JP7441328B2 - 取り外し可能なヌル化サブアセンブリを使用した、ｒｆビームをヌル化するためのヌル化信号のトリガ生成 - Google Patents

取り外し可能なヌル化サブアセンブリを使用した、ｒｆビームをヌル化するためのヌル化信号のトリガ生成 Download PDF

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Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０２０年４月２日出願の米国出願第１６／８３８，０６２号の利益を主張し、その開示全体を参照により本明細書に組み込む。
高高度プラットフォーム（ＨＡＰ）におけるアンテナシステム、例えば気球は、地上の広いエリアにカバレッジを提供することができる。ＨＡＰが人口の少ない領域の上を飛行するとき、干渉はほとんど問題にならない。しかし、状況によっては、ＨＡＰは国境の近くまたは陸上（ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）通信タワーの近くを飛行することがある。これらの状況においては干渉に遭遇する可能性が高く、ＨＡＰのカバレッジおよび容量が低減する可能性が高い。
取り外し可能なヌル化サブアセンブリを含むアンテナシステムが、ＨＡＰに提供されてよい。取り外し可能なノッチ素子サブアセンブリは、ヌル化起動スイッチを使用することにより個々に起動および停止することができる複数のノッチアンテナ素子を含んでよい。取り外し可能なヌル化サブアセンブリは、特定のミッションに向けてＨＡＰを打ち上げる前に、主アンテナシステムのインタフェースに／から容易に取り付けおよび取り外しされるように（または他の方法で係合または係合解除されるように）構成されてよい。
特に、取り外し可能なヌル化サブアセンブリは、ＨＡＰの主アンテナシステムのアンテナパターンフットプリント（すなわち、ビームフォーミング信号）を修正するように構成された、１つまたは複数のヌル化アンテナ素子を含んでよい。主アンテナシステムを使用することにより提供される地上のアンテナパターンフットプリントは、ヌル化アンテナ素子のうちの１つまたは複数が起動もしくは停止されたときに、修正されてよい。例えば、アンテナパターンフットプリントの少なくとも一部分は、ノッチ素子が起動したときサイズ縮小され、ヌル化アンテナ素子が停止したときに拡大されるか、またはその元のフットプリントに戻されてよい。
気球による通信システムは、４つのセクタを有していてよく、各セクタは概して、特定の地理的方向に１５０ｋｍ（またはより多くもしくはより少なく）拡張する未修正ビームパターンを有していてよい。ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）フットプリントは、半径１００ｋｍに限定されることがあるが、スプラッタ（余分なエネルギー）は、１５０ｋｍまで拡張することがある。ノッチサブアセンブリ（ヌル化素子）の起動により、このビームパターンが縮小し、その結果、特定の地理的方向に８０ｋｍ（またはより多くもしくはより少なく）しか拡張しない修正されたビームパターンが得られてよい。一態様において、ＨＡＰ用の通信装置は、ＲＦ信号を生成するように構成された送信機と、ＲＦ信号に基づきＲＦビームを生成するように構成された主アンテナシステムであって、第１の複数のアンテナ素子、第１の電力分配器、ならびに少なくとも第１のコンタクトおよび第２のコンタクトを含むヌル化起動スイッチを含む主アンテナシステムと、ヌル化起動スイッチと通信する取り外し可能なヌル化サブアセンブリとを備える。前記ヌル化起動スイッチが制御されて、前記取り外し可能なヌル化サブアセンブリの入力部に前記ＲＦ信号が供給されたときに、取り外し可能なヌル化サブアセンブリはヌル化信号を生成することによって、前記主アンテナシステムにより生成される前記ＲＦビームを修正するように構成されていてよい。前記第１の電力分配器は、前記送信機と通信する入力部と、複数の出力部とを有してよい。第１の電力分配器の入力部は、送信機からＲＦ信号を受信してよく、第１の電力分配器の複数の出力部は、主アンテナシステムのそれぞれのアンテナ素子に結合されている。取り外し可能なヌル化サブアセンブリは、入力部および複数の出力部を有する第２の電力分配器と、複数の移相器と、複数のヌル化アンテナ素子とを含んでよい。取り外し可能なヌル化サブアセンブリは、インタフェースを介して、ヌル化起動スイッチと通信してよい。インタフェースは、有線または無線のインタフェースであってよい。インタフェースは、有線のハーネスコネクタであってよい。取り外し可能なヌル化サブアセンブリは、ヌル化起動スイッチの第２のコンタクトと通信してよい。送信機は、ヌル化起動スイッチの第１のコンタクトと通信してよい。ヌル化起動スイッチが閉じられ、それにより第１のコンタクトが第２のコンタクトに接続されたとき、第２の電力分配器の入力部にＲＦ信号が提供されてよい。前記第２の電力分配器の各出力部は、ヌル化アンテナ素子と直列に接続された移相器を含むそれぞれの処理チェーンに、前記ＲＦ信号を供給してよい。ヌル化起動スイッチのポジションは、高高度プラットフォームの位置、地上の陸上位置の知識、国境の知識、またはサービス領域の知識のうちの１つまたは複数に基づき制御される。すべてのＨＡＰ伝送の合計からの、国境をまたぐ超過してはならない総電力束密度に関して、またはすべてのＨＡＰ伝送の合計から陸上タワーに向かう総電力束密度に関して、制限が確立されてよい。
別の態様において、ＨＡＰのためにＲＦビームをヌル化するための方法が提供される。この方法は、送信機によりＲＦ信号を生成する段階と、主アンテナシステムによりＲＦビームを生成する段階と、ビームフォーミング信号を修正すべきかどうかを指示する結果を、１つまたは複数のプロセッサによって決定する段階と、結果がビームフォーミング信号を修正するよう指示している場合、主アンテナシステムにより生成されるビームフォーミング信号を修正するためのヌル化信号を、ＲＦ信号に基づき、取り外し可能なヌル化サブアセンブリによって生成する段階とを備える。
本技術の態様による、例示的なシステムの機能図である。
本技術の態様による、気球構成を示す図である。
本技術の態様による、例示的なペイロード構成を示す図である。
本技術の態様による、取り外し可能なヌル化サブアセンブリと、ヌル化起動スイッチを含む主アンテナシステムとを有する通信システムを示す図である。 本技術の態様による、取り外し可能なヌル化サブアセンブリと、ヌル化起動スイッチを含む主アンテナシステムとを有する通信システムを示す図である。 本技術の態様による、取り外し可能なヌル化サブアセンブリと、ヌル化起動スイッチを含む主アンテナシステムとを有する通信システムを示す図である。 本技術の態様による、取り外し可能なヌル化サブアセンブリと、ヌル化起動スイッチを含む主アンテナシステムとを有する通信システムを示す図である。 本技術の態様による、取り外し可能なヌル化サブアセンブリと、ヌル化起動スイッチを含む主アンテナシステムとを有する通信システムを示す図である。
本技術の態様による、横方向推進力を有する気球プラットフォームの例を示す図である。
本技術の態様による、方法のフロー図である。
（例示的ネットワーク）
図１は、上で説明した気球または他の高高度プラットフォームの集団を使用することができる例示的なシステム１００を示している。この例は、本開示の範囲または本明細書に記載の機能の有用性を限定するものとみなされるべきではない。システム１００は、気球ネットワークとみなされてよい。この例において、気球ネットワーク１００は、気球１０２Ａ～Ｆならびに地上基地局１０６および１１２など、複数のデバイスを含む。気球ネットワーク１００は、以下でより詳細に説明する電気通信サービスをサポートする様々なデバイス（図示せず）、またはネットワークに参加してよい他のシステムなど、複数の付加的なデバイスも含んでよい。
システム１００内のデバイスは、互いに通信するように構成されている。例として、気球は、気球内通信を容易にするために通信リンク１０４および／または１１４を含んでよい。例として、リンク１１４は、無線周波数（ＲＦ）信号（例えば、ミリ波伝送）を利用してよく、その一方でリンク１０４は、自由空間光伝送を利用してよい。代替的に、すべてのリンクが、ＲＦ、光、またはＲＦ伝送と光伝送の両方を利用するハイブリッドであってよい。このように、気球１０２Ａ～Ｆは、データ通信のためのメッシュネットワークとして集合的に機能してよい。気球の少なくともいくつかは、リンク１０８を介して地上基地局１０６と通信し、リンク１１０を介して地上基地局１１２と通信するように構成されてよく、これらのリンクはＲＦリンクおよび／または光リンクであってよい。
１つの状況において、所与の気球１０２は、光リンク１０４を介して光信号を送信するように構成されてよい。ここで、所与の気球１０２は、１つまたは複数の高出力発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して、光信号を送信してよい。代替的に、一部またはすべての気球１０２が、光リンク１０４を介した自由空間光通信のためのレーザシステムを含んでよい。他のタイプの自由空間通信が可能である。さらに、光リンク１０４を介して別の気球から光信号を受信するために、気球は１つまたは複数の光受信機を含んでよい。
気球は、それぞれの通信リンクを介して地上基地局と通信するために、様々なＲＦエアインタフェースプロトコルのうちの１つまたは複数も利用してよい。例えば、一部またはすべての気球１０２Ａ～Ｆは、数ある可能性の中でも特に、ＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１の任意の改訂版を含む）に記載の様々なプロトコル、セルラプロトコル、例えばＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、ＥＶ－ＤＯ、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、および／もしくはＬＴＥ、５Ｇ、ならびに／または長距離通信用に開発された１つもしくは複数の専用プロトコルを使用して、ＲＦリンク１０８を介して地上基地局１０６および１１２と通信するように構成されてよい。ＬＴＥ通信を使用する１つの例において、基地局は、進化型ノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）基地局であってよい。別の例において、それらはベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）基地局であってよい。これらの例は限定ではない。
いくつかの例において、リンクは、ＨＡＰと地上との間での通信に求められるリンク容量を提供しないことがある。例えば、地上ゲートウェイからバックホールリンクを提供するには、容量の増大が望ましいことがある。したがって、例示的なネットワークは、ネットワークの様々な気球と地上基地局との間で大容量の空中－地上リンクを提供することが可能な気球も含んでよい。例えば、気球ネットワーク１００において、気球１０２Ｆは、局１１２と直接通信するように構成されていてよい。
ネットワーク１００内の他の気球と同様に、気球１０２Ｆは、リンク１０４を介して１つまたは複数の他の気球と通信（例えばＲＦ通信または光通信）するように動作可能であってよい。また気球１０２Ｆは、光リンク１１０を介して地上基地局１１２と自由空間光通信を行うようにも構成されてよい。したがって光リンク１１０は、気球ネットワーク１００と地上基地局１１２との間の（ＲＦリンク１０８に比べて）大容量のリンクとして機能してよい。気球１０２Ｆはさらに、地上基地局１０６とＲＦ通信するように動作可能であってよい。他の事例において、気球１０２Ｆは、気球と地上との通信に光リンクのみを使用してよい。
気球１０２Ｆは、自由空間光通信システムの代わりに、またはそれに加えて、気球と地上との通信のために特別な高帯域幅ＲＦ通信システムを備えていてよい。高帯域幅ＲＦ通信システムは、超広帯域増幅システムの形態を取ってよく、この超広帯域増幅システムは、光リンク１０４のうちの１つと実質的に同じ容量をＲＦリンクに提供してよい。
さらなる例において、一部またはすべての気球１０２Ａ～Ｆは、地上通信リンクに加えて、またはその代替として、宇宙にある衛星および／または他のタイプのＨＡＰ（例えば、ドローン、飛行機、飛行船など）との通信リンクを確立するように構成されてよい。いくつかの実施形態において、気球は、光リンクまたはＲＦリンクを介して、衛星または高高度プラットフォームと通信してよい。しかし、他のタイプの通信構成が可能である。
上述したように、気球１０２Ａ～Ｆは、メッシュネットワークとして集合的に機能してよい。より具体的には、気球１０２Ａ～Ｆは、自由空間光リンクまたはＲＦリンクを使用して互いに通信できることから、気球は、自由空間の光メッシュネットワークまたはＲＦメッシュネットワークとして集合的に機能してよい。メッシュネットワーク構成において、各気球は、メッシュネットワークのノードとして機能してよく、ノードは、それ宛てのデータを受信し、データを他の気球にルーティングするように動作可能である。したがって、データは、送信元の気球と宛先の気球との間のリンクの適切なシーケンスを決定することにより、送信元の気球から宛先の気球にルーティングされてよい。
気球が互いにおよび／または地上に対して移動するにつれ、ネットワークトポロジは変わることがある。したがって、ネットワークのトポロジが変わるにつれ、気球ネットワーク１００は、メッシュプロトコルを適用してネットワークの状態を更新してよい。また、気球ネットワーク１００は、所望のネットワークトポロジを提供しやすくするために、風力および高度制御または横方向推進力を使用して、ステーションキープ機能を実装してよい。例えば、ステーションキープは、一部もしくはすべての気球１０２Ａ～Ｆが、ネットワーク内の１つもしくは複数の他の気球に対して特定のポジション（場合により、地上基地局もしくはサービスエリアに対して特定のポジション）を維持すること、および／またはそのポジションに移動することを含んでよい。この工程の一部として、各気球はステーションキープ機能を実装して、所望のトポロジ内でその所望のポジショニングを決定してよく、必要に応じて所望の位置への移動のしかた、および／または所望のポジションの維持のしかたを決定してよい。例えば、気球は、対象領域の上でステーションキープするときに、気流に乗ったことに応答して移動してもよいし、または円形もしくは他のパターンで移動してもよい。
所望のトポロジは、特定の実装形態に応じて、および気球が継続的に移動するか否かに応じて異なってよい。いくつかの事例において、気球は、ステーションキープを実装して実質的に一様なトポロジを提供してよく、ここで気球は、気球ネットワーク１００において隣接する気球からそれ自体を実質的に同じ距離（または一定の距離範囲内）にポジショニングするように機能する。代替的に、気球ネットワーク１００は、一様でないトポロジを有してよく、ここで気球は、様々な理由から特定のエリア内でより多くまたはより少なく密に分配される。例として、より高い帯域幅の需要を満たしやすくするために、気球は、需要の大きいエリア（例えば都市エリア）の上ではより多く密に集まり、需要の小さいエリアの上（例えば広大な水域上）ではより少なく密に集まっていてよい。加えて、例示的な気球ネットワークのトポロジは、ネットワークの所望のトポロジの変化に応じて複数の気球がそれぞれのポジショニングを調整できるように適合可能であってよい。
気球以外に、ドローンがルートを自律的に飛行し、空中写真用のカメラを積載し、ある場所から別の場所へ物品を輸送してよい。「無人航空機（ＵＡＶ）」および「飛行ロボット」という用語は、多くの場合ドローンの同義語として使用される。応用の範囲は広く、工業プラントおよび農地の空中監視、ならびに災害時の初期対応者のサポートを含む。一部の応用例については、単体のドローンではなくドローンのチームが利用されるならば有益である。複数のドローンは、所与のエリアをより迅速に網羅することができ、または異なる視点から同時に写真を撮ることができる。
図１の気球は、成層圏に展開される高高度気球であってよい。例として、高高度気球ネットワークでは、気球が強風に晒されることや民間航空機の飛行に干渉することを制限するために、気球は概して成層圏高度、例えば、５０，０００フィート（１５，２４０ｍ）から７０，０００フィート（２１，３３６ｍ）の間で、またはより多いもしくはより少ない間で動作するように構成されてよい。様々な気球の位置に風が不均斉に影響を及ぼすことがある成層圏において、気球が確実なメッシュネットワークを提供するために、気球は、それぞれの高度を調整することにより互いに対して緯度方向および／または経度方向に移動するように構成されてよく、それにより風がそれぞれの気球を、それぞれの所望の位置に運ぶ。また、気球の進行路に影響を及ぼすように、横方向推進力が利用されてよい。
例示的な構成において、高高度気球プラットフォームは、様々な他の構成要素とともに、エンベロープおよびペイロードを含む。図２は、高高度気球２００の一例であり、これは、示してある図１の任意の気球を表してよく、この例示的な気球２００は、エンベロープ２０２と、ペイロード２０４と、これらの間の結合部材（例えば、ダウンコネクト（ｄｏｗｎ ｃｏｎｎｅｃｔ））２０６とを含む。少なくとも１つのゴアパネルがエンベロープを形成しており、このエンベロープは、その中に加圧された浮揚気体を維持するように構成されている。例えば、気球はスーパープレッシャ気球であってよい。頂部プレート２０８は、エンベロープの上側区分に沿って配置されてよく、その一方で基部プレート２１０は、頂部プレートと反対のエンベロープの下側区分に沿って配置されてよい。この例において、結合部材２０６は、ペイロード２０４を基部プレート２１０に接続している。
エンベロープ２０２は、様々な形状および形態を取ってよい。例えば、エンベロープ２０２は、ポリエチレン、マイラー、ＦＥＰ、ゴム、ラテックス、もしくは他の薄膜材料などの材料、または内側もしくは外側に繊維補強材が埋め込まれたこれらの材料の複合積層体から作られてよい。求められる強度特性、気体バリア特性、ＲＦ特性、および熱特性を付与するために、他の材料もしくはそれらの組み合わせ、または他の積層構造も利用されてよい。さらに、エンベロープ２０２の形状およびサイズは、特定の実装形態に応じて異なってよい。さらにエンベロープ２０２は、空気、ヘリウム、および／または水素など、異なるタイプの気体で充填されてよい。他のタイプの気体およびそれらの組み合わせも可能である。形状は、球体および「かぼちゃ」のような典型的な気球の形状を含んでもよいし、または対称型の、形状揚力（ｓｈａｐｅｄ ｌｉｆｔ）を提供する、もしくは形状が変更可能な空気力学的形状を含んでもよい。揚力は、揚力気体（例えばヘリウム、水素）、導電性表面の静電帯電、空気力学的揚力（翼形状）、空中移動デバイス（プロペラ、羽ばたき翼、静電推進など）、または揚力技術の任意のハイブリッドの組み合わせから得ることができる。
（例示的なシステム）
図３に示す一例によれば、気球プラットフォームのペイロード３００は、１つまたは複数のプロセッサ３０４と、メモリ３０６の形態のオンボードデータ記憶部とを有する制御システム３０２を備えている。メモリ３０６は、プロセッサ３０４によりアクセス可能な情報を記憶しており、この情報は、プロセッサによって実行可能な命令を含んでいる。メモリ３０６は、プロセッサによって検索、操作、または記憶することができるデータも含んでいる。メモリは、プロセッサによりアクセス可能な情報を記憶することが可能な任意の非一時的なタイプのもの、例えばハードドライブ、メモリカード（例えば、サムドライブもしくはＳＤカード）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ならびに他のタイプの書き込み可能なメモリおよび読み取り専用のメモリとすることができる。命令は、プロセッサによって直接実行される命令の任意のセット、例えば機械コードであってもよいし、またはプロセッサによって間接的に実行される命令の任意のセット、例えばスクリプトであってもよい。これに関して、「命令」、「アプリケーション」、「段階」、および「プログラム」という用語は、本明細書において区別なく使用することができる。命令は、プロセッサによって直接処理されるようにオブジェクトコードフォーマットで記憶されてもよいし、またはオンデマンドで解釈されるか予めコンパイルされるスクリプトもしくは独立したソースコードモジュールの集まりを含む任意の他のコンピューティングデバイス言語で記憶されてもよい。データは、命令に応じて、１つまたは複数のプロセッサ３０４によって検索、記憶、もしくは修正されてよい。
１つまたは複数のプロセッサ３０４は、市販のＣＰＵなど、従来型の任意のプロセッサを含んでよい。代替的に、各プロセッサは、ＡＳＩＣ、コントローラ、または他のハードウェアベースのプロセッサなど、専用の構成要素であってもよい。図３は、プロセッサ３０４、メモリ３０６、および制御システム３０２の他の要素を同じブロック内にあるものとして機能的に図示しているが、実際のところ、システムは複数のプロセッサ、コンピュータ、コンピューティングデバイス、および／またはメモリを含むことができ、これらは同じ物理的筐体に格納されてもよいし、されなくてもよい。例えばメモリは、制御システム３０２の筐体とは異なる筐体に位置するハードドライブまたは他の記憶媒体であってよい。したがって、プロセッサ、コンピュータ、コンピューティングデバイス、またはメモリに言及することは、平行して動作してもしなくてもよい複数のプロセッサ、複数のコンピュータ、複数のコンピューティングデバイス、または複数のメモリの集合体に言及することを含むと理解される。
ペイロード３００は、多数の異なる機能を提供するための、様々な他のタイプの機器およびシステムも含んでよい。例えば示してあるように、ペイロード３００は、１つまたは複数の通信システム３０８を含んでよく、この通信システムは、上で考察したようにＲＦリンクおよび／または光リンクを介して信号を送信してよい。単なる例として、通信システム３０８は、ＬＴＥまたは他の電気通信サービスを提供してよい。通信システム３０８は、１つまたは複数の送信機および受信機（またはトランシーバ）、ならびに１つまたは複数のアンテナを有するアンテナシステムなどの通信構成要素を含んでよい。図３に示す一態様によれば、通信システム３０８は、送信（Ｔｘ）／受信（Ｒｘ）用ＲＦサブアセンブリ４０５と、主アンテナシステム４１０と、取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５とを含む。Ｔｘ／Ｒｘ用ＲＦサブアセンブリ４０５は、図４Ａに示してあるように、１つまたは複数の受信機４２０と１つまたは複数の送信機４２５とを含んでよい。１つまたは複数のプロセッサ３０４は、１つまたは複数の受信機４２０および１つまたは複数の送信機４２５と通信する。主アンテナシステム４１０は、多数の地上ユーザにカバレッジを提供する異なるビームを有する複数のセクタを有していてよい。例えば、主アンテナシステム４１０は４つのセクタを有してよい。各セクタは、ペイロード３００を積載した気球プラットフォームの直下の地点から、１５０キロメートルにまたはより多くもしくはより少なく到達することがある。いくつかの実装形態において、より多くのもしくはより少ないセクタが、主アンテナシステム４１０によって網羅されてよく、または付加的なセクタは、通信システム３０８上の付加的なアンテナシステムによって網羅されてよい。
１つまたは複数のプロセッサ３０４は、通信システム３０８全体を制御してよい。代替的に、１つまたは複数の付加的なプロセッサが、Ｔｘ／Ｒｘ用ＲＦサブアセンブリ４０５、主アンテナシステム４１０、および取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５のうちの１つまたは複数に組み込まれて、通信システム３０８の様々な機能を制御してよい。
図４Ａに示してある主アンテナシステム４１０は、ヌル化起動スイッチ４３５を含んでよく、各ヌル化起動スイッチ４３５は、少なくとも３つのコンタクト４３７１、４３７２、および４３７３と、電力分配器４４０と、複数のアンテナ素子４４５１、４４５２、４４５３、および４４５４とを有している。図４Ａは、ヌル化起動スイッチ４３５をヌル化バイパスモードで示しており、ここで１つまたは複数の送信機４２５によって生成されたＲＦ信号４６５は、ヌル化起動スイッチ４３５がコンタクト４３７１と４３７３とを互いに接続したとき、電力分配器４４０の入力部へ進むことが許可され、電力分配器４４０は、複数のアンテナ素子４４５１、４４５２、４４５３、および４４５４のそれぞれにＲＦ信号を出力する。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５は、有線または無線のインタフェースなどのインタフェース４９０を介して、主アンテナシステム４１０に取り付けられてよい。
図４Ｂに示してあるように、ヌル化起動スイッチ４３５１は、コンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続し、それにより、１つまたは複数の送信機４２５によって生成されたＲＦ信号４６５は、ヌル化サブアセンブリ４１５１および４１５２の入力部に進むことが許可される。図４Ｂに示す取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５１は、セクタ１のポート１向けであり、電力分配器４５０１と、移相器４５５１および４５５２と、ヌル化アンテナ素子４６０１および４６０２とを含んでよい。図４Ｂに示す取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５２は、セクタ１のポート２向けであり、電力分配器４５０２と、移相器４５５３および４５５４と、ヌル化アンテナ素子４６０３および４６０４とを含んでよい。１つまたは複数のプロセッサ３０４が、ヌル化起動スイッチ４３５１を制御してコンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続し、それによりＲＦ信号４６５が、ヌル化サブアセンブリ４１５１および４１５２に進むことが許可されると、ヌル化サブアセンブリ４１５１および４１５２は、電力分配器４５０１および４５０２と、移相器４５５１～４５５４およびヌル化アンテナ素子４６０１～４６０４をそれぞれ含む複数の処理チェーンとをＲＦ信号４６５が通って流れられるようにすることによって、起動される。一態様において、電力分配器４４０と４５０の電力比は、動的に調整されてよい。代替的に、電力分配器４４０と４５０との電力比は、設計上の選択事項として選択されてよい。他の実装形態においては、より多くのまたはより少ない処理チェーンがヌル化サブアセンブリ４１５に含まれてよく、これらの処理チェーンは、どのセクタをヌル化すべきかに基づき、それぞれの処理チェーンが個々に起動または停止されることが可能になるように構成されてよい。移相器４５５は、ヌル化アンテナ素子４６０によって出力されるヌル化信号を生成するようにアライメントされる。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５１は、ＲＦ信号４６５に基づき、主アンテナシステム４１０に供給するＲＦ信号４９５１を出力する。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５２は、ＲＦ信号４６５に基づき、主アンテナシステム４１０に供給するＲＦ信号４９５２を出力する。こうして、主アンテナシステム４１０は、一方または両方のＲＦ信号４９５１および４９５２に基づきビームを生成する。
図４Ｃに示してあるように、ヌル化起動スイッチ４３５２は、コンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続し、それにより、１つまたは複数の送信機４２５によって生成されたＲＦ信号４６５は、ヌル化サブアセンブリ４１５３および４１５４の入力部に進むことが許可される。図４Ｃに示す取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５３は、セクタ２のポート１向けであり、電力分配器４５０１と、移相器４５５１および４５５２と、ヌル化アンテナ素子４６０１および４６０２とを含んでよい。図４Ｃに示す取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５４は、セクタ２のポート２向けであり、電力分配器４５０２と、移相器４５５３および４５５４と、ヌル化アンテナ素子４６０３および４６０４とを含んでよい。１つまたは複数のプロセッサ３０４が、ヌル化起動スイッチ４３５２を制御してコンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続し、それによりＲＦ信号４６５が、ヌル化サブアセンブリ４１５３および４１５４に進むことが許可されると、ヌル化サブアセンブリ４１５３および４１５４は、電力分配器４５０１および４５０２と、移相器４５５１～４５５４およびヌル化アンテナ素子４６０１～４６０４をそれぞれ含む複数の処理チェーンとをＲＦ信号４６５が通って流れられるようにすることによって、起動される。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５３は、ＲＦ信号４６５に基づき、主アンテナシステム４１０に供給するＲＦ信号４９５３を出力する。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５４は、ＲＦ信号４６５に基づき、主アンテナシステム４１０に供給するＲＦ信号４９５４を出力する。こうして、主アンテナシステム４１０は、一方または両方のＲＦ信号４９５３および４９５４に基づきビームを生成する。
図４Ｄに示してあるように、ヌル化起動スイッチ４３５３は、コンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続し、それにより、１つまたは複数の送信機４２５によって生成されたＲＦ信号４６５は、ヌル化サブアセンブリ４１５５および４１５６の入力部に進むことが許可される。図４Ｄに示す取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５５は、セクタ３のポート１向けであり、電力分配器４５０１と、移相器４５５１および４５５２と、ヌル化アンテナ素子４６０１および４６０２とを含んでよい。図４Ｄに示す取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５６は、セクタ３のポート２向けであり、電力分配器４５０２と、移相器４５５３および４５５４と、ヌル化アンテナ素子４６０３および４６０４とを含んでよい。１つまたは複数のプロセッサ３０４が、ヌル化起動スイッチ４３５３を制御してコンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続し、それによりＲＦ信号４６５が、ヌル化サブアセンブリ４１５５および４１５６に進むことが許可されると、ヌル化サブアセンブリ４１５５および４１５６は、電力分配器４５０１および４５０２と、移相器４５５１～４５５４およびヌル化アンテナ素子４６０１～４６０４をそれぞれ含む複数の処理チェーンとをＲＦ信号４６５が通って流れられるようにすることによって、起動される。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５５は、ＲＦ信号４６５に基づき、主アンテナシステム４１０に供給するＲＦ信号４９５５を出力する。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５６は、ＲＦ信号４６５に基づき、主アンテナシステム４１０に供給するＲＦ信号４９５６を出力する。こうして、主アンテナシステム４１０は、一方または両方のＲＦ信号４９５５および４９５６に基づきビームを生成する。
図４Ｅに示してあるように、ヌル化起動スイッチ４３５４は、コンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続し、それにより、１つまたは複数の送信機４２５によって生成されたＲＦ信号４６５は、ヌル化サブアセンブリ４１５７および４１５８の入力部に進むことが許可される。図４Ｅに示す取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５７は、セクタ４のポート１向けであり、電力分配器４５０１と、移相器４５５１および４５５２と、ヌル化アンテナ素子４６０１および４６０２とを含んでよい。図４Ｅに示す取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５８は、セクタ４のポート２向けであり、電力分配器４５０２と、移相器４５５３および４５５４と、ヌル化アンテナ素子４６０３および４６０４とを含んでよい。１つまたは複数のプロセッサ３０４が、ヌル化起動スイッチ４３５４を制御してコンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続し、それによりＲＦ信号４６５が、ヌル化サブアセンブリ４１５７および４１５８に進むことが許可されると、ヌル化サブアセンブリ４１５７および４１５８は、電力分配器４５０１および４５０２と、移相器４５５１～４５５４およびヌル化アンテナ素子４６０１～４６０４をそれぞれ含む複数の処理チェーンとをＲＦ信号４６５が通って流れられるようにすることによって、起動される。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５７は、ＲＦ信号４６５に基づき、主アンテナシステム４１０に供給するＲＦ信号４９５７を出力する。取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５８は、ＲＦ信号４６５に基づき、主アンテナシステム４１０に供給するＲＦ信号４９５８を出力する。こうして、主アンテナシステム４１０は、一方または両方のＲＦ信号４９５７および４９５８に基づきビームを生成する。
図４Ｂ～図４Ｅは（分かりやすくするために）、セクタの２つの異なるポートに関連付けられた取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５が、ＲＦ信号４９５を出力することを示しているが、セクタのポートのうちの１つのみに関連付けられたＲＦ信号、４つのセクタそれぞれの両方のポートに関連付けられたＲＦ信号、４つのセクタそれぞれの特定のポートに関連付けられたＲＦ信号などを提供するように、ヌル化起動スイッチの構成が修正されてよい。
図３に戻ると、ペイロード３００は、気球の様々な構成要素に給電するための電源３１０も含むものとして示されている。電源３１０は、１つまたは複数の再充電可能バッテリ、またはコンデンサもしくは再生燃料電池のような他のエネルギー貯蔵システムを含むことができる。加えて、気球３００は、電源に加えてまたはその一部として、発電システム３１２を含んでよい。発電システム３１２は、ソーラパネル、貯蔵エネルギー（高温空気）、相対的風力発電、またはディファレンシャル大気充電（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｃｈａｒｇｉｎｇ）（図示せず）、またはこれらの任意の組み合わせを含んでよく、電源３１０を充電する電力および／または電源３１０によって分配される電力を発生させるために使用されてよい。
ペイロード３００は、ポジショニングシステム３１４をさらに含んでよい。ポジショニングシステム３１４は、例えば全地球測位システム（ＧＰＳ）、慣性航法システム、および／または恒星追跡システムを含むことができる。ポジショニングシステム３１４は、付加的または代替的に、様々な運動センサ（例えば、加速度計、磁力計、ジャイロスコープ、および／またはコンパス）を含んでよい。
ペイロード３００は、制御システム３０２とは別個の、または制御システム３０２に部分的もしくは全体的に組み込まれたナビゲーションシステム３１６を含んでよい。ナビゲーションシステム３１６は、ステーションキープ機能を実装して、所望のトポロジまたは他のサービス要件の範囲内のポジションを維持し、かつ／またはそれに応じたポジションまで移動してよい。特に、ナビゲーションシステム３１６は、（例えば搭載センサおよび／または遠隔センサからの）風力データを使用して、高度および／または横方向のポジション調整を決定し、その結果、気球が風力により所望の方向および／または所望の位置に運ばれることになってよい。横方向のポジション調整は、ペイロードとは別個の横方向ポジショニングシステムによって直接処理されてもよい。代替的に、高度および／または横方向の調整は、中央制御位置によって計算され、地上の、空中の、または衛星のシステムによって送信され、高高度気球に通信されてよい。他の実施形態においては、特定の気球が、他の気球の高度および／または横方向の調整を計算するように構成され、調整コマンドをそれらの他の気球に送信してよい。
横方向のポジションまたは速度を変更するために、プラットフォームは、横方向推進システムを含んでよい。図５は、プロペラによる横方向推進力を有する気球プラットフォームの例示的な一構成５００を示しており、これは図１の気球のうちのいずれかを表していてよい。示してあるように、例５００は、エンベロープ５０２と、ペイロード５０４と、エンベロープ５０２とペイロード５０４との間に配置されたダウンコネクト部材５０６とを含む。ペイロード５０４とエンベロープ５０２との間のケーブルまたは他の配線は、ダウンコネクト部材５０６の中を通っていてよい。１つまたは複数のソーラパネルアセンブリ５０８が、ペイロード５０４に、または気球プラットフォームの別の部分に結合されていてよい。ペイロード５０４およびソーラパネルアセンブリ５０８は、ダウンコネクト部材５０６を中心として回転（例えば最大３６０°回転）するように構成されていて、例えばソーラパネルアセンブリ５０８を太陽に位置合わせして発電を最大化してよい。また、例５００は、横方向推進システム５１０も示している。横方向推進システム５１０のこの例は、１つの可能性である一方で、位置はペイロード区分５０４の前および／もしくは後ろであってもよいし、またはエンベロープ区分５０２の前および／もしくは後ろであってもよいし、または所望の推力ベクトルを提供する任意の他の位置であってもよい。
ナビゲーションシステムは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）および／もしくはディファレンシャルＧＰＳなどの搭載ナビゲーションセンサから取得したデータ、受信データ（例えば気象情報）、ならびに／または健全性および性能のセンサ（例えば、力トルクセンサ）などの他のセンサからのデータを評価して、気球のシステムの動作を管理することが可能である。横方向推進システムを起動して、例えばステーションキープすることが決定されたとき、ナビゲーションシステムは、ポジション、風向き、高度、および電力利用可能性に関する受信したセンサデータを活用して、プロペラを適切に方向付け、特定の継続時間にわたって、または特定の状態に到達するまで（例えば、全体的なシステムの健全性、温度、振動、および他の性能パラメータを監視および通知しながら、特定の速度またはポジションに到達するまで）、特定の推力状態を実現する。
（例示的な方法）
上で説明し図に示した動作に加えて、様々な動作をここで説明する。以下の動作は、下で説明する厳密な順序で実行されなくてもよいことが理解されるべきである。むしろ、様々な段階は、異なる順序で、または同時に処理されてよく、段階が追加または省略されてもよい。
さらに、１つまたは複数の受信機４２０は、地上のシミュレーションおよび制御のシステムから信号を受信するように構成されていてよい。例えば、シミュレーションおよび制御のシステム１２０は、図１に示す地上基地局１０６または地上基地局１１２の一部であってもよいし、または別のタイプの地上局であってもよい。代替的に、シミュレーションおよび制御のシステム１２０は、いかなるノードとも別個で、独立して動作してよい。シミュレーションおよび制御のシステム１２０は、ＨＡＰの位置に基づきシミュレーションを走らせ、ヌル化を有効にすべきかどうか、および有効にすべき場合にはどのセクタに対してかを決定してよい。シミュレーションは、契約者の総数を最大化すること、または何らかの他のパラメータを最適化することを目的とする。例えば、シミュレーションおよび制御のシステム１２０は、図４Ａ～図４Ｅに示してあるように、ヌル化起動スイッチ４３５を制御して取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５を起動するかどうかに関して、決定を下してよい。そのような決定は、ＨＡＰの位置、地上の陸上位置の知識、国境の知識、およびサービス領域の知識のうちの１つまたは複数に基づいてよい。さらに、様々な制約を考慮する必要がある。例えば、すべてのＨＡＰ伝送（すなわち、すべてのＨＡＰ伝送の合計）からの、国境をまたぐ超過してはならない総電力束密度に関して、制限を確立する必要があり得る。さらに、すべてのＨＡＰ伝送（すなわち、すべてのＨＡＰ伝送の合計）から陸上タワーに向かう総電力束密度に関して、制限を確立する必要があり得る。加えて、何らかの所定の閾値を超過することによるアップリンク（ＵＬ）干渉を防止することが必要であり得る。陸上タワーに送られるＵＥ伝送によって生じることがあるそのようなＵＬ干渉を、１つまたは複数の受信機４２０は検出してよく、地上のあらゆる関連点における総電力束密度は、すべてのＨＡＰ伝送の合計に基づき継続的に監視されてよい。地上の信号が特定の閾値を超過することをシミュレーションが示すとき、このメカニズムがトリガされてよい。加えて、ＵＬノイズレベル（干渉レベル）を測定して、動的測定に基づき、このメカニズムをオンにするかどうかを決定することができる。
図４Ａ～図４Ｅに示してあるように、Ｔｘ／Ｒｘ用ＲＦサブアセンブリ４０５の１つまたは複数の送信機４２５は、主アンテナシステム４１０の電力分配器４４０およびヌル化起動スイッチ４３５の入力部に対して、ＲＦ信号４６５を出力する。１つまたは複数のプロセッサ３０４は、ヌル化起動スイッチ４３５を制御するための信号４７０を出力して、コンタクト４３７１と４３７２とを互いに接続することにより、ＲＦ信号４６５を取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５に選択的に供給する。こうして、ＲＦ信号４６５が、取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５の電力分配器４５０の入力部に提供されると、移相器４５５は、ヌル化アンテナ素子４６０によって出力されるヌル化信号を生成するようにアライメントされる。ビームは、複数の素子を有するアンテナアレイを有することにより、概して形成される。素子ごとに異なるゲインおよび位相を有することにより、ビームがステアリングされるか、またはビーム形状が変えられる。ゲインまたは位相を変更し、より多くのゲインを有するビームを生成すること、異なる方向にビームをステアリングすること、ビームにヌルを生成することなどが可能である。位相は、特定の移相器を調整または選択することによって変更可能である。代替的に、位相は、素子間のケーブル長さを変える（例えば、素子間のトレースを変える）ことよって、変更可能である。
図４Ａ～図４Ｅを参照すると、１つまたは複数の受信機４２０は、主アンテナシステム４１０および取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５によって生成されたビームを検出してよい。これらのビームに基づき、１つまたは複数のプロセッサ３０４は、図１に示してある地上基地局１１２のシミュレーションおよび制御のシステム１２０と通信してよく、それにより解析および計算を実行して、取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５を起動すべきかどうか、起動すべき場合には、主アンテナシステム４１０により生成されるビームパターンが、取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５により生成されるビームによって変更されるように、ヌル化起動スイッチ４３５をどのように制御すべきかを決定してよい。
複数の素子が組み合わされて、異なるアンテナ素子に対して適切なゲインおよび位相を使用することにより、ビームが形成されてよい。最終的な複合ビームパターンは、個々の素子のビームパターン、個々の素子同士間の距離、ならびに個々の素子で使用されるゲインおよび位相のうちの１つまたは複数に依存してよい。ヌル化サブアセンブリは、ゲインおよび位相を必要に応じて変えることができる素子を提供するので、最終的なビームパターンを変更する能力を提供する。これにより、利用可能な自由度が増大し、ヌル化を生成する方法が提供される。
主アンテナシステム４１０は、複数の陸上ユーザに通信サービスを提供するためのフットプリントを地上に形成するビームを生成する。１つまたは複数のプロセッサ３０４は、シミュレーションおよび制御のシステム１２０と通信して、国境および／または物体（例えば陸上タワー）に関するＨＡＰのポジションを監視および解析するとともに、超過してはならない様々な閾値および規格（例えば、国際電気通信連合（ＩＴＵ）規格）を確立するように構成されていてよい。インタフェース４９０は、取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５を接続解除し、それをペイロードに含めず飛行する融通性を、ＨＡＰオペレータに与えることができる。
ＨＡＰの位置、１つまたは複数の他のＨＡＰの位置、ユーザの位置、陸上タワーの位置、ＬＴＥシミュレーション、および／または地上の電力束密度の推定値を、１つまたは複数のプロセッサ３０４が検出したことに応答して、取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５内の特定のまたはすべてのセクタ処理チェーンが停止または起動されてよい。
図６は、本技術の態様による、例示的なフロー図を示している。より具体的には、図６は、アンテナノッチ素子の選択的な起動の検出を実行するための例示的な方法６００のフローを示している。
図６のブロック６０２において、送信機４２５がＲＦ信号４６５を生成する。
図６のブロック６０４において、主アンテナシステム４１０を使用することにより、ＲＦ信号に基づきＲＦビームが生成される。
図６のブロック６０６において、１つまたは複数のプロセッサ３０４が、ＲＦビームを修正すべきかどうかを指示する結果を決定する。
図６のブロック６０８において、結果がＲＦビームを修正するよう指示している場合、取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５にＲＦ信号４６５を供給するために、主アンテナシステム４１０のヌル化起動スイッチ４３５が閉じられる。
図６のブロック６１０において、取り外し可能なヌル化サブアセンブリ４１５が、ＲＦ信号４６５に基づき主アンテナシステム４１０によって生成されるＲＦビームを修正するためのヌル化信号を生成する。
別段の記載がない限り、前述の代替的な例は、相互に排他的ではなく、様々な組み合わせで実装されて独特な利点を達成してよい。上で考察した機能の上記その他の変形および組み合わせは、特許請求の範囲によって定義される主題から逸脱することなく利用可能であることから、実施形態の前述の説明は、特許請求の範囲によって定義される主題の限定としてではなく例示として受け取られるべきである。加えて、本明細書に記載の例、ならびに「など」、「含む」のように表現される節を提供することは、特許請求の範囲の主題を具体例に限定するものと解釈されるべきではなく、むしろ例は、多数の可能な実施形態のうちの１つのみを例示することを意図している。さらに、異なる図面における同じ参照符号は、同じまたは同様の要素を識別することができる。

Claims (6)

  1. 高高度プラットフォーム（ＨＡＰ）用の通信装置であって、
    無線周波数（ＲＦ）信号を生成するように構成された送信機と、
    前記ＲＦ信号に基づきＲＦビームを生成するように構成された主アンテナシステムであって、
    第１の複数のアンテナ素子と
    前記送信機と通信する入力部と、複数の出力部とを含む第１の電力分配器と
    前記送信機から前記ＲＦ信号を受信するよう構成された第１のコンタクト、第２のコンタクト、及び前記ＲＦ信号を前記第１の電力分配器に供給するよう構成された第３のコンタクトを含むヌル化起動スイッチと
    を有する主アンテナシステムと、
    前記主アンテナシステムのインタフェースに対して取り付け可能であり、かつ、前記主アンテナシステムの前記インタフェースから取り外し可能な、前記ヌル化起動スイッチと通信するヌル化サブアセンブリであって、前記ヌル化起動スイッチが制御されて、前記ヌル化サブアセンブリの入力部に前記ＲＦ信号が供給されたときにヌル化信号を生成することによって、前記主アンテナシステムにより生成される前記ＲＦビームを修正するように構成された、ヌル化サブアセンブリと
    を備え、
    前記ヌル化サブアセンブリは、
    入力部および複数の出力部を含み、前記ＲＦ信号を前記第２のコンタクトから供給されるように構成された第２の電力分配器と
    複数の移相器と
    複数のヌル化アンテナ素子と
    を有し、
    前記送信機が、前記ヌル化起動スイッチの前記第１のコンタクトと通信し、
    前記ヌル化起動スイッチが閉じられ、それにより前記第１のコンタクトが前記第２のコンタクトに接続されたとき、前記第２の電力分配器の前記入力部に前記ＲＦ信号が提供され、前記第２の電力分配器の各出力部が、ヌル化アンテナ素子と直列に接続された移相器を含むそれぞれの処理チェーンに、前記ＲＦ信号を供給し、
    前記ヌル化起動スイッチが閉じられ、それにより前記第１のコンタクトが前記第３のコンタクトに接続されたとき、前記第１の電力分配器の前記入力部に前記ＲＦ信号が提供され、前記第１の電力分配器の各出力部が、前記第１の複数のアンテナ素子に、前記ＲＦ信号を供給する、通信装置。
  2. 前記第２の電力分配器は、前記第１の電力分配器と、前記第２の電力分配器との電力比を、動的に調整する、請求項１に記載の通信装置。
  3. 前記インタフェースが、有線または無線のインタフェースである、請求項１または２に記載の通信装置。
  4. 前記インタフェースが、有線のハーネスコネクタである、請求項１または２に記載の通信装置。
  5. 前記ヌル化起動スイッチのポジションが、高高度プラットフォームの位置、地上の陸上位置の知識、国境の知識、またはサービス領域の知識のうちの１つまたは複数に基づき制御される、請求項１から４のいずれか一項に記載の通信装置。
  6. すべてのＨＡＰ伝送の合計からの、国境をまたぐ超過してはならない総電力束密度に関して、またはすべてのＨＡＰ伝送の前記合計から陸上タワーに向かう総電力束密度に関して、制限が確立される、請求項１から５のいずれか一項に記載の通信装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12015209B2 (en) * 2018-11-12 2024-06-18 Nokia Technologies Oy Beam steering resolutions enhancement
US11451980B2 (en) * 2020-06-24 2022-09-20 T-Mobile Usa, Inc. Communication to under-served areas using communication enabled vehicles

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080258993A1 (en) 2007-03-16 2008-10-23 Rayspan Corporation Metamaterial Antenna Arrays with Radiation Pattern Shaping and Beam Switching
US20180083671A1 (en) 2015-03-03 2018-03-22 Stratospheric Platforms Limited Process and apparatus for communicating with a user antenna

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3555804B2 (ja) * 1996-05-13 2004-08-18 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ アダプティブアンテナ装置
US6078289A (en) 1998-05-29 2000-06-20 Raytheon Company Array antenna having a dual field of view
KR100880892B1 (ko) * 2007-04-11 2009-01-30 한국전자통신연구원 다중 모드 안테나 및 그 안테나의 모드 제어방법
KR100948265B1 (ko) 2009-06-16 2010-03-18 동국대학교 산학협력단 선택적 노치 특성을 갖는 안테나
US8643543B2 (en) * 2010-09-10 2014-02-04 The Aerospace Corporation Phased array antenna system with intermodulation beam nulling
US8791853B2 (en) 2011-04-20 2014-07-29 Rockwell Collins, Inc. Air-to-ground antenna
US9647748B1 (en) 2013-01-21 2017-05-09 Rockwell Collins, Inc. Global broadband antenna system
US9847828B2 (en) * 2013-12-18 2017-12-19 X Development Llc Adjusting beam width of air-to-ground communications based on distance to neighbor balloon(s) in order to maintain contiguous service
FR3019414B1 (fr) 2014-03-31 2017-09-08 Sagem Defense Securite Procede de transmission en vol de donnees de type boite noire
US9484634B1 (en) * 2015-06-01 2016-11-01 X Development Llc Three dimensional bow tie antenna array with radiation pattern control for high-altitude platforms
GB2539727B (en) * 2015-06-25 2021-05-12 Airspan Ip Holdco Llc A configurable antenna and method of operating such a configurable antenna
US20170033455A1 (en) * 2015-07-27 2017-02-02 Google Inc. Active Interference Avoidance in Unlicensed Bands
US10020792B2 (en) * 2015-09-24 2018-07-10 Google Llc Phase shifter
US10574341B1 (en) * 2015-10-13 2020-02-25 Loon Llc Channel reconfigurable millimeter-wave RF system
US20170272131A1 (en) 2016-03-16 2017-09-21 Google Inc. Interference Mitigation Systems in High Altitude Platform Overlaid With a Terrestrial Network
US9973268B1 (en) * 2016-05-16 2018-05-15 Google Llc Reusing frequencies among high altitude platforms
US10236968B2 (en) 2016-08-18 2019-03-19 Facebook, Inc. High altitude point to multipoint links
US10424836B2 (en) * 2016-09-26 2019-09-24 The Mitre Corporation Horizon nulling helix antenna
CN111919395A (zh) * 2018-02-13 2020-11-10 瑞典爱立信有限公司 无线通信网络中用于信号传输和接收的方法和装置
WO2019236913A1 (en) * 2018-06-07 2019-12-12 Blue Danube Systems, Inc. High altitude platform cellular systems
GB2576203B (en) * 2018-08-09 2021-02-17 Samsung Electronics Co Ltd Method and apparatus for signalling for group handover or cell re-selection in non-terrestrial networks
US10605226B2 (en) * 2018-08-14 2020-03-31 Lone Gull Holdings, Ltd. Inertial hydrodynamic pump and wave engine
CN109524797A (zh) * 2018-09-19 2019-03-26 浙江安路海联科技有限公司 一种相控阵圆形阵列天线系统
CN210576481U (zh) * 2019-11-11 2020-05-19 中电科技扬州宝军电子有限公司 一种有源相控阵列天线

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080258993A1 (en) 2007-03-16 2008-10-23 Rayspan Corporation Metamaterial Antenna Arrays with Radiation Pattern Shaping and Beam Switching
US20180083671A1 (en) 2015-03-03 2018-03-22 Stratospheric Platforms Limited Process and apparatus for communicating with a user antenna

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
三浦 龍 R. Miura, et al，成層圏無線プラットフォームを用いた固定業務と他の業務との３１／２８ＧＨｚ帯における周波数共用，電子情報通信学会２００１年総合大会講演論文集 通信１，2001年03月07日，p.712

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