[发明专利]空对地网络和地面网络使用同时频谱的架构

权利要求书

1.一种用于提供空对地(ATG)无线通信的系统，其包括：

飞行中的飞机，其包括天线组件；

多个ATG基站，每个所述ATG基站均限定相对应的辐射图，其中，所述基站彼此间隔开，以限定至少部分地重叠的覆盖区域，以与限定在第一海拔高度和第二海拔高度之间的ATG通信层中的所述天线组件通信；其中所述ATG基站彼此对准，使得所述相对应的辐射图也对准以限定所述至少部分地重叠的覆盖区域，以及

多个地面基站，其配置为主要在所述第一海拔高度下方的地面通信层中通信；

其中所述地面基站和所述ATG基站均配置为分别在所述地面通信层和所述ATG通信层中使用相同的射频(RF)频谱通信，以及

其中与所述飞行中的飞机通信的服务中的ATG基站在地理上位于每个所述地面基站的覆盖区域的外部，所述地面基站在所述地面通信层的一部分中，所述飞行中的飞机位于所述地面通信层的上方。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述天线组件配置成基于所述ATG基站中选定的一个ATG基站而与该选定的一个ATG基站通信，该选定的一个ATG基站处于相对于所述飞行中的飞机在水平线和在所述水平线之下约15度内的聚焦区域中。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述天线组件的至少一部分是能够倾斜的，以响应于所述飞行中的飞机的机动来保持所述天线组件朝向所述聚焦区域定向。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述天线组件包括平板天线，该平板天线配置成响应于来自控制器的指令而能够由转向组件倾斜。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述转向组件响应于来自所述控制器的指令机械地倾斜所述平板天线。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述转向组件响应于来自所述控制器的指令电气地倾斜所述平板天线。

7.根据权利要求4所述的系统，其中所述控制器配置成接收所述飞行中的飞机的传感器数据，并且基于所述传感器数据所指示的所述飞行中的飞机的ATG基站位置和方向的知识，提供倾斜指令来补偿所述飞行中的飞机的机动。

8.根据权利要求4所述的系统，其中所述平板天线设置在所述飞行中的飞机的垂直稳定器上。

9.根据权利要求4所述的系统，其中由所述控制器指示的倾斜量至少部分地基于所述飞行中的飞机的海拔高度。

10.根据权利要求4所述的系统，其中所述天线组件还包括一个或多个非平板阵列元件，并且其中所述控制器配置成基于相对于所述飞行中的飞机的所述ATG基站中的选定的一个ATG基站的位置，在所述天线组件的天线元件之间切换。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述天线组件设置在所述飞行中的飞机的一部分上，所述飞行中的飞机通过所述飞行中的飞机的机身的多个部分至少部分地受所述地面基站和其他ATG基站屏蔽。

12.根据权利要求1所述的系统，还包括设置在所述第二海拔高度上方的高海拔服务层中的一个或多个高海拔服务飞行器，其中所述高海拔服务飞行器配置成使用与所述地面通信层和ATG通信层相同的射频(RF)频谱，使用垂直波束导向将能量聚焦在水平线附近来通信。