-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wandelement und ein Verfahren zur Ausstrahlung einer Hochfrequenzstrahlung, ein Kabinenmodul für ein Flugzeug, eine Verwendung eines Wandelements in einem Flugzeug sowie ein Flugzeug mit einem Wandelement.
-
Hintergrund der Erfindung
-
In der modernen multimedialen Welt ist gerade für Geschäftsreisende eine Vernetzung bzw. eine Kommunikationsmöglichkeit während einer Reise notwendig. Somit besteht ein Bedürfnis selbst während einer Flugreise eine Erreichbarkeit mittels Mobilfunknetzen oder mittels eines Internetzugang bereitzustellen.
-
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine Datenübertragung mittels Hochfrequenzstrahlung in einem Flugzeug die Bordelektronik stören kann. Daher verlangen Sicherheitsrichtlinien in heutigen Verkehrsflugzeugen, dass die Mobiltelefone und auch sonstige Funkverbindungen, wie beispielsweise WLAN, etc., während der gesamten Flugdauer deaktiviert werden müssen, um somit keine elektromagnetischen Störungen in der Bordelektronik zu verursachen.
-
Die
WO 2004/073199 A1 betrifft ein Kommunikationssystem für ein Flugzeug mit einer Antenne, die innerhalb der Decke oder des Bodens installiert ist.
-
Die
EP 1 341 256 A1 betrifft eine Antenne, die an der Decke eines Fahrzeugs angeordnet sein kann.
-
Die
EP 1 698 543 A1 betrifft ein Dachmodul mit Antenne, bei dem eine leitfähige Struktur einer Antenne in einen schäumbaren Kunststoff eingebracht ist.
-
Die
EP 0 854 536 A2 betrifft ein Formteil mit integrierter Antenne, beispielsweise für ein Fahrzeug. In ein Formteil ist eine Antenne integriert und ein metallbedampftes Gewebe als Abschirmung vorgesehen. Die Antenne ist aus Kohlefasern im Formteil gebildet. Das metallbedampfte Gewebe befindet sich auf der gleichen Seite wie die Antenne.
-
Die
US 3,530,478 betrifft eine Antenne mit mehreren Schlitzen, die für die Nase eines Flugzeugs bestimmt ist.
-
Die
US 7,109,942 B2 betrifft eine Antenne, die unabhängige Wandabschnitte einer mobilen Plattform bilden kann. Die Antennenanordungen werden zum Senden und Empfangen in Richtung des Außenraums der mobilen Plattform verwendet. Bei den Antennenanordnungen handelt es sich um Phased-Array-Antennen, die Wandabschnitte mit Strahlungselementen (senkrecht zur Erstreckung der Antenne) und eine Rückwand, in die die Wandabschnitte gesteckt sind, umfassen.
-
Darstellung der Erfindung
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, Gewicht und Einbauraum in einem Flugzeug einzusparen. Dies erfolgt dadurch, dass auf extern angebrachte Antenneneinrichtungen verzichtet werden kann und die Anzahl von separaten und einzeln ansteuerbaren Antenneneinrichtungen reduziert werden kann.
-
Die Aufgabe wird durch ein Wandelement zur Ausstrahlung einer Hochfrequenzstrahlung für ein Flugzeug, ein Kabinenmodul für ein Flugzeug, die Verwendung eines Wandelements sowie ein Flugzeug mit einem Wandelement gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Das Wandelement weist dabei eine Dämpfungsschicht aus einem leitenden Dämmmaterial, die auf einer Dämpfungsseite des Wandelements angeordnet ist und eine Antenneneinrichtung mit einer Leiterbahn oder einer Strahlungsschicht mit zumindest einem Schlitz auf, wobei die Antenneneinrichtung in dem Wandelement integriert ist, in dem die Leiterbahn oder die Strahlungsschicht auf einer Strahlungsseite des Wandelements aufgetragen ist.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Wandelement zur Ausstrahlung einer Hochfrequenzstrahlung für ein Flugzeug bereitgestellt. Das Wandelement weist dabei eine Antenneneinrichtung auf. Die Antenneneinrichtung ist in dem Wandelement integriert, wobei die Antenneneinrichtung eingerichtet ist, dass eine Hochfrequenzstrahlung ausstrahlbar ist.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Kabinenmodul für ein Flugzeug geschaffen. Das Kabinenmodul weist einen Strahlungsbereich, einen Dämpfungsbereich sowie zumindest ein oben beschriebenes Wandelement auf. Das zumindest eine Wandelement ist dabei derart eingerichtet, dass mittels dieses zumindest einen Wandelements eine Hochfrequenzstrahlung zumindest in Richtung des Strahlungsbereichs und/oder des Dämpfungsbereichs ausstrahlbar ist.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Verfahren zur Ausstrahlung einer Hochfrequenzstrahlung für ein Flugzeug geschaffen. Eine Antenneneinrichtung wird in einem Wandelement integriert. Mittels der Antenneneinrichtung wird eine Hochfrequenzstrahlung ausgestrahlt.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein oben beschriebenes Wandelement in einem Flugzeug verwendet.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Flugzeug mit einem oben beschriebenen Wandelelement bereitgestellt.
-
Unter dem Begriff „Antenneneinrichtung” wird eine Vorrichtung verstanden, welche eine Hochfrequenzstrahlung senden und beispielsweise auch empfangen kann. Eine Antenneneinrichtung kann beispielsweise aus einem Punktstrahler, einem Linearstrahler, einem Flächenstrahler, einer Gruppenantenne oder einer magnetischen Antenne bestehen.
-
„Integriert” kann bedeuten, dass die Antenneneinrichtung beispielsweise in Kontakt mit dem Wandelement eingerichtet ist. Die Antenneneinrichtung kann beispielsweise auf einer Oberfläche oder im Inneren des Wandelements angeordnet bzw. eingegliedert sein. Ferner kann „integriert” im folgenden bedeuten, dass eine Antenneneinrichtung an einem Wandelement derart angeordnet ist, dass sich die geometrischen Ausmaße des Wandelements nicht erhöhen oder nicht wesentlich erhöhen. Ferner kann integriert bedeuten, das keine Verbindungselemente, wie beispielsweise Verschraubungen, notwendig sind, eine Antenneneinrichtung an das Wandelement zu integrieren.
-
Das Wandelement kann beispielsweise eine Trennwand zwischen der Flugzeughaut und dem Kabineninnenraum, eine Trennwand zwischen verschiedenen Bereichen des Kabineninnenraums, eine Wandung von Kabineneinrichtungen, wie beispielsweise einer Toiletteneinrichtung, einer Kücheneinrichtung, eines Cockpits, eines Fußbodens oder eines Deckenelementes sein.
-
Mit dem Wandelement kann eine Hochfrequenzstrahlung einem Kabineninnenraum bereitgestellt werden, ohne eine Vielzahl von Antenneneinrichtungen getrennt anbringen zu müssen. Gerade in modernen Verkehrsflugzeugen werden beispielsweise immer öfter Faserverbundwerkstoffe als Kabinenverkleidungselemente verwendet, welche aufgrund ihrer Leitfähigkeit eine Hochfrequenzstrahlung dämpfen und blockieren können. Somit müssen in jedem durch Wandelemente separierten Bereich einer Flugzeugkabine verschiedenste Antenneneinrichtungen angeordnet werden. Mit der integrierten Antenneneinrichtung können auch elektrisch leitende Materialien für die Wandelemente eingesetzt werden, da diese bisher die Hochfrequenzstrahlung dämpfen und stören würden, so dass ein Empfang verhindert wurde.
-
Da mittels der vorliegenden Erfindung bereits eine Antenneneinrichtung in dem Wandelement integriert ist, kann beispielsweise auf weitere extern angebrachte Antenneneinrichtungen verzichtet werden und die Anzahl von separaten und einzeln ansteuerbaren Antenneneinrichtungen reduziert werden. Damit kann Gewicht und Einbauraum eingespart werden. Ferner können mittels der Integration von Antenneneinrichtungen in dem Wandelement elektrisch leitende Materialien für das Wandelement eingesetzt werden, da mittels der integrierten Antenneneinrichtung eine Hochfrequenzstrahlung aussendbar ist, ohne von den leitenden Materialien blockiert zu werden.
-
Ferner ist mit der integrierten Antenneneinrichtung kein zusätzlicher Einbauraum für Vorrichtungen zum Senden von Hochfrequenzstrahlung notwendig. Aufgrund des erhöhten Platzbedarfs von separaten Antenneneinrichtungen sind die Antennenanordnungen bisher oftmals nicht optimal angeordnet, da nicht an beliebigen Stellen ein Einbauraum für solche Antennen vorhanden ist. Die Antenneneinrichtungen sind aufgrund der Integration in dem Wandelement an beliebig vielen Stellen des Kabineninnenraums angeordnet, so dass eine breite Abdeckung mit einer Hochfrequenzstrahlung bereitgestellt werden kann.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Wandelement eine Strahlungsseite und eine Dämpfungsseite auf. Die Antenneneinrichtung ist auf der Strahlungsseite angeordnet, wobei die Antenneneinrichtung eingerichtet ist, eine Hochfrequenzstrahlung in Richtung eines Strahlungsbereichs auszustrahlen. Die Dämpfungsseite ist derart eingerichtet, dass die Hochfrequenzstrahlung in Richtung eines Dämpfungsbereichs dämpfbar ist.
-
Die Ausstrahlung von hochfrequenter Strahlung kann die Elektronik an Bord eines Flugzeugs negativ beeinflussen. Da hinter den Wandelementen, wie beispielsweise den Kabinenverkleidungen, oftmals eine Vielzahl von elektrischen Komponenten angeordnet ist, können diese durch eine unkontrollierte Ausstrahlung einer Hochfrequenzstrahlung beeiniflusst werden. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann eine Hochfrequenzstrahlung in Richtung eines Dämpfungsbereichs, d. h. dort, wo beispielsweise elektronische Komponenten eingebaut sind, gedämpft bzw. blockiert werden. In einem Strahlungsbereich, wie beispielsweise dem Kabinenbereich, in dem sich in der Regel die Verbraucher der Hochfrequenzstrahlung befinden, kann eine Hochfrequenzstrahlung ausgestrahlt werden. Somit können die Verbraucher, wie beispielsweise die Passagiere, Mobiltelefonen und Notebooks einsetzen. Ferner kann ohne zusätzliche konstruktiven Aufwand ein Dämpfungsbereich vor Hochfrequenzstrahlungen geschützt werden und dennoch eine ausreichende Signalstärke an Hochfrequenzstrahlung an den Strahlungsbereich abgegeben werden, da in der Regel die Wandelemente einen Dämpfungsbereich und einen Strahlungsbereich trennen.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Wandelement ferner einen Hochfrequenzanschluss auf. Der Hochfrequenzanschluss ist derart eingerichtet, dass der Antenneneinrichtung ein Hochfrequenzsignal bereitstellbar ist. Die Antenneneinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese anhand eines Hochfrequenzsignals eine dementsprechende Hochfrequenzstrahlung aussenden kann. Der Hochfrequenzanschluss kann beispielsweise aus einem Koaxialstecker oder sonstigen ein Hochfrequenzsignal übertragenden Anschlüssen bestehen. Somit ist ein standardisierter Steckeranschluss bereitgestellt, ohne dass komplexe Anschlussverbindungen geschaffen werden müssen.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Hochfrequenzanschluss auf der Dämpfungsseite eingerichtet. Der Hochfrequenzanschluss ist derart eingerichtet, dass mittels einer Verbindungsleitung das Hochfrequenzsignal der Antenneneinrichtung bereitstellbar ist. Somit kann beispielsweise die auf der Dämpfungsseite bzw. in dem Dämpfungsbereich eingerichtete Elektronik ein Hochfrequenzsignal an den Hochfrequenzanschluss abgeben, wodurch dementsprechend die Antenneneinrichtung in den Strahlungsbereich, in dem sich üblicherweise die Verbraucher befinden, eine entsprechende Hochfrequenzstrahlung ausgesendet wird. Somit ist der Dämpfungsbereich und somit die Elektronik vor einer Hochfrequenzstrahlung geschützt, wobei gleichzeitig eine Hochfrequenzstrahlung dem Verbraucher auf der Strahlungsseite bereitstellbar ist. Somit kann ohne zusätzlichen Konstruktionsaufwand eine Trennung zwischen einem Dämpfungsbereich bzw. von Elektronikeinrichtungen und einer Strahlungsseite bereitgestellt werden, wobei die Einrichtungen im Dämpfungsbereich von der Hochfrequenzstrahlung ungestört bleiben und die Verbraucher im Strahlungsbereich eine Hochfrequenzstrahlung empfangen und senden können.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Antenneneinrichtung eine Leiterbahn auf. Mit der beispielhaften Ausführungsform kann beispielsweise auf der Strahlungsseite des Wandelements eine dünne Leiterbahn aufgetragen werden, welche Hochfrequenzsignale in Form von Hochfrequenzstrahlung aussenden kann. Im Vergleich zu einer Stabantennen kann damit beispielsweise ein benötigter Einbauraum reduziert werden.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Leiterbahn derart eingerichtet, dass der Verlauf der Leiterbahn an eine Strahlungscharakteristik des Hochfrequenzsignals anpassbar ist.
-
Unter dem Begriff „Strahlungscharakteristik” werden die Eigenschaften der Hochfrequenzstrahlen verstanden. Strahlungscharakteristika können beispielsweise die Amplituden, die Bandbreite, die Frequenzen, die Wellenlänge und die Impedanz verstanden eines Hochfrequenzsignals bzw. einer Hochfrequenzstrahlung sein.
-
Mit der beispielhaften Ausführungsform kann somit mittels der Anpassung des Verlaufs der Leiterbahn an die Strahlungscharakteristik des Hochfrequenzsignals ein idealer Antennengewinn, d. h. eine ideale Antennenleistung eingestellt werden. Somit kann weniger Energie zur Aussendung einer Hochfrequenzstrahlung notwendig sein.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bildet der Verlauf der Leiterbahn eine Spirale. Die Spirale kann die Form beispielsweise einer archimedischen Spirale aufweisen. Somit kann die Induktivität der Leiterbahn gesteigert werden, wodurch eine Antennenleistung verbessert und gleichzeitig eine erforderliche Energie reduziert werden kann.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Leiterbahn ein Leitmaterial auf, wobei das Leitmaterial aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, leitenden Kohlenstofffasern und Aluminium ausgewählt ist. Somit können durch Einsatz von beispielsweise leitenden Kohlestofffasern oder Aluminiummaterialien äußerst leichte Materialien ausgewählt werden, wodurch Gewicht reduzierbar ist.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Antenneneinrichtung eine Strahlungsschicht auf. Die Strahlungsschicht weist zumindest einen Schlitz auf. Die Form des zumindest einen Schlitzes ist an die Strahlungscharakteristik des Hochfrequenzsignals anpassbar. Somit ist eine sog. Schlitzantenne bereitstellbar, womit mittels der Unterbrechung bzw. der Schlitze der Strahlungsschicht eine Abstrahlung von Hochfrequenzstrahlung bereitgestellt werden kann. Physikalisch liegt diesem Prinzip das Babinetsche Prinzip zugrunde, welches eine Dualität der Feldausbreitung in der Strahlungsschicht, bestehend beispielsweise aus Metallen und Dielektrika, beschreibt, wenn sich ihre Strukturen gegenseitig stören. Die Schlitze können an die Strahlungscharakteristik des Hochfrequenzsignals, wie beispielsweise der Wellenlänge bzw. der Hochfrequenzstrahlung, angepasst werden. So können die Schlitze beispielsweise die Ausdehnung entsprechend einer Wellenlänge einer Hochfrequenzstrahlung λ bzw. einer Wellenlänge von λ/2 einnehmen. Somit kann ohne zusätzliche, platzeinnehmende bauliche Maßnahmen eine Antenneneinrichtung an dem Wandelement bereitgestellt werden.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Strahlungsschicht eine Vielzahl von Schlitzen auf, wobei die Vielzahl von Schlitzen sich in ihrer Form bzw. Geometrie unterscheiden. Jeder der Vielzahl von Schlitzen kann an die Strahlungscharakteristik des Hochfrequenzsignals anpassbar sein. Damit können verschiedene Hochfrequenzsignale, welche sich beispielsweise in ihrer Wellenlänge unterscheiden, ausgesendet werden. So kann jeder Schlitz in seiner Größe und Form beispielsweise an eine bestimmte Wellenlänge bzw. halbe Wellenlänge λ/2 an die Strahlungscharakteristik eines bestimmten Hochfrequenzsignals anpassbar sein. Somit können eine Vielzahl von Hochfrequenzsignalen in einfacher Art und Weise in Richtung des Strahlungsbereichs ausgesendet werden, ohne dass komplexe bauliche Maßnahmen benötigt werden.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Wandelement ferner eine Dämpfungsschicht auf. Die Dämpfungsschicht ist auf der Dämpfungsseite angeordnet. Somit kann eine zusätzliche Dämpfwirkung des Wandelements in Richtung des Dämpfungsbereichs bereitgestellt werden. Elektrische Bauteile im Dämpfungsbereich können daher besser vor elektromagnetischer Strahlung geschützt werden.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform besteht die Dämpfungsschicht aus einem leitenden Dämmmaterial. Mittels des leitenden Dämmmaterials kann eine Hochfrequenzstrahlung blockiert bzw. reduziert werden. Besteht die Dämpfungsschicht aus einem leitenden Dämmmaterial, so kann gemäß dem Prinzip des Faradayschen Käfigs ein Durchdringen der Hochfrequenzstrahlung in Richtung des Dämpfungsbereichs ausgeschlossen werden. Die Hochfrequenzstrahlung wird mittels des leitenden Dämmmaterials abgeleitet, so dass der Dämpfungsbereich frei von einer elektromagnetischer Strahlung bzw. Hochfrequenzstrahlung verbleiben kann.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform besteht das leitende Dämmmaterial aus der Gruppe bestehend aus glasfaserverstärktem Aluminium, wie beispielsweise GLARE Metallen und kohlefaserverstärkten Kunststoffen. Bei Einsatz von glasfaserverstärktem Aluminium oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen kann eine äußerst leichtgewichtige Dämpfungsschicht bereitgestellt werden, so dass eine Dämpfung verbessert werden kann, ohne das Gewicht deutlich zu erhöhen.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform besteht die Dämpfungsschicht aus einem elektromagnetisch absorbierendem Dämmmaterial. Das elektromagnetisch absorbierende Dämmmaterial weist dabei strahlungsdämpfende Eigenschaften auf. Somit können auch weniger leitende Materialien eingesetzt werden, um eine Hochfrequenzstrahlung zu dämpfen.
-
Neben leitenden Dämmmaterialien können auch schwach-leitende Dämmmaterialien strahlungsdämpfende Eigenschaften aufweisen. Ausschlaggebend für die Verlustbehaftung, bzw. die strahlungsdämpfenden Eigenschaften, ist der sog. Verlustwinkel. Die elektromagnetischer Energie wird dabei nicht in Form von elektrischer Energie, sondern in Form von Wärmeenergie abgeleitet. Die Umsetzung elektromagnetischer Energie in Wärme erfolgt beispielsweise bei einem Verlustwinkel von 45°. Dann sind Permittivität εr multipliziert mit 2 × Π × f und die elektrische Leitfähigkeit σ gleich groß. Die Permittivität ist eine physikalische Größe, welche die Durchlässigkeit von Materie für elektrische Felder angibt. Sie gibt den Faktor an, um den die Spannung an einem Kondensator sinkt, wenn man zwischen den Kondensatorplatten nicht nur Vakuum, sondern ein dielektrisches, nicht leitendes Material anordnet. Beispielhafte Materialien sind verlustbehaftete Gummibeschichtungen. Gummi oder Kunststoffe lassen sich außerdem mit leitfähigen Materialien dotieren, so dass ein Dämmeffekt eingestellt werden kann. Somit lässt sich eine verlustbehaftete und elektromagnetisch absorbierende Dämmschicht aufbauen.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform besteht das Wandelement aus einem elektromagnetisch absorbierendem Trennmaterial, wobei das elektromagnetisch absorbierende Trennmaterial strahlungsdämpfende Eigenschaften aufweist.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Trennmaterial aus der Gruppe bestehend aus Glasfaserwerkstoffen, Aramidwerkstoffen, wie beispielsweise Nomex®, und wabenförmigen Strukturwerkstoffen ausgewählt. Somit kann ein Wandelement bereitgestellt werden, welches gute Dämpfungseigenschaften für eine Hochfrequenzstrahlung, eine hohe Stabilität und dennoch ein geringes Gewicht aufweist.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Kabinenmoduls ist das Wandelement aus der Gruppe bestehend aus Kabinenverkleidungen, Toilettenverkleidung, Trennwänden, Cockpitwänden, Fußbodenelementen und Deckenelementen ausgewählt.
-
Die Ausgestaltungen und Merkmale des Wandelements gelten für das Kabinenmodul, das Verfahren, die Verwendung des Wandelements sowie das Flugzeug und umgekehrt.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Wandelements mit einer Antenneneinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
-
2 eine schematische Darstellung eines Wandelements mit einem Dämpfungsbereich und einem Strahlungsbereich gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
-
3 eine schematische Darstellung einer Strahlungsschicht mit Schlitzen, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
-
4 eine schematische Darstellung eines Kabinenmoduls mit Wandelementen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
-
Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
-
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
-
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Wandelements 1 zur Ausstrahlung einer Hochfrequenzstrahlung für ein Flugzeug. Das Wandelement 1 weist dabei eine Antenneneinrichtung 5 auf. Die Antenneneinrichtung ist derart eingerichtet, dass eine Hochfrequenzstrahlung ausstrahlbar ist. Die Antenneneinrichtung 5 ist in dem Wandelement 1 integriert. In 1 wird ersichtlich, dass die Antenneneinrichtung 5 an dem Wandelement 1 integriert ist und sich somit die Ausmaße des Wandelements nicht bzw. kaum vergrößern.
-
Mittels eines Hochfrequenzanschlusses 4 kann der Antenneneinrichtung 5 ein Hochfrequenzsignal bereitgestellt werden. Zusammen kann somit ein Passagiermodul 10 mit beispielsweise einer Vielzahl von Wandelementen geschaffen werden. Die Vielzahl von Wandelementen 1 kann beispielsweise zusammengesteckt werden und die Antenneneinrichtungen 5 der Wandelemente 1 leitend miteinander verbunden werden. So reicht es beispielsweise aus, dass bei einer Vielzahl von Wandelementen 1, welche beispielsweise ein Kabinenmodul 10 bilden, lediglich ein Hochfrequenzanschluss 4 bereitgestellt werden muss. Somit kann sich der Verkabelungsaufwand reduzieren.
-
Das Wandelement 1 kann beispielsweise aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen, Glasfaserwerkstoffen, Aramidfaserwerkstoffen, sog. Nomex®, und wabenförmigen Strukturwerkstoffen ausgewählt sein und somit gute Stabilitätseigenschaften aufweisen.
-
Gemäß der Ausführungsform in 1 kann in das Wandelement eine Hochfrequenzstrahlung in alle Richtungen ausstrahlen. Bei Einsatz des Wandelements 1 wird dadurch beispielsweise kein Bereich des Kabineninnenraums von Hochfrequenzstrahlung abgeschirmt, so dass jeder Verbraucher in dem Kabineninnenraum diese Hochfrequenzstrahlung empfangen kann. Beispielsweise muss kann in einer Toiletteneinrichtung keine zusätzliche Antenneneinrichtung angebracht werden um eine Signalübertragung in die Toiletteneinrichtung zu ermöglichen. Komplexe Antenneneinrichtungen, welche in dem Kabinenmodul angeordnet werden müssten, sind nicht notwendig.
-
2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Wandelements 1, wobei das Wandelement 1 eine Strahlungsseite 3 und eine Dämpfungsseite aufweist. Das Wandelement 1 trennt einen Dämpfungsbereich 8 von einem Strahlungsbereich 9. Die Antenneneinrichtung 5 ist entlang der Strahlungsseite 3 eingerichtet. In Richtung des Dämpfungsbereichs 8 ist eine Dämpfungsschicht 2 auf dem Wandelement 1 angeordnet, so dass keine Hochfrequenzstrahlung in diesen Bereich vordringen kann.
-
Die Dämpfungsschicht 2 besteht beispielsweise aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Kupfer oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen, wodurch gemäß des Faradayschen Prinzips die Hochfrequenzstrahlung abgeleitet wird. Neben einem leitenden Werkstoff kann für die Dämpfungsschicht 2 auch ein schwach leitender, elektromagnetisch absorbierender Werkstoff eingesetzt werden, welcher strahlendämmende Eigenschaften aufweist.
-
Auf der Strahlungsseite 3 ist beispielsweise die Antenneneinrichtung 5 in Form einer Leiterbahn 5 ausgeführt. Die Leiterbahn kann in beliebiger Form entlang der Strahlungsseite 3 verlaufen und eine Hochfrequenzstrahlung in Richtung des Strahlungsbereichs 9 aussenden.
-
Die Form bzw. die Geometrie der Leiterbahn kann beispielsweise auch einer Strahlungscharakteristik eines Hochfrequenzsignals entsprechen. So kann mittels der Form und der Geometrie beispielsweise die Wellenlänge der auszusendenden Strahlung angepasst werden. Denkbar sind beispielsweise auch Formen, wie beispielsweise eine Spiralform der Leiterbahn 5.
-
Ferner zeigt 2 einen Hochfrequenzanschluss 4, welcher auf der Dämpfungsseite 2 angeordnet ist. Mittels einer Verbindungsleitung, welche durch das Wandelement 1 zu der Strahlungsseite 3 verläuft und somit die Antenneneinrichtung 5 verbindet, kann ein Hochfrequenzsignal von der Dämpfungsseite 2 zu der Strahlungsseite 3 geleitet werden. Befindet sich beispielsweise in dem Dämpfungsbereich 8 ein elektronisches Gerät, welches vor Hochfrequenzstrahlung geschützt werden muss, so kann ein Hochfrequenzsignal ohne Erzeugung von Hochfrequenzstrahlung an die Antenneneinrichtung 5 auf die Strahlungsseite 3 geleitet werden. Die Antenneneinrichtung 5 kann eine dem Hochfrequenzsignal entsprechende Hochfrequenzstrahlung aussenden. Ein Verbraucher der Hochfrequenzstrahlung, welcher sich in dem Strahlungsbereich 9 befindet, kann das Hochfrequenzsignal aufgrund der Hochfrequenzstrahlung der Antenneneinrichtung 5 empfangen und verarbeiten. Ebenfalls kann der Verbraucher von dem Strahlungsbereich ein Hochfrequenzsignal mittels Hochfrequenzstrahlung aussenden, welches von der Antenneneinrichtung 5 empfangen wird und an den Dämpfungsbereich 8 abgegeben werden kann.
-
3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Antenneneinrichtung 5, in der auf Seiten der Strahlungsseite 3 eine Strahlungsschicht 6 aufgetragen ist. Die Strahlungsschicht 6 kann beispielsweise leitende Eigenschaften aufweisen. Ferner verfügt die Strahlungsschicht 6 über eine Vielzahl an Schlitzen 7. Das Hochfrequenzsignal kann an die Strahlungsschicht 6 abgegeben werden, wobei aufgrund der Unterbrechungen bzw. der Schlitze 7 eine Hochfrequenzstrahlung entsprechend des Hochfrequenzsignals ausgesendet werden kann. Die Schlitze 7 können dabei beispielsweise an Strahlungscharakteristiken des Hochfrequenzsignals angepasst werden. So kann beispielsweise ein Schlitz eine Wellenlänge λ bzw. eine Wellenlänge von λ/2 aufweisen, um somit eine bestimmte Wellenlänge λ bzw. eine Bandbreite ausstrahlen zu können. Mittels der in 3 dargestellten Antenneneinrichtung 5 mit der Strahlungsschicht 6 und den Schlitzen 7 kann gemäß dem Babinetschen Prinzip eine Schlitzantenne bereitgestellt werden. Die Schlitze können dabei in einer beliebigen Form in die Strahlungsschicht 6 eingebracht werden. So kann beispielsweise, wie in 3 gezeigt, vom Zentrum aus in jede Richtung eine Schlitzanordnung 7 mit verschieden dimensionierten Schlitzen 7 bereitgestellt werden, um somit eine beliebig breite Palette an Hochfrequenzstrahlung mit bestimmten Bandbreiten aussenden und empfangen zu können.
-
4 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Kabinenmodulen 10 in einem Flugzeugrumpf. Die Kabinenmodule 10 können aus beispielsweise Hattracks, bzw. Überkopfgepäckfächern bestehen oder die Flugzeugkabine selbst bilden. Die Kabinenmodule 10 werden beispielsweise durch die Wandelemente 1 mit jeweils einer Antenneneinrichtung 5 gebildet. Besteht das Kabinenmodul 10 aus der Flugzeugkabine, so können die Wandelemente 1 beispielsweise einen Dämpfungsbereich 8 und einen Strahlungsbereich 9 trennen. Die Wandelemente 1 können auch, wie in 4 gezeigt, Deckenelemente oder Fußbodenelemente aufweisen.
-
Die Wandelemente 1 können beispielsweise eine Hochfrequenzstrahlung in Richtung des Kabineninnenraums, d. h. in Richtung des Strahlungsbereichs 9, ausstrahlen und in Richtung des Dämpfungsbereichs 8 dämpfen. Somit können elektrische Geräte in dem Dämpfungsbereich 8 angeordnet werden, ohne von elektromagnetischer Strahlung gestört zu werden. Gleichzeitig kann den Passergieren im Kabineninnenraum eine Hochfrequenzstrahlung bereitgestellt werden, so dass multimediale Funktionen, wie beispielsweise Internet oder Mobilfunk, ausführbar sind.
-
Ferner zeigt 4., dass eine ungewollte Dämpfung von Hochfrequenzstrahlung, beispielsweise durch Kabineneinbauten wie Hattracks, verhindert werden kann. Wird ein Hatrack aus verschiedenen erfindungsgemäßen Wandelementen 1 mit Antenneneinrichtungen 5 gebildet, so kann eine Hochfrequenzstrahlung beispielsweise durch das Hattrack zu dem Verbraucher geleitet werden, ohne an Leistung zu verlieren.
-
Mit der vorliegenden Erfindung kann somit bei Einsatz von glasfaserverstärkten Kunststoffen als Wandmaterial das Gewicht erheblich reduziert werden. Aufgrund der Integration der Antenneneinrichtung 5 in das Wandelement 1 kann Einbauraum eingespart werden. Ferner können Elektronikeinrichtungen hinter der Kabinenverkleidung aufgrund der Abschirmungseigenschaften beispielsweise von glasfaserverstärkten Kunststoffen geschützt werden.
-
Zugleich kann eine Bestrahlung eines Kabineninnenraums mit einer Hochfrequenzstrahlung verbessert werden, da beliebig viele Antenneneinrichtungen 5 mittels Integration in den Wandelementen 1 angeordnet werden, da kein erhöhter Einbaubedarf benötigt wird. Ferner ist somit nahezu jegliche Anordnungsform der Antenneneinrichtungen 5 möglich, so dass eine gezielte Bestrahlung bestimmter Positionen in dem Kabineninnenraum bereitgestellt werden kann. Ebenfalls erhöht sich die Sicherheit eines Flugzeugs, da die Bordelektronik vor störender Hochfrequenzstrahlung geschützt wird. Eine Ausführungsform der Antenneneinrichtung 5 sind dabei ebene Flächenstrahler.
-
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Wandelement
- 2
- Dämpfungsschicht
- 3
- Strahlungsseite
- 4
- Hochfrequenzanschluss
- 5
- Antenneneinrichtung, Leiterbahn
- 6
- Strahlungsschicht
- 7
- Schlitz
- 8
- Dämpfungsbereich
- 9
- Strahlungsbereich
- 10
- Kabinenmodul
