(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体及び前記第１導体を囲む第２導体を有する容量性プローブと、
前記容量性プローブに関連付けられた測定結果に基づいて信号を生成するとともに、前記容量性プローブを送信アンテナとして用いて送信を行うために前記信号を前記第１導体に供給する無線通信部と、を含み、
前記容量性プローブは、前記第１導体から前記第２導体へ無線周波信号を伝搬する、前記第１導体から前記第２導体へ向かって延伸する１つ又は複数のスタブを含む、センサー装置。
【請求項２】
前記１つ又は複数のスタブは、スロット放射レベル制御のために、前記第１導体から延伸し、前記１つ又は複数のスタブの各々と前記第２導体との間に空隙が形成されている、請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項３】
前記第１導体は、第１周波数で前記第２導体から電気的に隔離され、前記第１導体は、第２周波数で前記第２導体と電気的に接続し、前記第１周波数は、前記第２周波数よりも低い、請求項１又は２に記載のセンサー装置。
【請求項４】
前記第１導体、前記第２導体、又はこれら両方は、１つ又は複数のスロットを画成する、請求項１〜３の何れかに記載のセンサー装置。
【請求項５】
整合回路と、前記無線通信部を前記容量性プローブに接続する給電部とを更に含む、請求項１〜４の何れかに記載のセンサー装置。
【請求項６】
受信した無線信号からエネルギーを獲得するように構成されているエネルギー獲得素子を更に含む、請求項１〜５の何れかに記載のセンサー装置。
【請求項７】
前記エネルギー獲得素子は、温度勾配、振動、又は動きのうち、少なくとも１つからエネルギーを生成するように構成されている、請求項６に記載のセンサー装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の前記容量性プローブを用いてセンサーデータを生成することと、
前記容量性プローブを送信アンテナとして用いて、前記センサーデータに基づく信号を送信することと、を含む方法。
【請求項９】
前記信号は、第１周波数で送信され、前記センサーデータは、第２周波数での電気的読み取りに基づいて生成され、前記第２周波数は、前記第１周波数よりも低い、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記容量性プローブを含むセンサー装置において、温度勾配、振動、動き、又はそれらの組み合わせに基づいてエネルギーを生成し、前記センサー装置に電力を供給することを更に含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して航空機に関し、特に、航空機におけるセンサーシステムに関する。より具体的には、本開示は、航空機の燃料タンクにおける燃料量の測定に用いられる無線センサーシステムのための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の操作中、当該航空機及び当該航空機を取り巻く環境について様々な情報が特定される。このような情報としては、例えば、対気速度、客室内温度、航空機の外側の温度、湿度、気圧、燃料レベル、エンジン温度、動翼の構成、及び他の適切なタイプの情報が挙げられる。このような情報は、航空機内のセンサーシステムを用いて特定することができる。
【０００３】
現在多くの場合において、センサーは、配線やケーブルを介して他の装置に接続されている。例えば、配線は、航空機の翼に設けることができる。これらの配線は、例えば、航空機の胴体に設けられたセンサーシステムの一部から、航空機の翼の燃料タンクやその他の場所に設けられたセンサーまで延設されている。これに加えて、他の装置も燃料タンクや翼に設けることにより、測定の実行およびセンサーデータの生成を容易に行うことができる。
【０００４】
航空機の製造において、燃料タンクにセンサーを設置するために配線を通すことは、時間がかかる。更に、配線、及び配線に関連する他の装置を使用すると、航空機の重量が増す可能性がある。例えば、環境の影響により生じうるアークや放電を低減するために、配線の経路指定及び分離を望ましい態様で実現する追加の構造が必要になることがある。上述した環境の影響としては、雷や静電気などの電磁現象が挙げられる。
【０００５】
更に、配線を使用する場合、燃料タンクに穿孔して、燃料タンク内のセンサーまで配線を通す必要がある。これらの孔の形成及び配置は、時間もコストもかかる。これらのコンポーネントの設置に伴う時間及びコストが増加すると、航空機の製造時間も増加する可能性がある。更に、配線、及び配線用の孔により、メンテナンスにかかる時間及びコストが増加する可能性がある。例えば、孔の封止材及び配線の完全性について、追加の検査を行うことが考えられる。また、配線や封止材は、航空機の使用期間中に、何度か交換すると考えられる。従って、配線を使用するとメンテナンスにかかる時間及びコストは、増加するといえる。
【発明の概要】
【０００６】
特定の実施形態では、センサー装置は、内側導体及び外側導体を有する容量性プローブを含む。容量性プローブの内側導体と外側導体とは、同軸導波管を形成している。外側導体に開口されたスロットを有する同軸導波管は、スロット付導波管アンテナを形成する。センサー装置は、容量性プローブに関連付けられた測定結果に基づいて信号を生成するとともに、送信用の同軸導波管アンテナに信号を供給する無線通信部を更に含む。
【０００７】
他の特定の実施形態では、方法は、第１導体及び第２導体を含む容量性プローブを用いてセンサーデータを生成することを含む。上記方法は、容量性プローブを送信アンテナとして用いて、センサーデータに基づく信号を送信することを、更に含む。
【０００８】
他の特定の実施形態では、輸送体は、燃料タンクと、当該燃料タンク内に設けられたセンサーユニットと、を備える。センサーユニットは、第１導体及び第２導体を有する容量性プローブを含む。センサーユニットは、容量性プローブに関連付けられた測定結果に基づいて信号を生成するとともに、容量性プローブを送信アンテナとして用いて送信を行うために当該信号を第１導体に供給する無線通信部を更に含む。
【０００９】
１つの例示的な実施形態では、装置は、一群のセンサーユニットに所定数の無線電力信号を送信するように構成されるセンサーコレクタを含む。センサー制御部は、更に、所定数の無線電力信号が一群のセンサーユニットに対して送信された後に、所定数の無線データ収集信号を当該一群のセンサーユニットに送信するように構成されている。センサーコレクタは、更に、一群のセンサーユニットから、所定数の無線応答信号に含まれて無線送信されるセンサーデータを受信するように構成されている。
【００１０】
他の例示的な実施形態では、航空機燃料センサーシステムは、一群のセンサーユニットと、無線システムと、センサー制御部とを含む。一群のセンサーユニットは、航空機の燃料タンク内に設けられている。無線システムは、センサー制御部の制御下で、所定数の無線電力信号と所定数の無線データ収集信号とを一群のセンサーユニットに送信するとともに、一群のセンサーユニットから送信される所定数の無線応答信号に含まれるセンサーデータを受信するように構成されている。センサー制御部は、無線システムに、所定数の無線電力信号を一群のセンサーユニットへ送信させるように構成されている。センサー制御部は、更に、所定数の無線電力信号が一群のセンサーユニットに対して送信された後に、無線システムに、所定数の無線データ収集信号を当該一群のセンサーユニットへ送信させるように構成されている。センサー制御部は、更に、無線システムから、所定数の無線応答信号に含まれて無線送信されるセンサーデータを受信するように構成されている。
【００１１】
さらに他の例示的な実施形態では、センサーシステムは、センサーと、アンテナシステムと、エネルギー獲得素子と、制御部とを含む。アンテナシステムは、センサーに物理的に接続されている。アンテナシステムは、無線信号を送受信するように構成されている。エネルギー獲得素子は、受信した無線信号からエネルギーを得るように構成されている。制御部は、センサーを制御することにより、測定を行わせ、当該測定結果をセンサーデータとして保存させ、無線信号にのせて当該センサーデータを送信させるように構成される。
【００１２】
他の例示的な実施形態では、センサーデータの生成方法が提供される。所定数の無線電力信号は、一群のセンサーユニットに送信される。所定数の無線電力信号が一群のセンサーユニットに送信された後、所定数の無線データ収集信号が、一群のセンサーユニットに送信される。一群のセンサーユニットから、所定数の無線応答信号に含まれるセンサーデータが受信される。
【００１３】
他の例示的な実施形態では、センサーデータの生成方法が提供される。所定数の無線電力信号が、センサーユニットで受信される。所定数の無線電力信号が受信された後、前記センサーユニットのセンサーを用いて所定数の測定が行われる。測定結果は、センサーデータとして保存される。所定数の無線データ収集信号が受信されると、所定数の無線センサーデータ信号にのせたセンサーデータが送信される。
【００１４】
特定の実施形態では、センサー装置は、第１導体（例えば、内側導体）及び第２導体（例えば、外側導体）を有する容量性プローブを含む。例えば、第１導体と第２導体とは、同軸導波管を形成することができる。センサー装置は、容量性プローブに関連付けられた容量読み取り（capacitive reading）に基づいて信号を生成するとともに、容量性プローブを送信アンテナとして用いて送信を行うために当該信号を第１導体に供給する無線通信部を更に含む。
【００１５】
特定の実施形態では、方法は、第１導体及び第２導体を含む容量性プローブを用いてセンサーデータを生成することを含む。上記方法は、容量性プローブを送信アンテナとして用いて、センサーデータに基づく信号を送信することを、更に含む。
【００１６】
特定の実施形態では、輸送体は、燃料タンクと、当該燃料タンク内に設けられたセンサーユニットと、を備える。センサーユニットは、第１導体及び第２導体を有する容量性プローブを含む。センサーユニットは、容量性プローブに関連付けられた容量読み取りに基づいて信号を生成するとともに、容量性プローブを送信アンテナとして用いて送信を行うために当該信号を第１導体に供給する無線通信部を更に含む。
【００１７】
特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態において個別に達成可能であり、また、他の実施形態との組み合わせも可能である。この詳細については、以下の記載と図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例示的な実施形態に係る航空機を示す図である。
【図２】例示的な実施形態に係る監視環境を示すブロック図である。
【図３】例示的な実施形態に係る無線システムを示すブロック図である。
【図４】例示的な実施形態に係るセンサーユニットを示すブロック図である。
【図５】例示的な実施形態に係る、センサーデータの生成に用いられるセンサーシステムの状態を示す図である。
【図６】例示的な実施形態に係るセンサーシステムを示す図である。
【図７】例示的な実施形態に係る別のセンサーシステムを示す図である。
【図８】例示的な実施形態に係る別のセンサーシステムを示す図である。
【図９】例示的な実施形態に係る更に別のセンサーシステムを示す図である。
【図１０】例示的な実施形態に係るタイミング図である。
【図１１】例示的な実施形態に係るセンサーユニットを示すブロック図である。
【図１２】例示的な実施形態に係る電気回路を示すブロック図である。
【図１３】例示的な実施形態に係る別の電気回路を示すブロック図である。
【図１４】例示的な実施形態に係るセンサーユニットを示す図である。
【図１５】例示的な実施形態に係る別のセンサーユニットを示す図である。
【図１６】例示的な実施形態に係る別のセンサーユニットを示す図である。
【図１７】例示的な実施形態に係る更に別のセンサーユニットを示す図である。
【図１８】例示的な実施形態に係る更に別のセンサーユニットを示す図である。
【図１９】例示的な実施形態に係る更に別のセンサーユニットを示す図である。
【図２０】例示的な実施形態に係る、センサーデータを生成するプロセスを示すフローチャートである。
【図２１】例示的な実施形態に係る、無線データ収集信号を送信するプロセスを示すフローチャートである。
【図２２】例示的な実施形態に係るデータ処理システムを示すブロック図である。
【図２３】例示的な実施形態に係る航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。
【図２４】例示的な実施形態を実施可能な航空機を示すブロック図である。
【図２５】他の例示的な実施形態に係るセンサーユニットを示す図である。
【図２６】例示的な実施形態に係る、図２５に示されるセンサーユニットを示す第２の図である。
【図２７】例示的な実施形態に係る、図２５に示されるセンサーユニットを示す第３の図である。
【図２８】第１の例示的な実施形態に係る、図２５に示されるセンサーユニットの一部を示す図である。
【図２９】第１の例示的な実施形態に係る、図２５に示されるセンサーユニットの一部を示す別の図である。
【図３０】第２の例示的な実施形態に係る、図２５に示されるセンサーユニットの一部を示す図である。
【図３１】第２実施形態に係る、図２５に示されるセンサーユニットの一部を示す別の図である。
【図３２】例示的な実施形態に係る、無線データ収集信号を送信するプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
例示的な実施形態においては、無線センサーを用いて、航空機における配線の使用、例えば、航空機の翼から燃料タンクに延びる配線の使用などにより生じうる問題を低減できることが認識及び考慮されている。例えば、燃料タンク用のセンサーに対する配線の使用を削減又は排除することにより、航空機を軽量化し、当該航空機の性能を向上させることができる。例えば、航空機の航続距離、操縦性、及び、その他の性能を向上させることができる。更に、航空機の燃料タンクに対するセンサーの設置に要する時間を削減することもできる。
【００２０】
例示的な実施形態では、現在、燃料タンク用の無線センサーとして、容量性プローブが用いられるということが認識及び考慮されている。容量性プローブは、燃料タンクの燃料レベルを測定する。
【００２１】
例示的な実施形態は、センサーデータを生成するための方法及び装置を提供する。例えば、装置は、センサー制御部を含みうる。センサー制御部は、一群のセンサーユニットに対して所定数の無線電力信号を送信するように構成されている。センサー制御部は、無線電力信号が一群のセンサーユニットに対して送信された後に、所定数の無線データ収集信号を当該一群のセンサーユニットに送信するように構成されている。また、センサー制御部は、一群のセンサーユニットから、所定数の無線応答信号に含まれて無線送信されるセンサーデータを受信するように構成されている。
【００２２】
ここで、図面、特に図１を参照すると、例示的な実施形態に係る航空機が示されている。この図示例では、航空機１００は、機体１０６に取り付けられた翼１０２及び翼１０４を有する。航空機１００は、翼１０２に取り付けられたエンジン１０８と、翼１０４に取り付けられたエンジン１１０とを含む。
【００２３】
機体１０６は、機首部１１２及び尾部１１４を有している。水平尾翼１１６、水平尾翼１１８、及び垂直尾翼１２０は、機体１０６の尾部１１４に取り付けられている。
【００２４】
航空機１００は、例示的な実施形態に係る、センサーシステムが実装される航空機の一例である。この図示例では、センサーシステムは、航空機１００に実装され、航空機１００又は航空機１００の周囲の環境のうち少なくとも１つを監視する。
【００２５】
本明細書において、「少なくとも１つの」という表現がアイテムのリストについて用いられる時は、リストアップされたアイテムの１つ又は複数の様々な組み合わせであってもよいということであり、リストのアイテムの１つだけを必要とする場合もあることを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、アイテムＣの少なくとも１つ」は、限定するものではないが、アイテムＡ、アイテムＡとアイテムＢ、又は、アイテムＢを含む場合がある。また、この例では、アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ、又は、アイテムＢとアイテムＣ、を含む場合もある。当然ながら、これらのアイテムのあらゆる組み合わせが存在する場合もある。他の例において、「少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、２個のアイテムＡと、１個のアイテムＢと、１０個のアイテムＣ；４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ；又は、他の適切な組み合わせであってもよい。アイテムは、ある特定の対象、物、又はカテゴリーであってもよい。換言すると、「少なくとも１つの」は、あらゆる組み合わせのあらゆる数のアイテムをリストから使用してもよいが、リスト上の全てのアイテムを必要とするわけではないということを意味する。
【００２６】
この図示例では、燃料タンク１２４及び燃料タンク１２６は、センサーシステムにより監視される航空機１００の部品の例である。特に、センサーシステムは、燃料タンク１２４及び燃料タンク１２６について、燃料レベルだけでなく他の情報も監視することができる。この場合、センサーシステムは、この図示例では、航空機燃料センサーシステムであってもよい。
【００２７】
次に、図２を参照すると、例示的な実施形態に係る監視環境を示すブロック図が示されている。この図示例では、監視環境２００は、航空機２０６についてのセンサーデータ２０４を生成するように構成されたセンサーシステム２０２を含む。図１に示される航空機１００は、ブロック形式で示される航空機２０６を実現する態様の一例である。
【００２８】
図示のように、センサーシステム２０２は、航空機２０６と物理的に関連付けられている。１つのコンポーネントが他のコンポーネントと「物理的に関連付けられている」場合、この関連付けは、図示の例における物理的関連付けをいう。例えば、センサーシステム２０２等の第１のコンポーネントは、航空機２０６等の第２のコンポーネントに対して、第２のコンポーネントに対する固定、第２のコンポーネントに対する接合、第２のコンポーネントに対する取り付け、第２のコンポーネントに対する溶接、第２のコンポーネントに対する締結、及び／又は、他の適当な方法による第２のコンポーネントに対する接続、によって、物理的に関連付けられるとみなせる。また、第１のコンポーネントは、第３のコンポーネントを用いて、第２のコンポーネントに接続されてもよい。また、第１のコンポーネントを第２のコンポーネントの一部や延長部として形成することによって、第１のコンポーネントが第２のコンポーネントに関連付けられるとみなしてもよい。
【００２９】
この図示例では、センサーシステム２０２は、センサーデータ２０４の生成に用いられる所定数のコンポーネントを含む。図示のように、センサーシステム２０２は、センサー制御部２０８と、無線システム２１０と、センサーユニット２１２とを含む。
【００３０】
センサー制御部２０８は、センサーユニット２１２によるセンサーデータ２０４の生成を制御するように構成されている。図示のように、センサー制御部２０８は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又は、これらの組み合わせで実現することができる。ソフトウェアを用いる場合、センサー制御部２０８により実行される動作は、プロセッサユニットで実行可能なプログラムコードで実現することができる。ファームウェアを用いる場合、センサー制御部２０８により実行される動作は、プロセッサユニットで実行可能な、永続性メモリに保存されたプログラムコード及びデータで実現することができる。ハードウェアを用いる場合、ハードウェアは、センサー制御部２０８の動作を実行するために動作する回路を含んでもよい。
【００３１】
本実施形態では、ハードウェアは、回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス、又は、所定数の処理を行うように構成された他の適切なタイプのハードウェアの形態であってもよい。プログラマブルロジックデバイスを用いる場合、当該デバイスは、所定数の処理を行うように構成してもよい。このデバイスは、後に構成を変更してもよいし、所定数の処理を行うように恒久的な構成としてもよい。プログラマブルロジックデバイスの例としては、プログラマブルロジックアレイ、プログラマブルアレイロジック、フィールドプログラマブルロジックアレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及び、他の適切なハードウェアデバイスが挙げられる。また、プロセスは、無機要素が組み込まれた有機要素によって実施してもよいし、人間を除く有機要素によって全体を構成してもよい。例えば、プロセスは、有機半導体の回路として実現してもよい。
【００３２】
無線システム２１０は、ハードウェアシステムであって、無線信号２１４の送信を容易にするように構成されている。本実施形態では、無線信号２１４が、無線周波信号である場合について説明を行っている。当然ながら、無線信号２１４は、無線周波信号に加えて、或は、当該信号に代えて、他の形態をとることもできる。例えば、無線信号２１４は、無線周波信号、光信号、赤外線信号、又は、他の適切なタイプの無線信号のうち、少なくとも１つであってもよい。無線システム２１０は、適切なアーキテクチャ又は構成（arrangement）を有していてもよい。例えば、無線システム２１０は、無線ネットワークであってもよい。
【００３３】
図示のように、無線システム２１０は、センサー制御部２０８の制御下で、所定数の無線電力信号２１６と所定数の無線データ収集信号２１８とを一群のセンサーユニット２１２に送信するとともに、所定数の無線応答信号２２０に含まれ、一群のセンサーユニット２１２から無線送信されるセンサーデータ２０４を受信するように構成されている。これらの信号は、無線信号２１４のほんの一例であって、無線信号２１４はこれらの信号に限定されない。
【００３４】
本明細書において、「所定数の」という表現をアイテムと共に用いた場合、１つ又は複数のアイテムをいうものとする。例えば、所定数の無線電力信号２１６とは、無線電力信号２１６のうちの１つ又は複数の無線電力信号をいう。また、「群」という表現をアイテムと共に用いた場合も同様に、１つ又は複数のアイテムをいうものとする。
【００３５】
図示のように、センサーユニット２１２は、航空機２０６における領域２２２に設けられている。１つの具体的且つ非制限的な例として、一群のセンサーユニット２１２は、領域２２２における燃料タンク２２４に設けてもよい。
【００３６】
図示例においては、一群のセンサーユニット２１２は、所定数の無線電力信号２１６から、動作するためのエネルギーを得る。換言すれば、所定数の無線電力信号２１６は、一群のセンサーユニット２１２に対して無線でエネルギーを伝達することにより電力を供給する。本実施形態では、所定数の無線電力信号２１６は、変調されていなくてもよい。換言すれば、命令やデータなどの情報は、無線電力信号２１６に含まれていない。
【００３７】
図示のように、所定数の無線電力信号２１６のうち１つの無線電力信号により、一群のセンサーユニット２１２に対して十分にエネルギーを供給することができる。具体的には、エネルギーは、電気エネルギーである。
【００３８】
いくつかの例では、所定数の無線電力信号２１６における１つ又は複数の追加の無線電力信号を用いて、一群のセンサーユニット２１２における１つ又は複数のセンサーユニット２１２に対して電力を供給してもよい。この場合、複数の無線電力信号は、所定数の無線電力信号２１６のうち複数の順次的な無線電力信号の形態で使用される。複数の無線信号の使用は、一群のセンサーユニット２１２のための細流充電処理（trickle charging process）とも呼ばれる。複数の無線電力信号を用いることにより、信号を低レベルで送信するとともに、その継続時間を短縮することができる。
【００３９】
更に、いくつかのケースにおいては、一群のセンサーユニット２１２のうち１つのセンサーユニットに対して、所定数の無線電力信号２１６のうち１つの無線電力信号を用いて電力を供給するとともに、一群のセンサーユニット２１２の他の１つのセンサーユニットに対して、所定数の無線電力信号２１６のうち複数の無線電力信号を用いて電力を供給してもよい。換言すれば、無線電力信号２１６の送信は、一群のセンサーユニット２１２内で混合されてもよい。
【００４０】
所定数の無線電力信号２１６から得られるエネルギーは、一群のセンサーユニット２１２が１つ又は複数の処理を行うために用いてもよい。例えば、一群のセンサーユニット２１２が、所定数の無線電力信号２１６を受信すると、一群のセンサーユニット２１２は、測定を行い、測定結果をセンサーデータ２０４として保存する。
【００４１】
一群のセンサーユニット２１２が、無線システム２１０から無線データ収集信号２１８を受信すると、一群のセンサーユニット２１２は、無線システム２１０を介してセンサー制御部２０８に対してセンサーデータ２０４を送信する。説明するように、所定数の無線データ収集信号２１８は、情報を含むために変調されている。この情報は、センサーユニット２１２からセンサーデータ２０４を収集するために必要な命令、データ、及び他の情報を含むことができる。図示のように、センサーデータ２０４は、所定数の無線応答信号２２０に含まれ、無線システム２１０を介して、センサー制御部２０８へと送信される。
【００４２】
センサー制御部２０８は、センサーデータ２０４を処理する。センサー制御部２０８は、例えば、フィルタリング、解析、航空機２０６内のコンピュータへのセンサーデータ２０４の送信、警告の生成、データベースへのセンサーデータ２０４の保存、航空機２０６から離れた場所へのセンサーデータ２０４の送信、センサーデータ２０４の表示、又は、他の適切な処理、のうち少なくとも１つを含む処理を行う。
【００４３】
これらの図示例では、センサーシステム２０２は、規格（policy）を満たすように構成することができる。規格とは、１つ又は複数の規則である。規格は、例えば、航空機２０６での動作についての安全規格である。安全規格は、コンポーネントの作製やコンポーネントの動作についての規則、及び、その他の規則を含みうる。１つの例示的な実施形態において、安全規格は、センサーシステム２０２のアーキテクチャに関し、安全認証要件が定められた規格であってもよい。センサーシステム２０２における種々のコンポーネントは、このタイプの規格又はその他の規格を満たすように構成してもよい。
【００４４】
次に、図３を参照すると、例示的な実施形態に係る無線システムを示すブロック図が示されている。図３に示される無線システムは、例えば、図２に示される無線システム２１０に対応している。図示のように、無線システム２１０は、送受信システム３００と、一群のアンテナ３０２と、ルーターシステム３０４とを含む。
【００４５】
この例では、送受信システム３００は、ソフトウェアを含みうるハードウェアシステムである。図示のように、送受信システム３００は、一群の送受信ユニット３０６を含む。送受信ユニットは、一群のアンテナ３０２を介して図２に示される無線信号２１４を送信するとともに、一群のアンテナ３０２を介して無線信号２１４を受信するように構成されている。いくつかの例では、独立した送信機と受信機を用いて、送受信ユニットを実現してもよい。
【００４６】
一群のアンテナ３０２は、送受信システム３００と物理的に関連付けられている。例えば、一群のアンテナ３０２は、送受信ユニット３０６が設けられた筐体に接続されてもよい。他の実施例においては、一群のアンテナ３０２のうち１つ又は複数のアンテナ３０２は、配線により送受信ユニット３０６に接続されてもよい。換言すれば、別の実施形態においては、一群のアンテナ３０２は、必ずしも送受信ユニット３０６と同じ位置に設けられる必要はない。
【００４７】
図示のように、ルーターシステム３０４は、一群のルーター３０８を含みうる。この例では、一群のルーター３０８内のルーターは、図２に示されるセンサー制御部２０８に対して情報を送信するように構成されている。一群のルーター３０８は、コンピューターネットワークで用いられるルーターと同様のルーティング機能を有していてもよい。更に、センサー制御部２０８が互いに異なる位置に分布している場合、或は、１つ又は複数の追加のセンサー制御部が存在する場合、一群のルーター３０８は、アドレス指定方式、規則群、又は、他の何らかの方式の少なくとも１つに基づいて、図２に示されるセンサーデータ２０４の適切な位置までの経路を指定する。
【００４８】
更に、一群のルーター３０８は、図２に示されるセンサーユニット２１２から受信したセンサーデータ２０４を処理することができる。例えば、一群のルーター３０８は、一群のセンサーユニット２１２から送信されたセンサーデータ２０４をまとめることができる。また、一群のルーター３０８は、センサーデータ２０４を、センサー制御部２０８用のフォーマットに変換することができる。更に他の例では、一群のルーター３０８は、センサーデータ２０４に対してフィルタリング、サンプリング、又は、他の処理を行うことができる。
【００４９】
次に図４を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーユニットを示すブロック図が示されている。センサーユニット４００は、ハードウェアデバイスであり、図２に示される一群のセンサーユニット２１２のうちの１つのセンサーユニットの一例である。この図示例では、センサーユニット４００は、筐体４０２、アンテナシステム４０４、センサーシステム４０６、及び、制御部４０８を含む。
【００５０】
筐体４０２は、他のコンポーネントと物理的に関連付けられた構造体である。具体的には、筐体４０２は、他のコンポーネントの支持体として機能できる。
【００５１】
アンテナシステム４０４は、ハードウェアシステムであって、図２に示される無線信号２１４などの信号を送受信するように構成されている。アンテナシステム４０４は、１つ又は複数のアンテナを含む。本実施形態では、アンテナシステム４０４は、筐体４０２に搭載されている。他の実施形態では、アンテナシステム４０４のうちの一部又は全ては、筐体４０２内に設けてもよい。
【００５２】
センサーシステム４０６は、ハードウェアシステムである。図示のように、センサーシステム４０６は、１つ又は複数のセンサーを含む。具体的には、センサーシステム４０６は、容量性プローブ４１０を含んでもよい。容量性プローブ４１０は、流体レベルを測定するように構成されている。例えば、容量性プローブ４１０は、燃料タンク内の燃料レベルを測定するために用いてもよい。特定の実施形態では、容量性プローブ４１０は、アンテナとして機能するように構成可能であり、これについては、図２５〜３２を参照しながら詳述する。本実施形態では、アンテナシステム４０４は、容量性プローブ４１０と対応するか、或は、当該プローブに含まれていてもよい。
【００５３】
制御部４０８は、センサーシステム４０６の動作を制御するように構成されたハードウェアデバイスである。図示のように、制御部４０８は、アンテナシステム４０４が受信した無線信号を介してエネルギーを受信する。これらの実施形態では、制御部４０８は、センサーシステム４０６の動作を制御するための論理回路に加えて、受信機及び送信機を含んでもよい。
【００５４】
図示のように、制御部４０８は、センサーシステム４０６に対して、センサーデータ４１２の生成をもたらす測定を行わせるように構成されている。例えば、制御部４０８は、センサーシステム４０６に対してエネルギーを送ることにより、センサーシステム４０６に測定及びセンサーデータ４１２の生成を行わせてもよい。この図示例では、センサーデータ４１２は、図２に示されるセンサーデータ２０４の一例である。この図示例では、制御部４０８は、センサーデータ４１２を受信して、当該センサーデータ４１２をメモリ４１４に保存する。これに加えて、制御部４０８は、アンテナシステム４０４を介し無線信号にのせてセンサーデータを送信してもよい。
【００５５】
次に図５を参照すると、例示的な実施形態に係る、センサーデータの生成に用いられるセンサーシステムの状態を示す図が示されている。この図示例では、状態マシン５００は、図２に示されるセンサーシステム２０２で実現されうる状態を含む。これらの状態を用いて、図２に示されるセンサーデータ２０４を生成することができる。
【００５６】
この図示例において、状態マシン５００は、所定数の異なる状態を有する。図示のように、状態マシン５００は、待機状態５０２と、電力状態５０４と、データ収集状態５０６とを含む。
【００５７】
この図示例では、状態マシン５００は、待機状態５０２から始まる。イベント５０８は、状態マシン５００を待機状態５０２から電力状態５０４に遷移させる。イベント５０８は、様々な形態をとりうる。図示のように、イベント５０８は、例えば、周期的イベント又は非周期的イベントである。例えば、イベント５０８は、タイマーの時間切れ、ユーザ入力の受付、選択したパラメータの変化、又は、その他の適切なイベントであってもよい。
【００５８】
電力状態５０４において、センサー制御部２０８は、図２のブロック図に示されるように、無線システム２１０を用いて、一群の無線電力信号２１６を送信する。一群の無線電力信号２１６は、一群のセンサーユニット２１２に対して所定レベルのエネルギーを伝達可能な電力レベルを有する。
【００５９】
一群の無線電力信号２１６が送信された後、状態マシン５００は、電力状態５０４からデータ収集状態５０６へと遷移する。データ収集状態５０６において、センサー制御部２０８は、図２のブロック図に示されるように、無線システム２１０を用いて、一群の無線データ収集信号２１８を一群のセンサーユニット２１２へ送信する。図２のブロック図に示されるように、一群の無線データ収集信号２１８は、一群のセンサーユニット２１２に、無線応答信号２２０を用いてセンサーデータ２０４を送信させる。その後、状態マシン５００は、イベント５０８が発生するまで待機状態５０２に戻る。
【００６０】
次に図６を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーシステムが示されている。この図示例では、センサーシステム６００は、図２に示されるセンサーシステム２０２の一実施例である。図示のように、センサーシステム６００は、燃料タンク６０２のセンサーデータを生成するように構成されている。
【００６１】
この図示例では、センサーシステム６００は、所定数の異なるコンポーネントを含む。図示のように、センサーシステム６００は、センサー制御部６０４、リモートデータ集信機６０６、読取り機Ｒ1６０８、読取り機Ｒ2６１０、アンテナ６１２、アンテナ６１４、アンテナ６１６、センサーユニット６１８、センサーユニット６２０、センサーユニット６２２、センサーユニット６２４、センサーユニット６２６、センサーユニット６２８、センサーユニット６３０、及びセンサーユニット６３２を含む。
【００６２】
これらの図示例では、センサーユニット６１８、センサーユニット６２０、センサーユニット６２２、センサーユニット６２４、センサーユニット６２６、センサーユニット６２８、センサーユニット６３０、及びセンサーユニット６３２は、燃料タンク６０２内に設けられている。これらのセンサーユニットは、アンテナ６１２、アンテナ６１４、及びアンテナ６１６により送信される無線周波信号を介してエネルギーを受信する。これらのセンサーユニットは、センサーデータを生成し、当該センサーデータを、無線周波信号にのせて、アンテナ６１２、アンテナ６１４、及びアンテナ６１６に送信する。具体的には、これらのセンサーユニットは、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグのためのハードウェアを用いて実現できる。
【００６３】
これらの図示例では、アンテナ６１２、アンテナ６１４、及びアンテナ６１６は、燃料タンク６０２の内部、燃料タンク６０２の外部、又はこれらの両方に設けることができる。アンテナ６１２、アンテナ６１４、及びアンテナ６１６の位置及び構成は、これらのアンテナがセンサーユニットに対して無線周波信号を送信するとともに、センサーユニットから無線周波信号を受信することができるように選択する。特定の実施形態では、図２５〜３２を参照しながら説明しているように、これらのアンテナのうち１つ又は複数は、センサーユニットの容量性プローブと対応しているか、或は、当該容量性プローブに含まれている。
【００６４】
図６に示す例では、アンテナ６１２は、無線周波信号を用いて、センサーユニット６１８、センサーユニット６２０、及びセンサーユニット６２２と通信する。アンテナ６１４は、センサーユニット６２４、センサーユニット６２６、及びセンサーユニット６２８と通信する。アンテナ６１６は、センサーユニット６３０及びセンサーユニット６３２と通信する。当然ながら、いくつかの実施態様では、複数のアンテナが同じセンサーユニットと通信してもよい。例えば、他の実施形態では、アンテナ６１２及びアンテナ６１４は、共にセンサーユニット６２２と通信してもよい。
【００６５】
読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０は、図３に示される送受信システム３００で実施可能なハードウェアデバイスの例である。例えば、読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０は、図３に示される送受信ユニット３０６などの送受信ユニットを含んでもよい。これらの実施形態では、これらの読取り機は、無線周波数識別タグリーダーを用いて実現してもよい。読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０は、燃料タンク６０２内のアンテナ６１２、アンテナ６１４、及びアンテナ６１６を用いて、無線周波信号を送信することができる。図示のように、読取り機Ｒ1６０８は、アンテナ６１２及びアンテナ６１４に接続されている。読取り機Ｒ2６１０は、アンテナ６１６に接続されている。
【００６６】
図示のように、読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０は、無線周波信号を送信することにより、センサーユニットに対して無線でエネルギーを供給するように構成されている。これに加えて、読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０は、無線周波信号を送信することにより、センサーユニットにセンサーデータを送信させるように構成されている。
【００６７】
リモートデータ集信機６０６は、図３に示されるルーター３０８の一例である。図示のように、リモートデータ集信機６０６は、読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０に接続されている。この実施形態では、リモートデータ集信機６０６は、センサーユニットによって生成されるセンサーデータの処理も行う。
【００６８】
センサー制御部６０４は、図２に示されるセンサー制御部２０８の一例である。センサー制御部６０４は、航空機の他の領域で用いるためにセンサーデータを処理できる。例えば、センサーデータは、燃料タンク６０２における燃料レベルを示してもよい。センサー制御部６０４は、燃料レベルから、燃料タンク６０２内の燃料量を確認してもよい。この情報を、地上給油パネル６３４に表示してもよい。具体的には、燃料量、すなわち航空機の飛行後に給油が必要か否かの指示と、他の情報とを、地上給油パネル６３４に表示してもよい。他の例として、センサーデータで示される燃料レベル、特定される燃料の量、又はこれらの両方は、航空機用コンピュータ６３６へ送信してもよい。航空機用コンピュータ６３６は、例えば、ナビゲーションコンピュータであってもよい。航空機用コンピュータ６３６は、センサーデータを用いて、航空機の航続可能距離（range）を特定できる。
【００６９】
図６に示されるセンサーシステム６００は、図２に示されるセンサーシステム２０２の一実施例であり、他のセンサーシステムを実現する態様を限定するものではない。例えば、リモートデータ集信機６０６に加えて、１つ又は複数の追加のリモートデータ集信機が、センサーシステム６００に設けられていてもよい。他の実施形態では、リモートデータ集信機６０６を用いて説明したようなデータの処理を行わないルーターを実装してもよい。更に他の実施形態では、リモートデータ集信機６０６は、この例に示されていないネットワークを介してセンサー制御部６０４に接続していてもよい。
【００７０】
他の例として、燃料タンク６０２に関して、燃料レベルに加えて他の情報が特定されてもよい。例えば、温度、圧力、蒸気量、及び他の情報が含まれたセンサーデータをセンサーから受信してもよい。更に他の実施形態では、センサーは、航空機において、燃料タンク６０２以外の位置に設けてもよい。これらのセンサーもまた、センサー制御部６０４へ送信されるセンサーデータを生成してもよい。例えば、センサーは、種々の実施形態において、航空機のキャビン内、エンジンと関連した位置、又は、これら以外の位置に設けられてもよい。
【００７１】
次に図７を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーシステムの別の図が示されている。この図示例には、センサーシステム６００の別の構成が示されている。
【００７２】
図示のように、読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０は、別々のコンポーネントとしてセンサーシステム６００で用いられていない。図示例では、アンテナ６１２、アンテナ６１４、及びアンテナ６１６は、リモートデータ集信機６０６に接続されている。読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０の機能は、リモートデータ集信機６０６に組み込まれている。換言すれば、送受信ユニットなどのハードウェアや、無線周波信号の送信及び無線周波信号の受信を行うために用いられる他の装置は、リモートデータ集信機６０６に組み込んでもよい。このように実施することで、航空機に設置される装置の数を減らすことができる。
【００７３】
次に図８を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーシステムの別の図が示されている。図８は、センサーシステム６００についての更に別の図である。図示のように、燃料タンク６０２内の構造体として、無線周波ウィンドウが形成されている。例えば、無線周波ウィンドウ８００は、リブ８０２に設けられている。無線周波ウィンドウ８０４は、リブ８０６に設けられている。無線周波ウィンドウ８０８は、リブ８１０に設けられている。無線周波ウィンドウ８１２は、リブ８１４に設けられている。
【００７４】
これらの無線周波ウィンドウに用いられる材料は、当該ウィンドウを介した無線周波信号の通過を容易にする材料であれば何でもよい。これらの無線周波信号のために選ばれる材料は、レドーム（radomes）などの構造体で使用される材料であってもよい。これらの材料は、燃料タンク６０２内において無線周波信号の減衰を抑制することができる。これらの材料は、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、石英／シアン酸エステル複合材料、石英／ポリブタジエン複合材料、ポリオキシメチレン、ナイロン、独立気泡発泡体（closed cell foam）、非支持フィルム接着剤（nonsupported film adhesive）、及び、他の適切な材料から選択された１つの材料を含んでもよい。
【００７５】
他の実施形態においては、無線周波ウィンドウは、隔壁（bulkhead）で直接接続されている２つの受動アンテナを用いて形成してもよい。例えば、金属製リブに開口部（aperture）を形成してもよい。第１アンテナは、第１コネクタを用いて前方ベイ（forward bay）に取り付け、当該第１コネクタは、他方の側端で別のコネクタに接続され、当該別のコネクタは、第２アンテナに取り付けられてもよい。これらのコネクタは、例えば、５０オームのコネクタであってもよい。これにより、物理的な開口部を有することと同様の効果が期待できる。
【００７６】
この実施形態では、無線周波ウィンドウを使用することにより、センサーシステム６００に必要なコンポーネントの数を減らすことができる。図示のように、アンテナ６１６、読取り機Ｒ1６０８、及び読取り機Ｒ2６１０は、センサーシステム６００のこの構成では用いられていない。この構成では、アンテナ６１２及びアンテナ６１４が、燃料タンク６０２内で無線周波信号を送受信するために十分な適用範囲（coverage）を提供している。
【００７７】
次に図９を参照すると、別の例示的な実施形態に係るセンサーシステムが示されている。図９は、センサーシステム６００の更に別の構成を示している。
【００７８】
この図示例では、アンテナ６１２、アンテナ６１４、及びアンテナ６１６の代わりに、アンテナ９００を用いる。アンテナ９００は、アンテナ６１２、アンテナ６１４、及びアンテナ６１６のような、個々のコンポーネントではない。その代わりに、アンテナ９００は、他の構造体に組み込まれている。この特定の例では、アンテナ９００は、燃料タンク６０２全体に亘って延伸する翼桁９０２内に組み込まれている。
【００７９】
具体的には、アンテナ９００は、翼桁９０２内に形成された導波管の形態をとる。この実施形態では、導波管は、例えば、スロット付導波管である。スロット付導波管は、燃料タンク６０２を介した無線周波信号の伝搬を補助することができる。これに加えて、導波管がスロット付導波管の形態をとる場合、スロット付導波管は、ストリンガーなどの構成要素の一部として形成することができる。
【００８０】
本実施形態においては、ストリンガのスロットは、無線周波ウィンドウで覆われていてもよい。これにより、ストリンガーにおけるチャネルを燃料タンク６０２から分離することができる。更に、無線周波ウィンドウを用いることにより、高エネルギーレベルを有する無線周波信号が、ストリンガーを通って伝搬することができる。
【００８１】
この結果、生産され、燃料タンク６０２に取り付けられる所定数のコンポーネントは、燃料タンク６０２に関連付けられる。これに加えて、アンテナ９００を用いることにより、センサーシステム６００のこの構成では、読取り機Ｒ1６０８及び読取り機Ｒ2６１０は必要なくなる。
【００８２】
図６〜９に示されるセンサーシステム６００の種々の構成は、センサーシステム６００に対して実現可能ないくつかの構成例にすぎない。これらの図示例は、他の例示的な実施形態を実施する態様に限定を加えるものではない。例えば、他の例示的な実施形態においては、無線周波ウィンドウ８００、無線周波ウィンドウ８０４、無線周波ウィンドウ８０８、及び無線周波ウィンドウ８１２は、図９に示されるセンサーシステム６００の構成では必要ではないこともある。
【００８３】
更に他の実施形態では、燃料タンク６０２に図示している８つのセンサーユニット以外の数のセンサーユニットを用いてもよい。例えば、１つのセンサーユニット、１５のセンサーユニット、２０のセンサーユニット、又は、それ以外の数のセンサーユニットを用いてもよい。
【００８４】
他の例として、センサーシステム６００は、燃料タンク６０２に加えて、又は、これに代えて、他の領域でも実現することができる。例えば、センサーシステム６００は、航空機のエンジンに関連付けて、当該航空機の旅客キャビン内で用いてもよいし、当該航空機の他の領域で用いてもよい。例えば、センサーを旅客キャビンに設けることにより、旅客キャビンの温度や湿度などのパラメータ、及び他の適切なパラメータについてのデータを生成してもよい。センサーデータは、図２に示される航空機２０６の環境制御システムにより用いられてもよい。他の例として、センサーを航空機の様々な部分に設けることにより、圧力、歪み、及び他の適切なパラメータなどの他のパラメータを検出してもよい。
【００８５】
図１０を参照すると、例示的な実施形態に係るタイミング図が示されている。図示例では、タイミング図１０００は、センサーシステムにおいて、無線信号を送信するタイミング及び無線信号を受信するタイミングを示している。図示のように、タイミング図１０００は、図６に示されるセンサーシステム６００で用いることができるタイミングを示している。
【００８６】
図示のように、Ｘ軸１００２は、時間を表し、Ｙ軸１００４は、図２に示されるセンサーシステム２０２及び図６に示されるセンサーシステム６００で送信される無線信号の電力を表す。図示例では、ライン１００６は、アンテナを介して、読取り機により、図６に示されるセンサーシステム６００のセンサーユニットへ送信される無線周波信号の電力を示す。
【００８７】
同図から分かるように、ライン１００６で示される無線周波数送信の電力は、様々なレベルを有する。これらの様々なレベルは、図６に示されるセンサーシステム６００の様々な動作状態に対応する。特に、図６に示されるセンサーシステム６００は、無線信号の送信において、図５に示される状態マシン５００を実現することができる。
【００８８】
図示のように、サンプル時間１００８は、センサーデータの収集サイクルを示す。電力段階１０１０及びデータ収集段階１０１２は、それぞれサンプル時間１００８内の期間である。
【００８９】
電力段階１０１０において、ライン１００６は電力レベル１０１４にある。この電力レベルは、電力段階１０１０で送信された無線信号におけるエネルギーが、センサーシステム６００のセンサーユニットを動作させるだけの電気エネルギーを供給するように選択される。センサーユニットに供給される電気エネルギーは、様々な処理を行うために用いられる。例えば、上記処理は、測定の実行、センサーデータの保存、又は、他の適切なタイプの処理のうち少なくとも１つを含んでもよい。
【００９０】
この実施形態では、電力段階１０１０の持続時間は、特定のセンサーシステム、並びに、アンテナ、センサーユニット、及び他の要素などのコンポーネントの構成によって異なる。電力段階１０１０の持続時間は、本実施形態において、センサーユニットが、所望の動作を効率的に行い、センサーデータの生成及びデータの保存を行えるように選択される。例えば、無線信号の電力が約１０ワットである場合、電力段階１０１０の持続時間は約１０ミリ秒であってもよい。この例において、無線信号の電力は、約１ｍＷから約１０ｍＷであってもよい。
【００９１】
信号の時間及び電力の選択は、使用するエネルギー獲得素子（energy harvesting device：環境発電素子）の効率に依存しうる。更に、これらのパラメータは、センサーユニットの位置、燃料タンク又は他の構造体の構成、及び、他の適切な要素に応じて異なりうる。
【００９２】
電力段階１０１０の後、データ収集段階１０１２となる。データ収集段階１０１２において、ライン１００６は電力レベル１０１６にある。電力レベル１０１６は、センサーシステム６００におけるセンサーユニットに対して、当該センサーユニットにより生成されるセンサーデータを送信させるように設定されている。
【００９３】
これらの実施形態では、図１０に示されていない無線送信において、情報を符号化してもよい。例えば、無線送信において異なるセンサーユニットの識別子を符号化し、符号化された当該識別子を有するセンサーユニットがセンサーデータを送信するようにしてもよい。
【００９４】
一例では、電力段階１０１０で送信された無線電力信号は、全てのセンサーユニットにより受信される。この例において、データ収集段階１０１２では、ライン１００６におけるパルス１０１８を用いて、無線データ収集信号が無線センサーに送信される。
【００９５】
例えば、時間Ｒ1１０２０のパルス１０１８は、図６に示される読取り機Ｒ1６０８によって生成される信号であってもよい。この実施形態では、時間Ａ1１０２２で送信されるパルス１０１８は、アンテナ６１２により送信される。時間Ａ2１０２４で送信されるパルス１０１８は、図６に示されるアンテナ６１４により送信される。時間Ａ3１０２６で送信されるパルス１０１８は、時間Ｒ2１０２３において、図６に示される読取り機Ｒ2６１０により生成される信号から、図６に示されるアンテナ６１６により送信される。
【００９６】
図示のように、パルス１０１８は、送信される無線データ収集信号に含まれ符号化されている情報に基づいて、特定のセンサーユニットに方向付けられてもよい。例えば、パルスＰ1１０２８は、センサーユニット６１８に方向付けられ、パルスＰ2１０３０は、センサーユニット６２０に方向付けられ、パルスＰ3１０３２は、センサーユニット６２２に方向付けられ、パルスＰ4１０３４は、センサーユニット６２４に方向付けられ、パルスＰ5１０３６は、センサーユニット６２６に方向付けられ、パルスＰ6１０３８は、センサーユニット６２８に方向付けられ、パルスＰ7１０４０は、センサーユニット６３０に方向付けられ、パルスＰ8１０４２は、センサーユニット６３２に方向付けられる。
【００９７】
この実施形態では、特定のセンサーユニット用の各パルスは、そのセンサーユニットの識別子を符号化してもよい。この識別子は、パルス及び当該パルス内で符号化される他の情報が、当該パルスで識別された特定のセンサーユニットに方向付けられることを示している。他の情報は、例えば、命令、指示、データ、及び他の適切なタイプの情報を含んでもよい。
【００９８】
これらの実施形態では、パルス１０１８は、無線周波数識別タグの読み取りに用いられるものと同様の持続時間及び電力を有していてもよい。例えば、パルスは、約１０ミリ秒の持続時間を有していてもよい。データ収集段階１０１２の時間は、この例では、センサーシステム６００内の異なるセンサーユニットの全てからセンサーデータを読み取るために必要な時間である。この時間は、センサーユニットの数と、当該センサーユニットからのデータ読み取り用のパルス幅との乗算によって決定できる。データ収集段階１０１２の時間は、システムの待ち時間などの他の要因を考慮するものであってもよい。
【００９９】
図１１を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーユニットのブロック図が示されている。この図示例では、センサーユニット１１００は、図２に示されるセンサーユニット２１２のうちの１つのセンサーユニットを実現する別の例である。
【０１００】
この図示例では、センサーユニット１１００は、所定数の異なるコンポーネントを含む。図示のように、センサーユニット１１００は、アンテナシステム１１０２と、電気回路１１０４と、センサー１１０６とを含んでいる。
【０１０１】
電気回路１１０４は、１つ又は複数の異なる要素を含む。電気回路１１０４は、特定の態様に応じて、１つの集積回路チップ、又は互いに電気接続されている複数の集積回路チップとして実現できる。
【０１０２】
センサー１１０６は、様々な形態をとりうる。この図示例では、センサー１１０６はプローブ１１０８であってもよい。換言すれば、センサー１１０６は、円筒などの細長い形状、又は他の適切な形状を有していてもよい。具体的には、プローブ１１０８は、容量性プローブ１１１０であってもよい。当然ながら、センサー１１０６は、容量性プローブ１１１０以外の他の形態をとることもできる。例えば、プローブ１１０８は、温度プローブであってもよい。更に他の実施形態では、他の形状を有する他のタイプのセンサーを用いて構成してもよい。
【０１０３】
アンテナシステム１１０２は、様々な形態をとることができる。例えば、アンテナシステム１１０２は、一群のアンテナ１１１２であってもよい。この一群のアンテナ１１１２は、アンテナアレイ１１１４の形態を取ることもできる。他の例において、プローブ１１０８は、以下で詳述するように、測定データを提供するとともにアンテナとしての機能を果たすように構成されてもよい。
【０１０４】
図１１に示す例では、アンテナシステム１１０２は、センサー１１０６に物理的に接続されている。本明細書で用いる場合、第１のコンポーネント、例えばアンテナシステム１１０２が、第２のコンポーネント、例えばセンサー１１０６に接続されている場合、第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントに直接的又は間接的に接続されていることを意味する。換言すれば、第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとの間に、追加のコンポーネントが介在してもよい。１つ又は複数の追加のコンポーネントが２つのコンポーネント間に介在している場合、第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントに間接的に接続されているとみなせる。第１のコンポーネントが第２のコンポーネントに直接接続されている場合、２つのコンポーネント間に追加のコンポーネントは介在していない。
【０１０５】
図示のように、センサー１１０６は、アンテナシステム１１０２の取付け構造体として機能してもよい。更に他の実施形態では、センサー１１０６が金属材料を含む場合、センサー１１０６は、接地又は接地面として機能してもよい。
【０１０６】
更に、アンテナシステム１１０２は、異なる環境で無線周波信号を送受信するように構成されている。例えば、一群のアンテナ１１１２は、燃料及び空気についての無線周波信号の送受信を所望のレベルで行えるように構成されてもよい。この構成では、燃料タンク内の燃料レベルの変化を考慮することができる。例えば、センサーユニット１１００を燃料タンクで用いる場合、一群のアンテナ１１１２の一部又は全てが燃料で覆われることもある。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、一群のアンテナ１１１２における異なるアンテナは、異なる媒体用に設計してもよい。例えば、一群のアンテナ１１１２は、複数の単極アンテナであってもよい。
【０１０８】
一群のアンテナ１１１２の第１部分は、空気中で無線周波信号を送受信するように構成してもよい。一群のアンテナ１１１２の第二部分は、燃料などの液体中で無線信号を送受信するように構成してもよい。様々なアンテナを配置し、一群のアンテナ１１１２の少なくとも一部が、所望のレベルで無線周波信号を送受信できるようにしてもよい。これらの実施形態では、無線周波信号の所望のレベルとは、例えば、無線周波信号から所望のレベルでエネルギーを獲得できるレベル、又は、センサーデータを宛先に送信できるレベルをいう。
【０１０９】
更に別の実施形態では、一群のアンテナ１１１２は、平面基板上に形成されたアンテナアレイを含んでいてもよい。この平面基板は、センサー１１０６に接続することができる。
【０１１０】
更に別の実施形態では、一群のアンテナ１１１２は、可撓性誘電体膜上に形成されたアンテナアレイであってもよい。この可撓性誘電体膜は、センサーに接続されている。この結果、アンテナは、センサーの形状に適合することができる。
【０１１１】
これに加えて、センサーユニット１１００は、遮蔽構造体１１１６を更に含んでいてもよい。遮蔽構造体１１１６は、センサーユニット１１００を周りの環境から保護することができる。遮蔽構造体１１１６は、センサーユニット１１００内の１つ又は複数のコンポーネントに対して、上述した保護を提供するように構成してもよい。
【０１１２】
例えば、遮蔽構造体１１１６により、一群のアンテナ１１１２は、燃料の代わりに空気を含む媒体に露出されてもよいようになる。別の実施形態として、遮蔽構造体１１１６は、電気回路１１０４を保護することもできる。例えば、遮蔽構造体１１１６は、電気回路１１０４の筐体としての機能を果たすことができる。
【０１１３】
本実施形態では、遮蔽構造体１１１６は、１つ又は複数のコンポーネントとセンサーユニット１１００とを収容してもよい。遮蔽構造体１１１６は、実質的に、燃料、水分、又は他の要素のうち少なくとも１つが、コンポーネント及びセンサーユニット１１００に到達しないようにできる。換言すれば、遮蔽構造体１１１６は、遮蔽構造体１１１６の外部の要素が、遮蔽構造体１１１６の内部に入り込まないように実質的に密閉された内部を有していてもよい。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、内部は、空気などの流体を含む。他の実施形態では、流体は、窒素、ヘリウム、不活性ガス、又は他の適切なガスなどの別のガスであってもよい。更に別の実施形態では、流体は、遮蔽構造体１１１６の内部の液体であってもよい。
【０１１５】
換言すれば、遮蔽構造体１１１６は、アンテナ１１１２が所望の性能を発揮できる環境下でアンテナ１１１２を収容してもよい。例えば、アンテナ１１１２は、遮蔽構造体１１１６によって乾燥状態に維持してもよい。したがって、遮蔽構造体１１１６は、アンテナシステム１１０２のアンテナ１１１２のために、実質的に乾いた環境を提供するように構成されてもよい。
【０１１６】
遮蔽構造体１１１６は、この実施形態では、無線周波信号の減衰を抑制する材料を含む。遮蔽構造体１１１６は、レドームで用いられているものと同様の材料で構成してもよい。実際、いくつかの実施形態では、遮蔽構造体１１１６は、レドームであってもよい。
【０１１７】
遮蔽構造体１１１６は、電磁現象などの環境影響に対する保護層を供給してもよい。換言すれば、アークなどの電磁現象が電気回路１１０４内で発生した場合、遮蔽構造体１１１６は、アークが、燃料タンクの他の部分に到達しないようにしてもよい。
【０１１８】
更に、遮蔽構造体１１１６をアンテナ１１１２のレドームとして用いると、アンテナ１１１２から選択された距離に燃料又は他の液体を保持することができる。したがって、アンテナ１１１２の効率を所望のレベルに維持するようにアンテナの誘電負荷を低減又は除去できる。
【０１１９】
図１１に示されるセンサーユニット１１００は、センサーユニットを実現する態様に対して物理的又は構造的な限定を加えるものではない。他のセンサーユニットは、センサーユニット１１００について図示したものに加えて、又はその代わりに他のコンポーネントを含んでもよい。
【０１２０】
例えば、センサー１１０６に加えて、１つ又は複数のセンサーを、センサーユニット１１００に実装できる。別の実施形態として、センサーユニット１１００は、所望の領域において種々の構造体にセンサーユニット１１００を接続又は搭載するためのコネクタを含んでもよい。
【０１２１】
更に別の実施形態では、電気回路１１０４に電気部品を含む帯状の多層印刷配線基板（ＰＷＢ）と、アンテナ１１１２用の無線周波可撓性回路とを組み合わせて使用してもよい。このタイプの構成は、プローブ１１０８内の管の周りに巻き付けてから接合してもよい。
【０１２２】
図１２を参照すると、例示的な実施形態に係る電気回路のブロック図が示されている。この図では、電気回路１１０４のコンポーネントの一例が示されている。例えば、電気回路１１０４は、制御部１２００、エネルギー獲得部１２０２、電力システム１２０４、無線通信部１２０６、メモリ１２０８、及び、他の適切なコンポーネントを含みうる。
【０１２３】
図示のように、エネルギー獲得部１２０２は、アンテナシステム１１０２が受信した無線周波信号のエネルギーを、電気エネルギーに変換するように構成された１つ又は複数の素子である。センサーユニット１１００は、電源への有線接続を必要としないエネルギー獲得部１２０２は、無線周波信号に加えて、又はその代わりに、他の供給源からエネルギーを獲得できる。
【０１２４】
制御部１２００は、センサーユニット１１００における種々のコンポーネントの動作を制御するように構成されており、例えば、プロセッサ、プログラマブルロジックアレイ、特定用途向け集積回路、又は、他の適切なタイプのコンポーネントとして構成できる。いくつかの実施形態では、無線通信部１２０６は、送信機と受信機とを含み、別個のコンポーネントとしてではなく送受信機として一体化することもできる。メモリ１２０８は、センサーデータ、プログラムコード、及び他の適切なタイプの情報を保存することができる。電力システム１２０４は、電気エネルギーを保存することができる。例えば、電力システム１２０４は、コンデンサ、バッテリー、又は他の適切なタイプの保存装置などのエネルギー保存装置を有していてもよい。これに加えて、電力システム１２０４は、電力システム１２０４によって保存されるエネルギーの調整及び蓄積を行うための回路を含んでもよい。
【０１２５】
次に図１３を参照すると、例示的な実施形態に係る電気回路の別のブロック図が示されている。この図には、電気回路１１０４に含まれうるコンポーネントの別の例が示されている。例えば、電気回路１１０４は、無線周波分割器１３００、エネルギー獲得素子１３０２、エネルギー保存システム１３０４、無線通信部１３０６、及び制御部１３０８を含みうる。
【０１２６】
図示のように、無線周波分割器１３００は、図１１のアンテナシステム１１０２に接続されるように構成されている。無線周波分割器１３００は、無線電力信号をエネルギー獲得素子１３０２に送信するように構成されている。無線周波分割器１３００は、更に、無線データ収集信号を無線通信部１３０６に送信して処理を行わせるように構成されている。この実施形態では、無線データ収集信号は、測定動作及び他の動作を行う際、制御部１３０８により用いられる命令又は他の情報を含んでもよい。
【０１２７】
この実施形態では、無線周波分割器１３００は、無線周波信号の第１部分を無線通信部１３０６に送信し、無線周波信号の第２部分をエネルギー獲得素子１３０２に送信するように構成されている。選択される部分は、無線通信部１３０６が無線周波信号を復調できるような部分であってもよい。例えば、第１部分は２０％であってもよく、第２部分は約８０％であってもよい。選択される実際の値は、例えば、無線通信部１３０６及びエネルギー獲得素子１３０２に用いられる特定のコンポーネントに依存する。
【０１２８】
図示のように、無線通信部１３０６は、制御部１３０８から受信したセンサーデータ又は他の情報を無線応答信号にのせる通信用の形式に変換することができる。具体的には、無線通信部１３０６の送信機は、情報を含むように変調された無線応答信号を生成することができる。
【０１２９】
この実施形態では、「後方散乱(back scatter)」と呼ばれる無線周波数識別技術を実施することができる。このタイプの技術では、無線通信部１３０６における低雑音増幅器、混合器、及び他の回路などの回路コンポーネントの必要性を、低減又は排除できる。この結果、無線通信部１３０６の動作は、回路要素の排除によって電力の使用を低減して行われる。一例として、無線通信部１３０６は、他の「低電力」無線通信部よりも少なくとも約１０倍低い電力を使用できる。このように、電気回路１１０４における無線通信部１３０６は、安全規格などの規格を満たすように設計されるが、他の「低電力」無線通信部は、これらの規格を満たさない可能性がある。
【０１３０】
エネルギー獲得素子１３０２は、無線周波分割器１３００を介して受信した無線電力信号からエネルギーを生成するように構成されている。このエネルギーは、エネルギー保存システム１３０４に送信される電圧の形態であってもよい。
【０１３１】
エネルギー保存システム１３０４は、センサーユニット１１００の動作に使用されるまで、エネルギーを保存できる。エネルギー保存システム１３０４は、エネルギー保存装置内でエネルギーの蓄積、調整、及び保存を行うために使用されるエネルギー保存装置及び回路を含んでいてもよい。エネルギー保存装置は、例えば、コンデンサ、バッテリー、又はいくつかの他の適切な装置のうち少なくとも１つを含んでもよい。
【０１３２】
無線通信部１３０６は、送信機及び受信機を含んでいてもよい。無線通信部１３０６は、無線データ収集信号を受信し、当該無線データ収集信号内に符号化できる情報を識別できる。この情報は、制御部１３０８に送信する。これに加えて、無線通信部１３０６は、制御部１３０８からセンサーデータなどの情報を受信してもよい。このセンサーデータは、無線応答信号として通信するために、無線通信部１３０６によって符号化される。
【０１３３】
制御部１３０８は、無線通信部１３０６、エネルギー保存システム１３０４、及び図１１に示すセンサー１１０６に接続されている。この実施形態では、制御部１３０８は、センサーユニット１１００の動作を制御するように構成されている。例えば、制御部１３０８は、センサー１１０６から信号を受信し、当該信号からセンサーデータを生成するように構成されている。制御部１３０８は、無線通信部１３０６を用いて、離れた場所に対して情報を送受信するように構成されている。これに加えて、制御部１３０８は、センサー１１０６から受信した信号のサンプリング速度の制御などの他の動作を行ったり、アンテナ１１１２が受信した無線周波信号からエネルギー獲得素子１３０２によって生成されたエネルギーを評価したり、離れた場所に、生成されたエネルギーについての情報、及び診断情報としての他の情報を送信したり、他の適切な動作を行ったりすることもできる。
【０１３４】
図示のように、制御部１３０８は、更にセンサー１１０６に電圧の形態でエネルギーを送るように構成されている。制御部１３０８は、更に無線通信部１３０６に電圧を送る。
【０１３５】
図示のように、制御部１３０８は、図１１に示されるセンサー１１０６からアナログ信号を受信できる。このアナログ信号は、矩形波又は他の適切なタイプの信号であってもよい。制御部１３０８は、測定結果をセンサーデータに変換する。例えば、アナログ信号は、燃料タンク内の燃料の高さ示度に変換できる。
【０１３６】
図２にブロック形式で示すようなセンサーシステム２０２、及び、図２〜９と図１１〜１３とに示す種々のコンポーネントは、例示的な実施形態を実現する態様に対して物理的又は構造的な限定を加えるものではない。図示されたコンポーネントに加えて、又はこれらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを用いることもできる。いくつかのコンポーネントは、不要な場合もある。また、図中のブロックは、機能コンポーネントを示す。これらのブロックのうち１つ又は複数は、例示的な実施形態において実施する際には、組み合わせたり、分割したり、組み合わせてから異なるブロックに分割したりすることができる。
【０１３７】
本実施形態は、航空機について説明しているが、実施形態は、他の種類のプラットフォームにも適用できる。上記プラットフォームは、例えば、可動式プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上ベースの構造体、水上ベースの構造体、及び宇宙ベースの構造体であってもよい。より具体的には、プラットフォームは、水上艦、戦車、軍用人員運搬車、列車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、自動車、発電所、家屋、製造施設、建物、精製所、薬品格納ユニット、燃料タンク、客室、翼、及び他の適切なプラットフォームであってもよい。換言すれば、センサーシステム２０２は、これらの異なるプラットフォームの様々な場所に配置することができる。
【０１３８】
更に別の実施形態として、図２にブロック形式で示したような無線電力信号２１６、無線データ収集信号２１８、及び無線応答信号２２０に代えて、或は、これらに加えて他の無線信号を含めることもできる。例えば、他のタイプの無線信号は、命令、データ、又は他の情報などを符号化し、図２に示すセンサーユニット２１２の動作態様を設定できる。
【０１３９】
他の実施形態として、エネルギー獲得素子１３０２は、無線周波信号以外の他の供給源からエネルギーを獲得できる。例えば、エネルギー獲得素子１３０２は、温度勾配、振動、動き、又はセンサーユニット１１００の周りの環境におけるエネルギーの他の適切な供給源のうちの少なくとも一つからエネルギーを獲得するためのコンポーネントを含んでいてもよいし、これらのコンポーネントに物理的に関連付けられていてもよい。例えば、熱発電器を使用して、温度勾配からエネルギーを抽出できる。別の例として、電気結晶ファイバ（electric crystal fiber）を使用して、振動からエネルギーを抽出できる。
【０１４０】
更に、この実施形態では、センサーユニット１１００及び図１１〜１３に示されるコンポーネントは、規格を満たすように構成できる。特に、センサーユニット１１００、アンテナシステム１１０２、エネルギー獲得素子１３０２、制御部１３０８、又は他のコンポーネントのうち少なくとも一つのコンポーネントは、安全規格を満たすように構成されている。
【０１４１】
図１４を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーユニットが示されている。この実施形態では、センサーユニット１４００は、図１１にブロック形式で示したセンサーユニット１１００の物理的実装例である。
【０１４２】
図示のように、センサーユニット１４００は、容量性プローブ１４０２と遮蔽構造体１４０４とを含む。アンテナ及び電気回路などの他のコンポーネントは、遮蔽構造体１４０４内に設けられているが、この図には示されていない。図示のように、遮蔽構造体１４０４は、この特定の例では筐体の形態を取る。この筐体は、プラスチック、ポリカーボネート、及び燃料タンクでの使用に適切な他の材料などの様々な材料で構成することができる。これに加えて、遮蔽構造体１４０４の材料は、無線周波信号の減衰を抑制するものが選択される。
【０１４３】
遮蔽構造体１４０４は、センサーユニット１４００の周囲の環境から、遮蔽構造体１４０４の内部のコンポーネントを分離できる。例えば、センサーユニット１４００が、燃料に部分的に又は完全に浸漬している場合、遮蔽構造体１４０４は、種々のコンポーネントが設けられた内部に、燃料が浸入しないようにできる。
【０１４４】
図１５を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーユニットの別の図が示されている。この例では、図１４の遮蔽構造体１４０４は、取り外されている。この図に示される平面回路基板１５００は、コネクタ１５０２によって容量性プローブ１４０２に接続されている。コネクタ１５０２は、例えば、プラスチック、ポリカーボネート、アルミニウム、又は燃料タンクでの使用に適切な任意の他の材料などの様々な材料を含む。
【０１４５】
図示のように、電気回路１５０４は、平面回路基板１５００上の種々の集積回路及び配線により形成される。これに加えて、アンテナ１５０６は、この例では、平面回路基板１５００上に設けられている。
【０１４６】
図１６を参照すると、例示的な実施形態に係る別のセンサーユニットの図が示されている。この実施形態では、センサーユニット１６００は、図１１にブロック形式で示したセンサーユニット１１００の一実装例である。
【０１４７】
この実施形態では、センサーユニット１６００は、容量性プローブ１６０２と遮蔽構造体１６０４を含んでいる。遮蔽構造体１６０４は、容量性プローブ１６０２に接続されている。
【０１４８】
図から分かるように、遮蔽構造体１６０４は、容量性プローブ１６０２の面１６０６の周りで円筒形状となっている。換言すると、遮蔽構造体１６０４は、容量性プローブ１６０２の面１６０６に適合している。追加的に、遮蔽構造体１６０４は、燃料タンク内で用いるために選択された材料を含み、無線周波信号の減衰を抑制できる。
【０１４９】
図１７を参照すると、例示的な実施形態に係る更に別のセンサーユニットの図が示されている。この図示例では、センサーユニット１６００は、遮蔽構造体１６０４を用いていない。この実施形態から分かるように、可撓性誘電体膜１７００は、容量性プローブ１６０２の面１６０６に適合する形状を有している。この例では、可撓性誘電体膜１７００は、容量性プローブ１６０２の面１６０６に接続されている。
【０１５０】
アンテナアレイ１７０２は、可撓性誘電体膜１７００上に形成されている。アンテナアレイ１７０２は、銅線又は他の金属線を有する可撓性無線周波回路材料であってもよい。これらの材料は、多層可撓性アンテナ素子を形成するように積層してもよい。これらの多層可撓性アンテナ素子のうち１つ又は複数を用いてもよい。図示のように、複数の多層可撓性アンテナ素子が、アンテナアレイ１７０２を構成する。
【０１５１】
これに加えて、電気回路１７０４もまた可撓性誘電体膜１７００に接続されている。電気回路１７０４は、この実施形態では、集積回路チップの形態をとる。集積回路チップは、容量性プローブ１６０２の面１６０６に適合するように構成された形状を有していてもよい。他の実施形態では、回路は、可撓性材料上に形成できる。
【０１５２】
図１８を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーユニットが示されている。この実施形態では、センサーユニット１８００は、図１１にブロック形式で示したセンサーユニット１１００の一実装例である。
【０１５３】
この実施形態では、センサーユニット１８００は、容量性プローブ１８０２、遮蔽構造体１８０４、及びアンテナアレイ１８０６を含む。遮蔽構造体１８０４は、容量性プローブ１８０２に接続されている。遮蔽構造体１８０４は、遮蔽構造体１８０４の内部に、電気回路などのコンポーネントを含みうる。
【０１５４】
この実施形態では、アンテナアレイ１８０６は、遮蔽構造体１８０４内に被覆又は配置されてはいない。アンテナアレイ１８０６におけるアンテナ群は、種々の媒体の無線周波信号を送受信するように構成されている。
【０１５５】
例えば、アンテナアレイ１８０６におけるアンテナ１８０８は、空気中の無線周波信号を送受信するように構成してもよい。アンテナアレイ１８０６におけるアンテナ１８１０は、燃料内の無線周波信号を送受信するように構成してもよい。
【０１５６】
従って、燃料レベル１８１２が存在する場合、アンテナ１８０８は、所望のレベルで無線周波信号を送受信できるが、アンテナ１８１０は、所望のレベルでは無線周波信号を送受信することができない。燃料レベル１８１４が存在する場合、アンテナ１８０８は、所望のレベルで無線周波信号を送受信できないが、アンテナ１８１０は、所望のレベルで無線周波信号を送受信する。
【０１５７】
換言すれば、アンテナアレイ１８０６における各アンテナは、空気又は燃料などの選択された媒体で無線周波信号を送受信するように構成してもよい。結果として、燃料レベルが変化すると、アンテナアレイ１８０６のアンテナ群の少なくとも一部は、燃料レベルが変化しても、所望のレベルで無線周波信号を送受信することができる。
【０１５８】
図１９を参照すると、例示的な実施形態に係るセンサーユニットが示されている。この実施形態では、センサーユニット１９００は、図１１にブロック形式で示したセンサーユニット１１００の一実装例である。
【０１５９】
この実施形態では、センサーユニット１９００は、容量性プローブ１９０２、遮蔽構造体１９０４、及びアンテナアレイ１９０６を含む。遮蔽構造体１９０４は、容量性プローブ１９０２に接続されている。遮蔽構造体１９０４は、遮蔽構造体１９０４の内部に電気回路などのコンポーネントを含みうる。
【０１６０】
この例では、アンテナアレイ１９０６のアンテナ群が遮蔽構造体１９０４によって覆われているため、アンテナアレイ１９０６のアンテナ群は示されていない。アンテナアレイ１９０６のアンテナ群は、空気中で無線周波信号を送受信するように構成してもよい。遮蔽構造体１９０４は、燃料がアンテナアレイ１９０６のアンテナ群に接触することを防止するように構成されている。本実施形態では、遮蔽構造体１９０４は、アンテナの誘電負荷を低減することができる。アンテナにかかる誘電負荷は、共振周波数のシフトを発生させるため、当該アンテナの性能を低下させる。
【０１６１】
この実施形態では、遮蔽構造体１９０４は、筐体１９０８、要素１９１０、要素１９１２、要素１９１４、要素１９１６、要素１９１８、要素１９２０、要素１９２２、要素１９２４、要素１９２６、要素１９２８、要素１９３０、及び要素１９３２を含みうる。アンテナ群を覆うこれらの要素は、この実施形態ではレドームであってもよい。
【０１６２】
遮蔽構造体１９０４に用いられる材料は、全体について同じタイプの材料であってもよいし、異なるタイプの材料を用いてもよい。例えば、筐体１９０８及び種々の要素は全て、燃料タンク内での使用に適した材料で形成してもよい。種々の要素用に選択される材料は、無線周波信号の減衰を抑制するものであってもよいが、筐体１９０８用の材料については、このような要件はない。
【０１６３】
図１、図１４〜１９、及び２５〜３１に示す種々のコンポーネントは、図２〜９及び１１〜１３に示すコンポーネントと組み合わせてもよいし、図２〜９及び１１〜１３に示すコンポーネントと共に用いてもよいし、これら２つの組合せであってもよい。更に、図１、１４〜１９及び２５〜３１に示す種々のコンポーネントは、図２〜９及び１１〜１３にブロック形式で示すコンポーネントを、物理的構造体として実現した具体例であるといえる。
【０１６４】
ここで図２０を参照すると、例示的な実施形態に係る、センサーデータを生成するプロセスを示すフローチャートが示されている。図２０に示すプロセスは、図２に示すセンサーシステム２０２にて実行できる。
【０１６５】
プロセスを開始すると、まず、所定数の無線電力信号を一群のセンサーユニットに送信する（工程２０００）。所定数の無線電力信号を一群のセンサーユニットに送信した後、所定数の無線データ収集信号を、一群のセンサーユニットに送信する（工程２００２）。
【０１６６】
次に、無線応答信号にのせたセンサーデータを、一群のセンサーユニットから受信する（工程２００４）。その後プロセスを終了する。
【０１６７】
本実施形態では、これらの工程を任意の回数繰り返すことにより、一群のセンサーユニットからセンサーデータを取得する。これらの操作は、様々な電力レベルで無線信号を送信する。これらの電力レベルは、図１０のタイミング図１０００に示したものと同様であってもよい。
【０１６８】
図２１を参照すると、例示的な実施形態に係る無線データ収集信号を送信するためのプロセスのフローチャートが示されている。図２１に示す工程は、図２０に示す工程２００２を実行するために用いられる工程の例である。
【０１６９】
プロセスは、開始すると、まず、一群のセンサーユニットを識別する（工程２１００）。センサーユニットは、センサーデータのデータ収集が望まれる特定のものである。これら特定のセンサーは、データベース、リンク、リスト、表、又は他の適切なタイプのデータ構造などに基づき識別できる。データ構造内の情報は、例えば、一群のセンサーユニットの識別子であってもよい。
【０１７０】
その後、プロセスでは、識別した一群のセンサーユニットから未処理のセンサーユニットを選択する（工程２１０２）。その後、プロセスでは、無線データ収集信号内に符号化した識別子で選択される未処理のセンサーユニットに対して、無線データ収集信号を送信する（工程２１０４）。次に、識別した一群のセンサーユニット内に、追加の未処理のセンサーユニットが存在するか否かの決定を行う（工程２１０６）。
【０１７１】
追加の未処理のセンサーユニットが存在する場合、プロセスは、工程２１０２に戻る。そうでなければ、プロセスは終了する。
【０１７２】
図示された様々な実施形態のフローチャート及びブロック図は、例示的な実施形態における装置及び方法のいくつかの考えられる実施態様のアーキテクチャ、機能、及び、動作を示すものである。この点では、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び／又は、動作若しくはステップの一部を表す。例えば、１つ又は複数のブロックは、プログラムコード、ハードウェア、又は、プログラムコードとハードウェアとの組合せとして実現できる。ハードウェアとして実現する場合、このハードウェアは、例えば、フローチャート又はブロック図における１つ又は複数の動作を実行するように製造、又は構成された集積回路の形態を取ることができる。プログラムコードとハードウェアとの組合せとして実現する場合、ファームウェアの形態を取ることができる。
【０１７３】
例示的な実施形態のいくつかの代替の態様において、ブロックで述べられている１つ又は複数の機能は、図で述べられている順序とは異なる順序で実行してもよい。例えば、いくつかのケースにおいては、関連する機能に応じて、連続して示されている２つのブロックは実質的に同時に実行されてもよいし、逆の順序で実行されてもよい。また、フローチャート又はブロック図に示されたブロックに対して、さらに他のブロックを追加してもよい。
【０１７４】
例えば、図２１のフローチャートでは、プロセスは、処理すべき別のセンサーユニットの選択に進む前に、センサーユニットから受信する無線応答信号を待つ動作を含んでいてもよい。別の例として、無線データ収集信号は、ブロードキャスト信号であってもよく、無線センサーユニットの識別子を含んでいなくてもよい。この例では、無線センサーユニットは全て、このブロードキャスト信号を受け取ると、センサーデータを送信できる。
【０１７５】
次に図２２を参照すると、例示的な実施形態に係るデータ処理システムのブロック図が示されている。データ処理システム２２００は、図２に示すセンサー制御部２０８を実現するために用いられる。この実施形態では、データ処理システム２２００は、通信フレームワーク２２０２を含み、当該通信フレームワークは、プロセッサユニット２２０４、メモリ２２０６、永続ストレージ２２０８、通信ユニット２２１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット２２１２、及び表示部２２１４の間の通信を提供する。この例では、通信フレームワークは、バスシステムの形態を取ることもできる。
【０１７６】
プロセッサユニット２２０４は、メモリ２２０６に読み込み可能なソフトウェアに対する指示を実行するように機能する。プロセッサユニット２２０４は、特定の用途に応じて、所定数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は他のタイプのプロセッサであってもよい。
【０１７７】
メモリ２２０６及び永続ストレージ２２０８は、ストレージ装置２２１６の例である。ストレージ装置は、例えば、限定するものではないが、データ、関数形式のプログラムコード、及び／又は、一時的若しくは永続的な他の適切な情報などの情報を保存できる任意のハードウェアである。ストレージ装置２２１６は、これらの実施形態では、コンピュータ読取り可能なストレージ装置と呼ばれることもある。メモリ２２０６は、これらの例では、例えば、ランダムアクセスメモリ、又は、任意の他の適切な揮発性又は不揮発性ストレージ装置であってもよい。永続ストレージ２２０８は、特定の用途に応じて様々な形態と取ることができる。
【０１７８】
例えば、永続ストレージ２２０８は、１つ又は複数のコンポーネント又は装置を含むことができる。例えば、永続ストレージ２２０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書き換え可能光ディスク、書き換え可能磁気テープ、又は、これらの組合せであってもよい。永続ストレージ２２０８により用いられる媒体は、着脱可能であってもよい。例えば、着脱可能なハードドライブを、永続ストレージ２２０８に使用できる。
【０１７９】
通信ユニット２２１０は、これらの実施形態では、他のデータ処理システム又は装置と通信を行う。これらの実施形態では、通信ユニット２２１０は、ネットワークインタフェースカードである。
【０１８０】
入出力ユニット２２１２は、データ処理システム２２００に接続可能な他の装置とのデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット２２１２は、キーボード、マウス、及び／又は、いくつかの他の適切な入力装置を介して、ユーザ入力用の接続を提供できる。更に、入出力ユニット２２１２は、プリンタに出力を送信できる。表示部２２１４は、ユーザに情報を表示する機構である。
【０１８１】
オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又は、プログラムを構成する指示は、ストレージ装置２２１６に保存でき、当該ストレージ装置は、通信フレームワーク２２０２を介して、プロセッサユニット２２０４と通信を行う。様々な実施形態の処理は、メモリ２２０６などのメモリに保存可能なコンピュータ命令を用いて、プロセッサユニット２２０４により実行することができる。
【０１８２】
これらの指示は、プロセッサユニット２２０４内のプロセッサによって読み取り及び実行可能なプログラムコード、コンピュータ使用可能プログラムコード、又は、コンピュータ読取り可能なプログラムコードと呼ばれる。様々な実施形態におけるプログラムコードは、メモリ２２０６又は永続ストレージ２２０８などの様々な物理的ストレージ媒体又はコンピュータ読取り可能なストレージ媒体上で具現化できる。
【０１８３】
プログラムコード２２１８は、コンピュータ読取り可能な媒体２２２０に関数形式で保存されており、この媒体は、選択的に着脱可能であり、プロセッサユニット２２０４が実行するために、データ処理システム２２００に読み込むことも、そこに転送することもできる。プログラムコード２２１８及びコンピュータ読取り可能な媒体２２２０は、これらの実施形態では、コンピュータプログラム製品２２２２を形成している。一例では、コンピュータ読取り可能な媒体２２２０は、コンピュータ読取り可能なストレージ媒体２２２４、又は、コンピュータ読取り可能な信号媒体２２２６であってもよい。これらの実施形態では、コンピュータ読取り可能なストレージ媒体２２２４は、プログラムコード２２１８の伝搬又は伝達を行う媒体ではなく、プログラムコード２２１８の保存に使用される物理的又は有形のストレージ装置である。
【０１８４】
これに代えて、プログラムコード２２１８は、コンピュータ読取り可能な信号媒体２２２６を用いてデータ処理システム２２００に伝送できる。コンピュータ読取り可能な信号媒体２２２６は、例えば、プログラムコード２２１８を含む伝搬データ信号であってもよい。例えば、コンピュータ読取り可能な信号媒体２２２６は、電磁信号、光信号、及び／又は、任意の他の適切なタイプの信号であってもよい。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、配線、及び／又は、任意の他の適切なタイプの通信リンク等を介して送信できる。
【０１８５】
データ処理システム２２００について、様々なコンポーネントを図示したが、これらは、様々な実施形態を実現する態様に構造上の限定を加えるものではない。様々な例示的な実施形態では、データ処理システム２２００用に示したコンポーネントに加える部品、及び／又は、それら部品に代わる部品を含むデータ処理システムとしてもよい。図２２に示す他のコンポーネントは、図示している実施形態から変更できる。様々な実施形態では、プログラムコード２２１８を実行可能な任意のハードウェア装置又はシステムを使用してもよい。
【０１８６】
本開示の例示的な実施形態を、図２３においては航空機の製造及び保守方法２３００に関連させ、図２４においては航空機２４００に関連させて説明する。まず、図２３を参照すると、例示的な実施形態に係る航空機の製造及び保守方法が示されている。生産開始前の工程として、航空機の製造及び保守方法２３００は、図２４に示した航空機２４００の仕様決定及び設計２３０２と、材料調達２３０４とを含む。
【０１８７】
生産中には、図２４に示す航空機２４００の部品及び小組立品の製造２３０６、並びに、システムインテグレーション２３０８が行われる。その後、図２４に示す航空機２４００は、認可及び納品２３１０の工程を経て、使用２３１２に入る。顧客による使用２３１２中は、図２４の航空機２４００は、定例の整備及び保守２３１４に組み込まれる。これは、調整、変更、改修、及び他の整備又は保守を含みうる。
【０１８８】
航空機の製造及び保守方法２３００の各工程は、システムインテグレーター、第三者、及び／又は、オペレーターによって実行又は実施することができる。これらの例において、オペレーターは顧客であってもよい。説明のために言及すると、システムインテグレーターは、航空機メーカー及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。第三者は、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織等であってもよい。
【０１８９】
図２４を参照して説明すると、例示的な実施形態を実施可能な航空機がブロック図で示されている。この例において、航空機２４００は、図２３に示した航空機の製造及び保守方法２３００によって生産され、複数のシステム２４０４及び内装２４０６を備えた機体２４０２を含みうる。システム２４０４の例としては、１つ又は複数の推進系２４０８、電気系２４１０、油圧系２４１２、および環境系２４１４が挙げられる。また、その他のシステムをいくつ含んでもよい。また、航空宇宙産業に用いた場合を例として示しているが、種々の例示的な実施形態を、例えば自動車産業等の他の産業に適用してもよい。
【０１９０】
本明細書において具現化される装置及び方法は、図２３に示した航空機の製造及び保守方法２３００おける、少なくとも１つの段階において、採用することができる。例えば、センサーシステム２０２の種々のコンポーネントは、図２３に示す部品及び小組立品の製造２３０６中に製造及び生産できる。
【０１９１】
更に別の例として、１つ又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組合せは、システムインテグレーション２３０８、使用２３１２、整備及び保守２３１４、並びに、図２３の他の段階において利用できる。例えば、航空機２４００の使用２３１２中に、センサーシステム２０２を用いてセンサーデータを生成してもよい。別の実施形態では、センサーシステム２０２は、整備及び保守２３１４中に航空機２４００に実装してもよい。例えば、センサーシステム２０２は、改修、更新、及び実行可能な他の動作中に、航空機２４００に追加してもよい。いくつかの実施形態では、センサーシステム２０２のいくつかのコンポーネントは既存のものであってもよく、他のコンポーネントは整備及び保守２３１４中にセンサーシステム２０２を実装する際に追加してもよい。
【０１９２】
所定数の異なる例示的な実施形態を用いることにより、実質的に、組み立て速度を速めたり、航空機２４００のコストを削減したりすることができる。本実施形態では、有線媒体を介して信号を送信する際に使用される配線、ハーネス、及び、他のコンポーネントの必要性を低減することにより、時間及びコストを削減することができる。更に、航空機２４００でセンサーシステム２０２を使用する際、配線用に形成される開口部の数、及び、これらの開口部の封止材についての整備及び検査を削減できる。
【０１９３】
図２５及び２６は、他の例示的な実施形態に係るセンサーユニット２５００を示している。センサーユニット２５００は、遮蔽構造体２５０２と、第１導体２５０６及び第２導体２５０４から形成される容量性プローブとを含む。第１導体２５０６及び第２導体２５０４は、同軸であり、同軸導波管アンテナを形成している。測定結果（例えば、燃料タンク内の燃料レベルに対応する測定結果）は、第１導体２５０６と第２導体２５０４との間の静電容量に基づいて得ることができる。
【０１９４】
遮蔽構造体２５０２は、（図２８〜３１に示すように）無線通信部と制御部とを含む電気回路を収容することができる。電気回路は、データ、動作指示（例えば、本明細書で説明している動作を実行するための、制御部又は他のプロセッサにより実行可能な指示）、又は、これら両方を更に含みうる。制御部は、容量性プローブを用いて行われた測定結果に基づいて、センサーデータを生成するように構成することができる。特定の実施形態では、前述したように、電気回路は、当該電気回路の他のコンポーネントに電力を供給するように構成されている１つ又は複数のエネルギー獲得素子を更に含みうる。この電力は、受信した信号（例えば、無線周波電力信号又は、無線周波通信信号）、温度勾配、振動、その他の動き、又は、これらの組み合わせに基づいて、獲得する。電気回路は、第２センサーなどの、１つ又は複数の追加のセンサーを更に含みうる。第２センサーは、燃料タンクにおける燃料に関する情報を収集するための温度センサー、又は他のセンサーを含みうる。
【０１９５】
図２５及び２６において、センサーユニット２５００は、第２導体２５０４、第１導体２５０６、又はこれら両方に複数のスロット２５１０を含む。図２５では、スロット２５１０は、垂直に配向している。換言すれば、図２５において、スロット２５１０の主軸は、センサーユニット２５００の主軸に沿っている（例えば、容量性プローブの中心軸に平行な方向に配向されている）。図２６では、スロット２５１０は、水平に配向している。換言すれば、図２６において、スロット２５１０の主軸は、センサーユニット２５００の周縁に沿っている（例えば、容量性プローブの中心軸に直交する方向に配向されている）。どちらの構成においても、スロット２５１０は、容量性プローブをアンテナとして（例えば、スロット漏洩同軸導波管アンテナ（slot leakage coaxial waveguide antenna）として）使用可能なスロットアンテナとして機能する。
【０１９６】
特定の実施形態では、第１導体２５０６は、遮蔽構造体２５０２内で無線通信部に接続されており、容量性プローブを用いて得られた測定結果に対応する信号（例えば、無線周波数の波形）を受信する。この実施形態では、スタブ（stubs）２５０８は、例えば、第１導体２５０６から第２導体２５０４へ向かって延伸している。スタブ２５０８は、スロット２５１０の配向を明示するために、図２６には特に図示していない。しかしながら、スタブ２５０８は、図２６に図示される実施形態にも設けることができる。スタブ２５０８は、第１導体２５０６に直接接触していてもよいが、スタブ２５０８の各々と第２導体２５０４との間には、例えば、空隙が画成されている。従って、スタブ２５０８は、第１導体２５０６から第２導体２５０４までの間の少なくとも一部を延伸している。スタブ２５０８は、スロット放射レベル制御を行う。この構成では、空隙は、第２導体２５０４を第１導体２５０６から電気的に隔離することにより、第１周波数の電磁エネルギー（例えば、低周波数又は直流電流）が第１導体２５０６と第２導体２５０４との間を伝搬しないようにする。ただし、空隙のサイズは、第２周波数（例えば、無線周波数などの高周波数）の電磁エネルギーが第１導体２５０６と第２導体２５０４との間を伝搬するように設定する。したがって、直流信号又は低周波信号を容量性プローブに印加することにより、燃料レベルの読み取りなどの容量読み取り（capacitive reading）を行うことができる。これに加えて、無線周波信号を第１導体２５０６に印加することにより、容量性プローブをアンテナとして用いて信号を送信することができる。スタブ２５０８は、第１導体２５０６から第２導体２５０４へ流れる直流信号又は低周波信号を短絡させることなく、第１導体２５０６から第２導体２５０４へ無線周波信号を伝搬する。従って、直流信号又は低周波信号、及び、無線周波数信号を同時に第１導体２５０６に印加することにより、静電容量に基づいて測定結果を得るとともに、無線周波通信を介してデータを送信することができる。
【０１９７】
これにより、センサーユニット２５００は、１つの構造体内でアンテナ機能と容量性プローブ機能とを一体化した燃料プローブを提供している。従って、センサーユニット２５００は、例えば、燃料レベル読み取りに対応する容量測定結果を得るとともに、センサー制御部などの遠隔装置にデータを送信することができる。上述したような他のシステムと共に用いる場合、センサーユニット２５００は、センサーユニット２５００からセンサー制御部へのデータ通信に用いられる壁貫通孔の数を減らすことができる。これに加えて、測定結果を得ることと、アンテナとしてデータの送受信を行うこととの両方の目的で容量性プローブを用いることにより、センサーユニット２５００全体のサイズを縮小するとともに、センサーユニット２５００の構造を単純化することができる。従って、有線の燃料センサーシステムと比較すると、センサーユニット２５００は、そのコスト及び生産時間を削減することができ、更に、センサーユニット２５００の重量も低減することができる。
【０１９８】
図２７は、図２５に示されたセンサーユニット２５００の他の実施形態を示す。図２７において、センサーユニット２７００は、遮蔽構造体２７０２内に電気回路２７０４を含む。遮蔽構造体２７０２は、取り付け装置２７０６を含むか、或は、当該装置に接続している。取り付け装置２７０６は、センサーユニット２７００を、燃料タンクの壁や隔壁（bulkhead）などの支持体に接続することができる。図２７には明示していないが、センサーユニット２７００は、第１導体（例えば、図２５の第１導体２５０６）と第２導体（例えば、図２５の第２導体２５０４）とを有する容量性プローブを含みうる。電気回路２７０４は、容量性プローブに関連付けられた測定結果に基づいて信号を生成する無線通信部を含みうる。無線通信部は、送信アンテナとしての容量性プローブに送信を行わせるため、容量性プローブの第１導体に信号を送信することができる。遮蔽構造体２７０２は、燃料レベルに対応する容量測定結果を得るために、センサーユニット２７００内で燃料レベルを上下させるための１つ又は複数の開口部（不図示）を含みうる。
【０１９９】
図２８及び２９は、第１の例示的な実施形態に係る、図２５に示すセンサーユニットの部分２８００を示す。図２９では、センサーユニットの部分２８００のコンポーネントが個々に示されている。図２８では、上記コンポーネントを組み立てて、第１導体２８０２及び第２導体２８０４に接続した様子が示されている。
【０２００】
センサーユニットの部分２８００は、回路基板２８０６を含み、当該回路基板は、制御部２８１０、無線通信部２８１８、及び第２センサー２８１６などの様々なコンポーネントを相互に接続する１つ又は複数の回路を含む。制御部２８１０は、第１導体２８０２と第２導体２８０４との間の容量測定を実行させるように構成することができる。例えば、制御部２８１０は、第１導体２８０２又は第２導体２８０４に対して、直流電流又は低周波信号を印加させることができる。直流電流又は低周波信号に基づき、制御部２８１０又は当該制御部２８１０に接続されたコンポーネントは、第１導体２８０２と第２導体２８０４との間の容量測定結果を得ることができる。制御部２８１０は、容量測定結果に基づいてデータを生成することができる。例えば、データは、測定した静電容量の値、燃料タンク内の流体レベル、他の情報、又は、これらの組み合わせを示す。制御部２８１０は、第２センサー２８１６により行われる測定の結果に基づいてデータを生成することもできる。容量測定結果に基づいたデータ、第２センサー２８１６による測定に基づいたデータ、又は、これら両方は、回路基板２８０６に接続されているメモリ（不図示）に保存することができる。
【０２０１】
無線通信部２８１８は、給電部（feed）２８１２及びカプラー２０１４を介して、第１導体２８０２に接続されている。無線通信部２８１８は、給電部２８１２及びカプラー２８１４を介して、第１導体２８０２へ無線周波信号を送信することができる。第１導体２８０２は、図２５に示されるスタブ２５０８などのスタブを介して、無線周波信号を第２導体２８０４に繋げる。無線通信部２８１８は、給電部２８１２を含むか、或は、整合回路（matching network）（不図示）により当該給電部に接続されている。無線周波信号は、センサーユニットからセンサー制御部（例えば、図２に示すセンサー制御部２０８）へ送信される情報を符号化してもよい。例えば、上記情報は、容量測定結果に基づくデータ、第２センサー２８１６によって行われた測定の結果に基づくデータ、又は、これら両方を含むか、或は、これらに対応していてもよい。
【０２０２】
センサーユニットの部分２８００は、第２導体２８０４、第１導体２８０２、及び回路基板２８０６の物理的な相互接続を可能にする第１カプラー２８２０と第２カプラー２８２２とを更に含みうる。例えば、回路基板２８０６は、留め具２８３０により第１カプラー２８２０に接続され、第２導体２８０４は、留め具２８３２により第１カプラー２８２０に接続され、第１導体２８０２は、留め具２８３４により第２カプラー２８２２に接続されてもよい。これに加えて、特定の実施形態では、第２カプラー２８２２は、給電部２８１２に電気的に接続されている。第１カプラー２８２０は、第２導体２８０４に電気的に接続されている。従って、カプラー２８２０及び２８２２は、センサーユニットのコンポーネントを物理的に保持し、導体２８０２及び２８０４に対する電気接続を実現している。
【０２０３】
図２８及び２９において、給電部２８１２は、円錐状又はテーパー状の遷移部２８５０を含む。図３０及び３１は、第２の例示的な実施形態に係る、図２５に示すセンサーユニットの部分３０００を示す。図３０及び３１において、給電部２８１２は、段差遷移部３００２を含む。図３２は、容量性プローブをアンテナとして用いてデータを送信する方法３２００のフローチャートを示す。方法３２００は、３２０２において、第１導体及び第２導体を含む容量性プローブを用いてセンサーデータを生成することを含む。例えば、容量性プローブは、図２５及び２６に示すセンサーユニット２５００、図２７に示すセンサーユニット、又はその組み合わせに対応するか、或はこれらを含んでもよい。方法３２００は、センサーデータの生成と同時に、第２センサーを用いて第２センサーデータを生成することを更に含んでもよい。例えば、図２８に示すように、電気回路は、感知パラメータ値などの出力を生成する第２センサー２８１６を含む。例えば、感知パラメータは、温度を含んでもよい。
【０２０４】
方法３２００は、３２０４において、センサーデータに基づく信号を送信することを更に含む。上記信号は、容量性プローブを送信アンテナとして用いることにより送信することができる。例えば、図２８及び２９に示すように、電気回路は、無線通信部２８１８を含んでもよい。無線通信部２８１８は、カプラー２８１４及び給電部を介して、第１導体２８０２に接続することができる。無線通信部２８１８は、制御部２８１０に応答して、第１導体２８０２に無線周波（ＲＦ）信号を供給することができる。第１導体２８０２は、１つ又は複数のスタブ（例えば、図２５のスタブ２５０８等）を介して、第２導体２８０４へＲＦ信号を供給することができる。第２導体（例えば、図２５のスロット２５１０等）のスロットは、ＲＦ信号を放射することができる。
【０２０５】
特定の実施形態では、方法３２００は、センサーユニットに電力を供給するために、例えば、温度勾配、振動、他の動き、又は、これらの組み合わせに基づいて、エネルギーを生成することを更に含む。他の例では、同軸導波管アンテナとして動作する容量性プローブを用いて、エネルギーを獲得してもよい。この例では、同軸導波管アンテナは、当該同軸導波管アンテナが送信する信号と実質的に同じ周波数を有する信号からエネルギーを獲得するために用いてもよい。従って、方法３２００では、ＲＦ信号を用いてデータの収集及びデータの送信を行うために、容量性プローブを使用することが記載されている。上記説明では特に言及していないが、容量性プローブは、送信信号の受信に用いることもできる。例えば、図２に示すセンサー制御部２０８などの遠隔装置が、センサーユニットに通信信号又は電力信号を送信する場合、第２導体２８０４は、当該信号を受信するとともに、スタブ、第１導体２８０２、給電部２８１２、及びカプラー２８１４を介して、制御部２８１０に当該信号を供給してもよい。
【０２０６】
更に、本開示は、以下の付記に係る実施形態も含むものとする。
【０２０７】
付記１．第１導体及び第２導体を有する容量性プローブと、前記容量性プローブに関連付けられた測定結果に基づいて信号を生成するとともに、前記容量性プローブを送信アンテナとして用いて送信を行うために前記信号を前記第１導体に供給する無線通信部と、を含むセンサー装置。
【０２０８】
付記２．前記第１導体は、前記第２導体と同軸である、付記１に記載のセンサー装置。
【０２０９】
付記３．スロット放射レベル制御のために、前記第１導体と前記第２導体との間の少なくとも一部を延伸する１つ又は複数のスタブを更に含む、付記１に記載のセンサー装置。
【０２１０】
付記４．前記第１導体は、第１周波数で前記第２導体から電気的に隔離され、前記第１導体は、第２周波数で前記第２導体と電気的に接続し、前記第１周波数は、前記第２周波数よりも低い、付記３に記載のセンサー装置。
【０２１１】
付記５．前記第１導体、前記第２導体、又はこれら両方は、１つ又は複数のスロットを画成する、付記１に記載のセンサー装置。
【０２１２】
付記６．整合回路と、前記無線通信部を前記容量性プローブに接続する給電部とを更に含む、付記１に記載のセンサー装置。
【０２１３】
付記７．受信した無線信号からエネルギーを獲得するように構成されているエネルギー獲得素子を更に含む、付記１に記載のセンサー装置。
【０２１４】
付記８．前記エネルギー獲得素子は、温度勾配、振動、又は動きのうち、少なくとも１つからエネルギーを生成するように構成されている、付記７に記載のセンサー装置。
【０２１５】
付記９．前記容量性プローブを用いて前記測定結果を生成し、前記測定結果に対応する値をセンサーデータとして保存し、前記信号を介して前記センサーデータを送信させるように構成されている制御部を更に含む、付記１に記載のセンサー装置。
【０２１６】
付記１０．前記無線通信部を収容するように構成されている遮蔽構造体を更に含む、付記１に記載のセンサー装置。
【０２１７】
付記１１．第２センサーを更に含む、付記１に記載のセンサー装置。
【０２１８】
付記１２．前記第２センサーは、温度プローブである、付記１１に記載のセンサー装置。
【０２１９】
付記１３．第１導体及び第２導体を含む容量性プローブを用いてセンサーデータを生成することと、前記容量性プローブを送信アンテナとして用いて、前記センサーデータに基づく信号を送信することと、を含む方法。
【０２２０】
付記１４．前記信号は、第１周波数で送信され、前記センサーデータは、第２周波数での電気的読み取りに基づいて生成され、前記第２周波数は、前記第１周波数よりも低い、付記１３に記載の方法。
【０２２１】
付記１５．前記第１導体は、前記第２導体と同軸であり、１つ又は複数のスタブは、前記第１導体と前記第２導体との少なくとも一部を延伸しており、前記第１導体は、前記第１周波数で前記第２導体から電気的に隔離され、前記第１導体は、前記第２周波数で、１つ又は複数の前記スタブを介して前記第２導体と電気的に接続している、付記１４に記載の方法。
【０２２２】
付記１６．前記容量性プローブを含むセンサー装置において、温度勾配、振動、動き、又はそれらの組み合わせに基づいてエネルギーを生成し、前記センサー装置に電力を供給することを更に含む、付記１３に記載の方法。
【０２２３】
付記１７．前記センサーデータの生成と同時に、第２センサーを用いて第２センサーデータを生成することを更に含む、付記１６に記載の方法。
【０２２４】
付記１８．燃料タンクと、前記燃料タンクに設けられたセンサーユニットと、を備えており、前記センサーユニットは、第１導体及び第２導体を有する容量性プローブと、前記容量性プローブに関連付けられた測定結果に基づいて信号を生成するとともに、前記容量性プローブを送信アンテナとして用いて送信を行うために前記信号を前記第１導体に供給する無線通信部と、を含む、輸送体。
【０２２５】
付記１９．前記センサーユニットに対して無線データ収集信号を送信させて、前記無線データ収集信号が送信された後に、前記無線通信部により生成された前記信号を受信するように構成されているセンサー制御部を更に含む、付記１８に記載の輸送体。
【０２２６】
付記２０．前記センサー制御部は、更に、前記センサーユニットに対して無線電力信号を送信させるように構成されており、前記センサーユニットは、前記無線電力信号から、前記信号を生成するための電力を得る、付記１９に記載の輸送体。
【０２２７】
従って、本実施形態は、航空機の動作に望まれる情報を提供する形態で、センサーデータを提供するための方法及び装置を提供する。本実施形態は、センサーシステムで用いられるコンポーネントの数を低減することができる。結果として、１つ又は複数の例示的な実施形態を用いて、センサーシステムの設置に必要な重量、コスト、及び時間を低減することができる。
【０２２８】
従って、１つ又は複数の実施形態を実施することにより、航空機における配線の必要性を低減することができる。本実施形態では、センサーシステム２０２のアーキテクチャは、配線の経路指定が困難で望ましくない領域、及び、配線の使用が望ましくない領域で使用することができる。
【０２２９】
例示的な実施形態では、配線用の開口部の形成、及び、燃料タンクなどの領域への配線の導入を低減又は排除できる。結果として、経路指定している配線及び孤立している配線についての問題、並びに、落雷や静電気等の好ましくない電磁現象により生じるアーク又は放電などの影響を低減するための構造体のコンポーネントについての問題を低減又は不要にできる。
【０２３０】
様々な例示的な実施形態の説明は、例示および説明のために提示したものであり、全てを網羅することや、開示した形態での実施に限定することを意図するものではない。多くの改変または変形が当業者には明らかであろう。さらに、例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なる特徴をもたらす場合がある。
【０２３１】
選択した実施形態は、実施形態の原理及び実際の用途を最も的確に説明するために、且つ、当業者が、想定した特定の用途に適した種々の改変を加えた様々な実施形態のための開示を理解できるようにするために、選択且つ記載したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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