特許 7708554 マルチシステムマルチバンドアンテナ及びアンテナアレイアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-07-07

(45)【発行日】2025-07-15

(54)【発明の名称】マルチシステムマルチバンドアンテナ及びアンテナアレイアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/29 20060101AFI20250708BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20250708BHJP

   H01Q 21/30 20060101ALI20250708BHJP

   H01Q 1/28 20060101ALI20250708BHJP

【ＦＩ】

H01Q21/29

H01Q21/06

H01Q21/30

H01Q1/28

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021021374

(22)【出願日】2021-02-15

(65)【公開番号】P2021145332

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2024-02-14

(31)【優先権主張番号】16/789,909

(32)【優先日】2020-02-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】チャン， ヘンリー ゼット．

(72)【発明者】

【氏名】デ ヴィヴェロ， ギジェルモ エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】クマール， アニール

(72)【発明者】

【氏名】エリス， ダニエル ジェイ．

【審査官】白井 亮

(56)【参考文献】

【文献】特表２００１－５２２１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５０８７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２４４７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００９９３７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３１９３４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２３１０３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ２１／２９

Ｈ０１Ｑ ２１／０６

Ｈ０１Ｑ ２１／３０

Ｈ０１Ｑ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ビークルの外表面に連結されるように適合された基部（２０２）、
前記基部（２０２）に連結された第１の端部と、第２の端部とを有するブレード部（２０４）、
前記ブレード部（２０４）の前記第１の端部から遠位にある前記ブレード部（２０４）の前記第２の端部に連結された頂部（２０６）
を備えたアンテナアセンブリであって、前記頂部（２０６）が、
前記基部（２０２）の反対側に向く第１の表面（２１６）であって、複数の第１のアンテナ要素（２５０）を含む第１のアンテナアレイ（２０８）を有する前記第１の表面（２１６）；
前記基部（２０２）に向く第２の表面（２０５）；及び
前記第１の表面（２１６）と前記第２の表面（２０５）の間に配置された、前記頂部（２０６）の周囲の外周面（２１２）であって、複数の更なるアンテナ要素（２５２）を有する１つ又は複数の更なるアンテナアレイ（２１０）を含む前記外周面（２１２）
を含む、アンテナアセンブリ。

【請求項2】

前記第１のアンテナアレイ（２０８）が、天頂の方向に向く第１の視野を有し、
前記１つ又は複数の更なるアンテナアレイ（２１０）が前記第１の視野を増大させて、前記第１の視野より大きな視野を有する結合された視野を提供する、
請求項１に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項3】

前記外周面（２１２）の一部が前記第１の表面（２１６）と角度θを形成する、請求項１又は２に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項4】

前記角度θが４５度より大きい、請求項３に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項5】

前記１つ又は複数の更なるアレイが、まとまって３６０度の方位角視野を提供する、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項6】

前記外周面（２１２）が、
３つの側面を含み、前記３つの側面のうちの少なくとも１つが前記更なるアンテナアレイ（２１０）のうちの少なくとも１つを有するか、若しくは
４つの側面を含み、前記４つの側面のうちの少なくとも１つの側面が前記更なるアンテナアレイ（２１０）のうちの少なくとも１つを有するか、又は
前記第１の表面（２１６）と前記外周面（２１２）との境界が、
実質的に円形であり、前記１つ又は複数の更なるアンテナアレイ（２１０）は前記外周面（２１２）の上に配置されるか、若しくは
実質的に楕円形であり、前記１つ又は複数の更なるアンテナアレイ（２１０）は前記外周面（２１２）の上に配置される、
請求項５に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項7】

前記ブレード部（２０４）がブレードアンテナを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項8】

前記ブレード部（２０４）の内部に配置された１つ又は複数のモノポールアンテナを更に備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項9】

前記第１のアンテナアレイ（２０８）及び前記１つ又は複数の更なるアンテナアレイ（２１０）が第１の周波数帯で動作し、前記１つ又は複数のモノポールアンテナが第２の周波数帯で動作する、請求項８に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項10】

前記ブレード部（２０４）が、前記ビークルの速度ベクトルと実質的に同一直線上にある軸を中心とした細長い断面を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項11】

前記頂部（２０６）が、天頂に実質的に直角な面内に配置されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。

【請求項12】

アンテナアセンブリからＲＦ信号を送信する方法であって、
前記ＲＦ信号を前記アンテナアセンブリに提供することであって、前記アンテナアセンブリが、
ブレード部（２０４）、
前記ブレード部（２０４）の第１の端部に配置された、ビークルの外表面に連結されるように適合された基部（２０２）、及び
前記ブレード部（２０４）の前記第１の端部から遠位にある前記ブレード部（２０４）の第２の端部に配置された頂部（２０６）
を備え、前記頂部（２０６）が、
前記基部（２０２）の反対側に向く第１の表面（２１６）であって、複数の第１のアンテナ要素を含む第１のアンテナアレイ（２０８）を有する前記第１の表面（２１６）；
前記基部（２０２）に向く第２の表面（２０５）；及び
前記第１の表面（２１６）と前記第２の表面（２０５）の間に配置された、前記頂部（２０６）の周囲の外周面（２１２）であって、複数の更なるアンテナ要素（２５２）を有する１つ又は複数の更なるアンテナアレイ（２１０）を含む前記外周面（２１２）
を含む、前記ＲＦ信号を前記アンテナアセンブリに提供することと、
前記第１のアンテナアレイ（２０８）と、前記更なるアンテナアレイ（２１０）のうちの少なくとも１つと、のいずれかを選択することと、
選択された前記第１のアンテナアレイ（２０８）と前記更なるアンテナアレイ（２１０）のうちの前記少なくとも１つとのいずれかを介して、前記ＲＦ信号を送信することと
を含む方法。

【請求項13】

前記ＲＦ信号が第１のＲＦ信号であり、前記方法が、
第２のＲＦ信号を前記アンテナアセンブリに提供することと、
前記複数の第１のアンテナ要素を介した前記第１のＲＦ信号と、少なくとも一組の前記複数の更なるアンテナ要素（２５２）を介した前記第２のＲＦ信号とを、同時に送信することと
を更に含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記アンテナアセンブリが、前記ブレード部（２０４）の内部に配置された１つ又は複数のモノポールアンテナを更に備え、前記方法が、
第３のＲＦ信号を前記１つ又は複数のモノポールアンテナを介して送信すること
を更に含む、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１のアンテナアレイ（２０８）及び前記１つ又は複数の更なるアンテナアレイ（２１０）が第１の周波数帯で動作し、前記１つ又は複数のモノポールアンテナが第２の周波数帯で動作する、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アンテナを介して、特にマルチバンドアンテナのシステムを介して情報を通信するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術の記載
既存の無線通信システムは、全方向性カバーエリアのための単一バンド用にそれ自体のアンテナを展開する。複数のシステムは、指定されたバンド及びカバー範囲のために複数のアンテナを展開する必要がある。複数のアンテナの構成には、大きな表面積が必要とされる。それは、限定された表面積を有するビークル内で、非常に価値のある物的財産について他のシステムと競合する。加えて、混雑したアンテナファームは、ビークルに設置された他のシステムに干渉する。複数のアンテナはまた、ビークルの重量及び空力抵抗を増加させ、マイナスに作用する。

【発明の概要】

【0003】

この概要は、発明を実施するための形態において更に後述される選択された概念を、単純な形式で紹介する。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴又は必須の特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を制限するために使用されることを意図してもいない。

【0004】

上述の要件に対処するために、本書は、ビークルの外表面に連結されるように適合された基部、基部に連結された第１の端部と第２の端部とを有するブレード部、ブレード部の第１の端部から遠位にあるブレード部の第２の端部に連結された頂部を含むマルチバンドアンテナアセンブリであって、頂部が、基部の反対側に向く第１の表面であって、複数の第１のアンテナ要素を含む第１のアンテナアレイを有する第１の表面と、基部に向く第２の表面と、第１の表面と第２の表面の間に配置された、頂部の周囲の外周面であって、複数の更なるアンテナ要素を有する１つ又は複数の更なるアンテナアレイを含む外周面とを含む、マルチバンドアンテナアセンブリを開示する。

【0005】

一実施例において、第１のアンテナアレイは、天頂の方向に向く第１の視野を有し、１つ又は複数の更なるアンテナアレイは、第１の視野を増大させて第１の視野より大きな視野を有する結合された視野を提供する。いくつかの実施例では、外周面の少なくとも一部は、第１の表面と角度θを形成する。そのような実施例の１つでは、θ＞４５である。また別の実施例では、１つ又は複数の更なるアレイは、まとまって３６０度の方位角視野を提供する。

【0006】

いくつかの実施例は、同じアンテナアセンブリを介して第１のＲＦ信号を送信し且つ第２のＲＦ信号を送信する方法により実証される。この方法は、第１のＲＦ信号及び第２のＲＦ信号を、上述のようなアンテナアセンブリに提供することを含む。この方法は、送信することを含み、複数の第１のアンテナ要素を介した第１のＲＦ信号と、複数の更なるアンテナ要素の少なくとも１つのサブセットを介した第２のＲＦ信号とを同時に送信することも含む。

【0007】

前述のアンテナアセンブリは、複数の無線システム及び広範な周波数帯をサポートする。このアンテナアセンブリは、パネルの頂部及び側面にアンテナアレイを含む頂冠パネルを有するブレードアンテナを備える。パネルの頂部のアンテナアレイは垂直放射エリア（最大９０度の仰角）をカバーし、側面のアンテナアレイは水平範囲全体（３６０度の方位角）をカバーする。ブレードアンテナは、同じ又は異なる周波数帯に関して典型的な全方向性放射カバー範囲を同時に提供し、ＭＩＭＯ動作のための複数のモノポールアンテナを収容するパネルで置き換えることができる。

【0008】

上述の特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施例において単独で達成することができるか、又は他の実施例において組み合わせることができ、これらの更なる詳細は以下の記載及び図面を参照して見ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

以下の図面では、複数の図面を通して同様の参照番号が対応する部品を表す。

【0010】

【図1】通信システムの略図である。

【図2】Ａ－Ｃは、統合アンテナアセンブリの一実施例の略図である。

【図3】Ａ－Ｃは、統合アンテナアセンブリを用いて達成されるカバー範囲を示す略図である。

【図4】Ａ－Ｃは、外周面が上表面に対して角度を成すように角度付けされている統合アンテナアセンブリの一実施例を示す略図である。

【図5】Ａ－Ｂは、外周面の異なる実施例を示す略図である。

【図6】Ａ及びＢは、統合アンテナアセンブリのいくつかの実施例を示す略図である。

【図7】ＲＦ信号を送信するための使用事例を示す略図である。

【図8】第１の使用事例においてアンテナアセンブリからＲＦ信号を送信するための例示的方法を示す略図である。

【図9】第２の使用事例においてアンテナアセンブリから第１のＲＦ信号と第２のＲＦ信号とを送信するための例示的方法を示す略図である。

【図10】別の使用事例を示す略図である。

【図11】上記開示の処理要素を実装するために使用することのできる例示的なコンピュータシステムを示している。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の記載において、複数の実施例の例示を目的として示される、その一部を形成する添付図面に言及する。他の実施例が利用可能であり、本開示の範囲から逸脱せずに構造的変更を加えることができると理解されたい。

【0012】

概説
ここに開示されるシステム及び方法は、複数の使用事例を有する複数のシステムのための複数のアンテナ及びアンテナアレイを、１つの単一アンテナアセンブリへと統合する。これは、４Ｇ／ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）／第５世代（５Ｇ）－サブ６ＧＨｚ帯（６ＧＨｚ未満）といったより低い周波数帯には全方向性カバー範囲を、５Ｇ－ミリ波（ｍｍ Ｗａｖｅ）帯といったより高い周波数帯には指向性ビームカバー範囲を、同時に提供する。これは、航空機、地上車両、海上車両、又は宇宙船といった制約のある環境において複数の無線通信システムを展開することに内在する、設置、動作、性能及び保全性の課題に対処する。このアセンブリの小型の物理的サイズは、有限の設置表面積とその結果としての共同サイト制限により生じる設置の制限、及びビークルに掛かる重量と空力抵抗を低減する。アンテナアレイを含むアセンブリは、より高い周波数帯に関する不十分なアンテナ利得の懸念を解決する。アンテナアレイを含むアセンブリは、電気スキャン能が無い、空間多重化が不可能、及び接続リンク範囲が制限されているといった電気的性能の懸念も解決する。単一アセンブリは、複数のアンテナの保全及び交換といった保全性の課題を解決する。

【0013】

このアセンブリは、マルチシステム及びマルチバンド通信のための複数のアンテナアレイを組み合わせたものであり、頂冠パネル（例えば、５Ｇミリ波セルラー／衛星通信）を含む１つ又は複数のモノポールアンテナ（例えば、ＬＴＥ／５Ｇ－サブ６ＧＨｚセルラー通信用）を有するブレードを備える。ブレード／モノポールアンテナはより低い周波数帯で動作し、頂冠パネルに位置するアンテナアレイはより高い周波数帯で動作する。アセンブリは、小型で、３６０°のカバー範囲を提供し、空中、地上、又は海上を含む制約のある環境内を移動するビークルの、限られた物的財産、重量及び空力抵抗の懸念に対処する。

【0014】

アセンブリは、ビークルの設計及び製造を単純化すると共に、全体の重量も低減する。アセンブリは、宇宙空間、自動推進、及び／又は海上といった物理的に制約のある環境を有する他の用途においても使用することができる。

【0015】

通信システム
図１は、通信システム１００の略図である。この通信システムは、航空機などのビークル１０４と、地上送受信器１０２Ｔ及び空中又は衛星送受信器１０２Ｓのうちの１つ又は複数を含むことのできる送受信器１０２と、他のビークル１１０とを備える。これは、同様の通信能を備えた他のビークルとの通信を含む。ビークル１０４は、１つ又は複数の統合アンテナアセンブリ（ＩＡＡ）１０６を含む。一実施例において、ＩＡＡ １０６は、ビークルの上側外表面に取り付けられた第１の、即ち上側ＩＡＡ １０６Ｕと、ビークル１０４の下側外表面に取り付けられた第２の、即ち下側ＩＡＡ １０６とを含む。ＩＡＡ １０６は、ＩＡＡ １０６を含む他の航空機のサブシステムからデータ及びコントロールを供給及び受信する通信コントローラ１０８に通信可能に連結される。ＩＡＡ １０６は、乗客又は乗員の通信データ（例えば携帯電話の個人対個人の通信、乗客のインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）又は航空機１０４によって提供されるＩＳＰを介したインターネット通信）を含み得るデータ、並びにアビオニクス及び／又はコックピットデータを通信するために使用される。

【0016】

統合アンテナアセンブリ
図２のＡ－Ｃは、ＩＡＡ １０６の一実施例の略図である。図２のＡは、ＩＡＡ １０６の側面図を示している。ＩＡＡ １０６は、基部２０２、ブレード部２０４及び頂部２０６を含んでいる。基部２０２は、ブレード部２０４の第１の端部に配置され、ビークル（例えば、ビークル１０４）に連結されるように適合される。頂部２０６は、ブレード部２０４の第２の端部に配置される。

【0017】

いくつかの実施例では、基部２０２は、ビークルの外表面に、例えば、基部２０２の第１の表面２０１をビークルの外表面又は外板に取り付けることにより、連渇される。いくつかの実施例では、ビークル１０４がＲＦエネルギーを透過させる外側外板を有する場合、ＩＡＡ １０６はビークル１０４の内表面に取り付けることができる。

【0018】

ＩＡＡ １０６は、第１の端部及び第２の端部を有するブレード部２０４も含む。図示のように、ブレード部２０４の第１の端部は基部２０２の第２の表面２０３に連結され、ブレード部２０４の第２の端部は、ブレード部２０４の第１の端部から遠位にある頂部２０６の第２の表面２０５に連結される。いくつかの実施例では、ブレード部２０４は、ビークル１０４の速度ベクトルと実質的に同一直線上にある軸を中心とした細長い断面を有する。ブレード部は、空気力学的ティアドロップ形状の断面を有してもよい。

【0019】

頂部２０６は、基部２０２の反対側に向く、複数の第１のアンテナ要素２５０を有する第１の表面２１６も含む。図示の実施例では、複数の第１のアンテナ要素２５０は、８ｘ８の寸法の第１のアンテナアレイ２０８に構成される。他の第１のアンテナアレイ２０８の寸法及びサイズを使用してもよい。

【0020】

頂部は、頂部の周囲の外周面２１２も含み、第１の表面２１６と第２の表面２０５の間に配置される。外周面２１２は、１つ又は複数のアンテナアレイ２１０を含む。図示の実施例では、外周面２１２は、実質的に矩形であり、４つの側面又は表面２１２Ａ－２１２Ｄを含む。側面２１２の各々は、複数の第１のアンテナ要素２５０を含む。頂部は通常、水平飛行中のビークルの天頂（観察者の真上の空又は天球の一点）に対して実質的に直角な面内に配置される。

【0021】

外周面２１２は、各々が複数の更なるアンテナ要素２５２を有する１つ又は複数の更なるアンテナアレイ２１０を含む。図示の実施例では、外周は、各々が頂部のそれぞれの側面２１２Ａ－２１２Ｄに配置され、且つ各々がそれぞれのアンテナ要素２５２Ａ－２５２Ｄを有する４つの更なるアンテナアレイ２１０Ａ－２１０Ｄを含む。図示の実施例では、更なるアンテナアレイ２１０の各々の要素は２ｘ８であるが、他の数及び構成の更なるアンテナ要素２５２を使用することができる。これらアレイは、機内オフボード通信の間のビークル対ビークル（１対１又は１対多）のために特に有用である。

【0022】

いくつかの実施例では、第１のアンテナアレイ２０８及び更なるアンテナアレイ２１０は、Ｋｕ、Ｋ、Ｋａ及びＶ－バンド周波数（１０－８６ＧＨｚの範囲）で動作する。

【0023】

図２Ｂは、コントロール／ＲＦモジュール２６２の使用も示している。コントロール／ＲＦモジュール２６２は、リンク２６４を介してビークル１０４からコマンド及びＲＦ信号を受け取り、ビークルからアンテナアレイ２０８及び２１０へＲＦ信号を提供し、１つ又は複数のリンク２６０を介したビーム形成及びスキャンを実施するようにアレイ２０８及び２１０のアンテナ要素を制御するために使用される。アンテナアレイ２０８及び２１０と並置されたコントローラは、それぞれのアレイのアンテナ要素にＲＦエネルギーを分配することができる。コントロールモジュール２６２及びＩＡＡ １０６の他の要素のための電力は、リンク２６６によって提供される。

【0024】

図３のＡ－Ｃは、ＩＡＡ １０６を用いて達成されるカバー範囲を示す略図である。図３のＡは、ＩＡＡ １０６によって提供される視野３０２を示すＩＡＡ １０６の正面図である。第１のアンテナアレイ２０８は、天頂Ｚの方向に第１の視野３０２を提供する。走査角の増加に伴う利得の減少は、このアレイの典型的なコサインロールオフに追従する。２Ｄ－アレイは、方位角面及び仰角面の両方において操作可能である。視野３０２の中心は、名目上天頂の方に向いており、すべての方向の水平線に向かって角度θ_Ｚで広がり、天頂Ｚに直角なすべての方向に１８０度又はほぼ１８０度のカバー範囲を提供する。図３のＢに示すように、更なるアンテナアレイ２１０の各々は、角度θ_Ｈの天頂Ｚに直角な水平面からに延びる垂直視野３０４を提供する。図３のＣに示すように、カバー範囲は、天頂を中心とする３６０度の方位角視野内に提供され、更なるアンテナアレイ２１０Ａ－２１０Ｄの各々が全体の視野に寄与している。図示のように、更なるアンテナアレイ２１０のいくつかは、更なるアンテナアレイの他のアンテナアレイとは異なる視野を有することができ、更なるアンテナアレイ２１０の各々の視野は重複し得る。図示のように、更なるアンテナアレイ２１０のうちの１つ又は複数は、第１の視野３０２を増大させ、第１の視野３０２より大きな結合された視野を提供する。例えば、視野３０４の追加は、水平面内で天頂からθ_Ｈ３６０度だけ第１の視野３０２を拡大する。更に、視野３０４は、視野３０２に接するか又は視野３０２と重複するように選択することができるので、垂直視野３０４の下側範囲に天頂から連続視野を提供する。

【0025】

図４のＡ－Ｃは、外周面２１２が第１の（上）表面２１６に対して角度θ_Ｐを形成するように角度付けされている、ＩＡＡ １０６の一実施例を示す略図である。この実施例は、垂直視野３０４の中心が、天頂Ｚを中心として視野３０２に向かってθ_Ｐ－９０度の量だけ上方に角度付けされることを可能にする。これにより、垂直視野３０４のボアサイトが、天頂を中心とする視野３０２のエッジに向かってもたらされ、したがって、視野３０２、３０４が交差又は重複する領域において性能が向上する。この実施例ではθ_Ｐ＞９０度であるが、θ_Ｐ＜９０度であり、外周面２１２が天頂から離れる方向に角度付けされている他の実施例を利用することができる。

【0026】

図５のＡ－Ｂは、外周面２１２のいくつかの実施例を示す略図である。図２のＡ－Ｃに示される実施例では、外周面は、各々が更なるアンテナアレイ２１０Ａ－２１０Ｄのうちの１つを有する４つの側面２１２Ａ－２１２Ｄを有していた。図では矩形に示されているが、外周面は、正方形の断面でもよく、又は異なる長さの４辺を有してもよい（例えば四辺形）。

【0027】

図５のＡは、外周面が三角形であり、各々が対応する更なるアレイ５１０Ａ－５１０Ｃ又は更なるアンテナ要素２５２を有する３つの側面５１２Ａ－５１２Ｃを有する一実施例の略図である。空気力学的目的のために、三角形は、速度ベクトルの方向に向く最小角度がビークル１０４を有する、二等辺三角形とすることができる。いくつかの実施例では、各側面の更なるアンテナアレイの視野は、水平面内において完全なカバー範囲が実現されるようなものである。図５のＢは、外周面が、実質的に円形であり、外周面に沿って等しい角度間隔に配置された更なるアンテナアレイ５１１Ａ－５１１Ａのうちの１つ又は複数を有する一実施例の略図である。４つのこのような更なるアンテナアレイ５１１Ａ－５１１Ｄが図示されているが、これよりも少ないか又は多いアレイを利用することができる。図示されていないが、外周面は、やはりその上に更なるアンテナアレイのうちの１つ又は複数が配置されている楕円形とすることもできる。この実施例では、楕円の長軸は、典型的にはビークル１０４の速度ベクトルと整列する。

【0028】

いくつかの実施例では、ブレード部２０４はブレードアンテナを含む。ブレードアンテナは、モノポールアンテナの変形例であり、典型的には、多くの場合空気力学的な目的のために台形である平坦な導体を含む。導体はしばしば、広帯域性を改善するためのノッチを含む。このようなブレードアンテナは、ＬＴＥ周波数帯（約１００ＭＨｚの帯域幅を有する２ＧＨｚ）及び／又は５Ｇサブ６ＧＨｚ周波数帯のサービスに使用することができる。

【0029】

図６のＡ及びＢは、ＩＡＡ １０６のいくつかの実施例を示す略図である。この実施例では、ブレード部は、ブレード２０４内部に配置された１つ又は複数のモノポールアンテナ６０２Ａ－６０２Ｄを含む。この実施例では、ブレードはＲＦエネルギーを透過させる。いくつかの実施例では、第１のアンテナアレイ２０８及び更なるアンテナアレイ２１０は第１の周波数帯で動作し、１つ又は複数のモノポールアンテナ６０２は第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で動作する。例えば、第１のアンテナアレイ２０８及び更なるアンテナアレイ２１０は、１２－８６ＧＨｚのＫｕ及び５Ｇミリ波帯で動作することができ、１つ又は複数のモノポールアンテナは、６ＧＨｚより低い第２の周波数帯で動作する。

【0030】

図７は、ＲＦ信号を送信するための使用事例を示す略図である。一使用事例において、第１のアンテナアレイ２０８及び更なるアンテナアレイ２１０は、ビークルが地上に又は地上付近にある間に、ビークル１０４の上方に位置する衛星送受信器１００Ｓ又は他のエンティティ（例えば、航空機）と情報を送受信するために使用される。ビークル１０４の真上に位置する衛星送受信器１００Ｓとは、第１のアンテナアレイ２０８を用いて通信することができ、より水平線の近くに位置する衛星１００Ｓとは、１つ又は複数の更なるアンテナアレイ２１０により通信することができる。

【0031】

図８は、この第１の使用事例においてアンテナアセンブリからＲＦ信号を送信するための例示的方法を示す略図である。ブロック８０２において、ＲＦ信号がＩＡＡ １０６に提供される。ブロック８０４では、第１のアンテナアレイ２０８又は更なるアンテナアレイ２１０のうちの１つ又は複数は、例えば、いずれの視野の内部に衛星送受信器１０２Ｓがあるかに応じて、ＲＦ信号を送信するために選択される。いずれのアレイ２１０が使用されるかも、通信されている通信データの優先度又は種類に依存しうる。ブロック８０６において、信号は、選択された第１のアレイ又は１つ又は複数の更なるアンテナアレイ２１０を介して送信される。

【0032】

第２の使用事例では、第１のアンテナアレイ２０８は、衛星１００Ｓと第１のＲＦ信号を通信するために使用され、更なるアンテナアレイ２１０のうちの１つ又は複数は、地上送受信器１０２Ｔと第２のＲＦ信号を通信するために使用される。このような通信は、独立しており、且つ同時に発生し得る。

【0033】

図９は、第２の使用事例において、アンテナアセンブリから第１のＲＦ信号と第２のＲＦ信号とを送信するための例示的方法を示す略図である。ブロック９０２において、第１のＲＦ信号及び第２のＲＦ信号がＩＡＡ １０６に提供される。ブロック９０４では、第１のＲＦ信号が第１のアンテナアレイ２０８を介して同時に送信され、第２のＲＦ信号が更なるアンテナアレイ２１０のうちの少なくとも１つを介して送信される。一実施例において、第１のＲＦ信号は第１のアンテナアレイ２０８を介して衛星に送信され、第２のＲＦ信号は更なるアンテナアレイを介して地上送受信器１０２Ｔに送信される。さらなる実施例は、ブレード部に１つのアンテナを含み、このようなアンテナは、例えば地上送受信器１０２Ｔ又は地上送受信器１０２Ｔに、第３のＲＦ信号を通信するために使用することができる。

【0034】

図１０は、別の使用事例を示す略図である。この使用事例では、上側ＩＡＡ １０６Ｕ及び下側ＩＡＡ １０６Ｌを含む２つのＩＡＡ １０６が使用されている。上側ＩＡＡ １０６Ｕは、衛星１００Ｓといった第１のエンティティと通信するために使用される。名目上、第１のアンテナアレイ２０８が使用されるが、特に衛星送受信器１０２Ｓが水平線に近い場合に、更なるアンテナアレイ２１０も使用することができる。同様に、下側ＩＡＡ １０６Ｌは、地上送受信器１０２Ｔといった第２のエンティティと通信するために使用される。この場合も、第１のアンテナアレイ２０８が一般に使用されるが、特に地上送受信器１０２Ｔが水平線に近い場合に、更なるアンテナアレイ２１０も使用することができる。

【0035】

ハードウエア環境
図１１は、コントロール／ＲＦモジュール２６２を含む、上記開示の処理要素を実装するために使用することのできる例示的なコンピュータシステム１１００を示している。コンピュータ１１０２は、プロセッサ１１０４及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１０６などのメモリを含む。コンピュータ１１０２は、グラフィカルユーザインターフェース１１１８Ｂ上でユーザにウインドウなどの画像を提示するディスプレイ１１２２に動作可能に連結される。コンピュータ１１０２は、キーボード１１１４、マウスデバイス１１１６、プリンタ１１２８などといったの他のデバイスに連結することができる。言うまでもなく、当業者であれば、上記構成要素のあらゆる組み合わせ、又は任意の数の異なる構成要素、周辺機器、及び他のデバイスがコンピュータ１１０２に使用可能であることを認識するであろう。

【0036】

一般的に、コンピュータ１１０２は、メモリ１１０６に記憶されたオペレーティングシステム１１０８の制御下で動作し、ユーザと相互作用して、入力及びコマンドを受け取り、結果をグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）モジュール１１１８Ａを通して提示する。ＧＵＩモジュール１１１８Ｂは別個のモジュールとして図示されているが、ＧＵＩ機能を実施する命令は、オペレーティングシステム１１０８、コンピュータプログラム１１１０に常駐若しくは分散させることができるか、又は専用メモリ及びプロセッサを用いて実装することができる。コンピュータ１１０２は、ＣＯＢＯＬ、Ｃ＋＋、ＦＯＲＴＲＡＮなどのプログラム言語、又は他の言語に記述されるアプリケーションプログラム１１１０がプロセッサ１１０４可読コードに翻訳されることを可能にするコンパイラ１１１２も実装することができる。完了後、アプリケーション１１１０は、コンパイラ１１１２を使用して生成された関係性及びロジックを使用して、コンピュータ１１０２のメモリ１１０６に記憶されたデータにアクセスしてこれを操作する。コンピュータ１１０２は、随意で、モデム、衛星リンク、イーサネットカード、又は他のコンピュータとの通信のための他のデバイスといった外部通信デバイスも含む。

【0037】

いくつかの実施例では、オペレーティングシステム１１０８、コンピュータプログラム１１１０、及びコンパイラ１１１２を実装する命令は、ｚｉｐドライブ、フロッピーディスクドライブ１１２４、ハードドライブ、ＣＤ－ＲＯＭドライブ、テープドライブなどといった１つ又は複数の固定又は取り外し可能のデータ記憶デバイスを含みうるコンピュータ可読媒体、例えばデータ記憶デバイス１１２０に明確に具現化される。更に、オペレーティングシステム１１０８及びコンピュータプログラム１１１０は、コンピュータ１１０２によって読み込まれて実行されると、コンピュータ１１０２に、ここに記載される動作を実施させる命令から構成される。コンピュータプログラム１１１０及び／又は動作命令は、メモリ１１０６及び／又はデータ通信デバイス１１３０に明確に具現化することもでき、それによりコンピュータプログラム製品又は製造品を作製する。そのため、ここで使用される用語「製造品」、「プログラム記憶デバイス」及び「コンピュータプログラム製品」は、任意のコンピュータ可読デバイス又は媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することが意図される。

【0038】

当業者であれば、本開示の範囲を逸脱せずに、この構成に多数の修正を加えることが可能であることを認識するであろう。例えば、当業者であれば、上記の構成要素の任意の組み合わせ、又は任意の数の異なる構成要素、周辺機器、及びその他デバイスが使用可能であることを認識するであろう。更に、本開示には、以下を含む実施例が含まれる。

【0039】

ビークルの外表面に連結されるように適合された基部、基部に連結された第１の端部と、第２の端部とを有するブレード部、ブレード部の第１の端部から遠位にあるブレード部の第２の端部に連結された頂部を含み、頂部が、基部の反対側に向く第１の表面であって、複数の第１のアンテナ要素を含む第１のアンテナアレイを有する第１の表面、基部に向く第２の表面、及び第１の表面と第２の表面の間に配置された、頂部の周囲の外周面であって、複数の更なるアンテナ要素を有する１つ又は複数の更なるアンテナアレイを含む外周面を含む、アンテナアセンブリ。

【0040】

実装態様は、以下の特徴のうちの一又は複数を含み得る：
第１のアンテナアレイが天頂の方向に向く第１の視野を有し、１つ又は複数の更なるアンテナアレイが、第１の視野を増大させて、第１の視野より大きな視野を有する結合された視野を提供する、前述のアンテナアセンブリ。

【0041】

外周面の一部が第１の表面と角度θを形成する、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0042】

θ＞４５度である、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0043】

１つ又は複数の更なるアレイが、まとまって３６０度の方位角視野を提供する、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0044】

外周面が３つの側面を含み、３つの側面のうちの少なくとも１つの側面が更なるアンテナアレイのうちの少なくとも１つを有する、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0045】

外周面が４つの側面を含み、４つの側面のうちの少なくとも１つが更なるアンテナアレイのうちの少なくとも１つを有する、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0046】

外周面が実質的に円形であり、その上に配置された１つ又は複数の更なるアンテナアレイを有する、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0047】

外周面が実質的に楕円形であり、その上に配置された１つ又は複数の更なるアンテナアレイを有する、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0048】

ブレード部がブレードアンテナを含む、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0049】

ブレード部の内部に配置された１つ又は複数のモノポールアンテナを更に含む、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0050】

第１のアンテナアレイ及び１つ又は複数の更なるアンテナアレイが第１の周波数帯で動作し、１つ又は複数のモノポールアンテナが第２の周波数帯で動作する、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0051】

第１の周波数帯が、１０から８６ＧＨｚ、又はＫｕ、Ｋ、Ｋａ及びＶ－バンドであり、第２の周波数帯が６ＧＨｚ未満である、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0052】

ブレード部が、ビークルの速度ベクトルと実質的に同一直線上にある軸を中心とした細長い断面を有する、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0053】

頂部が、天頂に実質的に直角な面内に配置されている、前述のアンテナアセンブリのいずれか。

【0054】

いくつかの実施例は、アンテナアセンブリからＲＦ信号を送信する方法で実証され、この方法は、第１のＲＦ信号をアンテナアセンブリに提供することを含み、このアンテナアセンブリは、ブレード部、ブレード部の第１の端部に配置され、ビークルの外表面に連結されるように適合された基部；及びブレード部の第１の端部から遠位にあるブレード部の第２の端部に配置された頂部を含み、頂部が、基部の反対側に向く第１の表面であって、複数の第１のアンテナ要素を含む第１のアンテナアレイを有する第１の表面、基部に向く第２の表面；及び第１の表面と第２の表面の間に配置された、頂部の周囲の外周面であって、複数の更なるアンテナ要素を有する１つ又は複数の更なるアンテナアレイを含む外周面を含む。この送信する方法は、第１のアンテナアレイ又は更なるアンテナアレイのうちの少なくとも１つを選択することも含む。

【0055】

上記方法は、選択された第１のアンテナアレイ又は更なるアンテナアレイのうちの少なくとも１つを介してＲＦ信号を送信することも含み得る。

【0056】

ＲＦ信号が第１のＲＦ信号であり、前記方法が、第２のＲＦ信号をアンテナアセンブリに提供すること、及び複数の第１のアンテナ要素を介した第１のＲＦ信号と、少なくとも一組の複数の更なるアンテナ要素を介した第２のＲＦ信号とを同時に送信することを更に含む、前述の方法のいずれか。

【0057】

アンテナアセンブリが、ブレード部の内部に配置された１つ又は複数のモノポールアンテナを更に含み、前記方法が、１つ又は複数のモノポールアンテナを介して第３のＲＦ信号を送信することを更に含む、前述の方法のいずれか。

【0058】

第１のアンテナアレイ（２０８）及び１つ又は複数の更なるアンテナアレイ（２１０）が第１の周波数帯で動作し、１つ又は複数のモノポールアンテナが第２の周波数帯で動作する、前述の方法のいずれか。

【0059】

更なる実施例は、同じアンテナアセンブリを介して第１のＲＦ信号を送信し且つ第２のＲＦ信号を送信する方法で実証され、この方法は、第１のＲＦ信号及び第２のＲＦ信号をアンテナアセンブリに提供することを含み、このアンテナアセンブリは、ブレード部、ブレード部の第１の端部に配置され、ビークルの外表面に連結されるように適合された基部、及びブレード部の第１の端部から遠位にあるブレード部の第２の端部に配置された頂部を含み、頂部が、基部の反対側に向く第１の表面であって、複数の第１のアンテナ要素を含む第１のアンテナアレイを有する第１の表面、基部に向く第２の表面、第１の表面と第２の表面の間に配置された、頂部の周囲の外周面であって、複数の更なるアンテナ要素を有する１つ又は複数の更なるアンテナアレイを含む外周面を含む。

【0060】

実装態様は、以下の特徴のうちの一又は複数を含み得る：
複数の第１のアンテナ要素を介した第１のＲＦ信号と、複数の更なるアンテナ要素の少なくとも１つのサブセットを介した第２のＲＦ信号とを同時に送信することを含む、前述の方法。

【0061】

アンテナアセンブリが、ブレード部の内部に配置された１つ又は複数のモノポールアンテナを更に含み、前記方法が、１つ又は複数のモノポールアンテナを介して第３のＲＦ信号を送信することを更に含む、前述の方法のいずれか。

【0062】

第１のアンテナアレイ及び１つ又は複数の更なるアンテナアレイが第１の周波数帯で動作し、１つ又は複数のモノポールアンテナが第２の周波数帯で動作する、上述の方法のいずれか。

【0063】

第１の周波数帯が、１０から８６ＧＨｚ、又はＫｕ、Ｋ、Ｋａ、Ｖ－バンドであり、第２の周波数帯が６ＧＨｚ未満である、上述の方法のいずれか。アンテナアセンブリは、マルチシステムマルチバンドアンテナ及びアンテナアレイアセンブリも含み得る。

【0064】

結論
ここで本開示の好適な実施例の記載を結論づける。好適な実施例の前述の記載は、例示及び説明を目的として提示された。前述の記載は、包括的であること又は本開示を開示された詳細な形態に限定することを意図していない。上記の教示を踏まえて、多くの修正例及び変形例が可能である。権利の範囲が、この詳細な説明ではなく、特許請求の範囲によって限定されることが意図されている。

【0065】

用語「含む」、「有する」、及びそれらの変形がここで使用される限りにおいて、これら用語は、用語「備える」と同様に、いずれの追加的要素又は他の要素も除外せずに、広い転換語として包括的であることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】