenleiterantenne eine Verstärkung erfordern, um eine Bewegung
des Wellenleiters innerhalb des Wellenleiterarrays zu vermeiden.
Ferner kann eine solche Ausführungsform
typisch aus einem metallischen Material hergestellt werden mit einem
spezifischen Gewicht, was beispielsweise für Aluminium näherungsweise
2,7 ist und zu einem schweren geschlitzten Wellenleiterantennenarray
führt.
Demnach sind konventionelle geschlitzte Wellenleiterantennenarrays üblicherweise
raumgreifend, schwer und nicht geeignet für effiziente und kosteneffektive
Massenproduktion.
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Das
US-Patent Nr. 4,916,458 offenbart
eine Ausführungsform
einer geschlitzte Wellenleiterantenne, die dazu gedacht ist, leicht
hergestellt zu werden, nicht teuer zu sein und die eine Vielzahl
von abstrahlenden Wellenleitern einschließt, von denen jeder mindestens
einen Abstrahlschlitz hat. Die Antenne schließt auch einen an einem Ende
jedem der mehreren Wellenleiter angeordneten Speisungswellenleiter
zum Speisen der Vielzahl von abstrahlenden Wellenleitern ein und
eine Vielzahl von Aperturen zwischen dem Speisungswellenleiter und
den abstrahlenden Wellenleitern. Die mehreren Wellenleiter der Speisungswellenleiter
werden in einer einzelnen Ebene durch eine dielektrische Platte
gebildet, die eingelegt ist zwischen leitenden Schichten zum Bilden
breiter Wände
der mehreren Wellenleiter und des Speisungswellenleiters. Zudem
werden entweder plattierte Durchgangslöcher mit Abstand zwischen jedem
der plattierten Durchgangslöcher,
der kleiner ist als eine Wellenlänge
eines sich in den Wellenleitern ausbreitenden Signals, oder leitfähige Stifte
mit einem ähnlichen
Abstand dazwischen, die auf beiden Seiten metallisiert sind, zwischen
den leitfähigen
Schichten eingefügt
und verwendet zum Bilden der Wände
der Vielzahl von Wellenleitern und der Wände des Speisungswellenleiters.
Zudem offenbart das '458-Patent,
dass äußere periphere
Wände der mehreren
Wellenleiter und des Speisungswellenleiters durch Abdecken des dielektrischen
Plattenmaterials mit leitfähigem
Material zum Bilden der äußeren peripheren
Wände vorgesehen
sein können.
Die geschlitzte Leiterantenne des '458-Patentes ist angeblich leicht und
nicht teuer herzustellen und zu produzieren.
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US Patent Nr. 5,519,761 (das '761-Patent) offenbart
ein Zellularfunktelefonkommunikationssystem zwischen einem Flugzeug
und einer Bodenbasisstation, wobei das System ein bodenbasiertes
Untersystem und ein flugzeugbasiertes Untersystem einschließt. Das '761-Patent offenbart,
dass das bodenbasierte Untersystem aus einer Basisstation (Zellenseite)
gekoppelt mit einem Mobilvermittlungszentrum besteht, das mit dem öffentlichen
Wählvermittlungstelefonnetz (PSTN)
gekoppelt ist, und dass die Basisstation mit den Funktelefonen kommuniziert und
die Signale von den Funktelefonen zu dem Mobilvermittlungszentrum
vermittelt. Das '761-Patent
offenbart ferner, dass das flugzeugbasierte Untersystem ein Funktelefonsignalzwischenverstärker (Repeater)
mit einer Antenne ist, die sich an einem Flugzeug befindet. Der
Zwischenverstärker
empfängt
Signale von den individuellen Funktelefonen innerhalb des Flugzeugs
und leitet sie zu der an der Außenseite
des Flugzeugs montierten Antenne weiter, die sie dann zu einer Basisstation
auf den Boden weiterleitet. Telefonrufe von dem PSTN zu der Basisstation auf
dem Boden werden zur Antenne übermittelt,
die sie zu dem Zwischenverstärker
in dem Flugzeug weiterleitet. Der Zwischenverstärker kommuniziert Signale zu
dem geeigneten Funktelefon in dem Flugzeug. Zudem gibt das '761-Patent an, dass
der Zwischenverstärker
durch eine Flugzeugbasisstation ersetzt werden kann, die die Fähigkeit
hat, die Funktelefone in dem Flugzeug zu registrieren. Die Flugzeugbasisstation
registriert dann die Funktelefone bei dem bodenbasierten Untersystem.
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Das
US-Patent Nr. 5,689,245 (das '245-Patent) beschreibt
ein integriertes Kommunikationsendgerät. Eine Figur dieses Dokuments
zeigt ein Funksatellitennetz, das einen Satelliten umfasst, der
imstande ist, zu Mobilstationen zu senden, ein Netzwerksteuerzentrum,
eine Vielzahl von festen Stationen und Benutzer mit Mobilstationen.
Beispiele für die
Mobilstationen sind ein Lastwagen, ein Flugzeug und ein Automobil.
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RESÜMEE DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
ein System, wie im Anspruch 1 beschrieben, und ein Verfahren, wie
im Anspruch 18 beschrieben, vor. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen
werden in abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines Signals
für ein zweites
Vehikel zur möglichen
Nutzung durch einen Passagier, der dem zweiten Vehikel zugeordnet
ist, wobei das zweite Vehikel sich auf einer zweiten Route befindet
und in einem Bereich, in dem Signalabdeckung nicht ausreichend ist.
Das Verfahren schließt das
Empfangen des Signals mit einem ersten an einem ersten Vehikel angeordneten
Sender/Empfänger
ein, welches Vehikel sich auf einer ersten Route in einem Bereich
befindet, in dem Signalabdeckung verfügbar ist, und das Senden des
Signals, das von dem ersten Sender/Empfänger empfangen worden ist,
zu einem zweiten Sender/Empfänger,
der sich an dem zweiten Vehikel befindet, das sich auf der zweiten
Route befindet und in dem Bereich, in dem das Signal nicht ausreicht.
Das Verfahren schließt
ferner die Schritte des Empfangens des Signals mit dem zweiten Sender/Empfänger ein.
Das Verfahren kann den Schritt des Sendens des Signals zwischen
Vehikeln, die den Bereich durchqueren, in dem die Abdeckung nicht
ausreichend ist, derart ein, dass jedes der Vehikel das Signal empfangen
kann, und beispielsweise Passagieren innerhalb des jeweiligen Vehikels
anbieten kann.
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Mit
dieser Anordnung können
irgendwelche Live-Videoprogramme, interaktive Dienste wie das Internet,
Zweiwege-Kommunikationen
wie Telefonkommunikation und andere Datensignale Passagieren innerhalb
von Vehikeln bereitgestellt werden, selbst wenn die Vehikel innerhalb
eines Bereichs sind, in dem das Signal bedingt durch beispielsweise ein
Fehlen an Satellitenabdeckung oder eine nicht kontinuierliche Satellitenabdeckung
oder ein Fehlen von Bodenkommunikationseinrichtungen oder eine schlechte
Signalqualität
nicht empfangen werden kann. Dies ist insbesondere vorteilhaft für Flugzeugluftstraßen wie
beispielsweise Ozean-überquerende Flüge bei denen
eine Vielzahl von Flugzeugen auf einer Ozean-überquerenden Route hintereinandergereiht
sind und wobei über
dem Ozean noch keine Satellitenabdeckung verfügbar ist, oder für Bodenkommunikationen
zwischen Fahrzeugen, ohne ausreichende Abdeckung.
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Eine
andere Ausführungsform
des Verfahrens der Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen von
Information zu einem dritten Vehikel von einer Informationsquelle
zum Erstellen eines Informationsnetzes, wobei die Informationsquelle
nicht direkt mit dem dritten Vehikel kommunizieren kann. Das Verfahren
schließt
die Schritte des Übermittelns
eines die Information von der Informationsquelle enthaltenden Informationssignals,
des Empfangens des Informationssignals mit einer ersten Sender/Empfänger-Einheit,
die sich im ersten Vehikel befindet, das sich innerhalb eines Signalabdeckungsbereichs
der Informationsquelle befindet, angeordnet ist, und des Sendens
des Informationssignals mit der ersten Sender/Empfänger-Einheit
zu einem zweiten Vehikel. Das Verfahren schließt auch das Empfangen des Informationssignals
mit einer zweiten Sender/Empfänger-Einheit in dem zweiten
Vehikel ein. Das Verfahren schließt auch das Senden des Informationssignals
mit einer zweiten Sender/Empfänger-Einheit
zu dem dritten Vehikel ein und das Empfangen des Informationssignals
mit einer dritten Sender/Empfänger-Einheit,
die sich im dritten Vehikel befindet.
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Noch
eine andere Ausführungsform
des Verfahrens der Erfindung umfasst das Bereitstellen von Information
von einem dritten Vehikel zu einem Ziel, wobei das dritte Vehikel
nicht direkt mit dem Ziel kommunizieren kann. Das Verfahren schließt die Schritte des
Sendens des die Information enthaltenden Informationssignals mit
einem in dem dritten Vehikel angeordneten Sender, des Empfangens
des Informationssignals mit einer ersten Sender/Empfänger-Einheit,
die sich in einem ersten Fahrzeug befindet, und des Sendens des
Informationssignals mit der ersten Sender/Empfänger-Einheit ein. Das Verfahren schließt auch
das Empfangen des Informationssignals mit einer in einem zweiten
Fahrzeug angeordneten zweiten Sender/Empfänger-Einheit ein, welches zweite
Fahrzeug sich innerhalb des Kommunikationsbereichs des Ziels befindet,
das Senden des Informationssignals mit der zweiten Sender/Empfänger-Einheit
und das Empfangen des Informationssignals mit einem Empfänger bei
dem Ziel.
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Eine
andere Ausführungsform
eines Systems der Erfindung stellt Information zu und von einem
ersten Vehikel bereit zum Erstellen eines Informationsnetzes zwischen
dem ersten Vehikel und einer Informationsquelle oder einem Ziel,
wobei das erste Vehikel nicht direkt mit der Informationsquelle oder
dem Ziel kommunizieren kann. Das System umfasst ferner eine Sender/Empfänger-Einheit,
die sich auf dem ersten Vehikel befindet, und eine an die Sender/Empfänger-Einheit
gekoppelte Antenne. Das System schließt auch eine zweite Sender/Empfänger-Einheit
ein, die sich auf einem zweiten Fahrzeug befindet, das sich in einem
Bereich befindet, in dem es mit der Quelle oder dem Ziel kommunizieren
kann, die das Informationssignal empfängt und das Informationssignal
sendet. Das System schließt
ferner eine zweite Antenne gekoppelt an die zweite Sender/Empfänger-Einheit
ein, und mindestens eine zusätzliche
Sender/Empfänger-Einheit,
die sich mindestens in einem dritten Vehikel befindet, das Informationssignale
empfängt
und sendet zum Bereitstellen des Informationssignals zwischen dem
zweiten Vehikel und dem ersten Vehikel.
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Andere
Ziele und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung ersichtlich, wenn in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen
betrachtet. Es ist zu verstehen, dass die Zeichnungen zum Zwecke
der Erläuterung
und nicht als eine Definition der Grenzen der Erfindung gedacht
sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorangehenden und andere Ziele und Vorteile werden aus der folgenden
Zeichnung vollständiger
verstanden werden, in der zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Antennenuntersystems, das auf einem
Dach eines Automobils montiert ist;
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2 eine
perspektivische Teilbruchansicht einer Antenne des Antennenuntersystems
der 1;
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3 eine
Seitenansicht der Antenne der 2;
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4 eine
Draufsicht der Antenne der 2;
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5 eine
untere Schnittansicht einer Ausführungsform
einer Wellenleiterspeiseeinrichtung der Antenne betrachtet entlang
der Linie 5-5 der 3;
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6 eine
Weiten-Schnittansicht der Antenne, betrachtet entlang der Linie
6-6 der 5;
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7 eine
Draufsicht einer Hälfte
einer Wellenleiterspeiseeinrichtung der Antenne der 2;
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8 eine
Draufsicht einer zweiten oberen Hälfte der Wellenleiterspeiseeinrichtung
der 2;
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9 eine
untere Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer Wellenleiterspeiseanordnung
für die
Antenne;
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10 eine
Schnitt-Rückansicht
einer extrudierten Ausführungsform
der Antenne;
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11A und 11B Ausdrucke
zum Erläutern
eines Strahlmusters der Antenne, das einen Hauptantennenstrahl und
mehrere Lenkarrayantennenstrahlen; und
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12 eine
perspektivische Ansicht eines an dem Rumpf eines Flugzeugs montierten
Antennenuntersystems.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Das
System und das Verfahren der Erfindung stellen beispielsweise irgendeine
Art von Live-Rundfunkfernsehprogramm,
Zweiwege-Kommunikationssignalen, Interaktivdienstsignalen wie dem Internetdienst,
und andere Arten von Daten- und/oder Informationssignalen direkt
für Mobilplattformen
wie beispielsweise Flugzeuge, Boote und Automobile zur Verfügung. In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Antenne und das System mit existierenden Digital-Satellitenrundfunksatelliten
und der entsprechenden Technologie zu Verwenden zum Bereitstellen
von Live-Rundfunkfernsehprogrammen für Passagiere auf der mobilen
Plattform. Beispielsweise können
in einer bevorzugten Ausführungsform des
Systems und des Verfahrens der Erfindung Passagiere in einem Fahrzeug
Live-Nachrichtenkanäle, Wetterinformation,
Sportereignisse, Netzprogrammierung, Filme und irgendwelche andere
verfügbaren
Programme auswählen
und betrachten ähnlich dem
Programmangebot, das in Häusern
entweder durch Kabel- oder Satellitendienste verfügbar ist.
Ein Vorteil einer bevorzugten Ausführungsform des Systems und
des Verfahrens der Erfindung ist, dass das Programmangebot live
ist ohne den Bedarf nach Videobandduplizierung und Verteilung, und
da keine Bänder
erforderlich sind, kann die gesamte Ausrüstung in einem Staubereich
des Passagiervehikels untergebracht werden, wodurch keinerlei Passagierraum
verbraucht wird.
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Eine
Einzelantenne auf einer bewegten Plattform kann das Erzeugen irgendwelcher
oben diskutierter Signale für
alle Passagiere in der bewegten Plattform unterstützen. Bezug
nehmend auf 1 ist eine Ausführungsform
des Antennenuntersystems 20 eine Leckwellenantenne 28 geringer
Höhe, geringer
Kosten und hohen Gewinns, die beispielsweise unter einer (nicht
dargestellten) Antennenabdeckung geringen Luftwiderstandes auf einem Dach
eines Automobils 22 montiert sein kann. Das Antennenuntersystem
kann ein Antennenpositioniergerät 24 wie
z.B. ein Motor-angetriebenes kardanisches System einschließen, so
dass die Antenne um 360° im
Azimutwinkel (φ)
und beispielsweise über
einen Bereich von näherungsweise
50° ein
der Elevationsrichtung (θ)
bewegt werden kann. Die Antennenabdeckung geringen Luftwiderstandes
wird vorzugsweise zu dem Fahrzeug hin schlanker werden und eine
Bewegung des Antennenpositioniergeräts und der Antenne sowohl in
Azimut- als auch Elevationsrichtung ermöglichen.
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In
einer Ausführungsform
des Antennenuntersystems der Erfindung kann ein Strahlmuster der Antenne 28 eine
Strahlweite in Azimutrichtung von näherungsweise 4° bis 5° haben, welche
in der Azimut-Ebene durch physikalische Bewegung des Antennenarrays über 360° in Azimut-Richtung
abgetastet werden können.
Zudem kann das Strahlmuster der Antenne eine Strahlweite in der
Elevationsebene von näherungsweise
4° bis 8° haben, die
in der Elevationsebene durch physikalische Bewegung des Antennenarrays
bei einem näherungsweise
50°-Elevationssektor
wie z.B. über
einen Elevationswinkelbereich zwischen 20° bis 70° abgetastet werden können. In
der in 1 dargestellten Ausführungsform wird vorgezogen,
dass das Antennenuntersystem 20 den Ort eines Sendesatelliten 26 in
Bezug auf die Position und Ausrichtung des sich bewegenden Vehikels
nachverfolgen soll und den Antennenstrahl in Richtung des Sendesatelliten
ausrichten soll.
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2 ist
eine perspektivische teilweise gebrochene Ansicht einer Ausführungsform
der Antenne 28; 3 ist eine Seitenansicht der
Antennen der 2 und 4 ist eine
Draufsicht der Antennen der 2. Es wird
Bezug genommen auf 2 und 4, die Antenne 28 kann
ein Array 27 von im Wesentlichen rechteckförmigen Wellenleitern 31 einschließen, wobei
jeder im Wesentlichen rechteckförmige
Wellenleiter eine oder mehrere Aperturen 30 in einer breiten
Wand (H-Ebene) 32 des im Wesentlichen rechteckförmigen Wellenleiters
haben kann. Es ist auch einzusehen, dass irgendeine Apertur verwendet
werden kann, die elektromagnetische Energie in einer gewünschten
Polarisation wie z.B. einer Zirkularpolarisation senden und/oder
empfangen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Aperturen
sternchenförmige
Aperturelemente in der breiten Wand des Wellenleiters, die beispielsweise durch
Ausbilden eines ersten gekreuzten Schlitzelementes und dann Ausbilden
eines zweiten gekreuzten Schlitzelementes um 45° von dem ersten Kreuzelement
gedreht in der breiten Wand des Wellenleiters ausgebildet werden
können.
Die Arme 36 des sternchenförmigen Elementes reduzieren
geringfügig
die Empfindlichkeit des Elementes in Bezug auf die Amplitude eines
gesendeten und/oder empfangenen elektromagnetischen Signals. Zudem
ist es leichter, empirisch eine gewünschte Konfiguration der Antennenelemente
zu bestimmen zum Bereitstellen einer gewünschten Amplitude und eines
axialen Verhältnisses
der Antenne unter Verwendung der sternchenförmigen Antennenelemente.
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Die
im Wesentlichen rechteckförmigen
Wellenleiter 31 sind derart ausgerichtet, dass schmale Wände der
Wellenleiter parallel zueinander angeordnet sind und die breiten
Wände (H-Ebene) 32 die Aperturen 30 von
dem Array der Antennenelemente einschließen. Die Aperturen sind vorzugsweise
bei einer Hälfte
einer Wellenlänge
einer Betriebsfrequenz entlang einer Länge oder der Achse des im Wesentlichen
rechteckförmigen
Wellenleiters beabstandet angeordnet und vorzugsweise senden sie und/oder
empfangen sie elektromagnetische Energie bei einem 45° Elevationswinkel
bezogen auf entweder die Ebene des Antennenarrays (horizontal) oder einer
Normalen zu dem Antennenarray (vertikal). Jeder der rechteckförmigen Wellenleiter
wird an einem Ende 33 durch eine Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 gespeist
und wird an einem zweiten Ende 33 durch eine nicht reflektierende
Anpassungslast (nicht dargestellt) abgeschlossen.
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Nun
wird Bezug genommen auf 5, in der eine Querschnittsunteransicht
der Wellenleiterspeiseeinrichtung 34, betrachtet entlang
der Linie 5-5 der in 3 gezeigten Antenne, dargestellt
ist. Wie oben diskutiert, können
die Antenne und die Wellenleiterspeiseeinrichtung zum Senden und/oder
Empfangen elektromagnetischer Energie verwendet werden. In einer
bevorzugten Ausführungsform
werden die Antenne und die Wellenleiterspeiseeinrichtung zum Sender
und/oder Empfangen von Satellitenrundfunksignalen für digitale
Videoprogramme verwendet. Der Betrieb der Antenne wird nur für den Fall
beschrieben, wenn die Antenne elektromagnetische Energie senden
soll. Die elektromagnetische Energie wird jedem im Wesentlichen
rechteckförmigen
Wellenleiter 31 (siehe 4) über die
Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 zugeführt. Insbesondere wird ein
elektromagnetisches Signal zu der Wellenleiterspeiseeinrichtung
an einem Eingabe/Ausgabe-Port 37 bereitgestellt und das
Signal wird zu gleichen Teilen aufgeteilt sowohl in der Phase als
auch in der Amplitude durch die Wellenleiterspeiseeinrichtung, um
ein in Amplitude und Phase gleiches Signal jedem der Signalports 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 bereitzustellen.
Wie unten detaillierter diskutiert werden wird, werden die elektromagnetischen
Signale an jedem der Ports 38–52 vorzugsweise für jeden
der im Wesentlichen rechteckförmigen
Wellenleiter 31 durch eine entsprechende E-Ebenen-Umbiegung 39,
wie in 3 gezeigt, bereitgestellt. Das elektromagnetische
Signal wird in die Wellenleiterspeiseeinrichtung an dem Port 37 induziert,
breitet sich durch die Wellenleiterspeiseeinrichtung aus und wird
jedem der im Wesentlichen rechteckförmigen Wellenleiter zugeführt und
vorzugsweise in einem dominanten TE10-Mode des elektromagnetischen
Signals. Der dominante TE10-Mode des elektromagnetischen Signals
breitet sich entlang der Länge
oder der Achse jedes im Wesentlichen rechteckförmigen Wellenleiters aus zum speisen
jeder Apertur 30 in der breiten Wand (H-Ebene) 32 jedes
im Wesentlichen rechteckförmigen
Wellenleiters, um das zirkular polarisierte Antennenmuster bei dem
gewünschten
Elevationswinkel θ wie oben
diskutiert abzustrahlen.
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Der
Betrieb der Antenne 28 und der Wellenleiter-Speiseeinrichtung 34,
wenn die Antenne dem Empfang eines elektromagnetischen Signals wie
z.B. einem digitalen Satellitenrundfunksignal dient, ist umgekehrt
zu dem oben für
das Senden eines elektromagnetischen Signals diskutierten. Insbesondere empfängt jede
Apertur 30 in der breiten Wand 32 jedes im Wesentlichen
rechteckförmigen
Wellenleiters 31 ein zirkular polarisiertes elektromagnetisches
Signal und schließt
einen dominanten TE10-Mode des elektromagnetischen Signals innerhalb
jedes im Wesentlichen rechteckförmigen
Wellenleiters ein. Der dominante Mode des elektromagnetischen Signals breitet
sich entlang der Länge
oder Achse des im Wesentlichen rechteckförmigen Wellenleiters zu dem Ende 33 des
im Wesentlichen rechteckförmigen
Wellenleiters aus und ist an einen entsprechenden Signalport 38–52 der
Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 durch eine jeweilige E-Ebenen-Umbiegung 39 gekoppelt.
Das elektromagnetische Signal an jedem der Signalports 38–52 wird
dann kombiniert oder summiert über
die Wellenleiterspeiseeinrichtung, um ein kombiniertes oder summiertes
Signal an dem Eingabe/Ausgabe-Port 37 der
Wellenleiterspeiseeinrichtung bereitzustellen.
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6 zeigt
eine Querschnittsseitenansicht der Wellenleiterspeiseeinrichtung 34,
betrachtet entlang der Linie 6-6 der in 5 dargestellten
Speiseeinrichtung. Die Vielzahl von E-Ebenen-Umbiegungen 39 ermöglicht es
der Wellenleiterspeiseeinrichtung 34, unter dem Antennenarray
angeordnet zu sein, hierdurch eine Gesamtlänge der Antenne 28 reduzierend.
Die E-Ebenen-Umbiegungen koppeln jeweils im Wesentlichen rechteckförmige Wellenleiter 31 an
einen entsprechenden Port 38–52 der Wellenleiterspeiseeinrichtung
und schließen
einen gekrümmten
Abschnitt 39 eines annehmbaren Biegeradius, wie sie Fachleuten
bekannt sind. Beispielsweise stellt eine Referenz von Theodor Moreno,
Microwave Transition Design Data, McGraw-Hill, 1948, spezifische
Empfehlungen für
die Benutzung von E-Ebenen-Umbiegungen mit Wellenleitern bereit. Jede
der E-Ebenen-Umbiegungen kann an einem Abstandshalter 59 zwischen
Antennenarray 27 und der Wellenleiterspeiseeinrichtung 54 durch
eine entsprechende Schraube 61 befestigt sein. Zudem kann jede
der E-Ebenen-Umbiegungen
mit einer Endkappe 63 verschlossen sein. Es wird auch vorgezogen, dass
obwohl das Antennenarrays und der Speisungswellenleiter in zwei
unterschiedlichen Ebenen beschrieben und dargestellt sind, insbesondere wenn
der Speisungswellenleiter unterhalb des Antennenarrays angeordnet
ist, der Speisungswellenleiter und das Antennenarray in einer selben
Ebene angeordnet sein, beispielsweise kann das Antennenarray des
Wellenleiters an die entsprechenden Signalports des Speisungswellenleiters
durch eine Vielzahl von H-Ebenen-Umbiegung oder Wellenleiterabschnitten
gekoppelt sein.
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Es
ist einzusehen, dass obwohl die Wellenleiterantenne und die Wellenleiterspeiseeinrichtung für ein einzelnes
polarisiertes Signal beschrieben worden sind, andere Ausführungsformen überlegt werden
können
innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung. Beispielsweise kann
jeder Wellenleiter der Vielzahl von Abstrahlwellenleitern zwei parallele
Reihen einer Vielzahl von Aperturen entlang der Achse des Wellenleiters
angeordnet haben, wobei eine Reihe von Aperturen auf einer linken
Seite einer Mittelachse der breiten Wand angeordnet ist und verwendet
wird zum Senden und/oder Empfangen eines links herum zirkular polarisierten
Signals, und eine zweite Reihe von Aperturen rechts von der Mittelachse
der breiten Wand angeordnet sein kann und verwendet werden kann
zum Senden und/oder Empfangen eines rechts herum zirkular polarisierten
Signals. Für
diese Ausführungsform
kann jedes der links herum zirkular polarisierten Signale und rechts
herum zirkular polarisierten Signale eingespeist werden und/oder
kann das Signal an einem Ende des Wellenleiters bereitgestellt werden
und demnach braucht nur eine einzelne Wellenleiterspeiseeinrichtung
verwendet zu werden zum Senden und/oder Empfangen der links herum
und der rechts herum zirkular polarisierten Signale. Insbesondere
kann eine Schalteinrichtung wie z.B. eine PIN-Diode zum Umschalten zwischen dem links
herum polarisierten Signal und dem rechts herum polarisierten Signal
verwendet werden zum Bereitstellen und/oder Empfangen des Signals
an dem Ende des Wellenleiters. Die Schalteinrichtung kann beispielsweise
an dem Ende jedes Abstrahlwellenleiters angeordnet sein, wo er an
die Wellenleiterspeiseeinrichtung gekoppelt ist.
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Es
wird Bezug genommen auf 5, die Wellenleiterspeiseeinrichtung
schließt
einen ersten Abschnitt des Wellenleiters 54 ein, der eine
vollständige
Höhe für einen
Wellenleiterbetrieb bei einer speziellen Wellenlänge oder Frequenz oder in dem TE10-Mode
hat. Mit anderen Worten, die Höhe
des ersten Abschnitts des Wellenleiters ist im Wesentlichen dieselbe
wie die Höhe
des Wellenleiters 31 der Antenne 28. Bei einem
ersten Anschlusspunkt 56 wird der erste Abschnitt des Wellenleiters 54 aufgeteilt
in ein Paar von halb hohen Wellenleiterabschnitten 58, 60.
Ein zweiter Abschnitt 58 des Wellenleiters wird übergehen
lassen zu einer Höhe,
die im Wesentlichen halb so hoch wie die Höhe des ersten Abschnitts des
Wellenleiters ist. Eine Trennwand 62 ist an dem ersten Übergangspunkt 56 vorgesehen,
um den Übergang
von einem Vollhöhenwellenleiterabschnitt
zu den beiden halb hohen Wellenleiterabschnitten zu unterstützen. Die
Zwischenwand ist vorzugsweise im Wesentlichen unendlich dünn wie z.B. in
der Größenordnung
von 0,006'' dick, ist leitfähig und
verbindet die schmalen Wände
der Wellenleiterabschnitte 54, 58 und 60,
um eine Ausrichtung der vollständigen
Höhe zu
einem Halbhoch-Übergang
zu unterstützen.
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In ähnlicher
Weise ist jeder der halb hohen Wellenleiterabschnitte 58 und 60 aufgeteilt
in ein erstes Paar 64, 66 und ein zweites Paar 68, 70 von
entsprechenden halb hohen Wellenleiterabschnitten. Es ist einzusehen,
dass Wellenleiterabschnitte 58, 60; 64, 66 und 68, 70 Spiegelabbildungen
voneinander sind, mit anderen Worten, jeder der Wellenleiterabschnitte 58, 64, 68 hat
eine geneigte oder nach unten und in Lateralrichtung angeordnete
Rampe zum Bilden eines halb hohen Wellenleiterelementes und jeder
der Wellenleiterabschnitte 60, 66, 70 hat
eine ansteigende oder nach oben und lateral angeordnete Rampe zum
Bilden eines halb hohen Wellenleiterelementes von im Wesentlichen
der gleichen Länge
zu dem Wellenleiterelement 58, 64, 68.
Zudem sind entsprechende Trennwände 71 und 73 an
einem jeweiligen zweiten Übergangspunkt
zwischen dem zweiten Abschnitt des Wellenleiters, dem dritten Abschnitt des
Wellenleiters und den Wellenleiterabschnitten 64, 66 und 68, 70 vorgesehen
zum Unterstützen
des Übergangs
von einem halb hohen Wellenleiterelement zu zwei halb hohen Wellenleiterelementen.
Die Wellenleiterelemente 64, 66 und 68, 70 sind
Spiegelabbildungen voneinander. Es ist einzusehen, dass in einer ähnlichen
Weise jeder der Wellenleiterabschnitte 64, 66, 68 und 70 von
einem einzelnen halb hohen Wellenleiterabschnitt zu einem Paar entsprechender
halb hohen Wellenleiterabschnitte 72, 74; 76, 78; 80, 82 und 84, 86 übergeht,
die an jeweilige der entsprechenden Signalports 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 bzw. 52 gekoppelt
sind. Eine Trennwand 88 unterstützt in jedem Übergang
von einem halb hohen Wellenleiterabschnitt zu zwei halb hohen Wellenleiterabschnitten.
Jedes der Wellenleiterelemente 72, 74; 76, 78; 80, 82;
und 84, 86 sind Spiegelabbildungen voneinander.
Es ist die Kombination des voll hohen und des Paars von halb hohen
Wellenleiterabschnitten, die Spiegelabbildungen zueinander sind mit
ansteigenden oder absteigenden Rampen sowie den Trennwänden, die
eine 1-zu-8-Elemente-Wellenleiterspeiseeinrichtung
erstellen, wie sie in 5 gezeigt ist.
-
Es
wird Bezug genommen auf 7–8, welche
Draufsichten einer Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 sind,
wobei vorzuziehen ist, dass die Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 als
zwei Platten 91, 93 gebildet werden kann, die
Spiegelabbildungen voneinander sind wie in 7–8 gezeigt.
Zudem ist einzusehen, dass, da jeder Pfad von dem Eingabe/Ausgabe-Port 37 der
Wellenleiterspeiseeinrichtung zu den Signalports 38–52 identisch
ist und weil jeder Pfad eine Spiegelabbildungsausrichtung hat, die
Wellenleiterspeiseeinrichtung betrieben wird zum Addieren der an
Ports 38–52 von
der Antenne 28 empfangenen elektromagnetischen Signalen
und zum Bereitstellen des summierten Signals an einem Eingabe/Ausgabe-Port 37,
oder ein an einem Eingabe/Ausgabe-Port 37 bereitgestelltes
elektromagnetisches Signal aufzuteilen zum Bereitstellen eines sowohl
in der Amplitude als auch der Phase gleich aufgeteilten Signals
an Ports 38–52.
-
Es
ist einzusehen, dass obwohl die obige Diskussion auf ein Antennenarray
gerichtet war, das acht Wellenleiter und eine 1-zu-8-Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 einschließt, wie
in 4–8 gezeigt,
die Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 und die Wellenleiterantenne 28 aus
irgendeines von 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 einer ähnlichen Anzahl von Wellenleitern
gebildet werden kann, die das Antennenarray bilden, und einer entsprechenden
1-zu-2, 1-zu-4, 1-zu-8, 1-zu-16, 1-zu-32, 1-zu-64, 1-zu-128 oder ähnlichen
Wellenleiterspeiseeinrichtung. Beispielsweise zeigt 9 eine
schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Wellenleiterspeiseeinrichtung 90.
Die Wellenleiterspeiseeinrichtung 90 ist eine 1-zu-32-Elemente-Wellenleiterspeiseeinrichtung,
die in einer Weise ähnlich
der oben beschriebenen 1-zu-8-Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 arbeitet,
um entweder von zweiunddreißig
entsprechenden Wellenleitern des Antennenarrays an Ports 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152 und 154 empfangene
Signale zu addieren und ein Summationssignal an einem Eingabe/Ausgabe-Port 156 bereitzustellen,
oder ein elektromagnetisches Signal an einem Eingabe/Ausgabe-Port 156 aufzuteilen
und ein in Bezug auf Amplitude und Phase gleiches Signal an Ports 92, 154 bereitzustellen.
Die Wellenleiterspeiseeinrichtung 90 kann eine Vielzahl
von Trennwänden 158, 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174, 176, 178, 180, 182, 184 und 185 haben,
um die entsprechenden Übergänge von
einem Wellenleiter voller Höhe zu
zwei halb hohen Wellenleitern zu unterstützen, die an Übergangspunkten 161, 163 auftreten,
oder einen Übergang
von einem einzelnen halb hohen Wellenleiter zu zwei halb hohen Wellenleitern bei
Trennwänden 182–185 zu
unterstützen.
Es ist einzusehen, dass jeder der Wellenleiterabschnitte eine Spiegelabbildung
eines angrenzenden Wellenleiterabschnittes eines Paars von Wellenleiterabschnitten
ist, wobei, wenn ein Wellenleiterabschnitt einen Anstieg in der
Höhe hat,
ein angrenzender Wellenleiterabschnitt einen Abfall in der Höhe haben wird
zum Bereitstellen des halb hohen Wellenleiters.
-
Es
ist einzusehen, dass die Antenne 28 auf irgendeine eine
Anzahl von mobilen Plattformen verwendet werden kann und eine hohe
Depolarisations-Unterdrückung
hat zum erfolgreichen Empfang von Digitalsatellitenrundfunkvideosignalen.
Zudem ist es vorzuziehen, dass für
ein Flugzeug und viele andere bewegte Plattformen die Antenne von
geringer Höhe
und reduzierter Länge
sein sollte zum Minimieren irgendeines durch die Antenne bereitgestellten
Luftwiderstandes und zum Aufrechterhalten der Ästhetik der mobilen Plattform.
Es ist bekannt, dass irgendein Restluftwiderstand der Antenne und
der Antennenabdeckung an einem bewegten Vehikel wie z.B. einem Flugzeug
und sich schnell bewegenden Bodenvehikeln einschließlich Automobilen
die Kraftstoff kosten für
den Betrieb des bewegten Vehikels erhöhen. Über die Lebensdauer des Vehikels
können die
dem Luftwiderstand der Antennenabdeckung und der Antenne zuzuordnenden
zusätzlichen
Kraftstoffkosten die Kosten des Antennensystems einholen oder gar übersteigen.
Eine Antennenabdeckung geringer Höhe mit einer geeigneten gekrümmten Außenoberfläche (Kammer)
kann in hohem Umfang den durch den Luftstrom über die Antennenabdeckung bedingten
parasitären
Luftwiderstand reduzieren. Deshalb werden moderne Automobile oder
bewegte Plattformen regelmäßig in Windkanälen entworfen
und getestet um den parasitären
Luftwiderstand des Vehikels zu reduzieren.
-
Demnach
ist der parasitäre
Luftwiderstand von primärer
Wichtigkeit für
ein Antennensystem, das an einem bewegten Vehikel zu verwenden ist. Demgemäß wird ein
Antennensystem geringer Höhe (und
geringen Luftwiderstandes) mit niedrigen Kosten benötigt. Zudem
hängt der
Preis der Antennenabdeckung beispielsweise von den Durchlässigkeitserfordernissen
wie Brechung, Absorption und Reflektion in Bezug auf beispielsweise
ein zirkular polarisiertes Signal ab, um die Signalqualität und das
Material der Bestandteile der Antennenabdeckung aufrecht zu erhalten
sowie das Gesamtvolumen des Materials der Antennenabdeckung. Demnach
reduziert eine Antenne geringer Höhe und eine entsprechende Antennenabdeckung
das Volumen und die Materialkosten, die der Abdeckung zuzuordnen
sind und demnach den Preis der Abdeckung. Zudem, wie Fachleuten
bekannt ist, hat eine Antenne mit einer langen horizontalen Ausdehnung
eines schmale Strahlbreite in Azimutrichtung, was das kontinuierliche
Nachverfolgen des Sendesatelliten 26 (siehe 1)
erschwert, da die Antenne bewegt werden muss, um den Satelliten
innerhalb der Antennenstrahlweite zu halten. Wie Fachleuten bekannt
ist, wird der maximalen theoretische Gewinn einer Antenne bestimmt
durch einen geschnittenen Bereich des Antennenarrays, der in der
Richtung des Satelliten projiziert wird und kann durch die Gleichung
(1) beschrieben werden: G = 4 πA/λ2 (1)wobei G der
Antennengewinn ist, A der geschnittene Bereich der Antenne und λ eine Wellenlänge einer Betriebsfrequenz
der Antenne. Ein typischer Gewinn von näherungsweise 34 dB wird zum
Empfangen von Direktrundfunksatellitenvideo für die kontinentalen Vereinigten
Staaten benötigt.
Dieser Gewinn resultiert aus einem effektiven Bereich der Antenne
bei einem mittleren Band des Betriebsfrequenzbereichs, welches typischerweise
12,2 bis 12,7 GHz ist in den Vereinigten Staaten und Südamerika,
oder 11,7 bis 12,2 GHz in Europa, von näherungsweise einhundertachtundachtzig
Quadratzoll. Eine Ausführungsform ist
ein Zweiunddreißig-Wellenleiterelemente-Array mit einer Weite
von näherungsweise
vierundzwanzig Zoll in der Azimutebene; das Array wird demnach eine
Länge von
näherungsweise
zwölf Zoll
haben. Eine Höhe
am obersten Punkt des Arrays oberhalb der Oberfläche der mobilen Plattform wird
durch die Arraylänge
und einen niedrigsten Elevationswinkel 0, bei dem die Antenne beispielsweise
auf 20° ausgerichtet
sein wird, festgelegt. Für
irgendein Array mit einem Strahlmuster, das senkrecht zu der Arrayebene
ist, wird die Höhe
durch die Gleichung (2) bestimmt: H
= Lcos(θ) (2)wobei H die
Höhe der
Antenne ist, L die Länge
der Antenne und θ gleich
dem Elevationswinkel. Demnach ist für das oben beschriebene Antennenarray die
Höhe näherungsweise
0,287 m (11,3''). Jedoch, wie zuvor
diskutiert, ist es gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der Antenne erwünscht,
das Antennenstrahlmuster in Elevationsrichtung von senkrecht in
Bezug auf das Array zu versetzen. Um denselben effektiven Bereich
der Antenne aufrecht zu erhalten nimmt die Länge des Antennenarrays um 1/cos
(Versatzwinkel) zu; jedoch die Gesamthöhe oberhalb des Fahrzeuges
nimmt durch den Zusammenhang der Gleichung (3) ab: H = Lcos(θ +
Versatzwinkel)/cos(Versatzwinkel) (3)
-
Demnach
wird für
die bevorzugte Ausführungsform
der zweiunddreißig
Wellenleiterelementeantenne mit 45° Versatzwinkel und einem minimalen Elevationswinkel
von 20° die
Arraylänge
von 0,305 m (12'') zunehmen auf 0,432
m (17'') während die
Höhe der
Antenne um näherungsweise
0,287 m (11,3'') zu näherungsweise
0,183 m (7,2'') reduziert wird.
Demnach ist gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
Spitzenwert des Hauptstrahls von senkrecht zu dem Array zum Minimieren
der Höhe
des Arrays versetzt, wenn das Antennenarray bei niedrigen Elevationsswinkeln
vom Horizont weg betrieben wird. Ein Vorteil ist, dass dies auch
die erforderliche Antennenabdeckungsgröße reduziert und irgendeinen
bedingt durch den Luftwiderstand der Antenne und der Antennenabdeckung
bedingten Luftwiderstand.
-
Wie
oben diskutiert, kann es wünschenswert sein,
eine Komplexität
und die Höhe
des Nachverfolgungsmechanismus der Antenne zu reduzieren, beispielsweise
den Bedarf der Abtastbewegung der Antenne in Richtung des Elevationswinkels
zu reduzieren. Dies kann beispielsweise erzielt werden durch Bereitstellen
der Wellenleiterspeiseeinrichtung mit einer Vielzahl von Phasenschiebern
innerhalb einer Wellenleiterspeiseeinrichtung an beispielsweise
jeden Übergangspunkt
angeordnet, wo es einen Übergang
von einem einzelnen Wellenleiter zu zwei Wellenleitern gibt. Die
Vielzahl von Phasenschiebern kann verwendet werden zum elektrischen
Steuern des Strahlmusters in Richtung des Elevationswinkels über beispielsweise
den Elevationsbereich von 50° von
näherungsweise
20° bis
70°. Die
Phasenschieber können
beispielsweise Wellenleiter-montierte Phasenschieber sein, die irgendwelche
elektrischen, elektromechanischen oder gar mechanischen Phasenschieber
sind, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Eine alternative
Ausführungsform,
die auch verwendet werden kann zum Ausführen einer Abtastbewegung der
Antenne in Richtung des Elevationswinkels kann sein, schmale Wellenleiterwände (E-Ebenenwände) der
Vielzahl von Abstrahlwellenleitern so auszugestalten, dass sie dynamisch
variabel sind und so, dass eine Beabstandung zwischen den schmalen
Wänden
variiert werden kann zum Ändern
des Elevationswinkels des Antennenstrahlmusters. Beispielsweise,
wenn es wünschenswert
ist, die Antenne in Richtung des Elevationswinkels eine Abtastbewegung
ausführen
zu lassen, kann ein Mechanismus wie z.B. ein Motor verwendet werden,
um dynamisch variable Wellenleiterwände zu veranlassen, in Vertikalrichtung
angehoben oder abgesenkt zu werden, um die Abtastbewegung des Antennenstrahls
und des Elevationswinkels vorzunehmen. Einige Beispiele von Wellenleiterwänden, die
dynamisch variabel sein können,
um die Beabstandung zwischen den Wellenleiterwänden zu ändern, können irgendwelche von kontinuierlichen,
gewellten, gezahnten, oder gefalteten Wänden sein wie beispielsweise
diamantförmige
Wellenleiterwände,
die eine vertikale Flexibilität
in den Wellenleiterwänden
bereitstellen. Die vertikale Flexibilität kann es den Seitenwänden ermöglichen,
nach innen und außen
bewegt zu werden von einer Kompression zum Variieren der Beabstandung
zwischen den schmalen Wänden
zum Ausführen
einer Abtastbewegung der Antenne in Richtung des Elevationswinkels.
Es ist einzusehen, dass für
irgendeine Ausführungsform,
bei der die Wellenleiterwände
und die Beabstandung zwischen den Wellenleiterwänden zu variieren sind, die
schmalen Wände
es noch ermöglichen
müssen,
zwischen der schmalen Wand und den breiten Wänden des Wellenleiters einen
Kontakt zu bilden. Diese Kontakte können beispielsweise irgendeines
von Nieten, Augenverschlüssen
oder anderen Befestigungseinrichtungen sein, die verwendet werden
können
zum Ausrichten eines Abschnitts des Wellenleiters mit entsprechenden
Durchgangslöchern
zu einem anderen Abschnitt des Wellenleiters, um eine Bewegung der
Abschnitte in Bezug aufeinander zu ermöglichen während des Aufrechterhaltens
des gewünschten elektrischen
Kontaktes.
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Eine
andere Ausführungsform
des Antennenuntersystems kann zwei Arrays wie z.B. zwei 32-Wellenleiterelementearrays
einschließen,
von denen jedes jeweils einen Versatzwinkel von beispielsweise 35° bzw. 65° hat. Ein
Vorteil dieser Ausführungsform
ist, dass jeweilige Wellenleiterarrays nur physikalisch oder elektrisch über beispielsweise
einen 30°-Elevationswinkelbereich
gesteuert werden müssen,
insbesondere das Array mit einem Versatzwinkel von 35° wird im
Elevationswinkel von 20° bis 50° eine Abtastbewegung
ausführen
oder bewegt werden während
das Array mit dem Versatzwinkel von 65° im Elevationswinkelbereich
von 50° bis
80° eine
Abtastbewegung ausführt
oder bewegt wird. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, da jedes Array
nur über
einen 30°-Bereich
in Richtung des Elevationswinkels gesteuert werden muss, dass die
Gesamthöhe
der Antenne und des Nachverfolgungssystems reduziert werden kann.
-
Zusätzlich zu
dem Verfügbarhaben
einer niedrigen Höhe
und kurzen Länge
ist es auch wünschenswert,
dass die Antenne geringe Herstellungskosten hat, ein geringes Gewicht,
einfach herzustellen ist und imstande ist, in einer Umgebung extremer Temperaturen,
Dichte, Höhe,
Stoßbeanspruchung, Vibration
und Feuchtigkeit betrieben zu werden, die für viele Vehikel üblich sind.
Jedes dieser Ziele kann durch eine Antennenstruktur erreicht werden,
die aus weiterentwickelten Verbundmaterialien erstellt sind. Beispielsweise
schließt
eine Ausführungsform
1, wie sie im Querschnitt in 10 gezeigt
wird, einen Guss-Aufbau 103 eines Basisverbundmaterials
ein, das mit einer Metallbeschichtung 105 plattiert ist
zum Bereitstellen eines Antennenarrays 109 des Wellenleiters 107 und
einer Wellenleiterspeiseeinrichtung 111. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der Antenne wird die Antenne per Gussverfahren ohne Enden des Wellenleiters
gebildet und derart, dass jede Apertur (nicht dargestellt) innerhalb
jeder breiten Wand jedes im Wesentlichen rechteckförmigen Wellenleiters
des Wellenleiterarrays als Teil eines Spritzgussprozesses gebildet
wird zum Ausbilden des Wellenleiterarrays und der Wellenleiterspeiseeinrichtungsstruktur.
Ein Vorteil dieses Prozesses ist, dass er reduzierte Werkzeugkosten
hat und praktikabel zu formen ist. Es ist jedoch vorzuziehen, dass
andere Formungsprozesse wie z.B. Formpressen von blattförmigen Formungskomponenten
auch verwendet wird zum preiswerten Erzeugen eines Antennenarrays
in einem oder in mehreren Teilen. Sowohl die Form-Werkzeuge als
auch die Prozesse zum Erzeugen des Arrays sind bekannt und können zum
Formen des Antennenarrays und der Wellenleiterspeiseeinrichtung
in den freien gewünschten
Dimensionen verwendet werden.
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Sobald
das Grundmaterial entweder einstückig
oder in mehreren Teilen eines Antennenarrays und einer Wellenleiterspeiseeinrichtung
geformt worden ist, können
das Antennenarray und die Wellenleiterspeiseeinrichtung dann unter
Verwendung bekannter Arten von Plattierung bzw. Metallbeschichtung
wie z.B. elektrofreie oder elektrolytische Plattierungsprozesse
plattiert werden. Zudem ist es vorzuziehen, dass in einigen beispielhaften
Ausführungsformen
ein zusätzliches
Grundmaterial verwendet werden kann zum Verbessern der Adhäsion einer metallischen
Abdeckung an dem Grundmaterial. Es sollte auch eingesehen werden,
dass manchmal eine Kombination aus elektrofreien und elektrolytischen Plattierungen
verwendet werden kann. Die Plattierung wird verwendet zum Ausbilden
einer inneren leitfähigen
Hülle und
wenn erwünscht
auch außen
an dem Wellenleiter und der Wellenleiterspeiseeinrichtung.
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In
einer Ausführungsform
der Antenne 101 können
ausgeführte
Metallschlitze in das gegossene Grundmaterial eingefügt werden
zum Bilden der (nicht dargestellten) Aperturen innerhalb jeweiliger breiter
Wände jedes
Wellenleiters 107 zum Reduzieren der Komplexität und der
Präzisionserfordernisse des
Formungswerkzeugs und des Plattierungsprozesses. Zudem sollte einzusehen
sein, dass wenn solche Einfügungen
verwendet werden, es gegebenenfalls nicht notwendig ist, die Durchgangslöcher in dem
Grundmaterial, das die Schlitze bereitstellt, bei denen die Einfügungen eingefügt werden,
zu plattieren. Ein Verfahren des Einfügens der Einfügungen kann
sein, Ultraschalleinfügungen
zu verwenden, die schnelle und ökonomische
Verankerung von Metalleinfügungen
ermöglichen
und auch einen hohen Grad an mechanischer Zuverlässigkeit mit exzellentem Herauszieh-Momentwiderstand
bereitstellen. Ein anderer Vorteil der Ultraschalleinfügung ist,
dass sie in einer geringeren Restbeanspruchung resultieren verglichen
mit anderen Verfahren des Einfügens,
weil sie ein gleichförmiges
Schmelzen und ein minimales thermisches Schrumpfen sicherstellen.
Ein anderer Vorteil des Einfügens
vorgeformter Metallschlitze in das geformte Grundmaterial ist, dass
es in reduzierten Handlungskosten resultiert, speziell, wenn die Durchlaufzeit
des Formteils sekundäre
Arbeitsabläufe
zulässt,
die durch den Spritzgussmaschinenbetreiber vorgenommen werden.
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Es
ist auch einzusehen, dass das Auswählen eines Grundmaterials wichtig
ist für
den Entwurf und den Aufbau des Antennenarrays und der Wellenleiterspeiseeinrichtung
für das
Plattieren des Grundmaterials und zum Bereitstellen von Einfügungen,
falls vorhanden, da jedes von dem Grundmaterial, der Plattierung
und den Einfügungen
unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben kann, hierdurch
Beanspruchungen innerhalb der Antennen- und der Wellenleiterspeiseeinrichtungsstruktur einfügend. Ähnliche
Beanspruchungen können
jene sein, die durch die Umgebung und die Umwelt, in der die Antenne
zu betreiben ist wie z.B. Stoß,
Vibration sowie Feuchtigkeit bedingt sind. All jene Faktoren beeinflussen
das Bestimmen des Grundmaterials und der leitfähigen Beschichtung. Beispielsweise
ist an einem Flugzeug ein Material mit niedriger Wasserabsorption
von extrem niedriger Dichte, hoher Festigkeit und Dimensionsstabilität erwünscht. In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden das Antennenarray und die Wellenleiterspeiseeinrichtung aus
ULTEM® gebildet,
welches ein Polyetherimid ist und eine eingetragene Marke von GE.
Jedoch ist einzusehen, dass andere Kandidatenmaterialien Faserverbund-
oder faserversteifte Kunstharze sowie Polyesterkunstharze einschließen. Jedes
hat eine Dichte in einem Bereich von 1,5 bis 2,0. Das Vergleichen
der Dichte dieser Grundmaterialien beispielsweise mit der von Aluminium
von näherungsweise
2,7 lässt
es offensichtlich erscheinen, dass eine signifikante Gewichtseinsparung
der Antenne und der Wellenleiterspeiseeinrichtung erzielt werden
kann. Zudem können
Polyetherimide und Polyester unter Verwendung bekannter Prozesse
wie die oben diskutierten zusammengesetzt werden. Ferner ist einzusehen,
dass eine Anordnung von Spritzgussteilen zum Erstellen der Antenne
und der Wellenleiterspeiseeinrichtung durch irgendwelche Einschnappverbindungen,
Klebeverbinden, Löten,
Gussgewinde, Einfügen,
Ultraschallverbinden und Anderes zusammengesetzt werden können. Zudem
können
bedingt durch die hervorragenden physikalischen Eigenschaften jener Grundmaterialien
eine stabile leichtgewichtige Arrayantenne und eine Wellenleiterspeiseeinrichtung
bereitgestellt werden. Demnach ist ein Vorteil der Antenne und der
Wellenleiterspeiseeinrichtung 101, dass wenn sie aus solchen
Grundmaterialien geformt werden, sie eine Strukturfestigkeit und
Stabilität
haben sowie einen Widerstand gegenüber Umweltfaktoren. Zudem kann
ein Innenbereich jedes der im Wesentlichen rechteckförmigen Wellenleiter
effizient oder gegenüber
der Umwelt abgeschlossen und inhärent
angepasst werden, um bedarfsweise Gas unter Druck einzuführen, beispielsweise
zum Vermeiden von Feuchtigkeitseintritt.
-
Die
Antenne kann auch mit mehreren Lenkarrays versehen sein, die gemeinsam
mit dem Antennenarray unter der Antennenabdeckung angeordnet sind
zum Unterstützen
der Positionierung des Strahlmusters des Antennenarrays. Die Lenkarrays werden
in Azimut- und Elevationsrichtung in Verbindung mit dem Antennenarray
derart bewegt, dass der physikalische Zusammenhang zwischen den
Lenkarrays und dem Antennenarray konstant verbleibt. 11A und 11B zeigen
einen Ausdruck in Azimut- und Elevationsrichtung eines Antennenstrahlmusters
des Antennenarrays und der Lenkarrays. Jedes der Lenkarrays hat
ein entsprechendes Antennenstrahlmuster 173, 175, 177, 179,
das zu dem Strahlmuster 171 des Antennenarrays versetzt
ist, wie in 11 dargestellt. Insbesondere
kann sich das Strahlmuster des Antennenarrays beispielsweise zum
linken Azimut 173 hin und zum rechten Azimut 175 in
Azimutrichtung des Strahlmusters 171 des Antennenarrays,
oberhalb 177 in Elevationsrichtung und unterhalb 179 in
Elevationsrichtung des Strahlmusters des Antennenarrays befinden.
Die von den Lenkarrays empfangenen Signale können beispielsweise paarweise
derart verarbeitet werden wie ein Links/Rechts-Paar und ein Aufwärts/Abwärts-Paar zum Unterstützen des
Nachverfolgens des Antennenarrays in Azimut- und Elevationsrichtung.
Beispielsweise können
die Lenkarraymuster 173, 175, 177, 179 quer
zum Zentrum des Strahlmusters 171 des Antennenarrays derart
angeordnet sein, dass gleiche Amplitudensignale von jedem Lenkarray
im Zentrum des Strahlmusters des Antennenarrays empfangen werden.
Wenn daher ein großes
Amplitudensignal von dem rechten Lenkarray bezogen auf das linke
Lenkarray empfangen wird, kann das Antennenarray nach links bewegt
werden bis ein gleiches Amplitudensignal von beiden Lenkarrays empfangen
wird. In ähnlicher
Weise kann die Antenne ansprechend auf von dem Aufwärts/Abwärts-Paar
von Lenkarrays empfangenen Signalen bewegt werden. Die Verarbeitung
von von den Lenkarrayausgängen ausgegebenen
Signalen ist Amplitudenbasiert, hierdurch den Bedarf nach Phasennachverfolgung
zwischen Verarbeitungsmodulen und das Zulassen des Betriebs mit
einer einzelnen Kanalverarbeitungskette eliminierend.
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12 zeigt
einen möglichen
Ort des Antennenuntersystems 20 an einem Flugzeug 181.
Die Antenne befindet sich außerhalb
des Flugzeugs, beispielsweise oberhalb des Rumpfs für eine klare
unbehinderte Sicht in Richtung des Satelliten 26 unter angemessener
Ausrichtung des Flugzeugs. Das System der Erfindung kann Satellitenempfänger 183 einschließen, die
beispielsweise in einem Frachtbereich des Flugzeugs untergebracht
sind. Zudem kann das System Rückenlehnenanzeigen 187 einschließen, die
Kopfhörern
und einem Auswahlpaneel zugeordnet sind zum Bereitstellen von Informationsauswahlfähigkeit
für jeden
Passagier. Alternativ kann Information auch an alle Passagiere verteilt
werden zum gemeinsamen Betrachten über eine Vielzahl von Schirmen,
die periodisch im Passagierbereich des Flugzeugs angeordnet sind.
Ferner kann das System auch eine Systemsteuer/Anzeigestation 186 einschließen, die
beispielsweise im Kabinenbereich untergebracht wird, beispielsweise
zur Benutzung durch einen Flugbegleiter auf einer kommerziellen Fluglinie
zum Steuern des Gesamtsystems und derart, dass keine direkte menschliche
Interaktion mit der Ausrüstung
mit Ausnahme von Wartung und Reparaturen notwendig sind.
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Wie
oben diskutiert können
die Antenne 28, die Lenkarrays und die Wellenleiterspeiseeinrichtung 34 verwendet
werden zum Erstellen des Satellitennachverfolgungsantennenuntersystems 20, das
als erste Einheit eines Satellitenempfangssystems verwendet werden
kann auf einem bewegten Vehikel wie z.B. einem Flugzeug der 12.
Das Satellitenempfangssystem kann verwendet werden, um irgendeine
Anzahl von Passagieren innerhalb des Flugzeugs mit Live-Programmen
wie z.B. Nachrichten, Wetter, Sport, Netzprogrammierung, Filmen
und Ähnlichem
zu versorgen. Insbesondere wird die Antenne die Bewegung des Fahrzeugs
in Azimut- und Elevationsrichtung nach verfolgen, um das Antennenstrahlmuster
auf den Sendesatelliten 26 fokussiert zu halten, wird die
Live-Rundfunksignale
von dem Sendesatelliten empfangen und wird die Live-Rundfunksignale
einem Empfängersystem 183 bereitstellen,
das die gewünschten
Programme an jeweilige Passagiere wie durch jeweilige Passagiere ausgewählt verteilen
wird.
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Ein
Problem beim Bereitstellen eines Signals wie z.B. irgendeines von
einem Live-Videoprogrammsignal, einem Kommunikationssignal wie einem
Telefonsignal, aktiven Diensten wie Internetdiensten oder anderen
Datensignalen für
Passagiere in einem Vehikel wie einem Flugzeug ist, dass ein Kommunikationsnetz
wie Satelliten- oder Bodenkommunikationsstationen nicht immer positioniert
sind, um das Informationssignal für das bewegte Vehikel für mindestens
einen Abschnitt seiner Reise bereitzustellen. Gemäß der Erfindung
gibt es ein Verfahren und ein System zum Bereitstellen eines Informationssignals
für ein
bewegtes Vehikel in einem Bereich, der nicht innerhalb des Abdeckungsbereichs
des existierenden Kommunikationsnetzes liegt, einem Bereich, in
dem eine kontinuierliche Abdeckung nicht verfügbar ist, einem Bereich, in
dem eine Signalqualität
schlecht ist oder selbst einem Bereich, in dem ein Kommunikationskanal
nicht existiert. Es ist demnach einzusehen, dass gemäß dieser
Spezifikation ein Bereich, in dem es keine kontinuierliche Abdeckung gibt,
definiert wird als irgendein Bereich, in dem ein Signal nicht kontinuierlich
empfangen werden kann wie über
dem Atlantischen Ozean, wo wenn ein Satellit über dem Atlantik positioniert
ist, ein Sendesignal an Stärke
verlieren kann für
Positionen des Atlantischen Ozeans, aber ein adäquates Signal für andere
Abschnitte des Atlantischen Ozeans bereitstellen wird.
-
Eine
Ausführungsform
der Erfindung, bei der das Verfahren und das System der Erfindung
verwendet werden können,
dient einem transozeanischen Flug. Ein erster Sender/Empfänger kann
an einem Kommunikationsturm, der am Boden positioniert ist, angeordnet
sein zum Kommunizieren mit einem Flugzeug, das dabei ist, einen
transozeanischen Abschnitt des Flugs zu beginnen oder gerade begonnen hat,
oder kann sich an einem Flugzeug selbst befinden, das noch innerhalb
des Abdeckungsbereichs eines Satelliten oder innerhalb des Abdeckungsbereichs
eines Kommunikationsnetzes ist, wenn er über eine Küstenlinie oder in ihrer Nähe fliegt.
Wie Fachleuten aus der Luftfahrtindustrie bekannt ist, treten Flüge wie Transatlantikflüge mit näherungsweise derselben
Flughöhe
auf, wobei eine Vielzahl von Flugzeugen über den Atlantischen Ozean
in einem Satz paralleler Wege, die als "Luftstraßen" bekannt sind, Reihen von zueinander
beabstandeten Flugzeugen bildend, beispielsweise zwei Minuten voneinander
beabstandet, eines vor dem anderen. Ein nächster Schritt in dem Verfahren
der Erfindung zum Bereitstellen des Signals zu der bewegenden Plattform
ist es, das durch den ersten Sender/Empfänger empfangene Signal für einen
zweiten Sender/Empfänger
neu zu senden, der sich beispielsweise in dem Flugzeug befindet,
mit dem zu kommunizieren ist, oder in einem anderen Flugzeug, das
den transozeanischen Flug ausführt.
Ein zusätzlicher
Schritt in dem Verfahren ist es, das neu gesendete Signal mit dem zweiten
Sender/Empfänger
zu empfangen und das empfangene Signal von dem zweiten Sender/Empfänger zu
einem dritten sich an einem anderen Flugzeug, das beispielsweise
vor einem Flugzeug, in dem der zweite Sender/Empfänger untergebracht
ist, befindenden dritten Sender/Empfänger zu senden. Dieser Schritt
kann entlang der Flugzeugluftstraße über den gesamten Ozean wiederholt
werden zum Bereitstellen des Informationssignals für jedes
der Flugzeuge. Die Information kann beispielsweise irgendeines von
Live-Videoprogramm, Zweiwegekommunikationssignalen, interaktiven
Diensten oder anderen Kommunikationsdatensignalen einschließen, die
beispielsweise jeweiligen Passagieren innerhalb der Vielzahl von
Flugzeugen, die den Ozean überqueren, bereitgestellt
werden.
-
Obwohl
dieses Beispiel in Bezug auf Flugzeuge bei einem transozeanischen
Flugmuster bereitgestellt worden ist, ist einzusehen, dass diese Verfahren
auch auf irgendwelche Flugzeuge irgendwo in der Welt angewendet
werden kann, wenn die Luftstraße
nicht innerhalb eines Abdeckungsbereichs des Sendesatelliten liegt
wobei keine Boden-Luft-Kommunikationssignale
verfügbar
sind, wobei kontinuierliche Satelliten- oder Kommunikationssignalabdeckung
nicht verfügbar
ist, wobei eine Signalempfangsqualität schlecht ist oder selbst
wobei ein existierender Kommunikationskanal vorliegt. Es ist auch
einzusehen dass obwohl dieses Beispiel in Bezug auf jeweilige Flugzeuge
gegeben worden ist, die das Signal empfangen und neu senden, dieses Verfahren
auch verwendet werden kann wo nur einige der Flugzeuge das Signal
empfangen und neu senden. Es ist ferner einzusehen, dass obwohl
dieses Verfahren in Bezug auf ein Flugzeug beschrieben worden ist,
es auch verwendet werden kann durch irgendein Passagiervehikel wie
z.B. eine Vielzahl von Landvehikeln.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann das Verfahren und das System verwendet werden
zum Erstellen eines Bodenkommunikationsnetzes zwischen einer Vielzahl
bewegter Fahrzeuge wie Automobilen, Zugmaschinen, Lastwägen, Bussen
und Ähnlichem.
Mit dem Verfahren und System der Erfindung kann das Informationssignal
zwischen bewegten Plattformen empfangen und gesendet werden zum
Erstellen eines existierenden Kommunikationsnetzes zum Ausräumen irgendeines
Fehlens an Signalabdeckung, einer schlechten Signalabdeckung oder
selbst zur Erhöhung
der Sendeleistung, die erforderlich sein kann für existierende Kommunikationsnetze.
Demgemäß ist ein
Vorteil des Verfahrens und des Systems der Erfindung, dass es beispielsweise
Ausfälle
in existierenden Kommunikationsnetzen wie Ausfälle in der Abdeckung, die man
in zellularer Abdeckung für
existierende Zellular- und persönliche
Kommunikationsdienstnetze erfahren kann, verringern kann. Zudem
können
das Verfahren und System auch ein alternatives Kommunikationsnetz bereitstellen,
selbst dort wo es bereits ein existierendes Kommunikationsnetz gibt.
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Mit
dem Verfahren und dem System der Erfindung kann jedes bewegte Vehikel
das Informationssignal empfangen und das Informationssignal innerhalb
eines lokalen Radius einer anderen Sender/Empfängereinheit neu senden, die
sich beispielsweise auf einem anderen bewegten Vehikel befindet innerhalb
des lokalen Radius der ersten Sender/Empfängereinheit. Das Verfahren
und System der Erfindung können
eingerichtet werden, so dass es für den Bediener oder Passagiere
innerhalb des bewegten Vehikels nicht sichtbar ist. Beispielsweise kann
jedes bewegte Vehikel mit einer Sender/Empfängereinheit versehen sein,
selbst wenn der Bediener oder Passagier auswählt, den Dienst nicht zu benutzen
oder ein System innerhalb des Vehikels zu haben, das das Informationssignal
interpretieren kann. Demgemäß kann jedes
bewegte Vehikel das Informationssignal empfangen und neu senden
zum Bilden eines Kommunikationsnetzes, das solange existieren wird
wie es eine ausreichende Anzahl bewegter Vehikel innerhalb eines
Bereichs gibt.
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Es
sollte auch eingesehen werden, dass das System und Verfahren der
Erfindung nicht auf Sender/Empfängereinheiten
beschränkt
ist, die sich auf einem bewegten Vehikel befinden. Beispielsweise kann
das Gesamtnetz, das durch das System und Verfahren der Erfindung
gebildet wird, sowohl Sender/Empfängereinheiten einschließen, die
sich auf einem bewegten Vehikel befinden als auch ortsfeste Sender/Empfängereinheiten
wie existierende Zellular- und PCS-Basisstationen, existierende Zwischenverstärkerpositionen,
existierende Kabelantennen, existierende Satelliten- oder Digitalrundfunkantennen,
existierende UHF/VHF-Antennen und Ähnliches. Ein Vorteil eines
solchen Verfahrens der Erfindung und sowohl ortsfeste Sender/Empfängereinheiten
als auch auf mobilen Plattformen angeordnete Sender/Empfängereinheiten
einschließenden
Systems der Erfindung ist, dass die Kombination ein Kommunikationsnetz
bereitstellen kann, bei dem einfach feste Sender/Empfängereinheiten
oder einfach auf mobilen Plattformen angeordnete Sender/Empfängereinheiten
kein adäquates
Kommunikationsnetz bereitstellen können.
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Demgemäß dient
ein anderes Beispiel einer Ausführungsform
eines Systems und Verfahrens der Erfindung zum Bereitstellen einer
Sender/Empfängereinheit
auf einer Vielzahl von bewegten Vehikeln. Die bewegten Vehikel können irgendwelche
sein von Automobilen, Lastzügen,
Bussen, Lastwagen und Ähnlichem.
Zudem können
Passagiere oder Bediener innerhalb der Vehikel nicht notwendigerweise
mit dem Dienst oder dem Netz verbunden sein müssen, das durch das Informationssignal
bereitgestellt wird. Trotzdem kann jedes Vehikel eine Sender/Empfängereinheit
bereitstellen, die mit entweder auf anderen mobilen Plattformen
angeordneten Sender/Empfängereinheiten
oder mit ortsfesten Sender/Empfängereinheiten
kommunizieren kann.
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Es
ist einzusehen, dass das Verfahren und System der Erfindung verwendet
werden kann zum Bereitstellen von Information zu einer bewegten Plattform
von einer Informationsquelle und von einer bewegten Plattform zu
einer Zielquelle. Zudem können
das Verfahren und System in einem Bereich verwendet werden, in dem
kein existierendes Kommunikationsnetz verfügbar ist oder können in
einem Bereich verwendet werden, in dem ein Kommunikationsnetz verfügbar ist.
Auch ist einzusehen, dass mindestens eine von den Sender/Empfängereinheiten sich
auf einer ortsfesten Plattform befinden muss oder mindestens eine
der Sender/Empfängereinheiten
sich auf einer mobilen Plattform befinden muss. In einer bevorzugten
Ausführungsform
werden die Schritte des Empfangens und Sendens durch jeweilige Sender/Empfängereinheiten
innerhalb einer sich auf einer mobilen Plattform befindenden Sender/Empfängereinheit
durchgeführt
und mit jeder mobilen Plattform, die das Informationssignal zu einer anderen
mobilen Plattform sendet entlang einer Reiseroute zum Bilden eines
Kommunikationsnetzes. Es ist ferner einzusehen, dass das System
entweder eine Richtantenne einschließen kann, die das Informationssignal
in einer bestimmten Richtung zu einer anderen Sender/Empfängereinheit
sendet, oder eine Rundstrahlerantenne, die in allen Richtungen gleich sendet
zum Kommunizieren mit anderen Sender/Empfängereinheiten innerhalb einer
gewissen Distanz. Darüber
hinaus ist einzusehen, dass das Informationssignal auch durch einen
Satelliten oder ein Netzwerk von Satelliten bereitgestellt wird.
Es ist noch ferner einzusehen, dass die Information selbst irgendeines
einschließen
kann von Videoprogrammsignalen, Wartungsinformation bezüglich der
bewegten Plattform selbst, Positionsinformation bezüglich der
bewegten Plattform, Vitalinformation eines Passagiers innerhalb
der bewegten Plattform, Internet-bezogene Daten, Telekommunikationsdaten
und Ähnliches.
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Nachdem
derart einige spezielle Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden sind, werden verschiedene Abwandlungen,
Modifikationen und Verbesserungen sich Fachleuten leicht erschließen. Demgemäß ist die
vorangehende Beschreibung nur beispielhaft und die Erfindung ist
nur beschränkt, wie
in den folgenden Ansprüchen
definiert.