Фазированные антенные решетки для высотных платформ

Предложен воздушный летательный аппарат, содержащий фюзеляж, крылья, соединенные с фюзеляжем, и приемопередатчик. Воздушный летательный аппарат дополнительно содержит множество плоских фазированных антенных решеток, соединенных с приемопередатчиком и жестко прикрепленных к фюзеляжу или по меньшей мере к одному из крыльев. Множество плоских фазированных антенных решеток содержит первую плоскую фазированную антенную решетку, имеющую первый вектор нормали, и вторую плоскую фазированную антенную решетку, имеющую второй вектор нормали. Первый вектор нормали не параллелен второму вектору нормали. Техническим результатом при реализации заявленной группы решений является обеспечение возможности беспроводной связи с помощью высотной платформы. При использовании жестко прикрепленных фазированных антенных решеток транспортное средство, работающее в качестве высотной платформы, может передавать и принимать сигналы, соответствующие линиям связи, независимо от отдельной механической системы, что уменьшает размер и вес транспортного средства. В результате уменьшения размера и веса транспортного средства это транспортное средство может требовать меньших затрат на производство и эксплуатацию. В качестве дополнения транспортное средство может иметь повышенную прочность по сравнению с транспортными средствами, которые содержат механическую систему для поворота фазированной антенной решетки. Кроме того, за счет меньшего веса транспортного средства, это транспортное средство может работать на больших высотах и может иметь увеличенную обслуживаемую зону покрытия. При использовании транспортного средства в качестве высотной платформы система беспроводной связи (например, система мобильных телефонов) может обеспечивать (или поддерживать) линии связи, которые используют меньше энергии по сравнению с линиями связи, обеспеченными посредством спутников. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к фазированным антенным решеткам и высотным платформам.

Высотные платформы работают в стратосфере (например, на расстоянии от 13 км до 50 км над поверхностью Земли). Высотные платформы могут быть использованы для обеспечения беспроводной связи. Например, высотная платформа может содержать фазированную антенную решетку. В данном примере фазированная антенная решетка может иметь максимальный угол сканирования, а также может вызывать помехи или искажения в случае ее работы при максимальном угле сканирования или угле сканирования, приближенном к указанному максимальному углу сканирования. Зона покрытия беспроводной связи, поддерживаемой высотной платформой, связана с максимальным углом сканирования и расстоянием (например, высотой местонахождения) антенны высотной платформы. Обычные методы увеличения зоны покрытия заключаются в установке фазированной антенной решетки высотной платформы на механической системе, такой как карданный подвес. Однако такие механические системы являются тяжелыми и громоздкими.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одной из конкретных реализаций воздушный летательный аппарат содержит фюзеляж, крылья, соединенные с фюзеляжем, и приемопередатчик. Воздушный летательный аппарат дополнительно содержит множество плоских фазированных антенных решеток, соединенных с приемопередатчиком и жестко прикрепленных к фюзеляжу или по меньшей мере к одному из крыльев. Множество плоских фазированных антенных решеток содержит первую плоскую фазированную антенную решетку, имеющую первый вектор нормали, и вторую плоскую фазированную антенную решетку, имеющую второй вектор нормали. Первый вектор нормали не параллелен второму вектору нормали.

В некоторых реализациях способ связи с помощью системы фазированных антенных решеток включает прием, посредством первой плоской фазированной антенной решетки, жестко прикрепленной к воздушному летательному аппарату, первого сигнала, соответствующего линии связи. Способ дополнительно включает передачу, посредством второй плоской фазированной антенной решетки, жестко прикрепленной к воздушному летательному аппарату, второго сигнала, соответствующего линии связи, причем первый вектор нормали первой плоской фазированной антенной решетки не параллелен второму вектору нормали второй плоской фазированной антенной решетки.

Еще в одной конкретной реализации транспортное средство содержит множество наружных поверхностей и приемопередатчик. Транспортное средство дополнительно содержит множество фазированных антенных решеток, соединенных с приемопередатчиком и жестко прикрепленных по меньшей мере к одной из множества наружных поверхностей. Множество фазированных антенных решеток содержит первую фазированную антенную решетку, имеющую первый вектор нормали, и плоскую фазированную антенную решетку, имеющую второй вектор нормали. Первый вектор нормали не параллелен второму вектору нормали.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показана структурная схема, которая иллюстрирует пример системы связи с помощью множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 2 показана структурная схема, иллюстрирующая вид сверху, вид сбоку и вид спереди транспортного средства, содержащего множество фазированных антенных решеток.

На фиг. 3 показан график, который иллюстрирует пример системы беспроводной связи.

На фиг. 4 показан график, который иллюстрирует пример диаграммы покрытия земной поверхности лучами, созданными конкретной конфигурацией из множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 5 показан график, который иллюстрирует пример многократного использования частот для фазированной антенной решетки.

На фиг. 6 показан график, который иллюстрирует пример зоны покрытия луча и формы луча для множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 7 показана блок-схема одного из примеров способа связи с помощью множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 8 показана блок-схема еще одного примера способа связи с помощью множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 9 показана блок-схема иллюстративных способов связи с помощью множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 10 показана блок-схема иллюстративных способов связи с помощью множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 11 показана блок-схема примера способа работы системы связи с помощью множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 12 показана структурная схема одной из иллюстративных реализаций транспортного средства, содержащего систему связи с помощью множества фазированных антенных решеток.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Реализации, описанные в данном документе, обеспечивают возможность беспроводной связи с помощью высотной платформы. В частности, одна или более систем, описанных в данном документе, содержат транспортное средство, работающее в качестве высотной платформы и содержащее приемопередатчик, множество фазированных антенных решеток и контроллер связи. В одной из конкретных реализаций множество фазированных антенных решеток может содержать плоские фазированные антенные решетки, которые жестко прикреплены к транспортному средству, или может соответствовать таким плоским фазированным антенным решеткам. Множество фазированных антенных решеток может содержать динамические фазированные антенные решетки. Например, фазированные антенные решетки (или их лучи) могут быть направлены или отрегулированы независимо от механической системы. В качестве примера каждый элемент антенной решетки (например, излучающий элемент или набор элементов) в фазированной антенной решетке может быть выполнен с возможностью индивидуального управления, а также может образовывать соответствующий луч и направлять его по отношению к лицевой стороне фазированной антенной решетки. В качестве иллюстративного примера каждый элемент антенной решетки может содержать регулируемый фазовращатель, который может быть использован для формирования и направления соответствующего луча. Еще в одной конкретной иллюстративной реализации множество фазированных антенных решеток может представлять собой конформные (например, неплоские) фазированные антенные решетки. Иными словами, первая форма фазированной антенной решетки может по существу соответствовать второй форме участка наружной поверхности воздушного летательного аппарата.

Приемопередатчик может содержать один или более передатчиков, а также один или более приемников. Приемопередатчик может быть выполнен с возможностью приема и передачи сигналов, соответствующих множеству различных линий связи. Приемопередатчик может принимать, посредством множества фазированных антенных решеток, первый сигнал, соответствующий конкретной линии связи, и может быть выполнен с возможностью передачи второго сигнала, соответствующего указанной конкретной линии связи. Первый сигнал и второй сигнал могут быть переданы и приняты посредством множества лучей, сгенерированных множеством фазированных антенных решеток.

Контроллер связи может быть выполнен с возможностью регулировки множества фазированных антенных решеток и лучей, сгенерированных указанным множества фазированных антенных решеток. Контроллер связи может содержать фазовращатель, а формирователь лучей может определять весовые коэффициенты формирования луча, которые используют для генерации множества лучей. Например, формирователь лучей может генерировать весовые коэффициенты формирования луча для каждого луча из множества лучей. Формирователь лучей может быть выполнен с возможностью обновления или регулировки весовых коэффициентов формирования луча для каждого луча на основании траектории полета транспортного средства. Например, конкретный луч может быть поставлен в соответствие (в течение некоторого периода времени) с конкретной частью обслуживаемой зоны покрытия. Формирователь лучей может обновлять или регулировать весовые коэффициенты формирования луча для конкретного луча для направления, выравнивания или задания формы конкретного луча на конкретную часть обслуживаемой зоны покрытия (или поверх этой конкретной части обслуживаемой зоны покрытия). Это позволяет конкретному лучу передавать и принимать сигналы, которые соответствуют конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Таким образом, система может обеспечивать возможность электронной регулировки фазированных антенных решеток, которые жестко прикреплены к транспортному средству, и может поддерживать передачу и прием данных по линии беспроводной связи от высотных платформ. В результате обеспечения приема и передачи данных по линии беспроводной связи пользователи системы беспроводной связи могут обмениваться данными (например, голосовыми данными, видеоданными, звуковыми данными, текстовыми данными и т.д.).

При использовании жестко прикрепленных фазированных антенных решеток транспортное средство, работающее в качестве высотной платформы, может передавать и принимать сигналы, соответствующие линиям связи, независимо от отдельной механической системы. Передача и прием сигналов из высотной платформы без механической системы (например, карданного подвеса) уменьшает размер и вес транспортного средства. В результате уменьшения размера и веса транспортного средства это транспортное средство может требовать меньших затрат на производство и эксплуатацию. В качестве дополнения транспортное средство может иметь повышенную прочность по сравнению с транспортными средствами, которые содержат механическую систему для поворота фазированной антенной решетки. Кроме того, за счет меньшего веса транспортного средства, это транспортное средство может работать на больших высотах и может иметь увеличенную обслуживаемую зону покрытия.

При использовании транспортного средства в качестве высотной платформы система беспроводной связи (например, система мобильных телефонов) может обеспечивать (или поддерживать) линии связи, которые используют меньше энергии по сравнению с линиями связи, обеспеченных посредством спутников. В качестве дополнения транспортные средства, работающие в качестве высотной платформы, могут предлагать лучшую прямую видимость по сравнению с наземным оборудованием, таким как базовые станции, а также может обеспечивать лучшее покрытие или обслуживание большей области для линий связи по сравнению с наземным оборудованием. Кроме того, транспортные средства, работающие в качестве высотной платформы, могут обеспечивать обслуживание беспроводной связи для удаленных областей (например, областей без наземной инфраструктуры), областей с топографией, при которой наземная инфраструктура не является подходящей с экономической точки зрения, и/или областей, в которых инфраструктура получает повреждения, например из-за погодных условий.

На фиг. 1 показан пример системы 100, которая содержит транспортное средство 102. В одной из конкретных реализаций системы 100 транспортное средство 102 может представлять собой воздушный летательный аппарат, воздушный корабль (например, дирижабль), высотный аэростат, вертолет, коммерческий воздушный летательный аппарат, частный самолет или иное транспортное средство или может соответствовать воздушному летательному аппарату, воздушному кораблю (например, дирижаблю), высотному аэростату, вертолету, коммерческому воздушному летательному аппарату, частному самолету или иному транспортному средству, как показано в качестве неограничивающих примеров. Транспортное средство 102 может представлять собой пилотируемое или непилотируемое транспортное средство (например, дрон или беспилотный летательный аппарат). В некоторых реализациях транспортное средство 102 представляет собой воздушный летательный аппарат, который содержит фюзеляж и крылья. В качестве дополнения или в качестве альтернативы транспортное средство 102 может иметь множество наружных поверхностей. Транспортное средство 102 может быть выполнено с возможностью работы на больших высотах, например в стратосфере земной атмосферы. В некоторых реализациях транспортное средство 102 может работать в конкретной части стратосферы, например, на высоте между 17 км и 22 км выше уровня моря. В одной из конкретных реализаций транспортное средство 102 может представлять собой транспортное средство на водородном топливе. Например, транспортное средство 102 может представлять собой воздушный летательный аппарат на водородном топливе, который может содержать топливный элемент на водородном топливе для подачи энергии питания на электродвигатель и/или на жидком водороде для использования в двигателе внутреннего сгорания. Транспортное средство 102 может быть выполнено с возможностью передачи и приема сигналов, соответствующих линиям беспроводной связи. Например, транспортное средство 102 может представлять собой часть системы беспроводной связи, как дополнительно описано со ссылкой на фиг. 3.

В примере, показанном на фиг. 1, транспортное средство 102 содержит приемопередатчик 104, множество фазированных антенных решеток 106 и контроллер 108 связи. Транспортное средство 102 может также содержать антенну 110 фидерной линии связи, контроллер 112, множество датчиков 114 и память 116. Приемопередатчик 104 может содержать один или более передатчиков, а также один или более приемников. В одном из конкретных примеров приемопередатчик может содержать множество передатчиков и приемников, причем каждый передатчик и приемник могут соответствовать конкретной фазированной антенной решетке из фазированных антенных решеток 106. Приемопередатчик 104 может функционировать с обеспечением связи типа «множественный вход - множественный выход» (MIMO). Приемопередатчик 104 может быть выполнен с возможностью передачи и приема сигналов (например, сигналов связи), соответствующих множеству линий связи, с помощью множества фазированных антенных решеток 106. Линия связи может содержать сигналы, передаваемые между двумя устройствами, такими как пользовательские устройства, оконечные устройства и т.д., или может соответствовать таким сигналам. Линии связи могут быть маршрутизированы через один или более компонентов системы беспроводной связи.

В некоторых реализациях множество линий связи могут поддерживаться одновременно. Например, по меньшей мере часть сигнала, соответствующего первой линии связи, может быть принята во время передачи сигнала, соответствующего второй линии связи. В качестве еще одного примера по меньшей мере часть сигнала, соответствующего первой линии связи, может быть принята одновременно с сигналом, соответствующим второй линии связи. В качестве еще одного примера по меньшей мере часть сигнала, соответствующего первой линии связи, может быть передана одновременно с сигналом, соответствующим второй линии связи.

Множество фазированных антенных решеток 106 содержит первую фазированную антенную решетку 132 и вторую фазированную антенную решетку 134. Несмотря на то, что на фиг. 1 показаны две фазированные антенные решетки, в некоторых реализациях множество фазированных антенных решеток 106 содержит более двух фазированных антенных решеток. Каждая фазированная антенная решетка из множества фазированных антенных решеток 106 содержит множество элементов, выполненных с возможностью испускания излучения. Множество элементов может содержать излучающие элементы, такие как диполи, волноводы с открытым концом, щелевые волноводы, микрополосковые антенны, спирали, винтообразные элементы и т.д., или может соответствовать таким излучающим элементам, как показано в качестве неограничивающих примеров. Конкретный набор (например, один или более) элементов из множества элементов могут генерировать луч (например, диаграмму направленности). Например, излучающий элемент и соответствующий фазовращатель могут генерировать (например, формировать и направлять) луч. Луч может позволять приемопередатчику 104 принимать и передавать сигналы, соответствующие множеству линий связи.

Множество фазированных антенных решеток 106 могут генерировать множество лучей, содержащих множество первых лучей, сгенерированных первой фазированной антенной решеткой 132, и множество вторых лучей, сгенерированных посредством второй фазированной антенной решетки 134. В некоторых реализациях поднабор лучей из множества первых лучей может иметь частоту, отличную от еще одного поднабора лучей из указанного множества первых лучей. Например, множество первых лучей могут содержать первый набор лучей, имеющих первую частоту, и второй набор лучей, имеющих вторую частоту. Первая фазированная антенная решетка 132 может генерировать множество первых лучей таки образом, что первый набор лучей рассеян среди второго набора лучей для обеспечения возможности многократного использования первой частоты для поддержания множества различных линий связи, как дополнительно описано со ссылкой на фиг. 5. Несмотря на то, что было указано, что две частоты могут быть многократно использованы, в других реализациях могут быть многократно использованы более двух частот, например 3 частоты, 4 частоты, 7 частот, 20 частот и т.д. В качестве дополнения вторая фазированная антенная решетка 134 может генерировать множество вторых лучей таким образом, что поднабор лучей из указанного множества вторых лучей имеет частоту, отличную от другого поднабора лучей из указанного множества вторых лучей. Например, множество вторых лучей может содержать третий набор лучей, имеющих первую частоту, и четвертый набор лучей, имеющих вторую частоту. В некоторых реализациях множество первых лучей может быть поставлено в соответствие с первым диапазоном частот (например, с полосой частот), который идентичен второму диапазону частот, связанных со множеством вторых лучей, как дополнительно описано со ссылкой на фиг. 5.

Множество фазированных антенных решеток 106 может содержать плоскую фазированную антенную решетку, конформную фазированную антенную решетку или их сочетание или может соответствовать плоской фазированной антенной решетке, конформной фазированной антенной решетке или их сочетанию. В плоской фазированной антенной решетке множество элементов расположены вдоль первой оси плоскости и вдоль второй оси указанной плоскости (например, двухмерная решетка). В некоторых реализациях первая плоская фазированная антенная решетка может иметь форму сечения (например, круглую, овальную, квадратную, прямоугольную, треугольную и т.п.), отличную от формы сечения второй плоской фазированной антенной решетки. В конформной фазированной антенной решетке множество элементов могут быть распределены по (или расположены на) неплоской поверхности (например, трехмерная решетка). В некоторых реализациях конформная фазированная антенная решетка может содержать сферическую или цилиндрическую решетку или может соответствовать сферической или цилиндрической решетке, как показано в качестве неограничивающего примера. Например, множество элементов могут быть распределены по участку поверхности сферы или цилиндра.

Множество элементов могут быть распределены или расположены равномерно или неравномерно. Например, при неравномерном распределении первый промежуток между элементами вдоль первой оси может отличаться от второго промежутка между элементами вдоль второй оси. В качестве еще одного примера при неравномерном распределении промежуток вдоль конкретной оси может быть неоднородным.

В некоторых реализациях одна или более из множества фазированных антенных решеток 106 могут быть жестко прикреплены к транспортному средству 102. Например, первая фазированная антенная решетка 132 и вторая фазированная антенная решетка 134 могут быть жестко прикреплены к наружной стороне транспортного средства 102. В качестве примера в случае, когда транспортное средство 102 представляет собой воздушный летательный аппарат, каждая из первой фазированной антенной решетки 132 и второй фазированной антенной решетки 134 может быть жестко прикреплена к части фюзеляжа и/или части крыла воздушного летательного аппарата, как дополнительно описано со ссылкой на фиг. 2. Жесткое крепление, описанное в данном документе, может иметь отношение к компоненту, который соединен с наружной поверхностью транспортного средства 102 (например, закреплен на наружной поверхности транспортного средства 102), соединен с конструкцией (например, кронштейном) или устройством, которое соединено с транспортным средством 102, или углублено в наружную поверхность транспортного средства 102. В одной из конкретных реализаций первая фазированная антенная решетка 132 может быть жестко прикреплена к транспортному средству 102 и может иметь первый вектор нормали, а вторая фазированная антенная решетка 134 может быть жестко прикреплена к транспортному средству 102 и может иметь второй вектор нормали. Первый вектор нормали может и не быть параллелен второму вектору нормали. При наличии непараллельных векторов нормали первая фазированная антенная решетка 132 может обеспечивать обслуживание другой части обслуживаемой зоны покрытия по сравнению со второй фазированной антенной решеткой 134.

В других реализациях одна или более из множества фазированных антенных решеток 106 могут быть вделаны в форму наружной поверхности транспортного средства 102. Например, конформная фазированная антенная решетка может иметь первую форму (например, неплоскую форму), которая соответствует второй форме участка наружной поверхности воздушного летательного аппарата. В качестве примера элементы конформной фазированной антенной решетки могут быть распределены по наружной поверхности воздушного летательного аппарата, такой как аэродинамическая поверхность или фюзеляж, распределены на такой поверхности или углублены в такую поверхность. Наружная поверхность может представлять собой неплоскую поверхность (например, трехмерную поверхность). При наличии конформных фазированных антенных решеток транспортное средство 102 может создавать больший подъем, создавать меньшее торможение и потреблять меньше топлива по сравнению с транспортным средством с плоскими фазированными решетками.

Каждая фазированная антенная решетка из множества фазированных антенных решеток 106 может иметь соответствующий максимальный угол сканирования (например, зону обзора). В некоторых реализациях максимальный угол сканирования конкретной фазированной антенной решетки из множества фазированных антенных решеток 106 может отличаться от максимального угла сканирования другой фазированной антенной решетки из множества фазированных антенных решеток 106 или может совпадать с максимальным углом сканирования другой фазированной антенной решетки из множества фазированных антенных решеток 106. Например, первый максимальный угол сканирования первой фазированной антенной решетки 132 может отличаться от второго максимального угла сканирования второй фазированной антенной решетки 134 (или может совпадать с ним). Управление фазированной антенной решеткой за пределами максимального угла сканирования может создавать искажение, превышающее пороговый уровень, и может препятствовать передаче и приему сигналов лучами.

Каждая фазированная антенная решетка из множества фазированных антенных решеток 106 может иметь соответствующий вектор нормали. Например, каждая фазированная антенная решетка может иметь плоскую лицевую сторону антенны, которая имеет соответствующий вектор нормали (например, вектор, перпендикулярный плоскости лицевой стороны антенны), как дополнительно описано со ссылкой на фиг. 2. В качестве дополнения одна или более фазированных антенных решеток могут иметь отличное соотношение геометрических размеров по сравнению с другой фазированной антенной решеткой из множества фазированных антенных решеток 106. Например, первая фазированная антенная решетка 132 может иметь первое соотношение геометрических размеров, отличное от второго соотношения геометрических размеров второй фазированной антенной решетки 134. Форма и соотношение геометрических размеров фазированной антенной решетки связаны с потенциальной обслуживаемой зоной покрытия фазированной антенной решетки. Поскольку транспортное средство 102 содержит множество фазированных антенных решеток 106, форма, соотношение геометрических размеров и место расположения каждой фазированной антенной решетки из множества фазированных антенных решеток воздействуют на обслуживаемую зону покрытия. При наличии фазированных антенных решеток с различными соотношениями геометрических размеров транспортное средство 102 может поддерживать (или обеспечивать) линии связи для большей обслуживаемой зоны покрытия при меньшем перекрытии зон покрытия между антеннами по сравнению с транспортным средством, которое содержит фазированные антенные решетки с тем же самым соотношением геометрических размеров. В качестве дополнения при наличии фазированных антенных решеток с различными соотношениями геометрических размеров такие фазированные антенные решетки могут быть прикреплены к большему количеству местоположений в отношении транспортного средства 102, а транспортное средство 102 может поддерживать большее количество фазированных антенных решеток. В качестве иллюстративного неограничивающего примера фазированная антенная решетка может быть прикреплена к носовому обтекателю транспортного средства 102.

Одна или более из множества фазированных антенных решеток 106 могут быть динамическими. Например, первая фазированная антенная решетка 132 и/или вторая фазированная антенная решетка 134 могут содержать матрицу из переменных фазовращателей, выполненных с возможностью управления множеством лучей. Одна или более из множества фазированных антенных решеток 106 могут быть активными или пассивными. Для активной фазированной антенной решетки каждый набор элементов фазированной антенной решетки может содержать усилитель или процессор. Что касается пассивной фазированной антенной решетки, то центральный усилитель с ослабляющими фазовращателями может управлять множеством элементов. Множеством фазированных антенных решеток 106 (и их компонентами) можно управлять с помощью контроллера 108 связи.

Контроллер 108 связи может быть соединен с приемопередатчиком 104 и множеством фазированных антенных решеток 106. Контроллер 108 связи может содержать аппаратные средства, программное обеспечение или их сочетание или может соответствовать аппаратным средствам, программному обеспечению или их сочетанию. Контроллер 108 связи может быть выполнен с возможностью вызывать генерирование множества лучей каждой фазированной антенной решеткой из множества фазированных антенных решеток 106. Контроллер 108 связи может содержать формирователь 142 лучей. Контроллер 108 связи может быть выполнено с возможностью генерации и регулировки весовых коэффициентов формирования луча из множества лучей с помощью формирователя 142 лучей. Формирователь 142 лучей может содержать формирователь лучей во временной области и/или формирователь лучей в частотной области или может соответствовать формирователю лучей во временной области и/или формирователю лучей в частотной области. В качестве дополнения формирователь 142 лучей может содержать адаптивный фазовращатель или может соответствовать адаптивному фазовращателю. Например, формирователь 142 лучей может быть выполнен с возможностью регулировки весовых коэффициентов формирования луча с обеспечением уменьшения соотношения сигнал-шум (например, наложения сигналов и подавления сигналов между лучами), а также для улучшения качества передачи и приема сигналов связи.

Формирователь 142 лучей может быть выполнен с возможностью определения (например, расчета) весовых коэффициентов формирования луча на основании данных датчика, данных о траектории полета, данных об обслуживаемой зоне покрытия или их сочетания. Формирователь 142 лучей может определять весовые коэффициенты формирования луча для каждого луча из множества лучей. Например, формирователь 142 лучей может определять весовые коэффициенты формирования луча для каждого элемента (или набора элементов) каждой фазированной антенной решетки из множества фазированных антенных решеток 106. В качестве примера формирователь 142 лучей может определять первые весовые коэффициенты формирования луча для первого луча, созданного посредством первого набора элементов первой фазированной антенной решетки 132. Первые весовые коэффициенты формирования луча могут быть определены на основании высоты транспортного средства 102, положения транспортного средства 102 в пространстве, скорости транспортного средства 102, местоположения транспортного средства 102, обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета транспортного средства 102 или их сочетания.

Формирователь 142 лучей может быть выполнен с возможностью обновления (или регулировки) весовых коэффициентов формирования луча на основании данных датчика, данных о траектории полета, данных об обслуживаемой зоне покрытия или их сочетания. Например, формирователь 142 лучей может обновлять (или регулировать) выравнивание, форму, усиление или их сочетание первого луча на основании высоты, положения в пространстве, первой части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания.

В качестве примера формирователь 142 лучей может рассчитать ожидаемое местоположение (например, относительно обслуживаемой зоны покрытия или части обслуживаемой зоны покрытия) на основании данных датчика и данных о траектории полета. Формирователь 142 лучей может определять обновленные (или отрегулированные) весовые коэффициенты формирования луча на основании ожидаемого местоположения, а также может обновлять текущий весовой коэффициент формирования луча (например, первые весовые коэффициенты формирования луча) на основании обновленных весовых коэффициентов формирования луча для будущего ожидаемого местоположения. В качестве еще одного примера формирователь 142 лучей может обновлять весовые коэффициенты формирования луча на основании текущего или обновленного местоположения, высоты или их сочетания для транспортного средства 102. В качестве альтернативы формирователь 142 лучей может регулировать весовые коэффициенты формирования луча путем применения коэффициентов к текущему весовому коэффициенту формирования луча (например, первые весовые коэффициенты формирования луча). Коэффициенты могут быть рассчитаны на основании данных датчика, данных о траектории полета, данных об обслуживаемой зоне покрытия или их сочетания.

Формирователь 142 лучей может определять весовые коэффициенты формирования луча, которые используют для регулировки или обновления фазы и/или амплитуды сигнала, излученного посредством каждого элемента для направления луча. В качестве дополнения формирователь 142 лучей может определять весовые коэффициенты формирования луча, которые используют для регулировки формы луча таким образом, что диаграмма направленности луча не служит помехой для других лучей, а также для ограничения рассеяния в окружающие части обслуживаемой зоны покрытия или взаимных помех при взаимодействии с другими лучами. Формирователь 142 лучей может определять весовые коэффициенты формирования луча таким образом, что конкретный луч по существу направлен в конкретную часть обслуживаемой зоны покрытия (или выравнен с этой частью обслуживаемой зоны покрытия) для поддержания линий связи для конкретной части. Поскольку транспортное средство 102 работает в соответствии с траекторией полета, лучи может быть необходимо передать (например, переключить) с одного набора элементов на другой набор элементов. В некоторых реализациях передачу обслуживания осуществляют между наборами элементов одной фазированной антенной решетки (например, первой фазированной антенной решетки 132). В других реализациях передачу обслуживания осуществляют между наборами элементов различных фазированных антенных решеток (например, первой фазированной антенной решетки 132 и второй фазированной антенной решетки 134). Контроллер 108 связи может быть выполнено с возможностью передачи управляющих сигналов на приемопередатчик 104 и/или множество фазированных антенных решеток 106 для инициирования операции передачи обслуживания, такой как операция передачи обслуживания между лучами.

Несмотря на то, что показано, что формирователь 142 лучей содержится в контроллере 108 связи транспортного средства 102, показанного на фиг.1, в других реализациях формирователь 142 лучей может быть отделен от транспортного средства 102. Например, формирователь 142 лучей может содержаться в наземном оборудовании, а весовые коэффициенты формирования луча могут быть переданы на транспортное средство 102. В одной из конкретных реализаций весовые коэффициенты формирования луча могут быть переданы на транспортное средство 102 посредством шлюзовой антенны, как описано со ссылкой на фиг. 3.

Контроллер 108 связи может быть выполнен с возможностью вызывать переход от первого набора элементов на второй набор элементов (например, передачу обслуживания между лучами), чтобы он происходил на границе пакета (или возле нее). Например, переход может происходить во время некоторого периода времени между первым пакетом линии связи и вторым пакетом линии связи. В качестве примера переход может происходить в конце первого пакета или возле него и в начале второго пакета. В некоторых реализациях переход может представлять переход без разрыва перед передачей обслуживания. Например, второй набор элементов может генерировать луч и задавать зону покрытия для части обслуживаемой зоны покрытия до того, как первый набор элементов прекратит генерацию первоначального луча. В качестве примера второй набор элементов генерирует второй луч для обеспечения (или поддержания) линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия до того, как первый набор элементов прекратит генерацию первого луча, обеспечившего линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. В качестве дополнения или в качестве альтернативы первый набор элементов может регулировать первый луч для обеспечения второй линии связи или вторых линий связи для другой части обслуживаемой зоны покрытия. В других реализациях передача обслуживания от первого набора элементов на второй набор элементов может представлять собой передачу обслуживания с разрывом перед передачей обслуживания или может происходить по существу в одно и то же время (например, одновременно). В других реализациях передача обслуживания (например, передачу обслуживания между лучами) может происходить на границе кадра, во время кадра, во время пакета или их сочетания.

Антенна 110 фидерной линии связи может быть соединена с приемопередатчиком 104 и контроллером 108 связи. Антенна 110 фидерной линии связи может быть выполнена с возможностью приема сигналов (и данных) от других устройств и компонентов системы беспроводной связи. Антенна 110 фидерной линии связи может быть зафиксирована (например, жестко прикреплена) или может быть выполнена с возможностью перемещения (например, закреплена на карданном подвесе) по отношению к транспортному средству 102. Антенна 110 фидерной линии связи может быть прикреплена к наружной стороне транспортного средства 102 или может быть установлена на этой наружной стороне. В некоторых реализациях антенна 110 фидерной линии связи может быть прикреплена к нижней поверхности или может быть установлена на этой нижней поверхности транспортного средства 102, такой как фюзеляж. В других реализациях антенна 110 фидерной линии связи может быть установлена на верхней поверхности транспортного средства 102 или на носовом обтекателе транспортного средства 102. В качестве дополнения транспортное средство 102 может содержать множество антенн фидерной линии связи. Например, антенна 110 фидерной линии связи может быть установлена на нижней поверхности транспортного средства 102, а вторая антенна фидерной линии связи может быть установлена на верхней поверхности транспортного средства 102.

В некоторых реализациях антенна 110 фидерной линии связи может принимать данные о траектории полета и/или данные об обслуживаемой зоне покрытия от наземного оборудования. В одной из конкретных реализаций транспортное средство 102 может принимать данные о траектории полета и/или данные об обслуживаемой зоне покрытия посредством шлюзовой антенны. Данные о траектории полета могут указывать на траекторию полета транспортного средства 102, а данные об обслуживаемой зоне покрытия могут указывать на обслуживаемую зону покрытия и информацию, связанную с множеством ячеек обслуживаемой зоны покрытия, как дополнительно описано со ссылкой на фиг. 4-6. В одной из конкретных реализаций данные об обслуживаемой зоне покрытия могут быть поставлены в соответствие с траекторией полета, показанной посредством данных о траектории полета. Когда формирователь 142 лучей расположен в наземном оборудовании, антенна 110 фидерной линии связи может принимать весовые коэффициенты формирования луча от наземного оборудования посредством шлюзовой антенны. В некоторых реализациях антенна 110 фидерной линии связи может принимать сигналы управления полетом с тем, чтобы позволить оператору (например, пилоту) удаленно управлять транспортным средством 102.

Устройство 112 управления полетом может быть выполнено с возможностью управлять транспортным средством 102 на основании данных о траектории полета. Например, устройство 112 управления полетом может управлять крыльями (например, элеронами) транспортного средства 102, как показано в качестве неограничивающего примера. Устройство 112 управления полетом может принимать данные о траектории полета посредством антенны 110 фидерной линии связи или может получать доступ к данным о траектории полета, хранящимся на памяти 116. Устройство 112 управления полетом может быть выполнено с возможностью управления или регулировки одной или более из систем транспортного средства 102 для управления этим транспортным средством 102 в соответствии с траекторией полета, указанной посредством данных о траектории полета. Например, устройство 112 управления полетом может быть выполнено с возможностью управления или регулировки движительной системы и/или системой авионики. В одной из конкретных реализаций устройство 112 управления полетом может быть выполнено с возможностью автоматического управления транспортным средством 102 в соответствии с траекторией полета вне зависимости от управления, осуществляемого человеком-оператором, или входных данных. В качестве дополнения или в качестве альтернативы устройство 112 управления полетом может управлять транспортным средством 102 на основании принятых сигналов управления полетом с тем, чтобы позволить оператору управлять транспортным средством 102.

Множество датчиков 114 могут быть выполнены с возможностью генерации данных датчика во время работы транспортного средства 102. Множество датчиков 114 может содержать датчики множества типов. Например, датчики множества типов могут содержать датчик высоты, датчик скорости полета, датчик положения в пространстве (например, один или более датчиков для определения крена, тангажа, рысканья, курса или их сочетания), датчик местоположения (например, датчик системы глобального позиционирования) или их сочетание, как показано в качестве неограничивающих примеров. Данные датчика могут быть сохранены в памяти 116 и могут быть выданы на устройство 112 управления полетом.

Память 116 может содержать энергозависимую память, энергонезависимую память или их сочетание или может соответствовать энергозависимой памяти, энергонезависимой памяти или их сочетанию. Память 116 может быть выполнена с возможностью хранения данных. Например, память 116 может хранить данные о траектории полета и данные об обслуживаемой зоне покрытия. В других реализациях память 116 может хранить другие данные, такие как данные, основанные на данных датчика или содержащие такие данные датчика. Например, процессор (например, процессор контроллера 108 связи или устройства 112 управления полетом) транспортного средства 102 может обрабатывать данные датчика для генерации других данных. Другие данные могут содержать данные о высоте, данные о скорости полета, данные о курсе, данные о погоде или их сочетание.

Транспортное средство 102 дополнительно имеет множество наружных поверхностей, содержащих верхнюю поверхность 122 (или участок) и нижнюю поверхность (или участок) 124, как дополнительно описано со ссылкой на фиг. 2. В качестве дополнения транспортное средство 102 содержит переднюю часть 118 и заднюю часть 120, как дополнительно описано со ссылкой на фиг. 2.

Во время работы транспортного средства 102 это транспортное средство 102 может принимать данные о траектории полета и данные об обслуживаемой зоне покрытия посредством антенны 110 фидерной линии связи или может получать доступ к данным о траектории полета из памяти 116. Устройство 112 управления полетом транспортного средства 102 может управлять транспортным средством 102 в соответствии с траекторией полета, указанной посредством данных о траектории полета. Множество датчиков 114 могут генерировать данные датчика во время работы транспортного средства 102.

Формирователь 142 лучей могут генерировать весовые коэффициенты формирования луча для множества фазированных антенных решеток 106 с тем, чтобы позволить множеству фазированных антенных решеток 106 генерировать множество лучей. Например, первая фазированная антенная решетка 132 может генерировать множество первых лучей, а вторая фазированная антенная решетка 134 может генерировать множество вторых лучей на основании весовых коэффициентов формирования луча.

Приемопередатчик 104 может принимать и передавать множество сигналов посредством множества лучей. Например, приемопередатчик 104 может принимать первый сигнал, который соответствует конкретной линии связи (например, от первого пользовательского устройства) посредством первого луча из множества первых лучей. Первый сигнал может быть принят от первого пользовательского устройства или первой базовой станции, расположенной в пределах первой части обслуживаемой зоны покрытия. Приемопередатчик 104 может передавать второй сигнал, который соответствует линии связи, посредством второго луча из множества вторых лучей. В качестве альтернативы второй луч может представлять собой часть из множества первых лучей. Второй сигнал может быть передан на второе пользовательское устройство или вторую базовую станцию, расположенную в пределах второй части обслуживаемой зоны покрытия. В данном примере транспортное средство 102 поддерживает линию связи (в том числе первый сигнал и второй сигнал) между первым устройством и вторым устройством. Линия связи может позволять пользователям первого устройства и второго устройства обмениваться данными беспроводным способом.

Формирователь 142 лучей может регулировать или обновлять весовые коэффициенты формирования луча для каждого луча из множества лучей для обеспечения возможности регулировки множеством фазированных антенных решеток 106 каждого луча для отслеживания соответствующей части обслуживаемой зоны покрытия. Регулировка (или обновление) весовых коэффициентов формирования луча может включать получение обновленных данных датчика от одного или более датчиков из множества датчиков 114. Например, формирователь 142 лучей может принимать или получать вторую высоту транспортного средства 102, второе положение транспортного средства 102 в пространстве или их сочетание. Формирователь 142 лучей может определять вторые весовые коэффициенты формирования луча (например, весовые коэффициенты формирования луча во второй раз) для подачи первого луча в первую часть обслуживаемой зоны покрытия на основании второй высоты, второго положения в пространстве, положения первой части обслуживаемой зоны покрытия относительно воздушного летательного аппарата или их сочетания. Первый набор элементов может создавать отрегулированный первый луч на основании вторых весовых коэффициентов формирования луча. В качестве примера первый набор элементов может регулировать или обновлять фазу и/или амплитуду излученного сигнала (например, луч). Первый луч может иметь первую форму, отличную от второй формы отрегулированного первого луча. Например, первая диаграмма направленности первого луча может отличаться от второй диаграммы направленности отрегулированного первого луча. В качестве дополнения или в качестве альтернативы первый угол первого луча может отличаться от второго угла отрегулированного первого луча.

Таким образом, конкретный луч (например, первый луч) может обеспечивать непрерывную зону покрытия и обслуживания для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия на некоторый период времени. Например, конкретный луч может обеспечивать обслуживание (например, поддержку) одной или более линий связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Поскольку транспортным средством 102 управляют в соответствии с траекторией полета, транспортное средство 102 может совершать перемещение в некоторое местоположение, в котором первый набор элементов может более не обеспечивать обслуживание в отношении конкретной обслуживаемой зоны покрытия, или при обеспечении зоны покрытия в отношении конкретной обслуживаемой зоны покрытия первый набор элементов может генерировать помехи или искажение, которые могут воздействовать на другие лучи из первого множества лучей. Например, когда местоположение транспортного средства 102 размещает первый набор элементов первой фазированной антенной решетки 132 при своем максимальном угле сканирования (или при угле сканирования, приближенном к своему максимальному углу сканирования), контроллер 108 связи может инициировать процедуру передачи обслуживания для передачи конкретной части обслуживаемой зоны покрытия на другой набор элементов. Например, контроллер 108 связи может отправить управляющий сигнал на приемопередатчик 104, один или более элементов из множества фазированных антенных решеток 106 или их сочетание. Управляющий сигнал может обеспечивать возможность передачи обслуживания между лучами.

В качестве первого примера передача обслуживания между лучами может быть осуществлена между наборами элементов в одной и той же фазированной антенной решетке. Например, когда первый набор элементов и второй набор элементов представляют собой часть первой фазированной антенной решетки 132, второй набор элементов может принять на себя функцию по обеспечению линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия из первого набора элементов. В качестве примера второй набор элементов может генерировать или направлять второй луч для обеспечения зоны покрытия для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Второй луч, сгенерированный вторым набора элементов, может позволять приемопередатчику 104 принимать и передавать сигналы, соответствующие одной или более линий связи, в том числе указанной линии связи. Первый набор элементов первой фазированной антенной решетки 132 может прекратить обеспечение линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Например, первый набор элементов может отрегулировать первый луч на другую часть обслуживаемой зоны покрытия или может прекратить генерацию первого луча. В одной из конкретных реализаций первый набор элементов прекратит обеспечение линии связи после того, как второй набор элементов сгенерирует второй луч и установит одну или более линий связи для конкретной обслуживаемой зоны покрытия.

В качестве второго примера передача обслуживания между лучами может быть осуществлена между наборами элементов различных фазированных антенных решеток. Например, первый набор элементов первой фазированной антенной решетки 132 может обеспечивать линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия, а набор элементов второй фазированной антенной решетки 134 может принять на себя функцию по обеспечению линии связи для указанной конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Набор элементов второй фазированной антенной решетки 134 может генерировать третий луч для обеспечения линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Первый набор элементов первой фазированной антенной решетки 132 может прекратить обеспечение линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия.

В некоторых реализациях транспортное средство 102 может принимать обновленные данные о траектории полета или данные об обслуживаемой зоне покрытия во время работы. Устройство 112 управления полетом может начать управлять транспортным средством 102 в соответствии с обновленными данными о траектории полета, а приемопередатчик 104, контроллер 108 связи и формирователь 142 лучей могут начать работать на основании обновленных данных об обслуживаемой зоне покрытия.

В некоторых реализациях формирователь 142 лучей может быть расположен в наземном оборудовании. В таких реализациях транспортное средство 102 может передавать данные датчика на наземное оборудование посредством антенны 110 фидерной линии связи, а формирователь 142 лучей может генерировать весовые коэффициенты формирования луча на основании принятых данных датчика. Транспортное средство 102 может принимать весовые коэффициенты формирования луча посредством антенны 110 фидерной линии связи. Весовые коэффициенты формирования луча могут быть использованы для регулировки или обновления диаграммы направленности и/или угла каждого луча из множества лучей.

В некоторых реализациях контроллер 108 связи дополнительно выполнен с возможностью вызывать передачу сообщения активным каналом первой плоской фазированной антенной решетки 132 на пользовательское устройство, связанное с этим активным каналом, что указывает на предстоящую потерю соединения при определении того, что отсутствует альтернативный активный канал на второй плоской фазированной антенной решетки 134. Сообщение может позволять пользовательскому устройству осуществить переключение на другое транспортное средство в форме высотной платформы для поддержания соединения (например, линии связи).

Путем жесткого прикрепления множества фазированных антенных решеток к транспортному средству 102, это транспортное средство 102 может обслуживать увеличенную обслуживаемую зону покрытия без регулировки максимального угла сканирования и без наличия системы для механического позиционирования или поворота. Таким образом, транспортное средство 102 может иметь уменьшенные вес и размер, а также может иметь улучшенные технические характеристики по сравнению с транспортными средствами с системой механического позиционирования или поворота. Например, транспортное средство 102 может работать дольше и/или работать на больших высотах.

На фиг. 2 показан график 200, иллюстрирующий вид 202 сверху, вид 204 сбоку и вид 206 спереди транспортного средства, которое содержит антенну 208 фидерной линии связи и множество фазированных антенных решеток 210-218. Транспортное средство может содержать транспортное средство 102, показанное на фиг. 1, или может соответствовать транспортному средству 102. Антенна 208 фидерной линии связи может содержать антенну 110 фидерной линии связи, показанную на фиг. 1, или может соответствовать антенне 110 фидерной линии связи. На графике 200 множество фазированных антенных решеток 210-218 жестко прикреплены к транспортному средству, при этом указанное множество фазированных антенных решеток представляют собой плоские фазированные антенные решетки. В таких реализациях множество фазированных антенных решеток 210-218 могут и не быть прикреплены с возможностью поворота (например, могут быть прикреплены к транспортному средству посредством карданного подвеса). Множество фазированных антенных решеток 210-218 может содержать множество фазированных антенных решеток 106, показанных на фиг. 1, или может соответствовать множеству фазированных антенных решеток 106. Каждая фазированная антенная решетка из множества фазированных антенных решеток 210-218 может иметь соответствующий вектор нормали. Например, каждая фазированная антенная решетка может иметь плоскую лицевую сторону антенны, которая имеет соответствующий вектор нормали (например, вектор, перпендикулярный плоскости лицевой стороны антенны). В качестве дополнения одна или более из множества плоских фазированных антенных решеток могут иметь взаимно непараллельные вектора нормали. В одном из конкретных примеров каждая из множества плоских фазированных антенных решеток может иметь множество непараллельных векторов нормали. Еще в одном конкретном примере две или более плоских фазированных антенных решеток могут иметь параллельные или по существу параллельные вектора нормали. Например, если размер плоской фазированной антенной решетки, необходимой для обслуживания части обслуживаемой зоны покрытия, будет слишком большим и слишком неподходящим (например, будет препятствовать работе транспортного средства, будет чрезмерно дорогим и т.д.), то для обслуживания части обслуживаемой зоны покрытия могут быть использованы две меньшие плоские фазированные антенные решетки по существу со схожими векторами нормали.

Вид 202 сверху на графике 200, показанном на фиг. 2, иллюстрирует конкретную структуру антенны 208 фидерной линии связи, первую фазированную антенную решетку 210, вторую фазированную антенную решетку 212, третью фазированную антенную решетку 214, четвертую фазированную антенную решетку 216 и пятую фазированную антенную решетку 218. Антенна 208 фидерной линии связи и множество фазированных антенных решеток 210-218 могут быть расположены на нижней стороне транспортного средства и для ясности показаны на виде 202 сверху. В других реализациях антенна 208 фидерной линии связи и множество фазированных антенных решеток 210-218 могут иметь различные структуры. В качестве дополнения транспортное средство может содержать большее или меньшее количество антенн фидерной линии связи и/или фазированных антенных решеток. Первая фазированная антенная решетка 210 может содержать фазированную антенную решетку в носовой части или может соответствовать такой фазированной антенной решетке. Первая фазированная антенная решетка 210 может представлять собой плоскую фазированную антенную решетку и может быть жестко прикреплена к первой части (например, носовой части) фюзеляжа 230 транспортного средства.

Вторая фазированная антенная решетка 212 может содержать фазированную антенную решетку на нижнем уровне (нижнюю фазированную антенную решетку) или может соответствовать такой фазированной антенной решетке и может иметь кольцевую форму. Вторая фазированная антенная решетка 212 может представлять собой плоскую фазированную антенную решетку и может быть жестко прикреплена ко второй части (например, средней части) фюзеляжа 230 транспортного средства. Третья фазированная антенная решетка 214 может содержать фазированную антенную решетку в хвостовой части (заднюю фазированную антенную решетку) или может соответствовать такой фазированной антенной решетке. Третья фазированная антенная решетка 214 может представлять собой плоскую фазированную антенную решетку и может быть жестко прикреплена к третьей части (например, задней части) фюзеляжа 230 транспортного средства.

Четвертая фазированная антенная решетка 216 может содержать (например, правобортовую) левостороннюю фазированную антенную решетку 216 или может соответствовать такой левосторонней фазированной антенной решетке 216. Четвертая фазированная антенная решетка 216 может представлять собой плоскую фазированную антенную решетку и может быть жестко прикреплена к крылу 232 правого борта транспортного средства. Пятая фазированная антенная решетка 218 может содержать (например, левобортовую) левостороннюю фазированную антенную решетку или может соответствовать такой фазированной антенной решетке. Пятая фазированная антенная решетка 218 может представлять собой плоскую фазированную антенную решетку и может быть жестко прикреплена к крылу 234 левого борта транспортного средства. Как показано на фиг. 2, четвертая фазированная антенная решетка 216 и пятая фазированная антенная решетка 218 должны быть жестко прикреплены к подкрыльной части 250 крыльев 232, 234. Несмотря на то, что множество фазированных антенных решеток 210-218 показаны в виде плоских фазированных антенных решеток, проиллюстрированных на фиг. 2, в других реализациях одна или более из множества фазированных антенных решеток 210-218 могут содержать конформные фазированные антенные решетки или могут соответствовать таким конформным фазированным антенным решеткам. В таких реализациях конформные фазированные антенные решетки могут иметь множество векторов нормали, причем каждая конформная фазированная антенная решетка может иметь по меньшей мере один вектор нормали, который не является параллельным по отношению по меньшей мере к одному вектору нормали одной из других фазированных антенных решеток.

Вид 204 сбоку, показанный на фиг. 2, иллюстрирует антенну 208 фидерной линии связи, первую фазированную антенную решетку 210, вторую фазированную антенную решетку 212, третью фазированную антенную решетку 214 и соответствующие вектора нормали первой, второй и третьей фазированных антенных решеток 210-214. В качестве примера первая фазированная антенная решетка 210 имеет первый вектор нормали 220, ориентированный в направлении носовой части, вторая фазированная антенная решетка 212 имеет второй вектор 222 нормали, ориентированный по направлению вниз, а третья фазированная антенная решетка 214 имеет третий вектор нормали 224, ориентированный в направлении хвостовой части. Вид 204 сбоку иллюстрирует носовую часть 240 (например, переднюю или первую часть), среднюю часть 242 (или вторую часть), хвостовую часть 244 (например, заднюю или третью часть), верхнюю часть 246 (или поверхность) и нижнюю часть 248 (или поверхность) транспортного средства.

Вид 206 спереди, показанный на фиг. 2, иллюстрирует четвертую фазированную антенную решетку 216, пятую фазированную антенную решетку 218 и соответствующие вектора нормали четвертой и пятой фазированных антенных решеток 216, 218. В качестве примера четвертая фазированная антенная решетка 216 имеет четвертый вектор нормали 226, ориентированный в направлении 252 правого борта, а пятая фазированная антенная решетка 218 имеет пятый вектор нормали 228, ориентированный в направлении 254 левого борта. Несмотря на то, что на фиг. 2 показан воздушный летательный аппарат, в других реализациях могут быть использованы другие транспортные средства, выполненные с возможностью работы с высотной платформы. В одной из конкретных реализаций транспортное средство может представлять собой воздушный корабль (например, дирижабль).

Вид 206 спереди содержит иллюстративный пример конформной фазированной антенной решетки 262, соединенной с нижней частью 248 фюзеляжа 230. Несмотря на то, что конформная фазированная антенная решетка 262 показана в виде одной из фазированных антенных решеток 210-214, в других реализациях четвертая фазированная антенная решетка 216 и/или пятая фазированная антенная решетка 218 могут представлять собой конформные фазированные антенные решетки. Как показано на фиг. 2, конформная фазированная антенная решетка 262 имеет множество различных (например, непараллельных) векторов нормали, например шестой вектор 264 нормали и седьмой вектор 266 нормали. В качестве дополнения вид 206 спереди также иллюстрирует первый максимальный угол 256 сканирования четвертой фазированной (или правосторонней) антенной решетки 216 и второй максимальный угол 258 сканирования пятой фазированной (или левосторонней) антенной решетки 218. Как показано на фиг. 2, максимальные углы 256, 258 сканирования представляют собой азимутальные максимальные углы сканирования, заданные углом от вектора нормали (например, четвертый вектор 266 нормали и пятый вектор 228 нормали). Максимальные углы 256, 258 сканирования может отличаться. Например, первый максимальный угол 256 сканирования может превышать второй максимальный угол 258 сканирования для учета угла крена транспортного средства при его работе.

Фазированные антенные решетки транспортного средства могут иметь различные соотношения геометрических размеров. В качестве иллюстративного неограничивающего примера первое соотношение 272 геометрических размеров конкретной фазированной антенной решетки (например, первой фазированной антенной решетки 210, второй фазированной антенной решетки 212, третьей фазированной антенной решетки 214 или их сочетания) может отличаться от второго соотношения 274 геометрических размеров других фазированных антенных решеток (например, четвертой фазированной антенной решетки 216 и/или пятой фазированной антенной решетки 218).

Путем жесткого прикрепления множества фазированных антенных решеток таким образом, что вектора нормали по меньшей мере двух из множества фазированных антенных решеток не проходят параллельно друг другу, множество фазированных антенных решеток может обслуживать большую зону обслуживания с меньшим искажением и без весового коэффициента и осуществлять техническое обслуживание механической системы (например, карданного подвеса) для обеспечения поворота и наклона множества фазированных антенных решеток.

На фиг. 3 показана структурная схема примера системы 300 беспроводной связи, которая содержит транспортное средство 302, работающее в качестве высотной платформы. Транспортное средство 302 может содержать транспортное средство 102, показанное на фиг. 1, и/или транспортное средство, показанное на фиг.2, или может соответствовать транспортному средству 102, показанному на фиг. 1, и/или транспортному средству, показанному на фиг. 2. Система 300 беспроводной связи может содержать транспортное средство 302, спутник 304, множество базовых станций 312-318, множество пользовательских устройств 322-328 и шлюзовую антенну 306.

Транспортное средство 302 может работать в соответствии с траекторией 342 полета. Траектория 342 полета может содержать или может соответствовать схеме полета. Например, траектория 342 полета может иметь форму петли, окружности, эллипса, восьмерки или их сочетания. Траектория 342 полета может быть указана посредством данных о траектории полета, которые могут быть приняты от шлюзовой антенны 306 или могут быть сохранены в памяти транспортного средства 302. Спутник 304 может быть выполнен с возможностью связи с транспортным средством 302, множеством базовых станций 312-318, множеством пользовательских устройств 322-328 и шлюзовой антенной 306 или их сочетанием.

Множество базовых станций 312-318 может быть выполнено с возможностью связи с транспортным средством 302, спутником 304, множеством пользовательских устройств 322-328, шлюзовой антенной 306 или их сочетанием. Множество базовых станций 312-318 может образовывать или может содержаться в наземной сотовой сети системы 300 беспроводной связи. Множество базовых станций 312-318 может быть выполнено с возможностью приема и передачи сигналов, соответствующих линиям связи. Множество базовых станций 312-318 может быть выполнено с возможностью приема сигналов от пользовательского устройства и возможностью передачи сигналов на другое пользовательское устройство. В качестве дополнения множество базовых станций 312-318 может быть выполнено с возможностью приема сигналов от пользовательского устройства, другой базовой станции, транспортного средства 302 или их сочетания, а также с возможностью передачи сигналов на другое пользовательское устройство, другую базовую станцию, транспортное средство 302 или их сочетание.

Множество пользовательских устройств 322-328 содержит первое пользовательское устройство 322, второе пользовательское устройство 324, третье пользовательское устройство 326 и четвертое пользовательское устройство 328. Множество пользовательских устройств 322-328 может быть выполнено с возможностью для связи с другими пользовательскими устройствами посредством одного или более компонентов системы 300 беспроводной связи.

В конкретном примере, показанном на фиг. 3, первая базовая станция 312 может быть поставлена в соответствие с первым пользовательским устройством 322 (например, поддерживать линии связи для первого пользовательского устройства 322). Вторая базовая станция 314 может быть поставлена в соответствие со вторым пользовательским устройством 324. Третья базовая станция 316 может быть поставлена в соответствие с третьим пользовательским устройством 326. Четвертая базовая станция 318 может быть поставлена в соответствие с четвертым пользовательским устройством 328.

Шлюзовая антенна 306 может быть выполнена с возможностью связи с антенной фидерной линии связи транспортного средства 302, такой как антенна 110 фидерной линии связи, показанная на фиг. 1, или антенна 208 фидерной линии связи, показанная на фиг. 2. Шлюзовая антенна 306 может содержать шлюзовое оборудование, такое как оборудование типа «eNodeb», оборудование для базовой сети, фазовращатель (например, формирователь 142 лучей, показанный на фиг. 1) или их сочетание. Шлюзовое оборудование может быть соединено или может иметь связь с сетью Интернет, наземной сотовой сетью (например, множеством базовых станций 312-318), спутниками (например, спутником 304) или их сочетанием.

Во время работы системы 300 беспроводной связи первое пользовательское устройство 322 может установить первую линию 322 связи со вторым пользовательским устройством 324 посредством спутника 304. Первое пользовательское устройство 322 и второе пользовательское устройство 324 могут обеспечивать возможность передачи и приема сигналов посредством спутника 304 для обеспечения линий беспроводной связи между первым пользовательским устройством 322 и вторым пользовательским устройством 324.

Шлюзовая антенна 306 может установить вторую линию 334 связи с транспортным средством 302 для передачи или приема данных. Например, шлюзовая антенна 306 может передавать данные о траектории полета или данные об обслуживаемой зоне покрытия на антенну фидерной линии связи транспортного средства 302. Транспортное средство 302 может принимать данные о траектории полета от шлюзовой антенны 306 и может начать работать с соответствии с траекторией 342 полета, указанной посредством данных о траектории полета. В некоторых реализациях транспортное средство 302 может передавать данные, такие как данные датчика, на шлюзовую антенну 306, а шлюзовая антенна 306 в свою очередь может передавать весовые коэффициенты формирования луча на транспортное средство 302 посредством второй линии 334 связи.

Транспортное средство 302 может быть выполнено с возможностью поддержания линий связи для каждого устройства из множества пользовательских устройств 322-328. Например, транспортное средство 302 может поддерживать (или обеспечивать) третью линию 336 связи с третьим пользовательским устройством 326 и четвертым пользовательским устройством 328. Транспортное средство 302 может принимать первый сигнал от третьего пользовательского устройства 326 и может передавать второй сигнал на четвертое пользовательское устройство 328. Транспортное средство 302 может передавать и принимать сигналы с использованием множества фазированных антенных решеток. В одном из конкретных примеров транспортное средство 302 может принимать первый сигнал посредством первой фазированной антенной решетки из множества фазированных антенных решеток и может передавать второй сигнал посредством первой фазированной антенной решетки. Еще в одном конкретном примере транспортное средство 302 может принимать первый сигнал посредством первой фазированной антенной решетки из множества фазированных антенных решеток и может передавать второй сигнал посредством второй фазированной антенной решетки из множества фазированных антенных решеток. В качестве дополнения или в качестве альтернативы транспортное средство 302 может принимать сигналы, соответствующие третьей линии 336 связи, от четвертого пользовательского устройства 328 и может передавать сигналы, соответствующие третьей линии 336 связи, на третье пользовательское устройство 326.

В качестве еще одного примера транспортное средство 302 может поддерживать четвертую линию 338 связи с третьим пользовательским устройством 326 и четвертым пользовательским устройством 328. Четвертое пользовательское устройство 328 может передавать третий сигнал на четвертую базовую станцию 318. Четвертая базовая станция 318 может транслировать третий сигнал на транспортное средство 302. Например, четвертая базовая станция 318 может генерировать четвертый сигнал на основании третьего сигнала, а также может передавать четвертый сигнал на транспортное средство 302. Транспортное средство 302 может принимать четвертый сигнал посредством множества фазированных антенных решеток и может отправлять пятый сигнал на третье пользовательское устройство 326. В качестве дополнения или в качестве альтернативы транспортное средство 302 может принимать сигналы, соответствующие четвертой линии 338 связи, от третьего пользовательского устройства 326 и может передавать сигналы, соответствующие четвертой линии 338 связи, на четвертое пользовательское устройство 328 посредством четвертой базовой станции 318.

Сигналы третьей линии 336 связи и сигналы четвертой линии 338 связи могут быть переданы с меньшей энергией или меньшим усилением по сравнению с сигналами первой линии 332 связи, поскольку сигналы первой линии 332 связи должны продвигаться дальше и проходить через множество слоев (например, озоновый слой) атмосферы земли. В качестве дополнения транспортное средство 302 может быть выполнено с возможностью обслуживания большей зоны покрытия по сравнению с конкретной базовой станцией. Например, транспортное средство 302 может передавать и принимать сигналы от множества пользовательских устройств из множества пользовательских устройств 322-328.

При эксплуатации транспортного средства в качестве высотной платформы система беспроводной связи может обеспечивать (или поддерживать) линии связи, которые используют меньше энергии по сравнению с линиями связи, которые снабжены спутниками. В качестве дополнения транспортные средства, работающие в качестве высотной платформы, могут обеспечивать лучшую прямую видимость по сравнению с наземным оборудованием, таким как базовые станции, а также могут обеспечивать лучшее покрытие или обслуживание большей области для линий связи по сравнению с наземным оборудованием. Кроме того, транспортные средства, работающие в качестве высотной платформы, могут обеспечивать обслуживание беспроводной связи для удаленных областей (например, областей без наземной инфраструктуры), областей с топологией, при котором наземная инфраструктура не является подходящей с экономической точки зрения, и/или областей, в которых инфраструктура получает повреждения, например из-за погодных условий.

На фиг. 4 показан график, который иллюстрирует пример 400 карты 402 лучей, созданных посредством конкретной конфигурации из множества фазированных антенных решеток. Карта 402 лучей может соответствовать лучам, созданным посредством множества антенн, показанных на фиг. 1 и 2 и содержащихся в транспортном средстве, работающем в качестве высотной платформы. В одной из конкретных реализаций транспортное средство представляет собой воздушный летательный аппарат, работающий на высоте между 17 км и 22 км над поверхностью земли. Например, транспортное средство может содержать транспортное средство 102, показанное на фиг. 1, транспортное средство, показанное на фиг. 2, транспортное средство 302, показанное на фиг. 3, или их сочетание или может соответствовать транспортному средству 102, показанному на фиг. 1, транспортному средству, показанному на фиг. 2, транспортному средству 302, показанному на фиг. 3, или их сочетанию. Карта 402 лучей может быть поставлена в соответствие с обслуживаемой зоной покрытия и может создавать диаграмму покрытия земной поверхности для обеспечения линий связи с обслуживаемой зоной покрытия.

В примере 400, показанном на фиг. 4, карта 402 лучей содержит пять секций и имеет обслуживаемую зону покрытия, составляющую 100 км в диаметре. Каждая секция содержит множество лучей для обслуживания множества ячеек, причем указанное множество лучей соответствуют конкретной фазированной антенной решетке. Например, множество первых лучей 412 могут быть созданы посредством фазированной антенной решетки на нижнем уровне, а множество вторых лучей 414 могут быть созданы посредством правосторонней фазированной антенной решетки. В некоторых реализациях каждая ячейка может иметь схожий размер. Например, каждая ячейка в конкретной секции может иметь схожий размер. В качестве примера каждая ячейка в секции, соответствующей правобортовой фазированной антенной решетке (например, антенная секция правого борта), может иметь размер от 3,5 км до 7 км. В других реализациях каждая ячейка в конкретной секции или ячейках различных секций может иметь различные размеры. Например, ячейка в антенной секции левого борта, расположенная рядом с надирной антенной секцией, может быть меньше ячейки в антенной секции левого борта, расположенной рядом с наружной кромкой антенной секции левого борта. В качестве еще одного примера ячейка надирной антенной секции может быть меньше ячеек из одной или более других секций. В качестве примера ячейки надирной антенной секции могут иметь размер от 1,7 км до 3,5 км, а ячейки других секций могут иметь размер от 3,5 км до 7 км.

В качестве дополнения или в качестве альтернативы множество ячеек могут иметь схожие формы. Например, каждая ячейка в конкретной секции может иметь схожую форму. В качестве еще одного примера каждая ячейка из множества секций может иметь схожую форму. Формы могут содержать или могут соответствовать шестиугольным формам, ромбическим формам, восьмиугольным формам или их сочетанию, как показано в качестве неограничивающих примеров.

Каждая фазированная антенная решетка из множества фазированных антенных решеток может иметь рабочий угол сканирования в азимутальных и угловых координатах. В примере 400, показанном на фиг. 4, каждая из фазированной антенной решетки в носовой части, фазированной антенной решетки на нижнем уровне и фазированной антенной решетки в хвостовой части имеют рабочий азимутальный угол сканирования, составляющий плюс или минус 35 градусов. Фазированная антенная решетка на нижнем уровне может иметь круговой внешний вид для обеспечения по существу круговой диаграммы покрытия земной поверхности. Каждая из левосторонней фазированной антенной решетки и правосторонней фазированной антенной решетки имеет рабочий угол места сканирования, составляющий плюс или минус 55 градусов. В других реализациях фазированные антенные решетки могут иметь различные рабочие углы сканирования. Рабочие углы сканирования могут быть основаны на максимальных углах сканирования множества фазированных антенных решеток.

Каждая фазированная антенная решетка из множества фазированных антенных решеток может иметь максимальный угол сканирования в первой плоскости и второй плоскости системы координат (с помощью фазированной антенной решетки, ориентированной в третьей плоскости системы координат). После прикрепления множества фазированных антенных решеток к транспортному средству, эти максимальные углы сканирования в первой плоскости и второй плоскости переходят в максимальный азимутальный угол сканирования и максимальный угол места сканирования. В примере 400, показанном на фиг. 4, каждая из фазированной антенной решетки в носовой части, фазированной антенной решетки на нижнем уровне и фазированной антенной решетки в хвостовой части может иметь максимальный азимутальный угол сканирования, превышающий или равный плюс или минус 35 градусов. Каждая из левосторонней фазированной антенной решетки и правосторонней фазированной антенной решетки может иметь максимальный угол места сканирования, превышающий или равный плюс или минус 55 градусов. В других реализациях фазированные антенные решетки могут иметь различные максимальные углы сканирования.

Множество антенн могут быть расположены таким образом, что первая потенциальная зона покрытия поверхности земли, связанная с первой фазированной антенной решеткой, частично перекрывается со второй потенциальной зоной покрытия поверхности земли, связанной со второй фазированной антенной решеткой. В качестве примера фазированная антенная решетка на нижнем уровне может обслуживать первую часть обслуживаемой зоны покрытия (с использованием множества первых лучей 412), а правосторонняя фазированная антенная решетка может обслуживать вторую часть обслуживаемой зоны покрытия (с использованием множества вторых лучей 414). Правосторонняя фазированная антенная решетка может быть выполнена с возможностью поддержания линий связи для части 416 первой части обслуживаемой зоны покрытия, которая обслуживается множеством первых лучей 412 фазированной антенной решетки на нижнем уровне. При перекрытии зон обслуживания (например, части 416) операции по передачи обслуживания между лучами могут быть осуществлены до достижения максимального угла сканирования.

Каждая ячейка из множества ячеек может иметь соответствующую частоту (или диапазон частот). Множество ячеек может многократно использовать частоту (или диапазоны частот). Например, частота (или диапазон частот), связанная с конкретной ячейкой конкретной секции, может отличаться от частоты других ячеек конкретной секции. В одной из конкретных реализаций конкретная ячейка может иметь другую частоту (или диапазон частот), отличную от частот (или диапазонов частот) окружающих ячеек для обеспечения возможности многократного использования частоты, как описано со ссылкой на фиг. 5.

На фиг. 5 показан пример 500 многократного использования частот для ячеек, обслуживаемых фазированной антенной решеткой. Фазированная антенная решетка может содержать фазированную антенную решетку из множества фазированных антенных решеток 106, показанных на фиг. 1, фазированных антенных решеток 210-218, показанных на фиг. 2, фазированных антенных решеток, показанных на фиг. 4, или их сочетания или может соответствовать такой фазированной антенной решетки.

Многократное использование частоты возникает тогда, когда диапазон частот (например, полосу частот), выделенных для системы беспроводной связи или высотной платформы, многократно используют в ячейках обслуживаемой зоны покрытия на диаграммах. Полоса частот может содержать множество каналов. Канал (например, поднабор частот из диапазона частот) может быть присвоен динамически каждому из лучей согласно диаграмме многократного использования частот, раскрашенной, например, в 3 цвета, 4 цвета, 7 цветов, 20 цветов и т.д.

В примере 500, показанном на фиг. 5, график 502 иллюстрирует диаграмму многократного использования частот, раскрашенную в 7 цветов для 7 ячеек, например кластерную диаграмму. Несмотря на то, что показаны шестиугольные ячейки, могут быть использованы и другие формы, как описано со ссылкой на фиг. 4. В качестве дополнения каждая ячейка может иметь иной размер или иную форму в зависимости от топографии местоположения, связанного с ячейкой или другими характеристиками зоны покрытия, например плотностью населения. График 504 иллюстрирует полосу частот, разделенную на 7 равных сегментов или каналов. В качестве примера для полосы частот в 700 мегагерц (МГц) первый канал может соответствовать первой частоте в 100 МГц из полосы частот, второй канал может соответствовать второй частоте в 100 МГц из полосы частот и т.д. Несмотря на то, что на фиг. 5 показано, что каждый канал имеет одну и ту же ширину или полосу пропускания, в других реализациях каналы могут иметь переменные значения ширины или полосы пропускания. График 506 иллюстрирует диаграмму многократного использования частот согласно графику 502, воспроизведенную для множества ячеек (например, части обслуживаемой зоны покрытия). График 506 иллюстрирует четыре кластера 512-518, каждый из которых имеет диаграмму многократного использования частот, раскрашенную в 7 цветов и показанную на графике 502. На графике 506 множество первых ячеек могут обслуживаться посредством первого набора лучей 522, имеющих первую частоту 532 (или первый диапазон частот), а множество вторых ячеек могут обслуживаться посредством второго набора лучей 524, имеющих вторую частоту 534 (или второй диапазон частот). Первый набор лучей 522 и второй набор лучей 524 могут быть сгенерированы одной и той же фазированной антенной решеткой или другими фазированными антенными решетками.

Путем присвоения каналов лучам в соответствии с диаграммой многократного использования частот, помехи между линиями связи могут быть уменьшены по сравнению с системами, которые не используют диаграмму многократного использования частот. В качестве дополнения увеличивается расстояние между каналами при многократном использовании, что в результате приводит к подавлению помех, принимаемых по боковым лепесткам (уменьшению потерь сигнала) с эффективностью, достаточной для сохранения уровня помех в межканальной связи ниже порогового уровня (например, уровня, приемлемого для пользователя или не замечаемого им).

На фиг.6 показан график, который иллюстрирует пример 600 зоны покрытия луча и формы диаграммы направленности для множества лучей, сгенерированных посредством множества фазированных антенных решеток транспортного средства. Например, транспортное средство может содержать транспортное средство 102, показанное на фиг. 1, транспортное средство, показанное на фиг. 2, транспортное средство 302, показанное на фиг. 3, или их сочетание или может соответствовать транспортному средству 102, показанному на фиг. 1, транспортному средству, показанному на фиг. 2, транспортному средству 302, показанному на фиг. 3, или их сочетанию. Фазированная антенная решетка может содержать или может соответствовать фазированной антенной решетке из множества фазированных антенных решеток 106, показанных на фиг. 1, фазированным антенным решеткам 210-218, показанным на фиг. 2, фазированным антенным решеткам, показанным на фиг.4, или их сочетанию.

В примере 600, показанном на фиг. 6, график 602 в виде диаграммы покрытия иллюстрирует зону покрытия земной поверхности (например, обслуживаемую зону покрытия 602) для множества фазированных антенных решеток транспортного средства, работающего в качестве высотной платформы. График 604 с картой лучей иллюстрирует соответствующие формы диаграммы направленности, используемые для генерации зоны покрытия графика 602 в виде диаграммы покрытия. Как показано на фиг. 6, размеры ячейки графика 602 в виде диаграммы покрытия могут быть по существу одинаковыми. Например, ячейки в пределах черного кольца имеют по существу один и тот же размер, а ячейки за пределом черного кольца имеют по существу один и тот же размер. В качестве примера лучи, расположенные рядом с внешней стороной графика 604 с картой лучей, меньше лучей, расположенных рядом с центром графика 604 с картой лучей таким образом, что когда лучи проецируют на поверхность земли, размеры ячейки могут быть по существу одинаковыми.

Во время работы транспортное средство может работать в соответствии с траекторией полета таким образом, что транспортное средство может работать по существу рядом с центром обслуживаемой зоны покрытия все время в течение траектории полета. В некоторых реализациях транспортное средство может работать в соответствии с круговой траекторией полета с диаметром от 1 км до 2 км в некотором местоположении или в пределах некоторой области. Траектория полета также может указывать на высоту транспортного средства. В качестве примера транспортное средство может совершать перемещение по круговой траектории полета на высоте 22 км, а центр траектории полета может быть расположен в центре обслуживаемой зоны покрытия или рядом с этим центром. В качестве дополнения траектория полета может указывать на диапазон или допуск по диаметру, местоположению, высоте или их сочетанию, траектории полета. В других реализациях транспортное средство может работать в соответствии с эллиптической траекторией полета или лемнискатной траекторией полета (например, в виде восьмерки). Например, полетные ограничения или ограничения воздушного пространства могут ограничивать работу транспортного средства поверх части обслуживаемой зоны покрытия. Транспортное средство может представлять собой часть беспроводной системы связи и может поддерживать линии связи для обслуживаемой зоны покрытия, как описано со ссылкой на фиг. 3.

В качестве иллюстративного неограничивающего примера, первая фазированная антенная решетка транспортного средства может быть выполнена с возможностью обслуживания первой части 612 (задана кругом) обслуживаемой зоны покрытия, а вторая фазированная антенная решетка может быть выполнена с возможностью обслуживания второй части 614 (задана пунктирной линией) обслуживаемой зоны покрытия. Первая часть 612 обслуживаемой зоны покрытия может частично перекрывать вторую часть 614 для обеспечения большего времени на операции передачи обслуживания между лучами.

На фиг. 7 показан один из конкретных примеров способа 700 связи с помощью множества фазированных антенных решеток на борту транспортного средства. Способ 700 может быть осуществлен системой 100, показанной на фиг. 1, транспортным средством 102, показанным на фиг. 1, транспортным средством 302, показанным на фиг. 3, или их сочетанием. Способ 700 может включать способ связи с помощью системы фазированных антенных решеток или может соответствовать способу связи с помощью системы фазированных антенных решеток.

Способ 700 включает на этапе 702 прием, посредством первой плоской фазированной антенной решетки, жестко прикрепленной к воздушному летательному аппарату, первого сигнала, соответствующего линии связи. Например, первая плоская фазированная антенная решетка может содержать или может соответствовать первой фазированной антенной решетке 132, показанной на фиг. 1, второй фазированной антенной решетке 134, показанной на фиг. 1, или фазированной антенной решетке из фазированных антенных решеток 210-218, показанных на фиг. 2. Воздушный летательный аппарат может содержать транспортное средство 102, показанное на фиг. 1, или может соответствовать этому транспортному средству 102. В качестве примера согласно фиг. 3, транспортное средство 302 может принимать первый сигнал от третьего пользовательского устройства 326, который соответствует третьей линии 336 связи между третьим пользовательским устройством 326 и четвертым пользовательским устройством 328. В некоторых реализациях данные содержат данные датчика от множества датчиков на борту транспортного средства, таких как множество датчиков 114, показанных на фиг. 1.

Способ 700 включает на этапе 704 передачу, посредством второй плоской фазированной антенной решетки, жестко прикрепленной к воздушному летательному аппарату, второго сигнала, соответствующего линии связи. Первый вектор нормали первой плоской фазированной антенной решетки может и не быть параллелен второму вектору нормали второй плоской фазированной антенной решетки. Например, вторая плоская фазированная антенная решетка может содержать или может соответствовать первой фазированной антенной решетке 132, показанной на фиг. 1, второй фазированной антенной решетке 134, показанной на фиг. 1, или фазированной антенной решетке из фазированных антенных решеток 210-218, показанных на фиг. 2. В качестве примера согласно фиг. 3, транспортное средство 302 может передавать второй сигнал на четвертое пользовательское устройство 328, который соответствует третьей линии 336 связи.

В некоторых реализациях первый сигнал, соответствующий линии связи, может быть принят от первого пользовательского устройства или первой наземной станции. Второй сигнал, соответствующий линии связи, может быть передан на второе пользовательское устройство или вторую наземную станцию. Например, первый сигнал и второй сигнал могут включать или могут соответствовать сигналам третьей линии 336 связи, показанной на фиг. 3, и/или четвертой линии 338 связи, показанной на фиг. 3. Каждая из первой наземной станции и второй наземной станции могут содержать базовую станцию из множества базовых станций 312-318, показанных на фиг. 3, или могут соответствовать такой базовой станции.

Способ 700 может позволить транспортному средству, работающему в качестве высотной платформы, передавать и принимать сигналы, соответствующие линиям связи системы беспроводной связи. Способ 700 может потреблять меньше энергии и может работать на частотах, совместимых с сотовым устройством, по сравнению со спутниками и иными транспортными средствами в форме высотной платформы, которые работают выше озонового слоя. Способ 700 может более быстро и эффективно обеспечить увеличенную полосу пропускания для областей, в которых ожидается увеличение плотности населения (например, концерт или мероприятие), по сравнению с инфраструктурой на месте постройки. Способ 700 может обеспечивать услугу беспроводной связи для удаленных областей (например, областей без наземной инфраструктуры), областей с топографией, при которой наземная инфраструктура не подходит с экономической точки зрения, и/или областей, в которых инфраструктура получает повреждения, например из-за погодных условий.

На фиг. 8-10 показаны одна или две дополнительные операции, которые могут быть осуществлены в дополнение к операциям способа 700, показанного на фиг. 7. Операции способов 800, 900, 950, 1000 и 1050 могут быть осуществлены системой 100, показанной на фиг. 1, транспортным средством 102, показанным на фиг. 1, транспортным средством 302, показанным на фиг. 3, или их сочетанием. Согласно фиг. 8, способ 800 может включать или может соответствовать иллюстративному способу создания и регулировки лучей при установлении связи с помощью системы фазированных антенных решеток.

Способ 800 может включать одну или более из операций 802-808. Как показано на фиг. 8, способ 800 включает на этапе 802 генерацию первого луча, посредством первого набора элементов первой плоской фазированной антенной решетки, на основании высоты воздушного летательного аппарата, положения воздушного летательного аппарата в пространстве, первой части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания. Первый сигнал может быть принят посредством первого луча. Способ 800 включает на этапе 804 генерацию второго луча, посредством второго набора элементов второй плоской фазированной антенной решетки, на основании высоты, положения в пространстве, второй части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания. Второй сигнал может быть передан посредством второго луча. В качестве примера первый набор элементов первой фазированной антенной решетки 132 может генерировать первый луч, а набор элементов второй фазированной антенной решетки 134 может генерировать второй луч на основании данных датчика, данных о траектории полета и данных об обслуживаемой зоне покрытия, как описано со ссылкой на фиг. 1.

Способ 800 включает на этапе 806 регулировку формы первого луча на основании высоты, положения в пространстве, первой части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания. Способ 800 включает на этапе 808 регулировку формы второго луча на основании высоты, положения в пространстве, второй части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания. Например, формирователь 142 лучей может регулировать фазу и/или амплитуду сигналов, сгенерировавших первый набор элементов и второй набор элементов, для регулировки формы первого луча и второго луча, как описано со ссылкой на фиг. 1.

На фиг. 9 показан способ 900 и способ 950. Способ 900 может включать или может соответствовать еще одному иллюстративному способу регулировки лучей при установлении связи с помощью системы фазированных антенных решеток. Способ 950 может включать или может соответствовать иллюстративному способу приема (или обновления) данных о траектории полета и/или данных об обслуживаемой зоне покрытия при установлении связи с помощью системы фазированных антенных решеток.

Способ 900 может включать одну или более из операций 902-906 и может соответствовать одному из конкретных примеров регулировки формы первого луча, как описано со ссылкой на операцию 806, показанную на фиг. 8. В способе 900, показанном на фиг. 9, на основании первых весовых коэффициентов формирования луча генерируют первый луч, который обеспечивает линию связи с первой частью обслуживаемой зоны покрытия. В одной из конкретных реализаций первые весовые коэффициенты формирования луча определяют на основании первой высоты воздушного летательного аппарата, первого положения воздушного летательного аппарата в пространстве, положения первой части обслуживаемой зоны покрытия относительно воздушного летательного аппарата или их сочетания.

Способ 900 включает на этапе 902 прием от одного или более датчиков воздушного летательного аппарата второй высоты воздушного летательного аппарата, второго положения воздушного летательного аппарата в пространстве или их сочетания. Способ 900 также включает на этапе 904 определение вторых весовых коэффициентов формирования луча для подачи первого луча в первую часть обслуживаемой зоны покрытия на основании второй высоты, второго положения в пространстве, положения первой части обслуживаемой зоны покрытия относительно воздушного летательного аппарата или их сочетания. Способ 900 дополнительно включает на этапе 906 генерирование отрегулированного первого луча на основании вторых весовых коэффициентов формирования луча. Первый луч может иметь первую форму, отличную от второй формы отрегулированного первого луча.

Согласно способу 950, способ 950 включает на этапе 952 прием данных о траектории полета посредством восходящей линии связи. Например, транспортное средство 302 может принимать данные о траектории полета и/или данные об обслуживаемой зоне покрытия от шлюзовой антенны 306 посредством антенны фидерной линии связи. Способ 950 включает на этапе 954 управление воздушным летательным аппаратом на основании данных о траектории полета. Например, транспортным средством 302 можно управлять в соответствии с траекторией 342 полета на основании данных о траектории полета. Способ 950 включает на этапе 956 прием данных об обслуживаемой зоне покрытия, связанных с траекторией полета, посредством восходящей линии связи, такой как антенна 110 фидерной линии связи, показанная на фиг. 1, или антенна 208 фидерной линии связи, показанная на фиг. 2.

На фиг. 10 показаны способ 1000 и способ 1050. Способ 1000 может включать или может соответствовать иллюстративному способу осуществления передачи обслуживания (например, передачи обслуживания внутри антенны) при установлении связи с помощью системы фазированных антенных решеток. Способ 1050 может включать или может соответствовать еще одному иллюстративному способу осуществления передачи обслуживания (например, передачи обслуживания между антеннами) при установлении связи с помощью системы фазированных антенных решеток.

Способ 1000 может включать одну или более из операций 1002-1006 и может соответствовать мягкой передачи обслуживания (например, без разрыва перед передачей обслуживания) или жесткой передачи обслуживания (например, с разрывом перед передачей обслуживания). В способе 1000, показанном на фиг. 10, первый набор элементов первой плоской фазированной антенной решетки обеспечивает линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. В таких реализациях способ 1000 включает передачу обслуживания между лучами для первой плоской фазированной антенной решетки, которая включает на этапе 1002 прекращение, посредством первого набора элементов, обеспечения линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Способ 1000 дополнительно включает на этапе 1004 обеспечение, посредством второго набора элементов первой плоской фазированной антенной решетки, линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Обеспечение линии связи может включать прием и передачу сигналов, соответствующих линии связи. В некоторых реализациях второй набор элементов может обеспечивать линию связи для конкретной части услуги до того, как первый набор элементов прекратит обеспечение линии связи для конкретной части. В качестве примера второй набор элементов первой фазированной антенной решетки 132, показанной на фиг. 1, может генерировать второй сигнал до того, как первый набор элементов первой фазированной антенной решетки 132 прекратит генерирование первого сигнала или отрегулирует первый сигнал для охвата другой части обслуживаемой зоны покрытия, как описано со ссылкой на фиг. 1.

В других реализациях передача обслуживания между лучами включает прекращение, посредством первого набора элементов, обеспечения линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. Например, первый набор элементов может прекратить обеспечение линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия или может начать обеспечивать обслуживание другой части зоны покрытия. Передача обслуживания между лучами может дополнительно включать обеспечение, посредством первого набора элементов второй плоской фазированной антенной решетки, линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. В некоторых реализациях второй набор элементов может обеспечивать линию связи для конкретной части зоны покрытия до того, как первый набор элементов прекратит обеспечение линии связи для конкретной части. В качестве примера набор элементов второй фазированной антенной решетки 134, показанной на фиг. 1, может обеспечивать линию связи для конкретной части зоны покрытия до того, как первый набор элементов первой фазированной антенной решетки 132, показанной на фиг. 1, прекратит обеспечение линии связи для конкретной части, как описано со ссылкой на фиг. 1. В некоторых реализациях мягкая передача обслуживания и/или жесткая передача обслуживания первой фазированной антенной решетки может происходить на границе пакета.

Согласно способу 1050, способ 1050 включает на этапе 1052 осуществление передачу обслуживания между лучами от первого набора элементов на второй набор элементов на границе пакета линии связи. Например, контроллер 108 связи, показанный на фиг. 1, может осуществлять передачу обслуживания между лучами (например, передачу обслуживания между антеннами) на конце первого пакета или рядом с ним и начале второго пакета линии связи. В одной из конкретных реализаций контроллер 108 связи может отправлять управляющий сигнал на одну или более фазированных решеток из множества фазированных антенных решеток для инициирования передачи обслуживания между лучами. Например, управляющий сигнал может быть отправлен на первую плоскую фазированную антенную решетку и вторую плоскую фазированную антенную решетку, а также может указывать на передачу обслуживания от первой плоской фазированной антенной решетки на вторую плоскую фазированную антенную решетку для поддержания конкретной линии связи на основании ожидаемой траектории полета и ожидаемого положения воздушного летательного аппарата в пространстве.

Способ 1050 включает осуществление мягкой передачи обслуживания на этапе 1054 или осуществление жесткой передачи обслуживания на этапе 1056. Например, способ 1050 включает этап 1054, согласно которому второй набор элементов генерирует второй луч для обеспечения линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия до того, как первый набор элементов прекратит генерацию первого луча, обеспечившего линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. В качестве альтернативы способ 1050 включает этап 1056, согласно которому первый набор элементов прекращает генерацию первого луча, обеспечившего линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия, до того, как второй набор элементов сгенерирует второй луч для обеспечения линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия. В некоторых реализациях контроллер 108 связи может быть выполнен с возможностью осуществления мягкой передачи обслуживания и жесткой передачи обслуживания. В других реализациях передача обслуживания может быть осуществлена с помощью множества пакетов. Например, при осуществлении мягкой передачи обслуживания (например, без разрыва перед передачей обслуживания) первая плоская фазированная антенная решетка и вторая плоская фазированная антенная решетка могут поддерживать линию связи с возможностью одновременной передачи и/или приема множества пакетов.

Согласно фиг. 11 и 12, примеры настоящего изобретения описаны в контексте способа 1100 обслуживания и изготовления транспортного средства, продемонстрированного посредством блок-схемы, показанной на фиг. 11, и системы 1200 транспортного средства, продемонстрированной посредством структурной схемы, показанной на фиг. 12. Транспортное средство, созданное посредством способа 1100 обслуживания и изготовления транспортного средства, показанного на фиг. 11, и транспортное средство 1202, показанное на фиг. 12, могут содержать воздушный летательный аппарат, воздушный корабль или иное транспортное средство в качестве неограничивающих примеров. Транспортное средство 1202 может представлять собой пилотируемое транспортное средство или беспилотное транспортное средство (например, дрон или беспилотный летательный аппарат). Транспортное средство 1202 может работать в качестве высотной платформы.

На фиг. 11 показана блок-схема 1100 иллюстративного примера способа работы системы связи с помощью множества фазированных антенных решеток (например, системы связи). Во время подготовки к производству иллюстративный способ 1100 включает на этапе 1102 проработку и проектирование транспортного средства, такого как транспортное средство 102, показанное на фиг. 1, или транспортного средства 1202, описанного со ссылкой на фиг. 12. Во время проработки и проектирования транспортного средства способ 1100 может включать проработку приемопередатчика, множества фазированных антенных решеток, контроллера связи или их сочетания. Приемопередатчик и множество фазированных антенных решеток могут содержать или могут соответствовать соответственно приемопередатчику 104 и множеству фазированных антенных решеток 106. Контроллер связи может содержать контроллер 108 связи или может соответствовать ему. На этапе 1104 способ 1100 включает материальное снабжение. Например, способ 1100 может включать приобретение материалов (таких как приемопередатчик 104, показанный на фиг. 1, множество фазированных антенных решеток 106, показанных на фиг. 1, контроллер 108 связи, показанный на фиг. 1, или их сочетание) для системы связи.

Во время изготовления способ 1100 включает на этапе 1106 производство компонентов и подузлов, а на этапе 1108 включает системную интеграцию транспортного средства. Способ 800 может включать производство компонентов и подузлов (например, изготовление приемопередатчика 104, показанного на фиг. 1, множества фазированных антенных решеток 106, показанных на фиг. 1, контроллер 108 связи, показанный на фиг. 1, или их сочетания) системы связи и системную интеграцию (например, соединение контроллера 108 связи со множеством фазированных антенных решеток 106) системы связи с помощью множества фазированных антенных решеток. На этапе 1110 способ 1100 включает сертификацию и поставку транспортного средства, а на этапе 1112 включает помещение транспортного средства на обслуживание. Сертификация и поставка может включать сертификацию системы связи. Способ 1100 может включать помещение системы связи на обслуживание. Во время нахождения на обслуживании заказчиком для транспортного средства может быть составлено расписание планового технического обеспечения и обслуживания (которое может также включать модификацию, перенастройку, восстановление и т.п.). На этапе 1114 способ 1100 включает осуществление технического обеспечения и обслуживания в отношении транспортного средства. Способ 1100 может включать осуществление технического обеспечения и обслуживание системы связи. Например, техническое обеспечение и обслуживание системы связи может включать замену одного или более из приемопередатчиков 104, показанных на фиг. 1, множества фазированных антенных решеток 106, показанных на фиг. 1, контроллера 108 связи, показанного на фиг. 1, или их сочетания.

Каждый из процессов способа 800 может быть осуществлен или выполнен системным интегратором, третьей стороной и/или оператором (например, заказчиком). Для целей данного описания, системный интегратор может содержать, без ограничения, любое количество производителей транспортных средств и субподрядчиков по основным системам, третья сторона может содержать, без ограничения, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков, а оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военную организацию, обслуживающую организацию и т.п.

На фиг. 12 показана структурная схема 1200 одной из иллюстративных реализаций транспортного средства, которое содержит компоненты системы связи с помощью множества фазированных антенных решеток. Например, транспортное средство 1202 может содержать транспортное средство 102, показанное на фиг. 1, или может соответствовать ему. В качестве примера транспортное средство 1202 может содержать воздушный летательный аппарат в качестве иллюстративного неограничивающего примера. Транспортное средство может быть создано посредством по меньшей мере части способа 1100, показанного на фиг. 11. Как показано на фиг. 1, транспортное средство 1202 (например, воздушный летательный аппарат) может содержать множество датчиков 114, корпус 1218, внутреннюю часть 1222, переднюю часть 1242, хвостовую часть 1244, верхнюю поверхность 1246, нижнюю поверхность 1248 и множество систем 1220, содержащих систему 1201 связи. Множество систем 1220 может дополнительно содержать одну или более из следующих систем: движительная система 1224, электрическая система 1226, климатическая система 1228 и гидравлическая система 1230. Система 1201 связи может содержать компоненты системы 100, описанные со ссылкой на фиг. 1, а также может содержать приемопередатчик 104, множество фазированных антенных решеток 106 и контроллер 108 связи. В некоторых реализациях контроллер 108 связи транспортного средства 1202 может содержать формирователь 142 лучей. Формирователь 142 лучей определяет весовые коэффициенты 1252 формирования луча, как описано со ссылкой на фиг. 1. Формирователь 142 лучей может определять вторые весовые коэффициенты 1254 формирования луча путем регулировки первых весовых коэффициентов формирования луча 1252, как описано со ссылкой на фиг. 1.

В качестве дополнения может быть включено любое количество других систем, таких как память (не показана), соединенная с приемопередатчиком 104 и/или контроллер 108 связи. Память может содержать память 116, показанную на фиг. 1, или может соответствовать такой памяти 106. Приемопередатчик 104 и/или контроллер 108 связи могут быть выполнены с возможностью исполнения компьютерочитаемых инструкций (например, программы из одной или более инструкций), сохраненных в памяти. Инструкции, при их исполнении, вызывают выполнение приемопередатчиком 104 и/или контроллер 108 связи одной или более операций способа 700, показанного на фиг. 7, способа 800, показанного на фиг. 8, способов 900 и 950, показанных на фиг. 9, способа 1000, показанного на фиг. 10, или их сочетания.

Устройства и способы, включенные в данный документ, могут быть использованы во время любого одного или более из этапов способа 1100, показанного на фиг. 11. Например, компоненты и подузлы, соответствующие процессу 1108 изготовления, могут быть выполнены или произведены способом, аналогичным компонентам или подузлам, изготовленным при нахождении, например и без ограничения, транспортного средства 1202 на обслуживании на этапе 1112. Кроме того, одна или более реализаций устройства, реализаций способа или их сочетания могут быть использованы во время этапов изготовления (например, этапов 1102-1110 способа 1100), например путем ускорения сборки или снижения себестоимости транспортного средства 1202. Аналогичным образом, одна или более реализаций устройства, реализаций способа или их сочетания могут быть использованы при нахождении транспортного средства 1202 на обслуживании на этапе 1112, например и без ограничения, для технического обеспечения и обслуживания на этапе 1114.

Иллюстрации примеров, описанных в данном документе, направлены на обеспечение общего понимания конструкции различных реализаций. Иллюстрации не служат в качестве полного описания всех элементов и признаков устройства и систем, которые используют конструкции или способы, описанные в данном документе. Многие другие реализации могут быть очевидны специалистам в данной области техники после ознакомления с описанием. Другие реализации могут быть использованы и получены из описания, так что конструктивные и логические замены и изменения могут быть осуществлены без выхода за рамки объема настоящего изобретения. Например, операции способа могут быть осуществлены в порядке, отличном от порядка, показанного на чертежах, или одна или более операций способа могут быть опущены. Соответственно, описание и чертежи следует рассматривать в качестве иллюстрации, а не в качестве ограничения.

Кроме того, несмотря на то, что в данном документе были показаны и описаны конкретные примеры, следует учитывать, что для показанных специальных реализаций может быть заменено любое новое расположение, предназначенное для получения одних и тех же или схожих результатов. Настоящее изобретение охватывает любые из последующих адаптаций или изменений различных реализаций или их все. После ознакомления с описанием специалистам в данной области техники будут очевидны комбинации вышеописанных реализаций, а также другие реализации, которые специально не описаны в данном документе.

Кроме того, настоящее изобретение содержит примеры согласно приведенным далее пунктам:

1. Воздушный летательный аппарат, содержащий:

фюзеляж (230),

крылья (232, 234), соединенные с фюзеляжем,

приемопередатчик (104) и

множество плоских фазированных антенных решеток (106, 132, 134, 210-218, 262), соединенных с приемопередатчиком и жестко прикрепленных к фюзеляжу или по меньшей мере к одному из крыльев,

причем указанное множество плоских фазированных антенных решеток содержит первую плоскую фазированную антенную решетку (132, 210-218), имеющую первый вектор (220-228, 264) нормали, и вторую плоскую фазированную антенную решетку (134, 210-218), имеющую второй вектор (222-228, 264) нормали, при этом первый вектор нормали не параллелен второму вектору нормали.

2. Воздушный летательный аппарат по п. 1, в котором указанное множество плоских фазированных антенных решеток жестко прикреплены к нижней части (124, 248) фюзеляжа и/или подкрыльной части (250),

причем две или более из указанного множества плоских фазированных антенных решеток имеют взаимно непараллельные вектора нормали, а

первая плоская фазированная антенная решетка имеет первое соотношение (272) геометрических размеров, отличное от второго соотношения (274) геометрических размеров второй плоской фазированной антенной решетки.

3. Воздушный летательный аппарат по п. 1, в котором указанное множество плоских фазированных антенных решеток дополнительно содержит:

третью плоскую фазированную антенную решетку (214), жестко прикрепленную к первой части (240) фюзеляжа,

четвертую плоскую фазированную антенную решетку (216), жестко прикрепленную ко второй части (242) фюзеляжа, и

пятую плоскую фазированную антенную решетку (218), жестко прикрепленную к третьей части (244) фюзеляжа воздушного летательного аппарата,

причем первая плоская фазированная антенная решетка жестко прикреплена к крылу (232) правого борта из указанных крыльев, а вторая плоская фазированная антенная решетка жестко прикреплена к крылу (234) левого борта из указанных крыльев.

4. Воздушный летательный аппарат по п. 3, в котором фюзеляж, крылья, приемопередатчик и указанное множество плоских фазированных антенных решеток образуют беспилотный летательный аппарат,

причем первый вектор нормали ориентирован в направлении (252) правого борта относительно беспилотного летательного аппарата, а

второй вектор нормали ориентирован в направлении (254) левого борта относительно беспилотного летательного аппарата.

5. Воздушный летательный аппарат по п. 1, в котором первая плоская фазированная антенная решетка имеет первый максимальный угол (256) сканирования, отличный от второго максимального угла (258) сканирования второй плоской фазированной антенной решетки,

причем первая потенциальная зона (612) покрытия поверхности земли, связанная с первой плоской фазированной антенной решеткой, имеет частичное перекрытие со второй потенциальной зоной (614) покрытия поверхности земли, связанной со второй плоской фазированной антенной решеткой.

6. Воздушный летательный аппарат по п. 5, в котором

первая плоская фазированная антенная решетка выполнена с возможностью генерации множества первых лучей (412), а

вторая плоская фазированная антенная решетка выполнена с возможностью генерации множества вторых лучей (414),

причем множество первых лучей не перекрывает множество вторых лучей.

7. Воздушный летательный аппарат по п. 1, дополнительно содержащий:

множество датчиков (114), выполненных с возможностью генерации данных датчика (1214), которые указывает на высоту, положение в пространстве, местоположение или их сочетание, и

контроллер (108) связи, соединенный с приемопередатчиком и выполненный с возможностью определения весовых коэффициентов (1252) и возможностью их регулировки на основании высоты, положения в пространстве и местоположения обслуживаемой зоны покрытия относительно указанного местоположения.

8. Воздушный летательный аппарат по п. 7, в котором контроллер связи дополнительно выполнен с возможностью вызывать генерирование конкретной плоской фазированной антенной решеткой из указанного множества плоских фазированных антенных решеток первого набора лучей (522), имеющих первую частоту (532), и второго набора лучей (524), имеющих вторую частоту (534).

9. Воздушный летательный аппарат по п. 8, в котором каждый луч из первого набора лучей поддерживает передачу и прием сигналов, соответствующих линии (332-338) связи,

причем первый набор лучей рассеян среди второго набора лучей для обеспечения возможности многократного использования первой частоты.

10. Воздушный летательный аппарат по п. 7, в котором контроллер связи дополнительно выполнен с возможностью выдачи на приемопередатчик управляющего сигнала, который указывает передачу обслуживания от первой плоской фазированной антенной решетки на вторую плоскую фазированную антенную решетку.

11. Воздушный летательный аппарат по п. 10, в котором обеспечена возможность генерации управляющего сигнала на основании ожидаемой траектории полета,

причем передача обслуживания от первой плоской фазированной антенной решетки на вторую плоскую фазированную антенную решетку включает передачу обслуживания без разрыва перед передачей обслуживания.

12. Воздушный летательный аппарат по п. 10, в котором обеспечена возможность генерации управляющего сигнала на основании ожидаемой траектории полета,

причем передача обслуживания от первой плоской фазированной антенной решетки на вторую плоскую фазированную антенную решетку включает передачу обслуживания с разрывом перед передачей обслуживания, с использованием границ пакета.

13. Воздушный летательный аппарат по п. 7, в котором контроллер связи дополнительно выполнено с возможностью вызывать передачу активным каналом первой плоской фазированной антенной решетки на пользовательское устройство, связанное с активным каналом, сообщения, указывающего на предстоящую потерю соединения, при определении отсутствия альтернативного активного канала на второй плоской фазированной антенной решетке.

14. Воздушный летательный аппарат по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:

память (116), выполненную с возможностью хранения данных о траектории полета,

устройство (112) управления полетом, выполненное с возможностью управления крыльями на основании траектории (342) полета, указанной посредством данных о траектории полета, причем траектория полета имеет форму петли, окружности, эллипса, восьмерки или их сочетания,

антенну (110) фидерной линии связи, выполненную с возможностью приема весовых коэффициентов формирования луча,

причем первая плоская фазированная антенная решетка и вторая плоская фазированная антенная решетка генерируют множество лучей на основании принятых весовых коэффициентов формирования луча.

15. Способ (700) связи с помощью системы фазированных антенных решеток, включающий:

прием (702), посредством первой плоской фазированной антенной решетки (132), жестко прикрепленной к воздушному летательному аппарату (1202), первого сигнала, соответствующего линии (336) связи, и

передачу (704), посредством второй плоской фазированной антенной решетки (134), жестко прикрепленной к воздушному летательному аппарату, второго сигнала, соответствующего указанной линии связи,

причем первый вектор (220) нормали первой плоской фазированной антенной решетки не параллелен второму вектору (222) нормали второй плоской фазированной антенной решетки.

16. Способ по п. 15, согласно которому осуществляют по меньшей мере один из следующих этапов:

прием первого сигнала, соответствующего указанной линии связи, от первого пользовательского устройства (322-328) или первой наземной станции (312-318) и

передача второго сигнала, соответствующего указанной линии связи, на второе пользовательское устройство (322-328) или вторую наземную станцию (312-318).

17. Способ по п. 15 или 16, дополнительно включающий: генерацию (802), посредством первого набора элементов первой плоской фазированной антенной решетки (210), первого луча (412) на основании высоты воздушного летательного аппарата, положения воздушного летательного аппарата в пространстве, первой части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания, причем первый сигнал принимают посредством первого луча,

генерацию (804), посредством второго набора элементов второй плоской фазированной антенной решетки (212), второго луча (414) на основании высоты, положения в пространстве, второй части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания, причем второй сигнал передают посредством второго луча.

18. Способ по п. 17, дополнительно включающий:

регулировку (806) формы первого луча на основании высоты, положения в пространстве, первой части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания и

регулировку (808) формы второго луча на основании высоты, положения в пространстве, второй части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания.

19. Способ по п. 18, согласно которому на основании первых весовых коэффициентов (1252) формирования луча генерируют первый луч, который поддерживает передачу и прием сигналов, соответствующих линии связи, для первой части обслуживаемой зоны покрытия,

причем первые весовые коэффициенты формирования луча определяют на основании первой высоты воздушного летательного аппарата, первого положения воздушного летательного аппарата в пространстве, положения первой части обслуживаемой зоны покрытия относительно воздушного летательного аппарата или их сочетания, а регулировка формы первого луча включает:

прием (902) от одного или более датчиков (114) воздушного летательного аппарата второй высоты воздушного летательного аппарата, второго положения воздушного летательного аппарата в пространстве или их сочетания,

определение (904) вторых весовых коэффициентов (1254) формирования луча с обеспечением выдачи отрегулированного первого луча в первую часть обслуживаемой зоны покрытия на основании второй высоты, второго положения в пространстве, местоположения первой части обслуживаемой зоны покрытия относительно воздушного летательного аппарата или их сочетания и

генерацию (906) отрегулированного первого луча на основании вторых весовых коэффициентов формирования луча, причем первый луч имеет первую форму, отличную от второй формы отрегулированного первого луча.

20. Способ по п. 15 или 16, дополнительно включающий:

прием (952) данных о траектории полета посредством восходящей линии связи (110),

управление (954), посредством устройства (112) управления полетом, воздушным летательным аппаратом на основании данных о траектории полета и

прием (956), посредством восходящей линии связи, данных об обслуживаемой зоне покрытия, связанных с траекторией полета.

21. Способ по п. 15 или 16, согласно которому первый набор элементов первой плоской фазированной антенной решетки обеспечивает линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия, причем обеспечение линии связи включает прием и передачу сигналов, соответствующих указанной линии связи, а указанный способ дополнительно включает передачу обслуживания между лучами для первой плоской фазированной антенной решетки, включающее:

прекращение, посредством первого набора элементов, обеспечения (1002) линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия и

обеспечение (1004), посредством второго набора элементов первой плоской фазированной антенной решетки, линии связи для указанной конкретной части обслуживаемой зоны покрытия.

22. Способ по п. 15 или 16, дополнительно включающий по меньшей мере один из следующих этапов:

осуществление (1052, 1054) передачи обслуживания между лучами от первого набора элементов на второй набор элементов на границе пакета указанной линии связи, причем второй набор элементов генерирует второй луч для обеспечения линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия до того, как первый набор элементов прекратит генерацию первого луча, обеспечившего указанную линию связи для указанной конкретной части обслуживаемой зоны покрытия, и

осуществление (1052, 1056) передачи обслуживания между лучами от первого набора элементов на второй набор элементов на границе пакета линии связи, причем первый набор элементов прекращает генерацию первого луча, обеспечившего указанную линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия, до того, как второй набор элементов сгенерирует второй луч для обеспечения линии связи для указанной конкретной части обслуживаемой зоны покрытия.

23. Транспортное средство, содержащее: множество наружных поверхностей (122, 124, 230, 232, 234, 1246, 1248),

приемопередатчик (104) и

множество фазированных антенных решеток (106, 132, 134, 210-218, 262), соединенных с приемопередатчиком и жестко прикрепленных по меньшей мере к одной из указанного множества наружных поверхностей,

причем указанное множество фазированных антенных решеток содержит первую фазированную антенную решетку (132), имеющую первый вектор (220) нормали, и вторую фазированную антенную решетку (134), имеющую второй вектор (222) нормали, при этом первый вектор нормали не параллелен второму вектору нормали.

24. Транспортное средство по п. 23, в котором транспортное средство соответствует вертолету, коммерческому воздушному летательному аппарату, частному самолету или дирижаблю,

причем первая фазированная антенная решетка содержит конформную фазированную антенную решетку (262), которая имеет первую форму, соответствующую второй форме участка конкретной наружной поверхности (122, 124) из указанного множества наружных поверхностей, и имеет множество векторов (264, 266) нормали.

25. Транспортное средство по п. 23, дополнительно содержащее контроллер (108) связи, соединенный с приемопередатчиком и множеством фазированных антенных решеток и выполненный с возможностью:

вызывать генерирование множества лучей каждой фазированной антенной решеткой из указанного множества фазированных антенных решеток и

регулировать весовые коэффициенты (1252, 1254) формирования луча из указанного множества лучей для выравнивания каждого луча из указанного множества лучей с соответствующей частью обслуживаемой зоны (602) покрытия.

Реферат, кратко излагающий описание настоящего изобретения, представлен с учетом того, что он не будет использован для интерпретации или ограничения объема или содержания пунктов формулы изобретения. Кроме того, с целью упрощения описания в приведенном выше разделе «Осуществление изобретения» различные признаки могут быть сгруппированы вместе или описаны в виде одиночной реализации. Вышеописанные примеры иллюстрируют настоящее изобретение, но не ограничивают его. Также следует понимать, что в соответствии с принципами настоящего изобретения возможны многочисленные модификации и изменения. Как следует из приведенной далее формулы изобретения, заявленному техническому решению могут быть предписаны не все признаки любого из раскрытых примеров. Соответственно, объем настоящего изобретения задан приведенными далее пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.

1. Воздушный летательный аппарат, содержащий:

фюзеляж (230),

крылья (232, 234), соединенные с фюзеляжем,

приемопередатчик (104),

множество плоских фазированных антенных решеток (106, 132, 134, 210-218, 262), соединенных с приемопередатчиком и жестко прикрепленных к фюзеляжу или по меньшей мере к одному из крыльев,

причем указанное множество плоских фазированных антенных решеток содержит первую плоскую фазированную антенную решетку (132, 210-218), имеющую первый вектор (220-228, 264) нормали, и вторую плоскую фазированную антенную решетку (134, 210-218), имеющую второй вектор (222-228, 264) нормали, при этом первый вектор нормали не параллелен второму вектору нормали,

антенну (110) фидерной линии связи, выполненную с возможностью соединения с приёмопередатчиком (104) и приёма данных о траектории полёта посредством восходящей линии связи, и

устройство (112) управления полётом, выполненное с возможностью приёма данных о траектории полёта посредством антенны (110) фидерной линии связи, для управления летательным аппаратом на основе указанных данных о траектории полёта.

2. Воздушный летательный аппарат по п. 1, в котором указанное множество плоских фазированных антенных решеток жестко прикреплены к нижней части (124, 248) фюзеляжа и/или подкрыльной части (250), причем

две или более из указанного множества плоских фазированных антенных решеток имеют взаимно непараллельные вектора нормали, а

первая плоская фазированная антенная решетка имеет первое соотношение (272) геометрических размеров, отличное от второго соотношения (274) геометрических размеров второй плоской фазированной антенной решетки.

3. Воздушный летательный аппарат по п. 1 или 2, в котором указанное множество плоских фазированных антенных решеток дополнительно содержит:

третью плоскую фазированную антенную решетку (214), жестко прикрепленную к первой части (240) фюзеляжа,

четвертую плоскую фазированную антенную решетку (216), жестко прикрепленную ко второй части (242) фюзеляжа, и

пятую плоскую фазированную антенную решетку (218), жестко прикрепленную к третьей части (244) фюзеляжа воздушного летательного аппарата,

причем первая плоская фазированная антенная решетка жестко прикреплена к крылу (232) правого борта из указанных крыльев, а вторая плоская фазированная антенная решетка жестко прикреплена к крылу (234) левого борта из указанных крыльев.

4. Воздушный летательный аппарат по п. 3, в котором фюзеляж, крылья, приемопередатчик и указанное множество плоских фазированных антенных решеток образуют беспилотный летательный аппарат,

причем первый вектор нормали ориентирован в направлении (252) правого борта относительно беспилотного летательного аппарата, а

второй вектор нормали ориентирован в направлении (254) левого борта относительно беспилотного летательного аппарата.

5. Воздушный летательный аппарат по п. 1 или 2, в котором первая плоская фазированная антенная решетка имеет первый максимальный угол (256) сканирования, отличный от второго максимального угла (258) сканирования второй плоской фазированной антенной решетки,

причем первая потенциальная зона (612) покрытия поверхности земли, связанная с первой плоской фазированной антенной решеткой, имеет частичное перекрытие со второй потенциальной зоной (614) покрытия поверхности земли, связанной со второй плоской фазированной антенной решеткой.

6. Воздушный летательный аппарат по п. 5, в котором

первая плоская фазированная антенная решетка выполнена с возможностью генерации множества первых лучей (412), а

вторая плоская фазированная антенная решетка выполнена с возможностью генерации множества вторых лучей (414),

причем указанное множество первых лучей не перекрывают указанное множество вторых лучей.

7. Воздушный летательный аппарат по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:

множество датчиков (114), выполненных с возможностью генерации данных (1214) датчика, которые указывают на высоту, положение в пространстве, местоположение или их сочетание, и

контроллер (108) связи, соединенный с приемопередатчиком и выполненный с возможностью определения весовых коэффициентов (1252) формирования луча и возможностью их регулировки на основании высоты, положения в пространстве и местоположения обслуживаемой зоны покрытия относительно местоположения.

8. Воздушный летательный аппарат по п. 7, в котором контроллер связи дополнительно выполнен с возможностью вызывать генерирование конкретной плоской фазированной антенной решеткой из множества плоских фазированных антенных решеток первого набора лучей (522), имеющих первую частоту (532), и второго набора лучей (524), имеющих вторую частоту (534).

9. Воздушный летательный аппарат по п. 8, в котором каждый луч из первого набора лучей поддерживает передачу и прием сигналов, соответствующих линии (332-338) связи,

причем первый набор лучей рассеян среди второго набора лучей для обеспечения возможности многократного использования первой частоты.

10. Воздушный летательный аппарат по п. 7, в котором контроллер связи дополнительно выполнен с возможностью подачи на приемопередатчик управляющего сигнала, который указывает на передачу обслуживания от первой плоской фазированной антенной решетки на вторую плоскую фазированную антенную решетку.

11. Воздушный летательный аппарат по п. 10, в котором обеспечена возможность генерации управляющего сигнала на основании ожидаемой траектории полета,

причем передача обслуживания от первой плоской фазированной антенной решетки на вторую плоскую фазированную антенную решетку включает передачу обслуживания без разрыва перед передачей обслуживания.

12. Воздушный летательный аппарат по п. 10, в котором обеспечена возможность генерации управляющего сигнала на основании ожидаемой траектории полета,

причем передача обслуживания от первой плоской фазированной антенной решетки на вторую плоскую фазированную антенную решетку включает передачу обслуживания с разрывом перед передачей обслуживания, с использованием границ пакета.

13. Воздушный летательный аппарат по п. 7, в котором контроллер связи дополнительно выполнен с возможностью вызывать передачу активным каналом первой плоской фазированной антенной решетки на пользовательское устройство, связанное с активным каналом сообщения, указывающего на предстоящую потерю соединения, при определении отсутствия альтернативного активного канала на второй плоской фазированной антенной решетке.

14. Воздушный летательный аппарат по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:

память (116), выполненную с возможностью хранения данных о траектории полета,

причем

указанное устройство (112) управления полетом выполнено с возможностью управления крыльями на основании траектории (342) полета, указанной посредством данных о траектории полета и имеющей форму петли, окружности, эллипса, восьмерки или их сочетания, а

указанная антенна (110) фидерной линии связи выполнена с возможностью приема весовых коэффициентов формирования луча,

причем первая плоская фазированная антенная решетка и вторая плоская фазированная антенная решетка генерируют множество лучей на основании принятых весовых коэффициентов формирования луча.

15. Способ (700) связи с помощью системы фазированных антенных решеток, включающий:

прием (702) посредством первой плоской фазированной антенной решетки (132), жестко прикрепленной к воздушному летательному аппарату (1202), первого сигнала, соответствующего линии связи (336), и

передачу (704) посредством второй плоской фазированной антенной решетки (134), жестко прикрепленной к воздушному летательному аппарату, второго сигнала, соответствующего указанной линии связи,

причем первый вектор нормали (220) первой плоской фазированной антенной решетки не параллелен второму вектору (222) нормали второй плоской фазированной антенной решетки,

приём (952) данных о траектории полёта посредством восходящей линии связи (110);

управление (954), посредством устройства (112) управления полетом, воздушным летательным аппаратом на основании данных о траектории полета.

16. Способ по п. 15, согласно которому осуществляют по меньшей мере один из следующих этапов:

прием первого сигнала, соответствующего указанной линии связи, от первого пользовательского устройства (322-328) или первой наземной станции (312-318) и

передачу второго сигнала, соответствующего указанной линии связи, на второе пользовательское устройство (322-328) или вторую наземную станцию (312-318).

17. Способ по п. 15 или 16, дополнительно включающий:

генерацию (802), посредством первого набора элементов первой плоской фазированной антенной решетки (210), первого луча (412) на основании высоты воздушного летательного аппарата, положения воздушного летательного аппарата в пространстве, первой части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания, причем первый сигнал принимают посредством первого луча,

генерацию (804), посредством второго набора элементов второй плоской фазированной антенной решетки (212), второго луча (414) на основании высоты, положения в пространстве, второй части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания, причем второй сигнал передают посредством второго луча.

18. Способ по п. 17, дополнительно включающий:

регулировку (806) формы первого луча на основании высоты, положения в пространстве, первой части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания и

регулировку (808) формы второго луча на основании высоты, положения в пространстве, второй части обслуживаемой зоны покрытия, траектории полета или их сочетания.

19. Способ по п. 18, согласно которому на основании первых весовых коэффициентов (1252) формирования луча генерируют первый луч, который поддерживает передачу и прием сигналов, соответствующих указанной линии связи, для первой части обслуживаемой зоны покрытия,

причем первые весовые коэффициенты формирования луча определяют на основании первой высоты воздушного летательного аппарата, первого положения воздушного летательного аппарата в пространстве, положения первой части обслуживаемой зоны покрытия относительно воздушного летательного аппарата или их сочетания, а регулировка формы первого луча включает:

прием (902) от одного или более датчиков (114) воздушного летательного аппарата второй высоты воздушного летательного аппарата, второго положения воздушного летательного аппарата в пространстве или их сочетания,

определение (904) вторых весовых коэффициентов (1254) формирования луча с обеспечением выдачи отрегулированного первого луча в первую часть обслуживаемой зоны покрытия на основании второй высоты, второго положения в пространстве, положения первой части обслуживаемой зоны покрытия относительно воздушного летательного аппарата или их сочетания, и

генерацию (906) отрегулированного первого луча на основании вторых весовых коэффициентов формирования луча, причем первый луч имеет первую форму, отличную от второй формы отрегулированного первого луча.

20. Способ по п. 15 или 16, дополнительно включающий:

прием (956), посредством восходящей линии связи, данных об обслуживаемой зоне покрытия, связанных с траекторией полета.

21. Способ по п. 15 или 16, согласно которому первый набор элементов первой плоской фазированной антенной решетки обеспечивает линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия, причем обеспечение линии связи включает прием и передачу сигналов, соответствующих указанной линии связи, а указанный способ дополнительно включает передачу обслуживания между лучами для первой плоской фазированной антенной решетки, включающую:

прекращение обеспечения (1002), посредством первого набора элементов, линии связи для указанной конкретной части обслуживаемой зоны покрытия и

обеспечение (1004), посредством второго набора элементов первой плоской фазированной антенной решетки, линии связи для указанной конкретной части обслуживаемой зоны покрытия.

22. Способ по п. 15 или 16, дополнительно включающий по меньшей мере один из следующих этапов:

осуществление (1052, 1054) передачи обслуживания между лучами от первого набора элементов на второй набор элементов на границе пакета указанной линии связи, причем второй набор элементов генерирует второй луч для обеспечения линии связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия до того, как первый набор элементов прекратит генерацию первого луча, обеспечившего указанную линию связи для указанной конкретной части обслуживаемой зоны покрытия, и

осуществление (1052, 1056) передачи обслуживания между лучами от первого набора элементов на второй набор элементов на границе пакета линии связи, причем первый набор элементов прекращает генерацию первого луча, обеспечившего указанную линию связи для конкретной части обслуживаемой зоны покрытия, до того, как второй набор элементов сгенерирует второй луч для обеспечения линии связи для указанной конкретной части обслуживаемой зоны покрытия.

23. Воздушное транспортное средство, содержащее:

множество наружных поверхностей (122, 124, 230, 232, 234, 1246, 1248),

приемопередатчик (104),

множество фазированных антенных решеток (106, 132, 134, 210-218, 262), соединенных с приемопередатчиком и жестко прикрепленных по меньшей мере к одной из указанного множества наружных поверхностей,

причем указанное множество фазированных антенных решеток содержит первую фазированную антенную решетку (132), имеющую первый вектор (220) нормали, и вторую фазированную антенную решетку (134), имеющую второй вектор (222) нормали, при этом первый вектор нормали не параллелен второму вектору нормали,

антенну (110) фидерной линии связи, выполненную с возможностью соединения с приёмопередатчиком (104) и приёма данных о траектории полёта посредством восходящей линии связи, и

устройство (112) управления полётом, выполненное с возможностью приёма данных о траектории полёта посредством антенны (110) фидерной линии связи, для управления воздушным транспортным средством на основе указанных данных о траектории полёта.

24. Транспортное средство по п. 23, в котором транспортное средство соответствует вертолету, коммерческому воздушному летательному аппарату, частному самолету или дирижаблю,

причем первая фазированная антенная решетка содержит конформную фазированную антенную решетку (262), которая имеет первую форму, соответствующую второй форме участка конкретной наружной поверхности (122, 124) из указанного множества наружных поверхностей, и имеет множество векторов (264, 266) нормали.

25. Транспортное средство по п. 23 или 24, дополнительно содержащее контроллер (108) связи, соединенный с приемопередатчиком и указанным множеством фазированных антенных решеток и выполненный с возможностью:

вызывать генерирование множества лучей каждой фазированной антенной решеткой из указанного множества фазированных антенных решеток и регулировать весовые коэффициенты (1252, 1254) формирования луча из указанного множества лучей с обеспечением выравнивания каждого луча из указанного множества лучей с соответствующей частью обслуживаемой зоны (602) покрытия.