JP2003511706A - 方向性無線信号を処理する装置 - Google Patents

方向性無線信号を処理する装置

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JP2003511706A
JP2003511706A JP2001530608A JP2001530608A JP2003511706A JP 2003511706 A JP2003511706 A JP 2003511706A JP 2001530608 A JP2001530608 A JP 2001530608A JP 2001530608 A JP2001530608 A JP 2001530608A JP 2003511706 A JP2003511706 A JP 2003511706A
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Abstract

(57)【要約】 無線信号源への方位を決定する装置は４アンテナと１コンピュータとを含む。コンピュータは、アンテナからの信号を入力として受けて、どのアンテナが最大振幅の信号を与え、どのアンテナが次の最大振幅の信号を与えるかを識別する。これらの振幅を引き算して振幅差を決定する。次に、振幅差の一次関数に従って方位を決定する。一次関数は、コンピュータが受けたアンテナ信号振幅の区分的一次近似である。一次関数に用いられる傾斜は、最大振幅信号を与えるアンテナの識別に依存する。最大振幅信号を与えるアンテナが胴体の曲線に向いて胴体上に取り付けられているとき（左側と右側に面しているとき）、最大振幅信号を与えるアンテナが胴体上に取り付けられて機首または機尾に向いているときとは異なる傾斜を用いる。胴体の形を考慮した異なる傾斜と、装置の高さと無線信号源の高さとの差から得られる仰角とを用いると、一層正確な方位を計算することができる。方位は、航空機警報および衝突防止システムに用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （背景） １．発明の分野 本発明は、一般に、指向性アンテナで受信した信号の処理に関し、より詳しく
は、指向性アンテナで受信した信号に基づいて信号源への方位を識別することに
関する。
【０００２】 ２．従来の方式の説明 航空交通技術が発達するに従って、フライト・デッキの乗員に対する要求がま
すます厳しくなっている。空路での衝突を防ぐため、航空交通が非常に混雑した
ときは、フライト・デッキ・クルーは周囲の多数の航空機に関する大量の航空機
状態情報を監視する。航空機の速度が大きくなるに従って、破局的状態に対処で
きる時間が短くなって、フライト・デッキ・クルーの負担は非常に重くなる。
【０００３】 フライト・デッキ・クルーを支援しまた安全性を高めるため、いくつかのシス
テムがすでに開発されており、また現在開発中である。多くの航空機はトランス
ポンダ（例えば、モードＳ、モードＣ、モードＡ）を搭載し、これにより一方の
航空機は他方の航空機にその識別や種々の航行パラメータを通信することができ
る。一般に、監視する航空機は所定の書式で信号を送信し、接近する航空機はこ
れを受信するとこれに応答して所定の書式の情報を含む送信を行う。交通警報お
よび衝突防止システム（ＴＣＡＳ）と一般に呼ばれるシステムは、接近する航空
機から受信した情報と受信した航空機の状態パラメータとを処理して、衝突する
可能性のある状態を識別する。また、ＴＣＡＳは、一般に、フライト・デッキ・
クルーに勧告情報を与えて衝突状態を回避する行動を助言する。
【０００４】 ＴＣＡＳは一般に指向性アンテナを含む。ＴＣＡＳは、指向性アンテナを用い
て、ＴＣＡＳを備える監視する航空機に対して接近する航空機の方位を決定する
。接近する航空機から信号を受信すると、ＴＣＡＳは、信号を処理し、接近する
航空機の推定方位を計算し、この情報をフライト・デッキ・クルーに表示して、
接近する航空機を目で確認するのを支援する。
【０００５】 ＴＣＡＳシステムが用いる１つの方法は、指向性アンテナの構成要素が受信し
た信号の大きさを比較することにより、接近する航空機の方位を推定することで
ある。図１は、テスト用の１．２メートル（４フット）直径の平らな接地面上で
測定した、４アンテナ要素を有する一般的な指向性アンテナが受信した信号の空
中線指向性図を示す。この空中線指向性図は、２メートル（８０インチ）を超え
る胴体曲率半径を有する航空機などの、大型航空機上のアンテナの性能をシミュ
レートしたものである。左側、右側、機首および機尾を表す４象限それぞれのア
ンテナ・ビームの性能は実質的に同じである。接近する航空機の方位を推定する
ため、従来のＴＣＡＳはテスト接地面上で測定した空中線指向性図（例えば、図
１に示す空中線指向性図）に基づくモデルを用いる。従来のＴＣＡＳ信号処理方
式で用いる例示のモデルを図２に示す。接近する航空機を検出すると、最大振幅
を有するビーム（極座標系の４象限のそれぞれを表す４つのビームからの）と次
に大きな振幅を有するビームを決定し、この２つのビームの差を取ることにより
、接近する航空機の方位を計算する。この差に基づいて、図２に示すモデルなど
の従来のＴＣＡＳモデルを用いて方位推定値を生成する。
【０００６】 しかし、種々の要因により、方位推定値の精度は低下する。例えば、小さな胴
体を有する航空機を監視すると、大きな航空機とは異なるトランスポンダ信号を
検出するので、方位推定値の精度が低下する。したがって、図２に示すモデルは
、１．６メートル（６４インチ）よりも小さい胴体曲率半径を持つ航空機などの
小型の胴体を有する航空機では正確でない。胴体が小さいと、左側方向と右側方
向のビーム・ピークが図２に示すモデルのビームより低い仰角で起こるなど歪み
が生じる。この変位は方位推定値の精度を低下させる。この低下は、大きな胴体
の航空機よりも小さな胴体の航空機に一層顕著に現れる。誤差の大きさは、接近
する航空機の仰角にも依存する。
【０００７】 （発明の概要） 本発明では、複数の受信要素を有する指向性アンテナなどのアンテナを用いて
、接近する航空機などの信号源の方位を計算するシステムは、複数の訂正モデル
から訂正モデルを選択することを含む。この訂正モデルの選択は、監視する航空
機の胴体半径または接近する航空機の推定仰角に基づいて行う。監視する航空機
は、複数の到着信号を受信要素で受信し、到着信号を処理して複数の電気接続信
号を生成する。各電気接続信号は極座標系の異なる象限に対応し、各電気接続信
号は或る振幅を有する。このシステムは、最も強い振幅と次に強い振幅を持つ電
気接続信号を選択し、２つの選択された信号の振幅差を計算し、訂正モデルをこ
の振幅差に適用して信号源の方位を得る。訂正モデルはメーカまたはオペレータ
が予め選択してもよいし、訂正モデルはシステムが自動的に選択してもよい。
【０００８】 本発明の或る実施の形態では、訂正モデルはルックアップ・テーブルを含んで
よい。 例えば、監視する航空機の胴体の曲率により生じる歪みを最小にすることによ
り訂正モデルを適用して、接近する航空機の方位推定値の精度を改善する。 以下の図面に関連して詳細な説明と特許請求の範囲を参照すれば、本発明に関
する完全な理解が得られる。図面に尺度はない。全ての図面において、同じ参照
番号は同じ要素を指す。
【０００９】 （例示の実施の形態の詳細な説明） 本発明の種々の形態に係る信号処理装置は、接近する航空機などの信号源の方
位を計算して、監視する航空機の胴体の大きさや接近する航空機の相対的仰角な
どの種々の判定基準に従って調整する装置を提供する。本発明の種々の形態は複
数の受信要素を持つ指向性アンテナを有する種々の装置に関して用いられるが、
便宜上、ＴＣＡＳに関して本発明を以下に説明する。しかし、この例示の実施の
形態は、他の環境での本発明の種々の形態の適用性を制限したり、特許請求の範
囲を制限したりするものではない。
【００１０】 図３は、ＴＣＡＳ指向性アンテナ３００とＴＣＡＳ全指向性アンテナ３０２と
ＴＣＡＳコンピュータ・ユニット３０５とを備える従来のＴＣＡＳのブロック図
である。コンピュータ・ユニット３０５は受信機３１０と送信機３２０とプロセ
ッサ３３０とを含む。また、ＴＣＡＳは、音声報知機３４０と交通勧告（ＴＡ）
ディスプレイ３５０と決定勧告ディスプレイ３６０とを含む。また、図のトラン
スポンダはトランスポンダ・ユニット３７０と制御パネル３８０とトランスポン
ダ・アンテナ３９０，３９５とを備える。ＴＣＡＳおよびトランスポンダは共に
作動して衝突防止システムとして機能する。この実施の形態は一般的なＴＣＡＳ
の単なる例であって、第２の指向性アンテナを追加したりトランシーバを用いた
りするなど多くの他の構成が可能である。
【００１１】 図３に示すＴＣＡＳおよび各構成要素の動作はよく知られているので、ここで
は詳細に説明しない。しかし、ＴＣＡＳ技術の一般的な説明は米国運輸省連邦航
空局発行の「ＴＣＡＳII入門」に述べられている。
【００１２】 図４は、４受信要素を有するＴＣＡＳ指向性アンテナの一般的な空中線指向性
図を極座標で示す。ＴＣＡＳ指向性アンテナは監視する航空機４００上に取り付
けられている。監視する航空機４００の指向性アンテナは複数の到着信号をその
４本のアンテナ要素に実質的に同時に受信する。到着信号はアンテナの内部で処
理されて複数の電気接続信号５０５（図５に示す）を生成する。この電気信号５
０５は極座標システムの１つの象限を表す。この実施の形態の電気接続信号５０
５は、機首４１０と右側４２０と機尾４３０と左側４４０とを表す４象限に対応
する。図４は、４要素のそれぞれが信号を受ける種々の角度から受信する信号振
幅を示す。
【００１３】 図５において、ＴＣＡＳコンピュータ・ユニット３０５は、接近する航空機の
トランスポンダ信号に基づいて、接近する航空機の推定方位を計算する。上に説
明したように、複数の受信要素を有する指向性アンテナ３００は、到着するトラ
ンスポンダ信号を受信する。指向性アンテナ３００は、到着する信号を処理して
電気接続信号５０５を生成し、ＴＣＡＳコンピュータ・ユニット３０５に送る。
ＴＣＡＳコンピュータ・ユニット３０５は、信号５０５を処理して、ＴＡディス
プレイ３５０に表示する接近航空機４５０の方位推定値を生成する。
【００１４】 詳しく述べると、アンテナ３００が受信した信号は選択器５１０に送られる。
選択器５１０は、最も強い振幅を持つ信号と次に強い振幅を持つ信号とを選択す
る。選択器５１０からの選択された信号は識別器５２０と比較器５３０とに与え
られる。識別器５２０は、選択器５１０が選択した最も強い信号および次に強い
信号の対応する象限（すなわち、機首、右側、機尾および左側）を識別する。比
較器５３０は、２つの選択された信号の各振幅を比較して、２つの振幅値の差で
ある振幅差を計算する。象限の識別と２つの選択された信号の振幅差とは訂正装
置５４０に与えられ、訂正装置５４０は接近する航空機４５０の訂正された方位
推定値を生成する。本発明の種々の形態において、訂正装置５４０は、任意の適
当な方法で生成された初期方位推定値に訂正を与える。一般に、接近する航空機
（すなわち、ＴＡディスプレイ３５０上の接近航空機アイコン）の訂正された方
位推定値は、監視する航空機（すなわち、監視する航空機アイコン３７０）に関
係してＴＡディスプレイ３５０上に示される。
【００１５】 図６に示すように、約１．６メートル（６４インチ）以下の曲率半径を有する
胴体などの小さな胴体を持つ航空機に取り付けられた指向性アンテナの空中線指
向性図は、指定された仰角において４象限毎に異なる振幅のビーム・ピークを有
する。図６に示す空中線指向性図は９０度の仰角（すなわち、地平線）のもので
ある。前に述べたように、航空機の胴体の左側および右側の丸みは指向性アンテ
ナの機首と機尾のビームにほとんど影響を与えない。しかし、左側および右側の
ビームのビーム・ピークは、胴体に取り付けられたアンテナでは平らな接地面に
取り付けられたアンテナよりも低い仰角で起こる。したがって、低い仰角（すな
わち、地平線に近いまたは地平線以下）での指向性アンテナ方位の空中線指向性
図では、左側および右側のビームは機首および機尾のビームより強く、図６と同
様な空中線指向性図を作る。高い仰角では逆の影響があり、機首および機尾のビ
ームは左側および右側のビームよりも強い。機首および機尾のビーム・ピーク振
幅が左側および右側のビーム・ピーク振幅の大きさに等しい或る仰角がある。こ
の特定の仰角ではアンテナ放射は図１に良く近似するが、他の全ての仰角では図
１に基づくシステムは内在する誤差を含む。ビーム・ピーク振幅は接近する航空
機の方位の計算に影響を与えるので、本発明の種々の形態に係る訂正システム５
４０は異なるビーム・ピークに対して訂正を行う。
【００１６】 本発明では、図７に示す訂正モデル７００などの訂正モデルを訂正装置５４０
に適用して、例えば監視する航空機の胴体の大きさおよび／または接近する航空
機の仰角に基づいて、接近する航空機の方位推定値の精度を改善する。モデルの
特定の値は胴体の大きさや仰角によって適当に変わるが、モデルの応用は変わら
ない。
【００１７】 この実施の形態では、訂正モデル７００は図６に示す空中線指向性図を区分的
線形指向性図で近似する。モデルは、機首４１０と左側４４０と機尾４３０と右
側４２０との４象限に分割される。各象限は、極座標系の象限の位置に対応する
主要角を有する。機首４１０は０度の主要角４１５を有する。左側４４０は２７
０度の主要角４４５を有する。機尾４３０は１８０度の主要角４３５を有し、右
側４２０は９０度の主要角４２５を有する。更に、各象限は、この実施の形態に
おいて接近する航空機の胴体の大きさおよび仰角などの任意の関連する要素に依
存して変わる一次交差間隔（primary crossover spacing）７０２Ａ，Ｂを有す
る。或る象限の一次交差間隔は、現在の象限のビームと隣接象限のビームとの交
差の間の間隔である。例えば、図７に示す左側象限４４０の一次交差間隔７０２
Ａは１００度であり、機尾象限４３０の一次交差間隔７０２Ｂは８０度である。
同様に、右側象限４２０の一次交差間隔は１００度であり、機首象限４１０の一
次交差間隔は８０度である。
【００１８】 また、訂正モデルの各象限は二次交差の深さを有する。或る象限の二次交差の
深さは、その象限のビーム・ピークと２つの隣接する象限のビームが交差する点
との間の深さすなわち差であり、例えばデシベル（ｄＢ）で表す。例えば、図７
に示す左側象限４４０の二次交差の深さは１３．０ｄＢであり、機尾象限４３０
の深さは１１．０ｄＢである。同様に、右側象限４２０の深さは１３．０ｄＢで
あり、機首象限４３０の深さは１１．０ｄＢである。
【００１９】 本発明の種々の形態に係る、接近する航空機の方位推定値に適用される訂正モ
デル７００は、主要角と一次交差間隔と二次交差の深さとその他の適当な判定基
準とを用いて信号の歪みを訂正する。より特定すると、この実施の形態では、訂
正は次式に従って適用される。 （主要角）＋（（符号）＊（一次交差間隔／２））−（（振幅デルタ）＊（符
号）＊（比率））＝接近する航空機の方位推定値（度で表す） ただし、 主要角＝接近する航空機から受信した最も強いビーム（すなわち、最大振幅）
を含む象限の主要角（度で表す）、 符号＝振幅デルタに起因するオフセットを、後で説明するように主要角に加え
るか引くかを決定する乗数、 一次交差間隔＝最も強いビームを含む象限の一次交差間隔（度で表す）、 振幅デルタ＝接近する航空機から受信した信号の最も強いビームの振幅と次に
強いビームの振幅との差（ｄＢで表す）、 比率＝（一次交差間隔／２）／（二次交差の深さ）、ただし、一次交差間隔と
二次交差の深さとは最も強いビームを含む象限のものである。
【００２０】 本発明の１つの実施の形態では、訂正モデルはルックアップ・テーブル（例え
ば、図７に示す訂正モデルのための図８に示すルックアップ・テーブル）で実現
してよい。ルックアップ・テーブルは、最も強いビームの象限と次に強いビーム
の象限とで適当に編成する。主要角と一次交差間隔と符号と比率とはルックアッ
プ・テーブル内に記憶してよい。
【００２１】 この実施の形態では、符号の値は、最も強いビームの象限と次に強いビームの
象限を用いて、初期方位推定値に基づいて決定する。最も強いビームと次に強い
ビームの振幅との差が分かっているアンテナ指向性図上の位置は、差がゼロであ
る一次交差点（例えば、図６の一次交差点６１０，６２０，６３０，６４０）で
起こる。この式はこれらの点をアンカ・ポイントとして用いる。初期推定方位に
基づいて、接近する航空機がどの半象限に居るかに従って、この式は、固定オフ
セット（すなわち、一次交差間隔／２）を引いて可変オフセット（すなわち、振
幅デルタ＊比率）を加えるか固定オフセットを加えて可変オフセットを引く。
【００２２】 ルックアップ・テーブルは、予め計算しておいて、種々の仰角と種々の胴体の
大きさについての主要角と符号と一次間隔と比率とを与えるとよい。監視する航
空機のオペレータは、監視する航空機の胴体の大きさに基づいて、複数のルック
アップ・テーブルからこのルックアップ・テーブルを予め選択してよい。または
、例えば航空機モデル番号を入力することにより、ＴＣＡＳが適当なルックアッ
プ・テーブルを自動的に選択してよい。また、航空交通は地平線が最も混んでい
るので、メーカまたはオペレータは地平線用（すなわち、９０度の仰角）のルッ
クアップ・テーブルを予め選択しておき、接近する航空機の数が最も多いときに
方位推定値が一層正確になるようにしてよい。または、ルックアップ・テーブル
を任意の適当な仰角について選択してよい。この実施の形態では、適用される訂
正は胴体の大きさだけに依存する。
【００２３】 図６に示す空中線指向性図は９０度の仰角（すなわち、地平線）用のものであ
る。ビーム・ピーク値、従って適当な訂正モデル７００の特性は、接近する航空
機の仰角だけでなく監視する航空機の胴体の曲率半径に従って異なる。
【００２４】 本発明の別の実施の形態では、接近する航空機の仰角に基づいてルックアップ
・テーブルを自動的に選択することにより訂正モデルを適用してよい。異なる胴
体の大きさと異なる仰角とについての複数のルックアップ・テーブルを予め計算
する。正しいルックアップ・テーブルは接近する航空機の仰角を計算した後で適
当に選択する。また、この選択は、監視する航空機の胴体の大きさに基づいても
よい。例えば、接近する航空機の仰角は、接近する航空機から到着する信号から
得られる高さの情報と接近する航空機との距離とを用いて計算してよい。この距
離は、例えば送信信号と接近する航空機からの応答との間の遅れの時間など任意
の方法で決定してよい。
【００２５】 本発明について、好ましい実施の形態を参照して説明した。しかし、この開示
を読んだ当業者が理解するように、本発明の範囲から逸れることなく、好ましい
実施の形態に変更や修正を行うことができる。例えば、ルックアップ・テーブル
により訂正モデルを適用するのではなく、異なる胴体の大きさおよび仰角につい
て記憶された訂正値に従って訂正を変更する数式により訂正モデルを適用するこ
ともできる。かかる変更や修正は、特許請求の範囲に述べられている本発明の範
囲内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 標準接地面上に取り付けられた一般的なＴＣＡＳ指向性アンテナの直角座標に
よる空中線指向性図を示す。
【図２】 一般的なＴＣＡＳ指向性アンテナの方位計算モデルを示す。
【図３】 一般的なＴＣＡＳシステムのブロック図である。
【図４】 ４つの受信要素を有する一般的なＴＣＡＳ指向性アンテナの極座標による空中
線指向性図を示す。
【図５】 指向性アンテナが受信した信号源の方位を計算するための本発明の文脈での処
理システムのブロック図である。
【図６】 小さな胴体を持つ航空機に取り付けられたＴＣＡＳ指向性アンテナの直角座標
による空中線指向性図を示す。
【図７】 図６の監視する航空機のための本発明の代表的な訂正モデルを示す。
【図８】 本発明の１つの実施の形態に係る図７に示す代表的な訂正モデルのルックアッ
プ・テーブルを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (52)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線信号源への方位を決定する装置であって、 ａ．第１の方向に最大感度を有し、前記信号源に応じて第１の振幅を有する第１
    の信号を与える、第１の接地面に関連する第１のアンテナと、 ｂ．前記第１の方向とは異なる第２の方向に最大感度を有し、前記信号源に応じ
    て第２の振幅を有する第２の信号を与える、第２の接地面に関連する第２のアン
    テナと、 ｃ．前記第１の方向とは異なりまた前記第２の方向とも異なる第３の方向に最大
    感度を有し、前記信号源に応じて第３の振幅を有する第３の信号を与える、第３
    の接地面に関連する第３のアンテナと、 ｄ．前記第１、第２および第３のアンテナに結合するコンピュータであって、前
    記第１、第２および第３の信号に応じて選択された最大振幅信号および次の最大
    振幅信号を決定し、前記最大振幅信号と前記次の最大振幅信号との差を決定し、
    該差の一次関数に従って前記方位を決定し、前記一次関数は前記最大振幅信号と
    前記次の最大振幅信号とに関連するそれぞれの接地面の間の差に従う傾斜を有す
    る、コンピュータと、 を備える、装置。
  2. 【請求項２】 前記第１、第２および第３のアンテナは胴体に取り付けられ
    、前記接地面の間の差は前記各方向に沿う前記胴体の各曲率に対応する、請求項
    １記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記各接地面の２つは実質的に同じである、請求項１記載の
    装置。
  4. 【請求項４】 前記コンピュータは前記一次関数を式として実現する命令に
    従って前記方位を決定する、請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】 ａ．前記コンピュータはルックアップ・テーブルを含み、 ｂ．前記ルックアップ・テーブルは前記一次関数の予め計算された要素を含む、
    請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記ルックアップ・テーブルは前記振幅差による指標付きの
    一次関数の予め計算された要素を与える、請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記ルックアップ・テーブルは、 ａ．第１の傾斜が前記第１の接地面と前記第２の接地面との間の第１の差に従う
    とき、前記第１の傾斜に従う前記一次関数の第１の予め計算された要素と、 ｂ．第２の傾斜が前記第２の接地面と前記第３の接地面との間の第２の差に従う
    とき、前記第２の傾斜に従う前記一次関数の第２の予め計算された要素とを含む
    、 請求項５記載の装置。
  8. 【請求項８】 ａ． 前記コンピュータは前記方位を決定するための複数の
    傾斜の要素を含み、 ｂ．前記コンピュータは、前記装置の入力に応じて、指定された傾斜で動作する
    、 請求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記コンピュータは、或る胴体を持つ装置に関連したとき前
    記入力に応じる、請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記コンピュータは、前記装置の動作中に時々前記入力に
    応じる、請求項８記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記複数の傾斜の要素は、前記複数の各傾斜を用いる前記
    一次関数の予め計算された要素を含む、請求項８記載の装置。
  12. 【請求項１２】 ａ．前記コンピュータは多数の傾斜の要素を含み、各傾斜
    は前記方位を決定し、 ｂ．前記コンピュータは、前記装置の入力に応じて、前記多数の中の指定された
    複数の傾斜で動作する、 請求項１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記コンピュータは、或る胴体を持つ装置に関連したとき
    前記入力に応じる、請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記コンピュータは前記装置の動作中に時々前記入力に応
    じる、請求項１２記載の無線信号源への方位を決定する装置。
  15. 【請求項１５】 前記指定された複数は地平線の仰角に従う傾斜の要素を含
    む、請求項１２記載の装置。
  16. 【請求項１６】 無線信号源への方位を決定する装置であって、 ａ．第１の方向に最大感度を有し、前記信号源に応じて第１の振幅を有する第１
    の信号を与える、第１の接地面に関連する第１のアンテナと、 ｂ．前記第１の方向とは異なる第２の方向に最大感度を有し、前記信号源に応じ
    て第２の振幅を有する第２の信号を与える、第２の接地面に関連する第２のアン
    テナと、 ｃ．前記第１の方向とは異なりまた前記第２の方向とも異なる第３の方向に最大
    感度を有し、前記信号源に応じて第３の振幅を有する第３の信号を与える、第３
    の接地面に関連する第３のアンテナと、 ｄ．前記信号源への範囲を決定する範囲決定サブシステムと、 ｅ．前記装置の高さと前記信号源の高さとを決定する高さサブシステムと、 ｆ．前記第１、第２および第３のアンテナに結合するコンピュータであって、前
    記第１、第２および第３の信号に応じて選択された最大振幅信号および次の最大
    振幅信号を決定し、前記最大振幅信号と前記次の最大振幅との振幅差を決定し、
    前記信号源と前記装置の高さと前記信号源の高さに従って前記信号源の仰角とを
    決定し、前記振幅差の一次関数に従って前記方位を決定し、前記一次関数は前記
    仰角に従いまた前記最大振幅信号と次の最大振幅信号とに関連するそれぞれの接
    地面の間の差に従う傾斜を有する、コンピュータと、 を備える、装置。
  17. 【請求項１７】 前記高さサブシステムは、前記信号源から送信された高さ
    の要素に従って信号源の高さを決定する、請求項１６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記第１、第２および第３のアンテナは胴体に取り付けら
    れ、前記接地面の間の差は前記各方向に沿う前記胴体の各曲率に対応する、請求
    項１６記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記各接地面の２つは実質的に同じである、請求項１６記
    載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記コンピュータは前記一次関数を式として実現する命令
    に従って前記方位を決定する、請求項１６記載の装置。
  21. 【請求項２１】 ａ．前記コンピュータはルックアップ・テーブルを含み、
    ｂ．前記ルックアップ・テーブルは前記一次関数の予め計算された要素を含む、 請求項１６記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記ルックアップ・テーブルは前記振幅差による指標付き
    の一次関数の予め計算された要素を与える、請求項２１記載の装置。
  23. 【請求項２３】 前記ルックアップ・テーブルは、 ａ．第１の傾斜が前記第１の接地面と前記第２の接地面との間の第１の差に従う
    とき、前記第１の傾斜に従う前記一次関数の第１の予め計算された要素と、 ｂ．第２の傾斜が前記第２の接地面と前記第３の接地面との間の第２の差に従う
    とき、前記第２の傾斜に従う前記一次関数の第２の予め計算された要素と、 を含む、請求項２１記載の装置。
  24. 【請求項２４】 ａ．前記コンピュータは前記方位を決定するための複数の
    傾斜の要素を含み、 ｂ．前記コンピュータは前記装置の入力に応じて、指定された傾斜で動作する、 請求項１６記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記コンピュータは或る胴体を持つ装置に関連したとき前
    記入力に応じる、請求項２４記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記コンピュータは前記装置の動作中に時々前記入力に応
    じる、請求項２４記載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記複数の傾斜の要素は前記複数の各傾斜を用いる前記一
    次関数の予め計算された要素を含む、請求項２４記載の装置。
  28. 【請求項２８】 ａ．前記コンピュータは多数の傾斜の要素を含み、各傾斜
    は前記方位を決定するそれぞれの一次関数を実現し、 ｂ．前記コンピュータは前記装置の入力に応じて前記多数の中の指定された複数
    の傾斜で動作する、 請求項１６載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記コンピュータは或る胴体を持つ装置に関連したとき前
    記入力に応じる、請求項２８記載の装置。
  30. 【請求項３０】 前記コンピュータは前記装置の動作中に時々前記入力に応
    じる、請求項２８記載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記指定された複数は地平線の仰角に従う傾斜の要素を含
    む、請求項２８記載の装置。
  32. 【請求項３２】 無線信号源への方位を決定する装置であって、 ａ．第１の方向に最大感度を有し、前記信号源に応じて、第１の振幅を有する第
    １の信号を与える第１のアンテナと、 ｂ．前記第１の方向とは異なる第２の方向に最大感度を有し、前記信号源に応じ
    て、第２の振幅を有する第２の信号を与える第２のアンテナと、 ｃ．前記信号源への範囲を決定する範囲決定サブシステムと、 ｄ．前記装置の高さと前記信号源の高さとを決定する高さサブシステムと、 ｅ．前記第１および第２のアンテナに結合するコンピュータであって、前記第１
    の振幅と前記第２の振幅との振幅差を決定し、前記信号源への範囲と前記装置の
    高さと前記信号源の高さに従って前記信号源の仰角とを決定し、前記振幅差の一
    次関数に従って前記方位を決定し、前記一次関数は前記仰角に従う傾斜を有する
    、コンピュータと、 を備える、装置。
  33. 【請求項３３】 前記コンピュータは前記一次関数を式として実現する命令
    に従って前記方位を決定する、請求項３２記載の装置。
  34. 【請求項３４】 ａ．前記コンピュータはルックアップ・テーブルを含み、
    ｂ．前記ルックアップ・テーブルは前記一次関数の予め計算された要素を含む、 請求項３２記載の装置。
  35. 【請求項３５】 前記ルックアップ・テーブルは前記振幅差による指標付き
    の前記一次関数の予め計算された要素を与える、請求項３４記載の装置。
  36. 【請求項３６】 前記ルックアップ・テーブルは、 ａ．第１の傾斜が前記第１の仰角に従うとき、前記第１の傾斜に従う前記一次関
    数の第１の予め計算された要素と、 ｂ．第２の傾斜が前記第２の仰角に従うとき、前記第２の傾斜に従う前記一次関
    数の第２の予め計算された要素とを含む、 請求項３４記載の装置。
  37. 【請求項３７】 ａ．前記コンピュータは前記方位を決定するための多数の
    傾斜の要素を含み、 ｂ．前記コンピュータは、前記装置の入力に応じて、前記多数の中の指定された
    複数の傾斜で動作する、 請求項３２記載の装置。
  38. 【請求項３８】 前記コンピュータは前記装置の動作中に時々前記入力に応
    じる、請求項３７記載の装置。
  39. 【請求項３９】 前記指定された複数は地平線の仰角に従う傾斜の要素を含
    む、請求項３７記載の装置。
  40. 【請求項４０】 航空機用のコンピュータであって、 ａ．アンテナ信号を受けるための少なくとも１つの入力と、 ｂ．メモリであって、 （１）傾斜を有する一次関数と、 （２）方位を決定するための命令であって、該命令が、 前記アンテナ信号の選択された対の間の振幅差を決定し、 前記アンテナ信号の対の選択されたアンテナ信号の要素に従って傾斜を決定
    し、 前記一次関数と前記振幅差と前記傾斜とに従って方位とを決定する、 命令と、 の要素を含むメモリと、 を含む、コンピュータ。
  41. 【請求項４１】 前記方位を決定するステップは、前記一次関数を式として
    実現する命令に従って前記方位を決定することを含む、請求項４０記載のコンピ
    ュータ。
  42. 【請求項４２】 ａ．前記メモリはルックアップ・テーブルを更に含み、 ｂ．前記傾斜を決定するステップは、前記選択されたアンテナ信号の要素に従っ
    て前記ルックアップ・テーブルにアクセスすることを更に含む、 請求項４０記載のコンピュータ。
  43. 【請求項４３】 前記ルックアップ・テーブルは、前記振幅差による指標付
    けの前記一次関数の予め計算された要素を与える、請求項４２記載のコンピュー
    タ。
  44. 【請求項４４】 ａ．前記メモリは前記方位を決定するための複数の傾斜の
    要素を含み、 ｂ．前記コンピュータは、第２の入力に応じて、指定された傾斜で動作する、 請求項４２記載のコンピュータ。
  45. 【請求項４５】 前記コンピュータは、或る胴体を持つ装置に関連したとき
    前記第２の入力に応じる、請求項４４記載のコンピュータ。
  46. 【請求項４６】 前記コンピュータは前記装置の動作中に時々前記第２の入
    力に応じる、請求項４４記載のコンピュータ。
  47. 【請求項４７】 前記複数の傾斜の要素は、前記複数の各傾斜を用いる前記
    一次関数の予め計算された要素を含む、請求項４４記載のコンピュータ。
  48. 【請求項４８】 ａ．前記対の各アンテナ信号はそれぞれの方向を有する各
    アンテナに関連し、 ｂ．前記ルックアップ・テーブルは、前記アンテナ信号の対に関連する各アンテ
    ナのそれぞれの方向の要素による指標付けの前記一次関数の予め計算された要素
    を与える、 請求項４２記載のコンピュータ。
  49. 【請求項４９】 ａ．各傾斜が前記方位を決定するとき、前記メモリは多数
    の傾斜の要素を含み、 ｂ．前記コンピュータは、第２の入力に応じて、多数の中の指定された複数の傾
    斜で動作する、 請求項４０記載のコンピュータ。
  50. 【請求項５０】 前記コンピュータは、或る胴体を持つ装置に関連したとき
    前記第２の入力に応じる、請求項４９記載の装置。
  51. 【請求項５１】 前記コンピュータは前記装置の動作中に時々前記第２の入
    力に応じる、請求項４９記載の装置。
  52. 【請求項５２】 前記指定された複数は地平線の仰角に従う傾斜の要素を含
    む、請求項４９記載の装置。
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