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技術 無線信号の到来方向の特定

出願人 フルークコーポレイション
発明者 ピーター・キュー・オークリー
出願日 2014年8月25日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2014-170912
公開日 2015年3月2日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2015-040860
状態 特許登録済
技術分野 方向探知
主要キーワード 方向検出システム 角度指標 位相角度差 請求項並び ピーク測定値 角度候補 クロスオーバー点 角度ゾーン
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

無線信号源物理的場所を特定できるモノパルス・システムを提供する。

解決手段

夫々が無線周波数(RF)を有する無線信号特徴付ける少なくとも2つの入力信号を受信する。入力信号は、少なくとも3つの出力信号に変換される。出力信号は、入力信号の間の各RF位相差に対する対応の大きさの固有組合せを有する。モバイル測定装置を用いて、出力信号に対応する1組の大きさを測定する。測定した1組の大きさに基づいてRF位相角度値を特定する。RF位相角度値は、無線信号の到達方向を示す角度値に変換される。

概要

背景

無線信号方向検出システムを築く1つの既知の方法は、狭帯域幅の単一アンテナを作成することを含む。アンテナが受けた信号が比較的強いとき、無線信号源は、アンテナ・ビームが向いた方向にあるとして知られている。良好な角度分解能信号源の方向を得るには、細いビームが必要である。アンテナのビーム幅は、そのサイズに逆相関する点に留意されたい。充分に狭いビームのアンテナは、不便なことに大きくなる傾向がある。

無線信号の到来方向を特定する他の既知の方法は、連続ロービング技術である。この連続ロービング技術において、2つのビーム(ロブとしても知られている)が2つの異なる方向であるが近傍の方向を指すようにアンテナ・システムを配置する。この技術は、典型的には、連続無線伝送又はレーダーパルスにて2つのビームを交互に且つ連続的に活性化することを含む。これら2つのビームからの信号の強さは、互いに比較することができる。連続ロービング技術において、強いビームの方向にて無線信号源が推測され、強いビームに向かう方向の無線信号の角度を強さの比が示す。連続ロービング技術は、特に細いビーム幅を必要としないので、アンテナを比較的小さくできる。

概要

無線信号源の物理的場所を特定できるモノパルス・システムを提供する。夫々が無線周波数(RF)を有する無線信号を特徴付ける少なくとも2つの入力信号を受信する。入力信号は、少なくとも3つの出力信号に変換される。出力信号は、入力信号の間の各RF位相差に対する対応の大きさの固有組合せを有する。モバイル測定装置を用いて、出力信号に対応する1組の大きさを測定する。測定した1組の大きさに基づいてRF位相角度値を特定する。RF位相角度値は、無線信号の到達方向を示す角度値に変換される。

目的

図示の実施例の目的によれば、概念1として、無線信号の到達方向を特定する方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

無線周波数(RF)を有する無線信号を夫々特徴付ける少なくとも2つの入力信号を受け、上記少なくとも2つの入力信号を、上記少なくとも2つの入力信号の間の各RF位相差に対応する大きさの固有組合せを有する少なくとも3つの出力信号に変換し、上記少なくとも3つの出力信号に対応する1組の大きさを測定し、上記測定した1組の大きさに基づいてRF位相角度値を特定し、上記RF位相角度を、上記無線信号の到来方向を表す角度値に変換する無線信号の到来方向の特定方法

請求項2

少なくとも1つ以上のコンピュータ読み取り可能な蓄積装置と、上記少なくとも1つ以上のコンピュータ読み取り可能な蓄積装置に蓄積された複数のプログラムインストラクションを備え、上記複数のプログラム・インストラクションは、無線周波数(RF)を有する無線信号を夫々特徴付ける少なくとも2つの入力信号を受けるプログラム・インストラクションと、上記少なくとも2つの入力信号を、上記少なくとも2つの入力信号の間の各RF位相差に対応する大きさの固有の組合せを有する少なくとも3つの出力信号に変換するプログラム・インストラクションと、上記少なくとも3つの出力信号に対応する1組の大きさを測定するプログラム・インストラクションと、上記測定した1組の大きさに基づいてRF位相角度値を特定するプログラム・インストラクションと、上記RF位相角度を、上記無線信号の到来方向を表す角度値に変換するプログラム・インストラクションを備える無線信号の到来方向を特定するコンピュータプログラム製品

技術分野

0001

開示した実施例は、一般に、モノパルス・システムに関し、特に、無線信号源物理的場所を特定できるモノパルス・システムに関する。

背景技術

0002

無線信号方向検出システムを築く1つの既知の方法は、狭帯域幅の単一アンテナを作成することを含む。アンテナが受けた信号が比較的強いとき、無線信号源は、アンテナ・ビームが向いた方向にあるとして知られている。良好な角度分解能信号源の方向を得るには、細いビームが必要である。アンテナのビーム幅は、そのサイズに逆相関する点に留意されたい。充分に狭いビームのアンテナは、不便なことに大きくなる傾向がある。

0003

無線信号の到来方向を特定する他の既知の方法は、連続ロービング技術である。この連続ロービング技術において、2つのビーム(ロブとしても知られている)が2つの異なる方向であるが近傍の方向を指すようにアンテナ・システムを配置する。この技術は、典型的には、連続無線伝送又はレーダーパルスにて2つのビームを交互に且つ連続的に活性化することを含む。これら2つのビームからの信号の強さは、互いに比較することができる。連続ロービング技術において、強いビームの方向にて無線信号源が推測され、強いビームに向かう方向の無線信号の角度を強さの比が示す。連続ロービング技術は、特に細いビーム幅を必要としないので、アンテナを比較的小さくできる。

先行技術

0004

特開2002-267729号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、送信機の不安定さ、変化する多経路、及びその他の変動のため、到達方向と無関係な理由により、受信信号の強さが一方のビームの活性化から他方へ変化する。連続ロービング技術に基づく無線信号方向検出システムでは、これらの変化を到達指示の方向として誤解するかもしれない。

課題を解決するための手段

0006

図示の実施例の目的及び利点を説明するが、以下の記述から明らかになろう。図示の実施例の追加の利点は、この記述及びその請求項並びに添付図に特に指摘した装置、システム及び方法により理解でき且つ実現できるであろう。

0007

図示の実施例の目的によれば、概念1として、無線信号の到達方向を特定する方法を提供する。この方法は、無線周波数(RF)を有する無線信号を夫々特徴付ける少なくとも2つの入力信号を受けるステップと;少なくとも2つの入力信号を少なくとも3つの出力信号に変換するステップと;少なくとも3つの出力信号に対応する1組の振幅を測定するステップと;測定した1組の振幅に基づいてRF位相角度値を特定するステップと;RF位相角度値を無線信号の到達方向を表す角度値に変換するステップとを備え;少なくとも3つの出力信号が少なくとも2つの入力信号の間の各RF位相差に対する対応振幅の固有組合せを有する。

0008

概念2として、上述の概念1の方法において、1組の振幅を測定することは、少なくとも3つの出力信号に対応する1組の振幅を測定することを備えている。

0009

概念3として、上述の概念1の方法において、無線信号は、デジタル変調された信号を含む。

0010

概念4として、上述の概念1の方法において、無線信号は、無変調信号を含む。

0011

概念5として、上述の概念1の方法において、少なくとも2つの入力信号を少なくとも3つの出力信号に変換するステップは、電子回路により行われる。

0012

概念6として、上述の概念5の方法において、電子回路は、少なくとも2つの入力信号を受け、第1及び第2出力信号を発生する位相シフト回路と;位相シフト回路の第1出力を受けて第1対の出力信号を発生する第1スプリッタ、及び位相シフト回路の第2出力を受けて第2対の出力信号を発生する第2スプリッタを有する電力スプリット回路と;電力スプリット回路の第1対の出力信号の一方及び電力スプリット回路の第2対の出力信号の一方を受け、これら受けた信号の和である出力信号を発生する電力組合せ回路とを備えている。

0013

概念7として、上述の概念6の方法において、位相シフト回路が直角位相ハイブリッドを備えており、第1及び第2スプリッタがリアクティブ・スプリッタを備えており、電力組合せ回路がウィルキンソン型電力コンバイナを備えている。

0014

概念8として、上述の概念6の方法において、位相シフト回路が直角位相ハイブリッドを備えており、第1及び第2スプリッタがウィルキンソン型スプリッタを備えており、電力組合せ回路がウィルキンソン型電力コンバイナを備えている。

0015

概念9として、上述の概念1の方法において、無線信号のRF位相角度値を特定することは;RF位相角度があり、複数の候補角度を含む角度ゾーンを特定することと;測定した1組の大きさに基づいた最小二乗推定法によってRF位相角度値を推定することによって角度ゾーンを探査することを更に備えている。

0016

概念10として、上述の概念1の方法において、無線信号のRF位相角度値を特定することは;測定した1組の大きさに含まれる各大きさ値に対応する複数の曲線の間の複数のクロスオーバー点識別し;識別した複数のクロスオーバー点に基づいてRF位相角度値を特定することを更に備えている。

0017

概念11として、無線信号の到達方向を特定するコンピュータプログラム製品を提供する。このコンピュータ・プログラム製品は、1つ以上のコンピュータ読み取り可能な蓄積装置と、この1つ以上のコンピュータ読み取り可能な蓄積装置の少なくとも1つに蓄積された複数のプログラムインストラクションとを備えている。これら複数のプログラム・インストラクションは;無線周波数(RF)を有する無線信号を夫々特徴付ける少なくとも2つの入力信号を受けるプログラム・インストラクションと;少なくとも2つの入力信号を、少なくとも2つの入力信号の間の各RF位相差に対応する大きさの固有の組合せを有する少なくとも3つの出力信号に変換するプログラム・インストラクションと;少なくとも3つの出力信号に対応する1組の大きさを測定するプログラム・インストラクションと;測定した1組の大きさに基づいてRF位相角度値を特定するプログラム・インストラクションと;RF位相角度を、無線信号の到来方向を示す角度値に変換するプログラム・インストラクションとを備えている。

0018

概念12として、上述のクレーム11のコンピュータ・プログラム製品において、1組の大きさを測定するプログラム・インストラクションは、少なくとも3つの出力信号に対応する1組の振幅を測定するプログラム・インストラクションを備えている。

0019

概念13として、上述の概念11の方法において、無線信号は、デジタル変調信号を含む。

0020

概念14として、上述の概念11の方法において、無線信号は、無変調信号を含む。

0021

概念15として、上述の概念11の方法において、無線信号のRF位相値を特定するプログラム・インストラクションは;RF位相角度があり、複数の候補角度を含む角度ゾーンを特定するプログラム・インストラクションと;測定した1組の大きさに基づいた最小二乗推定法によってRF位相角度値を推定することによって角度ゾーンを探査するプログラム・インストラクションとを更に備えている。

0022

概念16として、上述の概念11の方法において、無線信号のRF位相角度値を特定するプログラム・インストラクションは;測定した1組の大きさに含まれる各大きさ値に対応する複数の曲線の間の複数のクロスオーバー点を識別するプログラム・インストラクションと;識別した複数のクロスオーバー点に基づいてRF位相角度値を特定するプログラム・インストラクションとを更に備えている。

0023

概念17として、上述の概念15の方法において、角度ゾーンを特定するプログラム・インストラクションは、任意の2組の測定した大きさが互いに等しいか否かを特定するプログラム・インストラクションを更に備えている。

0024

概念18として、上述の概念15の方法において、角度ゾーン内の複数の候補角度は、約1度だけ離れている。

発明の効果

0025

概念1〜10において、無線信号の到達方向を特定する方法及びシステムが記載されており、無線周波数(RF)を有する無線信号を特徴付ける少なくとも2つの入力信号を受ける。これら入力信号を少なくとも3つの出力信号に変換する。これら出力信号は、入力信号の間の各RF位相差用の対応する大きさの固有の組合せを有する。出力信号に対応する1組の大きさを測定する。測定した1組の大きさに基づいてRF位相角度値を特定する。このRF位相角度値は、無線信号の到達方向を示す角度値に変換される。無線信号源の物理的場所を特定することが可能になる。

0026

概念11〜18において、無線信号の到達方向を特定するコンピュータ・プログラム製品を提供する。コンピュータ・プログラム製品は、1つ以上のコンピュータ読み取り可能な蓄積装置と、1つ以上のコンピュータ読み取り可能な蓄積装置に蓄積された複数のプログラム・インストラクションとを備えている。これら複数のプログラム・インストラクションは、無線周波数(RF)を有する無線信号を夫々特徴付ける少なくとも2つの入力信号を受けるプログラマブル・インストラクションを備えている。複数のプログラム・インストラクションは、少なくとも2つの入力信号を少なくとも3つの出力信号に変換するプログラム・インストラクションを更に備えている。少なくとも3つの出力信号は、少なくとも2つの入力信号の間の各RF位相差用の対応する大きさの固有の組合せを有する。複数のプログラム・インストラクションは、少なくとも3つの出力信号に対応する1組の大きさを測定するプログラム・インストラクションを更に備えている。複数のプログラム・インストラクションは、測定した1組の大きさに基づいてRF位相角度値を特定するプログラム・インストラクションを更に備えている。複数のプログラム・インストラクションは、RF位相角度値を、無線信号の到達方向を示す角度値に変換するプログラム・インストラクションを更に備えている。無線信号源の物理的場所を特定することも可能になる。

図面の簡単な説明

0027

付随添付物及び/又は図面は、本開示による種々の制限のない例示の発明概念を示している。
図1は、本発明の説明用実施例を実現する例示のコンピュータ環境の構成要素を示す。
図2は、本発明の説明用実施例により、無線信号の到達方向(DOA)を特定する際に用いる幾何学的関係を示す。
図3は、説明用実施例による位相角度測定回路高レベルブロック図を表す。
図4は、図3の位相角度測定回路の詳細なブロック図である。
図5は、図3の位相角度測定回路の例示の物理的レイアウトの配置を表す。
図6は、本発明の説明用実施例により、無線信号のDOAを特定するのに用いることができるシステムの詳細図を説明する。
図7は、本発明の説明用実施例により、出力電力測定値に対する等しい入力の入力位相を説明するグラフである。
図8は、本発明の説明用実施例により、出力電力測定値に対する等しくない入力の入力位相を説明するグラフである。
図9は、本発明の説明用実施例によるDOAアナライザ・プログラムの動作ステップの流れ図である。
図10は、本発明の説明用実施例により、DOAアナライザ・プログラムが用いる特定角度及び確度ゾーンを説明する。
図11は、本発明の説明用実施例による図1及び6のサーバー・コンピュータの内部及び外部構成要素を説明する。

0028

[実施例の詳細説明]
添付図を参照して本発明をより詳細に説明する。ここで、本発明の説明用実施例を示すが、同様な参照番号は、同様な要素を示す。以下に記載する説明用実施例は、本発明を単に説明するものであるので、本発明は、この説明用実施例に何ら限定されるものではなく、当業者に明らかな如く種々の形式で実施できる。よって、ここに開示する如何なる構造的及び機能的な詳細も限定を意図するものではなく、単に請求項の根拠として、本発明を種々に利用する当業者に教えるための見本であることが理解できよう。さらに、ここで用いる用語及び熟語は、限定を意図するものではなく、本発明を理解する記述を提供するものである。

0029

定義しない限り、ここで用いる技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術における当業者が通常に理解できるのと同じ意味である。ここで説明するのと類似又は等価な如何なる方法及び素材も本発明の実行又はテストに用いることができるが、ここでは例示的な方法及び素材について記載する。

0030

図1〜11を参照して更に後述するように、1つの概念における本発明の説明用実施例は、一般に、モノパルス技術を用いた無線信号源の物理的場所を特定するシステムに関する。このモノパルス技術は、単一の無線伝送又はレーダー・パルスからのDOAデータを特定することによって、上述の連続ロービング技術の欠点と取り組む。本発明の実施例によれば、図6に示すシステムは、少なくとも2つの分離したアンテナが受信した信号の間の位相差を測定し、この差を、2つの受信信号の間の各可能な無線周波数(RF)位相角度差用の大きさの固有の組合せに変換する。このシステムは、大きさ測定値の固有の組合せに基づいて、DOAの特定を実行するためにDOAアナライザ・プログラム(図1に示す)を更に含んでいる。

0031

図1を参照すると、本発明の説明用実施例を実行できる例示のコンピュータ環境を示している。図1は、1つの実施説明としてのみ示され、異なる実施例を実現できる環境に関連して如何なる限定も意図するものではないことが明らかであろう。この図示の環境に多くの変更が可能である。

0032

コンピュータ・システム100は、コンピュータのネットワークである。図示の例において、コンピュータ・システム100は、互いに通信を行うプロトコルに適する伝送制御プロトコルインターネット・プロトコルを用いるネットワーク及びゲートウェイの世界的な集合を表すネットワーク102によるインターネットである。インターネットの心臓部は、データ及びメッセージをやり取りする数千の商業、政府教育及び他のコンピュータ・システムから成るメジャーノード又はホスト・コンピュータの間の高速データ通信線のバックボーンである。勿論、コンピュータ・システム100は、インターネット、ローカルエリア・ネットワーク(LAN)又はワイド・エリア・ネットワーク(WAN)の如き多くの異なる形式のネットワークとしても実現できる。ネットワーク102は、コンピュータ・システム100内で互いに接続された種々の装置及びコンピュータの間の通信リンクを提供するのに用いる媒体である。ネットワーク102は、有線の如き接続、無線通信リンク、又はファイバ光ケーブルを含んでもよい。

0033

クライエント・コンピュータ118及び120は、ネットワーク102に接続される。クライエント・コンピュータ118及び120は、例えば、移動体装置電話テレビ受像器携帯電話パーソナルデジタルアシスタントネットブックラップトップ・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、及び/又は任意の形式の計算装置でもよく、例えば、ユーザ・インタフェース(UI)126及び128を介してユーザにDOA特定結果を示すことができる。UI126及び128は、例えば、グラフィック・ユーザ・インタフェース(GUI)又はウェブ・ユーザ・インタフェース(WUI)にすることができる。

0034

サーバー・コンピュータ106及びストレージユニット122もネットワーク102に接続される。コンピュータ・システム100は、図示しない追加的なサーバー・コンピュータ、クライエント・コンピュータ、表示器及び他の装置を含んでもよい。この例において、クライエント・コンピュータ118及び120は、サーバー・コンピュータ106のクライエントである。サーバー・コンピュータ106は、入力装置108及び周辺装置110を含んでもよい。

0035

コンピュータ・システム100内に配置されたDOAアナライザ・プログラム130は、サーバー・コンピュータ106に内部ストレージ112を包む1つ以上のコンピュータ読出し可能なストレージ装置に蓄積されたプログラム・インストラクションを備えている。DOAアナライザ・プログラム130は、例えば、図9と共に更に後述する如く、受信した無線信号の信号源の物理的場所を特定するコンピュータ・プログラム又はプログラム構成要素である。DOAアナライザ・プログラム130が用いるために収集、発生及び維持されたデータは、サーバー・コンピュータ106の内部ストレージ112に又はストレージ・ユニット122の1つ以上のデータベース124に維持される。

0036

図2を参照すれば、本発明の説明用実施例により無線信号のDOAを特定するのに用いる幾何学的関係が示されている。対のアンテナ202、204が距離「d」206だけ離れているので、アンテナ202、204への角度φ212での波形入射は、アンテナ202、204内で発生した電気信号での位相差を提供する。ベースライン214の垂直に関連した角度φ212を測定することにより、無線信号の到達の角度方向が得られる。説明のため、受信した無線信号は、充分に離れているので、対応する無線波をほぼ平面波としてモデル化できると仮定する。さらに、平面波の特別な位相面210が時点t1にて第1アンテナ202に到達すると仮定する。有限伝搬速度により、位相面210は、その後の時点t2にて第2アンテナ204に到達する。当該分野にて既知の如く、t1及びt2の間の時間間隔Δtは、アンテナ202、204が受信した信号の間で測定された等価RF位相差αに変換できる。

0037

図2戻り参照すると、時間間隔Δtにて移動する位相面210での距離208は、次の式で表される。

0038

0039

時間間隔Δtは、移動した距離208を速度で除算した値である。

0040

0041

ここで、cは、光の速度である。時間間隔Δtも、次式のように2つのアンテナ202、204の間で測定されたRF位相角度差α(ラジアン)に関連する。

0042

0043

ここで、fは、ヘルツにおける測定したRF周波数である。式(1)、(2)及び(3)を組合せ、到達方向の解く

0044

0045

本発明の説明用実施例は、受信した無線信号波の到達方向φ212を示す測定値にRF位相角度差αの測定値を直接変換できるという事実を用いる。

0046

図6は、システムの詳細なブロック図を示す。このシステムを用いて、本発明の説明用実施例により無線信号のDOAを特定する。図6に示すように、DOA特定システム600は、対のアンテナ202、204と、位相角度測定回路302と、モバイル測定装置602と、図1のサーバー・コンピュータ106とを含んでもよい。説明及び検討を簡略にするために、図1のコンピュータ・システムのサーバー・コンピュータ106のみを図6に示す。DOA特定システム600の種々の構成要素は、更に後述する。

0047

図3を参照すれば、図6の位相角度測定回路302の高レベルのブロック図が示されている。説明用実施例によれば、位相角度測定回路302は、対のアンテナ202、204が入力として受信した無線信号を表す2つの信号を得る。位相角度測定回路302は、1組の3つの出力を発生する。有利な点として、生成した1組は、2つの入力信号の間の可能なRF位相角度の各々の大きさの固有の組合せを含んでいる。

0048

無線信号の受信に応答して、アンテナ202及び204は、RFキャリア電圧V1及びV2を発生する。ここでは、以後、これらRFキャリア電圧を第1入力信号(V1)304及び第2入力信号(V2)306と呼ぶ。これら2つの入力信号304、306が入力として位相角度測定回路302に供給されるとき、回路302は、例えば、第1出力信号(V3)308、第2出力信号(V4)309及び第3出力信号(V5)310の如き3つの出力信号を発生するように構成されている。これら出力信号308、309及び310は、個別の大きさ及び位相を有する。しかし、DOA特定システム600は、出力信号308、309及び310の大きさ成分のみに関係する。

0049

図4を参照すれば、本発明の説明用実施例による図3の位相角度測定回路302の詳細なブロック図が示されている。ある説明用回路配置において、位相角度測定回路302は、位相シフト回路要素と、電力スプリット回路要素と、電力組合せ回路要素とを含んでもよい。

0050

本発明の一実施例において、位相シフト回路要素は、直角位相ハイブリッド402を含んでもよい。直角位相ハイブリッド402は、2つの入力を受け入れ、2つの出力を引渡し、入力から出力に種々の方法で電力レベルを調整し、一方又は両方の出力の位相を潜在的に変化させる装置である。本発明の一実施例によれば、直角位相ハイブリッド402の第1出力信号412は、90度だけ位相シフトされた第1入力信号304と、180度だけ位相シフトされた第2入力信号306との和を表す。直角位相ハイブリッド402の第2出力信号414は、180度だけ位相シフトされた第1入力信号304と、90度だけ位相シフトされた第2入力信号306との和を表す。

0051

本発明の一実施例において、電力スプリット回路の構成要素は、1対のスプリッタ406及び408を含んでいる。スプリッタ406及び408の各々は、第1出力信号412及び第2出力信号414の各々を分離するように構成されている。第1スプリッタ406は、位相シフト回路402の第1出力信号412の複製である第1対の出力信号416及び308を発生する。同様に、第2スプリッタ408は、位相シフト回路402の第2出力信号414の複製である第2対の出力信号418及び312を発生する。本発明の一実施例において、第1スプリッタ406及び第2スプリッタ408は、特性インピーダンスが約70.7オームである1対の4分の1波長(λ/4)伝送線部分から成るリアクティブ・スプリッタを備えている。他の実施例において、第1スプリッタ406及び第2スプリッタ408は、ウィルキンソン型スプリッタとして実現してもよい。

0052

本発明の一実施例において、電力組合せ回路は、ウィルキンソン型電力コンバイナ410を含んでもよい。ウィルキンソン・コンバイナ410は、第1スプリッタ406の出力信号416の第1対の一方と、第2スプリッタ408の出力信号418の第2対の一方を受ける。ウィルキンソン・コンバイナ410は、受信した入力信号416及び418の和で構成される出力信号310を発生する。少なくともいくつかの実施例において、入力信号416及び418が異なり、差信号が電力組合せ回路に現れるので、ウィルキンソン型電力コンバイナ410は、抵抗器を含んでいる。

0053

よって、説明用実施例によれば、位相角度測定回路302は、1対のアンテナ202及び204が受信した無線信号を表す2つの入力信号304及び306を得る。位相角度測定回路302は、1組の3つの出力信号308、310、312を発生する。位相角度測定回路302の第1出力信号308は、第1スプリッタ406の出力信号の一方を含む。位相角度測定回路302の第3出力信号312は、第2スプリッタ408の出力信号の一方を含む。位相角度測定回路302の第2出力信号310は、ウィルキンソン型電力コンバイナ410からの上述の出力を含む。有利な点として、発生した1組の出力信号308、310、312は、2つの入力信号304及び306の間の各可能なRF位相角度差の大きさの固有の組合せを含む。

0054

さて、図5を参照すると、図3の位相角度測定回路の例示の物理的レイアウト配置が示されている。1つの説明用実施例において、位相角度測定回路302は、マイクロストリップ伝送線を用いて実現できる。他の実施例において、例えば、ウェーブガイド共面伝送線及び同軸ケーブルの如き異なる形式の伝送媒体を用いてもよいが、これらに限定されるものではない。説明用実施例において、各マイクロストリップ伝送線は、接地面を形成する接地導体と、少なくとも1つの信号線とを含んでもよい。一般的に、伝送線は、任意の適切な数の信号導体を含んでいる。図5に示す実施例において、3つの異なる形式のマイクロストリップ伝送線を用いている。

0055

直角位相ハイブリッド402は、相互接続用伝送線の特性インピーダンスが50オームであるシステムにて動作するように設計されている。上述のように、直角位相ハイブリッド402は、出力ポートにて信号電力を等しく分割するように設計されているので、ハイブリッド入力304、306及び出力412、412に対応する中間幅分路伝送線部分は、約50オームのインピーダンスを有するように設計できる。広い直列伝送線部分502は、約35オームのインピーダンスを有する。広い直列伝送線部分502は、図5に示すようにほぼリング形の形状を有する。直角位相ハイブリッド402は、従来のリング形伝送線を有するように示したが、本発明の種々の実施例において、これらに限定されないが、例えば、結合されたライン型の直角ハイブリッド、広い幅のハイブリッド、ラング・ハイブリッドなどの如き他の形式の直角位相ハイブリッドを用いてもよいことに留意されたい。第1スプリッタ406及び第2スプリッタ408並びにウィルキンソン型電力コンバイナ410を形成する狭い伝送線部分は、約70オームに等しいインピーダンスを有する。図示した要素に加えて、位相角度測定回路302は、約100オームに等しいインピーダンスを有する抵抗器(図5に示さず)を含んでもよい。この抵抗器は、ウィルキンソン型電力コンバイナ410の入力416及び418の間の狭いギャップ504を交差するように配置される。いくつかの実施例において、第1スプリッタ406及び第2スプリッタ408並びにウィルキンソン型電力コンバイナ410は、マジックティ・ハイブリッドとして実現できる。代替の実施例において、直角位相ハイブリッド402、第1スプリッタ406、第2スプリッタ408及びウィルキンソン型電力コンバイナ410は、ひとまとめにしたエレメント構成要素にできる。

0056

図6に戻って参照すれば、図示のDOA特定システム600は、これらに限定されないが、例えば、図6に示すようにほぼ螺旋形状の少なくとも2つの円偏波アンテナ202及び204を有する。対のアンテナ202、204は、図6に示すように、位相角度測定回路302に接続される。本発明の実施例によれば、位相角度測定回路302の3つの出力308、310、312は、例えば、対応するSMコネクタ604を介してモバイル測定装置602に接続される。モバイル測定装置602は、位相角度測定装置302が発生した3つの出力信号308、310、312の信号電力を測定するように構成されている。本発明の実施例において、モバイル測定装置602は、位相角度測定回路302が発生した出力信号308、310及び312の振幅を測定し蓄積できる複数の電力メータを含んでいる。上述の構成要素に加えて、DOA特定システム600は、ネットワーク102を介してリンクされたサーバー・コンピュータ106の如き1つ以上のコンピュータから構成されたコンピュータ・システム100(図1に示す)を含む。本発明の実施例によれば、少なくともサーバー・コンピュータ106で部分的に実行されるDOAアナライザ・プログラム130は、モバイル測定装置602が得た測定値を受け、DOA角度を計算し、計算した結果を1つ以上のクライエント・コンピュータ118、120に伝送するように構成されている。クライエント・コンピュータ118、120は、例えば、UI126、128を用いて、計算結果をユーザに示す。

0057

図2に戻って参照すると、第1アンテナ202及び第2アンテナ204がラジアン周波数ωの無線信号を受けると、これらは、同じ周波数の第1入力信号(V1)304及び第2入力信号(V2)306を発生する。受信した無線信号が狭帯域信号(WLAN信号の如き)であると仮定すると、入力信号304及び306は、コサイン波として表すことができる。

0058

0059

ここで、V2は、位相基準信号であり、入力信号V1304及びV2306は、同じ又は異なる振幅を有する。
図4に関連して上述したように、本発明の一実施例によれば、直角位相ハイブリッド402の第1出力信号412は、90度だけ位相シフトされた第1入力信号304と、180度だけ位相シフトされた第2入力信号306との和を表す。更に上述したように、第1スプリッタ406は、直角位相ハイブリッド402の第1出力信号412を複製する位相角度測定回路302の第1出力信号(V3)308を発生する。よって、位相角度測定回路302の第1出力信号308は、以下の式(6)によって示される。

0060

0061

いくつかの三角関数公式を式(6)に適用すると、次の式(7)が実数虚数の形式で得られる。

0062

0063

ここで、cosωt部分の前の係数は、第1出力信号(V3)308の実数部であり、sinωt部分の前の係数は、虚数部である。当該技術分野で理解できるように、Vは大きさを表し、電力は、P=|V|2/(2R)として計算できるので、第1出力信号308に対応する平均電力を特定する場合において、次式(8)により電力を計算できる。

0064

0065

0066

0067

簡略化すると、P3に対する最終式(10)が得られる。

0068

0069

上述と同様な方法において、位相角度測定回路302の第2出力信号(V4)308及び第3出力信号(V5)310に夫々対応する大きさ(P4及びP5)が見つかる。

0070

0071

0072

まとめて、式(10)、(11)及び(12)は、式(13)の非線形系を形成する。

0073

0074

利点として、式(13)の非線形系は、2つの入力信号304及び306の間のあり得る各RF位相角度αの差に対する電力の大きさ(P3、P4及びP5)の固有の組合せを生じる。

0075

図7は、等しい大きさの入力信号304及び306の特別な場合においてαの変化による式(13)の非線形系の動きを示す。図7に示すグラフにおいて、水平軸は、−180度から+180度までで変化する可変RF位相角度αの値を示す。図7に示すグラフの垂直軸は、平均電力の値を示す。入力信号304及び306が同じ大きさであっても、各可能なRF位相角度αに対して位相角度測定回路302が、大きさ(曲線702が表すP3、曲線704が表すP4、及び曲線706が表すP5)の固有の組合せを発生させる点に留意されたい。図9を参照して後述するように、3つの特徴のある電力の大きさ(P3、P4及びP5)の測定値に基づいてRF位相角度αを特定するために、関係を反転させることによって、DOAアナライザ・プログラム130は、この固有の特性の利点を得る。さらに、図7は、電力振幅のクロスオーバー点708、710、712及び714を表す。上述の如く、これら電力クロスオーバー点708、710、712及び714は、入力信号304及び306の相対振幅に関係なく、同じ角度値にて生じる。

0076

図8は、入力信号304及び306の大きさが異なる別の固有の場合に、αが変化する式(13)の非線形系の動きを示す。図8に示す説明例において、入力信号の1つ、例えば、第1入力信号304は、電力の大きさが約1ミリワットであり、他の入力信号(第2入力信号306)は、電力の大きさが約0.1ミリワットである。図8に示す如く、入力信号304及び306の電力の大きさが等しくないとき、位相角度測定回路302が発生した出力電力の大きさ(曲線802で示すP3、曲線804で示すP4、及び曲線806で示すP5)の組合せは、異なる入力RF位相角度αに対して依然として固有のものである。図8は、また、この特別な場合の電力振幅クロスオーバー点808、810、812及び814を表す。

0077

図9を参照すれば、本発明の実施例によるDOAアナライザ・プログラム130の動作ステップの流れ図が示されている。DOAアナライザ・プログラム130は、例えば、コンピュータ・プログラム又はプログラム構成要素であり、受信した無線信号の信号源の物理的場所を特定する。例えば、サーバー・コンピュータ106にて実行されるDOAアナライザ・プログラム130は、1つ以上のコンピュータ読み取り可能なストレージ装置に蓄積されたプログラム・インストラクションを備えている。これらストレージ装置は、サーバー・コンピュータ106上の内部ストレージ112を含んでもよい。本発明の実施例によれば、後述の如く、モバイル測定装置602が得た電力振幅測定値(P3、P4及びP5)を受信し且つ処理するようにDOAアナライザ・プログラム130が構成されている。DOAアナライザ・プログラム130は、式(13)の非線形系を用いて、受信した電力振幅測定値(P3、P4及びP5)に基づいて、先ず、RF位相角度αを特定する。次に、DOAアナライザ・プログラム130は、RF位相角度αをDOAの角度指標に変換する。

0078

ステップ901にて開始し、DOAアナライザ・プログラム130は、モバイル測定装置602(図6に示す)から電力振幅測定値(P3、P4及びP5)を受ける。モバイル測定装置602がステップ901にて対数単位の読み取り値を生成すると、DOAアナライザ・プログラム130は、電力振幅測定値を対数単位から、例えば、これに限定しないがミリワット(mW)の如き線形単位に変換する。

0079

ステップ902にて、DOAアナライザ・プログラム130は、ステップ901で受信した3つの電力振幅測定値の全てが等しいか否かを判断する。これら3つの測定した電力振幅が数学的に等しい(P3=P4=P5)ことが物理的に可能であるが、これが生じるのは、振幅値がゼロに等しい第1入力信号304又は第2入力信号306を生成するときである点に留意されたい。当該技術分野で既知のように、ゼロ振幅信号の位相は、定義されない。したがって、ゼロ信号及び任意の他の信号の間の位相差も定義されない。この場合は、実際には比較的まれに予測される。その理由は、例えば、第1アンテナ202(図2に示す)に無線信号が到達すると、典型的には、第2アンテナ204は、同じ無線信号の少なくとも一部を受信するためである。明瞭にするために、本発明の実施例は、この場合を無視できるとみなし、DOAアナライザ・プログラム130は、かかる測定値が無効であるとみなす。よって、3つの測定した電力振幅が等しいとの判断(判断ブロック902にてイエス分岐)に応答して、DOAアナライザ・プログラム130は、ステップ901に戻り、電力信号ピーク測定値の有効な組を待つ。

0080

次に、これら3つの測定した電力振幅が等しくないとの判断(判断ブロック902にてノーの分岐)に応答して、DOAアナライザ・プログラム130は、ステップ904にて、受信した3つの電力振幅測定値(P3、P4及びP5)の任意の2つが等しいか否かの判断をする。本発明の実施例によれば、この判断は、電力振幅クロスオーバー点708、710、712、714及び808、810、812及び814(夫々図7及び8に示す)に対応する特別な角度に対して最小の計算でRF位相角度を識別する方法を提供する。後述するように、3つの電力振幅測定値(P3、P4及びP5)の相対振幅にかかわらず、電力振幅クロスオーバー点708〜714及び808〜814は、常に同じ特定の角度で生じる。

0081

図10を参照すれば、電力振幅クロスオーバー点708〜714に対応する特別な角度が示されている。本発明の実施例によれば、特別な角度は、α01014、±α11016、±α21018及び±α31020を含む。

0082

測定した電力の大きさを表す曲線の対称性により、第1特別角度α01014が0°にて生じる。例えば、図7に示すように、電力の大きさP1を表す曲線702は、電力の大きさP5を表す曲線706と対称であり、この対称性によってクロスオーバー点714が生じる。よって、図10において、第1特別角度α01014は、クロスオーバー点714に対応し、次の式(14)により表すことができる。
α0=0° (14)

0083

電力振幅クロスオーバー点708〜714及び808〜814に対応する他の特別な角度を見つけることができる。電力振幅P4が電力振幅P5に等しいとき、第2特別角度α11016が生じる。この関係を以下の式(15)により表すことができる。

0084

0085

簡略化により、以下の式(16)を生成する。
cosα1 = sinα1 (16)

0086

周知の三角関数の公式を用いて、第2特別角度α11016を特定できる。これは、以下の式(17)により表すことができる。
α1 = 45° (17)

0087

同様な方法で、第3特別角度α21018が見つかる。より厳密には、電力の大きさP3が電力の大きさP4と等しいときに、第3特別角度α21018が生じる。この式は、以下の式(18)により表すことができる。

0088

0089

簡略化により、以下の式(19)を生成する。
−sinα2= cosα2 (19)

0090

周知の三角関数の公式を再び用いると、第3特別角度α21018を特定できる。これは、以下の式(20)により表すことができる。
α2=135° (20)

0091

測定した電力の大きさを表す曲線の対称性により、第4特別角度α31020が180°にて生じる。例えば、図7に示すように、電力の大きさP3を表す曲線702は、電力の大きさP5を表す曲線706と対称であり、この対称性によって、クロスオーバー点710及び712が生じる。よって、図10において、第4特別角度±α31020は、クロスオーバー点710及び712に対応し、以下の式(21)により表せる。
α0=180° (21)

0092

本発明の実施例によれば、上述に基づき、いくつかの特別な場合において、DOAアナライザ・プログラム130は、受信した電力振幅測定値(P3、P4及びP5)の任意の2つが互いに等しいかを判断すると共に、第3電力振幅測定値が、等しい電力振幅測定値より大きいか又は小さいかを判断することにより、RF位相角度αを識別できる。以下の表1は、DOAアナライザ・プログラム130が、2つの電力振幅測定値が等しいとの判断に応答して、RF位相角度αをどの様に識別するかを要約している。

0093

0094

図9に戻って参照すれば、受信した3つの電力振幅測定値の任意の2つが互いに等しいとの判断(判断ブロック904でのイエスの分岐)に応答して、ステップ906にて、DOAアナライザ・プログラム130は、例えば、上述の表1を考察することにより、RF位相角度αを特定できる。本発明の一実施例によれば、表1は、ストレージ・ユニット122の1つ以上のデータベース124(図1に示す)内に蓄積される。代替の実施例によれば、表1は、複数の条件として、DOAアナライザ・プログラム130のプログラム・インストラクション内に含まれる。

0095

本発明の実施例によれば、受信した3つの電力振幅測定値の2つが等しくないとの判断(判断ブロック904にてノーの分岐)に応答して、DOAアナライザ・プログラム130は、ステップ908及び910に関連した後述の検索技術を用いてRF位相角度αを計算できる。

0096

ステップ908にて、DOAアナライザ・プログラム130は、先ず、関心のあるRF位相角度が存在するだろう角度ゾーンを特定することにより、検索の範囲を減らす。図10に戻って参照すれば、複数のアナログ・ゾーン1002〜1012が示されており、RF位相角度αは、−180度から+180度まで変化する。本発明の実施例によれば、DOAアナライザ・プログラム130は、受信した電力振幅測定値(P3、P4及びP5)の全てを比較して、角度ゾーンを特定する。以下の表2は、DOAアナライザ・プログラム130が、要求された比較に基づいて、角度ゾーンをどの様に識別するかを要約する。

0097

0098

例えば、P3>P5>P4との判断に応答して、DOAアナライザ・プログラムは、関心のあるRF位相角度αが存在する角度ゾーンとして第1角度ゾーン1002を識別できる。同様に、P4>P3>P5との判断に応答して、DOAアナライザ・プログラムは、関心のあるRF位相角度αが存在する位相ゾーンとして第3角度ゾーン1006を識別できる。本発明の一実施例によれば、表2をストレージ・ユニット122の1つ以上のデータベース(図1に示す)内に蓄積できる。代替の実施例によれば、DOAアナライザ・プログラム130のプログラム・インストラクション内の複数の条件記述として表2を含んでもよい。

0099

図10に戻り参照すれば、DOAアナライザ・プログラム130は、上述のステップ906にて、電力振幅クロスオーバー点708〜714に対応する特別角度に対する計算を実行し、これら特別角度はこれらが隣接するゾーンから除かれる点に留意されたい。例えば、第2特別角度α11016が45°に等しく、第5特別角度α21018が135°に等しければ、第5角度ゾーン1010は、46°から134°の角度を包括的に含む。同様に、第2特別角度α11016が45°に等しく、第1特別角度α01014が0°に等しければ、第4角度ゾーン1008は、1°から44°の角度を包括的に含む。

0100

少なくともいくつかの実施例において、ステップ908にて、DOAアナライザ・プログラム130が特定した角度ゾーンを、RF位相角度αの大雑把な推定値として用いてもよい。すなわち、対のアンテナ202〜204が受信した無線信号の信号源のおおよその物理的場所にユーザが単に関心があるならば、RF位相角度αの大雑把な推定値として角度ゾーンを判断することで充分である。かかる実施例において、DOAアナライザ・プログラム130は、ステップ908で角度ゾーンを特定した後に、後述のステップ910をスキップして、ステップ912に進んでもよい。しかし、より正確な結果を知らせるために、ステップ910にて、DOAアナライザ・プログラム130は、後述の計算を用いて、ステップ908で識別した角度ゾーンを探査してもよい。

0101

説明のためだけに、電力の大きさ(P3、P4及びP5)の固有の組合せを列ベクトルb(22)が以下のように表すと仮定する。

0102

0103

更に、列ベクトルx(23)が未知の構成要素x1及びx2を以下のように含んでいると仮定する。

0104

0105

係数のマトリクスA(24)は、以下のように表せる。

0106

0107

特殊なRF位相角度αに対して、sinα及びcosαを特殊な定数値、例えば、k1及びk2として扱うことができる。よって、係数のマトリクスA(24)は、次のように書き替えることができる。

0108

0109

よって、式(13)の非線形系は、マトリクス式(26)のように、線形代数表記を用いて書き替えることができる。
Ax = b (26)

0110

マトリクス式(26)は、(特殊RF位相角度αに対する)2つの未知における3つの線形式過度の判断の組を表す。2つの未知(x1及びx2)は、列ベクトルx(23)の構成要素である。

0111

本発明の実施例によれば、DOAアナライザ・プログラム130は、例えば、標準最小二乗(LS)推定法を用いて、マトリクス式(26)を解くことができる。標準最小二乗推定法は、当該分野で一般に知られているので、ここでは詳細な説明を行わない。この方法によれば、xのLS推定^xを以下の式(27)が表す。

0112

0113

ここで、ATは、マトリクスAの転置行列を表す。さらに、最小二乗推定法によれば、残余誤差を表す項εは、次の式(28)で表すことができる。

0114

0115

ここで、ATは、マトリクスAの転置行列を表し、I3は、3×3の恒等行列である。残余誤差εは、3つの成分ベクトルε=[ε1, ε2, ε3]Tで表せる。ここで、ε1, ε2, ε3は、測定した電力の大きさbと、対応するAxのLS推定成分電力との間の個別のエラーを表し、Tは、転置行列を表す。説明を簡単にするため、ε1, ε2, ε3がベクトルεの直交成分であると仮定する。当該技術分野で既知のように、ベクトルの大きさは、直交成分の二乗和平方根を求めることにより特定できる。よって、以下の式(29)を用いて、残余誤差ベクトルεの大きさを計算できる。

0116

0117

図9に戻り参照すれば、ステップ910にて、DOAアナライザ・プログラム130がステップ908にて識別した角度ゾーン内の1組の角度候補の各角度に対して式(28)を用いて、DOAアナライザ・プログラム130は、残余誤差εを先ず計算してRF位相角度αを見つける。ここで用いる用語「1組の角度候補」は、所定間隔で分離した角度ゾーン内に含まれるほぼ全ての角度をいう。例えば、本発明の実施例によれば、計算の目的で、DOAアナライザ・プログラム130は、角度ゾーン内の全ての角度が約1°の間隔で分離していると仮定する。その後、DOAアナライザ・プログラム130は、式(29)を用いて、残余誤差εの最小の大きさを有する角度候補を特定して、RF位相角度αを見つける。

0118

少なくとも本発明のいくつかの実施例において、DOAアナライザ・プログラム130は、角度候補の各組における角度候補の各々に対して、式(28)の括弧内の式(A(ATA)-1AT−I3)を予め計算し且つ予め蓄積するオプションのステップを含んでもよい。上述の括弧内の式は、各角度候補に対する一定の3×3のマトリクスを示す点に留意されたい。括弧内の式を予め計算し且つ予め蓄積することにより、DOAアナライザ・プログラム130は、RF位相角度αを特定するのに必要な計算時間を大幅に短縮できる。本発明の実施例によれば、DOAアナライザ・プログラム130は、予め計算した括弧内の式をストレージ・ユニット122の1つ以上のデータベースに蓄積する。

0119

ステップ912において、DOAアナライザ・プログラム130は、RF位相角度αを、受信した無線信号波の到達方向を示す角度φに変換する。本発明の実施例によれば、DOAアナライザ・プログラム130は、上述の式(4)を用いて、上述の変換を実行する。

0120

本発明の代替実施例によれば、DOAアナライザ・プログラム130は、以下に示す式(30)及び(31)を用いて、受信した電力振幅測定値(P3、P4及びP5)に基づいて、RF位相角度αを特定してもよい。

0121

0122

0123

RF位相角度αを計算するこの代替方法は、実施の観点から簡略化された方法である一方、この代替方法は、いくつかの場合において低い精度の結果を生じるかもしれない点に留意されたい。例えば、±90°に近づく角度に対して、式(31)の括弧内の式の分母(2P4−(P3+P5))は、ゼロに近づく。よって、電力振幅測定値における小さなエラーによる分母の小さな変化は、代替の計算方法を用いてDOAアナライザ・プログラム130が特定した結果において、顕著なエラーを生じるかもしれない。

0124

要約すれば、本発明の説明用実施例は、1つの概念において、モノパルス技術を用いて無線信号源の物理的場所を特定するシステムに一般的に関連する。図6に示すシステムは、少なくとも2つの分離したアンテナが受信した信号の間の位相差を測定し、この差を、2つの受信した信号の間の各可能なRF位相角度差に対する電力の大きさの固有の組合せに変換する。このシステムは、電力の大きさの測定値の固有の組合せに基づいてDOAの特定を行うDOAアナライザ・プログラム130(図1)を更に含む。利点として、本発明の説明用実施例は、位相ではなく振幅成分のみの測定も一般的に必要とする。当該技術分野で既知の他の位相比較モノパルス・システムとは異なり、ここで開示したシステムは、単一の角度次元で、3つの区別できる測定チャンネルを用いる。これは、利点である。その理由は、所定のノイズ・レベルに対して、3つの区別できるチャンネルは、2つのチャンネル・システム又は1つのチャンネル・システムの何れかと比較して、平均化により良好なノイズ低減ができるためである。さらに他の概念において、本発明の説明用実施例は、例えば、2つのアンテナにて受信した2つの信号の間の振幅のおける顕著な差の如き種々の無線伝搬係数に影響されない。さらに、変調信号及び被変調信号の両方に対してDOA特定計算を実行するようにDOA特定システム600を構成できることを説明用実施例は考慮している。変調信号に対して、線形無歪み形式では変調パスできる。例えば、電力測定装置602内の複数の電力メータと共に変調器が含まれていると、かかる変調器は、変調に対して動作して、追加の信号情報を生成する。

0125

当業者には明らかな如く、本発明の概念は、システム、方法又はコンピュータ・プログラム製品として実施できる。よって、本発明の概念は、全体的なハードウェアの実施例、全体的なソフトウェア実施例(ファームウェア内蔵ソフトウェアマイクロ・コードなど)、又は、ソフトウェア及びハードウェアの概念を組合せた実施例の形式をとることができ、これらは全てここでは一般的に「回路」、「モジュール」又は「システム」と呼んでもよい。さらに、本発明の概念は、具体化したコンピュータ読み取り可能なプログラム・コードを有する1つ以上のコンピュータ読出し可能な媒体にて実施されるコンピュータ・プログラム製品の形式をとることもできる。

0126

1つ以上のコンピュータ読出し可能な媒体の任意の組合せを用いることもできる。コンピュータ読出し可能な媒体は、コンピュータ読出し可能な信号媒体、又はコンピュータ読出し可能なストレージ媒体でもよい。コンピュータ読出し可能なストレージ媒体は、例えば、電気的、磁気的、光学的、電気磁気的赤外線、又は半導体のシステム、装置又はデバイス、若しくは、これらの任意の適切な組合せでもよいが、これらに限定されるものではない。コンピュータ読出し可能なストレージ媒体の更なる特定例(不完全リスト)は、1つ以上のワイヤを有する電気的接続ポータブル・コンピュータ・ディスケットハードディスクランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリ・メモリ(ROM)、消去可能なプログラマブル・リード・オンリ・メモリ(EPROM又はフラッシュ・メモリ)、光学ファイバ、ポータブル・コンパクトディスク・リード・オンリ・メモリ(CD−ROM)、光学ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、又はこれらの任意適切な組合せを含む。本明細書の文脈において、コンピュータ読出し可能なストレージ媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスにより又はこれらに関連して用いるプログラムを含む又は蓄積できる任意の具体的な媒体でもよい。

0127

コンピュータ読出し可能な信号媒体には、例えば、ベースバンド又はキャリア波の部分にて具体化されたコンピュータ読出し可能なプログラム・コードを伴う伝搬されたデータ信号が含まれる。かかる伝搬された信号は、電気磁気、光又はこれらの任意の適切な組合せを含む種々の形式をとるが、これらに限定されるものではない。コンピュータ読出し可能な信号媒体は、インストラクション実行システム、装置又はデバイスによって又は関連して使用されるためにプログラムを通信する、伝搬する又は伝送することが可能であるが、コンピュータ読出し可能なストレージ媒体ではない任意のコンピュータ読出し可能な媒体でもよい。

0128

コンピュータ読出し可能な媒体にて具体化されるプログラム・コードは、無線、有線、光ファイバケーブル、RFなど、又はこれらの任意の適切な組合せを含む任意の適切な媒体を用いて伝送できるが、これらに限定されるものではない。

0129

本発明の概念に対して動作を実行するコンピュータ・プログラム・コードは、Java(登録商標)、Smalltalk、C++などのオブジェクト指向プログラミング言語や、Cプログラミング言語又は類似のプログラミング言語の如き従来の手続きプログラミング言語を含む1つ以上のプログラミング言語の任意の組合せによって記述できる。プログラム・コードは、全体的にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロン・ソフトウェア・パケットとしては、部分的にユーザのコンピュータ上及び部分的にリモート・コンピュータ上で、又は、全体的にリモート・コンピュータ又はサーバー上で実行できる。後者のシナリオにおいて、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)又はワイド・エリア・ネットワーク(WAN)を含む任意の形式のネットワークを介してリモート・コンピュータをユーザ・コンピュータに接続できるし、又は、(例えば、インターネット・サービスプロバイダを用いたインターネットを介して)外部コンピュータに接続してもよい。

0130

本発明の実施例による方法、装置(システム)及びコンピュータ・プログラム製品の流れ図及び/又はブロック図を参照して本発明の概念を上述した。流れ図及び/又はブロック図の各ブロックと、流れ図及び/又はブロック図内のブロックの組合せは、コンピュータ・プログラム・インストラクションで実現できることが理解できよう。これらコンピュータ・プログラム・インストラクションを汎用コンピュータ、特定目的コンピュータ又は他のプログラマブル・データ処理装置プロセッサに供給してマシーンを構成できる。よって、コンピュータ又は他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサにより実行されるインストラクションは、流れ図及び/又はブロック図の単一又は複数のブロックにて特定される機能/動作を実現する手段を形成する。

0131

これらコンピュータ・プログラム・インストラクションは、コンピュータ、他のプログラマブル・データ処理装置又は他のデバイスを命令できるコンピュータ読出し可能な媒体にも蓄積されて、特定の方法で機能する。よって、コンピュータ読出し可能な媒体に蓄積されたインストラクションは、流れ図及び/又はブロック図の単一又は複数のブロックにて特定された機能/動作を実現するインストラクションを含む製品を生み出す。

0132

コンピュータ、他のプログラマブル・データ処理装置、又は他のデバイスにコンピュータ・プログラム・インストラクションをロードでき、コンピュータ、他のプログラマブル装置又は他のデバイスにて一連の動作ステップを実行し、コンピュータで実行する処理を生成できる。よって、コンピュータ又は他のプログラマブル装置で実行するインストラクションは、流れ図及び/又はブロック図の単一又は複数のブロックにて特定される機能/動作を実現する処理を提供する。

0133

図11は、説明用実施例によるサーバー・コンピュータ106の内部及び外部構成要素を示す。サーバー106は、適切なサーバー・コンピュータの一例に過ぎず、ここで述べる発明の実施例の用途及び機能の範囲を限定しようとするものではない。それにも関わらず、サーバー106は、上述の機能のいずれも実現及び/又は実行できる。

0134

サーバー106は、多くの他の汎用又は特定用途計算システム環境又は構成で動作する。コンピュータ・システム/サーバー106と共に用いるのに適切な周知の計算システム、環境及び/又は構成は、以下に限定するものではないが、パーソナル・コンピュータ・システム、サーバー・コンピュータ・システム、薄型クライエント、厚型クライエント、ハンドヘルド又はラップトップ装置、マルチプロセッサ・システム、マルチプロセス・ベース・システム、セット・トップボックス、プログラマブル・コンシューマエレクトロニクス、ネットワークPC、ミニコンピュータ・システム、メインフレーム・コンピュータ・システム、上述のシステム又は装置の任意のものを有する分散型データ処理環境などを含む。

0135

サーバー106は、コンピュータ・システムが実行するプログラム・モジュールの如きコンピュータ・システムが実行可能なインストラクションの一般的状況にて記載されてもよい。一般的に、プログラム・モジュールは、特定のタスク、又は実行する特定の抽象的データ形式を実行するルーチン、プログラム、オブジェクトコンポーネントロジックデータ構造などを含んでもよい。サーバー106は、分散データ処理環境にて実施でき、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理装置によりタスクを処理できる。分散データ処理環境において、プログラム・モジュールは、メモリ・ストレージ装置を含むローカル及びリモートのコンピュータ・システム・ストレージ媒体に配置される。

0136

サーバー106は、汎用コンピュータ装置の形式で図11に示す。サーバー106の構成要素は、以下に限定しないが、1つ以上のプロセッサ又は処理ユニット1116、システム・メモリ1128、このシステム・メモリ1128を含む種々のシステム構成要素をプロセッサ1116に結合するバス1118を含む。

0137

バス1118は、種々のバス・アーキテクチャの任意のものを用いるメモリ・バス又はメモリ制御器周辺バス加速グラフィック・ポート及びプロセッサ又はローカル・バスを含む任意の種々の形式のバス構造の1つ以上を表す。限定するものではないが例として、かかるアーキテクチャには、インダストリー・スタンダード・アーキテクチャ(ISA)バス、マイクロ・チャンネル・アーキテクチャ(MCA)バス、エンハンスドISA(EISA)バス、ビデオ・エレクトロニクス・スタンダード・アソシエーションVESA)ローカル・バス、ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクトPCI)バスが含まれる。

0138

コンピュータ・サーバー106は、典型的には、種々のコンピュータ・システムが読み取り可能な媒体を含んでいる。かかる媒体は、コンピュータ・サーバー106が受け入れ可能な任意の利用可能な媒体でよく、それには、揮発性及び不揮発性の両方の媒体、取り外し可能又は取り外し不能な媒体が含まれる。

0139

システム・メモリ1128は、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)1130及び/又はキャッシュ・メモリ1132の如き揮発性メモリの形式でコンピュータ・システム読み取り可能な媒体を含む。コンピュータ・サーバー106は、他の取り外し可能/取り外し不能で、揮発性/不揮発性のコンピュータ・システム・ストレージ媒体を更に含む。例示のみために、取り外し不能で不揮発性の磁気媒体(図示せず、典型的には「ハードドライブ」と呼ばれる)と読出し及び書き込みを行うためにストレージ・システム1134を設けることができる。図示しないが、取り外し可能で不揮発性の磁気ディスク(例えば、「フロッピー(登録商標)・ディスク」)と読出し及び書き込みを行うための磁気ディスク・ドライブや、CD−ROM、DVD−ROM又は他の光媒体の如き取り外し可能な不揮発性光ディスクと読出し及び書き込みを行う光ディスク・ドライブを設けることができる。かかる場合、各々は、1つ以上のデータ媒体インタフェースによりバス1118に接続できる。以下に更に示し説明するように、メモリ1128は、本発明の実施例の機能を実行するように構成された1組(例えば、少なくとも1つ)のプログラム・モジュールを有する少なくとも1つのプログラム製品を含んでもよい。

0140

DOAアナライザ・プログラム130の如き1組(少なくとも1つ)のプログラム・モジュール1115を有するプログラム/ユーティリティ1140は、例として、メモリ1128に蓄積される。限定するものではないが、オペレーティング・システム、1つ以上のアプリケーション・プログラム、他のプログラム・モジュール及びプログラム・データも同様である。オペレーティング・システム、1つ以上のアプリケーション・プログラム、他のプログラム・モジュール、プログラム・データ、又はこれらの組合せは、ネットワーク環境の導入を含んでもよい。プログラム・モジュール1115は、ここで述べた本発明の実施例の機能及び/又は手順を一般的に実行する。

0141

キーボードポインティング・デバイス、表示器1124などの如き1つ以上の外部装置1114;ユーザがコンピュータ・サーバー106と相互作用できるようにする1つ以上の装置;及び/又はコンピュータ・サーバー106が1つ以上の他の計算システムと通信できるようにする任意の装置(例えば、ネットワーク・カードモデムなど)とも、コンピュータ・サーバー106は通信ができる。かかる通信は、入力/出力(I/O)インタフェース1122を介して行われる。さらに、コンピュータ・サーバー106は、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、ジェネラル・ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、及び/又はパブリック・ネットワーク(例えば、インターネット)の如き1つ以上のネットワークと、ネットワーク・アダプタ1120を介して通信ができる。示したように、ネットワーク・アダプタ1120は、バス618を介して、コンピュータ・サーバー106の他の構成要素とも通信をする。図示しないが、他のハードウェア及び/又はソフトウェアの構成要素をコンピュータ・サーバー106と共に用いることができる点が理解できよう。例としては、以下に限定されないが、マイクロ・コード、デバイス・ドライバ冗長処理ユニット、外部ディスク・ドライバ・アレイ、RAIDシステム、テープ・ドライブ、データ記録ストレージ・システムなどを含む。

0142

図示した流れ図及びブロック図は、本発明の実施例によるシステム、方法及びコンピュータ・プログラム製品の可能な実施のアーキテクチャ、機能及び動作を示す。この点に関し、流れ図又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント又はコード部分を表す。これらは、特定の論理的機能を実現する1つ以上の実行可能なインストラクションを構成する。いくつかの別の実施において、ブロックが示す機能が図に示す順序で行われなくてもよいことに留意されたい。例えば、図示の連続した2つのブロックは、含まれる機能に応じて、実際には、ほぼ同時に実行してもよいし、これらブロックを時として逆の順序で実行してもよい。ブロック図及び/又は流れ図の各ブロックと、ブロック図及び/又は流れ図における複数のブロックの組合せは、特定機能又は動作を実行する特定目的のハードウェアに基づくシステム、又は特定目的ハードウェア及びコンピュータ・インストラクションの組合せによって実現できる点に留意されたい。

0143

説明のために本発明の種々の実施例を述べたが、開示した実施例に限定しようとするものではない。本発明の要旨及び精神を逸脱することなく、多くの変形変更が可能であることが当業者には明らかであろう。本発明の原理、実際のアプリケーション、又は市場において見つかる技術に対する技術的な改良を最良に説明するために、また、当業者にここで開示した本発明の実施例を理解できるように、本願で用いた用語を選択したものである。

0144

100コンピュータ・システム
102ネットワーク
106サーバー・コンピュータ
108入力装置
110出力装置
112内部ストレージ
118、120クライエント・コンピュータ
122ストレージ・ユニット
124データベース
126、128 ユーザ・インタフェース
130DOAアナライザ・プログラム
202、204アンテナ
302位相角度測定回路
304、306入力信号
308、310、312出力信号
402直角位相ハイブリッド
406、408スプリッタ
410ウィルキンソン型電力コンバイナ
502幅広直列伝送ライン部分
504 狭いギャップ

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