JP2017506478A - 航空機キャビン用の通信装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、航空機キャビン内に配置するための通信装置であって、当該装置は：通信ネットワークの第一の周波数帯で通信データを送り及び受信し、定位ネットワークの第二の周波数帯で定位データを受信するように設計されたアンテナアセンブリであり、アンテナアセンブリは、主軸の周りを回る放射線のパターンを有するアンテナであり、放射は主軸の方向においてその最大であるアンテナ、及び、アンテナ軸の外側の放射線を制限するように設計された、放射を抑制するためのシステム、を有するアンテナアセンブリ；アンテナに接続され、通信ネットワークを介した通信データの放出及び受信を可能にするように設計された、モデム；及び定位データ受信器、を有する通信装置、に関する。

Description

本発明は、データ及び／又は定位ネットワークを用いた航空機からの通信を可能にする通信装置に関する。

航空機は、データ及び／又は定位ネットワーク用いた通信を可能にする通信装置をしばしば装備する。データネットワークは、イリジウム（ＩＲＩＤＩＵＭ（登録商標））型（一群の衛星を使用する通信ネットワーク）であり、定位ネットワークは、ＧＰＳ型（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（全地球測位システム））のものである。通信装置は、概して送信／受信システム及びアンテナから成る。

既知のやり方では、航空機は、特定のネットワークにそれぞれ特化した、いくつかのアンテナを装備する。加えて、航空機の電子機器に支障を来さないように、これらのアンテナは航空機の外殻上に配置される。

これには、問題が無いという訳ではない。

実際に、機器が航空機の外殻上に配置されるとすぐに、後者の全体構造は、安全性の明白な理由のために再認証されなければならない。これは、アンテナの数が大きい場合に更に制約となる。

本発明は、これらの不利益の少なくとも一つを正すことを提案する。

この目標を達成するために、本発明は、航空機のキャビン内に配置されるための通信装置であって、装置は：
‐通信ネットワークの第一の周波数帯で通信データを送信及び受信し、定位ネットワークの第二の周波数帯で定位データを受信するように構成されたアンテナアセンブリであり、アンテナアセンブリは、主軸の周りの回転の放射線ダイアグラムを有するアンテナであり、放射線は主軸の方向において最大であるアンテナ、及び、アンテナの軸の外側の放射線を制限するように構成された放射線閉じ込めシステム、を有するアンテナアセンブリ；
‐アンテナに接続され、通信ネットワークを通じた通信データの送信及び受信を可能にするように構成されたモデム；及び
‐定位データ受信器、
を有する、通信装置、を提案する。

本発明は、有利には、単独で又はそれらの技術的に可能な任意の組み合わせで採用される以下の特徴によって補足される：
‐それは、アンテナアセンブリ、モデム及び定位データ受信器を収容するように構成された空洞を有する、円筒状筐体；及び、方向付けを可能にするような方法で円筒状筐体に取り付けられるように構成された覆いであり、覆いは、アンテナアセンブリを方向付けるようにアンテナアセンブリを支持する、覆い、を有する；
‐覆いは、筐体に対する覆いの方向付けを可能にする蝶番を用いて筐体に取り付けられている；
‐放射線閉じ込めシステムは、アンテナの下に配置された無線周波数吸収アセンブリ、及び／又は、アンテナより上への延長の可能性をもって周りに配置された金属空洞、及び／又は、少なくとも一つ若しくはそれ以上のチョークリング、から成る；
‐それは、航空機の風防、航空機の側部窓のような滑らかな表面などの航空機の垂直壁に筐体を取り付けるように構成された取り付けシステムを有する；
‐それは、装置と航空機の壁との間の接触損失が検出されるとすぐに、アンテナアセンブリの無線送信を中断するように構成された接触損失検出器を有する；
‐それは、Ｗｉ‐Ｆｉネットワークのようなワイヤレスネットワークへのアクセスポイントを形成するように構成された通信システムであり、通信ネットワークはアクセスポイントを通じて遠隔でアクセス可能である、通信システム、を有する；
‐アンテナは、接地面、接地面上に配置された誘電体基板、誘電体基板上に配置された放射素子、並びに、アンテナが第一の周波数帯及び第二の周波数帯で放射するために十分な動作帯域を制御及び獲得するように、接地面に作られた複数の刻み目、を有する。

本発明はまた、風防及び本発明による通信装置を有する操縦室を有する、航空機、に関する。本発明の利点は非常に多い。

それは、接続性を備えた取り外し可能、携帯可能な解決策を提供する。加えてその小型化のおかげで、それは、小さな寸法及び小さな嵩に、機器の低い空間要求及び航空機のキャビン内でのワイヤレス操作を許す。したがって、それは、通信ネットワークの第一の周波数帯で通信データを送信及び受信するため及び定位ネットワークの第二の周波数帯で定位データを受信するために、十分に大きな周波数帯域にわたることを可能にする。

本発明の他の特徴、目的及び利点は、続く記述において明らかにされるであろう。記述は、純粋に説明的であって限定的でなく、添付の図面を参照して読まれなければならない。
図１は、本発明による通信装置の概略図を示す。 図２は、いくつかの可能性に照らして、内側に本発明による通信装置が配置される航空機を模式的に示す。 図３は、本発明による通信装置を示す。 図４Ａ及び図４Ｂは、本発明による通信装置のアンテナの底部の断面図及び斜視図をそれぞれ示す。 図４Ａ及び図４Ｂは、本発明による通信装置のアンテナの底部の断面図及び斜視図をそれぞれ示す。 図５Ａ及び図５Ｂは、いくつかの実施形態によるアンテナ及び放射線閉じ込めシステムを有する、本発明によるアンテナアセンブリの断面図及び上面図をそれぞれ示す。 図５Ａ及び図５Ｂは、いくつかの実施形態によるアンテナ及び放射線閉じ込めシステムを有する、本発明によるアンテナアセンブリの断面図及び上面図をそれぞれ示す。 全ての図面において、類似の要素は同一の参照符号を有する。

図１に関連して、航空機のキャビン内に配置されるための通信装置Ｄは、通信ネットワークから第一の周波数帯で通信データを送信及び受信し、定位ネットワークから第二の周波数帯で定位データを受信するように構成されたアンテナアセンブリＡを有する。

アンテナ１は、主軸の周りの回転の放射線ダイアグラムを有し、放射線は主軸の方向において最大である。

通信装置は航空機のキャビン内に配置されるという事実を考慮して、アンテナアセンブリＡは、アンテナ１の主軸の外側の放射線を制限するためのシステム２を有する。

通信装置Ｄは、航空機のキャビン内のいくつかの位置に配置されることができる。図２に示されるように、装置は、航空機ＡＦの操縦室内に配置されてもよく、又は乗客のために確保される空間内のいくつかの異なる位置に配置されてもよい。

再び図１に関連して、通信装置はまた、アンテナ１に接続され、通信ネットワークを通じた通信データの送信及び受信を可能にするように構成されたモデム３、及びＧＰＳ型の定位データの受信器４、を有する。

アンテナ１は、デュアルバンドであり、イリジウム（登録商標）通信ネットワーク上の通信データを送信及び受信することができる。イリジウムネットワークは、複数の軌道通信衛星のネットワークである。このネットワークは、常時（２４時間）の接続を確かにすることができ、極圏地帯を含む世界中どこでも受信地域を提供する。

もちろん、使用されるモデム３が所望の通信装置のものであることを条件として、通信装置は任意の他の軌道衛星通信ネットワーク又は静止衛星通信ネットワークと共に動作することができる。しかしながら、これらの異なるネットワークのうちのいくつかは、全地球の受信地域及び永久的な動作を提供しないことが留意されるべきである。

定位データの受信器４は、地球測位によって、如何なる時も、通信装置及びそれ故にそれを運搬する航空機又は車両を定位することを可能にする。地理座標に加えて、ＧＰＳは以下の情報を伝えることができる：ＧＭＴ時間、高度、対地速度、機首方位など。有利には、定位データ受信器は、それが運搬される手段に対応する及び/又は通信装置によって送信される各メッセージ若しくは各データに対応する確定された速度で、この情報を自動的に伝える。

一方では通信ネットワークへ及びへの送信／受信を、他方では定位ネットワークから来る定位データの受信の管理を提供するために、通信装置は、制御ユニット６を有する。このユニットは、全ての通信回線の管理及び接続優先権の割り当て（乗員及び／又は乗客）を可能にする。それはまた、アセンブリの内部操作及び外部操作を管理し、使用される様々なネットワーク（イリジウム及び定位）の送信レベル及び受信レベルを管理し能動的に制御するための機能性を有する。その上に、それは、データの圧縮及び復元を可能にする搭載されたソフトウェア並びにデータ暗号化機能及び復号化機能を有する。

通信装置は、Ｗｉ‐Ｆｉネットワークのようなワイヤレスネットワークへのアクセスポイントを形成してもよく、通信ネットワークはアクセスポイントを通じて遠隔でアクセス可能である。

したがって、このように形成されたアクセスポイントを経由して、移動通信機器は、データ通信ネットワークへのアクセスを得ることができる。アクセスポイントはこのように、航空機上で通信をルーティングし又は移動式機器から、（通信装置が航空機の操縦室内に配置されている場合に、）データ通信ネットワークを通じて望まれる最終の受信者又は最終のネットワークへのデータを伝達する。

この目標を達成するために、通信装置は、ワイヤレス通信ユニット７を有する。具体的には、アクセスポイントはＷｉ‐Ｆｉアクセスポイントである。そのため、ワイヤレス通信ユニット７の装置は、アクセスポイントを作り出すためのＷｉ‐Ｆｉカード（図示なし）、及びＷｉ‐Ｆｉアンテナ（図示なし）を有する。

通信装置は電池５を有する。電池５は、有利には長い寿命を持ち、通信装置が中断なく最小で５時間にわたって動作することを可能にし得ることを意味する。電池５は、有利には再充電可能であり、電力供給を必要とする通信装置の構成要素に接続される。

図３に関連して、通信装置はまた、装置の構成要素を収容するように構成された空洞９を有する、円筒状筐体８、及び、方向付けを可能にするような方法で円筒状筐体に取り付けられるように構成された覆い１０、を有する。覆い１０は、アンテナ１及び閉じ込めシステム２を支持し、アンテナアセンブリ（閉じ込めシステムを備えたアンテナ）は、その結果筐体８に対する方向付けの能力がある。これは、装置が特別の目的のための位置に配置され、閉じ込めシステム２を備えたアンテナ１がそのときに別個に方向付けられることを可能にする。

筐体８に対して覆い１０を方向付けるために、通信装置は、一つ又はそれ以上の（複数の）蝶番（ヒンジ）１１を有する。筐体８に対して覆い１０を方向付けることを可能にし得る他の種類の構成要素を予期することは、もちろん可能である。

有利には、放射線閉じ込めシステム２は、いくつかの形を呈することができる（下記参照）。

航空機の風防、航空機の側部窓のような滑らかな表面に筐体を接続するために、通信装置は、取り付けシステム１２を有する。

取り付けシステム１２は、いくつかの形を呈することができる。

それは、任意の滑らかな表面及び風防、側部窓又は操縦室内又はキャビン内のポートに取り付けられることができる、真空ポンプを設けられた吸引カップであってもよい。この吸引カップは、筐体の基部に又は筐体の側面上に展開してもよい（図３参照）。

それは、雄部が筐体８に取り付けられ、雌部が航空機の内側トリムに又はこの雌部を受容することができる付属品若しくは任意の他の部分に取り付けられたベルクロ（登録商標）システムを使用した取り付けシステムであってもよい。

通信装置Ｄは、通信装置がもはや航空機内のその取り付け支持部（例えば航空機のガラス壁）と接触していなければすぐに、切断されることができなければならない。実際に、この場合には、通信装置は、航空機の運転を混乱させ得る。

これを達成するために、通信装置は、航空機のその支持部からの装置の分離を検出するように構成されたＤＥＴ接触損失検出器を有する。

このＤＥＴ検出器は、もし航空機のガラス壁との接触が失われると、アンテナ１の無線送信を切断する目的を有する。したがって、この追加的な安全装置は、航空機に乗っている人又は器械に向けた無線送信の如何なる危険性も避ける。

好ましくは、一つ又はそれ以上のプッシュボタン型のスイッチが、ボタン部分のみが空洞９の高さから窓に向かって突出するように、通信装置の空洞９の内側に設置される。定常開型のスイッチを用いて、ボタンが押されたときに電気接続が作り出される。本発明のガラス壁への取り付けは、（複数の）ボタンを押圧する。この名目の配置において、電気接続が確立され、アンテナ１は動作することができる。

壁に対する装置の分離の事象において、少なくとも一つのスイッチへの圧力がそれ以上維持されない。そのとき電気接続は切断される。

一つの変形例として、接触損失検出器は、圧力スイッチ又は誘導検出器又は容量検出器又は光学検出器のような他の種類のセンサを使用してもよい。例えば、空洞が窓の端で金属部分の付近に接続されている場合は、誘導検出器は、航空機の金属の壁との接触の損失を検出する。

アンテナ１は、好ましくは仏国特許第２９１２２６６Ｂ１号明細書において記述される種類のものであり、その一つの断面図及び一つの斜視図は図４Ａ及び図４Ｂにそれぞれ示される。このアンテナはまた、接地面１３、接地面１３上に配置された誘電体基板１４、誘電体基板１４上に配置された放射素子１５、並びに、アンテナが第一の周波数帯及び第二の周波数帯で放射するために十分な動作帯域を制御及び獲得するように、接地面１３に作られた複数の刻み目１６、を有する。図４Ｂにおいて、８つの細い刻み目１６が接地面１３に設けられている。このアンテナは、主軸Ｘに沿って放射する。

アンテナ１に給電するために、後者は、放射素子１５に接続された同軸プローブ１８を有する。

アンテナ１は、全体として円形状のものである。

このようなアンテナは、通信データの送信若しくは受信及び定位データの受信を同時に行うことを可能にする。

加えて、アンテナは、全方向性であり且つ小型である。λを通信装置の動作周波数の平均波長に対応するものとして、誘電体基板１４の直径はλ／３程度であり、その厚さはλ／３０程度である。

有利には、アンテナの能力及び性能を向上させるために、アンテナ１は、特定のフィルタ（図示なし）及び前置増幅器（図示なし）を有する。

アンテナの放射線閉じ込めシステム２は、いくつかの形式をとり得る。

出願人は、図５Ａ及び図５Ｂに、これらの図において２_１，２_２，２_３を付される閉じ込めシステムのための３つの考えられる実施形態を備えたアンテナアセンブリＡを示している。閉じ込めシステム２の実施形態のそれぞれは、他のものと一緒に又は組み合わせて使用されてもよい。

第一の実施形態によれば、閉じ込めシステム２は、アンテナ１の下に配置された無線周波数吸収アセンブリ２１である。吸収アセンブリは、例えば、２ｃｍから５ｃｍ程度の厚さの、炭素粒子を詰め込まれた発泡型の材料で作られる。

閉じ込めシステム２が吸収アセンブリである場合において、通信装置Ｄは、アンテナ１の同軸プローブ１８に接続された無線周波数コネクタ１９、コネクタ１９と無線周波数クロスオーバー２１との間に接続された無線周波数ケーブル２０を有する。

第二の実施形態によれば、閉じ込めシステム２は、それより上への延長の可能性をもって周りに配置された金属空洞２２である。

第三の実施形態によれば、閉じ込めシステムは、アンテナ１の周りに配置された一つ又はそれ以上のチョークリング２３から成る。

Claims (9)

1. 航空機のキャビン内に配置されるための通信装置であって、当該装置は：
   ‐通信ネットワークの第一の周波数帯で通信データを送信及び受信し、定位ネットワークの第二の周波数帯で定位データを受信するように構成されたアンテナアセンブリであり、該アンテナアセンブリは、主軸の周りの回転の放射線ダイアグラムを有するアンテナであり、放射線は前記主軸の方向において最大であるアンテナ、及び、前記アンテナの前記軸の外側の放射線を制限するように構成された放射線閉じ込めシステム、を有するアンテナアセンブリ；
   ‐前記アンテナに接続され、通信ネットワークを通じた通信データの送信及び受信を可能にするように構成されたモデム；及び
   ‐定位データ受信器、
   を有する、通信装置。
2. ‐前記アンテナアセンブリ、前記モデム及び前記定位データ受信器を収容するように構成された空洞を有する、円筒状筐体；及び
   ‐方向付けを可能にするような方法で前記円筒状筐体に取り付けられるように構成された覆いであり、該覆いは、前記アンテナアセンブリを方向付けるように前記アンテナアセンブリを支持する、覆い、
   を有する、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記覆いは、前記筐体に対する前記覆いの方向付けを可能にする少なくとも一つの蝶番を用いて前記筐体に取り付けられている、請求項２に記載の通信装置。
4. 前記放射線閉じ込めシステムは、前記アンテナの下に配置された無線周波数吸収アセンブリ、及び／又は、前記アンテナより上への延長の可能性をもって周りに配置された金属空洞、及び／又は、少なくとも一つ若しくはそれ以上のチョークリング、から成る、請求項２又は請求項３に記載の通信装置。
5. 航空機の風防、航空機の側部窓のような滑らかな表面などの航空機の壁上に筐体を取り付けるように構成された取り付けシステムを有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信装置。
6. 当該装置と前記航空機の前記壁との間の接触損失が検出されるとすぐに、アンテナアセンブリの無線送信を中断するように構成された接触損失検出器を有する、請求項５に記載の通信装置。
7. Ｗｉ‐Ｆｉネットワークのようなワイヤレスネットワークへのアクセスポイントを形成するように構成された通信システムであり、前記通信ネットワークは前記アクセスポイントを通じて遠隔でアクセス可能である、通信システム、を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信装置。
8. 前記アンテナは、接地面、前記接地面上に配置された誘電体基板、前記誘電体基板上に配置された放射素子、並びに、前記アンテナが前記第一の周波数帯及び前記第二の周波数帯で放射するために十分な動作帯域を制御及び獲得するように、前記接地面に作られた複数の刻み目、を有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の通信装置。
9. 風防及び請求項１乃至８のいずれか一項に記載の通信装置を有する操縦室を有する、航空機。
   
   
   

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