(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の平板フェーズドアレイアンテナが胴体又は翼の一部に固定的に据え付けられた航空機を提供する。【解決手段】航空機は、胴体、胴体に連結された翼、及び送受信機を含む。航空機は更に、送受信機に連結され、胴体又は翼の少なくとも一部に固定的に据え付けられた、複数の平面フェーズドアレイアンテナを含む。複数の平面フェーズドアレイアンテナは、第１の法線ベクトルを有する第１の平面フェーズドアレイアンテナ及び第２の法線ベクトルを有する第２の平面フェーズドアレイアンテナを含む。第１の法線ベクトルは第２の法線ベクトルに対して平行ではない。【選択図】図２
2018127201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体（２３０）と、
前記胴体に連結された翼（２３２、２３４）と、
送受信機（１０４）と、
前記送受信機に連結され、前記胴体又は前記翼の少なくとも１つに固定的に据え付けられた複数の平面フェーズドアレイアンテナ（１０６、１３２、１３４、２１０〜２１８、２６２）であって、第１の法線ベクトル（２２０〜２２８、２６４）を有する第１の平面フェーズドアレイアンテナ（１３２、２１０〜２１８）及び第２の法線ベクトル（２２２〜２２８、２６４）を有する第２の平面フェーズドアレイアンテナ（１３４、２１０〜２１８）を含み、前記第１の法線ベクトルは前記第２の法線ベクトルに対して平行ではない、複数の平面フェーズドアレイアンテナ（１０６、１３２、１３４、２１０〜２１８、２６２）と
を備える航空機。
【請求項２】
前記複数の平面フェーズドアレイアンテナは、胴体下方部分（１２４、２４８）及び翼下方部分（２５０）のうちの少なくとも１つに固定的に据え付けられており、２つ以上の複数の平面フェーズドアレイアンテナは互いに非平行な法線ベクトルを有し、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナは前記第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２のアスペクト比（２７４）とは異なる第１のアスペクト比（２７２）を有する、請求項１に記載の航空機。
【請求項３】
前記複数の平面フェーズドアレイアンテナは更に、
前記胴体の第１の部分（２４０）に固定的に据え付けられた第３の平面フェーズドアレイアンテナ（２１４）と、
前記胴体の第２の部分（２４２）に固定的に据え付けられた第４の平面フェーズドアレイアンテナ（２１６）と、
前記航空機の前記胴体の第３の部分（２４４）に固定的に据え付けられた第５の平面フェーズドアレイアンテナ（２１８）とを含み、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナは前記翼の右舷側翼（２３２）に固定的に据え付けられ、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナは前記翼の左舷側翼（２３４）に固定的に据え付けられている、請求項１又は２に記載の航空機。
【請求項４】
前記胴体、前記翼、前記送受信機、及び前記複数の平面フェーズドアレイアンテナは無人航空機を構成し、前記第１の法線ベクトルは前記無人航空機に対して右舷側方向（２５２）に配向され、前記第２の法線ベクトルは前記無人航空機に対して左舷側方向（２５４）に配向される、請求項１から３のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項５】
前記第１の平面フェーズドアレイアンテナは、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２の最大走査角（２５８）とは異なる第１の最大走査角（２５６）を有し、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナに関連付けられた第１の潜在的地上カバレージエリア（６１２）は、前記第２のフェーズドアレイアンテナに関連付けられた第２の潜在的地上カバレージエリア（６１４）と部分的に重なる、請求項１から４のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項６】
前記第１の平面フェーズドアレイアンテナは複数の第１のビーム（４１２）を生成するように構成され、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナは複数の第２のビーム（４１４）を生成するように構成され、前記複数の第１のビームは前記複数の第２のビームと重ならない、請求項５に記載の航空機。
【請求項７】
高度、姿勢、位置、或いはこれらの組み合わせを示すセンサデータ（１２１４）を生成するように構成された複数のセンサ（１１４）と、
前記送受信機に連結され、前記高度、前記姿勢、及び前記位置に対するサービスカバレージエリアの配置に基づいて、ビーム形成ウェイト（１２５２）を決定し、調整するように構成された通信コントローラ（１０８）と
を更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項８】
前記通信コントローラは更に、前記複数の平面フェーズドアレイアンテナのうちの特定の平面フェーズドアレイアンテナが、第１の周波数（５３２）を有する第１のビームセット（５２２）及び第２の周波数を有する第２のビームセット（５２４）を生成するように構成されており、前記第１のビームセットの各ビームは通信リンク（３３２〜３３８）に対応する信号の送受信をサポートし、前記第１のビームセットは、前記第１の周波数の周波数再利用を可能にするため、前記第２のビームセットの中に散在する、請求項７に記載の航空機。
【請求項９】
フェーズドアレイアンテナシステムを介して通信するための方法（７００）であって、前記方法は、
航空機（１２０２）に固定的に据え付けられた第１の平面フェーズドアレイアンテナ（１３２）を介して、通信リンク（３３６）に対応する第１の信号を受信すること（７０２）と、
前記航空機に固定的に据え付けられた第２の平面フェーズドアレイアンテナ（１３４）を介して、前記通信リンクに対応する第２の信号を送信すること（７０４）とを含み、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナの第１の法線ベクトル（２２０）は、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２の法線ベクトル（２２２）に対して平行ではない、方法（７００）。
【請求項１０】
前記航空機の高度、前記航空機の姿勢、サービスカバレージエリアの第１の部分、飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナ（２１０）の第１の素子セットによって第１のビーム（４１２）を生成すること（８０２）であって、前記第１の信号は前記第１のビームを介して受信される、生成すること（８０２）と、
前記高度、前記姿勢、前記サービスカバレージエリアの第２の部分、前記飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナ（２１２）の第２の素子セットによって第２のビーム（４１４）を生成すること（８０４）であって、前記第２の信号は前記第２のビームを介して送信される、生成すること（８０４）と
を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記高度、前記姿勢、前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分、前記飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記第１のビームの形状を調整すること（８０６）と、
前記高度、前記姿勢、前記サービスカバレージエリアの前記第２の部分、前記飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記第２のビームの形状を調整すること（８０８）と
を更に含み、
前記第１のビームは第１のビーム形成ウェイト（１２５２）に基づいて生成され、前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分への前記通信リンクに対応する信号の送受信をサポートし、
前記第１のビーム形成ウェイトは前記航空機の第１の高度、前記航空機の第１の姿勢、前記航空機に対する前記サービスカバレージの前記第１の部分の配置、或いはこれらの組み合わせに基づいて決定され、
前記第１のビームの形状を調整することは、
前記航空機の一又は複数のセンサ（１１４）から、前記航空機の第２の高度、前記航空機の第２の姿勢、或いはこれらの組み合わせを受信すること（９０２）と、
前記第２の高度、前記第２の姿勢、前記航空機に対する前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分の配置、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分に調整された第１のビームを提供するための第２のビーム形成ウェイト（１２５４）を決定すること（９０４）と、
前記第２のビーム形成ウェイトに基づいて調整された第１のビームであって、前記調整された第１のビームの第２の形状とは異なる第１の形状を有する第１のビームを生成すること（９０６）とを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記通信リンクのパケット境界において第１の素子セットから第２の素子セットへのビームハンドオフを実行すること（１０５２、１０５４）であって、前記第２の素子セットは、前記第１の素子セットが、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して通信リンクを提供した第１のビームの生成を停止する前に、前記サービスカバレージエリアの前記特定の部分に対して前記通信リンクを提供する第２のビームを生成する、ビームハンドオフを実行すること（１０５２、１０５４）と、
前記通信リンクのパケット境界において第１の素子セットから第２の素子セットへのビームハンドオフを実行すること（１０５２、１０５６）であって、前記第１の素子セットは、前記第２の素子セットが、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して通信リンクを提供する第２のビームを生成する前に、前記サービスカバレージエリアの前記特定の部分に対して前記通信リンクを提供した第１のビームの生成を停止する、ビームハンドオフを実行すること（１０５２、１０５６）と
のうちの少なくとも１つを更に含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
複数の外表面（１２２、１２４、２３０、２３２、２３４、１２４６、１２４８）と、
送受信機（１０４）と、
前記送受信機に連結され、前記複数の外表面の少なくとも１つに固定的に据え付けられた複数のフェーズドアレイアンテナ（１０６、１３２、１３４、２１０〜２１８、２６２）であって、第１の法線ベクトル（２２０）を有する第１のフェーズドアレイアンテナ（１３２）及び第２の法線ベクトル（２２２）を有する第２のフェーズドアレイアンテナ（１３４）を含み、前記第１の法線ベクトルは前記第２の法線ベクトルに対して平行でない、複数のフェーズドアレイアンテナ（１０６、１３２、１３４、２１０〜２１８、２６２）と
を備えるビークル。
【請求項１４】
前記ビークルはヘリコプタ、商用航空機、自家用飛行機、又は小型飛行船に相当し、前記第１のフェーズドアレイアンテナはコンフォーマルフェーズドアレイアンテナ（２６２）を備え、前記コンフォーマルフェーズドアレイアンテナは前記複数の外表面の特定の外表面（１２２、１２４）の一部の第２の形状に対応する第１の形状を有し、前記コンフォーマルフェーズドアレイアンテナは複数の法線ベクトル（２６４、２６６）を有する、請求項１３に記載のビークル。
【請求項１５】
前記送受信機と前記複数のフェーズドアレイアンテナに連結された通信コントローラ（１０８）を更に備え、前記通信コントローラは、
前記複数のフェーズドアレイアンテナの各フェーズドアレイアンテナに複数のビームを生成させ、
前記複数のビームの各ビームをサービスカバレージエリア（６０２）の対応する部分に位置合わせするため、前記複数のビームのビーム形成ウェイト（１２５２、１２５４）を調整するように構成される、請求項１３又は１４に記載のビークル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概してフェーズドアレイアンテナ及び高高度プラットフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
高高度プラットフォーム（ＨＡＰ）は成層圏（例えば、地表面から１３キロメートル（ｋｍ）から５０ｋｍまで）で動作する。ＨＡＰは無線通信で使用されうる。例えば、ＨＡＰはフェーズドアレイアンテナを含みうる。この実施例では、フェーズドアレイアンテナは最大走査角を有しうるが、最大走査角及びその近傍で動作するときには、干渉や歪みを引き起こしうる。ＨＡＰによってサポートされる無線通信のカバレージエリアは、ＨＡＰのアンテナの最大走査角及び距離（例えば、高度）に関連する。カバレージエリアを広げる従来の技術には、ジンバルなどの機械的なシステムにＨＡＰのフェーズドアレイアンテナを据え付ける方法がある。しかしながら、このような機械的なシステムは重く、かさばる。
【発明の概要】
【０００３】
特定の実装では、航空機は胴体、胴体に連結された翼、及び送受信機を含む。航空機は更に、送受信機に連結され、胴体又は翼の少なくとも一部に固定的に据え付けられた、複数の平面フェーズドアレイアンテナを含む。複数の平面フェーズドアレイアンテナは、第１の法線ベクトルを有する第１の平面フェーズドアレイアンテナ及び第２の法線ベクトルを有する第２の平面フェーズドアレイアンテナを含む。第１の法線ベクトルは第２の法線ベクトルに対して平行ではない。
【０００４】
幾つかの実装では、フェーズドアレイアンテナシステムを介して通信する方法は、航空機に固定的に据え付けられた第１の平面フェーズドアレイアンテナを介して、通信リンクに対応する第１の信号を受信することを含む。方法は更に、航空機に固定的に据え付けられた第２の平面フェーズドアレイアンテナを介して、通信リンクに対応する第２の信号を送信することを含み、第１の平面フェーズドアレイアンテナの第１の法線ベクトルは第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２の法線ベクトルに対して平行ではない。
【０００５】
別の特定の実装では、ビークルは複数の外表面と送受信機を含む。ビークルは更に、送受信機に連結され、複数の外表面のうちの少なくとも１つに固定的に据え付けられた複数のフェーズドアレイアンテナを含む。複数のフェーズドアレイアンテナは、第１の法線ベクトルを有する第１のフェーズドアレイアンテナ及び第２の法線ベクトルを有する平面フェーズドアレイアンテナを含む。第１の法線ベクトルは第２の法線ベクトルに対して平行ではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】複数のフェーズドアレイアンテナを介して通信するシステムの実施例を示すブロックダイアグラムである。
【図２】複数のフェーズドアレイアンテナを含むビークルの上面図、側面図、及び前面図を示すダイアグラムである。
【図３】無線通信システムの実施例を示すダイアグラムである。
【図４】複数のフェーズドアレイアンテナの特定の構成によって生成されるビームの地上カバレージパターンの実施例を示すダイアグラムである。
【図５】フェーズドアレイアンテナの周波数再利用の実施例を示すダイアグラムである。
【図６】複数のフェーズドアレイアンテナのビームカバレージ及びビーム形状の実施例を示すダイアグラムである。
【図７】複数のフェーズドアレイアンテナを介して通信する方法の実施例のフロー図である。
【図８】複数のフェーズドアレイアンテナを介して通信する方法の別の実施例のフロー図である。
【図９】複数のフェーズドアレイアンテナを介して通信する例示的な方法のフロー図である。
【図１０】複数のフェーズドアレイアンテナを介して通信する例示的な方法のフロー図である。
【図１１】複数のフェーズドアレイアンテナを介して通信するシステムの動作方法の実施例のフロー図である。
【図１２】複数のフェーズドアレイアンテナを介して通信するシステムを含むビークルの例示的な実装のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本書に開示した実装は、高高度プラットフォーム（ＨＡＰ）を介した無線通信を可能にする。特に、本書に記載の一又は複数のシステムは、ＨＡＰとして動作するビークルであって、送受信機、複数のフェーズドアレイアンテナ、及び通信コントローラを含むビークルを含む。特定の実装では、複数のフェーズドアレイアンテナは、ビークルに固定的に据え付けられた平面フェーズドアレイアンテナを含むか、これに相当しうる。複数のフェーズドアレイアンテナは、ダイナミックフェーズドアレイアンテナを含みうる。例えば、フェーズドアレイアンテナ（又は、そのビーム）は、機械的なシステムとは独立に照準を定めるか、調整されうる。例例えば、フェーズドアレイアンテナの各アレイ素子（例えば、放射素子又は素子セット）は独立に制御可能であってもよく、フェーズドアレイアンテナの面について対応するビームを形成し、配向しうる。例示的な実施例として、各アレイ素子は、対応するビームを形成し、配向するように使用されうる調整可能なフェーズシフタを有しうる。別の特定の例示的な実装では、複数のフェーズドアレイアンテナはコンフォーマルな（例えば、非平面の）フェーズドアレイアンテナであってもよい。すなわち、フェーズドアレイアンテナの第１の形状は、航空機の外表面の一部の第２の形状に実質的に対応しうる。
【０００８】
送受信機は、一又は複数の送信機及び一又は複数の受信機を含みうる。送受信機は、複数の異なる通信リンクに対応する信号を送受信するように構成されうる。送受信機は、複数のフェーズドアレイアンテナを介して特定の通信リンクに対応する第１の信号を受信し、特定の通信リンクに対応する第２の信号を送信するように構成されうる。第１の信号及び第２の信号は、複数のフェーズドアレイアンテナによって生成される複数のビームによって送受信されうる。
【０００９】
通信コントローラは、複数のフェーズドアレイアンテナ及び複数のフェーズドアレイアンテナによって生成されるビームを調整するように構成されうる。通信コントローラはビームフォーマを含み、ビームフォーマは複数のビームの生成に使用されるビーム形成ウェイトを決定しうる。例えば、ビームフォーマは、複数のビームの各ビームに対するビーム形成ウェイトを生成しうる。ビームフォーマは、ビークルの飛行経路に基づいて、各ビームのビーム形成ウェイトを更新又は調整するように構成されうる。例えば、特定のビームはサービスカバレージエリアの特定の部分に（一定の期間）関連付けされうる。ビームフォーマは、サービスカバレージエリアの特定の部分の（又は、その上の）特定のビームに照準を合わせるため、位置を合わせるため、或いは特定のビームを形成するため、特定のビームに対するビーム形成ウェイトを更新又は調整しうる。これにより、特定のビームは、サービスカバレージエリアの特定の部分に対応する信号を送受信することができる。したがって、システムは、ビークルに固定的に据え付けられたフェーズドアレイアンテナを電子的に調整することが可能で、ＨＡＰからの無線通信の送受信をサポートしうる。無線通信の送受信を提供することによって、無線通信システムのユーザーはデータ（例えば、音声データ、ビデオデータ、オーディオデータ、テキストデータなど）を交換しうる。
【００１０】
固定的に据え付けられたフェーズドアレイを利用することにより、ＨＡＰとして動作するビークルは、個々の機械的システムに独立した通信リンクに対応する信号を送受信しうる。機械的なシステム（例えば、ジンバル）なしでＨＡＰからの信号を送受信することにより、ビークルのサイズ及び重量は減少する。ビークルのサイズ及び重量が減少することにより、ビークルの製造及び運用のコストは低減しうる。加えて、フェーズドアレイアンテナを回転する機械的なシステムを含むビークルと比較して、ビークルは高い耐久性を有しうる。更に、ビークルの重量が減少するにつれて、ビークルはより高い高度で動作可能となり、サービスカバレージエリアが拡大する。
【００１１】
ビークルをＨＡＰとして動作させることにより、無線通信システム（例えば、携帯電話システム）は、衛星によって提供される通信リンクよりも少ない電力を使用する通信リンクを提供（または、サポート）しうる。加えて、ＨＡＰとして動作するビークルは、地上局などの地上機器よりも良い見通し線を提供しうる。また、地上機器よりも良いカバレージを提供、又はより大きな通信リンク領域をサービスしうる。しかも、ＨＡＰとして動作するビークルは、遠隔領域（例えば、地上基地局インフラのない領域）に、地上基地局インフラが商業的に実現できない地勢を有する領域に、及び／又は、気象などが原因でインフラが障害を受ける領域に、無線通信サービスを提供しうる。
【００１２】
図１は、ビークル１０２を含むシステム１００の実施例である。システム１００の特定の実装では、ビークル１０２は、例示的な非限定的な実施例として、航空機、飛行船（例えば、小型飛行船）、高高度バルーン、ヘリコプタ、商用航空機、自家用航空機、又は他のビークルを含むか、これらに相当しうる。ビークルは１０２は有人又は無人（例えば、ドローン又は無人航空機（ＵＡＶ））であってもよい。幾つかの実装では、ビークル１０２は胴体及び翼を含む航空機である。追加的に又は代替的に、ビークル１０２は複数の外表面を含みうる。ビークル１０２は、地球大気の成層圏など、高高度で動作するように構成されうる。幾つかの実装では、ビークル１０２は、海抜１７キロメートル（ｋｍ）から２２ｋｍまでの間など、成層圏の特定の部分で動作しうる。特定の実装では、ビークル１０２は水素動力車になりうる。例えば、ビークル１０２は、電気モーターに電力を供給する水素燃料電池、内燃機関で使用する液体水素、或いはその両方を含みうる水素動力航空機であってもよい。ビークル１０２は、無線通信に対応する信号を送受信するように構成されうる。例えば、ビークル１０２は、図３を参照して更に説明されているように、無線通信システムの一部になりうる。
【００１３】
図１に示した実施例では、ビークル１０２は、送受信機１０４、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６、及び通信コントローラ１０８を含む。ビークル１０２はまた、フィーダリンクアンテナ１１０、フライトコントローラ１１２、複数のセンサ１１４、及びメモリ１１６を含みうる。送受信機１０４は、一又は複数の送信機及び一又は複数の受信機を含みうる。特定の実施例では、送受信機は複数の送信機及び受信機を含み、各送信機及び受信機はフェーズドアレイアンテナ１０６の特定のフェーズドアレイアンテナに対応しうる。送受信機１０４は、多重入出力（ＭＩＭＯ）通信を可能にするように機能しうる。送受信機１０４は、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６を介した複数の通信リンクに対応する信号（例えば、通信信号）を送受信するように構成されうる。通信リンクは、ユーザーデバイス、エンドポイントデバイスなど、２つのデバイス間で送信される信号を含むか、これに相当しうる。通信リンクは、無線通信システムの一又は複数のコンポーネントを経由しうる。
【００１４】
幾つかの実装では、複数の通信リンクは同時にサポートされうる。例えば、第１の通信リンクに対応する信号の少なくとも一部は、第２の通信リンクに対応する信号が送信される間に受信されてもよい。別の実施例として、第１の通信リンクに対応する信号の少なくとも一部は、第２の通信リンクに対応する信号と同時に受信されてもよい。更に別の実施例として、第１の通信リンクに対応する信号の少なくとも一部は、第２の通信リンクに対応する信号と同時に送信されてもよい。
【００１５】
複数のフェーズドアレイアンテナ１０６は、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２及び第２のフェーズドアレイアンテナ１３４を含む。図１には２つのフェーズドアレイアンテナが描かれているが、幾つかの実装では、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６は２つ以上のフェーズドアレイアンテナを含む。複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の各フェーズドアレイアンテナは、放射を放出するように構成された複数の素子を含む。複数の素子は、例示的な非限定的な実施例として、ダイポール、開口導波管、スロット導波管、マイクロストリップアンテナ、へリックス、スパイラルなどを含むか、これらに相当しうる。複数の素子の特定の（例えば、一又は複数の）素子セットはビーム（例えば、放射パターン）を生成しうる。例えば、放射素子及び対応するフェーズシフタはビームを生成（例えば、形成及び配向）しうる。ビームによって、送受信機１０４は複数の通信リンクに対応する信号を送受信することができる。
【００１６】
複数のフェーズドアレイアンテナ１０６は、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２によって生成された複数の第１のビーム、及び第２のフェーズドアレイアンテナ１３４によって生成された複数の第２のビームを含む、複数のビームを生成しうる。幾つかの実装では、複数の第１のビームのビームサブセットは、複数の第１のビームの別のビームサブセットとは異なる周波数を有しうる。例えば、複数の第１のビームは、第１の周波数を有する第１のビームセット及び第２の周波数を有する第２のビームセットを含みうる。第１のフェーズドアレイアンテナ１３２は、図５を参照して更に説明されるように、明確に区別された複数の通信リンクをサポートする第１の周波数の周波数再利用を可能にするため、第１のビームセットが第２のビームセットの中に散在するように、複数の第１のビームを生成しうる。２つの周波数が再利用されるように説明されているが、他の実装では、２つ以上の周波数、例えば、３つの周波数、４つの周波数、７つの周波数、２０の周波数などが再利用されうる。加えて、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４は、複数の第２のビームのビームサブセットが、複数の第２のビームの別のビームサブセットとは異なる周波数を有するように、複数の第２のビームを生成しうる。例えば、複数の第２のビームは、第１の周波数を有する第３のビームセット及び第２の周波数を有する第４のビームセットを含みうる。幾つかの実装では、複数の第１のビームは、図５を参照して更に説明されるように、複数の第２のビームに関連する第２の周波数範囲と同じ第１の周波数範囲（例えば、周波数帯）に関連付けられうる。
【００１７】
複数のフェーズドアレイアンテナ１０６は、平面フェーズドアレイアンテナ、コンフォーマルフェーズドアレイアンテナ、或いはこれらの組み合わせを含むか、これらに相当しうる。平面フェーズドアレイアンテナでは、複数の素子は平面の第１の軸に沿って、また、平面の第２の軸に沿って（例えば、二次元アレイで）配置される。幾つかの実装では、第１の平面フェーズドアレイアンテナは、第２の平面フェーズドアレイアンテナとは異なる形状断面（例えば、円、楕円、正方形、長方形、三角形など）を有しうる。コンフォーマルフェーズドアレイアンテナでは、複数の素子は非平面の表面の上方に（例えば、三次元アレイで）分散（又は接するように配置）されてもよい。幾つかの実装では、コンフォーマルフェーズドアレイアンテナは、例示的な非限定的な実施例として、球状又は円筒状のアレイを含むか、これらに相当しうる。例えば、複数の素子は、球又は円筒の表面の一部の上方に分散されうる。
【００１８】
複数の素子は、一様に又は非一様に分散又は配置されうる。例えば、非一様な分散では、第１の軸に沿った素子間の第１の間隔は、第２の軸に沿った素子間の第２の間隔とは異なりうる。別の実施例として、非一様な分散では、特定の軸に沿った間隔は非一様になりうる。
【００１９】
幾つかの実装では、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の一又は複数はビークル１０２に固定的に据え付けられうる。例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２及び第２のフェーズドアレイアンテナ１３４は、ビークル１０２の外側に固定的に据え付けられうる。例えば、ビークル１０２が航空機である場合には、図２を参照して更に説明されるように、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２と第２のフェーズドアレイアンテナ１３４の各々は、胴体の一部に、航空機の翼の一部に、或いはその両方に据え付けられうる。本書で言及されているように、固定的に据え付けるとは、ビークル１０２の外表面に連結される（例えば、装着される）、構造体（例えば、ブラケット）に連結されるコンポーネント、或いは、ビークル１０２に連結される又はビークル１０２の外表面に埋め込まれるデバイスを意味しうる。特定の実装では、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２は、ビークル１０２に固定的に据え付けられてもよく、第１の法線ベクトルを有してもよく、また、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４はビークル１０２に固定的に据え付けられてもよく、第２の法線ベクトルを有してもよい。第１の法線ベクトルは、第２の法線ベクトルに対して平行でないことがありうる。非平行な法線ベクトルを有することによって、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２は、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４とは異なるサービスカバレージエリアの部分にサービスを提供しうる。
【００２０】
他の実装では、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の一又は複数は、ビークル１０２の外表面の形状に組み込まれうる。例えば、コンフォーマルフェーズドアレイアンテナは、航空機の外表面の一部の第２の形状に対応する第１の形状（例えば、非平面形状）を有しうる。例えば、コンフォーマルフェーズドアレイアンテナの素子は、翼型又は胴体など、航空機の外表面の上方に分散されてもよく、外表面に接するように分散されてもよく、或いは外表面に埋めこまれてもよい。外表面は非平面の表面（例えば、三次元平面）になりうる。コンフォーマルフェーズドアレイアンテナを有することによって、ビークル１０２は、平面フェーズドアレイを有するビークルよりも多くの揚力を生成し、抗力の発生を減らし、燃料消費を減らすことができる。
【００２１】
複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の各フェーズドアレイアンテナは、対応する最大走査角（例えば、視野）を有しうる。幾つかの実装では、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の特定のフェーズドアレイアンテナの最大走査角は、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の中の別のフェーズドアレイアンテナの最大走査角と異なってもよく、或いは同じであってもよい。例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の最大走査角は、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４の第２の最大走査角と異なっていてもよい（或いは、同じであってもよい）。最大走査角を超えてフェーズドアレイアンテナを動作させると、閾値レベルよりも大きな歪みを生み出すことがあり、ビームによる信号の送受信を妨げることがありうる。
【００２２】
複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の各フェーズドアレイアンテナは対応する法線ベクトルを有しうる。例えば、各フェーズドアレイアンテナは、図２を参照して更に説明されるように、対応する法線ベクトル（例えば、アンテナ面の平面に垂直なベクトル）を有する平面アンテナ面を有しうる。加えて、一又は複数のフェーズドアレイアンテナは、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の中の別のフェーズドアレイアンテナとは異なるアスペクト比を有しうる。例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２は、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４のアスペクト比とは異なる第１のアスペクト比を有しうる。フェーズドアレイアンテナの形状及びアスペクト比は、フェーズドアレイアンテナの潜在的なサービスカバレージエリアに関係する。ビークル１０２は複数のフェーズドアレイアンテナ１０６を含むため、複数のフェーズドアレイアンテナの各フェーズドアレイアンテナの形状、アスペクト比、及び配置はサービスカバレージエリアに影響を及ぼす。異なるアスペクト比のフェーズドアレイアンテナを有することにより、ビークル１０２は、アンテナ間のカバレージエリアの重なりが少ないことで、同一アスペクト比のフェーズドアレイアンテナを有するビークルよりも、大きなサービスカバレージエリアに対して通信リンクをサポートする（又は提供する）ことができる。加えて、異なるアスペクト比のフェーズドアレイアンテナを有することにより、フェーズドアレイアンテナは、ビークル１０２のより多くの場所に据え付けることができ、ビークル１０２はより多数のフェーズドアレイアンテナをサポートしうる。例示的な非限定的な実施例として、フェーズドアレイアンテナはビークル１０２のノーズコーンに据え付けられうる。
【００２３】
複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の一又は複数はダイナミックであってもよい。例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４、又はその両方は、複数のビームを誘導するように構成された可変フェーズシフタのアレイを含みうる。複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の一又は複数は、能動型又は受動型であってもよい。能動型フェーズドアレイアンテナに関しては、フェーズドアレイアンテナの各素子セットは増幅器又はプロセッサを含みうる。受動型フェーズドアレイアンテナに関しては、減衰フェーズシフトを有する中央増幅器が複数の素子を制御しうる。複数のフェーズドアレイアンテナ１０６（及びそのコンポーネント）は、通信コントローラ１０８によって制御されうる。
【００２４】
通信コントローラ１０８は、送受信機１０４及び複数のフェーズドアレイアンテナ１０６に連結されうる。通信コントローラ１０８は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせを含むか、これらに相当しうる。通信コントローラ１０８は、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の各フェーズドアレイアンテナが複数のビームを生成するように構成されうる。通信コントローラ１０８は、ビームフォーマ１４２を含みうる。通信コントローラ１０８は、ビームフォーマ１４２を介して、複数のビームのビーム形成ウェイトを生成し、調整するように構成されうる。ビームフォーマ１４２は、時間ドメインビームフォーマ、周波数ドメインビームフォーマ、或いはその両方を含むか、これらに相当しうる。加えて、ビームフォーマ１４２は、アダプティブビームフォーマを含むか、これに相当しうる。例えば、ビームフォーマ１４２は、信号ノイズ（例えば、ビーム間での信号干渉と信号キャンセル）を低減し、且つ、通信信号の送受信品質を高めるように、ビーム形成ウェイトを調整することを可能にしうる。
【００２５】
ビームフォーマ１４２は、センサデータ、飛行経路データ、サービスカバレージデータ、或いはこれらの組み合わせに基づいて、ビーム形成ウェイトを決定（例えば、計算）するように構成されうる。ビームフォーマ１４２は、複数のビームの各ビームに対してビーム形成ウェイトを決定しうる。例えば、ビームフォーマ１４２は、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の各フェーズドアレイアンテナの各素子（又は、素子セット）に対してビーム形成ウェイトを決定しうる。例えば、ビームフォーマ１４２は、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の素子セットによって生成される第１のビームに対して、第１のビーム形成ウェイトを決定しうる。第１のビーム形成ウェイトは、ビークル１０２の高度、ビークル１０２の姿勢、ビークル１０２の速度、ビークル１０２の位置、サービスカバレージエリア、ビークル１０２の飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて決定されうる。
【００２６】
ビームフォーマ１４２は、センサデータ、飛行経路データ、サービスカバレージデータ、或いはこれらの組み合わせに基づいて、ビーム形成ウェイトを更新（又は、調整）するように構成されうる。例えば、ビームフォーマ１４２は、高度、姿勢、サービスカバレージエリアの第１の部分、飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、第１のビームの照準、形状、ゲイン、或いはこれらの組み合わせを更新（又は、調整）しうる。
【００２７】
例えば、ビームフォーマ１４２は、センサデータ及び飛行経路データに基づいて、（例えば、サービスカバレージエリア又はサービスカバレージエリアの一部に対する）予測位置を計算しうる。ビームフォーマ１４２は、予測位置に基づいて更新（又は、調整）されたビーム形成ウェイトを決定してもよく、また、将来の予測位置に対して更新されたビーム形成ウェイトに基づいて、現在のビーム形成ウェイト（例えば、第１のビーム形成ウェイト）を更新してもよい。別の実施例として、ビームフォーマ１４２は、ビークル１０２の現在の、或いは更新された位置、高度、姿勢、或いはこれらの組み合わせに基づいて、ビーム形成ウェイトを更新してもよい。代替的に、ビームフォーマ１４２は、現在のビーム形成ウェイト（例えば、第１のビーム形成ウェイト）に係数を適用することによって、ビーム形成ウェイトを調整してもよい。係数は、センサデータ、飛行経路データ、サービスカバレージデータ、或いはこれらの組み合わせに基づいて、計算されうる。
【００２８】
ビームフォーマ１４２は、ビームを配向するため、各素子によって放射される信号の位相、振幅、或いはその両方を調整又は更新するために使用されるビーム形成ウェイトを決定しうる。加えて、ビームフォーマ１４２は、ビームの放射パターンが他のビームに干渉しないように、また、サービスカバレージエリアの周囲の部分への漏れ、或いは他のビームとの干渉を制限するように、ビームの形状を調整するために使用されるビーム形成ウェイトを決定しうる。ビームフォーマ１４２は、特定の部分に対する通信リンクをサポートするため、特定のビームがサービスカバレージエリアの特定の部分に実質的に向けられる（位置合わせされる）ように、ビーム形成ウェイトを決定しうる。ビークル１０２が飛行経路に従って動作するにつれて、ビームは、１つの素子セットから別の素子セットに受け渡される（例えば、ハンドオフされる）ことが必要となりうる。幾つかの実装では、ハンドオフは、単一のフェーズドアレイアンテナ（例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２）の素子セットの間で行われる。他の実装では、ハンドオフは、異なるフェーズドアレイアンテナ（例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２と第２のフェーズドアレイアンテナ１３４）の素子セットの間で行われる。通信コントローラ１０８は、ビームハンドオフ操作などのハンドオフ操作を開始するため、制御信号を送受信機１０４、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６、或いはその両方に送信するように構成されうる。
【００２９】
図１では、ビームフォーマ１４２はビークル１０２の通信コントローラ１０８に含まれるように示されているが、他の実装では、ビームフォーマ１４２はビークル１０２から分離されうる。例えば、ビームフォーマ１４２は地上局機器に含まれてもよく、ビーム形成ウェイトはビークル１０２に送信されてもよい。特定の一実装では、ビーム形成ウェイトは、図３を参照して説明されるように、ゲートウェイアンテナを介してビークル１０２に送信されうる。
【００３０】
通信コントローラ１０８は、第１の素子セットから第２の素子セットへの遷移（例えば、ビームハンドオフ）がパケット境界で（又は、その間に）起こるように、構成されうる。例えば、遷移は、通信リンクの第１のパケットと通信リンクの第２のパケットとの間の期間に起こりうる。例えば、遷移は、第１のパケットの終わり及び第２のパケットの始まりで、或いはその近傍で起こりうる。幾つかの実装では、遷移は「メイクビフォアブレーク」タイプの遷移になりうる。例えば、第２の素子セットはビームを生成し、第１の素子セットが元のビームの生成を停止する前に、サービスカバレージエリアの一部に対してカバレージを確立しうる。例えば、第２の素子セットは、第１の素子セットが、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して通信リンクを提供した第１のビームの生成を停止する前に、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して通信リンクを提供する（又は、サポートする）第２のビームを生成する。追加的に、又は代替的に、第１の素子セットは、第２の通信リンク、すなわち、サービスカバレージエリアの別の部分へのリンクを提供するように、第１のビームを調整してもよい。他の実装では、第１の素子セットから第２の素子セットへの遷移は「ブレークビフォアメイク」であってもよく、或いは、実質的に同時に（例えば、同時に）起こってもよい。他の実装では、遷移（例えば、ビームハンドオフ）は、フレーム境界で、フレーム中に、パケット中に、或いはこれらの組み合わせで起こりうる。
【００３１】
フィーダリンクアンテナ１１０は、送受信機１０４に、及び通信コントローラ１０８に連結されうる。フィーダリンクアンテナ１１０は、無線通信システムのデバイス又はコンポーネントから信号（及びデータ）を受信するように構成されうる。フィーダリンクアンテナ１１０は、ビークル１０２に対して固定（例えば、固定的に据え付け）されてもよく、或いは可動的であって（例えば、ジンバルに装着されて）もよい。フィーダリンクアンテナ１１０は、ビークル１０２の外側に据え付け、又は装着されてもよい。幾つかの実装では、フィーダリンクアンテナ１１０は、胴体など、ビークル１０２の下部表面に据え付け、又は装着されてもよい。他の実装では、フィーダリンクアンテナ１１０は、ビークル１０２の上部表面又はビークル１０２のノーズコーンに装着されうる。加えて、ビークル１０２は複数のフィーダリンクアンテナを含みうる。例えば、フィーダリンクアンテナ１１０は、ビークル１０２の下部表面に装着されてもよく、また、第２のフィーダリンクアンテナは、ビークル１０２の上部表面に装着されてもよい。
【００３２】
幾つかの実装では、フィーダリンクアンテナ１１０は、地上局機器から飛行経路データ、サービスカバレージデータ、又はその両方を受信しうる。特定の一実装では、ビークル１０２は、ゲートウェイアンテナを介して飛行経路データ、サービスカバレージデータ、又はその両方を受信しうる。図４〜図６を参照して更に説明されるように、飛行経路データは、ビークル１０２の飛行経路を示し、サービスカバレージデータは、サービスカバレージエリア及びサービスカバレージエリアの複数のセルに関連する情報を示しうる。特定の実装では、サービスカバレージデータは、飛行経路データによって示された飛行経路に関連しうる。ビームフォーマ１４２が地上局機器に配置されている場合には、フィーダリンクアンテナ１１０はゲートウェイアンテナを介して地上局機器からビーム形成ウェイトを受信しうる。幾つかの実装では、フィーダリンクアンテナ１１０は、オペレータ（例えば、パイロット）がビークル１０２を遠隔操作できるようにする飛行制御信号を受信しうる。
【００３３】
フライトコントローラ１１２は、飛行経路データに基づいてビークル１０２を操作するように構成されうる。例えば、例示的な非限定的な実施例として、フライトコントローラ１１２はビークル１０２の翼（例えば、エルロン）を制御しうる。フライトコントローラ１１２は、フィーダリンクアンテナ１１０を介して飛行経路データを受信しうる、或いはメモリ１１６に保存された飛行経路データにアクセスしうる。フライトコントローラ１１２は、飛行経路データによって示された飛行経路に従ってビークル１０２を操作するため、ビークル１０２の一又は複数のシステムを制御又は調整するように構成されうる。例えば、フライトコントローラ１１２は、推進システム、航空電子工学システム、或いはその両方を制御又は調整するように構成されうる。特定の実装では、フライトコントローラ１１２は、人による制御又は入力とは独立した飛行経路に従って、ビークル１０２を自動的に操作するように構成されうる。追加的に、又は代替的に、フライトコントローラ１１２は、オペレータによるビークル１０２の制御を可能にするため、受信した飛行制御信号に基づいて、ビークル１０２を操作しうる。
【００３４】
複数のセンサ１１４は、ビークル１０２の動作中にセンサデータを生成するように構成されうる。複数のセンサ１１４は、複数のタイプのセンサを含みうる。例えば、例示的な非限定的な実施例として、複数のタイプのセンサは、高度センサ、飛行速度センサ、姿勢センサ（例えば、ロール、ピッチ、ヨー、ヘディング、又はこれらの組み合わせを決定する一又は複数のセンサ）、位置センサ（例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ）、或いはこれらの組み合わせを含みうる。センサデータはメモリ１１６に保存されてもよく、フライトコントローラ１１２に提供されてもよい。
【００３５】
メモリ１１６は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、或いはこれらの組み合わせを含むか、これらに相当しうる。メモリ１１６は、データを保存するよう構成されうる。例えば、メモリ１１６は飛行経路データ及びサービスカバレージデータを保存しうる。他の実装では、メモリ１１６は、センサデータに基づく、又はセンサデータを含むデータなど、他のデータを保存しうる。例えば、ビークル１０２のプロセッサ（例えば、通信コントローラ１０８又はフライトコントローラ１１２のプロセッサ）は、他のデータを生成するセンサデータを処理しうる。他のデータは、高度データ、姿勢データ、飛行速度データ、ヘディングデータ、気象データ、或いはこれらの組み合わせを含みうる。
【００３６】
図２を参照して更に説明されるように、ビークル１０２は更に、上部表面１２２（又は、その一部）及び下部表面１２４（又は、その一部）を含む、複数の外表面を含む。加えて、図２を参照して更に説明されるように、ビークル１０２は前面部分１１８及び背面部分１２０を含む。
【００３７】
ビークル１０２の動作中、ビークル１０２は、フィーダリンクアンテナ１１０を介して、飛行経路データ及びサービスカバレージデータを受信してもよく、或いは、メモリ１１６の飛行経路データにアクセスしてもよい。ビークル１０２のフライトコントローラ１１２は、飛行経路データによって示された飛行経路に従って、ビークル１０２を操作しうる。複数のセンサ１１４は、ビークル１０２の動作中、センサデータを生成しうる。
【００３８】
ビームフォーマ１４２は、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６が複数のビームを生成することができるよう、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６に対してビーム形成ウェイトを生成しうる。例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２は、複数の第１のビームを生成し、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４は、ビーム形成ウェイトに基づいて、複数の第２のビームを生成しうる。
【００３９】
送受信機１０４は、複数のビームを介して、複数の信号を送受信しうる。例えば、送受信機１０４は、複数の第１のビームのうちの１つの第１のビームを介して、（例えば、第１のユーザーデバイスからの）特定の通信リンクに対応する第１の信号を受信しうる。第１の信号は、サービスカバレージエリアの第１の部分内に配置された第１のユーザーデバイス又は第１の基地局から受信されうる。送受信機１０４は、複数の第２のビームのうちの１つの第２のビームを介して、通信リンクに対応する第２の信号を送信しうる。代替的に、第２のビームは複数の第１のビームの一部であってもよい。第２の信号は、サービスカバレージエリアの第２の部分内に配置された第２のユーザーデバイス又は第２の基地局へ送信されうる。この実施例では、ビークル１０２は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の通信リンク（第１の信号及び第２の信号を含む）をサポートする。通信リンクは、第１のデバイス及び第２のデバイスのユーザーが、無線によりデータを交換できるようにしうる。
【００４０】
複数のフェーズドアレイアンテナ１０６が各ビームを調整して、サービスカバレージエリアの対応部分を追跡できるようにするため、ビームフォーマ１４２は、複数のビームの各ビームに対してビーム形成ウェイトを調整又は更新しうる。ビーム形成ウェイトの調整（又は、更新）は、複数のセンサ１１４のうちの一又は複数のセンサから更新されたセンサデータを取得することを含みうる。例えば、ビームフォーマ１４２は、ビークル１０２の第２の高度、ビークル１０２の第２の姿勢、或いはこれらの組み合わせを受信又は取得しうる。ビームフォーマ１４２は、第２の高度、第２の姿勢、航空機に対するサービスカバレージエリアの第１の部分の場所、或いはこれらの組み合わせに基づいて、サービスカバレージエリアの第１の部分に第１のビームを提供する第２のビーム形成ウェイト（例えば、第２の時点のビーム形成ウェイト）を決定しうる。第１の素子セットは、第２のビーム形成ウェイトに基づいて調整した第１のビームを生成しうる。例えば、第１の素子セットは、放射された信号（例えば、ビーム）の位相、振幅、或いはその両方を調整又は更新しうる。第１のビームは、調整された第１のビームの第２の形状とは異なる第１の形状を有しうる。例えば、第１のビームの第１の放射パターンは、調整された第１のビームの第２の放射パターンとは異なりうる。追加的に、又は代替的に、第１のビームの第１の角度は、調整された第１のビームの第２の角度とは異なりうる。
【００４１】
したがって、特定のビーム（例えば、第１のビーム）は、一定の期間、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して、連続的なカバレージとサービスを提供しうる。例えば、特定のビームは、サービスカバレージエリアの特定の部分に対する一又は複数の通信リンクにサービス（例えば、サポート）を提供しうる。ビークル１０２は飛行経路に従って動作するため、ビークル１０２は、第１の素子セットが特定のサービスカバレージエリアにサービスを提供できなくなる場所まで移動してもよく、或いは、特定のサービスカバレージエリアまでカバレージを提供するときには、第１の素子セットは、第１の複数のビームのうちの他のビームに影響を及ぼしうる干渉又は歪みを生成しうる。例えば、ビークル１０２の場所によって、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の素子セットが最大走査角（又は、その、近傍）に配置されるときには、通信コントローラ１０８は、サービスカバレージエリアの特定の部分を別の素子セットに受け渡すハンドオフ手順を開始しうる。例えば、通信コントローラ１０８は、制御信号を送受信機１０４、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の一又は複数の素子、或いはこれらの組み合わせに送信しうる。制御信号は、ビームハンドオフの実行を可能にしうる。
【００４２】
第１の実例では、ビームハンドオフは同一フェーズドアレイアンテナの素子セットの間で行われうる。例えば、第１の素子セットと第２の素子セットが第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の一部であるときには、第２の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して通信リンクを提供することを、第１の素子セットから引き継ぎうる。例えば、第２の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に対してカバレージを提供するため、第２のビームを生成又は配向しうる。第２の素子セットによって生成される第２のビームは、送受信機１０４が特定の通信リンクを含む一又は複数の通信リンクに対応する信号を送受信することを可能にしうる。第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に通信リンクを提供することを停止しうる。例えば、第１の素子セットは、第１のビームをサービスカバレージエリアの別の部分に合わせて調整、或いは第１のビームの生成を停止しうる。特定の実装では、第１の素子セットは、第２の素子セットが第２のビームを生成し、特定のサービスカバレージエリアに対して一又は複数の通信リンクを確立した後、通信リンクの提供を停止する。
【００４３】
第２の実例では、ビームハンドオフは異なるフェーズドアレイアンテナの素子セットの間で行われうる。例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に通信リンクを提供してもよく、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に通信リンクを提供することを引き継ぎうる。第２のフェーズドアレイアンテナ１３４の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に通信リンクを提供する第３ビームを生成しうる。第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に通信リンクを提供することを停止しうる。
【００４４】
幾つかの実装では、ビークル１０２は、動作中に更新された飛行経路データ又はサービスカバレージデータを受信しうる。フライトコントローラ１１２は、更新された飛行経路データに従って、ビークル１０２の操作を開始してもよく、また、送受信機１０４、通信コントローラ１０８、及びビームフォーマ１４２は、更新されたサービスカバレージデータに基づいて操作を開始しうる。
【００４５】
幾つかの実装では、ビームフォーマ１４２は地上局機器に配置されうる。このような実装では、ビークル１０２はフィーダリンクアンテナ１１０を介してセンサデータを地上局機器まで送信し、また、ビームフォーマ１４２は、受信したセンサデータに基づいてビーム形成ウェイトを生成しうる。ビークル１０２は、フィーダリンクアンテナ１１０を介して、ビーム形成ウェイトを受信しうる。ビーム形成ウェイトは、複数のビームのうちの各ビームの放射パターン、角度、或いはその両方を調整又は更新するように使用されうる。
【００４６】
幾つかの実装では、通信コントローラ１０８は更に、第１の平面フェーズドアレイアンテナ１３２のアクティブチャネルが、第２の平面フェーズドアレイアンテナ１３４上に利用可能な代替アクティブチャネルがないという判断に応じて、次の接続途絶を示すアクティブチャネルに関連付けられたユーザーデバイスにメッセージを送信できるように構成されている。このメッセージは、接続（例えば、通信リンク）を維持するため、ユーザーデバイスが別のＨＡＰビークルに移行することを可能にする。
【００４７】
複数のフェーズドアレイアンテナをビークル１０２に固定的に据え付けることによって、ビークル１０２は、最大走査角を調整することなく、また、システムの機械的な位置決めシステム又は回転システムを含めることなく、サービスカバレージエリアを拡大させうる。したがって、機械的な位置決めシステム又は回転システムを備えるビークルと比較して、ビークル１０２は重量及び寸法を軽減し、且つ性能を高めうる。例えば、ビークル１０２は長期間にわたって、又はより高い高度で、或いはその両方で動作しうる。
【００４８】
図２は、フィーダリンクアンテナ２０８及び複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８を含むビークルの上面図２０２、側面図２０４、及び正面図２０６を示すダイアグラム２００である。ビークルは、図１のビークル１０２を含むか、これに相当しうる。フィーダリンクアンテナ２０８は、図１のフィーダリンクアンテナ１１０を含むか、これに相当しうる。ダイアグラム２００では、複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８はビークルに固定的に据え付けられ、複数のフェーズドアレイアンテナは平面フェーズドアレイアンテナである。このような実装では、複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８は、回転可能に据え付けられることはない（例えば、ジンバルを介してビークルに据え付けられる）。複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８は、図１の複数のフェーズドアレイアンテナ１０６を含むか、これらに相当しうる。複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８の各フェーズドアレイアンテナは、対応する法線ベクトルを有しうる。例えば、各フェーズドアレイアンテナは、対応する法線ベクトル（例えば、アンテナ面の平面に垂直なベクトル）を有する平面アンテナ面を有しうる。加えて、複数の平面フェーズドアレイアンテナの一又は複数は、互いに非平行な法線ベクトルを有しうる。特定の実施例では、複数の平面フェーズドアレイアンテナの各々は、互いに非平行な法線ベクトルを有しうる。別の特定の実施例では、２つ以上の平面フェーズドアレイアンテナは平行な又は実質的に平行な法線ベクトルを有しうる。例えば、サービスカバレージエリアの一部にサービスを提供するのに必要な平面フェーズドアレイアンテナのサイズが大きすぎて実現可能でない（例えば、ビークルの操作を妨げる、法外な費用を要する、など）場合には、サービスカバレージエリアの当該部分にサービスを提供するため、実質的に同様の法線ベクトルを有する２つの小さな平面フェーズドアレイアンテナが使用されうる。
【００４９】
図２に描かれたダイアグラム２００の上面図２０２は、フィーダリンクアンテナ２０８、第１のフェーズドアレイアンテナ２１０、第２のフェーズドアレイアンテナ２１２、第３のフェーズドアレイアンテナ２１４、第４のフェーズドアレイアンテナ２１６、及び第５のフェーズドアレイアンテナ２１８の特定の配置を示す。フィーダリンクアンテナ２０８及び複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８はビークルの底部に配置されてもよいが、わかりやすくするため、上面図２０２に示されている。他の実装では、フィーダリンクアンテナ２０８及び複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８は異なる配置を有しうる。加えて、ビークルは、数に違いはあるものの、フィーダリンクアンテナ、フェーズドアレイアンテナ、或いはその両方を含みうる。第１のフェーズドアレイアンテナ２１０は、前方のフェーズドアレイアンテナを含むか、これに相当しうる。第１のフェーズドアレイアンテナ２１０は平面フェーズドアレイアンテナであってもよく、ビークルの胴体２３０の第１の部分（例えば、前方部分）に固定的に据え付けられてもよい。
【００５０】
第２のフェーズドアレイアンテナ２１２は最下方（底）のフェーズドアレイアンテナを含むか、これに相当し、円形の態様を有しうる。第２のフェーズドアレイアンテナ２１２は平面フェーズドアレイアンテナであってもよく、ビークルの胴体２３０の第２の部分（例えば、中間部分）に固定的に据え付けられうる。第３のフェーズドアレイアンテナ２１４は尾部（後方）のフェーズドアレイアンテナを含むか、これに相当しうる。第３のフェーズドアレイアンテナ２１４は平面フェーズドアレイアンテナであってもよく、ビークルの胴体２３０の第３の部分（例えば、後方部分）に固定的に据え付けられうる。
【００５１】
第４のフェーズドアレイアンテナ２１６は、右側（例えば、右舷側）のフェーズドアレイアンテナ２１６を含むか、これに相当しうる。第４のフェーズドアレイアンテナ２１６は平面フェーズドアレイアンテナであってもよく、ビークルの右舷側翼２３２に固定的に据え付けられうる。第５のフェーズドアレイアンテナ２１８は、左側（例えば、左舷側）のフェーズドアレイアンテナを含むか、これに相当しうる。第５のフェーズドアレイアンテナ２１８は平面フェーズドアレイアンテナであってもよく、ビークルの左舷側翼２３４に固定的に据え付けられうる。図２に示したように、第４のフェーズドアレイアンテナ２１６及び第５のフェーズドアレイアンテナ２１８は、翼２３２、２３４の翼下方部分２５０に固定的に据え付けられる。複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８は図２に平面フェーズドアレイアンテナとして示されているが、他の実装では、複数のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８は、コンフォーマルフェーズドアレイアンテナを含むか、これに相当しうる。このような実装では、コンフォーマルフェーズドアレイアンテナは複数の法線ベクトルを含み、各コンフォーマルフェーズドアレイアンテナは、他のフェーズドアレイアンテナの１つの少なくとも１つの法線ベクトルに平行でない少なくとも１つの法線ベクトルを含みうる。
【００５２】
図２に描かれた側面図２０４は、フィーダリンクアンテナ２０８、第１のフェーズドアレイアンテナ２１０、第２のフェーズドアレイアンテナ２１２、第３のフェーズドアレイアンテナ２１４、並びに、第１、第２、及び第３のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１４の対応する法線ベクトルを示す。例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ２１０は、前方に配向された第１の法線ベクトル２２０を有し、第２のフェーズドアレイアンテナ２１２は、下方に配向された第２の法線ベクトル２２２を有し、第３のフェーズドアレイアンテナ２１４は、後方に配向された第３の法線ベクトル２２４を有する。側面図２０４は、ビークルの前方（例えば、正面又は第１の）部分２４０、中央（又は第２の）部分２４２、尾部（例えば、後方又は第３の）部分２４４、上方部分（又は、表面）２４６、及び下方部分（又は、表面）２４８を示す。
【００５３】
図２に描かれた正面図２０６は、第４のフェーズドアレイアンテナ２１６、第５のフェーズドアレイアンテナ２１８、及び、第４及び第５のフェーズドアレイアンテナ２１６、２１８の対応する法線ベクトルを示す。例えば、第４のフェーズドアレイアンテナ２１６は右舷側方向２５２に配向された第４の法線ベクトルを有し、第５のフェーズドアレイアンテナ２１８は左舷側方向２５４に配向された第５の法線ベクトル２２８を有する。図２は航空機を示しているが、他の実装では、ＨＡＰから操作可能な他のビークルも使用されうる。特定の実装では、ビークルは飛行船（例えば、小型飛行船）であってもよい。
【００５４】
正面図２０６は、胴体２３０の下方部分２４８に連結されたコンフォーマルフェーズドアレイアンテナ２６２の例示的な実施例を含む。コンフォーマルフェーズドアレイアンテナ２６２はフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１４の１つとして示されているが、他の実装では、第４のフェーズドアレイアンテナ２１６、第５のフェーズドアレイアンテナ２１８、或いはその両方がコンフォーマルフェーズドアレイアンテナになりうる。図２に示されているように、コンフォーマルフェーズドアレイアンテナ２６２は、第６の法線ベクトル２６４及び第７の法線ベクトル２６６など、複数の異なる（例えば、非平行な）法線ベクトルを有する。加えて、正面図２０６はまた、第４のフェーズド（又は、右フェーズド）アレイアンテナ２１６の第１の最大走査角２５６、及び第５のフェーズド（又は、左フェーズド）アレイアンテナ２１８の第２の最大走査角２５８を示している。図２に示したように、最大走査角２５６、２５８は、法線ベクトル（例えば、第４の法線ベクトル２２６及び第５の法線ベクトル２２８）からの角度によって画定される方位角の最大走査角である。最大走査角２５６、２５８は異なってもよい。例えば、ビークルが動作する際のビークルのバンク角によって、第１の最大走査角２５６は第２の最大走査角２５８よりも大きくなりうる。
【００５５】
ビークルのフェーズドアレイアンテナは異なるアスペクト比を有してもよい。例示した非限定的な実施例のように、特定のフェーズドアレイアンテナ（例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ２１０、第２のフェーズドアレイアンテナ２１２、第３のフェーズドアレイアンテナ２１４、或いはこれらの組み合わせ）の第１のアスペクト比は、他のフェーズドアレイアンテナ（例えば、第４のフェーズドアレイアンテナ２１６、第５のフェーズドアレイアンテナ２１８、或いはその両方）の第２のアスペクト比２７４と異なってもよい。
【００５６】
複数のフェーズドアレイアンテナの少なくとも２つの法線ベクトルが非平行になるように、複数のフェーズドアレイアンテナを固定的に据え付けることによって、複数のフェーズドアレイアンテナは、少ない歪みでより大きなカバレージエリアにサービス提供することができ、複数のフェーズドアレイアンテナを回転及び傾斜させる機械システム（例えば、ジンバル）の重量が加わることもなく、保守も必要としない。
【００５７】
図３は、ＨＡＰとして動作するビークル３０２を含む無線通信システム３００の実施例のダイアグラムである。ビークル３０２は、図１のビークル１０２、図２のビークル、或いはその両方を含むか、これに相当しうる。無線通信システム３００は、ビークル３０２、衛星３０４、複数の基地局３１２〜３１８、複数のユーザーデバイス３２２〜３２８、及びゲートウェイアンテナ３０６を含みうる。
【００５８】
ビークル３０２は、飛行経路３４２に従って動作しうる。飛行経路３４２は、パターンを含むか、これに相当しうる。例えば、飛行経路３４２は、ループ、円、楕円、８の字、或いはこれらの組み合わせを含みうる。飛行経路３４２は、ゲートウェイアンテナ３０６から受信されうる、又はビークル３０２のメモリに保存されうる飛行経路データによって示されうる。衛星３０４は、ビークル３０２、複数の基地局３１２〜３１８、複数のユーザーデバイス３２２〜３２８、及びゲートウェイアンテナ３０６、或いはこれらの組み合わせと通信するように構成されうる。
【００５９】
複数の基地局３１２〜３１８は、ビークル３０２、衛星３０４、複数のユーザーデバイス３２２〜３２８、ゲートウェイアンテナ３０６、或いはこれらの組み合わせと通信するように構成されうる。複数の基地局３１２〜３１８は、無線通信システム３００の地上セルラーネットワークを形成するか、これに含まれうる。複数の基地局３１２〜３１８は、通信リンクとやりとりする信号を送受信するように構成されうる。複数の基地局３１２〜３１８は、ユーザーデバイスからの信号を受信し、別のユーザーデバイスに信号を送信するように構成されうる。加えて、複数の基地局３１２〜３１８は、ユーザーデバイス、別の基地局、ビークル３０２、或いはこれらの組み合わせから信号を受信し、別のユーザーデバイス、別の基地局、ビークル３０２、或いはこれらの組み合わせに信号を送信するように構成されうる。
【００６０】
複数のユーザーデバイス３２２〜３２８は、第１のユーザーデバイス３２２、第２のユーザーデバイス３２４、第３のユーザーデバイス３２６、及び第４のユーザーデバイス３２８を含む。複数のユーザーデバイス３２２〜３２８は、無線通信システム３００の一又は複数のコンポーネントを介して、他のユーザーデバイスと通信するように構成されうる。
【００６１】
図３に示した具体的な実施例では、第１の基地局３１２は第１のユーザーデバイス３２２に関連付けられうる（例えば、通信リンクをサポートしうる）。第２の基地局３１４は第２のユーザーデバイス３２４に関連付けられうる。第３の基地局３１６は第３のユーザーデバイス３２６に関連付けられうる。第４の基地局３１８は第４のユーザーデバイス３２８に関連付けられうる。
【００６２】
ゲートウェイアンテナ３０６は、図１のフィーダリンクアンテナ１１０又は図２のフィーダリンクアンテナ２０８など、ビークル３０２のフィーダリンクアンテナと通信するように構成されうる。ゲートウェイアンテナ３０６は、ｅＮｏｄｅｂ機器、コアネットワーク機器、ビームフォーマ（例えば、図１のビームフォーマ１４２）、或いはこれらの組み合わせなどの、ゲートウェイ機器を含みうる。ゲートウェイ機器は、インターネット、地上セルラーネットワーク（例えば、複数の基地局３１２〜３１８）、衛星（例えば、衛星３０４）、或いはこれらの組み合わせと連結されてもよく、通信してもよい。
【００６３】
無線通信システム３００の動作中、第１のユーザーデバイス３２２は、衛星３０４を介して、第２のユーザーデバイス３２４と第１の通信リンク３３２を確立しうる。第１のユーザーデバイス３２２及び第２のユーザーデバイス３２４は、第１のユーザーデバイス３２２と第２のユーザーデバイス３２４との間の無線通信を可能にするため、衛星３０４を介して信号を送受信しうる。
【００６４】
ゲートウェイアンテナ３０６は、データを送受信するため、ビークル３０２と第２の通信リンク３３４を確立しうる。例えば、ゲートウェイアンテナ３０６は、ビークル３０２のフィーダリンクアンテナに、飛行経路データ又はサービスカバレージデータを送信しうる。ビークル３０２はゲートウェイアンテナ３０６から飛行経路データを受信し、飛行経路データによって示された飛行経路３４２に従って、動作を開始しうる。幾つかの実装では、ビークル３０２はセンサデータなどのデータをゲートウェイアンテナ３０６に送信し、ゲートウェイアンテナ３０６は第２の通信リンク３３４を介してビーム形成ウェイトをビークル３０２に送信しうる。
【００６５】
ビークル３０２は、複数のユーザーデバイス３２２〜３２８の各デバイスに対して通信リンクをサポートするように構成されうる。例えば、ビークル３０２は、第３のユーザーデバイス３２６及び第４のユーザーデバイス３２８への第３の通信リンク３３６をサポート（又は、提供）しうる。ビークル３０２は、第３のユーザーデバイス３２６から第１の信号を受信し、第４のユーザーデバイス３２８に信号を送信しうる。ビークル３０２は、複数のフェーズドアレイアンテナを使用して、信号を送受信しうる。特定の実施例では、ビークル３０２は、複数のフェーズドアレイアンテナの第１のフェーズドアレイアンテナを介して第１の信号を受信し、第１のフェーズドアレイアンテナを介して第２の信号を送信しうる。別の特定の実施例では、ビークル３０２は、複数のフェーズドアレイアンテナの第１のフェーズドアレイアンテナを介して第１の信号を受信し、複数のフェーズドアレイアンテナの第２のフェーズドアレイアンテナを介して第２の信号を送信しうる。追加的に、又は代替的に、ビークル３０２は、第４のユーザーデバイス３２８から第３の通信リンク３３６に対応する信号を受信し、第３の通信リンク３３６に対応する信号を第３のユーザーデバイス３２６に送信しうる。
【００６６】
別の実施例として、ビークル３０２は、第３のユーザーデバイス３２６及び第４のユーザーデバイス３２８への第４の通信リンク３３８をサポートしうる。第４のユーザーデバイス３２８は、第３の信号を第４の基地局３１８に送信しうる。第４の基地局３１８は第３の信号をビークル３０２にリレーしうる。例えば、第４の基地局３１８は、第３の信号に基づいて第４の信号を生成し、第４の信号をビークル３０２に送信しうる。ビークル３０２は、複数のフェーズドアレイアンテナを介して第４の信号を受信し、第５の信号を第３のユーザーデバイス３２６に送信しうる。追加的に、又は代替的に、ビークル３０２は、第３のユーザーデバイス３２６から第４の通信リンク３３８に対応する信号を受信し、第４の通信リンク３３８に対応する信号を、第４の基地局３１８を介して第４のユーザーデバイス３２８に送信しうる。
【００６７】
第１の通信リンク３３２の信号は遠くまで伝播し、地球大気の複数の層（例えば、オゾン層）を通過しなければならないため、第３の通信リンク３３６の信号及び第４の通信リンク３３８の信号は、第１の通信リンク３３２の信号よりも低い出力、又は低いゲインで送信されうる。加えて、ビークル３０２は特定の基地局よりも大きなサービスエリアにサービス提供しうる。例えば、ビークル３０２は、複数のユーザーデバイス３２２〜３２８のうちの多重ユーザー（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｕｓｅｒ）デバイスから信号を送受信しうる。
【００６８】
ビークルをＨＡＰとして動作することによって、無線通信システムは、衛星を介して提供される通信リンクよりも低い出力を使用する通信リンクを提供（又は、サポート）しうる。加えて、ＨＡＰとして動作するビークルは、地上局などの地上機器よりも良い見通し線（ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｓｉｔｅ）を提供しうる。また、地上機器よりも良いカバレージを提供、又はより大きな通信リンク領域をサービスしうる。しかも、ＨＡＰとして動作するビークルは、遠隔領域（例えば、地上基地局インフラのない領域）に、地上基地局インフラが商業的に実現できない地勢を有する領域に、及び／又は、気象などが原因でインフラが障害を受ける領域に、無線通信サービスを提供しうる。
【００６９】
図４は、複数のフェーズドアレイアンテナの具体的な構成によって生成されたビームマップ４０２の実施例４００を示す図である。ビームマップ４０２は、ＨＡＰとして動作するビークルに含まれる図１及び図２の複数のアンテナによって生成されるビームに対応しうる。特定の実装では、ビークルは地上１７ｋｍから２２ｋｍの間で動作する航空機である。例えば、ビークルは、図１のビークル１０２、図２のビークル、図３のビークル３０２、或いはこれらの組み合わせを含むか、これらに相当しうる。ビームマップ４０２は、サービスカバレージエリアに関連付けられ、サービスカバレージエリアに通信リンクを提供する地上カバレージパターンを生成しうる。
【００７０】
図４に示した実施例４００では、ビームマップ４０２は５つのセクションを含み、直径１００ｋｍのサービスカバレージエリアを有する。各セクションは、複数のセルにサービスを提供する複数ビームと、特定のフェーズドアレイアンテナに相当する複数のビームを含む。例えば、複数の第１のビーム４１２は、最下方フェーズドアレイアンテナによって生成され、複数の第２ビーム４１４は右フェーズドアレイアンテナによって生成されうる。幾つかの実装では、各セルは同様のサイズを有しうる。例えば、特定のセクションの各セルは同様のサイズを有しうる。例えば、右舷側フェーズドアレイアンテナに相当するセクション（例えば、右舷側アンテナセクション）の各セルは、３．５ｋｍ×７ｋｍの大きさを有しうる。他の実装では、特定のセクションの各セル、又は異なるセクションのセルは、異なるサイズを有しうる。例えば、最下方アンテナセクションの近傍に配置された左舷側アンテナセクションのセルは、左舷側アンテナセクションの外縁の近傍に配置された左舷側アンテナセクション内のセルよりも小さくなりうる。別の実施例として、一番下の最下方アンテナセクションのセルは、一又は複数の他のセクションのセルよりも小さくなりうる。例えば、最下方アンテナセクションのセルは、１．７ｋｍ×３．５ｋｍで、他のセクションのセルは３．５ｋｍ×７ｋｍになりうる。
【００７１】
追加的に、又は代替的に、複数のセルは同様の形状を有しうる。例えば、特定のセクションの各セルは同様の形状を有しうる。別の実施例として、複数のセクションの各セルは同様の形状を有しうる。例示的な非限定的な実施例として、この形状は、六角形、菱形、八角形、或いはこれらの組み合わせを含むか、これらに相当しうる。
【００７２】
複数のフェーズドアレイアンテナの各フェーズドアレイアンテナは、方位角と仰角の座標での動作走査角を有しうる。図４に示した実施例４００では、前方フェーズドアレイアンテナ、最下方フェーズドアレイアンテナ、及び尾部フェーズドアレイアンテナは各々、±３５度の動作方位角走査角を有する。最下方フェーズドアレイアンテナは、実質的に円形の地上カバレージパターンを提供する円形の態様を有しうる。左フェーズドアレイアンテナ及び右フェーズドアレイアンテナはそれぞれ、±５５度の動作仰角走査角を有する。他の実装では、フェーズドアレイアンテナは、異なる動作走査角を有しうる。動作走査角は、複数のフェーズドアレイアンテナの最大走査角に基づきうる。
【００７３】
複数のフェーズドアレイアンテナの各フェーズドアレイアンテナは、座標系の第１平面及び第２平面内に最大走査角を有しうる（フェーズドアレイアンテナは座標系の第３平面に配向されている）。複数のフェーズドアレイアンテナがビークルに据え付けられた後、第１平面及び第２平面内の最大走査角は、最大方位角走査角及び最大仰角走査角まで転移する。図４に示した実施例４００では、前方フェーズドアレイアンテナ、最下方フェーズドアレイアンテナ、及び尾部フェーズドアレイアンテナは各々、±３５度以上の最大方位角走査角を有しうる。左フェーズドアレイアンテナ及び右フェーズドアレイアンテナは各々、±５５度以上の最大仰角走査角を有しうる。他の実装では、フェーズドアレイアンテナは異なる最大走査角を有しうる。
【００７４】
複数のアンテナは、第１のフェーズドアレイアンテナに関連付けられた第１の潜在的地上カバレージエリアが、第２のフェーズドアレイアンテナに関連付けられた第２の潜在的地上カバレージエリアと部分的に重なるように、配置されうる。例えば、最下方フェーズドアレイアンテナは（複数の第１のビーム４１２を使用して）サービスカバレージエリアの第１の部分にサービス提供し、右フェーズドアレイアンテナは（複数の第２のビーム４１４を使用して）サービスカバレージエリアの第２の部分にサービス提供しうる。右フェーズドアレイアンテナは、最下方フェーズドアレイアンテナの複数の第１のビーム４１２によってサービス提供される、サービスカバレージエリアの第１の部分の一部４１６に対する通信をサポートすることができる。重なり合うカバレージエリア（例えば、部分４１６）を有することによって、ビームハンドオフ操作は最大走査角に到達する前に実行されうる。
【００７５】
複数のセルの中の各セルは関連する周波数（又は、周波数範囲）を有しうる。複数のセルは周波数（又は、周波数範囲）を再利用しうる。例えば、特定のセクションの特定のセルに関連付けられた周波数（又は、周波数範囲）は、特定のセクションの他のセルとは異なりうる。図５を参照して説明されるように、特定の実装では、周波数の再利用を可能にするため、特定のセルは周囲のセルの周波数（又は、周波数範囲）とは異なる周波数を有しうる。
【００７６】
図５は、フェーズドアレイアンテナによってサービス提供されるセルに対する周波数再利用の実施例５００を示している。フェーズドアレイアンテナは、図１の複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の中の１つのフェーズドアレイアンテナ、図２のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８、図４のフェーズドアレイアンテナ、或いはこれらの組み合わせを含むか、これらに相当しうる。
【００７７】
周波数再利用は、無線通信システム又はＨＡＰに割り当てられた周波数の範囲（例えば、周波数帯域）がパターン内のサービスカバレージエリアのセルで再利用されるときに、行われる。周波数帯域は複数のチャネルを含みうる。チャネル（例えば、周波数の範囲の周波数サブセット）は、３色、４色、７色、２０色などの周波数再利用パターンに従って、各ビームに動的に割り当てられうる。
【００７８】
図５に示した実施例５００では、ダイアグラム５０２は、クラスタパターンなどのように、７つのセルに対する７色周波数再利用パターンを示している。図４を参照して説明されるように、セルは六角形で示されているが、他の形状も使用されうる。加えて、各セルは、セルに関連付けられた場所の地勢や人口密度などの他のサービス特性に応じて、異なるサイズや形状を有しうる。ダイアグラム５０４は、７つの等しいセグメント又はチャネルに分割された周波数を示している。例えば、７００メガヘルツ（ＭＨｚ）周波数帯域に関しては、第１のチャネルは周波数帯域の最初の１００ＭＨｚに対応し、第２のチャネルは周波数帯域の２番目の１００ＭＨｚなどに対応してもよい。図５では各チャネルは同一の幅すなわち帯域幅を有するように示されているが、他の実装では、チャネルは様々な幅すなわち帯域幅を有しうる。ダイアグラム５０６は、複数のセル（例えば、サービスカバレージエリアの一部）に対して複製された、ダイアグラム５０２の周波数再利用パターンを示している。ダイアグラム５０６は、それぞれがダイアグラム５０２の７色周波数再利用パターンを有する４つのクラスタ５１２〜５１８を示している。ダイアグラム５０６では、複数の第１のセルは、第１の周波数５３２（又は、第１の周波数の範囲）を有する第１のビームセット５２２によってサービス提供されてもよく、複数の第２のセルは、第２の周波数５３４（又は、第２の周波数の範囲）を有する第２のビームセット５２４によってサービス提供されてもよい。第１のビームセット５２２及び第２のビームセット５２４は、同一のフェーズドアレイアンテナ又は異なるフェーズドアレイアンテナによって生成されうる。
【００７９】
周波数再利用パターンに従ってチャネルをビームに割り当てることによって、通信リンク間の干渉は、周波数再利用パターンを使用しないシステムと比較して低減されうる。更に、チャネル間の再利用距離は増大し、その結果、同一チャネル干渉を閾値レベル（例えば、許容可能なレベル又はユーザーが感知できないレベル）未満に保つのに十分なサイドローブ抑制（信号漏洩軽減）を生み出す。
【００８０】
図６は、ビークルの複数のフェーズドアレイアンテナによって生成される複数のビームのビームカバレージ及びビーム形状の実施例６００を示すダイアグラムである。例えば、ビークルは、図１のビークル１０２、図２のビークル、図３のビークル３０２、或いはこれらの組み合わせを含むか、これらに相当しうる。フェーズドアレイアンテナは、図１の複数のフェーズドアレイアンテナ１０６の中の１つのフェーズドアレイアンテナ、図２のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８、図４のフェーズドアレイアンテナ、或いはこれらの組み合わせを含むか、これらに相当しうる。
【００８１】
図６に示した実施例６００では、カバレージパターンのダイアグラム６０２は、ＨＡＰとして動作するビークルの複数のフェーズドアレイアンテナ地上カバレージ（例えば、サービスカバレージエリア６０２）を示す。ビームマップダイアグラム６０４は、対応するビーム形状がカバレージパターンダイアグラム６０２の地上カバレージを生成するために使用されることを示している。図６に示されているように、カバレージパターンダイアグラム６０２のセルサイズは実質的に一様になりうる。例えば、黒い輪の内側のセルサイズは互いにほぼ同等で、また、黒い輪の外側のセルサイズも互いにほぼ同等である。例えば、ビームマップダイアグラム６０４の外側付近に位置するビームは、ビームが地上に投射されたときにセルサイズがほぼ一様になるように、ビームマップダイアグラム６０４の中心付近に位置するビームよりも小さい。
【００８２】
飛行経路内では、ビークルが常にサービスカバレージエリアのほぼ中心付近で動作しうるように、ビークルは動作中に飛行経路に従って動作しうる。幾つかの実装では、ビークルは、あるエリアで、或いはそのエリア内で、直径１〜２ｋｍの円形飛行経路に従って動作しうる。飛行経路はまた、ビークルの高度を示しうる。例えば、ビークルは高度２２ｋｍで円形飛行経路に沿って移動し、飛行経路の中心はサービスカバレージエリアの中心又は中心付近に位置しうる。加えて、飛行経路は、飛行経路の直径、位置、高度、或いはこれらの組み合わせに対する範囲又は許容誤差を示しうる。他の実装では、ビークルは楕円飛行経路又は連珠形（例えば、８の字形）飛行経路に従って動作しうる。例えば、飛行制限又は、空域制限によって、サービスカバレージエリアの一部の上空でのビークルの動作は制限されうる。図３を参照して説明されるように、ビークルは無線通信システムの一部であってもよく、サービスカバレージエリアの通信リンクをサポートしてもよい。
【００８３】
例示した非限定的な実施例のように、ビークルの第１のフェーズドアレイアンテナは、サービスカバレージエリアの第１の部分６１２にサービス提供可能であってもよく、第２のフェーズドアレイアンテナはサービスカバレージエリアの第２の部分６１４（破線によって定義される）にサービス提供可能であってもよい。ビームハンドオフ操作により多くの時間をかけられるようにするため、サービスカバレージエリアの第１の部分６１２は、第２の部分６１４に部分的に重なりうる。
【００８４】
図７は、ビークルに搭載の複数のフェーズドアレイアンテナを介した通信方法のうちの１つの方法７００の特定の例を示している。方法７００は、図１のシステム１００、図２のビークル１０２、図３のビークル３０２、或いはこれらの組み合わせによって実行されうる。方法７００は、フェーズドアレイアンテナシステムを介した通信方法を含むか、これに相当しうる。
【００８５】
方法７００は、７０２において、航空機に固定的に据え付けられた第１の平面フェーズドアレイアンテナを介して、通信リンクに対応する第１の信号を受信することを含む。例えば、第１の平面フェーズドアレイアンテナは、図１の第１のフェーズドアレイアンテナ１３２、図１の第２のフェーズドアレイアンテナ１３４、又は図２のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８のうちの１つのフェーズドアレイアンテナを含むか、これらに相当しうる。航空機は、図１のビークル１０２を含むか、これに相当しうる。例えば、図３を参照して、ビークル３０２は、第３のユーザーデバイス３２６と第４のユーザーデバイス３２８との間の第３の通信リンク３３６に対応する第３のユーザーデバイス３２６から第１の信号を受信しうる。幾つかの実装では、データは、図１の複数のセンサ１１４など、ビークルに搭載の複数のセンサからのセンサデータを含む。
【００８６】
方法７００は、７０４において、航空機に固定的に据え付けられた第２の平面フェーズドアレイアンテナを介して、通信リンクに対応する第２の信号を送信することを含む。第１の平面フェーズドアレイアンテナの第１の法線ベクトルは、第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２の法線ベクトルに対して平行でないことがありうる。例えば、第２の平面フェーズドアレイアンテナは、図１の第１のフェーズドアレイアンテナ１３２、図１の第２のフェーズドアレイアンテナ１３４、又は図２のフェーズドアレイアンテナ２１０〜２１８のうちの１つのフェーズドアレイアンテナを含むか、これらに相当しうる。例えば、図３を参照して、ビークル３０２は、第３の通信リンク３３６に対応する第４のユーザーデバイス３２８に第２の信号を送信しうる。
【００８７】
幾つかの実装では、通信リンクに対応する第１の信号は、第１のユーザーデバイス又は第１の地上局から受信されうる。通信リンクに対応する第２の信号は、第２のユーザーデバイス又は第２の地上局に送信されうる。例えば、第１の信号及び第２の信号は、図３の第３の通信リンク３３６、図３の第４の通信リンク３３８、又はその両方を含むか、これらに相当しうる。第１の地上局及び第２の地上局の各々は、図３の複数の基地局３１２〜３１８のうちの１つの基地局を含むか、これらに相当しうる。
【００８８】
方法７００は、ＨＡＰとして動作するビークルが無線通信システムの通信リンクに対応する信号を送受信することを可能にしうる。方法７００は、衛星やオゾン層の上方で動作する他のＨＡＰビークルと比較して、より少ない電力の消費で、セルラ装置と互換性のある周波数で動作しうる。方法７００は、地上インフラの建物と比較して人口密度の流入が予測される領域（例えば、コンサートやイベント）に、大きな帯域幅をより迅速かつ効率的に提供しうる。方法７００は、遠隔領域（例えば、地上インフラがない領域）に、地上インフラが商業的に利用可能でない地勢の領域に、及び／又は気象などによりインフラが障害を受けた領域に、無線通信サービスを提供しうる。
【００８９】
図８〜図１０は、図７の方法７００の操作に加えて実行されうる一又は複数の追加の操作を示している。方法８００、９００、９５０、１０００、及び１０５０の操作は、図１のシステム１００、図１のビークル１０２、図３のビークル３０２、或いはこれらの組み合わせによって実行されうる。図８を参照すると、方法８００は、フェーズドアレイアンテナシステムを介して通信するとき、ビームを生成及び調整するための例示的な方法を含むか、これに相当しうる。
【００９０】
方法８００は、操作８０２〜８０８のうちの一又は複数を含みうる。図８に示したように、方法８００は、８０２において、航空機の高度、航空機の姿勢、サービスカバレージエリアの第１の部分、飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、第１の平面フェーズドアレイアンテナの第１の素子セットによって第１のビームを生成することを含む。第１の信号は第１のビームを介して受信されうる。方法８００は、８０４において、高度、姿勢、サービスカバレージエリアの第２の部分、飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２の素子セットを生成することを含む。第２の信号は第２のビームを介して送信されうる。図１を参照して説明されるように、例えば、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の素子セットは第１のビームを生成し、第２のフェーズドアレイアンテナ１３４の素子セットは、センサデータ、飛行経路データ、及びサービスカバレージデータに基づいて、第２のビームを生成しうる。
【００９１】
方法８００は、８０６において、高度、姿勢、サービスカバレージエリアの第１の部分、飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、第１のビームの形状を調整することを含む。方法８００は、８０８において、高度、姿勢、サービスカバレージエリアの第２の部分、飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、第２のビームの形状を調整することを含む。図１を参照して説明されるように、例えば、ビームフォーマ１４２は、第１のビーム及び第２のビームの形状を調整するため、第１の素子セット及び第２の素子セットを生成した信号の位相、振幅、或いはその両方を調整しうる。
【００９２】
図９は方法９００及び方法９５０を示す。方法９００は、フェーズドアレイアンテナシステムを介して通信するとき、ビームを調整する別の例示的な方法を含むか、これに相当しうる。方法９５０は、フェーズドアレイアンテナシステムを介して通信するとき、飛行経路データ及び／又はサービスカバレージデータを受信（又は、更新）する例示的な方法を含むか、これに相当しうる。
【００９３】
図８の操作８０６を参照して説明されるように、方法９００は、操作９０２〜９０６のうちの一又は複数を含みうるか、第１のビームの形状の調整の特定の実施例に対応しうる。図９に示した方法９００では、第１のビームは第１のビーム形成ウェイトに基づいて生成され、サービスカバレージエリアの第１の部分に通信リンクを提供する。特定の実装では、第１のビーム形成ウェイトは、航空機の第１の高度、航空機の第１の姿勢、航空機に対するサービスカバレージエリアの第１の部分の配置、或いはこれらの組み合わせに基づいて、決定されうる。
【００９４】
方法９００は、９０２において、航空機の一又は複数のセンサ、航空機の第２の高度、航空機の第２の姿勢、或いはこれらの組み合わせから受信することを含む。方法９００はまた、９０４において、第２の高度、第２の姿勢、航空機に対するサービスカバレージエリアの第１の部分の配置、或いはこれらの組み合わせに基づいて、サービスカバレージエリアの第１の部分に第１のビームを提供する第２のビーム形成ウェイトを決定することを含む。方法９００は更に、９０６において、第２のビーム形成ウェイトに基づいて調整された第１のビームを生成することを含む。第１のビームは、調整された第１のビームの第２の形状とは異なる第１の形状を有しうる。
【００９５】
方法９５０を参照すると、方法９５０は、９５２において、通信アップリンクを介して飛行経路データを受信することを含む。例えば、ビークル３０２は、飛行経路データ、サービスカバレージデータ、或いはその両方を、フィーダリンクアンテナを介してゲートウェイアンテナ３０６から受信しうる。方法９５０は、９５４において、飛行経路データに基づいて航空機を操作することを含む。例えば、ビークル３０２は、飛行経路データに基づいて、飛行経路３４２に従って操作されうる。方法９５０は、９５６において、図１のフィーダリンクアンテナ１１０又は図２のフィーダリンクアンテナ２０８などの通信アップリンクを介して、飛行経路に関連付けられたサービスカバレージデータを受信することを含む。
【００９６】
図１０は方法１０００及び方法１０５０を示す。方法１０００は、フェーズドアレイアンテナシステムを介して通信するときに、ハンドオフ（例えば、イントラアンテナハンドオフ）を実行するための例示的な方法を含むか、これに相当しうる。方法１０５０は、フェーズドアレイアンテナシステムを介して通信するときに、ハンドオフ（例えば、インターアンテナハンドオフ）を実行するための別の例示的な方法を含むか、これに相当しうる。
【００９７】
方法１０００は、一又は複数の操作１００２〜１００６を含み、ソフトハンドオフ（例えば、メイクビフォアブレークハンドオフ）又はハードハンドオフ（例えば、メイクビフォアブレークハンドオフ）に相当しうる。図１０に示した方法１０００では、第１の平面フェーズドアレイアンテナの第１の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に通信リンクを提供する。このような実装では、方法１０００は、１００２において、第１の素子セットによって、サービスカバレージエリアの特定の部分への通信リンクの提供を停止することを含む、第１の平面フェーズドアレイアンテナに対してビームハンドオフを実行することを含む。方法１０００は更に、１００４において、第１の平面フェーズドアレイアンテナの第２の素子セットによって、サービスカバレージエリアの特定の部分への通信リンクの提供を含む。通信リンクを提供することは、通信リンクに対応する信号を送受信することを含みうる。幾つかの実装では、第１の素子セットが特定の部分への通信リンクの提供を停止する前に、第２の素子セットは、サービスの特定の部分への通信リンクを提供しうる。図１を参照して説明されるように、例えば、図１の第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第２の素子セットは、第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の素子セットが第１の信号の生成を停止する、或いは、サービスカバレージエリアの別の部分をカバーするように第１の信号を調整する前に、第２の信号を生成しうる。
【００９８】
他の実装では、ビームハンドオフを実行することは、第１の素子セットによって、サービスカバレージエリアの特定の部分への通信リンクの提供を停止することを含む。例えば、第１の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分への通信リンクの提供を停止、或いはカバレージエリアの別の部分へのサービスの提供を開始しうる。ビームハンドオフの実行は更に、第２の平面フェーズドアレイアンテナの第１の素子セットによって、サービスカバレージエリアの特定の部分への通信リンクの提供を含みうる。幾つかの実装では、第１の素子セットが特定の部分への通信リンクの提供を停止する前に、第２の素子セットは、サービスの特定の部分への通信リンクを提供しうる。図１を参照して説明されるように、例えば、図１の第２のフェーズドアレイアンテナ１３４の素子セットは、図１の第１のフェーズドアレイアンテナ１３２の第１の素子セットが特定の部分への通信リンクの提供を停止する前に、サービスの特定の部分への通信リンクを提供しうる。幾つかの実装では、第１のフェーズドアレイアンテナのソフトハンドオフ、ハードハンドオフ、或いはその両方は、パケット境界で起こりうる。
【００９９】
方法１０５０を参照すると、方法１０５０は、１０５２において、通信リンクのパケット境界で、第１の素子セットから第２の素子セットへのビームハンドオフを実行することを含む。例えば、図１の通信コントローラ１０８は、通信リンクの第１のパケットの終わり及び第２のパケットの始まり、或いはその近傍でビームハンドオフ（例えば、インターアンテナハンドオフ）を実行しうる。特定の実装では、通信コントローラ１０８は、ビームハンドオフを開始するため、複数のフェーズドアレイアンテナのうちの一又は複数のフェーズドアレイに制御信号を送信しうる。例えば、制御信号は、第１の平面フェーズドアレイアンテナ及び第２の平面フェーズドアレイアンテナに送信され、航空機の予測される飛行経路及び予測される姿勢に基づいて特定の通信リンクを維持するため、第１の平面フェーズドアレイアンテナから第２の平面フェーズドアレイアンテナへのハンドオフを示しうる。
【０１００】
方法１０５０は、１０５４においてソフトハンドオフを実行すること、又は、１０５６においてハードハンドオフを実行することを含む。例えば、方法１０５０は、１０５４において、第１の素子セットがサービスカバレージエリアの特定の部分への通信リンクを提供した第１のビーム生成を停止する前に、サービスカバレージエリアの特定部分への通信リンクを提供する第２のビームを生成する第２の素子セットを含む。代替的に、方法１０５０は、１０５６において、第２の素子セットがサービスカバレージエリアの特定の部分への通信リンクを提供する第２のビームを生成する前に、サービスカバレージエリアの特定の部分への通信リンクを提供した第１のビームの生成を停止する第１の素子セットを含む。幾つかの実装では、通信コントローラ１０８は、ソフトハンドオフ及びハードハンドオフの両方を実行するように構成されうる。他の実装では、ハンドオフの実行は複数のパケットの上で起こりうる。例えば、ソフトハンドオフ（例えば、メイクビフォアブレークハンドオフ）を実行するときには、第１の平面フェーズドアレイアンテナ及び第２の平面フェーズドアレイアンテナの両方は、複数のパケットが送信及び／又は受信される間に、通信リンクを維持しうる。
【０１０１】
図１１及び図１２を参照すると、本開示の実施例は、図１１のフロー図によって示されているビークルの製造及びサービスの方法１１００、及び図１２のブロックダイアグラムによって示されているビークルシステム１２００との関連で説明されている。図１１のビークルの製造及びサービスの方法１１００、及び図１２のビークル１２０２は、例示的な非限定的な実施例として、航空機、飛行船、又はその他のビークルを含みうる。ビークル１２０２は、有人或いは無人（例えば、ドローン又は無人航空機（ＵＡＶ））であってもよい。ビークル１２０２はＨＡＰとして動作しうる。
【０１０２】
図１１を参照すると、複数のフェーズドアレイアンテナを介した通信のためのシステム（例えば、通信システム）を操作する方法の実施例のフロー図が１１００で示され指定されている。製造前段階では、例示的な方法１１００は、１０２において、図１のビークル１０２又は図１２を参照して説明されるビークル１２０２など、ビークルの仕様及び設計を含む。ビークルの仕様及び設計の作成中に、方法１１００は、送受信機、複数のフェーズドアレイアンテナ、通信コントローラ、或いはこれらの組み合わせの仕様を決定することを含みうる。送受信機及び複数のフェーズドアレイアンテナはそれぞれ、送受信機１０４及び複数のフェーズドアレイアンテナ１０６を含むか、これらに相当しうる。通信コントローラは、通信コントローラ１０８を含むか、これらに相当しうる。１１０４では、方法１１００は材料の調達を含む。例えば、方法１１００は、通信システムのための材料（例えば、図１の送受信機１０４、図１の複数のフェーズドアレイアンテナ１０６、図１の通信コントローラ１０８、或いはこれらの組み合わせ）の調達を含みうる。
【０１０３】
製造中、方法１１００は、１１０６におけるコンポーネント及びサブアセンブリの製造を含み、８０８におけるビークルのシステムインテグレーションを含む。方法８００は、通信システムのコンポーネント及びサブアセンブリの製造（例えば、図１の送受信機１０４の製造、図１の複数のフェーズドアレイアンテナ１０６、図１の通信コントローラ１０８、或いはこれらの組み合わせ）、及び複数のフェーズドアレイアンテナを介した通信システムのシステムインテグレーション（例えば、通信コントローラ１０８を複数のフェーズドアレイアンテナ１０６に連結すること）を含みうる。方法１１００は、１１１０でのビークルの認可及び納品、１１１２でのビークルの運航開始を含む。認可及び納品は、通信システムの認可を含みうる。方法１１００は、通信システムの運用開始を含みうる。顧客により運航される間に、ビークルは、定期的な整備及び保守（改造、再構成、改修なども含みうる）が予定されうる。方法１１００は、１１１４において、ビークル上での整備及び保守を実行することを含む。方法１１００は、通信システムの整備及び保守を実行することを含みうる。例えば、通信システムの整備及び保守は、図１の送受信機１０４、図１の複数のフェーズドアレイアンテナ１０６、図１の通信コントローラ１０８、或いはこれらの組み合わせのうちの一又は複数を交換することを含みうる。
【０１０４】
方法８００のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば、顧客）によって実行され、又は実施されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレータとは、限定するものではないが、任意の数の航空機製造者及び主要システムの下請業者を含んでもよく、第三者とは、限定するものではないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含んでもよく、オペレータとは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってもよい。
【０１０５】
図１２を参照すると、複数のフェーズドアレイアンテナを介して通信するシステムのコンポーネントを含むビークルの例示的な実装のブロックダイアグラムが１２００で示され指定されている。例えば、ビークル１２０２は、図１のビークル１０２を含むか、これに対応しうる。例えば、ビークル１２０２は、例示的な非限定的な実施例として、航空機を含みうる。ビークルは、図１１の方法１１００の少なくとも一部によって製造されうる。図１に示したように、ビークル１２０２（例えば、航空機）は、複数のセンサ１１４、機体１２１８、内装１２２２、前方部分１２４２、後方部分１２４４、上部表面１２４６、下部表面１２４８、及び通信システム１２０１を含む複数のシステム１２２０を含みうる。複数のシステム１２２０は、推進システム１２２４、電気システム１２２６、環境システム１２２８、又は油圧システム１２３０のうちの一又は複数を含みうる。通信システム１２０１は、図１を参照して説明されるシステム１００のコンポーネントを含み、送受信機１０４、複数のフェーズドアレイアンテナ１０６、及び通信コントローラ１０８を含みうる。幾つかの実装では、ビークル１２０２の通信コントローラ１０８はビームフォーマ１４２を含みうる。ビームフォーマ１４２は、図１を参照して説明されるようにビーム形成ウェイト１２５２を決定する。ビームフォーマ１４２は、図１を参照して説明されるように、第１のビーム形成ウェイト１２５２を調整することによって、第２のビーム形成ウェイト１２５４を決定しうる。
【０１０６】
加えて、送受信機１０４連結されたメモリ（図示せず）、通信コントローラ１０８、或いはその両方など、任意の数の他のシステムが含まれうる。メモリは、図１のメモリ１１６を含むか、これに相当しうる。例えば、送受信機１０８、通信コントローラ１０８、或いはその両方は、メモリ内に保存されたコンピュータ実行可能命令（例えば、一又は複数の命令のプログラム）を実行するように構成されてもよい。命令が実行されると、送受信機１０４、通信コントローラ１０８、或いはその両方は、図７の方法７００、図８の方法８００、図９の方法９００及び９５０、図１０の方法１０００、或いはこれらの組み合わせのうちの一又は複数の操作を実行する。
【０１０７】
本書に含まれる装置及び方法は、図１１の方法１１００の一又は複数の任意の段階で採用されうる。例えば、製造プロセス１１０８に対応するコンポーネントまたはサブアセンブリは、例えば、限定するものではないが、１１１２において、ビークル１２０２の運航中に製造されるコンポーネントまたはサブアセンブリと同様の方法で作製または製造されうる。また、一又は複数の装置の実装、方法の実装、或いはこれらの組み合わせは、例えば、ビークル１２０２の組立てを実質的に効率化するか、又はビークル１２０２のコストを低減することにより、製造段階（例えば、方法１１００の段階１１０２〜１１１０）で利用することができる。同様に、装置の実装、方法の実装、或いはこれらの組み合わせのうちの一又は複数を、ビークル１２０２の運航中に、例えば、限定するものではないが、１１１４における整備及び保守に利用することができる。
【０１０８】
本書に記載の実施例の図は、様々な実装の構造の概略的な理解をもたらすことを意図している。これらの図は、本書に記載された構造又は方法を利用する装置及びシステムのすべての要素及び特徴を網羅的に説明することを意図していない。本開示を精査することで、当業者には、他の多くの実装が明らかになりうる。本開示の範囲を逸脱することなく構造的及び論理的な置換及び変更が行うことができるように、他の実装を利用し、他の実装を本開示から引き出すことができる。例えば、方法動作を図に示す順序とは異なる順序で実行してもよく、或いは、一又は複数の方法動作を省略してもよい。したがって、本開示及び図は、限定的というよりは、むしろ例示的なものと見なすべきである。
【０１０９】
更に、本書では具体的な実施例を例示且つ説明してきたが、同一又は類似の結果を実現するよう設計された任意の後続の構成を、図示の特定の実装と置き換えてよいことを理解されたい。本開示は、様々な実装の後続する任意の又はすべての適用例又は変形例を含むことが意図されている。上述の実装の組み合わせ、及び、本書で特段に説明していない他の実装は、本明細書を精査することで当業者には明らかになろう。
【０１１０】
更に、本開示は以下の条項による実施例を含む。
【０１１１】
条項１．  胴体（２３０）と、
前記胴体に連結された翼（２３２、２３４）と、
送受信機（１０４）と、
前記送受信機に連結され、前記胴体又は前記翼の少なくとも１つに固定的に据え付けられた複数の平面フェーズドアレイアンテナ（１０６、１３２、１３４、２１０〜２１８、２６２）であって、第１の法線ベクトル（２２０〜２２８、２６４）を有する第１の平面フェーズドアレイアンテナ（１３２、２１０〜２１８）及び第２の法線ベクトル（２２２〜２２８、２６４）を有する第２の平面フェーズドアレイアンテナ（１３４、２１０〜２１８）を含み、前記第１の法線ベクトルは前記第２の法線ベクトルに対して平行ではない、複数の平面フェーズドアレイアンテナ（１０６、１３２、１３４、２１０〜２１８、２６２）と
を備える航空機。
【０１１２】
条項２．  前記複数の平面フェーズドアレイアンテナは、胴体下方部分（１２４、２４８）及び翼下方部分（２５０）のうちの少なくとも１つに固定的に据え付けられており、２つ以上の複数の平面フェーズドアレイアンテナは互いに非平行な法線ベクトルを有し、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナは前記第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２のアスペクト比（２７４）とは異なる第１のアスペクト比（２７２）を有する、条項１に記載の航空機。
【０１１３】
条項３．  前記複数の平面フェーズドアレイアンテナは更に、
前記胴体の第１の部分（２４０）に固定的に据え付けられた第３の平面フェーズドアレイアンテナ（２１４）と、
前記胴体の第２の部分（２４２）に固定的に据え付けられた第４の平面フェーズドアレイアンテナ（２１６）と、
前記航空機の前記胴体の第３の部分（２４４）に固定的に据え付けられた第５の平面フェーズドアレイアンテナ（２１８）とを含み、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナは前記翼の右舷側翼（２３２）に固定的に据え付けられ、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナは前記翼の左舷側翼（２３４）に固定的に据え付けられている、条項１に記載の航空機。
【０１１４】
条項４．  前記胴体、前記翼、前記送受信機、及び前記複数の平面フェーズドアレイアンテナは無人航空機を構成し、前記第１の法線ベクトルは前記無人航空機に対して右舷側方向（２５２）に配向され、前記第２の法線ベクトルは前記無人航空機に対して左舷側方向（２５４）に配向される、条項３に記載の航空機。
【０１１５】
条項５．  前記第１の平面フェーズドアレイアンテナは、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２の最大走査角（２５８）とは異なる第１の最大走査角（２５６）を有し、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナに関連付けられた第１の潜在的地上カバレージエリア（６１２）は、前記第２のフェーズドアレイアンテナに関連付けられた第２の潜在的地上カバレージエリア（６１４）と部分的に重なる、条項１に記載の航空機。
【０１１６】
条項６．  前記第１の平面フェーズドアレイアンテナは複数の第１のビーム（４１２）を生成するように構成され、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナは複数の第２のビーム（４１４）を生成するように構成され、前記複数の第１のビームは前記複数の第２のビームと重ならない、条項５に記載の航空機。
【０１１７】
条項７．  高度、姿勢、位置、或いはこれらの組み合わせを示すセンサデータ（１２１４）を生成するように構成された複数のセンサ（１１４）と、
前記送受信機に連結され、前記高度、前記姿勢、及び前記位置に対するサービスカバレージエリアの配置に基づいて、ビーム形成ウェイト（１２５２）を決定し、調整するように構成された通信コントローラ（１０８）と
を更に備える、条項１に記載の航空機。
【０１１８】
条項８．  前記通信コントローラは更に、前記複数の平面フェーズドアレイアンテナの１つの特定の平面フェーズドアレイアンテナが、第１の周波数（５３２）を有する第１のビームセット（５２２）及び第２の周波数（５３４）を有する第２のビームセット（５２４）を生成するように構成されている、条項７に記載の航空機。
【０１１９】
条項９．  前記第１のビームセットの各ビームは通信リンク（３３２〜３３８）に対応する信号の送受信をサポートし、前記第１のビームセットは、前記第１の周波数の周波数再利用を可能にするため、前記第２のビームセットの中に散在する、条項８に記載の航空機。
【０１２０】
条項１０．  前記通信コントローラは更に、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナから前記第２の平面フェーズドアレイアンテナへのハンドオフを示す制御信号を前記送受信機に提供するように構成される、条項７に記載の航空機。
【０１２１】
条項１１．  前記制御信号は予測される飛行経路に基づいて生成され、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナから前記第２の平面フェーズドアレイアンテナへの前記ハンドオフはメイクビフォアブレークハンドオフを含む、条項１０に記載の航空機。
【０１２２】
条項１２．  前記制御信号は予測される飛行経路に基づいて生成され、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナから前記第２の平面フェーズドアレイアンテナへの前記ハンドオフは、パケット境界を使用するブレークビフォアメイクハンドオフを含む、条項１０に記載の航空機。
【０１２３】
条項１３．  前記通信コントローラは更に、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナで利用可能な代替的なアクティブチャネルがないという判断に応じて、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナのアクティブチャネルが、次の接続途絶を示す前記アクティブチャネルに関連するユーザーデバイスにメッセージを送信するように構成されている、条項７に記載の航空機。
【０１２４】
条項１４．  飛行経路データを保存するように構成されたメモリ（１１６）と、
前記飛行経路データによって示された飛行経路（３４２）に基づいて、前記翼を制御するように構成されたフライトコントローラ（１１２）とを更に備え、前記飛行経路は、ループ、円、楕円、８の字、或いはこれらの組み合わせを含み、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナ及び前記第２の平面フェーズドアレイアンテナは、前記受信したビーム形成ウェイトに基づいて複数のビームを生成する、条項１に記載の航空機。
【０１２５】
条項１５．  フェーズドアレイアンテナシステムを介して通信するための方法（７００）であって、前記方法は、
航空機（１２０２）に固定的に据え付けられた第１の平面フェーズドアレイアンテナ（１３２）を介して、通信リンク（３３６）に対応する第１の信号を受信すること（７０２）と、
前記航空機に固定的に据え付けられた第２の平面フェーズドアレイアンテナ（１３４）を介して、前記通信リンクに対応する第２の信号を送信すること（７０４）とを含み、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナの第１の法線ベクトル（２２０）は、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナの第２の法線ベクトル（２２２）に対して平行ではない、方法（７００）。
【０１２６】
条項１６．  前記通信リンクに対応する前記第１の信号は、第１のユーザーデバイス（３２２〜３２８）又は第１の地上局（３１２〜３１８）から受信されるか、
前記通信リンクに対応する前記第２の信号は、第２のユーザーデバイス（３２２〜３２８）又は第２の地上局（３１２〜３１８）へ送信されるか、の少なくとも一方である、条項１５に記載の方法。
【０１２７】
条項１７．  前記航空機の高度、前記航空機の姿勢、サービスカバレージエリアの第１の部分、飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記第１の平面フェーズドアレイアンテナ（２１０）の第１の素子セットによって第１のビーム（４１２）を生成すること（８０２）であって、前記第１の信号は前記第１のビームを介して受信される、生成すること（８０２）と、
前記高度、前記姿勢、前記サービスカバレージエリアの第２の部分、前記飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記第２の平面フェーズドアレイアンテナ（２１２）の第２の素子セットによって第２のビーム（４１４）を生成すること（８０４）であって、前記第２の信号は前記第２のビームを介して送信される、生成すること（８０４）と
を更に含む、条項１５に記載の方法。
【０１２８】
条項１８．  前記高度、前記姿勢、前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分、前記飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記第１のビームの形状を調整すること（８０６）と、
前記高度、前記姿勢、前記サービスカバレージエリアの前記第２の部分、前記飛行経路、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記第２のビームの形状を調整すること（８０８）とを更に含む、条項１７に記載の方法。
【０１２９】
条項１９．  前記第１のビームは第１のビーム形成ウェイト（１２５２）に基づいて生成され、前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分への前記通信リンクに対応する信号の送受信をサポートし、
前記第１のビーム形成ウェイトは前記航空機の第１の高度、前記航空機の第１の姿勢、前記航空機に対する前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分の配置、或いはこれらの組み合わせに基づいて決定され、
前記第１のビームの形状を調整することは、
前記航空機の一又は複数のセンサ（１１４）から、前記航空機の第２の高度、前記航空機の第２の姿勢、或いはこれらの組み合わせを受信すること（９０２）と、
前記第２の高度、前記第２の姿勢、前記航空機に対する前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分の配置、或いはこれらの組み合わせに基づいて、前記サービスカバレージエリアの前記第１の部分に調整された第１のビームを提供するための第２のビーム形成ウェイト（１２５４）を決定すること（９０４）と、
前記第２のビーム形成ウェイトに基づいて調整された第１のビームであって、前記調整された第１のビームの第２の形状とは異なる第１の形状を有する第１のビームを生成すること（９０６）とを含む、条項１８に記載の方法。
【０１３０】
条項２０．  通信アップリンク（１１０）を介して飛行経路データを受信すること（９５２）と、
前記飛行経路データに基づいて、フライトコントローラ（１１２）によって、前記航空機を操作すること（９５４）と、
前記通信アップリンクを介して前記飛行経路に関連するサービスカバレージデータを受信すること（９５６）と
を更に含む、条項１５に記載の方法。
【０１３１】
条項２１．  前記第１の平面フェーズドアレイアンテナの第１の素子セットは、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して前記通信リンクを提供し、前記通信リンクを提供することは、前記通信リンクに対応する信号を送受信することを含み、また、更に、
前記第１の素子セットによって、前記サービスカバレージエリアの前記特定の部分に対して前記通信リンクを提供すること（１００２）を停止することと、
前記第１の平面フェーズドアレイアンテナの第２の素子セットによって、前記サービスカバレージエリアの前記特定の部分に対して前記通信リンクを提供すること（１００４）と
を含む前記第１の平面フェーズドアレイアンテナのビームハンドオフを実行することを含む、条項１５に記載の方法。
【０１３２】
条項２２．  前記通信リンクのパケット境界において第１の素子セットから第２の素子セットへのビームハンドオフを実行すること（１０５２、１０５４）であって、前記第２の素子セットは、前記第１の素子セットが、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して通信リンクを提供した第１のビームの生成を停止する前に、前記サービスカバレージエリアの前記特定の部分に対して前記通信リンクを提供する第２のビームを生成する、ビームハンドオフを実行すること（１０５２、１０５４）と、
前記通信リンクのパケット境界において第１の素子セットから第２の素子セットへのビームハンドオフを実行すること（１０５２、１０５６）であって、前記第１の素子セットは、前記第２の素子セットが、サービスカバレージエリアの特定の部分に対して通信リンクを提供する第２のビームを生成する前に、前記サービスカバレージエリアの前記特定の部分に対して前記通信リンクを提供した第１のビームの生成を停止する、ビームハンドオフを実行すること（１０５２、１０５６）とのうちの少なくとも１つを更に含む、条項１５に記載の方法。
【０１３３】
条項２３．  複数の外表面（１２２、１２４、２３０、２３２、２３４、１２４６、１２４８）と、
送受信機（１０４）と、
前記送受信機に連結され、前記複数の外表面の少なくとも１つに固定的に据え付けられた複数のフェーズドアレイアンテナ（１０６、１３２、１３４、２１０〜２１８、２６２）であって、第１の法線ベクトル（２２０）を有する第１のフェーズドアレイアンテナ（１３２）及び第２の法線ベクトル（２２２）を有する第２のフェーズドアレイアンテナ（１３４）を含み、前記第１の法線ベクトルは前記第２の法線ベクトルに対して平行でない、複数のフェーズドアレイアンテナ（１０６、１３２、１３４、２１０〜２１８、２６２）と
を備えるビークル。
【０１３４】
条項２４．  前記ビークルはヘリコプタ、商用航空機、自家用飛行機、又は小型飛行船に相当し、前記第１のフェーズドアレイアンテナはコンフォーマルフェーズドアレイアンテナ（２６２）を備え、前記コンフォーマルフェーズドアレイアンテナは前記複数の外表面の特定の外表面（１２２、１２４）の一部の第２の形状に対応する第１の形状を有し、前記コンフォーマルフェーズドアレイアンテナは複数の法線ベクトル（２６４、２６６）を有する、条項２３に記載のビークル。
【０１３５】
条項２５．  前記送受信機と前記複数のフェーズドアレイアンテナに連結された通信コントローラ（１０８）を更に備え、前記通信コントローラは、
前記複数のフェーズドアレイアンテナの各フェーズドアレイアンテナに複数のビームを生成させ、
前記複数のビームの各ビームをサービスカバレージエリア（６０２）の対応する部分に位置合わせするため、前記複数のビームのビーム形成ウェイト（１２５２、１２５４）を調整するように構成される、条項２３に記載のビークル。
【０１３６】
本開示の「要約」は、特許請求の範囲又は意味を解釈したり、又は限定したりするために使用されるものではないとの理解のもとに、提出される。加えて、上記の「発明を実施するための形態」においては、本開示を簡潔にする目的で、様々な特徴が、グループ化されたり、又は、単一の実装形態内で説明されたりする場合がある。上述の実施例は、本発明を説明するが、本発明を限定するものではない。本発明の原理に従って多くの修正例及び変形例が可能であることを理解されたい。むしろ、下記の特許請求の範囲において反映されているように、特許請求される主題は、開示された任意の実施例の全ての特徴よりも少ない特徴を対象としている場合がある。したがって、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその任意の均等物によって規定されるものである。
【図１】
2018127201.tif 000003
【図２】
2018127201.tif 000004
【図３】
2018127201.tif 000005
【図４】
2018127201.tif 000006
【図５】
2018127201.tif 000007
【図６】
2018127201.tif 000008
【図７】
2018127201.tif 000009
【図８】
2018127201.tif 000010
【図９】
2018127201.tif 000011
【図１０】
2018127201.tif 000012
【図１１】
2018127201.tif 000013
【図１２】
2018127201.tif 000014
【外国語明細書】
2018127201000001.pdf
2018127201000002.pdf
2018127201000003.pdf
2018127201000004.pdf