SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE MÚLTIPLES RECEPTORES CON ANTENA DE ABERTURAS DISTRIBUIDAS.
Un medio de transporte (300) de múltiples pasajeros que comprende un espacio cerrado y un sistema de comunicación inalámbrico que acomoda a múltiples usuarios en dicho espacio cerrado (300),
estando dicho sistema de comunicación inalámbrico caracterizado porque comprende: una antena (100) de aberturas distribuidas, que comprende un núcleo conductor, y una protección o pantalla (104) que rodea al núcleo conductor, en el que la protección (104) tiene una pluralidad de aberturas (106) que forman una pluralidad de trayectos de escape de energía, en el que los trayectos de escape de energía generan una pluralidad de campos eléctricos (120), en el que la antena (100) de aberturas distribuidas tiene la forma de una guía de ondas de placas paralelas y en el que el núcleo conductor comprende una primera tira (116) conductora, una segunda tira conductora (116) y un dieléctrico (118) entre la primera tira y la segunda tira (116); y una estación base (302) en comunicación con la antena (100) de aberturas distribuidas
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/003509.
Solicitante: HAMILTON SUNDSTRAND CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 4747 HARRISON AVENUE, P.O. BOX 7002 ROCKFORD, IL 61125-7002 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: HUGHES,DAN, PRISTAS,JAMES.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 6 de Febrero de 2004.
Fecha Concesión Europea: 18 de Agosto de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B64D11/00C
- H01Q1/00E
- H01Q13/20 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01Q ANTENAS, es decir, ANTENAS DE RADIO (elementos radiantes o antenas para el calentamiento por microondas H05B 6/72). › H01Q 13/00 Cuernos o bocas de guía de onda; Antenas de ranura; Antenas guía de onda con ondas de fuga; Estructuras equivalentes que producen una radiación a lo largo del trayecto de la onda guiada. › Antenas guía de ondas no resonante con ondas de fuga o antenas constituidas por una línea de transmisión; Estructuras equivalentes que producen una radiación a lo largo del trayecto de la onda guiada.
- H01Q13/20B
Clasificación PCT:
- B64D11/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA. › B64D EQUIPAMIENTO INTERIOR O ACOPLABLE A AERONAVES; TRAJES DE VUELO; PARACAIDAS; DISPOSICIONES O MONTAJE DE GRUPOS MOTORES O DE TRANSMISIONES DE PROPULSION EN AERONAVES. › Acomodo de tripulación o pasajeros; Instalaciones de cabina de vuelo no previstas en otro lugar.
- H04B5/00 H […] › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04B TRANSMISION. › Sistemas de transmisión de inducción directa, p. ej. del tipo de bucle inductivo.
Clasificación antigua:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
CAMPO TÉCNICO
El invento se refiere a un medio de transporte para múltiples pasajeros que tiene una red inalámbrica instalada en él.
ANTECEDENTES DEL INVENTO
Con el incremento en los métodos de comunicación inalámbrica así como en los viajes de negocios, se ha producido una demanda creciente de sistemas y servicios que puedan conectar viajeros a sus datos deseados, tales como el correo electrónico y las páginas web de Internet, mientras están a bordo de un avión, tren u otro medio de transporte para múltiples pasajeros. Por simplicidad, la siguiente descripción se focalizará en redes inalámbricas en un entorno de cabina de avión, pero el invento puede aplicarse a cualquier entorno en el que múltiples usuarios pueden acceder a la red al mismo tiempo en un entorno cerrado, incluyendo edificios, furgonetas, autobuses, y otros lugares similares. Además, aunque la descripción siguiente se focaliza en proporcionar enlaces inalámbricos para transportar datos para funciones de avión, tales como salud y prognosis, seguridad, entretenimientos en vuelo y funciones de control de cabina, el invento puede ser usado para transportar señales aplicables al entorno en el que el invento es utilizado.
Cualquier sistema de comunicación inalámbrica dentro de la cabina de un avión debería idealmente tener suficiente resistencia de campo eléctrico para proporcionar el acoplamiento entre una antena fuente y un receptor, independientemente de la situación del receptor en la cabina, al tiempo que impide la interacción con otros sistemas del avión y/o del aeropuerto. Aunque una sola antena fuente, bien con diseño de radiación direccional o bien omnidireccional puede ser usada para crear el campo requerido para el acoplamiento con la antena receptora, la resistencia de campo eléctrico de la antena debe ser lo bastante fuerte de modo que la propagación de ondas desde la antena fuente se acoplará aún con un receptor situado dentro de la cabina lejos de la antena fuente. Sin embargo, usar una sola antena fuente crea una distribución de campo desigual, tal como un campo concentrado cerca de la antena fuente y un campo debilitado lejos de la antena fuente. Aumentando la resistencia de campo en los bordes del campo de la antena fuente puede mejorar el acoplamiento del receptor en toda la cabina, pero esto crea más oportunidades de que se produzcan fugas de campo fuera de la cabina y aumenta la probabilidad de interferencia con los sistemas del avión y/o del aeropuerto próximos.
Además, los receptores que operan en áreas alejadas de la antena fuente pueden experimentar reducciones en el ancho de banda efectivo del sistema de comunicación debido a efectos de múltiples trayectos en los receptores causados por la generación del modo de propagación desigual. Adicionalmente, los trayectos de señal más largos, particularmente en un espacio cerrado que aloja múltiples usuarios, aumentan la probabilidad de que las señales reboten desde las paredes del espacio cerrado y se reflejen repetidamente dentro del espacio, creando una interferencia adicional. Aunque puede ser posible incorporar antenas adicionales en el avión para reducir los efectos de la distribución de campo desigual y la generación de modo, los campos creados por múltiples antenas aún no son distribuidos de modo uniforme y crean aún concentraciones indeseables del campo eléctrico cerca de la antena. Múltiples antenas pueden también ser costosas y complejas de instalar, haciéndolas demasiado poco prácticas para un uso de amplio espectro.
Hay un deseo de una estructura de antena que genere un campo eléctrico uniformemente distribuido.
Hay también un deseo para un sistema y un método de comunicación inalámbrica que puedan acoplar una antena fuente con uno o más receptores al tiempo que se minimizan los efectos de múltiples trayectos de modos de propagación inducida en el sistema, independientemente de la situación de los receptores con respecto a la antena fuente.
El documento EP-A-277014 describe un transporte de múltiples pasajeros que tiene una comunicación inalámbrica que tiene una antena que comprende un cable coaxial agujereado. La periferia del cable está dentada helicoidalmente de modo que deje escapar una gran cantidad de señal. El documento US-A-4325039 describe un cable coaxial agujereado en el que hay previstas aberturas en un conductor exterior. El documento GB-A-2235336 describe una antena de cable agujereado en el que un cable alimentador agujereado está dispuesto dentro de un alojamiento que proporciona una protección de RF discontinua.
SUMARIO DEL INVENTO
El invento está dirigido a un transporte de múltiples pasajeros que tiene una estructura de antena según el invento que tiene aberturas distribuidas. De acuerdo con el invento, se ha proporcionado un sistema de comunicación inalámbrica para múltiples pasajeros según la reivindicación 1.
En una realización, la guía de ondas de placas paralelas tiene aberturas distribuidas a lo largo de la longitud de la protección que cubre la guía de ondas.
Las aberturas permiten que la energía irradiada escape de la antena de guía de ondas y forme campos eléctricos localizados de baja potencia, que pueden acoplar receptores a la antena.
Generar múltiples campos eléctricos localizados en vez de un solo campo eléctrico de alta potencia, reduce la distancia entre la antena y el receptor, reduciendo por ello los modos de propagación y los efectos de múltiples trayectos que normalmente ocurren sobre distancias más largas.
Los múltiples campos eléctricos aseguran también que la resistencia de campo es distribuida uniformemente en todo el sistema de comunicación.
Además, debido a que la antena de aberturas distribuidas del invento genera una pluralidad de campos eléctricos de baja potencia en vez de un único campo eléctrico de alta potencia, los requerimientos de potencia total para la antena son reducidos, reduciendo la probabilidad de que el campo eléctrico se escape más allá de los límites deseados de los campos eléctricos e interfiera con otros sistemas de comunicación.
Como resultado, la antena de aberturas distribuidas del invento mejora la capacidad de transmisión de datos inalámbrica dentro de una cabina de avión, una sala, un vehículo o cualquier otro espacio en el que múltiples usuarios pueden acceder al sistema de comunicación en un espacio cerrado.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La fig. 1 es un diagrama representativo de una antena de aberturas distribuidas para usar de acuerdo con una realización del invento. La fig. 2 es un diagrama representativo de una antena de aberturas distribuidas para usar de acuerdo con una realización del invento. La fig. 3 es un diagrama representativo de un avión que incorpora la antena de aberturas distribuidas del invento. La fig. 4 es un diagrama representativo de una distribución de campo eléctrico en el avión de la fig. 3. La fig. 5 es un diagrama representativo de un sistema que incorpora la antena de aberturas distribuidas del invento.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES
Las figs. 1 y 2 ilustran una estructura de antena 100 de aberturas distribuidas para usar en realizaciones del invento.
En la realización mostrada en la fig. 2, la antena 100 tiene la forma de una guía de ondas de placas paralelas que tiene dos tiras de material conductor 116 separadas por una capa 118 dieléctrica de esponja. La estructura de la guía de ondas de placas paralelas está cubierta por una protección aislante 104 que tiene una pluralidad de aberturas 106 que permiten que la energía escape de la guía de ondas.
Las aberturas 106 están espaciadas de modo que el escape o fuga de energía desde el conductor 116 forma un grupo distribuido de puntos de radiación de baja potencia a lo largo de la antena 100, proporcionando diseños de radiación uniforme y localización del campo. Más particularmente pequeñas cantidades de radiación escapan a través de las aberturas 106 para formar campos localizados 120, permitiendo un acoplamiento preciso a cualquier receptor 122 en un campo dado 120. En vez de basarse en un solo campo para acoplar los receptores 122 a la antena 100, la antena 100 se acopla con un receptor dado 122 con el campo localizado 120 más próximo al receptor
122. Esto asegura que el campo 120 que se acopla al receptor 122 no necesita propagarse en una larga distancia antes de alcanzar al receptor 122, reduciendo cualesquiera efectos de múltiples trayectos de propagación...
Reivindicaciones:
1. Un medio de transporte (300) de múltiples pasajeros que comprende un espacio cerrado y un sistema de comunicación inalámbrico que acomoda a múltiples usuarios en dicho espacio cerrado (300), estando dicho sistema de comunicación inalámbrico caracterizado porque comprende: una antena (100) de aberturas distribuidas, que comprende un núcleo conductor, y una protección o pantalla (104) que rodea al núcleo conductor, en el que la protección (104) tiene una pluralidad de aberturas
(106) que forman una pluralidad de trayectos de escape de energía, en el que los trayectos de escape de energía generan una pluralidad de campos eléctricos (120), en el que la antena (100) de aberturas distribuidas tiene la forma de una guía de ondas de placas paralelas y en el que el núcleo conductor comprende una primera tira (116) conductora, una segunda tira conductora (116) y un dieléctrico (118) entre la primera tira y la segunda tira (116); y una estación base (302) en comunicación con la antena (100) de aberturas distribuidas.
2. El transporte de múltiples pasajeros de la reivindicación 1, en el que dicho transporte es un avión (300) que tiene un sistema de comunicación inalámbrica según la reivindicación 1, y que comprende: un compartimiento presurizado (306), estando dispuesta dicha antena (100) de aberturas distribuidas en el compartimiento presurizado (306).
3. El avión de la reivindicación 2, que comprende además al menos un receptor
(122) que enlaza con la antena (100) de aberturas distribuidas mediante al menos uno de dicha pluralidad de campos eléctricos (120).
4. El avión de la reivindicación 3, en el que al menos dicho receptor (122) comprende una pluralidad de receptores (122) estando cada receptor (122) asociado con una función del avión.
5. El avión de cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 o 4, que comprende además un compartimiento no presurizado (308), en el que la antena (100) distribuida está dispuesta tanto en el compartimiento no presurizado (308) como en el compartimiento presurizado.
6. El avión de cualquiera de las reivindicaciones 2, a 5, que comprende además
una pluralidad de cables de señal (310) dispuesto al lado en sentido longitudinal de la
antena (100) de aberturas distribuidas.
7. El avión de la reivindicación 6, en el que la pluralidad de cables de señal (310) transporta datos correspondientes a funciones críticas de vuelo y la antena (100) de aberturas distribuidas transporta datos correspondientes a funciones críticas que no son de vuelo.
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