JP2021536003A - 信号源のジオロケーションを決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents

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Abstract

アンテナ受信機は、アレイに配置され、かつアンテナ受信機によって検出される信号の最高動作周波数の１／２波長よりも大きい距離をあけて互いに離隔された、アンテナ素子を有する。アンテナ受信機は、信号源のロケーションを取得するために素子間位相差測定値を使用するジオロケーションロジックを有する。素子間位相差の変化により、大きい距離をあけて素子を離隔することが可能となり、これは、素子を共形空力特性のために好都合な位置に容易に置くことができるので、プラットフォームの物理的構造に有益である。【選択図】図１

Description

政府の利益の提示
[0001] 本発明は、米国空軍によって授与された再委託契約番号１１７０３６６の下で政府支援を受けてなされたものである。政府は本発明に一定の権利を有する。
[0002] 本開示は、概して、ジオロケーション（geolocation）のためのアンテナ、システム、および方法に関する。より具体的には、本開示は、素子間位相差（inter-element phase differences）間の変化率を使用した信号源のジオロケーションのためのアンテナ受信機、および該アンテナ受信機を実装する方法に関する。
［背景技術の情報］
[0003] 歴史的に、アンテナ受信機は、周波数帯域を走査し、その周波数帯域内のパラメータのセット内に信号が存在することを決定することによって１つまたは複数の信号を受信する。例えば、アンテナ受信機は、とりわけ、信号の周波数、そのパルス幅、そのパルス繰り返し間隔、そのパルスに対する変調などを検出し得る。信号を検出すると、受信機は、対象信号（signal of interest）が存在し得ることをオペレータに警告することができる。対象信号が受信機に関係があるものであるかどうかを決定するために、パルス列などのパルスが使用され得る。次いで、受信機は、ロケート／検出された信号が対象のものであるかどうかを決定し得、そうである場合、受信機は、信号をジオロケーションシステムに供給して、信号源に関するジオロケーションを決定し得る。
[0004] 信号の供給源をジオロケートする（geolocating）ための方法およびデバイスに関して問題が引き続き存在している。本開示は、信号を捕捉し、ジオロケーションのために必要な素子間位相測定を行うための方法およびシステムを提供することによって、これらの問題に対処し、それにより、アンテナ受信機が、信号が対象のものとなることを決定した場合に、受信機が戻り、ジオロケーションに使用される第２の信号を観測する必要がなくなる。
[0005] 本開示の１つの態様によれば、本開示の例示的な実施形態は、複数のアンテナ素子を有する受信機において信号源からの信号を捕捉することと、受信機は、プラットフォーム上に搭載されており、第１の時間における信号の素子間位相差を測定することと、後続の時間における信号の素子間位相差を測定することと、第１の時間と後続の時間との間の素子間位相差を決定することと、第１の時間から後続の時間までの信号の素子間位相差の変化に基づいて信号源をジオロケートすることと、信号源ジオロケーションを受信者に提供することとを備える、ジオロケーション方法を提供し得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、素子間位相差の測定が、信号を捕捉するのと同時に受信機によって達成されることをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、第１の時間における信号から第１の方向探知（ＤＦ）結果を決定することと、第１のＤＦ結果から、信号源までの第１の方位線（line of bearing）を決定することと、第２の時間における信号から第２の方向探知（ＤＦ）結果を決定することと、第２のＤＦ結果から、信号源までの第２の方位線を決定することとをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、アレイに配置され、かつ動作周波数最大値の１／２波長を超える距離だけ離隔されたアンテナ素子にわたる位相差に基づいて、信号源までの第１の方位線を決定することをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、第１の時間における第１の位置から第２（または後続）の時間における第２（または後続）の位置にプラットフォームを移動させることをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、第１の時間における素子間位相差に基づいて第１の時間における信号の到来角（ＡＯＡ）を決定することと、素子間位相差に基づいて第２の時間における信号の第２のＡＯＡを決定することとをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、局所位相（localized phase）に対するアンテナ素子間の相対距離から、アンテナ素子間の動作周波数最大値の１／２波長を超えるベースラインを確立することをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、位相干渉法に基づいて信号源をジオロケートすることをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、信号を捕捉し、信号源をジオロケートしている間、受信機を単一の状態に維持することをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、信号を捕捉するのと同時に、プラットフォーム上の受信機によって保持されたプロセッサにおいてジオロケーション命令を実行することをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、素子間位相差を記憶するための少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に素子間位相差を記憶することと、第１の時間と後続の時間との間の素子間位相差を記憶することと、信号を捕捉した後の後の時間における信号からの素子間位相差に基づいて信号源をジオロケートすることとをさらに含み得る。この例示的な方法または別の例示的な方法は、素子間位相差を記憶するための少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に素子間位相差を記憶することと、第１の時間と後続の時間との間の素子間位相差の変化を記憶することと、信号を捕捉するのと同時に信号の素子間位相差に基づいて信号源をジオロケートすることとをさらに含み得る。
[0006] 本開示の別の態様によれば、本開示の例示的な実施形態は、移動可能なプラットフォームと、プラットフォームによって保持されたアンテナ受信機と、アンテナ受信機の一部分を画定する、アレイに配置された複数のアンテナ素子と、信号を捕捉するようにアンテナ受信機と動作的に通信する信号捕捉ロジックと、第１の時間におけるプラットフォームの第１の位置と後続の時間におけるプラットフォームの後続の位置との間の少なくとも２つのアンテナ素子によって捕捉された信号の素子間位相差に基づいて信号の供給源をジオロケートするようにアンテナ受信機と動作的に通信するジオロケーションロジックとを備える、ジオロケーションシステムを提供し得る。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、捕捉される信号の動作周波数最大値の１／２波長よりも大きい、アレイ内の２つの素子間の素子間隔距離をさらに提供し得る。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、ジオロケーションロジックと動作的に通信するプロセッサと、符号化された命令を有する少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体とをさらに提供し得、該命令は、プロセッサによって実行されると、少なくとも２つのアンテナ素子間の信号の位相差を決定し、信号の素子間位相差を決定する動作を実施する。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、命令によって実施される動作が、第１の時間および後続の時間における複数のアンテナ素子のうちの少なくとも２つの間の素子間位相差を決定することと、信号を捕捉した後の後の時間における信号の素子間位相差に基づいて、信号源のジオロケーションを決定することと、信号を捕捉すると同時に、信号の素子間位相差に基づいて、信号源をジオロケートすることとをさらに含むことをさらに提供し得る。
[0007] 本開示のさらに別の態様によれば、本開示の例示的な実施形態は、アンテナ素子を有するアンテナ受信機を提供し得、該アンテナ素子は、アレイに配置され、アンテナ受信機によって検出される信号の最高動作周波数の１／２波長よりも大きい距離をあけて互いに離隔されている。アンテナ受信機は、信号源までの方位線を確立する方向探知結果を取得するために素子間位相差測定値を使用するジオロケーションロジックを有する。経時的な素子間位相差の変化を使用することにより、大きい距離をあけて素子を離隔することが可能となり、これは、素子を共形空力特性（conformal aerodynamic properties）のために好都合な位置に容易に置くことができるので、プラットフォームの物理的構造に有益である。
[0008] 本開示の例示的な実施形態が、以下の説明に記載され、図面に示され、添付の特許請求の範囲に具体的かつ明確に示され、記載される。
[0009] アンテナ素子を有する例示的なアンテナ受信機の概略図であり、該アンテナ素子は、供給源がジオロケートされることになる信号の最高動作周波数の１／２波長よりも大きい距離をあけて互いに離隔されている。 [0010] 図１のアンテナ受信機を保持するプラットフォームの概略的な動作可能図であり、該アンテナ受信機は、プラットフォームの第１の位置と第２の位置との間の素子間位相差を使用して信号源をジオロケートする。 [0011] 本開示の例示的な方法のフローチャートである。
[0012] 同様の番号は、図面全体を通して同様の部分を指す。
詳細な説明
[0013] 図１は、本開示の１つの態様によるアンテナ受信機を全体的に１０で概略的に示す。アンテナ受信機１０は、複数のアンテナ素子１２、まとめて１４で示す信号捕捉ロジックとジオロケーションロジック、プロセッサ１６、およびメモリまたは少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体１８を含み得る。アンテナ受信機１０は、信号２２を送る信号源２０をジオロケートするように構成される。
[0014] アンテナ素子１２はアレイに配置され得る。１つの特定の実施形態では、複数のアンテナ素子１２、すなわち、第１のアンテナ素子１２Ａ、第２のアンテナ素子１２Ｂ、第３のアンテナ素子１２Ｃ、および第４のアンテナ素子１２Ｄがあり得る。しかしながら、他の実施形態では、より多数のアンテナ素子またはより少数のアンテナ素子があってもよい。第１のアンテナ素子１２Ａは、第２のアンテナ素子１２Ｂから第１の距離２４Ａだけ離隔される。第２のアンテナ素子１２Ｂは、第３のアンテナ素子１２Ｃから第２の距離２４Ｂだけ離隔される。第３のアンテナ素子１２Ｃは、第４のアンテナ素子１２Ｄから第３の距離２４Ｃだけ離隔される。第４のアンテナ素子１２Ｄは、第１のアンテナ素子１２Ａから第４の距離２４Ｄだけ離隔される。１つの特定の実施形態では、アンテナ素子１２Ａ〜１２Ｄを正方形の配向で配置することができるように、距離２４Ａ〜２４Ｄは大きさが等しい。別の特定の実施形態では、アンテナ素子１２Ａ〜１２Ｄは、アレイが非対称になるように、距離２４Ａ〜２４Ｄが等しくない間隔をあけて離隔される。別の特定の実施形態では、アンテナ素子１２のアレイは、第１の大きさの２つの等しい距離および第２の大きさの他の２つの等しい距離を有する間隔距離２４によって画定されてもよい。例えば、アンテナ素子１２によって画定されるアレイは、第１の距離２４Ａが第３の距離２４Ｃに等しく、第２および第４の距離２４Ｂ、２４Ｄが同じ大きさを有するが第１の距離２４Ａおよび第３の距離２４Ｃとは異なるような、長方形アレイであり得る。
[0015] 各アンテナ素子１２は、ロジック１４、すなわち、信号捕捉ロジックおよびジオロケーションロジックと電気的に接続され得る。以下でより詳細に説明するように、各それぞれのアンテナ素子１２が信号２２を特定または捕捉すると、信号２２の照射（illumination）がロジック１４に方向付けられ、該ロジック１４は、プロセッサ１６によって実行されると、信号源２０のジオロケーションを決定するように、メモリ１８に記憶された命令を実行する。
[0016] １つの特定の実施形態では、素子１２間の距離２４Ａ〜２４Ｄは、動作周波数最大値の１／２波長よりも大きくてよい。別の実施形態では、第１の素子１２Ａと第２の素子１２Ｂとの間の第１の距離２４Ａは、信号２２の動作周波数最大値の１／２波長よりも大きい。さらに、第２の距離２４Ｂは、信号２２の動作周波数最大値の１／２波長よりも大きくてよい。さらに、第３の素子１２Ｃと第４の素子１２Ｄとの間の第３の距離２４Ｃは、その動作周波数最大値の信号２２の１／２波長よりも大きくてよい。さらに、第４の距離２４Ｄは、信号２２の動作周波数最大値の１／２波長よりも大きくてよい。アンテナ素子１２を、信号の最高動作周波数の１／２波長よりも大きい距離２４Ａ〜２４Ｄに配置することにより、各それぞれのアンテナ素子１２を、アンテナ受信機１０を保持するプラットフォーム上の異なる位置に置くことが可能となる。１つの態様によれば、これは、アンテナ素子１２間の間隔が大きくなることによりプラットフォームの物理的制約を克服することが可能となるので、有益であり得る。
[0017] 例えば、プラットフォームが、長さが数メートルを超え、幅が数メートルを超える移動車両である場合、第１のアンテナ素子１２Ａはプラットフォームの前端付近に配置され得、第２の素子１２Ｂはプラットフォームの第１の側部付近に配置され得、第３の素子１２Ｃはプラットフォームの後端付近に配置され得、第４のアンテナ素子１２Ｄはプラットフォームの第２の側部付近に配置され得る。これは、距離２４をあけたアンテナ素子１２の通常の密な間隔が最高動作周波数の１／２波長よりも小さく、典型的にはアンテナ素子１２をプラットフォーム上の小さい領域に制約する、１つの特定の例において有利であることが分かり得る。例えば、従来のアンテナアレイが、その最高動作周波数の信号２２の１／２波長の最大値の間隔距離を必要とするとき、受信機１０に対する物理的制約により、非常に小さい空間に製造される必要がある。従来のアンテナは有用な用途を有し得るが、アンテナ素子１２をより大きい距離をあけて（すなわち、その最高動作周波数の信号２２より上の１／２波長よりも大きく）離隔することを可能にする、より一層のフレキシビリティを提供することが依然として有利であろう。この例に加えて、そして図２を参照して後述するように、プラットフォームが航空機であるとき、第１の素子１２Ａは機首付近に位置し得、第２の素子１２Ｂは尾部付近に位置し得る（これにより、数メートルを超えて離れ、動作周波数最大値の１／２波長よりも大きい第１の間隔距離２４Ａが提供される）。第３の素子１２Ｃは、第１の翼上に位置し得、第４の素子１２Ｄは、第２の翼上に位置し得る（これにより、数メートルを超えて離れ、動作周波数最大値の１／２波長よりも大きい第３の間隔距離２４Ｃが提供される）。
[0018] 信号捕捉ロジックおよびジオロケーションロジックの両方、すなわちロジック１４は、アレイに配置された複数のアンテナ素子１２と動作的に通信する。より広義には、ロジック１４は、アンテナ受信機１０と動作的に通信する。ジオロケーションロジック１４は、信号を捕捉し、信号源２０をジオロケートするように構成される。以下でより詳細に説明するように、ジオロケーションロジック１４が信号源２０のジオロケーションを決定する方法は、第１の素子１２Ａおよび第２の素子１２Ｂなどの少なくとも２つのアンテナ素子１２によって捕捉された信号２２の素子間位相差測定値または素子間位相差の変化率を処理することによって達成される。捕捉ロジックは、第１の時間におけるアンテナ受信機１０を保持するプラットフォームの第１の位置と、第２の時間におけるアンテナ受信機１０を保持するプラットフォームの第２の位置との間の素子間位相差の変化を決定し得る。「第２の」位置または時間が、第２、第３、第４、およびまたは任意の後続の位置および時間を表し、素子間位相差が、すべての可能な位置および時間の間で決定され得ることが理解される。
[0019] 信号捕捉ロジックが少なくとも２つのアンテナ素子１２間の信号２２の位相差を決定する動作を実施すると、信号捕捉ロジックはこれらの差をジオロケーションロジックに提供する。次いで、ジオロケーションロジック１４は、信号源２０のジオロケーションを決定するために、経時的な少なくとも２つのアンテナ素子１２間の位相差を利用する。さらに詳細には、信号捕捉ロジック１４は、第１の時間における第１の素子１２Ａと第２の素子１２Ｂとの間の信号２２の位相差を決定する。次いで、信号捕捉ロジック１４は、第２の時間における第１の素子１２Ａと第２の素子１２Ｂとの間の信号２２の位相差を決定する。位相差の変化は、プラットフォームから信号源２０までの方位線を取得する方向探知結果を決定するために、ジオロケーションロジック１４によって利用される。
[0020] 図２は、アンテナ受信機１０を保持し、第１のアンテナ素子１２Ａを第２のアンテナ素子１２Ｂから間隔距離２４Ａをあけて配置するプラットフォーム３０を示す。このシナリオでは、第３のアンテナ素子１２Ｃおよび第４のアンテナ素子１２Ｄは、航空機として具現化されるプラットフォーム３０上の固定翼のうちの１つによって保持され得る。ただし、プラットフォーム３０は、本開示の範囲から逸脱することなく、任意の移動可能車両であってよい。例えば、プラットフォーム３０は、有人または無人にかかわらず、固定翼航空機、回転翼航空機、ドローン、ＵＡＶ、衛星、スペースシャトルなどの任意の航空車両であり得る。さらに、プラットフォーム３０は、戦車またはトラックなどの任意の移動可能な陸上車両であってよく、または代替的には、船舶または水陸両用車両などの任意の水上車両であってよい。車両のタイプにかかわらず、プラットフォーム３０は、第１の位置から第２の位置に移動するように構成される。
[0021] 図２は、プラットフォーム３０の第１の位置を破線で示す。プラットフォーム３０の第２の位置は実線で示されている。第１の位置から第２の位置へのプラットフォーム３０の移動は、矢印２６によって示される。引き続き図２を参照すると、第１の素子１２Ａはプラットフォーム３０の機首付近に配置され、第２の素子１２Ｂはプラットフォーム３０の尾部付近に配置される。プラットフォーム３０が固定翼航空機であるとき、第１の間隔距離２４Ａは、数メートル離れていてよい。したがって、より高い周波数で動作するとき、第１の素子１２Ａを第２の素子１２Ｂから分離する電位信号２２の多くの波長が存在し得る。例えば、供給源２０によって送られる信号２２が１インチの波長を有し、第１の間隔距離２４Ａが５０フィートである場合、第１のアンテナ素子１２Ａと第２のアンテナ素子１２Ｂとの間には約６００個の波長が存在する。従来のアンテナアレイでは、素子１２間の間隔距離は、信号２２の最高周波数の１／２波長よりも小さく離れていなければならない（すなわち、１インチの波長の場合、１／２インチ）。したがって、従来の技術を用いると、アンテナ素子１２Ａおよび１２Ｂは、信号源２０までの方位線２８を取得するための方向探知（ＤＦ）結果を正確に検出するにはあまりにも離れすぎている。本開示は、アンテナ素子１２間の位相差（すなわち、素子間位相差測定値）の変化を特定するために、ロジック１４を使用する。第１の位置のプラットフォーム３０と第２の位置のプラットフォーム３０との間の素子間位相差の変化を観測することによって、受信機１０は、ターゲットロケーションを直接決定することができる。
[0022] 引き続きこの例を参照すると、本開示は、素子間位相差の測定を超えて拡張される。ロジック１４は、導関数と同様に、素子間位相差が変化する割合を使用する。素子間位相差がどれだけ変化しているかを測定することにより、素子１２を１／２波長よりも遠い距離に置くことが可能となる。この例の場合、プラットフォーム３０が第１の時間（Ｔ＝０）に第１の位置に移動している場合、ロジック１４は、プラットフォームの左翼から真っ直ぐに離れた、航空機／プラットフォーム３０の機首から任意の角度である方向から信号２２が生成されていることを示す。同時に（Ｔ＝０）、左翼アンテナ素子（すなわち、第３の素子１２Ｃ）と右翼アンテナ素子（すなわち、第４の素子１２Ｄ）との間の位相差が測定される。左翼アンテナ素子（すなわち、第３の素子１２Ｃ）および右翼アンテナ素子（すなわち、第４の素子１２Ｄ）が５０フィート離れており、同時（Ｔ＝０）に測定されており、波長が１インチである場合、左アンテナと右アンテナとの間に約６００個の波長が存在する（５０’×１２”×１”波長＝６００波長）。信号差は１／２波長よりも小さくなる必要がある。したがって、アレイ設計に応じて、６００個の波長に対して、信号ロケーションの６００個を超える可能な回答があり得る。この並外れた量の情報が与えられると、本開示は、可能な回答のすべてを処理するのに必要となる高い計算要件を排除し、むしろ、ターゲットロケーションを決定するために素子間の位相差を使用する。ロジック１４は、第１の時間（Ｔ＝０）における第１の到来角（ＡＯＡ）を決定し、該第１の到来角は、プラットフォームが第２の後の時間（Ｔ＝１）において第２の位置に移動した後に取得される第２の計算と併せて使用される第１の計算を提供する。第２の時間に、ターゲットロケーションを決定するために、アンテナ素子間の位相差変化が観測される。したがって、第１の角度がＴ＝０で４２度であり、第２の角度がＴ＝１で５２度であった場合、システムは入射位相の残余変化を観測する。信号周波数およびアレイ設計に応じて、プラットフォームが、６２度の到来角をもたらす第３の位置に飛行する場合、システムが観測している方法で信号位相が変化することを可能にする地球上のジオロケーションスポットが１つのみ存在する。１つの実施形態では、システムは、古典的なＤＦで必要とされるものなど、絶対位相差を知る必要がない。むしろ、システムは、プラットフォームが移動したときの経時的な位相変化を評価し得る。
[0023] 引き続き図２を参照すると、アンテナ受信機１０、すなわち信号捕捉ロジックは、対象信号２２および対象でない追加の信号を捕捉し、所与の周波数で照射する信号を認識し得る。受信機は、受信機内で照射する他の信号のうちの一部が後の時間に対象信号になるかどうかを決定するための後の処理およびフィルタリングのために、すべての捕捉信号（対象信号および対象でない信号）を記憶することができる。例として、これは、受信機内で照射する捕捉信号をさらに調査するべきかどうかを決定するために、記憶された信号照射をフィルタリングするソフトウェア命令を通して達成され得る。引き続きこの例を参照すると、記憶媒体１８に記憶された命令は、プロセッサ１６によって実行されると、受信したすべての信号ストリームを記憶および記録する受信機と共に動作する。次いで、受信機上の記憶された情報は、ソフトウェアモジュールに提供され、該ソフトウェアモジュールは、観測された信号が対象信号であるかどうかを決定するために、連続する処理ステップを介して処理および決定する。ソフトウェアモジュールは、基本的な信号特性によって、信号が対象のものであるかどうかを決定することができる。
[0024] 例えば、緊急救助チームが、山または別の遠隔地に取り残された遭難したまたは置き去りのハイカーを探しているシナリオを考える。緊急救助チームは、典型的には、緊急無線機（すなわち信号源２０）が特定の周波数帯域で動作することを知ることになる。ロジック１４のソフトウェアモジュールは、ハイカーが携帯する緊急無線機の周波数帯域内に入る対象信号をフィルタリングし、それのみにフラグを付けるかまたは特定するように設定され得る。したがって、所望の周波数帯域の外の信号２２は、ソフトウェアモジュールを通して却下されて廃棄され得るか、または代替的に、帯域外信号が対象信号となることが後に決定された場合に後の時間に評価するために媒体１８に保存され得る。例えば、取り残されたハイカーが通常の緊急無線機の周波数帯域の外にある異なるタイプの無線機を有していると緊急救助チームが後に判断した場合、ロジック１４は、通常の緊急無線周波数帯域の外にある信号を再評価することができる。この場合、ロジック１４は、プラットフォームの第１の位置と第２の位置との間の記憶された信号の素子間位相差の変化を決定し得る。次いで、ロジック１４は、第１の位置から第２の位置への素子間位相差の変化を決定し得る。次いで、ジオロケーションロジックは、通常の緊急無線周波数帯域の外で動作していた緊急無線機のロケーションをジオロケートするために、第１の位置から第２の位置への素子間位相差の変化を使用する。次いで、ジオロケーションが緊急救助チームに提供され得、緊急救助チームは、緊急無線機（すなわち、信号源２０）のジオロケーションに戻り、置き去りのまたは取り残されたハイカーを探すことができる。
[0025] 引き続きこの非限定的な例を参照すると、人が厳しいまたは過酷な環境で緊急遭難信号を送信している場合、その信号を、単一の信号源と、緊急無線送信機から送られた単一のデータストリームとに基づいてジオロケートすることができる。これは、典型的には緊急送信機が短いバッテリ寿命しか有さないので有益である。したがって、緊急応答機がアンテナ受信機１０によって受信または捕捉される遭難信号を送ることができる時間ウィンドウがほんの短いものでしかない場合がある。緊急遭難信号を受信するアンテナ受信機１０は、緊急応答機から遭難信号を送信している人をジオロケートすることができるように、信号素子間位相測定値のすべてに信号源のジオロケーションを計算させる。したがって、プラットフォームは、ハイカーの領域上空を一度だけ飛行し、ハイカーをジオロケートするのに必要な信号情報のすべてを収集することができる。したがって、ハイカーからの緊急無線でバッテリが切れた場合、アンテナ受信機１０は、信号発出が停止した後でも、依然として信号源をジオロケートすることができる。
[0026] 別の例として、軍事用途の場合、敵または敵対者が送信機から信号を送信しようとしており、オペレータが敵の信号源のジオロケーションを決定する必要がある軍事用途に、同じ方法が等しく適用され得る。ロジック１４のソフトウェアモジュールには、観測された信号が典型的には敵対者によって使用される信号であるかどうかを決定することができる命令が書き込まれていてよい。敵対者または敵がその信号を短時間送信した場合、システムは、受信または傍受した敵の信号の素子間位相測定値に基づいて、敵対者の信号源のジオロケーションを、短いデータストリームのみを用いて決定および計算することができる。ソフトウェアモジュールは、アンテナ受信機に記録された受信信号および観測信号のすべてをフィルタリングして、観測信号のいずれかが敵対者の周波数または周波数帯域内に入るかどうかを決定し得る。観測された信号のうちの１つが敵対者の周波数帯域内にある場合、ジオロケーションプロセスを実施して、素子間位相測定値差の変化率に基づいて信号源のジオロケーションを特定して、信号源のジオロケーションを決定することができる。信号源のジオロケーションがオペレータに特定されると、オペレータは、脅威を排除または脅威を回避するためにどの追加のステップをとる必要があるかを決定し得る。
[0027] 周波数に加えて、観測された信号が対象信号であるかどうかを決定するのを助けるために使用され得る他の信号パラメータがある。例えば、レーダ信号の場合、信号のパルス幅が利用され得る。これは一般に、アクティブ化された信号を電磁放射エネルギーが生成する持続時間を指す。これは一般に、約１秒から連続波（ＣＷ）までの範囲であり得る。例えば、敵のレーダが典型的には第１の値Ａから第２の値Ｂまでのパルス幅のみを有し、受信機が連続波ＣＷレーダ信号を観測した場合、ソフトウェアモジュールは、ＣＷ信号をフィルタリングし、この時点では対象でない信号として除去し得る。ただし、このＣＷ波は、少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体１８に記憶され得、その結果、ＣＷ波が後の時間に対象信号になる場合、ジオロケーションロジックは、第１の時間におけるプラットフォームの第１の位置と第２の時間におけるプラットフォームの第２の位置との間のＣＷ波における素子間位相に基づいて信号源２０のジオロケーションを決定する命令を実行することができる。
[0028] 利用され得る別のパラメータは、パルス繰り返し間隔である。パルス繰り返し間隔は、パルス幅がどれだけの頻度で存在するか、または受信機によって特定されるかを指す。異なるエミッタが異なるパルス幅繰り返し速度を有する。したがって、オペレータが、敵対者または取り残された緊急無線機のいずれかである対象の信号源が、典型的には、繰り返し速度のセット内で動作することを知っている場合、ソフトウェアモジュールは、受信機によって処理された観測信号のすべてをフィルタリングして、それらのパルス幅間隔または繰り返し速度に基づいて、どれが対象のものであり得るかを決定し得る。
[0029] 使用され得る別のパラメータは、信号変調である。例えば、典型的に緊急無線機または敵対者がＦＭ変調器を利用し、観測された信号がＡＭ変調器によって変調される場合、ソフトウェアモジュールは、信号をフィルタリングして、ＡＭ変調された信号を対象信号でないとして却下することができる。
[0030] アンテナ受信機１０のロジック１４は、信号捕捉機能と信号源ジオロケーションの両方を実行し得る。１つの特定の実施形態では、信号の捕捉および信号のジオロケーションは、実質的に同時に行われ得る。別の特定の実施形態では、信号の捕捉が最初に行われ、ジオロケーションが、信号の捕捉の後に続いて行われる。したがって、受信機は、受信機１０が広帯域捕捉機能およびジオロケーション機能を実行するときに状態の変化を必要としないように設計される。
[0031] 受信機は、アンテナアレイ内の素子１２間の入来信号の位相差測定値を決定し、次いで、プラットフォーム３０が第１の位置から第２の位置に移動したときの位相差測定値をジオロケーションロジックまたはソフトウェアに送信して、位相差測定値を利用して信号源をジオロケートする。受信機が入来信号の捕捉と同時にまたは少なくともほぼ同時に位相差測定値を決定する方法は、多くの方法で達成され得る。１つの特定の例では、位相差測定値は、到来時間距離プロセス、ドップラーシフトプロセス、または振幅および位相プロセスを通して達成され得る。しかしながら、他の既知または将来の位相測定も完全に可能である。
[0032] １つの特定の実施形態では、コンピュータ／ロジックが、ジオロケーション技法またはアルゴリズムを実行する受信機１０によって受信された信号２２からの素子間位相差測定データを受信することは、プラットフォーム３０上で、または受信機１０とともに行われ得る。しかしながら、受信機１０から離れたコンピュータを用いてシステムを実装することも完全に可能である。この場合、コンピュータは、セキュアなワイヤレス接続を介して素子間位相測定データを受信し、その結果、信号源のジオロケーション計算を安全なロケーションで行うことができる。加えて、コンピュータは、必要な場合にジオロケーションが後の時間に行われることを可能にするために、位相測定値を記憶するための少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含み得る。したがって、ジオロケーションは、信号の捕捉と同時に行われる必要はない。
[0033] １つの特定の実施形態では、ジオロケーションロジックは、方向探知（ＤＦ）結果から得られる方位線を取得することによって信号をジオロケートするために、素子間位相差を使用する。本開示のＤＦの例では、ロジック１４は、素子１２のアレイにわたる位相変化を使用する。しかしながら、振幅も使用され得る。本開示の１つの態様によれば、ロジック１４は、受信機１０によって捕捉された信号２２をジオロケートするために、位相干渉法を利用する。干渉法は、電磁波が重ね合わされて、情報を抽出するために利用され得る干渉を引き起こす技法のファミリである。位相干渉法は、受信機１０から信号エミッタまたは信号源２０までの方向を提供することができる。次いで、振幅または位相のいずれかによるジオロケーション手法が、エミッタ源２０のＤＦを決定する。アンテナアレイは移動しているプラットフォーム３０上にあるので、第２の測定値が受信機１０によって観測され得、受信機１０は同様に、アンテナ素子間の位相測定値を計算して、第２の後の時間における第２のＤＦを取得する。第１のＤＦ方位および第２のＤＦ方位は、送られた信号のソースロケーションを三角測量するために使用され得る。したがって、信号エミッタのジオロケーションは、移動しているプラットフォーム上のアンテナアレイによって観測される第１のＤＦおよび後の時間における第２のＤＦに基づいて決定される。
[0034] プラットフォームがアンテナ素子１２を保持しながら移動するにつれて、ロジック１４は、位相が各それぞれのアンテナ素子に対してどのように変化しているかを決定することができる。各それぞれのアンテナ素子間に多くの波長が存在する場合でも、ロジック１４は、２つまたは複数のアンテナ素子間の相対位相差を決定し得る。ロジック１４は、リアルタイムまたはほぼリアルタイムで、アンテナ素子１２間の位相差を決定し、位相差の相対変化を決定し得、これにより、システムは、アンテナ素子間の相対距離をその局所位相に使用しているアンテナ素子間に多くの波長を有する長いベースラインを確立することを可能とする。したがって、ロジック１４は、アンテナ素子１２間の差が経時的にどのように変化するかを観測する。これは、アンテナ素子をより遠くに離隔することを可能にし、アンテナ素子を最大で１／２波長までの短い距離で密集させる必要がないので有益である。これは、アンテナ素子をより遠くに離隔することを必要とする物理的制約があり得る飛行用途または他のプラットフォーム航空用途に有益である。１つの前の例で述べたように、航空プラットフォーム上では、航空プラットフォームが有人であるか無人であるかにかかわらず、図２に示すように、１つのアンテナ素子が航空プラットフォームの機首付近に配置され得、別のアンテナ素子が航空プラットフォームの翼上に配置され得、別のアンテナ素子が航空プラットフォームの尾部上に配置され得る。航空プラットフォーム３０上の素子１２の間隔により、プラットフォーム３０が飛行または移動したときに、アンテナ受信機１０が、わずかに波動シフトの相対ピークを観測および決定することを可能にする。
[0035] 本開示のこの例示的な態様によれば、プラットフォームは、第１の位置から第２の位置に移動する。プラットフォームが第１の位置にあるとき、アンテナ受信機は、第１の時間における第１の位置において、信号を捕捉し、素子間位相差測定を実行する。次いで、プラットフォームは、後の第２の時間における第２の位置に向かって、飛行などの移動を続ける。後の第２の時間における第２の位置において、アンテナ受信機は信号を捕捉し、素子間位相差測定計算を実行する。第１の位置と第２の位置との間の距離は任意の値であり得るが、ジオロケーションアルゴリズムまたはプロセスで理解されるように、より大きい距離が、信号源のジオロケーションのより正確な特定をもたらすことになる。例えば、プラットフォームが、第１の時間における第１の位置から後の第２の時間における第２の位置まで１００メートル移動することが可能であり得、ジオロケーションアルゴリズムまたはプロセスは、信号源のロケーションを正しく特定することができる。ただし、信号源のロケーションは、プラットフォームが第１の時間における第１の位置から後の第２の時間における第２の位置まで１，０００メートル移動する場合、より正確に特定され得る。
[0036] 従来のＤＦアレイは、最高動作周波数の１／２波長以下である素子間間隔を有する。別の特定の実施形態では、アンテナ受信機１０のアレイを画定する素子１２の間隔は、アンテナ素子の間隔の差が１／２波長よりも小さい限り、最高動作周波数の１／２波長よりも大きくてよい。例えば、第１のアンテナアレイが第２のアンテナアレイから４つの半［［−］］波長の距離をあけて離隔され、第３のアンテナアレイが第２のアンテナアレイから５つの半［［−］］波長の距離だけ離隔される場合、結果として得られる差は１つの１／２波長である（５つの１／２波長−４つの１／２波長＝１つの１／２波長）。これは、アンテナアレイがより大きくなり、より正確なＤＦ結果を取得するためのより大きいアパーチャをもたらすことを可能にするので、有利な実施形態を提供し得る。
[0037] 本開示の別の態様によれば、本明細書で説明するシステムおよび方法は、無線信号送信および信号源のジオロケーションに関する。しかしながら、本開示のシステムが、赤外線センサなどの他のセンサまたは他の技術に結合され得、信号源がその第１の信号を送信した後に後の位置に移動または並進する場所を決定または予測することが完全に可能である。例えば、敵が信号を送信している場合、敵が信号を生成した後の移動を予測およびロケートするために、本開示のシステムが信号源をジオロケートし得、赤外線センサなどの追加のセンサが、敵対者のそのロケーションを強調表示するか、またはそのロケーションのほうに向けられて、敵または敵対者が追加の移動を行うかどうかを観測および検出し得る。
[0038] 本開示の１つの態様によれば、システムの１つの実装形態は、信号源のロケーションを特定するためのジオロケーションアルゴリズムまたはプロセスのために、プラットフォームによる動きが必要であり得る。しかしながら、信号源のロケーションを特定するためにプラットフォームの動きを必要としない追加のジオロケーションアルゴリズムまたはプロセスが利用可能であり得る。例えば、３つの固定アンテナがあるとき、信号源をジオロケートすることが可能であり得る。例えば、各固定タワーには、ＤＦアンテナアレイがあり得る。各固定タワー上のＤＦアンテナアレイは、信号源に向かう方位線を作成する。３つの方位線が交差するロケーションが、信号源のジオロケーションとなる。ＤＦアンテナアレイは、信号を捕捉し、ＤＦアンテナアレイ内の素子間の相対位相測定値を取得し、ＤＦ結果を決定するために相対位相測定値を使用し得る。
[0039] いくつかの実装形態では、プラットフォーム３０の移動がなく多数の波長離れている２つのアンテナの単一の測定値から直接的に信号の到来角またはそのロケーションを決定することは実用的でない場合がある。このシナリオでは、曖昧さを解決し、単一の測定到来角を提供するために、アンテナを、より近くに離隔しなければならない。
[0040] 図３は、信号源をジオロケートする例示的な方法を全体的に３００で示すフローチャートである。方法３００は、複数のアンテナ素子１２を有するアンテナ受信機１０において信号源２０から信号２２を捕捉することを含み得、受信機は、プラットフォーム３０上に取り付けられており、これは全体的に３０２で示す。方法３００は、第１の時間における信号の素子間位相差を測定することを含み得、これは全体的に３０４で示す。方法３００は、第２の時間における信号の素子間位相差を測定することを含み得、これは全体的に３０６で示す。方法３００は、第１の時間と第２の時間との間の素子間位相差の変化を決定することを含み得、これは全体的に３０８で示す。方法３００は、第１の時間から第２の時間までの信号２２の素子間位相差の変化率に基づいて信号源２０をジオロケートすることを含み得、これは全体的に３１０で示す。方法３００は、プラットフォーム３０のパイロットであり得る受信者または別のコンピュータに信号源ジオロケーションを提供することを含み得、これは全体的に３１２で示す。方法３００は、素子間位相差の測定が、信号を捕捉するのと同時に受信機によって達成されることをさらに提供し得る。方法３００はさらに、第１の時間における信号から第１の方向探知（ＤＦ）結果を決定することと、第１のＤＦ結果から、信号源までの第１の方位線２８Ａを決定することと、第２の時間における信号から、第２の方向探知（ＤＦ）結果を決定することと、第２のＤＦ結果から信号源までの第２の方位線２８Ｂを決定することとを提供し得る。方法３００はさらに、アレイに配置され、かつ動作周波数最大値の１／２波長を超える距離だけ離隔されたアンテナ素子１２にわたる位相差に基づいて、信号源までの第１の方位線２８Ａを決定することを提供し得る。方法３００はさらに、第１の時間における第１の位置から第２の時間における第２の位置にプラットフォーム３０を移動させることを提供し得る。方法３００はさらに、第１の時間における素子間位相差に基づいて第１の時間における信号２２のＡＯＡを決定することと、素子間位相差に基づいて第２の時間における信号２２の第２のＡＯＡを決定することとを提供し得る。方法３００はさらに、第１の時間における複数のアンテナ素子のうちの少なくとも２つの間の信号波２２の相対位相差を決定することと、第２の時間における複数のアンテナ素子のうちの少なくとも２つの間の信号波の相対位相差を決定することとを提供し得る。方法３００はさらに、第１の時間におけるアンテナ素子１２間の位相差をほぼリアルタイムで決定することと、第２の時間におけるアンテナ素子１２間の位相差をほぼリアルタイムで決定することと、第１のＤＦおよび第２のＤＦに基づいて、局所位相に対するアンテナ素子間の相対距離から、アンテナ素子間に動作周波数最大値の１／２波長を超える波長を有するベースラインを確立することとを提供し得る。方法３００はさらに、位相干渉法に基づいて信号源をジオロケートすることを提供し得る。方法３００はさらに、信号を捕捉し、信号源をジオロケートしている間、アンテナ受信機１０を単一の状態に維持することを提供し得る。方法３００はさらに、信号の捕捉と同時に、プラットフォーム上の受信機によって保持されたプロセッサにおいてジオロケーション命令を実行することを提供し得る。方法３００はさらに、素子間位相差を記憶するための少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に素子間位相差を記憶することと、第１の時間と第２の時間との間の素子間位相差の変化率を記憶することと、信号を捕捉した後の後の時間における信号の素子間位相差の変化率に基づいて信号源をジオロケートすることとを提供し得る。方法３００はさらに、素子間位相差を記憶するための少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に素子間位相差を記憶することと、第１の時間と第２の時間との間の素子間位相差を記憶することと、信号を捕捉するのと同時に信号の素子間位相差に基づいて信号源をジオロケートすることとを提供し得る。
[0041] 様々な発明概念が、１つまたは複数の方法として具現化され得、その一例が提供されている。方法の一部として実行される動作は、任意の好適な方法で順序付けられ得る。したがって、例示されたものとは異なる順序で動作が実行される実施形態を構成することができ、例示的な実施形態では連続的な動作として示されていても、いくつかの動作を同時に実行することを含み得る。
[0042] 本発明の様々な実施形態を本明細書で説明および例示したが、当業者は、本明細書で説明した機能を実行するため、および／または本明細書で説明した結果および／または利点の１つまたは複数を取得するための様々な他の手段および／または構造を容易に想定し、そのような変形および／または修正の各々は、本明細書で説明した本発明の実施形態の範囲内にあると見なされる。より一般には、当業者は、本明細書に記載のすべてのパラメータ、寸法、材料、および構成が例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成が、特定の用途または本発明の教示が使用される用途に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、本明細書に記載の特定の本発明の実施形態に対する多くの同等物を認識するか、または日常的な実験のみを使用して確認することができる。したがって、前述の実施形態が、例としてのみ提示されたものであり、添付の特許請求の範囲およびその同等物の範囲内で、本発明の実施形態が、具体的に説明および請求項に記載されるものとは別様に実践されてもよいことを理解されたい。本開示の発明の実施形態は、本明細書に記載の個々の特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法各々を対象とする。加えて、２つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法の任意の組合せは、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しない場合、本開示の発明範囲内に含まれる。
[0043] 上述の実施形態は、多数の方法のいずれかで実施することができる。例えば、本明細書に開示される技術の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せを使用して実施され得る。ソフトウェアで実施されるとき、ソフトウェアコードまたは命令は、単一のコンピュータに提供されるのか複数のコンピュータ間で分散されるのかにかかわらず、任意の好適なプロセッサまたはプロセッサの集合上で実行され得る。さらに、命令またはソフトウェアコードは、少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[0044] また、プロセッサを介してソフトウェアコードまたは命令を実行するために利用されるコンピュータまたはスマートフォンは、１つまたは複数の入力および出力デバイスを有し得る。これらのデバイスは、とりわけ、ユーザインターフェースを提示するために使用することができる。ユーザインターフェースを提供するために使用され得る出力デバイスの例は、出力の視覚的提示のためのプリンタまたはディスプレイスクリーンと、出力の可聴提示のためのスピーカまたは他の音生成デバイスとを含む。ユーザインターフェースのために使用され得る入力デバイスの例には、キーボード、およびマウス、タッチパッド、ならびにデジタイジングタブレットなどのポインティングデバイスが含まれる。別の例として、コンピュータは、音声認識を通じて、または他の可聴形式で入力情報を受信し得る。
[0045] そのようなコンピュータまたはスマートフォンは、エンタープライズネットワーク、およびインテリジェントネットワーク（ＩＮ）またはインターネットなどのローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークを含む、任意の好適な形態の１つまたは複数のネットワークによって相互接続され得る。そのようなネットワークは、任意の好適な技術に基づき得、任意の好適なプロトコルにしたがって動作し得、ワイヤレスネットワーク、ワイヤードネットワーク、または光ファイバネットワークを含み得る。
[0046] 本明細書で概説される様々な方法またはプロセスは、様々なオペレーティングシステムまたはプラットフォームのいずれか１つを採用する１つまたは複数のプロセッサ上で実行可能なソフトウェア／命令としてコード化され得る。さらに、そのようなソフトウェアは、いくつかの好適なプログラミング言語および／またはプログラミングツールもしくはスクリプティングツールのいずれかを使用して書くことができ、フレームワークまたは仮想マシン上で実行される実行可能な機械語コードまたは中間コードとしてコンパイルすることもできる。
[0047] この点に関して、様々な発明概念は、１つまたは複数のコンピュータまたは他のプロセッサ上で実行されると、上述の本開示の様々な実施形態を実施する方法を実行する１つまたは複数のプログラムで符号化されたコンピュータ可読記憶媒体（または複数のコンピュータ可読記憶媒体）（例えば、コンピュータメモリ、１つまたは複数のフロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、ＵＳＢフラッシュドライブ、ＳＤカード、フィールドプログラマブルゲートアレイもしくは他の半導体デバイス内の回路構成、または他の非一時的媒体もしくは有形コンピュータ記憶媒体）として具現化され得る。１つまたは複数のコンピュータ可読媒体は、可搬型であり得、それにより、記憶された１つまたは複数のプログラムは、１つまたは複数の異なるコンピュータまたは他のプロセッサ上にロードされて、上述の本開示の様々な態様を実施することができる。
[0048] 「プログラム」または「ソフトウェア」または「命令」という用語は、本明細書では、一般的な意味で使用され、上述の実施形態の様々な態様を実施するようにコンピュータまたは他のプロセッサをプログラムするために採用され得る任意のタイプのコンピュータコードまたはコンピュータ実行可能命令のセットを指す。さらに、１つの態様によれば、実行されると本開示の方法を実行する１つまたは複数のコンピュータプログラムが、単一のコンピュータまたはプロセッサ上に存在する必要はなく、本開示の様々な態様を実施するためにいくつかの異なるコンピュータまたはプロセッサ間でモジュール方式で分散され得ることを認識されたい。
[0049] コンピュータ実行可能命令は、１つまたは複数のコンピュータもしくは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールなどの、多くの形態であり得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データ型を実施する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。典型的には、プログラムモジュールの機能性は、様々な実施形態で所望されるように組み合わされるかまたは分散され得る。
[0050] また、データ構造は、任意の好適な形態でコンピュータ可読媒体に記憶され得る。例示を簡単にするために、データ構造は、データ構造内の位置を通して関係付けられたフィールドを有するように示され得る。そのような関係は、同様に、フィールドのためのストレージにフィールド間の関係を伝えるコンピュータ可読媒体内の位置を割り当てることによって達成され得る。しかしながら、ポインタ、タグ、またはデータ要素間の関係を確立する他の機構の使用を含む、任意の好適な機構が、データ構造のフィールド内の情報間の関係を確立するために使用され得る。
[0051] 本明細書で定義および使用されるすべての定義が、辞書の定義、参照により援用された文書での定義、および／または定義された用語の通常の意味を支配すると理解されたい。
[0052] 本明細書で使用される「ロジック」は、機能（単数または複数）もしくは動作（単数または複数）を実行するための、および／または別のロジック、方法、および／またはシステムからの機能または動作を引き起こすための、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはこれら各々の組合せを含むが、これらに限定されない。例えば、所望の用途または必要性に基づいて、ロジックは、ソフトウェア制御のマイクロプロセッサ、プロセッサのようなディスクリートロジック（例えば、マイクロプロセッサ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラムされたロジックデバイス、命令を含むメモリデバイス、メモリを有する電気デバイスなどを含み得る。ロジックは、１つまたは複数のゲート、ゲートの組合せ、または他の回路構成要素を含み得る。ロジックは、ソフトウェアとしても完全に具現化され得る。複数のロジックを説明している場合、複数のロジックを１つの物理的ロジックに組み込むことが可能であり得る。同様に、単一のロジックを説明している場合、その単一のロジックを複数の物理的ロジック間に分散させることが可能であり得る。
[0053] さらに、本システムの様々な方法を達成するために本明細書で提示されるロジック（単数または複数）は、以前のアナログバージョンを有していない可能性がある既存のコンピュータ中心またはインターネット中心の技術の改善に向けられ得る。ロジック（単数または複数）は、本明細書で特定されるいくつかの課題に対処し解決する構造に直接関係する特定の機能を提供し得る。ロジック（単数または複数）はまた、方法およびシステムの特定のロジック構造および調和した機能性として例示的な発明概念を提供することによって、これらの課題を解決するための有意により多くの利点を提供し得る。さらに、ロジック（単数または複数）は、既存の技術的プロセスを改善する特定のコンピュータ実装ルールも提供し得る。本明細書で提供されるロジック（単数または複数）は、単にデータを収集し、情報を分析し、結果を表示することを超えて拡張する。さらに、本開示の一部分または全部は、本明細書に記載の機器または構成要素の特定の配置から導出される基礎となる方程式に依拠し得る。したがって、本開示の部分は、構成要素の特定の配置に関連するので、抽象的な概念を対象としない。さらに、本開示および添付の特許請求の範囲は、当業界で以前から既知の、十分に理解された、ルーチンおよび従来の活動の実行以上のものを伴う教示を提示する。自然現象のいくつかの態様を組み込むことができる本開示の方法またはプロセスのいくつかでは、プロセスまたは方法ステップは、新しく有用な追加の特徴である。
[0054] 本明細書および特許請求の範囲で使用される不定冠詞「a」および「an」は、そうでないことが明確に示されていない限り、「少なくとも１つ」を意味すると理解されたい。本明細書および特許請求の範囲で使用される「および／または」という語句は（もしあれば）、そのように結合された要素の「いずれかまたは両方」、すなわち、ある場合には接続的に存在し、他の場合には離接的に存在する要素を意味すると理解されたい。「および／または」で列挙された複数の要素は、同じように、すなわち、そのように結合された要素のうちの「１つまたは複数」と解釈されたい。「および／または」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素が、具体的に特定されたそれらの要素に関連するか関連しないかにかかわらず、任意選択的に存在し得る。したがって、非限定的な例として、「Ａおよび／またはＢ」への言及は、「備える（comprising）」などのオープンエンド言語と共に使用されるとき、１つの実施形態では、Ａのみ（任意選択的にＢ以外の要素を含む）を指し、別の実施形態では、Ｂのみ（任意選択的にＡ以外の要素を含む）を指し、さらに別の実施形態では、ＡおよびＢの両方（任意選択的に他の要素を含む）等を指すことができる。本明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、「または」は、上記で定義された「および／または」と同じ意味を有すると理解されたい。例えば、リスト内の項目を分離するとき、「または」または「および／または」は、包括的である、すなわち、いくつかの要素または要素のリストのうちの少なくとも１つを含むが、２つ以上も含み、任意選択的に、列挙されていない追加の項目も含むと解釈されるものとする。それとは反対に明確に示す用語、例えば「〜のうちの１つのみ」または「〜のうちの正確に１つ」、または特許請求の範囲で使用されるとき「〜からなる」などのみが、いくつかの要素または要素のリストのうちの正確に１つの要素を含むことを指す。一般に、本明細書で使用される「または」という用語は、「いずれか」、「〜のうちの１つ」、「〜のうちの１つのみ」、または「〜のうちの正確に１つ」などの排他性の用語が先行するとき、排他的代替（すなわち、「一方または他方であるが、両方ではない」）を示すものとしてのみ解釈されるものとする。「〜から本質的になる」は、特許請求の範囲において使用されるとき、特許法の分野において使用される通常の意味を有するものとする。
[0055] 本明細書および特許請求の範囲において使用されるとき、１つまたは複数の要素のリストを参照した「少なくとも１つ」という語句は、要素のリスト中の要素の任意の１つまたは複数から選択される少なくとも１つの要素を意味するが、要素のリスト内に具体的に列挙されたあらゆる要素のうちの少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリスト中の要素の任意の組合せを除外しないことを理解されたい。この定義はまた、「少なくとも１つ」という語句が指す要素のリスト内で具体的に特定された要素以外に、具体的に特定されたそれらの要素に関連しても関連しなくても、要素が任意選択的に存在し得ることを可能にする。したがって、非限定的な例として、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」（または同等に、「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」、または同等に、「Ａおよび／またはＢのうちの少なくとも１つ」）は、１つの実施形態では、任意選択的にＢが存在しない２つ以上のＡを含む（および任意選択的にＢ以外の要素を含む）少なくとも１つを指すことができ、別の実施形態では、任意選択的にＡが存在しない２つ以上のＢを含む（および任意選択的にＡ以外の要素を含む）少なくとも１つを指すことができ、さらに別の実施形態では、任意選択的に２つ以上のＡを含む少なくとも１つ、および任意選択的に２つ以上のＢを含む（および任意選択的に他の要素を含む）少なくとも１つ等を指すことができる。
[0056] 特徴または要素が本明細書で別の特徴または要素の「上に」あると言及されるとき、それはその別の特徴または要素の直接上にあり得るか、または介在する特徴および／または要素が存在してもよい。対照的に、特徴または要素が別の特徴または要素の「直接上に」あると言及されるとき、介在する特徴または要素は存在しない。ある特徴または要素が別の特徴または要素に「接続」、「取り付け」、または「結合」されていると言及されるとき、それは、その別の特徴または要素に直接接続、取り付け、または結合されることができる、または介在する特徴または要素が存在してよいことも理解されよう。対照的に、特徴または要素が別の特徴または要素に「直接接続」、「直接取り付け」、または「直接結合」されると言及されるとき、介在する特徴または要素は存在しない。１つの実施形態に関して説明または図示するが、そのように説明または図示した特徴および要素は、他の実施形態に適用されることができる。また、別の特徴に「隣接して」配置された構造または特徴への言及が、隣接する特徴に重なるまたはその下に存在する部分を有し得ることも当業者には理解されよう。
[0057] 空間的に相対的な用語、「〜の下（under）」、「〜より下（below）」、「下部（lower）」、「〜の上（over）」、「上部（upper）」、および同様のものなどが、図に例示する１つの要素または特徴の、別の要素（単数または複数）または特徴（単数または複数）との関係を説明するのに説明しやすくするために本明細書で使用され得る。空間的に相対的な用語は、図で示された向きに加えて、使用時または動作時のデバイスの異なる向きを包含することを意図することが理解されよう。例えば、図のデバイスが反転された場合、他の要素または特徴「の下（under）」または「下（beneath）」として説明した要素は、その他の要素または特徴「の上（over）」に向けられることになる。したがって、「の下（under）」という例示的な用語は、上（over）および下（under）の両方の向きを包含することができる。デバイスは他の方向に向けられる（９０度または他の向きに回転される）場合があり、本明細書で使用される空間的に相対的な記述はそれに応じて解釈される。同様に、「上向き（upwardly）」、「下向き（downwardly）」、「垂直（vertical）」、「水平（horizontal）」、「横方向（lateral）」、および同様の用語は、別段の指示がない限り、説明のみを目的として本明細書で使用される。
[0058] 「第１の」および「第２の」という用語は、様々な特徴／要素を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの特徴／要素は、コンテキストがそうでないことを示していない限り、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある特徴／要素と別の特徴／要素を区別するために使用され得る。したがって、本発明の教示から逸脱することなく、以下で説明する第１の特徴／要素を第２の特徴／要素と呼ぶことができ、同様に、以下で説明する第２の特徴／要素を第１の特徴／要素と呼ぶことができる。
[0059] 一実施形態は、本開示の実装形態または例である。本明細書における「一実施形態」、「１つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの特定の実施形態」、「例示的な実施形態」、または「他の実施形態」などへの言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくともいくつかの実施形態に含まれるが、必ずしもすべての実施形態に含まれるわけではないことを意味する。「一実施形態」、「１つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの特定の実施形態」、「例示的な実施形態」、または「他の実施形態」などの様々な出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではない。
[0060] 本明細書に、構成要素、特徴、構造、または特性が「含まれ得る」、「含まれてもよい」、または「含まれることができる」と記載される場合、その特定の構成要素、特徴、構造、または特性が含まれる必要はない。本明細書または特許請求の範囲が、「１つの」要素に言及する場合、それは、その要素が１つだけ存在することを意味しない。本明細書または特許請求の範囲が、「追加の」要素に言及する場合、それは、追加の要素が２つ以上存在することを排除しない。
[0061] 本明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、例で使用される場合を含めて、特に明記されない限り、すべての数は、用語が明示的に出現しない場合であっても、「約」または「およそ」という語が前にあるかのように読まれ得る。「約」または「およそ」という語句は、大きさおよび／または位置を説明するとき、説明される値および／または位置が値および／または位置の合理的な予想範囲内にあることを示すために使用され得る。例えば、数値は、記載された値（または値の範囲）の＋／−０．１％、記載された値（または値の範囲）の＋／−１％、記載された値（または値の範囲）の＋／−２％、記載された値（または値の範囲）の＋／−５％、記載された値（または値の範囲）の＋／−１０％等である値を有し得る。本明細書に列挙される任意の数値範囲は、その中に包含されるすべての部分範囲を含むことが意図される。
[0062] 加えて、本開示を実行する方法は、本明細書に記載されものとは異なる順序で行われてもよい。したがって、方法の順序は、明示的に述べられない限り、限定として読まれるべきではない。方法のステップのいくつかを異なる順序で実行することにより、同様の結果を達成することができることが認識可能である。
[0063] 特許請求の範囲において、および上記の明細書において、「備える」、「含む」、「保持する（carrying）」、「有する」、「含有する」、「伴う」、「保持する（holding）」、「〜から構成される」などのすべての移行句は、オープンエンドである、すなわち、含むが限定されないことを意味すると理解されたい。「〜からなる」および「〜から本質的になる」という移行句のみが、特許審査手続の米国特許庁マニュアルに記載されているように、それぞれクローズドまたはセミクローズド移行句であるものとする。
[0064] 前述の説明では、簡潔さ、明瞭さ、および理解のために特定の用語が使用されている。このような用語は説明の目的で使用され、広く解釈されることを意図しているので、先行技術の要件を超えて不必要な限定を暗示するものではない。
[0065] さらに、本開示の様々な実施形態の説明および例示は例であり、本開示は、図示または説明される正確な詳細に限定されない。

Claims (19)

  1. ジオロケーション方法であって、
    複数のアンテナ素子を有する受信機において信号源から信号を捕捉することと、前記受信機は、プラットフォーム上に搭載されており、
    第１の時間における前記信号の素子間位相差を測定することと、
    第２の時間における前記信号の素子間位相差を測定することと、
    前記第１の時間および前記第２の時間における前記信号の前記素子間位相差に基づいて前記信号源をジオロケートすることと、
    前記信号源のジオロケーションを受信者に提供することと
    を備える、ジオロケーション方法。
  2. 素子間位相差の測定は、前記信号を捕捉するのと同時に前記受信機によって達成される、請求項１に記載のジオロケーション方法。
  3. 前記第１の時間における前記信号から第１の方向探知（ＤＦ）結果を決定することと、
    前記第１のＤＦ結果から、前記信号源までの第１の方位線を決定することと、
    前記第２の時間における前記信号から第２の方向探知（ＤＦ）結果を決定することと、
    前記第２のＤＦ結果から、前記信号源までの第２の方位線を決定することと
    をさらに備える、請求項２に記載のジオロケーション方法。
  4. アレイに配置され、動作周波数最大値の１／２波長を超える距離だけ離隔された前記アンテナ素子にわたる位相差に基づいて、前記信号源までの前記第１の方位線を決定することをさらに備える、
    請求項３に記載のジオロケーション方法。
  5. 前記第１の時間における第１の位置から前記第２の時間における第２の位置に前記プラットフォームを移動させることをさらに備える、
    請求項４に記載のジオロケーション方法。
  6. 前記第１の時間における前記素子間位相差に基づいて、前記第１の時間における前記信号の到来角（ＡＯＡ）を決定することと、
    前記素子間位相差に基づいて前記第２の時間における前記信号の第２のＡＯＡを決定することと
    をさらに備える、請求項５に記載のジオロケーション方法。
  7. 前記第１のＤＦおよび前記第２のＤＦに基づいて、局所位相に対する前記アンテナ素子間の相対距離から、前記アンテナ素子間に前記動作周波数最大値の１／２波長を超えるベースラインを確立することをさらに備える、
    請求項３に記載のジオロケーション方法。
  8. 前記第１の時間と前記第２の時間との間の前記素子間位相差を決定することをさらに備える、
    請求項１に記載のジオロケーション方法。
  9. 位相干渉法に基づいて前記信号源をジオロケートすることをさらに備える、
    請求項１に記載のジオロケーション方法。
  10. 前記信号を捕捉し、前記信号源をジオロケートしている間、前記受信機を単一の状態に維持することをさらに備える、
    請求項１に記載のジオロケーション方法。
  11. 前記信号を捕捉するのと同時に、前記プラットフォーム上の前記受信機によって保持されたプロセッサにおいてジオロケーション命令を実行することをさらに備える、
    請求項１に記載のジオロケーション方法。
  12. 素子間位相差を記憶するための少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に前記素子間位相差を記憶することと、
    前記第１の時間および前記第２の時間の前記素子間位相差を記憶することと、
    前記信号を捕捉した後の後の時間における前記信号の前記素子間位相差の変化率に基づいて、前記信号源をジオロケートすることと
    をさらに備える、請求項１に記載のジオロケーション方法。
  13. 素子間位相差を記憶するための少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に前記素子間位相差を記憶することと、
    前記第１の時間および前記第２の時間の前記素子間位相差を記憶することと、
    前記信号を捕捉するのと同時に前記信号の前記素子間位相差に基づいて、前記信号源をジオロケートすることと
    をさらに備える、請求項１に記載のジオロケーション方法。
  14. ジオロケーションシステムであって、
    移動可能なプラットフォームと、
    前記プラットフォームによって保持されたアンテナ受信機と、
    前記アンテナ受信機の一部分を画定する、アレイに配置された複数のアンテナ素子と、
    信号を捕捉するように前記アンテナ受信機と動作的に通信する信号捕捉ロジックと、
    第１の時間における前記プラットフォームの第１の位置と第２の時間における前記プラットフォームの第２の位置との間の少なくとも２つのアンテナ素子によって捕捉された前記信号の素子間位相差の変化に基づいて信号の供給源をジオロケートするように、前記アンテナ受信機と動作的に通信するジオロケーションロジックと
    を備える、ジオロケーションシステム。
  15. 捕捉される前記信号の動作周波数最大値の１／２波長よりも大きい、前記アレイ内の２つの素子間の素子間隔距離をさらに備える、
    請求項１４に記載のジオロケーションシステム。
  16. 前記ジオロケーションロジックと動作的に通信するプロセッサと、
    符号化された命令を有する少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体と
    をさらに備え、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、少なくとも２つのアンテナ素子間の前記信号の位相差を決定し、前記信号の素子間位相差の変化率を決定する動作を実施する、
    請求項１５に記載のジオロケーションシステム。
  17. 前記命令によって実施される前記動作は、
    前記第１の時間および前記第２の時間における前記複数のアンテナ素子のうちの少なくとも２つの間の前記素子間位相差を決定することをさらに含む、
    請求項１６に記載のジオロケーションシステム。
  18. 前記命令によって実施される前記動作は、
    前記信号を捕捉した後の後の時間における前記信号の前記素子間位相差に基づいて、前記信号源の前記ジオロケーションを決定することをさらに含む、
    請求項１７に記載のジオロケーションシステム。
  19. 前記命令によって実施される前記動作は、
    前記信号を捕捉するのと同時に前記信号の前記素子間位相差に基づいて、前記信号源をジオロケートすることをさらに含む、
    請求項１８に記載のジオロケーションシステム。
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