JP6797318B2 - 干渉計の到着時間遅延 - Google Patents
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Claims (21)
- アンテナ対におけるエミッタから受信された1つまたはそれ以上のRF信号の到着角(AoA)を決定するための方法であって、
前記アンテナ対の第1アンテナ素子および第2アンテナ素子において検出された第1信号に係る対応する第1信号成分および第2信号成分を、プロセッサで、受信する段階であり、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子は、受信された信号成分の半波長よりも大きく離間されている、段階と、
受信された信号の1つまたはそれ以上の特徴を決定する段階であり、該特徴は、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において検出された前記第1信号成分および前記第2信号成分に係る対応する位相間の位相差、および、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子に到達する前記第1信号成分と前記第2信号成分との間の到着時間差(TDOA)を含んでおり、該TDOAは、既知の測定の不確実性または誤差範囲を有している、段階と、
前記TDOAを使用してTDOA角度計算を実行する段階であり、前記TDOA角度計算の解を中心とし、かつ、既知のTDOA測定誤差範囲によって有界な、TDOA AoA可能性の範囲を含むTDOA AoA誤差境界を獲得する、段階と、
AoA推定値セットを計算する段階であり、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において測定された前記第1信号成分および前記第2信号成分の位相差に基づいて位相干渉法(PI)を使用し、前記AoA推定値セットは、前記TDOA AoA誤差境界内にある、段階と、
ステップを反復的に実行することによって、正確なAoA推定値を決定する段階であり、前記ステップは、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において信号成分を受信すること、前記受信した信号成分の特徴を決定すること、TDOA測定値を平均すること、平均化されたTDOA測定値を使用して、より小さな誤差境界を有する前記TDOA AoA誤差境界を再計算すること、および、任意的に、信号成分の位相差を平均化し、かつ、前記エミッタに関連する1つまたはそれ以上の追加信号についてPI AoA推定値を再計算すること、を含む、段階と、
を含む、方法。 - 前記方法は、さらに、
PI AoA推定値セットが前記TDOA AoA誤差境界内に唯一のAoA推定値を含む場合に、該AoA推定値を正確なAoA推定値として報告する段階、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記方法は、さらに、
前記TDOA AoA誤差境界内に残るPI AoA推定値を、正確なAoA推定値として報告する段階、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記方法は、さらに、
残りのPI AoA推定値それぞれについて、確率重みを計算する段階と、
前記PI AoA推定値に関して計算された前記確率重みを報告する段階と、
を含む、請求項3に記載の方法。 - 正確なAoA推定値を決定する前記段階は、さらに
前記エミッタに関連する前記1つまたはそれ以上の追加信号の周波数が前記第1信号の周波数と異なるか否かを判断する段階と、
前記1つまたはそれ以上の追加信号の周波数が前記第1信号の周波数と異なる場合に、正確なAoA推定値として、前記TDOA AoA誤差境界内で前記第1信号および前記1つまたはそれ以上の追加信号に関連する共通のPI AoA推定値を報告する段階と、
前記1つまたはそれ以上の追加信号の周波数が前記第1信号の周波数と異ならない場合に、正しいAoAセット内に残る前記PI AoA推定値の確率が既定の閾値に到達するように、PI AoA推定値のセットが削減されるまで、もはや前記TDOA AoA誤差境界内に無いPI AoA推定値と、より小さな誤差境界との関連を絶ち、かつ、許容可能に削減された前記PI AoA推定値を報告する段階と、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記TDOA測定値を平均する以前に、
最初の前記TDOA AoA誤差境界は、削減されて、前記TDOA AoA誤差境界内に含まれる前記PI AoA推定値が及ぶ角度にわたり広がるだけである、
請求項1に記載の方法。 - 前記方法は、さらに、
前記1つまたはそれ以上の追加信号の周波数が前記検出された第1信号の周波数と異ならない場合に、前記TDOA測定誤差範囲および前記PI AoA推定値の間隔をモニタリングする段階を含み、前記既定の確率閾値に到達するために十分な数の追加信号がいつ収集されたかを決定する、
請求項5に記載の方法。 - 追加信号は、数十マイクロ秒から数ミリ秒について収集される、
請求項5に記載の方法。 - 前記第1信号および前記1つまたはそれ以上の追加信号は、パルス信号である、
請求項1に記載の方法。 - 前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子は、既知のゲインパターンを有する指向性アンテナを含み、かつ、異なる方向においてピークを有し、
前記方法は、
前記第1信号の前記第1信号成分および前記第2信号成分、および、前記1つまたはそれ以上の追加信号を使用した振幅比較計算に基づいて、前記TDOA AoA誤差境界を調整する段階を含む、
請求項1に記載の方法。 - アンテナ対におけるRFエミッタから受信された1つまたはそれ以上のRF信号の到着角(AoA)を決定するためのシステムであって、
第1信号に係る第1信号成分および第2信号成分を、対応する第1アンテナ素子および第2アンテナ素子において検出するためのアンテナ対であり、前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子とは、前記検出された第1信号の半波長よりも大きく離間されている、アンテナ対と、
前記第1信号成分および第2信号成分を受信するために前記アンテナ対と通信する1つまたはそれ以上の信号プロセッサであり、前記信号プロセッサは、
受信された信号の1つまたはそれ以上の特徴を決定するように構成されており、該特徴は、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において検出された前記第1信号成分および前記第2信号成分に係る対応する位相間の位相差、および、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子に到達する前記第1信号成分と前記第2信号成分との間の到着時間差(TDOA)を含んでおり、該TDOAは、既知の測定の不確実性または誤差範囲を有し、
前記TDOAを使用してTDOA角度計算を実行するように構成されており、前記TDOA角度計算の解を中心とし、かつ、既知のTDOA測定誤差範囲によって有界なTDOA AoA誤差境界を獲得し、
前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において測定された前記第1信号成分および前記第2信号成分の位相差に基づいて位相干渉法(PI)を使用して、かつ、前記TDOA AoA誤差境界内で、AoA推定値セットを計算するように構成されており、
ステップを反復的に実行することによって、正確なAoA推定値を決定するように構成されており、前記ステップは、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において信号成分を受信すること、前記受信した信号成分の特徴を決定すること、TDOA測定値を平均すること、平均化されたTDOA測定値を使用して、より小さな誤差境界を有する前記TDOA AoA誤差境界を再計算すること、および、任意的に、信号成分の位相差を平均化し、かつ、前記RFエミッタに関連する1つまたはそれ以上の追加信号についてPI AoA推定値を再計算すること、を含む、
システム。 - 前記1つまたはそれ以上のプロセッサは、さらに、
前記TDOA AoA誤差境界内に残るPI AoA推定値を、正確なAoA推定値として報告する、
ように構成されている、請求項11に記載のシステム。 - 前記1つまたはそれ以上のプロセッサは、さらに、
残りのPI AoA推定値それぞれについて、確率重みを計算し、かつ、
前記PI AoA推定値に関して計算された前記確率重みを報告する、
ように構成されている、請求項11に記載のシステム。 - 前記1つまたはそれ以上のプロセッサは、さらに、
PI AoA推定値セットが唯一のAoA推定値を含む場合に、該AoA推定値を正確なAoA推定値として報告する、
ように構成されている、請求項11に記載のシステム。 - 前記1つまたはそれ以上のプロセッサは、さらに、
前記RFエミッタに関連する前記1つまたはそれ以上の追加信号の周波数が前記第1信号の周波数と異なるか否かを判断すること、
前記1つまたはそれ以上の追加信号の周波数が前記第1信号の周波数と異なる場合に、正確なAoA推定値として、前記第1信号および前記1つまたはそれ以上の追加信号に関連する共通のPI AoA推定値を報告すること、および、
前記1つまたはそれ以上の追加信号の周波数が前記第1信号の周波数と異ならない場合に、正しいAoAセット内に残る前記PI AoA推定値の確率が既定の閾値に到達するように、PI AoA推定値のセットが削減されるまで、もはや前記TDOA AoA誤差境界内に無いPI AoA推定値と、より小さな誤差境界との関連を絶ち、かつ、許容可能に削減された前記PI AoA推定値を報告すること、
によって、正確なAoA推定値を決定する、
ように構成されている、請求項11に記載のシステム。 - 前記1つまたはそれ以上のプロセッサは、さらに、
前記TDOA測定値を平均する以前に、最初の前記TDOA AoA誤差境界が、削減されて、前記TDOA AoA誤差境界内に含まれる前記PI AoA推定値が及ぶ角度にわたり広がるだけである、
ように構成されている、請求項11に記載のシステム。 - 前記1つまたはそれ以上のプロセッサは、さらに、
前記1つまたはそれ以上の追加信号の周波数が前記検出された第1信号の周波数と異ならない場合に、前記TDOA測定誤差範囲および前記PI AoA推定値の間隔をモニタリングして、前記既定の確率閾値に到達するために十分な数の追加信号がいつ収集されたかを決定する、
ように構成されている、請求項15に記載のシステム。 - 前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子は、既知のゲインパターンを有する指向性アンテナを含み、かつ、異なる方向においてピークを有し、
前記1つまたはそれ以上のプロセッサは、さらに、
前記第1信号の前記第1信号成分および前記第2信号成分、および、前記1つまたはそれ以上の追加信号を使用した振幅比較計算に基づいて、前記TDOA AoA誤差境界を調整する、ように構成されている、
請求項11に記載のシステム。 - 前記システムは、さらに、
電子サポートおよびレーダ警告受信器を含む、
請求項11に記載のシステム。 - アンテナアレイおよび前記1つまたはそれ以上のプロセッサは、移動プラットフォーム上に設置されている、
請求項11に記載のシステム。 - プログラムされた命令を含む有形のコンピュータ読取り可能媒体であって、1つまたはそれ以上のプロセッサによって実行されると、前記プログラムされた命令は、
アンテナ対の第1アンテナ素子および第2アンテナ素子において検出された第1信号に係る対応する第1信号成分および第2信号成分を受信する段階であり、前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子とは、受信された信号成分の半波長よりも大きく離間されている、段階と、
受信された信号の1つまたはそれ以上の特徴を決定する段階であり、該特徴は、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において検出された前記第1信号成分および前記第2信号成分に係る対応する位相間の位相差、および、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子に到達する前記第1信号成分と前記第2信号成分との間の到着時間差(TDOA)を含んでおり、該TDOAは、既知の測定の不確実性または誤差範囲を有している、段階と、
前記TDOAを使用してTDOA角度計算を実行する段階であり、前記TDOA角度計算の解を中心とし、かつ、既知のTDOA測定誤差範囲によって有界な、TDOA AoA誤差境界を獲得する、段階と、
AoA推定値セットを計算する段階であり、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において測定された前記第1信号成分および前記第2信号成分の位相差に基づいて位相干渉法(PI)を使用し、前記AoA推定値セットは、前記TDOA AoA誤差境界内にある、段階と、
ステップを反復的に実行することによって、正確なAoA推定値を決定する段階であり、前記ステップは、前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子において信号成分を受信すること、前記受信した信号成分の特徴を決定すること、TDOA測定値を平均すること、平均化されたTDOA測定値を使用して、より小さな誤差境界を有する前記TDOA AoA誤差境界を再計算すること、および、任意的に、信号成分の位相差を平均化し、かつ、エミッタに関連する1つまたはそれ以上の追加信号についてPI AoA推定値を再計算すること、を含む、段階、
を実施させるための命令を含む、コンピュータ読取り可能媒体。
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