用于移動平臺的多天線系統和方法
【專利說明】用于移動平臺的多天線系統和方法
[0001]相關申請交叉引用
[0002]本申請要求于2013年2月11日申請的美國臨時申請號61/763，350和于2013年11月8日申請的美國臨時申請號61/901，848的優先權，他們通過引用被并入本文。
技術領域
[0003]本申請一般涉及使用適合用在不同區域的不同天線提供與衛星網絡的多區域通信的系統和方法，更具體地涉及安裝在移動平臺上具有適合用在第一區域的第一天線和適合用在第二區域的第二天線的通信器，所述天線被控制以在移動平臺從第一區域移動到第二區域時優化訪問衛星網絡。
【背景技術】
[0004]自飛機動力飛行開始，飛機上的人能夠與地面上的人員通信一直是至關重要的。隨著技術進步，這種通信包括數字數據以及模擬聲音信號。另外的改進帶來這樣一種技術，該技術允許航空器與衛星通信以便與地面站中繼信息，使得航空器能夠繼續在陸地和海洋上在全世界的任何地方通信。最近，航空器上的乘客已經可以訪問這些衛星系統，特別是使用衛星系統來訪問互聯網。航空器可以借助適合與衛星系統通信的天線或天線陣列訪問衛星系統。然而，地球上不同位置可能要求有不同類型的天線來優化通信，這樣，如果安裝收發器的移動平臺在全球移動的話，只具有單一類型天線的衛星收發器不可能提供充分的服務。具體地，飛行橫貫大陸的航線的航空器在從兩極瑋度向赤道運動時可能與衛星系統通信的能力降低。
【發明內容】
[0005]因此，創建包括多種不同類型天線的系統是有利的，其中，不同的天線適合用在不同的地理區域以及不同的大氣條件。系統可以包括控制器或處理器以確定使用哪個天線與衛星網絡通信。
[0006]在一個實施例中，用于與衛星集群通信的安裝于移動平臺的移動通信器包括:第一天線，所述第一天線優化為在第一地理區域中使用頻帶操作；第二天線，所述第二天線適于在第二地理區域中使用或者所述第一頻帶或者第二頻帶操作；控制器或處理器，所述控制器或處理器被配置成基于一個或多個地理指示器或信號指示器，確定激活哪個天線；以及一個或多個外殼或天線罩，所述外殼或天線罩用于所述安裝于平臺的移動通信器。
[0007]在另一實施例中，使用移動平臺與衛星集群通信的方法包括:使用第一天線在第一頻帶上與所述衛星集群通信，其中，所述第一天線優化為在第一地理位置操作；通過處理器基于地理指示器或信號指示器之一，確定終止通過所述第一天線通信，開始通過第二天線通信，其中，所述第二天線優化為在第二地理位置操作；以及使用所述第二天線或者在所述第一頻帶上或者在第二頻帶上與所述衛星集群通信。
[0008]在另一實施例中，與安裝到移動平臺的移動通信器通信的方法包括:使用所述移動通信器的第一天線建立與第一衛星的通信；通過所述第一天線向所述第一衛星傳送數據包；接收一個或多個地理指示器或信號指示器；基于所述一個或多個地理指示器或信號指示器，通過處理器確定終止通過所述第一天線通信，開始通過所述移動通信器的第二天線通信；終止通過所述第一天線通信；配置所述第二天線，以建立與所述第一衛星或第二衛星之一的通信；以及通過所述第二天線向所述第一衛星或所述第二衛星之一傳送數據包。
[0009]在另一實施例中，衛星通信系統包括:用于在頻帶上通信的第一衛星；移動平臺，其中，所述移動平臺能夠從第一區域移動到第二區域；以及安裝到移動平臺的移動通信器，所述移動通信器包括用于在第一頻帶或第二頻帶上通信的第一天線陣列；用于在第一頻帶或第二頻帶上通信的第二天線陣列以及通信器的控制器，所述控制器被配置成確定使用第一天線陣列還是第二天線陣列，選擇性使能或禁止第一天線陣列，并選擇性使能和禁止第二天線陣列；以及用于所述移動通信器的外殼。
【附圖說明】
[0010]下面描述的圖描繪本文中公開的系統和方法的各個方面。應當理解，每幅圖描繪公開的系統和方法的特定方面的實施例，每幅圖旨在與其可能的實施例一致。而且，在任何可能的情況下，以下描述指下面的圖中包括的附圖標記，其中，多幅圖中描述的特征用一致的附圖標記標示。
[0011]圖1圖解說明衛星集群和移動平臺的框圖，該移動平臺具有安裝于移動平臺的移動通信器，示例性多區域衛星通信方法可以根據描述的實施例操作于其上；
[0012]圖2圖解說明安裝于移動平臺的移動通信器的控制器的框圖；
[0013]圖3圖解說明根據描述的實施例操作的示例性多區域衛星通信方法；
[0014]圖4圖解說明根據描述的實施例操作的示例性天線陣列選擇方法。
【具體實施方式】
[0015]盡管以下文本陳述了許多不同實施例的詳細描述，但應理解本發明的法律范圍由此申請最后列出的權利要求的語言來限定。詳細描述解讀為只是示例性的，不描述每個可能的實施例，因為如果可能的話，描述每個可能的實施例是不實際的。可以使用當前技術或此申請的申請日之后開發的技術實現落入權利要求的范圍內的許多替代性實施例。
[0016]還要理解，除非在此申請中使用句式“如本文中使用的，詞語“―”在本文中定義為表示……”或相似的句式明確限定一個詞語，否則不旨在明確地或通過暗示超出其普通含義之外限定該詞語的含義，這些詞語不應當解讀為根據此申請的任何部分中的陳述對范圍進行限制(除權利要求的語言之外)。在此申請的最后，在權利要求中引用的任何詞語在此申請中以與單數含義一致的方式引用，這只是出于簡潔目的，以便不使讀者混淆，也不想要使權利要求的這種詞語隱含地或者另外局限于單數含義。最后，除非通過引用詞語“意味著”和不引用任何結構的功能限定權利要求的元素，否則，不想要使任何權利要求的元素的范圍基于使用35U.S.C.§ 112，第六段而被解釋。
[0017]圖1圖解說明使用多天線陣列提供衛星集群和移動平臺之間的通信的系統100的實施例。系統100可以在第一區域102和第二區域104之一或其兩者中使用。第一區域102和第二區域104可以是具有不同環境的許多區域中的任何一個區域，用于向一個或多個衛星發射信號和從其接收信號。如下文討論的，由于向一個或多個衛星發射信號和從其接收信號的不同環境，系統100的天線之一可能比系統100的另一天線更加適合。第一區域102和第二區域104可以按地理定義。例如，第一區域102可能是相比赤道更靠近北極或南極的區域，第二區域104可能是相比任何一極更靠近赤道的區域。在另一示例中，第一區域102可以定義為與最接近衛星的視線角比第二區域104中與最接近衛星的視線角相對更高的這樣一個區域。第一區域102和第二區域104還可以由大氣條件定義。例如，第一區域102可以定義為環境空氣中的水分含量比第二區域104中環境空氣的水分含量相對更高的區域。在另一示例中，第一區域102可以定義為對系統100使用的頻帶比在第二區域102中有更多干擾的區域。第一區域102和第二區域104可以由邊界103分開。邊界103可以是固定的地理邊界(例如北回歸線、南回歸線等)，或者可以是第一區域102和第二區域104之間的移動邊界。
[0018]系統100可以包括衛星集群，衛星集群包括第一衛星106和第二衛星108。如果區域102和104是按地理定義的，則衛星106和108可以在相應的第一區域102和第二區域104上的地球靜止軌道中。然而，要理解衛星106和108可以以任何大小的高度和速度環繞地球運行，并且可能不在地球靜止軌道上。衛星106和108可以是將信息在移動平臺110 (通過如下文討論的連接114和116)和網絡112 (分別通過連接118和120)之間中繼的通信衛星。網絡112可以是專有網絡、公共互聯網、虛擬專用網絡或一些其它類型的網絡，諸如專用接入線、普通電話線路、衛星鏈接、這些的組合等等。在網絡112包括互聯網時，數據通信可以經由互聯網通信協議通過網絡130進行。移動平臺110可以是能夠從第一區域102行進到第二區域104的任何車輛或移動裝置。盡管圖1繪出的移動平臺110是飛機，但要理解移動平臺110可以是輪船、小船、游艇、潛艇、汽車、卡車、摩托車、直升機、無人駕駛飛機或能夠在空氣、陸地或海洋移動的其它裝置。盡管在圖1中示出單個移動平臺110，但要理解衛星集群可以用來與數十、上百、上千的移動平臺110通信。類似地，盡管圖1中繪出只有兩個衛星106和108，但要認識到衛星集群可以包括覆蓋地球的全部或一部分的數十、上百或任何數目的衛星。而且，網絡112可以由數十、上百或任何數目的子網絡組成，這些子網絡可以以已知方式彼此通信或者可以不相互通信。
[0019]系統100可以包括安裝于移動平臺的移動通信器130，移動通信器130包括第一天線陣列132、第二天線陣列134、安裝于移動平臺的移動通信器的控制器136和天線罩外殼138。第一天線陣列132可以優化為在第一區域102中的條件下與衛星通信。例如，如果第一區域102相比赤道更靠近北極或南極，則第一天線陣列132可能更適合靠近極地操作。例如，第一天線陣列132可以是AeroSat HR6400天線系統、KuStream2000天線系統或Auro LE天線，其說明書通過引用被全部并入本文。第一天線