SE512219C2 - Metod och system för att erhålla riktning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vågutbredning - Google Patents
Metod och system för att erhålla riktning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vågutbredningInfo
- Publication number
- SE512219C2 SE512219C2 SE9802126A SE9802126A SE512219C2 SE 512219 C2 SE512219 C2 SE 512219C2 SE 9802126 A SE9802126 A SE 9802126A SE 9802126 A SE9802126 A SE 9802126A SE 512219 C2 SE512219 C2 SE 512219C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- field
- vector
- spatial
- quantities
- spectral
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/143—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction by vectorial combination of signals derived from differently oriented antennae
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/146—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction by comparing linear polarisation components
Description
512 :p anordnade så att tre rumsliga komponenter av vågfåltet kan registreras. De registrerade fältkomponenterna behöver inte a priori vara ortogonala mot varandra. Det uppmätta vågfältet bearbetas i enlighet med på förhand fastställda formler så att utbredningsriktningen och andra polarisations- egenskaper, såsom spektralintensiteten och den spektrala graden av cirkulär polarisation härleds.
Den föreliggande uppfinningen definieras av de oberoende patentkraven 1 och 6 och olika utföringsfonner definieras av de beroende patentkraven 2-5 och 7-10.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer att förklaras mer i detalj med hänvisning till ett exempel på en belysande utföringsform visad i ritningarna i vilka: Fig.l visar en föredragen utföringsforrn för en radiomottagare som implementerat ritningsbestämningsmetoden förklarad i texten, Fig. 2illustrerar metoden för att erhålla den spektrala intensiteten i en föredragen utföringsforrn, Fig. Sbeskriver hur graden av cirkulär polarisation kan erhållas i en föredragen utföringsform, samt Fig. 4visar ett exempel på ett antennarrangemang och ett hölje för en föredragen utföringsform.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN TEORETISK ANALYS Uppfinningen använder polarisationsegenskaperna för elektromagnetisk strålning för att bestämma utbredningsriktning. Tre ortogonala komponenter av det elektriska eller det magnetiska fältet behövs i analysen. 512 2;9 Ett av de enklaste typerna av antennarrangemang är tre ömsesidigt vinkelräta dipolantenner för att mäta det elektriska fältet eller tre ömsesidigt vinkelräta spolar för att mäta det magnetiska fältet. Andra antennarrange- mang kan användas, vilket är uppenbart för en fackman inom antennteknik.
I fallet att de registrerade rumsliga komponenterna av det tidsberoende fältet f(t) inte är vinkelräta mot varandra, måste de först göras ortogonala. Vi betecknar de rumsligt ortogonaliserade komponenterna av vägfältet f(t) med fx(t), fy(t) och fz(t). Eftersom vi önskar skilja mellan olika frekvenser kommer en tidstransform av fältet att användas. Transformen är av Cohen-klassen av transformationer [L. Cohen, "Generalized phase-space distribution functionsfxfour. Marh Phys., v01. 7, pp 781-786, 19661 , vnken inkluderar :in exempel Windowed Fourier-transformen (WFT) och Wavelet-transforrnen.
Som ett exempel kommer vi att använda WFT nedan. Vi betecknar fältets transform med F(m), som har komponenterna Fxko), Fy(m) och F2(m), eller helt enkelt Fx, Fy respektive Fz.
Spektrumfältet är komplexa värden och kan skrivas som F = FR + IFI, där FR är spektrumfältets realdel och FI är spektrumfältets imaginärdel.
Fältvektorn F för en transversell elektromagnetisk våg ligger i planet tvärs mot utbredningsriktningen. Under en vågperiod sveper fältvektorn F ut en ellips som beskriver polaristationstillståndet. Genom att använda Hermite- konjugatet av F och multiplicera detta med den imaginära enheten ierhäller vi Vektorn 1Fl. Vektorn iF* ligger alltså i det transversella planet, men före F i fas. Tillsammans bildar dessa två vektorer ett plan som är vinkelrätt mot utbredningsriktningen. En vektor som är alltid parallell med utbrednings- riktningen erhålls därför av IF x Fl. Vi kan kalla denna vektor V, som vi definierar genom V=1F><(FR-lFI)=2FRxFI (1) eller i komponentform: 512 23,9 F RF' - FRF' Y 1 1 Y = zr* >< F' = 2 FfFj - FfFj (2) FIRFYI _ FLRFY/ .N <¶ F Vektorn V kan visas vara vinkelrätt mot fältet, V i F, dvs. V - F = O.
Riktningen i vilken polarisationsellipsen beskrivs bestämmer om heliciteten för fältet är positiv eller negativ. I ett referenssystem medsols betyder positiv helicitet att vektorn V pekar i samma riktning som utbredningsriktningen, medan negativ helicitet betyder att vektom V pekar i motsatt riktning mot utbredningsriktningen. Heliciteten kan inte bestämmas a prion' utan att samtidigt mäta både de elektriska och magnetiska fälten som indikerar två möjliga riktningar. I många fall är någon ytterligare information känd om vågfältet så att en av de två möjliga utbredningsriktningarna kan uteslutas.
I praktiska tillämpningar är det bekvämt att uttrycka riktningen V i termer som polär vinkel och azimutvinkel i ett sfäriskt koordinatsystem. Vektorn V har då samma mening som radius vektor. Komponenterna för V erhålls då ur V, = IVI sin 0 cos 45 , (3) V, = |v| sin 0 sin fp (4) V, = |V|cos9 (5) Ur dessa tre ekvationer kan vi erhålla vinklarna 6 och ø.
COS0=-V¿= lVl JV, +V, +V, V tan :i 7 ø V: n Alltså indikerar dessa vinklar utbredningsriktningen i antennreferens- systemet. 512 239 Existensen av en signal vid mottagaringången markeras av en intensitet i ett speciellt frekvensband. Därför behöver vi också mäta vågfältets spektrala intensitet. Alltså kan den spektrala graden av cirkulär polarisation bestäm- mas. Vågfältets spektrala intensitet, I, erhålls av 1=|F=<|2+|Fy|2+|Fz|2- (8) For den jzte fältkomponenten, j = x, y, z, har vi IFJ I 2 = EFJ' = (FER + IEIMFER - IFJI) = (HRF + (Fillz, (9) där * symboliserar komplex konjugering. Intensiteten skrivs alltså I = (F1R)2 + (F11)2 + (F2R)2 + (F21)2 + (FaRP + (FaIP (10) Den spektrala graden av cirkulär polarisation erhålls ur -j- Vf+Vf+Vf (11) vilket indikerar hur cirkulärt polariserat det mätta vägfältet Den spektrala graden av cirkulär polarisation varierar, i enlighet med denna definition, mellan noll och ett. Den spektrala graden av linjär polarisation rt defmieras av n.= l-rc (12) För fackmannen kommer det också vara möjligt att, förutom de fyra polarisationsparametrarna I och V, bestämma två andra polarisations- parametrar och koherensen mellan olika komponenter i det elektromagnetiska fältet. Två andra polarisatíonsparametrar är de två vinklarna som bestämmer lillaxelns riktning i polarisationsellipsen (till exempel se R. Karlsson, "Three- dimensional spectral Stokes parameters", Master thesis, UPTEC 97 O69E, 1998) TILLÄMPNINGAR AV DEN FÖRELIGGANDE UPPFINNINGEN Den huvudsakliga tillämpningen av den föreliggande uppfinningen är att ge en fullständig beskrivning av uppmätta tredimensionella (3D) tidsberoende elektromagnetiska fält i termer av deras polarisationsegenskaper. 512 2¿9 De viktigaste egenskaperna erhålls genom de fyra polarisationsparainetraina V och I, som definieras av ekvation (1) respektive (10). Vektorn V indikerar två möjliga vågutbredningsriktningar. Detta betyder att det existerar en 180 graders dubbeltydighet i bestârnningen av riktningen till en strålkälla. I de flesta praktiska fall kan emellertid denna dubbeltydighet lösas utan samtidig mätning av både de elektriska och magnetiska vågfälten.
Om källan rör sig i förhållande till mottagaren, kan 180-graders dubbeltydigheten lösas med hjälp av konventionell Dopplerteknik. Detta är ofta fallet när rymdmätningar eller luftburna mätningar beaktas, där källan ofta kan antas vara stationär i förhållande till den rörliga mottagaren.
Vid betraktande av markbundna mätningar finns det två bidrag till det registrerade vågfältet vid antenningången. Ett bidrag är från det direkta vågfältet och det andra är från vågfältet som reflekterats från marken. lnverkan förorsakad av markreflektion kan, för en fackman inom elektrodynamik, komplex analys och linjär algebra, lösas analytiskt om marken antas vara en god ledare, dvs. o-/cns >> 1, där o är konduktiviteten och e är markens permittivitet och w är vägens vinkelfrekvens.
Genom analys av olika frekvenskomponenter i fåltspektrum, F(w), har en radiomottagare, som implementerar metoderna beskrivna i teorin, möjligheten att samtidigt skilja mellan multipla, icke-identiska, källor. En praktisk tillämpning av en sådan radiomottagare för mikrovågor, som är av storleksordningen l cm, är området för digital mobil telefoni. När en abonnent, dvs. en mobil telefon, försöker upprätta förbindelse tilldelas den en unik frekvens från motsvarande basstation i dess cell. Följaktligen under förbindelser agerar varje telefon som en unik radiokälla i sin cell. Om abonnenten förflyttar sig till en närbelägen cell under förbindelsen kommer den att tilldelas en ny frekvens från den nya motsvarande basstationen. Ändringen av basstation fastställs av en tröskelnivå i signalstyrkan. Om cellerna har små överlappaningar eller om trafiken är låg finns det vanligen inga problem i att använda denna strategi. Om å andra sidan cellerna har stora överlappningar och trafiken är hög, kan uppträda allvarliga problem som "drop-outs" under en förbindelse eller till och med annullering av förbindelsen. Detta är ofta fallet i tätt befolkade områden där, beroende på begränsningarna i bandbredd och önskan att ha en bra total täckning, cellerna är motsvarande små. För att optimera användandet av basstationerna och för att öka säkerheten i förbindelsen, är det önskvärt att 512 2;9 veta var i en cell, abonnenten är lokaliserad. En radiomottagare för mobil telefoni som implementerar riktningssökningsmetoden beskriven i teorin i enlighet med den föreliggande uppfinningen kommer att kunna fastställa riktningen till och alltså den ungefärliga positionen för flertalet abonnenter i en cell.
Det är uppenbart för en fackman inom interferometriteknik, att flertalet radiomottagare, som tillämpar metoderna beskrivna i den föreliggande tillämpningen, kan kombineras. Om avstånden mellan radiomottagarna är mycket större än en våglängd, kan konventionell trianguleringsteknik (RC.
Johnson och H. Jasik, "Antenna Engineering Handbook", Second ed., kapitel 39, sektion 3, sid. 6-12, MacGraw-Hill, New York, 1984) kan användas för att höja noggrannheten i mätningarna, speciellt fastställandet av riktningen till källan. Om radiomottagarna stackas tätt ihop, så att avståndet mellan två mottagare är mycket mindre än en våglängd, kan en antenngrupp utformas (se t.ex. C.A. Balanis, "Antenna Theory: analysis and design", Second ed., kapitel 6, sid. 249, John Wiley Br, Sons, New York, 1997). För ett sådant system, kan känsligheten liksom noggrannheten i mätningarna ökas genom konventionell interferometriteknik (Y .T. Lo och S.W. Lee, Antenna Handbook, Vol. 3, kapitel 25, sid. 21-23, Chapman 8: Hall, New York, 1993).
Det är också möjligt, att den använda algoritmen kan inverteras för implementering på en radiosändare, t.ex., genom specificering av de olika polarisationsparametrarna, kunde sändas en radiovåg med vissa polarisa- tionsegenskaper, såsom graden av cirkulär polarisation i en på förhand fastställd riktning. Antennerna skulle då verka som en elektroniskt styrbar korsad dipol. Om en sådan radiosändare synkroniseras i tid med en radiomottagare, vilken irnplementerar metoderna beskrivna här, och antennerna delas, kan den föreliggande uppfinningen användas för att förverkliga en monostatisk radar. Om sändaren och mottagaren synkroniseras, men använder olika men ekvivalenta antennarrangemang är radarn bistatisk. Radiomottagaren kan även kombineras med en konventionell, extern radiosändare för att bilda en bistatisk radar.
En praktisk tillämpning av den monostatiska radarn är att utföra markgenomträngande radarmätningar (GPR) från en rymdfarkost eller ett flygplan ("Technical note on Trade-off and Baseline Concept: Planetary Into- the Ground Radar and Altimeter", Performed under ESTEC Contract No. 11537/95/ NL/ NB, Sept. 1996). Vid beaktande av GPR-mätningar är den 512 zgs» utsända signalens våglängd av storleksordningen flera hundra meter.
Separat från konventionell GPR-teknik, såsom radartekniken med syntetisk apertur (SAR), kunde de kända polarisationsegenskapema för det utsända fältet, tillsammans med de uppmätta polarisationsegenskaperna för den mottagna signalen, användas för att förbättra tolkningen av radarekot.
Om radarmätningar beaktas, kan en antenngrupp utformas med radio- sändare, som använder den inverterade algoritmen. I kombination med konventionell antennfasningsteknik skulle den totala prestationsförmågan för den sändande antenngruppen ökas jämfört med konventionella system.
Följaktligen är realiseringar med monostatiska så väl som bistatiska radarsystem möjliga.
BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UT FÖRINGSFORM En föredragen utföringsform av en radiomottagare visas i Fig. 1. I detta fall registrerar antennanordningarna 5 de tre rumsliga komponenterna för ett tidsberoende elektriskt eller magnetiskt vektorfält, f(t). Fältets komponenter betecknas med f1(t), f2(t) och fs(t). Var och en av fältets komponenter digitaliseras av en respektive analog-till-digitalomvandlare (ADC) 10. För att fullständigt utnyttja en radiomottagares bandbredd konverteras vanligen signalen ner till en basbandsfrekvens. I den föredragna utföringsforrnen blandas varje fältkomponent ner digitalt med nerkonvertering (DC) 15. Vi tillfällen där den intressanta frekvensen är åtminstone högre än halva samplingshastigheten för denna ADC, måste analog nerkonvertering användas. I det fallet byts ordningen för ADC och DC. För lågfrekvensmätningar kan steget DC utelämnas. Om de tre rumsliga komponenterna för fältet f(t) registrerade vid antennanordningen inte är a priori vinkelräta mot varandra, vilket är det allmänna fallet om inte ett specialarrangemang av antennkonfiguration används, t.ex. tre ömsesidigt vinkelräta dipolantenner, varför krävs en rumslig ortogonalisering 20. l den föredragna utföringsformen utförs ortogonaliseringen 20 efter den digitala nerkonverteringen 15 men kan i princip utföras direkt efter ADC, som vilket som helst är fallet när analog eller ingen nerkonvertering används. De tre rumsligt ortogonaliserade komponenterna av fältet f(t) betecknas med fx(t), fy(t) och fz(t). 512 2¿9 En diskret transforrnationsalgoritm påläggs sedan vågformsdata för att erhålla spektrumfåltdata F(w). I den föredragna utföringsformen används en algoritm 25 för Windowed Fourier Transform (WFT). De tre rumsliga kom- ponenterna av spektrumfältdata betecknas med Fx(w), Fy(m) och Fz(w), eller helt enkelt Fx, Fy respektive Fz.
Varje komponent i spektrumfältdata F(m) separeras sedan i sin realdel FjR, 30 och sin imaginärdel F11, 35, där index j = x, y, z anger de olika komponenterna.
För att fastställa vektorn V definierad av ekvation (1), som är parallell med utbredningsriktningen, multipliceras 40 spektrumfältkomponenterna parvis och summeras 45 sedan i enlighet med ekvation (2). De tre komponenterna för den erhållna vektorn V överförs sedan till ett gränssnitt 50 indikerat i Fig. 1.
I Fig. 2 visas, i enlighet med den föreliggande metoden, hur den spektrala intensiteten, I, för vektorfåltet f(t) bestäms. Ur Fig. 1 erhålls spektrurnfältets F(w) realdelar 30 och imaginårdelar 35. Var och en av de sex parametrarna 55 kvadreras och summeras 65 sedan i enlighet med ekvation (10) och den spektrala intensiteten erhålls. Den spektrala intensiteten överförs sedan till gränssnittet 50 indikerat i Fig. 1.
I Fig. 3, visas, i enlighet med den föreliggande metoden, hur den spektrala graden av cirkulär polarisation, rc för vektorfåltet f(t) bestäms. Vektorns V komponenter erhålls genom Fig. 1 och i enlighet med Fig. 2 erhålls den spektrala intensiteten I, 70. Komponenterna för V kvadreras först 75 och summeras 80. Kvadratroten av summan 80 tas sedan så att absolutvärdet, IV I av V erhålls. Det inverterade värdet av den spektrala intensiteten, 1 / I, 90 multipliceras sedan med absolutvårdet IV I i enlighet med ekvation (11).
Produkten av denna multiplikation är den spektrala graden av cirkulär polarisation, rc, som sedan överförs till gränssnittet 50 indikerat i Fig. 1.
Antennerna använda i den föredragna utföringsformen kan vara antingen elektriska eller magnetiska. Åtminstone tre elektriska eller tre magnetiska antennanordningar behövs för registrering av tre rumsliga komponenter i vågfältet. Antennanordningarna 5 är i den föredragna utföringsformen likvärdiga. En antennanordning kan bestå av olika antennkonfigurationer. 512 21109 Om elektriska antenner övervägs är en av de enklaste typerna av antennkonfigurationer den tunna dipolantennen. En dipolantenn kan utformas genom att ansluta två monopolelement och därvid registrera signal genom att mäta spänningen mellan de två elementen. Den enklaste typen av en sådan dipolantenn är den raka dipolantennen, vilket betyder att de två monopolelementen är parallella och pekar i motsatta riktningar och att signalen registreras genom att mäta spänningen vid en gemensam utgångs- punkt. En annan typ är den V-formade dipolantennen, som är en generalisering av den raka dipolantennen med den enda utvidgningen att de två monopolelementen inte behöver vara parallella.
Det finns ett otal sätt att anordna antennkonñgurationer för mätning av det tredimensionella (SD) vågfältet. Ett sätt är att skapa ett arrangemang bestående av tre ömsesidigt vinkelräta raka dipolantenner. En fördel med ett sådant arrangemang är att den rumsliga ortogonaliseringsprocessen 20 i den föredragna utföringsformen kan utelämnas. En annan fördel är att varje antennanordning 5 är direkt kopplad till den motsvarande fysiska antennen, vilket betyder att någon som helst process för antennval eller antenn- omkoppling inte är nödvändig. Ett annat arrangemang är att använda fyra monopolelement som bildar sex möjliga V-formade dipolantenner. Detta arrangemang används i den föredragna utföringsformen där de fyra monopolelementen 100 monteras på sidorna av höljet 110, vilket i den föredragna utföringsformen är av formen för en reguljär tetraeder enligt Fig. 4. En fördel med detta arrangemang är att antalet behövliga monopolelement minimeras. Nackdelarna är behovet av en process för att välja och koppla om mellan de sex möjliga V-formade dipolantennerna och behovet av en speciell ortogonalíseríngsprocess 20.
För att använda så stort frekvensområde som möjligt finns det ett implicit behov att använda dipolantenner som är korta jämfört med våglängden.
Korta dipoler har både en plan frekvensresponskurva och ett plant frekvens- tíll-fasberoende. Om resonanta antenner används blir den användbara bandbredden väsentligt smalare beroende på det branta fasskift som uppträder nära antennresonansfrekvensen. I detta fall är det i princip möjligt, vilket är uppenbart för en fackrnan inom signalanalys, att kalibrera antennanordningarria. I praktiken är det dock inte genomförbart beroende på det kraftiga beroendet av de många involverade icke kända variablerna. 512 2,119 Om magnetiska antenner övervägs är den enklaste typen av antenn- konfiguration den magnetiska dipolantennen. En magnetisk dipolantenn är en liten strömslinga i form av en spole, som registreras signalen genom att mäta strömmen i spolen. Den enklaste, men inte den enda, typen av arrangemang är tre ömsesidigt vinkelräta spolar.
I fallet med korta elektriska antenner, vilka uppvisar hög impedans, väsentligen kapacitiva, är de registrerade signalemas nivåer låga. Därför, vilket är uppenbart för fackmannen, är det nödvändigt att anordna impedansanpassning och även förstärkning av signalerna före överföring av signalerna till mottagarorganet. I den föredragna utföringsformen görs impedansanpassning och förstärkning genom att använda högimpediva förförstärkare på konventionell sätt. Detta är väl känt av fackmannen och behöver inte ytterligare diskuteras i detta sammanhang.
Bland andra syften och fördelar med den föreliggande uppfinningen finns: (a) Metoden i enlighet med den föreliggande uppfinningen ger riktningen till och polarisationen för en strålkälla. (b) Det tredimensionella elektromagnetiska vektorfältet mätt i enlighet med den föreliggande uppfinningen beskrivs fullständigt i termer av vissa, dock meningsfulla, polarisationsparametrar. (c) Skalstorleken för en anordning som använder metoden och systemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen ökar inte med ökande våglängd. För HF och lägre frekvenser innehålls uppfinningen i en modul. (d) Alla mätningar orda i enlighet med den föreliggande uppfinningen är virtuellt ögonblickliga (eller av storleksordningen en vågperiod för källan). Inga rotorer är nödvändiga. (e) Det är möjligt att samtidigt skilja mellan flertalet källor. (f) Dataintegritet och noggrannhet garanteras genom maximal möjlig användning av digital teknologi. 512 zíl; Det kommer att inses av fackmannen att den föreliggande uppfinningen kan gestaltas i många andra specifika former utan att frångå dess andemening eller dess väsentliga kännetecken. Den för närvarande visade utförings- formen betraktas därför i alla avseenden att vara belysande och inte begränsande. Uppfinningens omfattning anges av de bifogade patentkraven snarare än den föregående beskrivningen, och alla ändringar vilka faller inom betydelsen och omfattningen av dess ekvivalenter avses vara innefattade i dessa patentkrav.
Claims (10)
1. Metod för att erhålla riktning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vågutbredning genom mätning av elektromagnetiska fältstorheter, kännetecknat av stegen (a) anordnande av en grupp mottagarorgan för mottagning av den elektromagnetiska vågen, _ (b) anordnande av åtminstone tre antennanordningar (5) för mätning av rumsliga komponenter i ett tidberoende elektromagnetiskt vektorfålt (f(t)), varvid varje antennanordning kopplad till ett mottagarorgan bildar en mottagen rumslig signal, (c) digitalisering av den rumsliga signalen bildad av mottagarorganet, (d) användning av en diskret transformationsalgoritrn som påförs vågformsdata för att erhålla spektrumfältdata, varvid varje rumslig komponent i spektrumfältet (F(to)) separeras i en realdel (25) och en imaginärdel (30) för att därvid bilda en helhet med sex storheter, (e) bestämmande av en vektor (V) som är parallell med vågutbrednings- riktningen genom att bilda kryssprodukten för detta spektrumfält (F(m)) och dess Hermite-konjugat (F'f(m)) gånger den imaginära enheten i varvid, i ett kartesianskt system, de tre komponenterna i vektorn (V) erhålls genom att parvis multiplicera (40) dessa sex storheter och summera (45) produkterna.
2. Metod enligt krav 1, kännetecknat av att steget (c) vidare innefattar steget med analog nerkonvertering före steget med digitalisering.
3. Metod enligt krav 1, kännetecknat av att steget (c) vidare innefattar steget med analog nerkonvertering efter steget med digitalisering.
4. Metod enligt krav 1, kännetecknat av att steget (c) vidare innefattar steget med rumslig ortogonalisering efter steget med digitalisering.
5. Metod enligt krav 1, kännetecknat av att steget (e) vidare innefattar steget att bestämma en spektral intensitet (I ) genom kvadrering (60) av var och en av de sex storheterna och summering (65) av produkterna. 512 2,149
6. System för att erhålla ritkning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vägutbredning genom mätning av elektromagnetiska vågfältsegenskaper, kännetecknat av en grupp mottagarorgan för mottagning av en elektromagnetisk våg, åtminstone tre antennanordningar (5) för mätning av rumsliga komponenter i ett tidsberoende elektromagnetiskt vektorfält (f(t)) som representerar den elektromagnetiska vågen, varvid varje antennanordning är kopplad till ett individuellt mottagarorgan för att därmed bilda en mottagen rumslig signal, analog-till-digitalomvandlare (ADC) som utför en digitalisering av de rumsliga signalerna bildade vid varje mottagarorgan, organ för att utföra en diskret transformationsalgoritm (WFT) som påförs vågformsdata för att erhålla spektrumfältdata, varvid varje komponent av detta spektrumfält (F(o>)) separeras i en realdel (25) och en imaginärdel (30) för att därvid bilda en helhet med sex storheter, organ som bestämmer en vektor (V) parallell med vägutbredningens riktning genom att bilda kryssprodukten för detta spektrumfält (F(w)) och dess Hermite-konjugat (Fl(o>)) gånger den imaginära enheten i varvid, i ett kartesianskt system, de tre komponenterna i vektorn (V) erhålls genom att parvis multiplicera (40) dessa sex storheter och summera (45) produkterna.
7. System enligt krav 6, kännetecknat av ett analogt nerkonver- teringsorgan (DC) framför analog-till-digitalomvandlarna (ADC).
8. System enligt krav 6, kännetecknat av att inkludera en process för digital nerkonvertering av signaler till basbandsfrekvenser genom utnyttjande av digitaliserade data efter analog-till-digitalomvandlarna (ADC).
9. System enligt krav 6, kännetecknat av att inkludera en process för rumslig ortogonalisering av vågforrnsdata efter analog-till-digitalomvandlarria (ADC) . 512 21159
10. System enligt krav 6, kännetecknat av organ för beräkning av en spektral intensitet (I) ur spektrumfältet genom att utföra en kvadrering (60) och sedan en summering av de sex storheterna.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9802126A SE512219C2 (sv) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Metod och system för att erhålla riktning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vågutbredning |
PCT/SE1999/001036 WO1999066341A1 (en) | 1998-06-15 | 1999-06-11 | Method and system for obtaining direction of an electromagnetic wave |
EP99931686A EP1095291A1 (en) | 1998-06-15 | 1999-06-11 | Method and system for obtaining direction of an electromagnetic wave |
AU48123/99A AU4812399A (en) | 1998-06-15 | 1999-06-11 | Method and system for obtaining direction of an electromagnetic wave |
US09/719,749 US6407702B1 (en) | 1998-06-15 | 1999-06-11 | Method and system for obtaining direction of an electromagnetic wave |
JP2000555107A JP2002518683A (ja) | 1998-06-15 | 1999-06-11 | 電磁波の方向を求める方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9802126A SE512219C2 (sv) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Metod och system för att erhålla riktning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vågutbredning |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9802126D0 SE9802126D0 (sv) | 1998-06-15 |
SE9802126L SE9802126L (sv) | 1999-12-16 |
SE512219C2 true SE512219C2 (sv) | 2000-02-14 |
Family
ID=20411709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9802126A SE512219C2 (sv) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Metod och system för att erhålla riktning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vågutbredning |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6407702B1 (sv) |
EP (1) | EP1095291A1 (sv) |
JP (1) | JP2002518683A (sv) |
AU (1) | AU4812399A (sv) |
SE (1) | SE512219C2 (sv) |
WO (1) | WO1999066341A1 (sv) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2802303B1 (fr) * | 1999-12-14 | 2002-03-08 | Centre Nat Rech Scient | Procede d'obtention d'une imagerie du sous-sol utilisant un radar a penetration de sol |
FR2818018B1 (fr) * | 2000-12-12 | 2003-02-14 | Thomson Csf | Antenne rayonnante a isolation galvanique |
US7502630B2 (en) * | 2001-06-05 | 2009-03-10 | Intel Corporation | Method and system for transmitting data between a base transceiver station and a subscriber unit |
US6724341B1 (en) * | 2002-01-07 | 2004-04-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Autonomous onboard absolute position and orientation referencing system |
US7193556B1 (en) * | 2002-09-11 | 2007-03-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | System and method for the measurement of full relative position and orientation of objects |
GB2406748A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-06 | Nokia Corp | Digital broadcast receiver module comprising a loop antenna amplifier and demodulator and means for connecting the module to a mobile terminal |
CH697469B1 (de) * | 2004-05-06 | 2008-10-31 | Girsberger Elektronik Ag | Vorrichtung zur Erkennung der Betriebsart Senden eines Lawinenverschütteten-Suchgerà tes. |
WO2007006145A1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | Calgary Scientific Inc. | Polarization analysis and polarization filtering of three-component signals using the s-transform |
TWI337465B (en) * | 2006-03-17 | 2011-02-11 | Compal Electronics Inc | An electronic device with dual antenna structures and their switching method |
US8004463B2 (en) * | 2007-11-19 | 2011-08-23 | Raytheon Company | Systems and methods for determining direction-of-arrival |
US9541370B2 (en) | 2011-09-18 | 2017-01-10 | Elta Systems Ltd. | Compact 3D direction finding and polarization resolving |
SG188758A1 (en) * | 2011-09-18 | 2013-04-30 | Elta Systems Ltd | Compact 3d direction finder |
US9915222B2 (en) * | 2014-03-26 | 2018-03-13 | Cummins Inc. | Diesel piston with semi-hemispherical crown |
IL256639B (en) | 2017-12-28 | 2022-09-01 | Elta Systems Ltd | Compact antenna |
RU2720588C1 (ru) * | 2018-11-15 | 2020-05-12 | Игорь Валерьевич Демичев | Способ и устройство для пространственной селекции электромагнитных волн с последующей поляризационной обработкой сигналов |
IL264289B (en) | 2019-01-16 | 2021-06-30 | Elta Systems Ltd | System and method for characterizing electromagnetic signals |
KR102444088B1 (ko) * | 2019-12-19 | 2022-09-16 | 한국전자통신연구원 | 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법 |
RU2743785C1 (ru) * | 2020-07-13 | 2021-02-26 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ определения местоположения сферического источника светового излучения наземным средством наблюдения |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2140238A (en) * | 1983-05-11 | 1984-11-21 | Racal Communications Equip | Direction finding |
GB2147760B (en) * | 1983-10-07 | 1987-04-15 | Racal Res Ltd | Direction finding systems |
US5323166A (en) * | 1992-11-30 | 1994-06-21 | Nguyen Dung B | Device and method for reconstructing a vector wave from amplitude measurements |
-
1998
- 1998-06-15 SE SE9802126A patent/SE512219C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-06-11 WO PCT/SE1999/001036 patent/WO1999066341A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-06-11 AU AU48123/99A patent/AU4812399A/en not_active Abandoned
- 1999-06-11 US US09/719,749 patent/US6407702B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-11 JP JP2000555107A patent/JP2002518683A/ja active Pending
- 1999-06-11 EP EP99931686A patent/EP1095291A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002518683A (ja) | 2002-06-25 |
AU4812399A (en) | 2000-01-05 |
SE9802126L (sv) | 1999-12-16 |
US6407702B1 (en) | 2002-06-18 |
WO1999066341A1 (en) | 1999-12-23 |
EP1095291A1 (en) | 2001-05-02 |
SE9802126D0 (sv) | 1998-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE512219C2 (sv) | Metod och system för att erhålla riktning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vågutbredning | |
Plapous et al. | Reactance domain MUSIC algorithm for electronically steerable parasitic array radiator | |
US20160077195A1 (en) | Radar imaging via spatial spectrum measurement and MIMO waveforms | |
US20180031689A1 (en) | Multimodal radar system | |
US9664771B2 (en) | Electromagnetic vector sensors (EMVS) apparatus method and system | |
US10416268B2 (en) | Multipolarized vector sensor array antenna system for search and rescue applications | |
CN106338728B (zh) | 雷达系统及其控制方法 | |
Virone et al. | Strong mutual coupling effects on LOFAR: Modeling and in situ validation | |
Buchanan | Theory and applications of aperiodic (random) phased arrays | |
US20140035781A1 (en) | Multi-Polarization Antenna Array For Signal Detection and AOA | |
Ghaemi et al. | A small-aperture, ultrawideband HF/VHF direction-finding system for unmanned aerial vehicles | |
Wang et al. | Experimental assessment of the coarray concept for DoA estimation in wireless communications | |
Garcia‐Fernandez et al. | Unmanned aerial system for antenna measurement and diagnosis: evaluation and testing | |
Re et al. | FMCW radar with enhanced resolution and processing time by beam switching | |
Kornaros et al. | A novel model for direction finding and phase center with practical considerations | |
Bailey et al. | Compact wideband direction-finding antenna | |
Ren | Direction finding using a single antenna with blade modulation | |
CN215986460U (zh) | 基于八面阵相控阵的干扰测向装置 | |
Jackson | 2D direction of arrival estimation using uniform circular arrays with radiation pattern reconfigurable antennas | |
Ding et al. | Elevation and azimuth direction finding by two-element pattern reconfigurable antenna array | |
Wu et al. | Nonuniformly spaced array with the Direct Data Domain method for 2D angle-of-Arrival measurement in electronic support measures application from 6 to 18 GHz | |
Corbin | High frequency direction finding using structurally integrated antennas on a large airborne platform | |
Dana | Electronically scanned arrays (ESAs) and K-space gain formulation | |
Zhang et al. | Intermediate frequency digital receiver based on multi-FPGA system | |
Ejaz et al. | Comparison of spectral and subspace algorithms for FM source estimation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |