CN104459607A - 针对无线电信号的到达方向确定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及针对无线电信号的到达方向确定。接收至少两个输入信号，其中每一个表征具有射频(RF)的无线电信号。将所述输入信号转换为至少三个输出信号。所述输出信号具有针对所述输入信号之间的每个RF相位差的对应幅度的唯一组合。利用移动测量设备来测量与输出信号相对应的一组幅度。基于所测量的该组幅度来确定RF相位角值。将所述RF相位角值转换为角度值，该角度值指示无线电信号的到达方向。

Description

针对无线电信号的到达方向确定

技术领域

所公开的实施例总体上涉及单脉冲系统，并且更特别地涉及能够确定无线电信号的源的物理位置的单脉冲系统。

背景技术

一种用于构建无线电信号测向系统的已知方法包括创建具有窄波束宽度的单个天线。当该天线接收到的信号相对较强时，则无线电源被已知为处于天线的波束所指向的方向上。窄波束是以良好角度分辨率获取源的方向所必需的。应当注意的是，天线的波束宽度与其大小是负相关的。具有足够窄波束的天线往往不方便地大。

另一种确定无线电信号的到达方向的已知方法是时序波瓣技术。在时序波瓣技术中，部署一种天线系统，其具有指向两个不同但相近方向的两个波束(也被称为波瓣)。该技术典型地包括在顺序无线电传输或雷达脉冲上交替且顺序地激活这两个波束。可以互相比较来自这两个波束的信号强度。在时序波瓣技术中，无线电信号的源被推断为处于较强波束的方向上，并且强度的比率指示无线电信号导向较强波束的程度。时序波瓣技术不要求特别窄的波束带宽，并且因此，天线可以相对较小。

然而，发射器不稳定性、改变的多径以及其他变化可能使接收到的信号强度由于与到达方向无关的原因从一个波束的激活改变到另一个波束的激活。基于时序波瓣技术的无线电信号测向系统可能将这些改变误解为到达方向指示。

发明内容

所示实施例的目的和益处将在下文描述中加以阐述且从下文描述中显而易见。将由在所撰写的说明书及其权利要求中以及从附图特别指出的装置、系统和方法实现和取得所示实施例的附加益处。

根据所示实施例的目的，在一个方面中，描述了一种用于确定无线电信号的到达方向的方法和系统，其中接收至少两个输入信号，所述两个输入信号表征具有射频(RF)的无线电信号。将所述输入信号转换为至少三个输出信号。该输出信号具有针对输入信号间的每个RF相位差的对应幅度的唯一组合。测量与输出信号相对应的一组幅度。基于所测量的该组幅度，确定RF相位角值。将RF相位角值转换为指示无线电信号的到达方向的角度值。

在另一方面中，提供了一种用于确定无线电信号的到达方向的计算机程序产品。该计算机程序产品包括一个或多个计算机可读存储装置和存储在所述一个或多个计算机可读存储装置中的至少一个上的多个程序指令。所述多个程序指令包括接收至少两个输入信号的程序指令，每个输入信号表征具有射频(RF)的无线电信号。所述多个程序指令进一步包括将所述至少两个输入信号转换为至少三个输出信号的程序指令。所述至少三个输出信号具有针对所述至少两个输入信号间的每个RF相位差的对应幅度的唯一组合。所述多个程序指令进一步包括测量与所述至少三个输出信号相对应的一组幅度的程序指令。所述多个程序指令进一步包括基于所测量的该组幅度确定RF相位角值的程序指令。所述多个程序指令进一步包括将RF相位角值转换为指示无线电信号的到达方向的角度值的程序指令。

附图说明

所附的附录和/或图示出了依照本公开的各种非限制性示例发明方面：

图1示出了可实施本发明所示实施例的示例性计算机环境的组件；

图2示出了依照本发明所示实施例的用于确定无线电信号的到达方向(DOA)的几何关系；

图3描绘了依照所示实施例的相位角测量电路的高电平框图；

图4描绘了图3的相位角测量电路的详细框图；

图5描绘了图3的相位角测量电路的示例性物理布局布置；

图6示出了依照本发明所示实施例的系统的详细图，该系统可以用于确定无线电信号的DOA；

图7是示出了依照本发明所示实施例的针对相等输入的输出功率测量相对于输入相位的曲线图；

图8是示出了依照本发明所示实施例的针对不相等输入的输出功率测量相对于输入相位的曲线图；

图9是示出了依照本发明实施例的DOA分析器程序的操作步骤的流程图；

图10示出了依照本发明所示实施例的DOA分析器程序所使用的特殊角度和角度区域；

图11示出了依照本发明所示实施例的图1和图6的服务器计算机的内部和外部组件。

具体实施方式

现在参考附图，对本发明进行更完整的描述，在附图中，示出了本发明所示实施例，其中相似的附图标记标识相似的元件。本发明不以任何方式限于所示实施例，这是由于下文所描述的是实施例仅是本发明的例证，如本领域技术人员理解的，本发明可以体现为各种形式。因此，应当理解，任何此处公开的结构性或功能性的细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础以及作为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表。此外，本文运用的术语和短语并不意图进行限制，而是提供本发明的可理解的描述。

除非以其他方式定义，本文中所用到的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管与本文描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以用于实践或测试本发明，但是现在对示例性方法和材料进行描述。必须注意，如本文中以及所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用物，除非上下文以其他方式清晰指示。因此，例如，对“一刺激”的引用包括多个这样的刺激，并且对“该信号”的引用包括对本领域技术人员所知晓的一个或多个信号及其等同物的引用，等等。

如下文将参考图1-11进一步描述的，本发明所示实施例在一方面总体上涉及一种用于利用单脉冲技术确定无线电信号的源的物理位置的系统。单脉冲技术通过确定来自单个无线电传输或雷达脉冲的DOA数据来解决上述时序波瓣技术的不足。根据本发明的一个实施例，图6示出的系统测量由至少两个分离天线接收到的信号之间的相位差，并将该差转换为针对这两个接收到的信号之间的每个可能射频(RF)相位角差的幅度的唯一组合。该系统进一步包括用于基于幅度测量的唯一组合执行DOA确定的DOA分析器程序(在图1中示出)。

现在参考图1，示出了示例性计算机环境，其中可以实施本发明所示实施例。应当理解，图1仅作为一个实施方式的图示而提供，并不意图暗示关于在其中可实施不同实施例的环境的任何限制。可以对所描绘的环境进行多种修改。

计算机系统100是计算机的网络。在所描绘的示例中，计算机系统100是互联网，其中网络102表示使用传输控制协议/互联网协议的协议套件进行相互通信的世界范围网络和网关集合。在互联网的中心处的是由数千个商业、政府、教育以及路由数据和消息的其他计算机系统组成的主节点或主机计算机之间的高速数据通信线路的骨干网。当然，计算机系统100还可以被实现为许多不同类型的网络，例如内联网、局域网(LAN)或广域网(WAN)。网络102是用于提供计算机系统100内连接在一起的各种设备和计算机之间的通信链路的介质。网络102可以包括连接，例如有线、无线通信链路或光缆。

客户端计算机118和120连接至网络102。客户端计算机118和120可以是例如移动设备、电话、电视接收机、蜂窝电话、个人数字助理、上网本、膝上型计算机、平板计算机、台式计算机和/或能够经由例如用户界面(UI)126和128向用户呈现DOA确定结果的任意类型的计算装置。UI126和128可以是例如图形用户界面(GUI)和web用户界面(WUI)。

服务器计算机106和储存单元122也连接至网络102。计算机系统100可以包括附加的服务器计算机、客户端计算机、显示器以及其他未示出的设备。在本示例中，客户端计算机118和120是对服务器计算机106来说的客户端。服务器计算机106可以包含输入设备108和输出设备110。

位于计算机系统100中的DOA分析器程序130可以包括存储在一个或多个计算机可读存储装置上的程序指令，该计算机可读存储装置可以包括服务器计算机106上的内部储存器112。DOA分析器程序130可以是例如用于如在下文中结合图9进一步讨论的那样确定接收到的无线电信号的源的物理位置的计算机程序或程序组件。被收集、生成和维护以供DOA分析器程序130使用的数据可以被保存在服务器计算机106的内部储存器112中或保存在储存单元122的一个或多个数据库124中。

现在参考图2，示出了依照本发明所示实施例的用于确定无线电信号的DOA的几何关系。天线对202，204分离距离“d”206，使得相对于天线202，204以角度φ入射的波将提供在天线202，204中生成的电信号中的相位差。可以通过测量相对于基线214的垂直线的角度φ212来获得无线电信号的角度到达方向。出于说明的目的，假定接收到的无线电信号的源足够远以使得对应的无线电波可以被建模为近似于平面波。另外，假定平面波的特定相位波前210在时间t₁处到达第一天线202。由于有限的传播速度，相位波前210在随后的t₂时间处到达第二天线204。如本领域所知的，t₁和t₂之间的时间间隔Δt可以被转换为天线202，204所接收到的信号之间测量的等效的RF相位差α。

回来参考图2，相位波前210在时间间隔Δt中行进的距离l208由下面的公式表示：

时间间隔Δt是所行进的距离l208除以速度：

$\mathrm{\Δt}=\frac{l}{c}---\left(2\right)$

其中c是光速。通过下面的公式，时间间隔Δt还可以与两个天线202，204之间测量的RF相位角差α(以弧度为单位)相关：

$\mathrm{\Δt}=\frac{\mathrm{\α}}{2\mathrm{\πf}}---\left(3\right)$

其中f是以赫兹为单位测量的RF频率。组合公式(1)，(2)和(3)并求解到达方向，得到：

$\mathrm{\φ}={\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\αc}}{d2\mathrm{\πf}}\right)---\left(4\right)$

本发明所示实施例利用下述事实：RF相位角差α的测量可以被直接转换为指示接收到的无线电信号波的到达方向φ212的测量。

图6示出了根据本发明所示实施例的系统的详细图，该系统用于确定无线电信号的DOA。如图6所示，DOA确定系统600可以包括天线对202，204，相位角测量电路302，移动测量装置602和图1的服务器计算机106。为了说明和讨论的简便，在图6中仅描绘了图1的计算机系统的服务器计算机106。DOA确定系统600的各种组件将在下文中进一步讨论。

现在参考图3，示出了图6的相位角测量电路302的高电平框图。根据所示实施例，相位角测量电路302将表示由天线对202，204接收到的无线电信号的两个信号当作输入。相位角度测量电路302产生三个输出的集合。有利地，所产生的集合包含针对这两个输入信号之间的每个可能的RF相位角差的幅度的唯一组合。

响应于接收到无线电信号，天线202和204产生RF载波电压V₁和V₂，下文中将其称为第一输入信号(V₁)304和第二输入信号(V₂)306。当应用这两个输入信号304、306作为相位角测量电路302的输入时，电路302被配置为产生三个输出信号，诸如例如，第一输出信号(V₃)308，第二输出信号(V₄)309和第三输出信号(V₅)310。输出信号308，309和310具有个体的幅度和相位。然而，DOA确定系统600仅关注输出信号308，309和310的幅度分量。

现在参考图4，示出了根据本发明所示实施例，图3的相位角测量电路302的详细框图。在一个说明性电路布置中，相位角测量电路302可以包括相移电路组件、功率分流电路组件和功率组合电路组件。

在本发明的一个实施例中，相移电路组件可以包括正交混合器402。该正交混合器402是这样的装置，其接受两个输入，递送多到两个输出，以各种方式调整从输入到输出的功率水平，并有可能改变一个或全部两个输出的相位。根据本发明的一个实施例，正交混合器402的第一个输出信号412可以表示相移90度的第一个输入信号304和相移180度的第二个输入信号306之和。正交混合器402的第二个输出信号414可以表示相移180度的第一个输入信号304和相移90度的第二个输入信号306之和。

在本发明的一个实施例中，功率分流电路组件可以包括一对分路器406和408。分路器406和408中的每一个可以被配置用来分离第一输出信号412和第二输出信号414中的每一个。第一分路器406产生第一对输出信号416和308，该对输出信号是相移电路402的第一输出信号412的复制物。相似地，第二分路器408产生第二对输出信号418和312，该对输出信号是相移电路402的第二输出信号414的复制物。在本发明的一个实施例中，第一分路器406和第二分路器408可以包括无功分路器，该无功分路器由特性阻抗近似70.7欧姆的一对四分之一波长(λ/4)传输线部分组成。在另一个实施例中，第一分路器406和第二分路器408可以被实现为威尔金森(Wilkinson)型分路器。

在本发明的一个实施例中，功率组合电路可以包括威尔金森型功率组合器410。威尔金森组合器410接收第一分路器406的第一对输出信号416之一以及第二分路器408的第二对输出信号418之一。威尔金森组合器410生成输出信号310，其包括接收到的输入信号416和418之和。至少在一些实施例中，由于输入信号416和418可以不同，且由于在功率组合电路中可以存在差分信号，因此威尔金森型功率组合器410可以包括电阻器。

因此，根据所示实施例，相位角测量电路302采用表示由天线对202、204接收到的无线电信号的两个输入信号304和306。相位角测量电路302产生一组三个输出信号308，310，312。相位角测量电路302的第一个输出信号308包括第一分路器406的输出信号之一。相位角测量电路302的第三个输出信号312包括第二分路器408的输出信号之一。相位角测量电路302的第二个输出信号310包括前述来自威尔金森型功率组合器410的输出。有利地，所产生的一组输出信号308，310，312包括针对这两个输入信号304和306之间的每个可能的RF相位角差的幅度的唯一组合。

现在参考图5，示出了图3的相位角测量电路的示例性物理布局布置。在一个说明性实施例中，可以利用微带传输线实现该相位角测量电路302。在其他实施例中，可以利用不同类型的传输介质，诸如例如但不限于波导、共面传输线和同轴电缆。在所示实施例中，每个微带传输线可以包括形成接地平面的接地导体和至少一个信号线。一般来说，传输线可以包括任何适合数目的信号导体。在图5所示的实施例中，利用了三种不同类型的微带传输线。

正交混合器402可以被设计为操作于互连传输线的特性阻抗为50欧姆的系统中。如上所讨论，正交混合器402可以被设计为在输出端口处均等地划分信号功率，因此，与混合器的输入304，306和输出412，414相对应的中等带宽分流传输线部分可以被设计为具有近似50欧姆阻抗。宽系列传输线部分502可以具有近似35欧姆阻抗。宽系列传输线部分502可以具有如图5所示的基本上环形的几何结构。应当注意，虽然正交混合器402被示为具有常规的环形传输线，但是在本发明的各种实施例中，可以使用其他类型的正交混合器，诸如例如但不限于耦合线型正交混合器、宽带混合器、兰格(Lange)混合器等。用于形成第一分路器406和第二分路器408以及威尔金森型功率组合器410的较窄传输线部分可以具有等于近似70欧姆的阻抗。除所示元件外，相位角测量电路302还可以包括电阻器(图5中未示出)，该电阻器可以具有等于近似100欧姆的阻抗。可以跨威尔金森型功率组合器410的输入416和418之间的狭窄间隙504放置该电阻器。在一些实施例中，可以将分别为第一分路器和第二分路器406和408以及威尔金森型功率组合器410实现为幻T(magic tee)混合器。在可替换的实施例中，正交混合器402，第一分路器406和第二分路器408，以及威尔金森型功率组合器410可以是集总元件组件。

回来参考图6，所示出的DOA确定系统600可以包括例如但不限于至少两个具有基本上螺旋的几何结构的圆偏振天线202和204，如图6所示。天线对202，204可以与相位角测量电路302相连接，如图6所示。根据本发明的一个实施例，相位角测量电路302的三个输出308，310，312可以经由例如对应的SMA连接器604与移动测量装置602相连接。移动测量装置602可以被配置为测量由相位角测量电路302生成的三个输出信号308，310，312的信号功率。在本发明的一个实施例中，移动测量装置602可以包括多个功率计，这些功率计能够测量和存储由相位角测量电路302生成的输出信号308，310和312的振幅。除了上述组件外，DOA确定系统600可以包括计算机系统100(在图1中示出)，该计算机系统100由经由网络102链接的一个或多个计算机(例如服务器计算机106)组成。根据本发明的一个实施例，至少部分在服务器计算机106上执行的DOA分析器程序130可以被配置为接收由移动测量装置602获取的测量，计算DOA角度，以及发送所计算出的结果至一个或多个客户端计算机118和120。客户端计算机118，120可以利用例如UI 126，128来向用户呈现所计算出的结果。

回来参考图2，当第一天线202和第二天线204接收到弧度频率为ω的无线电信号时，它们将生成相同频率的第一输入信号(V₁)304和第二输入信号(V₂)306。假定所接收到的无线电信号是窄带信号(例如WLAN信号)，输入信号304和306可以被表示为余弦波：

V₁＝|V₁|cos(ωt+α)

V₂＝|V₂|cos(ωt)   (5)

其中V₂是相位参考信号，且其中输入信号V₁304和V₂306具有相同或不同振幅。

如上结合图4所讨论的，根据本发明的一个实施例，正交混合器402的第一输入信号412可以表示相移90度的第一个输入信号304和相移180度的第二个输入信号306之和。如上面进一步讨论的，第一分路器406产生相位角测量电路302的第一输出信号(V₃)308，其复制正交混合器402的第一输出信号412。相应地，相位角测量电路302的第一输出信号308可以由下面的等式(6)表示：

通过对等式(6)应用三角恒等式，提供了实-虚形式的以下等式(7)：

$V_3=\frac{1}{2}[\left(\right|V_1|\sin \mathrm{\α}-|V_2\left|\right)\cos \mathrm{\ωt}+\left(\right|V_1\left|\cos \mathrm{\α}\right)\sin \mathrm{\ωt}]---\left(7\right)$

其中cosωt部分前面的系数是第一输出信号(V₃)308的实部，并且sinωt部分前面的系数是虚部。由于V表示幅度，因此如本领域中所理解的那样，功率可以被计算为P＝|V|²/(2R)，因此，在确定与第一输出信号308相对应的平均功率的情况下，通过下面的等式(8)来计算功率：

其中R₀是端口阻抗，并且和分别表示“……的实部”和“……的虚部”。将等式(7)代入到等式(8)中，提供了下面的等式(9)：

$P_3=\frac{1}{{8R}_0}{\left(\right|V_1|\sin \mathrm{\α}-|V_2\left|\right)}^2+\frac{1}{{8R}_0}{\left(\right|V_1\left|\cos \mathrm{\α}\right)}^2---\left(9\right)$

化简得到P₃的最终等式(10)：

$P_3=\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2-2|V_1\left|\right|V_2\left|\sin \mathrm{\α}\right]---\left(10\right)$

用与上述相似的方式，可以找到与相位角测量电路302的第二输出信号(V₄)308和第三输出信号(V₅)310分别相对应的幅度(P₄和P₅)：

$P_4=\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2-2|V_1\left|\right|V_2\left|\cos \mathrm{\α}\right]---\left(11\right)$

$P_5=\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2+2|V_1\left|\right|V_2\left|\sin \mathrm{\α}\right]---\left(12\right)$

等式(10)，(11)和12一起形成了非线性等式系统(13)：

$P_3=\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2-2|V_1\left|\right|V_2\left|\sin \mathrm{\α}\right]$

$P_4=\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2-2|V_1\left|\right|V_2\left|\cos \mathrm{\α}\right]---\left(13\right)$

$P_5=\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2+2|V_1\left|\right|V_2\left|\sin \mathrm{\α}\right]$

有利地，非线性等式系统(13)产生了针对这两个输入信号304和306之间的每个可能的RF相位角α差的功率幅度(P₃，P₄和P₅)的唯一组合。

图7示出了对于相等幅度的输入信号304和306的特殊情况，随着α变化，非线性等式系统(13)的特性。在图7中所示的曲线图中，水平轴描绘了可变RF相位角α的值从-180度到+180度变化。图7中所示的曲线图的垂直轴描绘了平均功率的值。应当注意，即使输入信号304和306具有相同的幅度，也由相位角测量电路302针对每个可能的RF相位角α产生幅度的唯一组合(P₃由曲线702表示，P₄由曲线704表示，且P₅由曲线706表示)。如下参考图9描述的那样，DOA分析器程序130通过反转该关系来利用这种唯一性属性，以基于对三个特性功率幅度(P₃，P₄和P₅)的测量来确定RF相位角α。此外，图7示出了功率振幅交叉点708、710、712和714。如下所讨论，与输入信号304和306的相对振幅无关，这些功率交叉点708、710、712和714出现在相同角度值处。

图8示出了对于输入信号304和306在幅度方面不同的不同的特殊情况，随着α变化，非线性等式系统(13)的特性。在图8中所示的说明性示例中，输入信号之一(例如，第一输入信号304)具有近似1毫瓦的功率幅度，并且另一个输入信号(第二输入信号306)具有近似0.1毫瓦的功率幅度。如图8所示，当输入信号304和306的功率幅度不相等时，由相位角测量电路302产生的输出功率幅度组合(P₃由曲线802表示，P₄由曲线804表示，且P₅由曲线806表示)对于不同的输入RF相位角α来说仍然是唯一的。图8还示出了该特殊情况的功率振幅交叉点808、810、812和814。

现在参考图9，示出了根据本发明实施例的DOA分析器程序130的操作步骤的流程图。DOA分析器程序130可以是例如用于确定接收到的无线电信号的源的物理位置的计算机程序或程序组件。例如在服务器计算机106上执行的DOA分析器程序130可以包括存储在一个或多个计算机可读存储装置上的程序指令，所述计算机可读存储装置可以包括服务器计算机106上的内部储存器112。根据本发明的一个实施例，DOA分析器程序130可以被配置为接收和处理由移动测量装置602获取的功率振幅测量(P₃，P₄和P₅)，如下文所讨论。DOA分析器程序130可以首先利用非线性等式系统(13)基于所接收到的功率振幅测量(P₃，P₄和P₅)来确定RF相位角α。接下来，DOA分析器程序130可以将RF相位角α转换为指示DOA的角度。

在步骤901开始，DOA分析器程序130可以从移动测量装置602(图6中所示)接收功率振幅测量(P₃，P₄和P₅)。如果移动测量装置602产生对数单位的读数，则在步骤901，DOA分析器程序130可以将功率振幅测量从对数单位转换为线性单位，诸如例如但不限于毫瓦(mW)。

在步骤902，DOA分析器程序130确定在步骤901接收到的所有三个功率幅度测量是否是相等的。应当注意，虽然在物理上，所测量的三个功率振幅可能是相等的(P₃＝P₄＝P₅)，但在数学上，这种情况当天线202和204产生振幅值等于0的第一输入信号304或第二输入信号306时发生。如本领域中所知的，零振幅信号的相位是未定义的。因此，零信号与任意其他信号之间的相位差也是未定义的。这种情况在实践中被期望为相对少见，这是因为如果无线电信号到达例如第一天线201(图2中所示)，那么典型地，第二天线204也会接收到至少一部分相同的无线电信号。出于清楚的目的，本发明的一个实施例将这种情况视为可忽略，并且DOA分析器程序130将这样的测量视为无效。相应地，响应于确定三个所测量的功率振幅是相等的(确定框902，分支“是”)，DOA分析器程序130可以返回到步骤901，并等待有效的功率振幅测量集合。

接下来，响应于确定三个所测量的功率振幅是不相等的(确定框902，分支“否”)，在步骤904，DOA分析器程序130可以确定是否所接收到的三个功率振幅测量(P₃，P₄和P₅)中任意两个是相等的。根据本发明的一个实施例，该确定提供了一种方式，利用针对与功率振幅交叉点708，710，712，714和808，810，812和814(分别在图7和图8中所示)相对应的特殊角度的最小计算来识别RF相位角α。如下所讨论，不论三个功率振幅测量(P₃，P₄和P₅)的相对振幅如何，功率振幅交叉点708-714和808-814始终出现在相同的特殊角度处。

现在参考图10，示出了与功率振幅交叉点708-714相对应的特殊角度。根据本发明的一个实施例，特殊角度可以包括α₀1014，±α₁1016，±α₂1018和±α₃1020。

由于表示测量功率幅度的曲线的对称性，第一个特殊角度α₀1014出现在0°处。例如，如图7所示，表示功率幅度P₃的曲线702与表示功率幅度P₅的曲线706对称，并且由于这种对称性，交叉点714出现。相应地，在图10中，对应于交叉点714的第一个特殊角度α₀1014可以由下面的表达式(14)表示：

α₀＝0°    (14)

可以发现与功率振幅交叉点708-714和808-814相对应的其他特殊角度如下。当功率幅度P₄等于功率幅度P₅时，第二个特殊角度α₁1016出现。该关系可以由下面的等式(15)表示：

$\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2+2|V_1\left|\right|V_2\left|\cos {\mathrm{\α}}_1\right]=\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2+2|V_1\left|\right|V_2\left|\sin {\mathrm{\α}}_1\right]---\left(15\right)$

化简得到下面的等式(16)：

cosα₁＝sinα₁    (16)

利用公知的三角恒等式，可以确定第二特殊角度α₁1016，其可以由下面的表达式(17)表示：

α₁＝45°    (17)

可以用相似的方法来找到第三特殊角度α₂1018。更具体地，当功率幅度P₃等于功率幅度P₄时，第三个特殊角度α₂1018出现。该等式可以由下面的等式(18)表示：

$\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2-2|V_1\left|\right|V_2\left|\sin {\mathrm{\α}}_1\right]=\frac{1}{{8R}_0}[{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2+2|V_1\left|\right|V_2\left|\cos {\mathrm{\α}}_1\right]---\left(18\right)$

化简得到下面的等式(19)：

-sinα₂＝cosα₂    (19)

再次利用公知的三角恒等式，可以确定第三特殊角度α₂1018，其可以由下面的表达式(20)表示：

α₂＝135°    (20)

由于表示测量功率幅度的曲线的对称性，第四个特殊角度α₃1020出现在180°处。例如，如图7所示，表示功率幅度P₃的曲线702与表示功率幅度P₅的曲线706对称，并且由于这种对称性，交叉点710和712出现。相应地，在图10中，对应于交叉点710和712的第四个特殊角度±α₃1020可以由下面的表达式(21)表示：

α₀＝180°    (21)

根据本发明的一个实施例，基于前面的描述，在一些特殊情况下，DOA分析器程序130可以通过确定是否接收到的功率振幅测量(P₃，P₄和P₅)中的任意两个相等以及随后确定第三个功率振幅测量是大于还是小于该相等功率振幅测量，来识别RF相位角α。下表1总结了DOA分析器程序130可以如何响应于确定两个功率振幅测量相等而识别RF相位角α。

表1

条件	相位角结果
		(P5＝＝P4)＜P3	α＝-α2
(P3＝＝P4)＞P5	α＝-α1
		(P3＝＝P5)＜P4	α＝α0＝0°
(P4＝＝P5)＞P3	α＝α1
		(P3＝＝P4)＜P5	α＝α2
(P3＝＝P4)＞P4	α＝±α3＝±180°
		P3＝＝P4＝＝P5	相位角α未定义

回来参考图9，响应于确定所接收到的三个功率振幅测量中的任意两个相等(判决框904，分支“是”)，在步骤906，DOA分析器程序130可以通过例如检查上面示出的表1来确定RF相位角α。根据本发明的一个实施例，表1可以存储在储存单元122(图1中所示)的一个或多个数据库124中。根据可替换的实施例，可以在DOA分析器程序130的编程指令内作为多个条件而包括表1。

根据本发明的一个实施例，响应于确定所接收到的三个功率振幅测量中没有两个是相等的(判决框904，分支“否”)，DOA分析器程序130可以利用下面结合步骤908和910描述的搜索技术来计算RF相位角α。

在步骤908，DOA分析器程序130可以首先通过确定所关注的RF相位角α可能位于其中的角度区域来缩小搜索的范围。回来参考图10，示出了多个角度区域1002-1012，RF相位角α从-180度到+180度变化。根据本发明的一个实施例，DOA分析器程序130可以通过比较所有所接收到的功率振幅测量(P₃，P₄和P₅)来确定角度区域。下表2总结了DOA分析器程序130可以如何基于所需的比较来识别角度区域：

表2

条件	角度区域
		P3＞P5＞P4	I
P3＞P4＞P5	II
		P4＞P3＞P5	III
P4＞P5＞P3	IV
		P5＞P4＞P3	V
P5＞P3＞P4	VI

例如，响应于确定P₃＞P₅＞P₄，DOA分析器程序可以识别第一角度区域1002，作为所关注的RF相位角α位于其中的角度区域。相似地，响应于确定P₄＞P₃＞P₅，DOA分析器程序可以识别第三角度区域1006，作为所关注的RF相位角α位于其中的角度区域。根据本发明的一个实施例，表2可以存储在储存单元122(图1中所示)的一个或多个数据库124中。根据可替换的实施例，可以在DOA分析器程序130的编程指令内作为多个条件语句而包括表2。

回来参考图10，应当注意，由于在上述步骤906，DOA分析器程序130可以执行针对与功率振幅交叉点708-714相对应的特殊角度的计算，因此这些特殊角度被排除在其邻接的区域之外。例如，如果第二特殊角度α₁1016等于45°，且第三特殊角度α₂1018等于135°，则第五角度区域1010可以包括从46°到134°的角度，含46°和134°。相似地，如果第二特殊角度α₁1016等于45°，且第一特殊角度α₀1014等于0°，则第四角度区域1008可以包括从1°到44°的角度，含1°和44°。

至少在一些实施例中，DOA分析器程序130在步骤908确定的角度区域可以用作RF相位角α的粗略估计。换言之，如果用户仅仅关注天线对202-204所接收到的无线电信号的源的近似物理位置，则将角度区域确定为RF相位角α的粗略估计可能足够。在这样的实施例中，DOA分析器程序130在步骤908确定角度区域之后，可以跳过下述步骤910并可以去往步骤912。然而，为了递送更准确的结果，在步骤910，DOA分析器程序130可以利用下述计算来搜索在步骤908识别的角度区域。

出于说明性目的，仅假定功率幅度(P₃，P₄和P₅)的唯一组合可以由列向量b(22)表示如下：

$b=\left[\begin{array}{c}{P}_3\\ P_4\\ P_5\end{array}\right]---\left(22\right)$

此外，假定列向量x(23)包含未知分量x₁和x₂，如下：

$x=\left[\begin{array}{c}\frac{{\left|V_1\right|}^2+{\left|V_2\right|}^2}{R_0}\\ \frac{\left|V_1\right|\left|V_2\right|}{R_0}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right]---\left(23\right)$

系数矩阵A(24)可以被写为：

$A=\left[\begin{array}{cc}\frac{1}{8}& -\frac{1}{4}\sin \mathrm{\α}\\ \frac{1}{8}& +\frac{1}{4}\cos \mathrm{\α}\\ \frac{1}{8}& +\frac{1}{4}\sin \mathrm{\α}\end{array}\right]---\left(24\right)$

对于特定的RF相位角α，sinα和cosα可以被视为特定常量值，例如，k₁和k₂。因此，系数矩阵A(24)可以被改写如下：

$A=\left[\begin{array}{cc}\frac{1}{8}& -\frac{1}{4}{k}_1\\ \frac{1}{8}& +\frac{1}{4}{k}_2\\ \frac{1}{8}& +\frac{1}{4}{k}_1\end{array}\right]---\left(25\right)$

相应地，可以利用线性代数标记法将非线性等式系统(13)改写为矩阵方程(26)：

Ax＝b    (26)

矩阵方程(26)表示两个未知量的三个线性等式的超定组(对于特定的RF相位角α)。这两个未知量(x₁和x₂)是列向量x(23)的分量。

根据本发明的一个实施例，DOA分析器程序130可以通过使用例如标准最小二乘(LS)估计方法来求解矩阵方程(26)。该标准最小二乘估计方法一般是本领域中公知的，且在本文中不作详细描述。根据该方法，x的LS估计可以由下面的公式(27)表示：

其中A^T表示矩阵A的转置。

此外，根据最小二乘估计方法，表示残留误差的项ε可以由下面的等式(28)表示。

其中A^T表示矩阵A的转置，并且其中I₃是3×3单位矩阵。残留误差ε还可以被表示为三分量向量ε＝[ε₁，ε₂，ε₃]^T，其中，ε₁，ε₂，ε₃表示所测量的功率幅度b和Ax的对应LS估计分量功率之间的个体误差，并且其中T表示转置。为了方便说明，假定ε₁，ε₂，ε₃是向量ε的正交分量。如本领域所公知的，向量的幅度可以是通过形成正交分量的平方和的平方根来确定的。相应地，可以利用下面的等式(29)来计算残差向量ε的幅度：

$\left|\mathrm{\ϵ}\right|=\sqrt{{{\mathrm{\ϵ}}_1}^2+{{\mathrm{\ϵ}}_2}^2+{{\mathrm{\ϵ}}_3}^2}---\left(29\right)$

回来参考图9，在步骤910，DOA分析器程序130可以通过首先利用等式(28)针对DOA分析器程序130在步骤908识别的角度区域内的候选角度的集合中的每个角度计算残留误差ε来找到RF相位角α。如此处使用的术语“候选角度的集合”指的是被包含在角度区域内的以预定间距分隔开的基本上所有的角度。例如，根据本发明的一个实施例，出于计算目的，DOA分析器程序130可以假定角度区域中的所有角度分隔开近似1°。随后，DOA分析器程序130可以通过利用等式(29)确定具有最小残差向量ε幅度的候选角度来找到RF相位角α。

至少在本发明的一些实施例中，DOA分析器程序130可以包括下述可选步骤：针对每个候选角度集合中的每个候选角度预先计算并预先存储等式(28)中加括号的表达式(A(A^TA)^-1A^T-I₃)。应当注意，前述加括号的表达式表示每个候选角度的3×3常量矩阵。通过预先计算并预先存储加括号的表达式，DOA分析器程序130可以显著减少确定RF相位角α所需的计算时间。根据本发明的一个实施例，DOA分析器程序130可以在储存单元122的一个或多个数据库124中存储预先计算的加括号的表达式。

在步骤912，DOA分析器程序130可以将RF相位角α转换成指示接收到的无线电信号波的到达方向的角度φ。根据本发明的一个实施例，DOA分析器程序130可以使用上面的公式(4)来执行上述的转换。

根据本发明的可替换的实施例，DOA分析器程序130可以利用下面示出的等式(30)和(31)，基于接收到的功率振幅测量(P₃，P₄和P₅)，来确定RF相位角α：

$\frac{P_5-P_3}{{2P}_4-(P_3+P_5)}=\frac{\sin \mathrm{\α}}{\cos \mathrm{\α}}=\tan \mathrm{\α}---\left(30\right)$

$\mathrm{\α}=\arctan 2\left[\frac{P_5-P_3}{{2P}_4-(P_3+P_5)}\right]---\left(31\right)$

应当注意的是，虽然计算RF相位角α的该可替换方法是简化的方法，但从实施的角度来看，该可替换方法在一些情况下可能产生较不准确的结果。例如，对于接近90°的角度来说，公式(31)的加括号的表达式中的分母(2P₄-(P₃+P₅))接近于0。因此，利用该可替换计算方法，由于功率振幅测量中的小误差而引起的分母中的小改变可能在由DOA分析器程序130确定的结果中产生显著的误差。

总之，本发明所示实施例在一方面总体上涉及用于利用单脉冲技术确定无线电信号的源的物理位置的系统。图6所示的系统测量由至少两个分离的天线接收到的信号之间的相位差，并将该差转换为针对这两个接收信号之间的每个可能的RF相位角差的功率幅度的唯一组合。该系统进一步包括用于基于功率幅度测量的唯一组合执行DOA确定的DOA分析器程序130(图1)。有利地，本发明所示实施例一般需要仅测量振幅分量而不是相位。与本领域所知的其他相位比较单脉冲系统不同，本文所公开的系统在单个角度维度上利用了三个不同的测量通道。这是有利的，因为对于给定的噪声水平，与双通道或单通道系统相比，三个不同的通道通过求平均提供了更好的噪声减少。在又一方面，本发明所示实施例不受各种无线电传播因素影响，这些因素诸如例如是在两根天线处接收到的两个信号之间在振幅上的显著差异。此外，所示实施例考虑到，DOA确定系统600可以被配置为针对已调制和未调制信号二者执行DOA确定计算。对于已调制信号，可以以线性无失真方式传递调制。例如，如果在功率测量装置602内将解调器连同多个功率计一起包括，则这种解调器可以在调制上进行操作以产生附加的信号信息。

如本领域技术人员将理解的那样，本发明的各方面可以被体现为系统、方法或计算机程序产品。相应地，本发明的各方面可以采取全硬件实施例、全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等等)、或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，该软件和硬件方面在本文中一般都可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品被体现在一个或多个计算机可读介质中，该计算机可读介质上体现有计算机可读程序代码。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备、或上述各项的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非穷举的列表)将包括以下内容：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储设备、或上述各项的任何合适组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储程序以便由或结合指令执行系统、装置或设备使用。

计算机可读信号介质可以包括其中体现有计算机可读程序代码的传播数据信号，例如在基带中或作为载波的一部分。这样的传播信号可以采取多种形式中的任一种，包括但不限于电磁、光学或其任何合适组合。计算机可读信号介质可以是下述任何计算机可读介质：其不是计算机可读存储介质，并可以传送、传播或传输程序以便由或结合指令执行系统、装置或设备使用。

体现在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质而传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等或上述各项的任何合适组合。

本发明各方面的用于执行操作的计算机程序代码可以以一个或多个编程语言的任何组合编写，包括面向对象的编程语言(例如Java、Smalltalk、C++等等)和常规过程编程语言(例如“C”编程语言或类似的编程语言)。程序代码可以全部在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，作为独立的软件封装而执行，部分在用户的计算机上且部分在远程计算机上执行，或全部在远程计算机或服务器上执行。在后一种场景中，远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任意类型的网络连接到用户的计算机，或者，可以与外部计算机进行连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。

以上参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本发明的各方面。应当理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以生产机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的手段。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以引导计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令生产出包括实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的制品。

计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。

图11示出了根据说明性实施例的服务器计算机106的内部和外部组件。服务器106仅为合适服务器计算机的一个示例，并不图暗示关于本文描述的发明的实施例的使用范围或功能的任何限制。无论怎样，服务器106能够被实施和/或执行前文阐述的任何功能。

服务器106与多个其他通用或专用计算系统环境或配置一起操作。可适于与计算机系统/服务器106一起使用的公知的计算系统、环境和/或配置的示例包括但不限于个人计算机系统，服务器计算机系统，瘦客户端，胖客户端，手持或膝上型装置，多处理器系统，基于微处理器的系统，机顶盒，可编程消费电子装置，网络PC，小型计算机系统，大型计算机系统，以及包括以上任意系统或装置的分布式数据处理环境等等。

可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(例如程序模块)的一般上下文中描述服务器106。通常，程序模块可以包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程，程序，对象，组件，逻辑，数据结构等。服务器106可以在分布式数据处理环境中实践，其中由通过通信网络链接的远程处理设备执行任务。在分布式数据处理环境中，程序模块可以位于包括存储储存装置的本地和远程计算机系统存储介质二者中。

服务器106以通用计算装置的形式在图11中示出。该服务器106的组件可以包括但不限于一个或多个处理器或处理单元1116，系统存储器1128，以及用于将包括系统存储器1128的各种系统组件耦合至处理器1116的总线1118。

总线1118代表若干类型的总线结构中的任一种的一个或多个总线结构，包括利用多种总线架构中的任一种的存储器总线或控制器总线、外设总线、加速图形端口和处理器或局部总线。作为示例而非限制，这种架构包括工业标准架构(ISA)总线，微通道架构(MCA)总线，增强型ISA(EISA)总线，视频电子标准协会(VESA)局部总线，以及外围设备互连(PCI)总线。

计算机服务器106典型地包括多种计算机系统可读介质。这种介质可以是可被计算机服务器106访问的任意可用的介质，并且其包括易失性和非易失性介质二者、可移除和不可移除介质二者。

系统存储器1128可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)1130和/或高速缓冲存储器1132。计算机服务器106可以进一步包括其他可移除/不可移除、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统1134可以被提供以从不可移除、非易失性磁介质(未示出且通常称为“硬盘”)读取和向其写入。尽管未示出，可以提供用于从不可移除、非易失性磁盘(例如，“软盘”)读取和向其写入的磁盘驱动器以及用于从不可移除、非易失性光盘读取或向其写入的光盘驱动器(例如CD-ROM、DVD-ROM或其他光学介质)。在这样的实例中，每个驱动器可以通过一个或多个数据介质接口连接至总线1118。如下面将进一步描绘和描述的那样，存储器1128可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如，至少一个)被配置为执行本发明实施例的功能的程序模块。

具有一组(至少一个)程序模块1115的程序/实用工具1140(例如DOA分析器程序130)可以被存储在存储器1128(作为示例而非限制)以及操作系统、一个或多个应用程序、其他程序模块和程序数据中。操作系统、一个或多个应用程序、其他程序模块和程序数据中的每一个或它们的某种组合可以包括联网环境的实现。程序模块1115通常执行如本文描述的本发明实施例的功能和/或方法。

计算机服务器106还可以与一个或多个外部设备1114通信，该外部设备1114例如是：键盘，指点设备，显示器1124等；一个或多个使用户能够与计算机服务器106交互的设备；和/或使计算机服务器106能够与一个或多个其他计算设备通信的任何设备(例如网卡、调制解调器等)。这种通信可以经由输入/输出(I/O)接口1122而进行。然而，计算机服务器106可以经由网络适配器1120与一个或多个网络(如局域网(LAN)，一般广域网(WAN)，和/或公共网络(例如，互联网))进行通信。如所描绘的那样，网络适配器1120经由总线618与计算机服务器106的其他组件进行通信。应当理解，尽管未示出，其他硬件和/或软件组件可以与计算机服务器106结合使用。示例包括但不限于：微代码，设备驱动器，冗余处理单元，外部盘驱动阵列，RAID系统，带驱动器，以及数据归档存储系统等。

图中的流程图和框图图示了根据本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示模块、片段、或代码部分，其包括一个或多个可执行指令以实现指定的逻辑功能。还应该注意到，在一些可替换实施方式中，框中记录的功能可以不按图中记录的顺序出现。例如，接连示出的两个框事实上可以基本上同时被执行，或者框有时可能按倒序执行，这取决于所涉及的功能。还应当指出的是，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的专用的基于硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。

本发明的各种实施例的描述已经被呈现以用于说明的目的，但不旨在穷举或限于所公开的实施例。对于本领域普通技术人员而言，在不背离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变型将是显而易见的。本文使用的术语被选择以最好地解释实施例的原理、相对于在市场中发现的技术的实际应用或技术改进，或使本领域其他普通技术人员能够理解本文公开的实施例。

Claims (18)

1.一种用于确定无线电信号的到达方向的方法，该方法包括下述步骤：

接收至少两个输入信号，每个输入信号表征具有射频(RF)的无线电信号；

将所述至少两个输入信号转换为至少三个输出信号，其中所述至少三个输出信号具有针对所述至少两个输入信号之间的每个RF相位差的对应幅度的唯一组合；

测量与所述至少三个输出信号相对应的一组幅度；

基于所测量的该组幅度来确定RF相位角值；

将所述RF相位角值转换为指示无线电信号的到达方向的角度值。

2.如权利要求1所述的方法，其中测量一组幅度包括测量与所述至少三个输出信号相对应的一组幅度。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述无线电信号包括数字调制的信号。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述无线电信号包括未调制的信号。

5.如权利要求1所述的方法，其中将所述至少两个输入信号转换为至少三个输出信号的步骤由电子电路执行。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述电子电路包括：

相移电路，用于接收所述至少两个输入信号并生成第一和第二输出信号；

功率分流电路，其包括第一分路器和第二分路器，第一分路器用于接收相移电路的第一输出并生成第一对输出信号，并且第二分路器用于接收相移电路的第二输出并生成第二对输出信号；和

功率组合电路，用于接收所述功率分流电路的第一对输出信号之一和所述功率分流电路的第二对输出信号之一，所述功率组合电路生成包括所接收到的信号之和的输出信号。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述相移电路包括正交混合器，其中第一和第二分路器包括无功分路器，并且其中功率组合电路包括威尔金森型功率组合器。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述相移电路包括正交混合器，其中第一和第二分路器包括威尔金森型分路器，并且其中功率组合电路包括威尔金森型功率组合器。

9.如权利要求1所述的方法，其中确定所述无线电信号的RF相位角值进一步包括：

确定RF相位角位于其中的角度区域，所述角度区域包括多个候选角度；以及

通过估计RF相位角值来搜索角度区域，其中估计RF相位角值是经由最小二乘估计技术、基于所测量的该组幅度来进行的。

10.如权利要求1所述的方法，其中确定所述无线电信号的RF相位角值进一步包括：

识别与所测量的该组幅度中包括的每个幅度值相对应的多条曲线之间的多个交叉点；以及

基于所识别的多个交叉点来确定RF相位角值。

11.一种用于确定无线电信号的到达方向的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：

一个或多个计算机可读存储装置和存储在所述一个或多个计算机可读存储装置中的至少一个上的多个程序指令，所述多个程序指令包括：

用于接收至少两个输入信号的程序指令，每个输入信号表征具有射频(RF)的无线电信号；

用于将所述至少两个输入信号转换为至少三个输出信号的程序指令，其中所述至少三个输出信号具有针对所述至少两个输入信号之间的每个RF相位差的对应幅度的唯一组合；

用于测量与所述至少三个输出信号相对应的一组幅度的程序指令；

用于基于所测量的该组幅度来确定RF相位角值的程序指令；

用于将所述RF相位角值转换为指示无线电信号的到达方向的角度值的程序指令。

12.如权利要求11所述的计算机程序产品，其中用于测量一组幅度的程序指令包括用于测量与所述至少三个输出信号相对应的一组幅度的程序指令。

13.如权利要求11所述的计算机程序产品，其中所述无线电信号包括数字调制的信号。

14.如权利要求11所述的计算机程序产品，其中所述无线电信号包括未调制的信号。

15.如权利要求11所述的计算机程序产品，其中用于确定无线电信号的RF相位角值的程序指令进一步包括：

用于确定RF相位角位于其中的角度区域的程序指令，所述角度区域包括多个候选角度；以及

用于通过估计RF相位角值来搜索角度区域的程序指令，其中估计RF相位角值是经由最小二乘估计技术、基于所测量的该组幅度来进行的。

16.如权利要求11所述的计算机程序产品，其中用于确定无线电信号的RF相位角值的程序指令进一步包括：

用于识别与所测量的该组幅度中包括的每个幅度值相对应的多条曲线之间的多个交叉点的程序指令；以及

用于基于所识别的多个交叉点来确定RF相位角值的程序指令。

17.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中用于确定角度区域的程序指令进一步包括：用于确定是否所测量的该组幅度中的任意两个彼此相等的程序指令。

18.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述角度区域中的多个候选角度以近似1度分隔开。