(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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の組合せを有する。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。【選択図】図９
2015040860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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の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。
【発明の詳細な説明】
【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、無線信号源の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。良好な角度分解能で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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２-２６７７２９号公報
【発明の概要】
【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の組合せを有する。
【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を識別し；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】
付随の添付物及び／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】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】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】図３は、説明用実施例による位相角度測定回路の高レベルのブロック図を表す。
【図４】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】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】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】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】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】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】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】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。有限な伝搬速度により、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に戻り参照すると、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】
【数１】
2015040860.tif 000003
【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】
【数２】
2015040860.tif 000004
【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】
【数３】
2015040860.tif 000005
【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】
【数４】
2015040860.tif 000006
【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に対応する中間幅の分路伝送線部分は、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ＳＭＡ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】
【数５】
2015040860.tif 000007
【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】
【数６】
2015040860.tif 000008
【００６１】
いくつかの三角関数の公式を式（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】
【数７】
2015040860.tif 000009
【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】
【数８】
2015040860.tif 000010
【００６５】
2015040860.tif 000011
【００６６】
【数９】
2015040860.tif 000012
【００６７】
簡略化すると、Ｐ3に対する最終式（１０）が得られる。
【００６８】
【数１０】
2015040860.tif 000013
【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】
【数１１】
2015040860.tif 000014
【００７１】
【数１２】
2015040860.tif 000015
【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】
【数１３】
2015040860.tif 000016
【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】
【数１４】
2015040860.tif 000017
【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】
【数１５】
2015040860.tif 000018
【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】
【表１】
2015040860.tif 000019
【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】
【表２】
2015040860.tif 000020
【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】
【数１６】
2015040860.tif 000021
【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】
【数１７】
2015040860.tif 000022
【０１０５】
係数のマトリクスＡ（２４）は、以下のように表せる。
【０１０６】
【数１８】
2015040860.tif 000023
【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】
【数１９】
2015040860.tif 000024
【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つの線形式の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】
【数２０】
2015040860.tif 000025
【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】
【数２１】
2015040860.tif 000026
【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、直交成分の二乗和の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】
【数２２】
2015040860.tif 000027
【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】
【数２３】
2015040860.tif 000028
【０１２２】
【数２４】
2015040860.tif 000029
【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をパスできる。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（不完全なリスト）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・データ処理装置の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の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な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。
【符号の説明】
【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
１３０  ＤＯＡ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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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