(57)【要約】【課題】  移動プラットフォームの外側エンベロープの窓を通る無線電磁放射の送信を制限するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】  移動プラットフォーム１２は外側エンベロープ上の少なくとも１つの窓１６を含む。遮蔽層１８が窓に施され、外側エンベロープに電気的に接地される。少なくとも１つのトランシーバハブ２４，３４が移動プラットフォーム内に配置され、電磁装置放射を受信および／または送信する。機外通信装置はトランシーバハブと無線で通信する。遮蔽層は窓に接触する放射の一部を減衰する。したがってトランシーバハブと機外通信装置との間の通信経路だけが作用し得る。窓経路を介した無線装置の送信および／または受信は、遮蔽層によって効果的に遮断され、移動プラットフォームの電気システムへの混乱および地上通信システムへの干渉の可能性を低減させる。【選択図】        図１
2004343744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動プラットフォームの窓システムであって、前記移動プラットフォームの内側領域と外側領域との間で電磁放射を減衰可能であり、前記移動プラットフォームのエンベロープは前記内側領域と外側領域との間の境界を規定しており、前記窓システムは、
前記移動プラットフォーム上に配置された少なくとも１つの窓と、
前記窓に施された電磁放射の遮蔽層と、
前記移動プラットフォームの前記エンベロープに前記遮蔽層を電気的に接合する少なくとも１つの導電性の部材とを含む、移動プラットフォームの窓システム。
【請求項２】
複数の窓ガラスを有する前記窓と、
前記窓ガラスのうちの少なくとも１つの表面に施された場合に導電性コーティングを動作可能に形成する前記遮蔽層とを含む、請求項１に記載の窓システム。
【請求項３】
前記遮蔽層は半透明の金属ベースのフィルムを含む、請求項１に記載の窓システム。
【請求項４】
複数の窓ガラスを有する前記窓と、
前記窓ガラスのうちの１つに隣接して配置された場合に導電性中間層を動作可能に形成する前記遮蔽層とを含む、請求項１に記載の窓システム。
【請求項５】
前記複数の窓ガラスは、外側窓ガラスと、中間窓ガラスと、前記中間窓ガラスの内側に配置された保護窓ガラスとを含み、前記外側窓ガラスと前記中間窓ガラスとは空気体積により別個に離れて間隔を置かれている、請求項４に記載の窓システム。
【請求項６】
前記遮蔽層は、前記中間窓ガラスの、内側領域に面する表面上に配置されている、請求項５に記載の窓システム。
【請求項７】
前記遮蔽層は、前記遮蔽層を取り付けるための接着層を有する金属フィルムを含む、請求項１に記載の窓システム。
【請求項８】
前記遮蔽層は、前記窓の上に直接配置される金属層を含む、請求項１に記載の窓システム。
【請求項９】
前記部材は、前記遮蔽層と接触するよう自己偏向したばねクリップを含む、請求項１に記載の窓システム。
【請求項１０】
前記遮蔽層に電気的に接続され、前記遮蔽層と前記エンベロープとの間の電気接地経路の第１の部分を規定する少なくとも１つのバスバーと、
前記部材を前記エンベロープに動作可能に接合する機械的留め具とを含み、前記部材と前記留め具とは前記電気接地経路の第２の部分を規定する、請求項１に記載の窓システム。
【請求項１１】
各前記バスバーを前記エンベロープに電気的に接続させる少なくとも１つの接地ストラップを含む、請求項１０に記載の窓システム。
【請求項１２】
移動プラットフォームの外側エンベロープを貫通する１つ以上の窓を通る電磁放射の送信を制限するシステムであって、電磁放射は外側エンベロープ内に配置された無線装置によって生成され、前記システムは、
前記窓に施され、前記外側エンベロープに電気的に接地された電磁放射の遮蔽層と、
前記外側エンベロープ内に配置され、前記無線装置と無線通信する少なくとも１つの無
線トランシーバハブと、
前記外側エンベロープから離れて配置され、前記トランシーバハブと無線通信する機外通信装置とを含み、
前記遮蔽層は、前記移動プラットフォームと前記機外通信装置との間の通信経路が前記トランシーバハブと前記機外通信装置との間でのみ作用し得るように、電磁放射を有効に減衰する、電磁放射の送信を制限するシステム。
【請求項１３】
各前記トランシーバハブと前記機外通信装置とを無線で連結させるために、各前記トランシーバハブと通信する、外側エンベロープに取付けられたアンテナを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
各前記無線トランシーバハブは、複数の無線電話ハンドセットと通信するためのピコセル基地局を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記電磁放射は、携帯電話周波数範囲内にあって各前記ピコセル基地局と適合する周波数範囲を有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
各前記少なくとも１つのトランシーバハブは、複数の無線電話ハンドセットとの通信用のピコセル基地局、および、複数の無線ネットワーク装置との通信用の無線ネットワークゲートウェイのうちの１つを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記電磁放射は、前記ピコセル基地局に適合する携帯電話周波数範囲、および、前記無線ネットワークゲートウェイに適合するインターネットプロトコル無線アクセスポイント周波数範囲の各々に従った周波数範囲を含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記機外通信装置は、衛星および地上通信ターミナルのうちの１つを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
各前記トランシーバハブと通信するトランシーバと、
前記トランシーバと通信するルータと、
前記ルータと通信するサーバと、
前記ルータと前記外側エンベロープに取付けられたアンテナとの間で通信する衛星通信トランシーバとをさらに含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
各前記トランシーバハブと前記トランシーバとの間に配置される電気経路を形成する導電体を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
少なくとも１つの窓と、航空機の内部領域と外部領域との間の境界を規定する導電性の外部層とを有する航空機で使用される乗客の無線装置に関連する電磁放射についての信号経路を制御するシステムであって、前記システムは、
各前記窓の上に施された導電性コーティングを含み、前記導電性コーティングは、窓と前記外部層との間で前記放射を減衰するための少なくとも部分的な接地経路を有効に形成しており、前記システムはさらに、
前記外部層に接続されたアンテナと、
内部領域内に配置された少なくとも１つのトランシーバハブとを含み、前記トランシーバハブは前記外部層を通って前記アンテナに通信可能に接続されており、前記システムはさらに、
前記航空機から離れて配置され、前記アンテナと無線通信する機外通信装置と、
前記アンテナと、前記トランシーバハブを介した乗客の無線装置と前記機外通信装置との間の電磁放射の２方向通信を可能にするように動作可能な前記機外通信装置との間に形
成される無線信号経路とを含む、信号経路を制御するシステム。
【請求項２２】
前記機外通信装置は衛星を含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記機外通信装置は、前記衛星と無線通信する地上通信システムをさらに含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記導電性コーティングは、プラスチックフィルムの上に配置された金属層を含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記信号経路は、１００ｇＨｚ以下の周波数範囲を有する送信信号および受信信号の双方のための２方向無線電磁放射経路を含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
移動プラットフォーム上の乗客の無線装置に関連する電磁放射を制御する方法であって、
前記移動プラットフォームの複数の窓の各々の上に導電性遮蔽材を施すステップと、
各導電性遮蔽材を電気的に接地するステップと、
電磁放射の一部を収集するために、前記移動プラットフォーム内に位置付けられたトランシーバハブを使用するステップと、
前記移動プラットフォームから離れて配置された装置に、前記電磁放射の前記一部を送信するステップとを含む、電磁放射を制御する方法。
【請求項２７】
携帯電話周波数範囲と、インターネットプロトコルデータ無線アクセスポイント周波数範囲との間で、前記放射の前記一部を識別するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記携帯電話周波数範囲内で前記放射を収集するために、ピコセルアンテナを前記トランシーバハブとして使用するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記インターネットプロトコルデータ無線アクセスポイント周波数範囲内で前記放射を収集するために、ネットワークゲートウェイアンテナを前記トランシーバハブとして使用するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
衛星に前記放射の前記一部を送信するステップと、
前記衛星から地上受信局に前記放射の前記一部を転送するステップとを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記携帯電話周波数範囲、および、前記インターネットプロトコルデータ無線アクセスポイント周波数範囲の各々における無線周波数エネルギを転送するために、前記地上受信局を使用するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は一般に無線通信装置に関し、より具体的には、無線通信装置の送信と受信とを制限する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
移動プラットフォーム（以下、一般に航空機と呼ばれる）上で携帯電話、ノートブックコンピュータおよび携帯情報端末などの個人無線装置を操作するために使用することは、いくつかの問題を生み出す。問題の１つは、巡航高度（たとえば約１０，６６８ｍ（３５，０００ｆｔ．））での航空機内の携帯（セル）電話ハンドセットが全方向において約４２６ｋｍ（２６５マイル）の見通し視界を有することである。この領域は、数十、数百または数千もの携帯電話基地局を包含する場合があり、干渉を引起こして、システム容量を広大な領域にわたって減少させる。１０，６６８ｍでの携帯電話のたった１回の通話が、地上での数十、数百または数千回もの携帯電話の通話と同等のスペクトル源を使用する可能性がある。
【０００３】
第２の問題は、ハンドセットが同時に多数の基地局に接続する能力も、地上の通信事業者の送信および切換インフラストラクチャを劣化させることである。移動切換センター（ＭＳＣ：Mobile Switching Center）および基地局コントローラは、加入者を基地局に割当てる。一般的なＭＳＣおよび基地局コントローラは、信号強度が比較的等しい通話を多数の基地局間で渡すようには設計されていない。ハンドセットを急速に動かすと、すなわち、移動プラットフォーム上にある間は、基地局での受信信号強度が変更される場合があり、携帯電話の通話は基地局間で渡されるようになる。携帯電話ハンドセットも、この多数の基地局を追跡できない。これは、ネットワークにおける接続ポイント（基地局）のピンポン送信をもたらし、この１回の通話への著しい資源割当を引起こす。
【０００４】
飛行中の航空機内での携帯電話の使用に関する別の問題は、搭載された、飛行に不可欠なナビゲーションシステムおよび通信システムへの潜在的な干渉である。携帯電話または他の無線装置から放出された無線周波数（ＲＦ）放射は、窓開口部を通って航空機の機体から漏れ出し、航空機の外板に沿って伝搬する場合があり、そこで信号が飛行に不可欠な機能のために使用される外部アンテナに当る可能性がある。この問題は、携帯電話ハンドセットに地上基地局との通信を確立し維持するためにその送信出力レベルを増大させるよう命令する一般的な無線通信プロトコルによって悪化するおそれがある。長い経路距離、および金属製の機体によって導入される信号減衰のために、携帯電話は通常、航空機の機体外部の基地局と通信する際、高出力レベルで動作するようになり、搭載された電子機器への干渉の可能性を高め、乗客への潜在的なＲＦ照射を増加させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ピコセルアンテナは、建物および部屋などの限られた空間に配備されており、中にいる人が携帯電話および無線コンピュータ装置を使用して通信できるようにしている。この種の装置も、航空機のキャビン内部への配備は非常に限られている。主な技術的問題の１つは、航空機で携帯電話を使用する乗客が航空機内のピコセルに接続する保証がないことである。より高い信号強度が乗客のハンドセット受信機によって測定され、内部のピコセルよりもむしろ外部のセル電波塔（基地局）に向けられる場合、携帯電話は外部の電波塔に
接続する可能性がある。この筋書は、乗客が航空機の窓の近くに着席し、基地局が航空機に比較的近い場合にしばしば起こり得る。また、携帯電話の規格および周波数の全世界での変形（つまり、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）、ＥＤＧＥ（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）、ｉＤＥＮ（integrated Digital Enhanced Network）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＪＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Service）、３Ｇ（3rd Generation）など）すべてについて搭載ピコセルを設けることは非現実的である。したがって、商用航空機は一般に、乗客の電話が使用する携帯電話の全規格のうちの１つか２つ、または一部を提供するであろう。したがって、搭載ピコセルによりサポートされている無線サービスのみを許可し、他はすべて除外することは困難である。サポートされていない携帯技術がすべて、地上ネットワークに干渉しないよう十分減衰されていることを確実にするために、商用航空会社の運航乗務員に乗客の携帯電話の使用を取り締まるよう期待することは、不合理である。
【０００６】
したがって、航空機の搭載ピコセル、または無線アクセスポイントによってサポートされていない乗客の無線装置の（地上基地局への）機外接続性を、ＦＣＣによって禁止された、移動プラットフォーム内部にＲＦ放出を加える妨害装置を使用することなく、すべて制限するシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
個人用無線装置（たとえば携帯電話、コンピュータなど）から移動プラットフォームの外側エンベロープを通って放出される無線周波数（ＲＦ）エネルギの送信を制限するシステムが提供される。このシステムは、外側エンベロープを貫通する少なくとも１つの窓開口部を有する移動プラットフォームを含む。透明の電磁遮蔽層が窓の表面に施され、外側エンベロープに電気的に接地される。遮蔽層は、窓開口部を通した地上基地局との直接通信が実質的に防止されるように、エンベロープ内の個人用無線装置からの放射ＲＦエネルギの十分量を減衰する。
【０００８】
個人用無線装置の少なくとも１つと通信する少なくとも１つのＲＦトランシーバが、移動プラットフォームの遮蔽されたエンベロープ内に配置される。移動プラットフォームと地上との間に通信を提供するために、機外通信アンテナが遮蔽されたエンベロープの外側に配置される。エンベロープ内のＲＦトランシーバは、遮蔽されたエンベロープの外側に配置された機外通信アンテナに接続され、個人用無線装置が移動プラットフォームと地上との間で通信できるようにする。したがって、この発明は、個人用無線装置が地上との通信用の外部アンテナを使用して移動プラットフォームのエンベロープの外側と通信するための別の経路を提供する。
【０００９】
窓に施されたＲＦ遮蔽層の周囲にバスバー（電極）が形成される。バスバーは導電性であり、導電要素を介して移動プラットフォームの外側エンベロープに接地されている。バスバーは通常、厚く不透明の金属層で形成されており、透明の導電層のまわりにリングを形成している。バスバーは、透明の導電層を接地するための電気的接点として機能する。接地要素は、導電性の金属ストラップかケーブルであってもよく、または、好ましくは、窓を所定の位置に保持するために一般に使用される金属クリップであってもよい。好ましい一実施例では、窓遮蔽材の周囲に均等に間隔をおいて配置されたいくつかの接地ストラップまたはクリップが使用される。
【００１０】
この発明の利用可能性の別の領域は、以下に提供される詳細な説明から明らかとなるであろう。詳細な説明および特定の例は例示の目的のためにのみ意図されており、この発明の範囲を限定するよう意図されてはいない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明は、詳細な説明および添付図面からより十分に理解されるであろう。
【００１２】
好ましい実施例の詳細な説明
好ましい実施例の以下の説明は本質的に単なる例示であり、この発明、その用途、または使用を限定する意図は全くない。
【００１３】
図１を参照すると、この発明の好ましい一実施例に従った無線通信システム１０が示されている。例示的な航空機１２は、機体１４と、機体１４に配置された複数の窓１６と含む。窓１６の各々は、その少なくとも１つの表面上に配置された導電性フィルム１８を含む。導電性フィルム１８がない、遮蔽されていない窓２０を、以下のより詳細な説明のために示す。
【００１４】
１つ以上の無線携帯電話装置２２が、１つ以上のピコセルアンテナ２４に、無線周波数（ＲＦ）信号経路２６を介して無線で接続される。好ましい実施例では、ピコセルアンテナ２４は各々、ＲＦ線３０を介して、複数のピコセル／ゲートウェイトランシーバ７０のうちの１つに接続される。同様に、１つ以上の乗客無線ネットワーク装置３２が、１つ以上の無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４に、無線データ線３６を介して接続される。無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４は各々、ＲＦ線３８を介して、ピコセル／ゲートウェイトランシーバ７０に接続される。衛星通信トランシーバ２８は、機体１４の外側上に取付けられたアンテナ４０と通信し、アンテナ４０は、無線携帯電話装置２２および無線ネットワーク装置３２の各々と衛星４２との間で、アンテナ−衛星間経路４４を介してＲＦ信号を無線で伝える。
【００１５】
衛星４２は、地上局４６と、衛星−地上間信号経路４８を介して無線通信する。地上局４６は、トランシーバ５２と通信する地上アンテナ５０を含み、トランシーバ５２は地上アンテナ５０と信号ルータ５４との間で信号を中継する。信号ルータ５４は信号をデータ信号と音声通信信号とに分割し、データ信号をデータゲートウェイ５６に送り、音声通信信号を音声ゲートウェイ５８に送る。データゲートウェイ５６では、データ信号はさらにインターネット６０との間で送信または受信される。音声ゲートウェイ５８では、音声通信信号はさらに公衆交換電話網（ＰＳＤＮ）６２との間で送信または受信される。それにより、無線携帯電話装置２２および無線ネットワーク装置３２から地上局４６への二方向トラフィックが提供される。アンテナ−衛星間経路４４、衛星４２、衛星−地上間信号経路４８、および地上アンテナ５０を含む、アンテナ４０から地上局４６への経路は、航空機１２と地上局４６との間の無線信号通信にとって好ましい経路である。導電性フィルム１８の取り付けは、無線通信経路６６に沿った、航空機１２内の携帯電話装置２２と例示的な地上携帯電話電波塔／基地局６４との間で、信号強度を十分に減衰し、通信経路６６に沿った通信をすべて不能にする。
【００１６】
この発明の好ましい実施例によれば、少なくとも１つのピコセルアンテナ２４が航空機１２の機体１４内に配置される。窓１６および２０の各々に配置された導電性フィルム１８によって遮断される、無線携帯電話装置２２からの電磁放射は、無線周波数（ＲＦ）信号経路２６を介してピコセルアンテナ２４に無線で送信される。ピコセルアンテナ２４は、ＲＦ信号をデジタル信号に処理する１つ以上のトランシーバ７０とのＲＦ送信線インターフェイスを有する遠隔アンテナである。好ましい実施例では、各ピコセルアンテナ２４はＲＦ線３０を介してトランシーバ７０と通信し、次に起こる、ルータ７３、衛星通信トランシーバ２８、およびアンテナ４０を介した衛星４２への送信に備える。ルータ７３は、航空機１２に向けられた入力パケットのみを受入れ、出力パケットを単一のデータストリームに多重化する。サーバ７４は、ピコセルアンテナ２４および無線ネットワークゲー
トウェイアンテナ３４への無線アクセスを制御する。無線ネットワーク装置３２からのデータ送信信号は、航空機１２の機体１４内に配置された無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４（一般にはアクセスポイントとも呼ばれる）のうちの１つによって受信される。ピコセルアンテナ２４と同様に、複数の無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４が使用可能である。ピコセルアンテナ２４およびネットワークゲートウェイアンテナ３４は、無線信号を収集する「トランシーバハブ」としての役割を果たす。
【００１７】
代替的な一実施例（図示せず）では、ピコセルアンテナ２４はＲＦトランシーバ、モデム、および信号プロセッサを組込んでおり、トランシーバ７０とのインターフェイスはデジタルである。この代替的な実施例では、ピコセルアンテナ２４はルータ７３に直接接続可能である。別の代替的な実施例では、ピコセル／ゲートウェイトランシーバ７０およびピコセルアンテナ２４は、１つ以上のデータ線（図示せず）を介してルータ７３と通信する単一のユニット（図示せず）に組合わされる。加えて、ピコセル／ゲートウェイトランシーバ７０および無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４も、１つ以上のデータ線（図示せず）を介してルータ７３と通信する単一のユニット（図示せず）に組合わされる。
【００１８】
この発明のピコセルアンテナ２４および無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４の双方を取入れ、窓１６および２０の各々に導電性フィルム１８を配置することによって、航空機１２内で操作される無線装置は、電話通信用のピコセルアンテナ２４か、無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４のいずれかに、無線周波数信号経路２６および無線データ線３６をそれぞれ使用してアクセスすることによってしか、航空機１２の外部との接続性を実現できない。ピコセルアンテナ２４か無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４にアクセスできない航空機１２内部（機内）の無線装置はいずれも、導電性フィルム１８によって提供されるＲＦ遮蔽のために、航空機１２外部（機外）との接続性を実現できないであろう。導電性フィルム１８によって提供されるＲＦ遮蔽により、無線携帯電話装置２２全部および無線ネットワーク装置３２全部に対して、通信経路６６が遮断される。また、この発明の無線通信システム１０は、窓１６を貫通して導電性の機体１４の外板に沿った伝搬経路をたどり、機体１４の外側表面上に取付けられた（ナビゲーションおよび通信用に使用される）安全性に不可欠な複数のナビゲーションおよび通信システムアンテナ６８に当る、無線携帯電話装置２２または無線ネットワーク装置３２からの放出物質によって機体１４から漏れ出る電磁放射の振幅を小さくする。この放射は潜在的に航空機１２の運航業務に干渉するおそれがある。
【００１９】
図２に最も良く見られるように、ピコセルアンテナ２４および無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４の各々は、１つ以上の無線装置に対応するような大きさになっている。設置されるピコセルアンテナ２４および無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４の数は、航空機１２の大きさ、機体１４の形状、航空機１２の使用中に操作される無線装置の予想数を含むいくつかの要因、および、各無線装置の予想電力出力、各無線装置の動作周波数、ならびにピコセルアンテナ２４および無線ネットワークゲートウェイアンテナ３４の各々への無線装置の近さといった他の要因に依存する。無線携帯電話装置２２の例示的な１対を示す。図示された例示的な無線ネットワーク装置３２は、無線ラップトップコンピュータ７６と、携帯情報端末７８などの個人用電子装置とを含む。
【００２０】
図２は、航空機１２に配置された少なくとも１つのコックピット窓８０も示している。各コックピット窓８０には一般に、コックピット窓８０の防氷および防曇を可能にする導電性フィルム８２が設けられている。導電性フィルム８２の防氷能力が備わっていない航空機では、この発明の導電性フィルム１８および接地方法をコックピット窓８０の各々に配置することが可能である。
【００２１】
図２は、アンテナ４０、衛星４２、および地上局４６を利用した通信経路を有する好ま
しい一実施例を示す。衛星４２および地上局４６が、航空機１２と任意の地上通信ターミナルとの間の通信経路に配置される装置の例であることは明らかなはずである。この発明のさらに別の実施例は、外部アンテナ８４と地上局４６との間の直接通信を使用する。（幻像で示された）このアプローチのために、外部アンテナ８４は好ましくは、機体１４の底面に取付けられ、そこでそれは、地上局４６との遮るもののない通信経路を有する。
【００２２】
図３に最も良く見られるように、窓１６についての一般的な商用航空機構成が断面図で示されており、窓１６（アセンブリとして示す）は航空機１２の機体１４における窓開口部と会合している。窓１６は、外側窓ガラス８６と、内側窓ガラス８８と、キャビン壁９２の一部である保護窓ガラス９０とを含む。保護窓ガラス９０は通常、航空機の機体の乗客側に設けられている。封止材９４は、窓アセンブリ１６の一体化された部分であり、内側窓ガラス８８と外側窓ガラス８６とを接合するために、および、加圧されたキャビン雰囲気が、機体１４に取付けられた窓鍛造品９６と窓１６との間の界面を通って漏れ出ることを防止するために使用される。窓ガラス８６および８８は通常、プラスチックで形成されるが、窓ガラスの材料は、ガラス、またはさまざまな材料の複合物であってもよい。航空機の飛行高度が高まるにつれ、航空機の内部圧力は外部圧力を超え、窓１６は通常、外側に移動し、封止材９４を圧縮して内部雰囲気が漏れ出るのを防止する。
【００２３】
一般的な商用航空機は、航空機の乗客に面する内側エンベロープに沿って配置された、通常プラスチック材料でできたキャビン壁９２を含む。保護窓ガラス９０は、キャビン壁９２に接続可能に配置される。機体１４の外側外板１００は、窓開口部で、窓開口部に挿入された複数の窓鍛造品９６によって構造的に強化される。外側外板１００および窓鍛造品９６は通常、導電性の金属材料で形成される。複合材料を採用した、航空機１２の代替的なカーボンファイバの外側外板１００も導電性であり、著しいＲＦ遮蔽能力を提供する。窓１６を除き、大抵の商用航空機の機体１４全体はしたがって導電性であり、航空機の外側外板１００を貫通する無線電磁放射に対して障壁を形成する。この発明によれば、導電性フィルム１８は、各窓１６の外側窓ガラス８６および／または内側窓ガラス８８のうちの少なくとも１つに沿って配置される。図３に示す好ましい実施例では、導電性フィルム１８は窓１６の内側窓ガラス８８の内面側１０２上に配置されている。導電性のバスバー１０４が、内側窓ガラス８８の周囲に、導電性フィルム１８と電気的に接触して配置される。クリップ１０６が、バスバー１０４と接触するよう偏向され、留め具１０８およびブラケット１１０を介して窓鍛造品９６に固定される。導電性フィルム１８に接触する電磁放射がバスバー１０４、クリップ１０６、留め具１０８およびブラケット１１０を介して機体１４の窓鍛造品９６および外板１００に接地されるように、クリップ１０６、留め具１０８、およびブラケット１１０は金属などの導電性材料から選択される。
【００２４】
導電性フィルム１８は、窓１６の各々の表面領域を、航空機の外側外板１００に接地する。これは、電磁エネルギが機体１４に入ることも漏れ出ることも不可能なファラデーケージを、航空機の機体内に形成する。航空機内の無線通信装置からの電磁放射は、窓１６の各々で、導電性フィルム１８によって遮断される。この発明の好ましい一実施例では、個々のクリップ１０６が使用され、窓１６の各々の周囲に断続的に間隔をおいて配置されてバスバー１０４と接触している。一般的な商用航空機では、窓１６の各々を窓鍛造品９６に取付けるために約１０個のクリップ１０６が採用されている。クリップ１０６は窓１６に圧力を加え、バスバー１０４へ良好な電気的接触を提供する窓鍛造品９６に対して窓を保持する。増加するキャビン圧力差によって窓１６が窓鍛造品９６に押付けられるにつれ、クリップ１０６はバスバー１０４との接触を維持する。こうして、航空機１２が高度を変えるにつれて、クリップ１０６のばね荷重は、バスバー１０４との良好な電気的接触を確実にする。
【００２５】
次に図４を参照すると、窓１６の例示的な内側窓ガラス８８が、その表面上に導電性フ
ィルム１８が配置された状態で示されている。導電性フィルム１８は、薄い導電性コーティング１１４が上に形成されたプラスチックの半透明フィルム１１２を含む。導電性コーティング１１４は通常、金属または金属酸化物から形成される。金または銀が一般に使用される。例示的な半透明フィルム１１２は、バージニア（VA）州マーティンスビル（Martinsville）のＣＰフィルムズ社（CP Films, Incorporated）によって製造されている。ＣＰフィルムズ社の導電性フィルムは、プラスチックポリマー基質の上に配置されている。金のフィルムがその上に配置され、熱安定化された透明のハードコーティングされたフィルムがその上にコーティングされている。ＣＰフィルムズ社の導電性フィルムは、１平方インチ当たり約４．５〜１０オームの表面抵抗で約７５％以上の可視光透過率を有する。
【００２６】
好ましい一実施例では、バスバー１０４は導電性フィルム１８とともに形成され、アップリケとして施される。導電性フィルム１８およびバスバー１０４は、シルクスクリーニング、スパッタリング、または蒸着によっても形成可能である。バスバー１０４は通常、導電性フィルム１８の透明な導電性部分に使用されたものよりも厚い金属で形成される。このため、バスバー１０４は不透明であり、半透明の導電性フィルムよりも電気抵抗がはるかに低い。バスバー１０４は、窓の周囲に配置されているため、窓１６の光学的品質を妨げたり損なったりしない。バスバー１０４は、ポリマー導電性フィルム１８の半透明導電性コーティングが施されたのと同じ表面に施される。これにより、半透明の導電性表面とバスバー１０４との間の優れた電気的接触が可能となる。導電性フィルム１８のバスバー１０４を有する側とは反対の表面には、接着剤（図示せず）が塗布される。
【００２７】
例示的な内側窓ガラス８８は、バスバー幅「Ｂ」が０．６ｃｍ（０．２５インチ）、窓の角半径「Ｃ」が９．９ｃｍ（３．９インチ）、窓幅「Ｄ」が２８．７ｃｍ（１１．３インチ）、窓高さ「Ｅ」が３８．９ｃｍ（１５．３インチ）で示されている。これらの寸法が航空機または任意の移動プラットフォームでの使用に利用可能なさまざまな窓寸法の例であることは、明らかなはずである。
【００２８】
図５に最も良く見られるように、この発明の好ましい実施例は、一体化されたバスバー（図示せず）と接着性の裏当てとを有する導電コーティングされたポリマーシート１１８で形成された窓アップリケ１１６を使用する。窓アップリケ１１６の接着面を覆うために保護裏当て１２０が使用される。窓アップリケ１１６は窓１２２に、保護裏当て１２０を矢印「Ｆ」の方向に剥がし、空腔または気泡が入らないように注意しながら接着面を窓に矢印「Ｇ」の方向に押付けることによって施される。窓１２２の内側窓ガラス１２４への窓アップリケ１１６の取り付けを図示する。ポリマーシート１１８は、ポリマーシート１１８が内側窓ガラス１２４上へ取り付け方向「Ｇ」に押付けられるにつれて内側窓ガラス１２４に接着する接着性の裏当て（図示せず）を有する。
【００２９】
図６に最も良く示されるように、この発明の代替的な一実施例は、外側窓ガラス１３２と、内側窓ガラス１３４と、壁パネル１３６の一部である保護窓ガラス１３５とを有する窓アセンブリ１３０を提供する。外側窓ガラス１３２、内側窓ガラス１３４、および移動プラットフォームの外側外板１４０の間に封止材１３８が配置される。少なくとも１つのバスバー１４２が、内側窓ガラス１３４の周囲に配置される。図６に示す実施例では、窓アセンブリ１３０を所定の位置に保持するためにクリップを使用してもしなくてもよい。この実施例では、クリップは機体への接地経路を提供しない。その代わり、１つ以上の接地ストラップ１４４が、各バスバー１４２と外側外板１４０または窓鍛造品１４６との間に配置される。各接地ストラップ１４４は留め具１４８を使用して接続される。半透明の導電性フィルムコーティング１５０が内側窓ガラス１３４の上に配置され、バスバー１４２に電気的に接続される。
【００３０】
図７を参照すると、移動プラットフォーム内での無線装置送信を制御するステップは、
ステップ２００で、移動プラットフォームの複数の窓の各々に導電性の遮蔽材を施すことを含む。ステップ２０２で、各導電性遮蔽材は移動プラットフォームに電気的に接地される。次にステップ２０４で、トランシーバを使用して、移動プラットフォームに乗った乗客の無線装置からの電磁放射の一部を収集する。ステップ２０６で、電磁放射のその一部は、移動プラットフォームから離れて配置された装置に送信される。追加のステップ２０８で、放射のその一部は、携帯電話周波数範囲とインターネットプロトコルデータ無線アクセスポイント周波数範囲との間で識別される。第１の平行なステップ２１０で、ピコセルアンテナを使用して、携帯電話周波数範囲において生成された放射を収集する。第２の平行なステップ２１２で、ネットワークゲートウェイアンテナを使用して、インターネットプロトコルデータ無線アクセスポイント周波数範囲において生成された放射を収集する。
【００３１】
この発明の無線通信システムはいくつかの利点を提供する。無線通信装置と移動プラットフォーム外部の基地局との間の直接通信が、移動プラットフォームの窓の各々に配置された導電性フィルムを使用してＲＦ信号が航空機の機体に入ったり出たりしないよう遮断することによって、防止できる。これは、航空機で使用される無線通信装置が、たとえば航空機が飛行高度にある間に複数の地上携帯電話基地局およびネットワークゲートウェイに直接アクセスすることを防止する。この発明の無線通信システムは、乗客が操作する無線装置との無線通信用の内部ピコセルおよび／または無線ネットワークゲートウェイを提供する。航空機キャビン内でピコセルおよびネットワークゲートウェイは乗客の無線装置と至近距離にあるので、これらの装置は非常に低い出力レベルで通信できるようになり、飛行に不可欠な航空機電子機器への干渉の危険性がさらに低くなる。携帯電話などの多くの無線装置は、それらの送信出力を、ピコセルとの通信を確立し維持するために必要な最小限度に自動的に調節する。この発明のＲＦ窓遮蔽材が備わっていない典型的な航空機内から地上の携帯電話基地局との直接通信を確立するために携帯電話が必要とする出力レベルと比較して、航空機キャビン内にピコセルを乗客の携帯電話と至近距離で配置することは、（通常数桁の）送信出力レベルの多大な低減をもたらす。このため、この発明の搭載ピコセルは、航空機の機体内の総ＲＦ出力密度を効果的に低減させる。これは、航空機キャビン内のＲＦ放射の健康への認知されたマイナスの影響を低減させ、飛行に不可欠な航空機電子機器への干渉を低減させる。
【００３２】
典型的な携帯電話は、巡航高度にある航空機と地上基地局との間でよくある長距離にわたって通信しなければならない場合、および、機体と遮蔽されていない窓開口部とを通る伝搬中に信号損失を被る場合に、５００ｍＷ以上の電力を放出し得る。これに対し、この発明は、乗客の無線装置およびピコセル／ゲートウェイの双方が非常に低い電力、つまり１０ｍＷ以下で動作することを可能にする。この発明の導電性フィルムを使用して移動プラットフォームの窓を通る放射経路を遮断することにより、移動プラットフォーム内の無線装置からの電磁放射は窓から漏れ出ず、移動プラットフォームの外側に取付けられたアンテナへの干渉を引起こさない。これは、乗客の無線装置を搭載ピコセル／ゲートウェイに接続させる。または、搭載ピコセル／ゲートウェイがそれらの通信規格をサポートしていない場合には、装置はこの発明の遮蔽された航空機窓の高い減衰によって動作不能となる。大抵の携帯電話は、（航空機内か航空機外で）携帯電話基地局と通信できない場合、ハイバーネーションモードに入る。
【００３３】
ピコセルアンテナを使用することにより、典型的な移動プラットフォームの閉ざされた空間内での動作にとって適切な、約１００ｍ以下のサービス範囲が提供される。多数のピコセルアンテナおよび／または無線ネットワークゲートウェイの使用は、移動プラットフォーム内の任意の場所に配置された無線装置による、移動プラットフォームのアンテナにアクセスする動作アクセスも提供する。この発明の無線通信システム１０は、約１００ｋＨｚから約１００ｇＨｚまでの周波数範囲内で動作可能である。
【００３４】
今日使用されている一般的な無線電話システムは、多経路フェージング、物体貫通（建物など）などによる、基地局６４と無線携帯電話装置２２との間の最大約３０デシベル（ｄＢ）の環境損失に備えて設計されている。携帯電話システムは、上述のような３０ｄＢの環境損失が追加されても、携帯電話基地局とハンドセットとの間に数マイルの最大距離がある状態で動作するよう設計されている。したがって、航空機が地上にある場合、特に空港に地上基地局がよくあるために携帯電話電波塔が航空機の至近距離に配置されている場合には、地上基地局と航空機の乗客の携帯電話との間の通信を不能にするのに３０ｄＢの窓遮蔽減衰では十分ではないかもしれない。しかしながら、航空機が一旦巡航高度に達すると、地上基地局とは通常数マイルの距離があり、３０ｄＢの窓遮蔽減衰は地上との通信を不能にするのに十分である。
【００３５】
この発明の導電性フィルムは、移動プラットフォームの窓で、無線携帯電話装置によって生成された電磁放射を効果的に遮断するために、約３０ｄＢ以上のＲＦ信号減衰を導入している。３０ｄＢよりも少ない、または多い減衰を生成する導電性フィルムも、この発明の無線通信システムに使用可能である。この発明の導電性フィルムは、積層窓、つまり、窓の隣接する窓ガラスに接する導電性フィルムの中間層を用いて構成された、窓ガラスが多数枚の窓の中にも配置可能である。この発明の別の一実施例では、図３に示すクリップ１０６を補足するために１つ以上の接地ストラップ（つまり図６に示す項目１４４）が使用可能である。この発明のシステムに適合する無線装置は、無線電話および他の無線携帯電話装置、ラップトップコンピュータおよび電子手帳を含む無線データ送信装置、無線アクセスポイント、Ｗｉ−Ｆｉ携帯用装置などを含む。
【００３６】
遮蔽された窓によって提供されるＲＦ隔離のため、無線装置を使用する外部の妨害者が航空機機体内の無線インフラストラクチャへのアクセスを得る可能性がより低くなっているので、より一層のネットワークセキュリティの利点もこの発明によって提供される。
【００３７】
この発明の説明は本質的に単なる例示であり、このため、この発明の趣旨から逸脱しない変形はこの発明の範囲内にあることが意図される。そのような変形は、この発明の精神および範囲からの逸脱として考えられるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の無線通信システムを有する航空機の側面立面図である。
【図２】この発明の好ましい一実施例に従った無線装置の使用を特定する、図１に類似した立面図である。
【図３】この発明の好ましい一実施例の導電性コーティングを取入れた例示的な航空機の窓アセンブリを示す、図２の断面３での部分断面図である。
【図４】上に配置されたこの発明の透明な導電性フィルムとバスバーとを示す、移動プラットフォームの例示的な窓の立面図である。
【図５】この発明の透明な導電性フィルムの層を取り付けるための例示的な手順を特定する、図４の窓の立面側面図である。
【図６】この発明の別の好ましい実施例における接地ストラップの追加を示す、図３に類似した部分断面図である。
【図７】この発明の好ましい一実施例に従った、無線装置送信を制御するステップを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  無線通信システム、１２  航空機、１４  機体、１６  窓、１８  導電性フィルム、２２  無線携帯電話装置、２４  ピコセルアンテナ、３２  乗客無線ネットワーク装置、３４  無線ネットワークゲートウェイアンテナ、４０  アンテナ、４２  衛星、４４
アンテナ−衛星間経路、４６  地上局、４８  衛星−地上間信号経路、１００、１４０
外側外板、１０６  クリップ、１３０  窓アセンブリ。
【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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