(57)【要約】  方向探知機で用いる較正データを提供するための較正方法および較正システムを提供する。前記方法は、相互に所定距離離れた較正送信機に対して、較正受信機が円を描くように相対的な動きを行うようにするステップを含む。前記方法はまた、所定の周波数一覧から、特定の周波数を送信するために用いられる通信周波数信号を準備し、送信するステップを含む。前記準備するステップは、(a)前記通信周波数信号の前記ドウェル時間範囲の値を所定値に設定するステップと、(b)前記較正送信機と前記較正受信機との間の前記ドウェル時間範囲を、共通する同期源のクロック信号により時間同期させるステップと、(c)前記周波数を送信するために前記ドウェル時間範囲内にホップ持続期間を設けるステップと、(d)前記ホップ持続期間の間、前記周波数に対応する前記通信周波数信号を生成するステップとを含む。前記較正受信機側では、前記方法は、前記所定の周波数一覧を走査するステップと、前記ドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の間に送信された周波数信号を傍受するステップと、前記ドウェル時間範囲内で前記ホップ持続期間以外で前記受信機が受信したその他の周波数信号すべてを除去するステップとをさらに含む。
2008538818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方向探知機で用いられる較正データを提供する方法において、改良は、較正送信機側で実行される遠隔較正受信機との通信に適応する以下の方法ステップすべてを含む。
（ａ）所定の周波数一覧から、周波数を送信するために利用される通信周波数信号の少なくとも１つのドウェル時間範囲の所定値を設定するステップと、
（ｂ）共通同期源のクロック信号により、前記較正送信機と前記較正受信機との間で前記少なくとも１つのドウェル時間範囲にわたって時間同期を行うステップと、
（ｃ）前記周波数を送信するために、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内にホップ持続期間を設けるステップと、
（ｄ）前記ホップ持続期間の間、前記周波数に対応する前記通信周波数信号を生成し送信するステップ。
【請求項２】
前記改良は、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲の値が、信号対雑音比の大きさが前記較正受信機で必要とされる大きさの範囲内となるように短く選択されることである、請求項１に記載の較正データを提供する方法。
【請求項３】
前記改良は、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲の値が、０．２ミリ秒および１００ミリ秒の間となることである、請求項１に記載の較正データを提供する方法。
【請求項４】
前記改良は、前記ホップ持続期間が、前記ドウェル時間範囲の中央に位置することである、請求項１に記載の較正データを提供する方法。
【請求項５】
前記改良は、前記ドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の前記提供であり、
前記ドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の所定位置を特定するステップと、
前記ホップ持続期間を前記所定位置にするために必要とされる時間遅延を算出するステップとを含む、請求項１に記載の較正データを提供する方法。
【請求項６】
前記改良は、前記時間遅延の値が、式ｔD＝（ｔDW−ｔh）／２−Ｓ／ｃに従い算出されることであり、ここでは、ｔDが時間遅延、ｔDWがドウェル時間範囲、ｔhがホップ持続期間、Ｓが前記較正送信機と前記較正受信機との間の距離、そしてｃが光速である、請求項５に記載の較正データを提供する方法。
【請求項７】
方向探知機で用いられる較正データを提供する方法において、前記改良は、較正受信機端で実行される較正受信機との通信に適応する以下の方法ステップすべてを含む。
（ａ）同期源のクロック信号により、前記較正送信機と前記較正受信機との間で、所定の周波数一覧から周波数を送信するために利用される通信周波数信号の少なくとも１つのドウェル時間範囲について時間同期を行うステップと、
（ｂ）前記所定の周波数一覧を走査するステップと、
（ｃ）前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内のホップ持続期間の間に送信された周波数信号を傍受するステップと、
（ｄ）前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間以外で前記受信機が受信したその他の周波数信号すべてを除去するステップ。
【請求項８】
前記改良は、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲の値が、信号対雑音比の大きさが前記較正受信機で必要とされる大きさの範囲内となるように短く選択されることである、請求項７に記載の較正データを提供する方法。
【請求項９】
前記改良は、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲の値が、０．２ミリ秒および１００ミリ秒の間となることである、請求項７に記載の較正データを提供する方法。
【請求項１０】
前記改良は、前記ホップ持続期間が、前記ドウェル時間範囲の中央に位置することである、請求項７に記載の較正データを提供する方法。
【請求項１１】
前記改良はさらに、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内で受信した、前記ホップ持続期間とは位置が異なるその他の周波数信号すべてを除去することを含む、請求項１０に記載の較正データを提供する方法。
【請求項１２】
方向探知機で用いられる較正データを提供するための較正システム(３０)であって、送信アンテナ（３１１）と、所定の周波数一覧に対応する通信周波数信号を送信可能な周波数信号生成器（３１２）とを備えた較正送信機（３１）、および前記較正送信機から無線周波数送波を受信するためのアンテナ列（３２３）を備えた遠隔較正受信機（３２）を利用し、
(i)送信機クロック信号および受信機クロック信号をそれぞれ与えるよう構成されている送信機同期モジュール（３１３）および受信機同期モジュール（３２２）と、
(ii)前記送信機同期モジュール（３１３）および前記周波数信号生成器（３１２）に接続され、前記送信機同期クロック信号を受信し、前記通信周波数信号のドウェル時間範囲内に位置するホップ持続期間の間、前記所定の周波数一覧から周波数信号を順番に生成する前記周波数信号生成器（３１２）の操作を作動させるために必要とされる制御信号を生成するよう構成されている制御ユニット（３１４）と、
(iii)前記アンテナ列（３２３）と関連付けられ、前記受信機同期モジュール（３２２）に接続される機上方向探知センサ（３２１）であって、前記所定の周波数一覧を走査し、前記ドウェル時間範囲内に位置するホップ持続期間の間に送信された周波数信号を傍受し、前記ドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間外に受信したその他の周波数信号すべてを除去するよう構成されている前記機上方向探知センサと、
(iv)前記送信機同期モジュール（３１３）および前記受信機同期モジュール（３２２）に接続され、前記送信同期モジュール（３１３）および前記受信機同期モジュール（３２２）が与えるクロック信号を同期するよう構成されている少なくとも１つのクロック同期源（３３）とを含む較正システム。
【請求項１３】
前記同期源がＧＰＳまたは自動時計である請求項１２に記載の前記較正システム。
【請求項１４】
前記ホップ持続期間が、前記ドウェル時間範囲の中央に位置する請求項１２または１３に記載の前記較正システム。
【請求項１５】
前記方向探知センサがさらに、前記ドウェル時間範囲内で受信した前記ホップ持続時間とは位置が異なるその他すべての周波数信号を除去するよう構成されている請求項１２から１４のいずれか１項に記載の前記較正システム。
【請求項１６】
前記方向探知センサが、ＣＯＭＩＮＴシステム、ＥＬＩＮＴシステム、および干渉計技術を利用したレーダ方向探知システムから選択される請求項１２から１５のいずれか１項に記載の較正システム。
【請求項１７】
方向探知機で用いられる較正データを提供するための方法であって、
（Ａ）相互に所定距離離れた較正送信機に対して、較正受信機が円を描くように相対的な動きを行なうようにするステップと、
（Ｂ）所定周波数一覧から所定の周波数を送信するために利用される通信周波数信号を準備する工程であって、前記準備する工程は、
（ａ）前記通信周波数信号の少なくとも１つのドウェル時間範囲の値を所定値に設定するステップと、
（ｂ）共通同期源のクロック信号により、前記較正送信機と前記較正受信機との間で前記少なくとも１つのドウェル時間範囲にわたって時間同期を行うステップと、
（ｃ）前記周波数を送信するために、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内にホップ持続期間を設けるステップと、
（ｄ）前記ホップ持続期間の間、前記所定の周波数に対応する前記通信周波数信号を生成するステップとを有する、
（Ｃ）前記通信周波数信号を前記較正受信機に向けて送信するステップと、
（Ｄ）前記較正受信機により前記所定の周波数一覧を走査するステップと、
（Ｅ）前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の間に送信された周波数信号を、前記較正受信機で傍受するステップと、
（Ｇ）前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間外で前記受信機が受信したその他の周波数信号すべてを除去するステップと、
（Ｈ）工程（Ｅ）で傍受された前記周波数信号に基づき、信号記述子を作成する工程とを含む方法。
【請求項１８】
前記ホップ持続期間が、前記ドウェル時間範囲の中央に位置する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の前記提供が、
前記ドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の所定位置を特定するステップと、
前記ホップ持続期間を前記所定位置にするために必要とされる時間遅延を算出するステップとを含む請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記時間遅延の値が、式ｔD＝（ｔDW−ｔh）／２−Ｓ／ｃに従い算出され、ここでは、ｔDが時間遅延、ｔDWがドウェル時間範囲、ｔhがホップ持続期間、Ｓが前記較正送信機と前記較正受信機との間の距離、そしてｃが光速である請求項１７から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内で受信した、前記ホップ持続期間とは位置が異なるその他の周波数信号すべてを除去することをさらに含む請求項１７から２０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は方向探知技術に関し、特に無線方向探知機の較正方法および較正システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線方向探知機（ＲＤＦ）は、当該技術において、電磁放射線の発信源までの方向を探知するツールとして周知である。方向探知機は、例えば、地上に基地を持つもの、空中または海上システムなど、発信源までの方位線の方向を判断することで、固定型または移動型の様々な無線信号源の位置を特定または監視できるようにするものであり得る。無線方向探知機には、広帯域周波数の広い範囲にわたり無線の信号源の座標を判断する能力が必要とされる適用が多い。例えば、広帯域無線方向探知機は、数ＭＨｚから数千ＭＨｚの周波数範囲を走査することができる。
【０００３】
無線方向探知機は、測定プラットフォームの表面に分散するアンテナ列（通常は二つ以上）を利用する。地上システムでは、前記アンテナは一般的に固定型であり、取得した方位情報は信号源の場所を特定するために用いられる。空中または海上での適用において、前記アンテナは、航空機や船舶といった移動プラットフォームで運ばれ、電磁信号を受信し、このプラットフォームから電磁放射線の発信源までの方位線を得るための処理を行う。この点において、信号源の位置が固定されわかっている場合、無線方向探知機は、前記固定された信号源に対する前記プラットフォームの位置を判断するため、よって、前記プラットフォームの位置を判断するために用いることができる。一方、前記プラットフォームの位置がわかっている場合、無線方向探知機は、前記信号源の場所を特定するために用いることができる。例えば、この信号源は、敵部隊が使用する送信機を源とするもの、兵器や武器に関連付けられた送信源が可能で、あるいは、何らかの通信装置からの放射が可能である。
【０００４】
方向の判断には、前記異なるアンテナが前記電磁放射線の発信源から受信した信号の振幅および／または位相の比較が用いられる。前記アンテナのパターンは、これらアンテナが搭載されているプラットフォームの影響を受けるため、較正処理は計算できない効果も考慮する必要がある。
【０００５】
図１を参照すると、空中無線方向探知機の従来の較正は、監視航空機１１が方位３６０度旋回するように水平面で円を描くような飛行を含み得る。前記較正システムは、地上の既知な場所の地上較正基地に設けられた較正送信機１２と、航空機１１に設けられた較正受信機１３とを備える。較正送信機１２は、前記航空機が必要とされる方位角(および俯角(をすべて含むよう移動しながら、所定の周波数範囲で電磁信号を送信することが可能である。例えば、航空機が較正送信機１２から離れている場合、俯角は０°に近く、航空機が較正送信機１２のすぐ上を飛行する場合、９０°に近くなる。
【０００６】
図２を参照すると、較正送信機が送信する従来の較正電磁信号の例示的な図が示される。所定の周波数範囲では、必要とされる周波数のセットf1、f2、・・・、fnが、地上較正基地から航空機へ周期的に送信されるよう、ある期間にわたって較正信号が抽出される。この較正処理の結果、振幅および／または前記アンテナが受信した信号間の位相差と、周波数f1、f2、・・・、fnと、方位角φ1、φ2、・・・、φmおよび俯角θ1、θ2、・・・、θkとの関係を確立する較正テーブル一式が作られる。ここでは、ｎが測定が行われる測定周波数の数、ｍおよびｋが選択した方位角および俯角の数をそれぞれ示す。較正の質は、測定が行われる周波数の数ｎおよび増加角（分解能）、並びに周辺スペクトルの純度により決定付けられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の較正技術において、各周波数は、例えば、２５０〜５００ミリ秒の比較的長い時間にわたって送受信され、比較的ゆっくりした較正処理となる。一般に、乗物の各収集周期で収集することができるデータは、約１０周波数に対応するデータ以下である。従来の較正技術の別の欠点は、送信時間が長いと外部送信機が源となる信号と干渉する可能性も高くなるという事実にある。従来、このような干渉が認められた場合、通常オペレータは収集したデータを除去し、干渉する周波数に対応する周波数オフセットで別のデータ収集を再び始める。しかしながら、多くの場合、オペレータは適正な信号と干渉する信号とを区別できないため、較正テーブルの生成に用いる目的で破損したデータから干渉データを排除することができない。
【０００８】
さらに、従来技術においては、地上送信機と搭載型較正受信機との間の同期は検波処理に基づいている。すなわち、最初は、対応する周波数の第１の信号の傍受が成功するとすぐに、搭載型較正受信機をf1、f2、…、fnのセットから第１の周波数f1での測定に設定する。その後、システムは次に来る周波数のセットへと進む。このことから、従来の同期は、各再送サイクルにおけるセットのうちの第１の周波数の検波に基づいている。この周波数が周辺の電磁信号と干渉するときは常に同期の損失が生じる。このため、周辺の電磁信号との干渉を避けるために、較正飛行は一日のうち所定の時間だけ行われるか、または、周辺の電磁信号の信号源から所定の距離をおいて行われることが好ましい。これらの理由から、従来の較正処理は、地上送信基地と機上オペレータとの間の密な対話を必要とし、そのこと自体が干渉を増加させ、熟練した地上オペレータが要求されることになる。
【０００９】
このため、当該技術においては、依然として方向探知技術を対象とした新しい較正システムおよび較正方法に対する必要性が存在しており、これらを得ることは有用であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、従来の較正技術の欠点を部分的に取り除き、較正処理を向上させることができる新たな実現方式を提供するものである。
【００１１】
本発明における発明の一実施形態によると、各周波数の送受信に用いられる通信周波数信号のドウェル時間範囲は所定値に設定される。この所定値は、例えば０．２〜１００ミリ秒のように、できるだけ短くなるよう選択されることが好ましい。ドウェル時間の持続時間の範囲は、機上較正受信機で求められる信号対雑音比の大きさに関係付けられる。前記ドウェル時間が減少すると、周辺の電磁信号と干渉する可能性が低くなる。
【００１２】
また、本発明の別の実施形態によると、前記受信機および前記較正送信機は、共通の同期源により時間で同期する。この同期源の一例として、ＧＰＳ（汎地球測位システム）があるが、これに限定されない。言い換えれば、従来技術では検波処理に基づき同期が行われ、時間同期は利用しないのに対し、本発明では、同期通信周波数信号に対して較正送信機側および較正受信機側で共通のクロック信号が使用される。
【００１３】
さらに、本発明のさらに別の実施形態によると、各所望の周波数を送信するために、特定の期間（「ホップ」持続時間）がドウェル時間範囲内で選択される。言い換えれば、従来技術では、各所望の周波数を送信するために用いられる期間がドウェル時間範囲と一致するのに対し、本発明では、ドウェル時間範囲の一部だけが送信に用いられる。所定の既知の持続時間を備えた送信パルスを周波数信号のコーディングとして使用することで、システムがこれを特定し、周辺との干渉をもたらす他の信号を無視することができる。本発明のさらなる実施形態によると、ホップ持続期間は、ドウェル時間範囲の中央に位置する。これらの要件を満たさないその他の信号はすべて除去される。
【００１４】
本発明はまた、方向探知機で使用する較正データを提供するための較正システムを提供することにより前述の必要性を満たすものである。前記較正システムは、較正送信機、較正受信機（ここでは、「ターゲットプラットフォーム」とも呼ぶ）、および前記較正送信機並びに較正受信機に接続される同期クロック源を含む。
【００１５】
前記較正システムは一般に、空中較正システム、衛星較正システム、海上較正システムおよび／または地上較正システムが可能であることを理解されたい。このため、較正送信機および較正受信機はそれぞれ、地上較正基地または地上外較正基地のいずれかに設けられ得る。地上基地および地上外較正基地はそれぞれ、移動型であっても固定型であってもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態によると、較正送信機は、送信アンテナ、送信機同期モジュール、前記送信アンテナに接続された周波数信号生成器、並びに前記送信機同期モジュールおよび前記周波数信号生成器に接続された制御ユニットを備える。
【００１７】
前記送信アンテナは、電磁放射線を所定の広い周波数範囲で必要な方向に放射するよう構成されている。前記送信機同期モジュールは、送信機同期クロック信号を与えるよう構成されている。前記周波数信号生成器は、所定の周波数一覧に対応する通信周波数信号を生成するよう構成されている。前記制御ユニットは、送信機同期クロック信号を受信し、通信周波数信号のドウェル時間範囲内に位置するホップ持続期間の間、所定の周波数一覧から周波数信号を順番に生成する前記周波数信号生成器の操作を作動させるために必要とされる制御信号を作成するよう構成されている。
【００１８】
前記較正受信機は、アンテナ列、受信機同期モジュール、および前記アンテナ列と関連付けられ、前記受信機同期モジュールに接続される機上方向探知センサを備える。
【００１９】
前記方向探知センサの例として、ＣＯＭＩＮＴシステム、ＥＬＩＮＴシステム、および干渉計技術を利用したレーダ方向探知システムがあるが、これらに限定されない。
【００２０】
前記アンテナ列は、前記較正送信機からの無線周波数電磁送波を受信するよう構成されている。前記受信機同期モジュールは、送信機同期モジュールのクロック信号と同じ同期クロック信号を与えるよう構成されている。前記機上方向探知センサは、地上基地における所定の周波数一覧と同じ所定の周波数一覧を走査し、ドウェル時間範囲内に位置するホップ持続期間の間に送信された周波数信号を傍受し、前記ドウェル時間範囲内においてホップ持続期間外で受信したその他の周波数信号すべてを除去するよう構成されている。
【００２１】
本発明の較正方法および較正システムは、これまで述べてきた技術の多くの利点を有しつつ、通常これに関連する欠点のいくつかを同時に克服するものである。
【００２２】
例えば、送信された較正周波数に対応する送信パルスの周知の持続時間は、較正受信機が受信した不要な信号をフィルターするために用いられる。
【００２３】
また、パルス持続時間が短い信号は、他の近隣システムとの干渉を最小限にしか起こさない。このため、較正システムを操作する許可が得やすくなる。
【００２４】
本発明の較正方式によると、送信される周波数の数および再送周期（飛行毎）の数を増やすことが可能なため、周波数および角度における分解能を向上させることができる。このことから、１つの飛行路／航海路で完全な較正データのセットを取得することができる。
【００２５】
同様に、収集した周波数信号の数が多いと、周波数リストを更新する必要がなくなる。特に、干渉する周波数で取得した測定データは、周波数の数が冗長なため無視することができる。
【００２６】
本発明の較正方式を利用する較正システムは、周辺の干渉に応じて周波数リストを更新する必要（従来のシステムでは、ターゲットプラットフォームおよび較正送信機側においてオンラインで同時に行わなければならなかった）がなくなったという事実から、熟練したオペレータを較正基地に必要としない。
【００２７】
本発明の方法およびシステムを用いれば、一日のうちの特定の時間または特定の場所に限られた較正飛行を行い、干渉を避ける必要がない。
【００２８】
本発明が利用する時間同期技術は、測定の時間効率を向上させる。また、従来技術とは反対に検波処理に影響されることがない。
【００２９】
このため、本発明の一つの広い観点によれば、方向探知機で用いる較正データを提供する方法において、較正送信機側ですべて実行され、遠隔較正受信機との通信に適応した以下の（ａ）〜（ｄ）の方法ステップを含んだ改良が得られる。
【００３０】
(a)周波数を送信するために利用される通信周波数信号の少なくとも１つのドウェル時間範囲の値を、所定の周波数一覧から所定値に設定するステップ、
(b)共通同期源のクロック信号により、較正送信機と較正受信機との間の前記少なくとも１つのドウェル時間範囲で時間同期を行うステップ、
(c)周波数を送信するために前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内にホップ持続期間を設けるステップ、
(d)前記ホップ持続期間の間、周波数に対応する通信周波数信号を生成し、送信するステップ。
【００３１】
本発明の別の広い観点によれば、方向探知機で用いる較正データを提供する方法において、較正受信機側ですべて実行され、較正送信機との通信に適応した以下の（ａ）〜（ｄ）の方法のステップを含んだ改良が得られる。
【００３２】
(a)所定の周波数一覧から周波数を送信するために利用される通信周波数信号の少なくとも１つのドウェル時間範囲に対して、同期源のクロック信号により、較正送信機と較正受信機との間の時間同期を行うステップ、
(b)前記所定の周波数一覧を走査するステップ、
(c)前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内のホップ持続期間の間に送信された前記周波数信号を傍受するステップ、および
(d)前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間外で受信したその他の周波数信号すべてを除去するステップ。
【００３３】
本発明のさらに広い観点によれば、方向探知機で用いられる較正データを提供するための較正システムが提供されており、前記較正システムは、送信アンテナと、所定の周波数一覧に対応する通信周波数信号を送信可能な信号生成器とを備えた較正送信機、および較正送信機から無線周波数送波を受信するためのアンテナ列を備えた較正受信機を利用し、前記較正システムは、
(i)送信機クロック信号および受信機クロック信号をそれぞれ与えるよう構成されている送信機同期モジュールおよび受信機同期モジュールと、
(ii)前記送信機同期モジュールおよび前記周波数信号生成器に接続され、前記送信機同期クロック信号を受信し、前記通信周波数信号のドウェル時間範囲内に位置するホップ持続期間の間、前記所定の周波数一覧から周波数信号を順番に生成する前記周波数信号生成器の操作を作動させるために必要とされる制御信号を生成するよう構成されている制御ユニットと、
(iii)前記アンテナ列に関連付けられ、前記受信機同期モジュールに接続される機上方向探知センサであって、前記方向探知センサは、所定の周波数一覧を走査し、前記ドウェル時間範囲内に位置するホップ持続期間の間に送信された周波数信号を傍受し、前記ドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間外に受信したその他の周波数信号すべてを除去するよう構成されている機上方向探知センサと、
(iv)前記送信機同期モジュールおよび前記受信機同期モジュールに接続され、前記送信同期モジュールおよび前記受信同期モジュールが与えるクロック信号を同期するよう構成されている同期クロック源とを有する。
【００３４】
本発明のさらに広い観点によると、方向探知機で用いられる較正データを提供する方法が提供されており、前記方法は、
(A)相互に所定距離離れた較正送信機に対して、較正受信機が円を描くような相対的な動きを行うようにするステップと、
(B)所定周波数一覧から１つの周波数を送信するために用いられる通信周波数信号を準備するステップと、
(C)前記通信周波数信号を前記較正受信機に向けて送信するステップと、
(D)前記較正受信機により前記所定の周波数一覧を走査するステップと、
(E)前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の間に送信された前記周波数信号を、前記較正受信機で傍受するステップと、
(G)前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間外で前記受信機が受信したその他の周波数信号すべてを除去するステップと、
(H)ステップ(E)で傍受された前記周波数信号に基づき、信号記述子を作成するステップとを含む。
【００３５】
なお、前記（B）の準備は、
(a)前記通信周波数信号の少なくとも１つのドウェル時間範囲の値を所定値に設定するステップと、
(b)前記較正送信機と前記較正受信機との間の前記少なくとも１つのドウェル時間範囲を、共通する同期源のクロック信号により時間同期させるステップと、
(c)前記周波数を送信するために、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内にホップ持続期間を設けるステップと、
(d)前記ホップ持続期間の間、前記周波数に対応する前記通信周波数信号を生成するステップとを有する準備するステップとを含む。
【００３６】
本発明のより重要な特徴をやや広くまとめてきたが、これは、以下に続くこれらの特徴の詳細な説明をより良く理解するためである。本発明の追加の詳細および効果は、この詳細な説明で示されており、部分的には詳細な説明から理解でき、また本発明を実施することによって習得できるであろう。
【００３７】
本発明を理解し、実際にどのように実行されるかを確認するために、添付の図面を参照し、限定されない実施例のみにより、好ましい実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明による較正処理および較正システムの原理並びに操作は、図面およびこれに付随する説明を参照することでより理解することができるであろう。ここでは、説明の便宜上、全体にわたって同じ構成要素を表すために同様の参照符号を用いている。これら図面は、例証を目的としているに過ぎず、これらに限定されない。
【００３９】
図３を参照すると、本発明の一実施形態による較正データを作成するための較正システム３０の概略ブロック図が示されている。図３のブロックは、機能的実体を意図しているに過ぎず、何らかの物理的接続および／または物理的関係よりは、実体間の機能的関係が示されていることに留意されたい。
【００４０】
較正システム３０は、較正送信機３１、較正受信機３２、並びに較正送信機３１および較正受信機３２に共通する同期源３３を含む。
【００４１】
一般に、較正システム３０は、空中較正システム、衛星較正システム、海上較正システムおよび／または地上較正システムであると理解されたい。このため、較正送信機３１および較正受信機３２はそれぞれ、地上較正基地または地上外較正基地のいずれかに設けることができるため、移動式であっても固定式であってもよい。
【００４２】
一実施例によれば、較正送信機および較正受信機はそれぞれ、対応する地上較正基地（図示なし）に設けられ得る。前記地上較正基地は、固定式であっても、例えば自動車といった移動型プラットフォームに搭載されていてもよい。
【００４３】
別の実施例によれば、較正送信機および較正受信機はそれぞれ、航空機、船舶および衛星から選択される移動型プラットフォームに搭載された対応する地上外較正基地（図示なし）に設けられていてもよい。
【００４４】
同期源３３は、較正送信機３１および較正受信機３２の時間同期に必要とされるクロック信号を生成するよう構成されている。本発明の目的に適した同期源３３の例は、ＧＰＳ（汎地球測位システム）を含むが、これに限定されない。
【００４５】
較正送信機３１は、送信アンテナ３１１、送信アンテナ３１１に接続された信号生成器３１２、送信機同期モジュール３１３、並びに送信機同期モジュール３１３および周波数信号生成器３１２に接続された制御ユニット（システム）３１４を備える。送信アンテナ３１１は、較正受信機３２に向けて所定の広い周波数範囲で電磁放射線を放射するよう構成されている。送信機同期モジュール３１３は、同期源３３に接続されている。周波数信号生成器３１２は、所定の周波数一覧f1、f2、…、fnに対応する周波数信号を生成するよう構成されている。制御ユニット３１４は、送信機同期モジュール３１３からクロック信号を受信し、所定の周波数一覧から周波数信号を順番に生成する周波数信号生成器３１２の操作を作動させるために必要とされる制御信号を作成するよう構成されている。必要であれば、較正送信機３１は、送信アンテナ３１１および周波数信号生成器３１２に接続され、信号生成器３１２が生成した周波数信号を増幅し、送信アンテナ３１１に増幅した周波数信号を中継するよう構成されているＲＦ増幅器３１５をさらに備えることができる。
【００４６】
本発明の一実施形態によると、較正受信機３２（ターゲットプラットフォーム）は、機上方向探知センサ（ＤＦＳ）３２１、受信機同期モジュール３２２、およびＤＦＳ３２１に関連付けられたアンテナ列３２３を備える。
【００４７】
方向探知機センサ３２１の例として、例えば、本願の出願人が作成したＣＯＭＩＮＴ（通信傍受）システムおよびＥＬＩＮＴ（電子謀報）システム、並びに干渉計技術を利用したレーダ方向探知システムがあるが、これらに限定されない。
【００４８】
受信機同期モジュール３２２は、較正送信機３１で使用される同期クロックと同等の前記同期クロック信号を作成するよう構成されている。アンテナ３２３は、測定ターゲットプラットフォームの表面に分散され、較正送信機３１からの無線周波数電磁送波を受信し、周波数信号の順番を表す通信信号の形式でＤＦＳ３２１に提供するよう構成されている。
【００４９】
操作において、較正送信機側では、制御ユニット３１４が、較正処理のために選択された所定の周波数一覧f1、f2、…、fnを周波数信号生成器３１２に書き込む。さらに、制御ユニット３１４は、制御信号を生成し、周波数信号生成器３１２を作動させるためにこの信号を周波数信号生成器に与え、所定の周波数一覧から順番に周波数信号を作成する。前記制御信号は、所望のドウェル時間範囲、「ホップ」持続期間（すなわち、その間各周波数が送信される特定の期間）および、以下に詳細に説明するドウェル時間範囲内のホップ持続期間の位置を特定する時間遅延を示す。
【００５０】
図３および図４を共に参照すると、各周波数の送受信に用いられる通信信号のパルスのドウェル時間範囲は、所定値（ダイアグラムＡ参照）に設定されている。この所定値は、例えば、０．２〜１００ミリ秒のように、できるだけ短くなるよう選択されることが好ましい。ドウェル時間が減少すると、周辺の電磁信号と干渉する可能性が低くなる。ドウェル時間の持続時間における限定は、とりわけ、機上較正受信機で必要とされる信号対雑音比の大きさに関連付けられる。
【００５１】
一実施例によると、周波数f1、f2、…、fnを送受信するために利用される通信周波数信号のドウェル時間範囲の大きさはすべて等しい。別の実施例によると、異なる周波数に対応する通信周波数信号のいくつかまたはすべてのドウェル時間範囲の大きさは、異なっていてもよい。
【００５２】
本発明の一実施形態によると、較正送信機３１および較正受信機３２の操作は、ＧＰＳにより時間で同期される。従来技術では、前記同期が検波処理に基づき、時間同期は利用されないのに対し、本発明では、較正送信機側および較正受信機側でドウェル時間範囲を同期するための共通クロック信号を利用することを、当業者ならばわかるはずである。
【００５３】
例えば、ドウェル時間範囲がすべて５ミリ秒に設定され、クロック信号（ＧＰＳにより生成）の同期期間が１ＰＰＳに設定されている場合、較正システムが１秒に処理できる周波数の数は２００に等しい。言い換えれば、１つの飛行／航海の較正路において、２００周波数に対応する較正データが収集できる。
【００５４】
較正処理を完了するために２００周波数より高い周波数が必要とされる場合、同期期間は１秒から２秒（以上）に延長され、これにより、１つの較正路において、４００周波数（以上）からデータを収集できるようになることがわかるはずである。
【００５５】
特に、２秒同期方式は、奇数の１ＰＰＳ信号すべてをフィルターして実現される。この場合、再同期は、較正送信機３１および較正受信機３２において偶数ＰＰＳ信号だけに対して行われる。
【００５６】
本発明の一実施形態によると、制御ユニット３１４は、特定の持続期間（すなわち、「ホップ」持続期間）を設定し、その間に各所望の周波数が送信される。ホップ持続間隔は、ドウェル時間範囲内で選択される（ダイアグラムＢ参照）。例えば、ドウェル時間範囲がすべての周波数信号で等しく５ミリ秒に設定される場合、ホップ持続期間は、すべての周波数信号で３ミリ秒に設定することができる。
【００５７】
当該技術に精通した者ならば、従来技術では、所望の周波数をそれぞれ送信するために用いられる期間がドウェル時間範囲と一致するのに対し、本発明においては、ドウェル時間範囲の一部しか送信に用いられないことがわかるはずである。所定の既知の持続時間で送信パルスを利用することで、システムは周辺干渉を特定し、これをもたらす他の信号を無視できる。
【００５８】
本発明のさらなる実施形態によると、制御ユニット３１４は、ホップ持続期間の位置を特定する時間遅延の値を、対応するドウェル時間範囲内に設定する。しかし、対応する周波数を送信するための各ホップ持続期間が、対応するドウェル時間範囲の中央に位置することは好ましいが、必須ではない（ダイアグラムＢに示す）。信号が受信機に到達したとき、ホップ持続期間がドウェル時間範囲の中央となるためには、同期処理において通信信号が較正送信機３１および較正受信機３２との間を移動するために必要とされる時間を考慮すべきである。この場合、送信周波数信号に対するホップ持続間隔をドウェル時間領域内に位置させるための時間遅延の値は、以下の式に従い算出することができ、
ｔD＝（ｔDW−ｔh）／２−Ｓ／ｃ
ここでは、ｔDが時間遅延、ｔDWが対応するドウェル時間範囲、ｔhがホップ持続期間、Ｓが較正送信機３１と較正受信機３２との間の距離、そしてｃが光速である。
【００５９】
例えば、ドウェル時間範囲がすべて５ミリ秒に設定され、ホップ持続期間が３ミリ秒に設定される場合、すべてのホップ持続間隔に対する時間遅延の値は、１ミリ秒から較正送信機３１および較正受信機３２の間の信号伝播時間を差し引いて算出することができる。
【００６０】
各同期クロック信号の操作において、制御ユニット３１４は、制御信号（所望のドウェル時間範囲、ホップ持続期間および時間遅延を表す）を生成し、これを信号生成器３１２に中継する。制御信号により作動された信号生成器３１２は、周波数リスト表をドウェル時間速度で一度掃引し、その後各周波数を、ドウェル時間範囲内に位置する必要とされるホップ持続期間にわたって送信することは、上述したように、必要とされる時間遅延で判断される。
【００６１】
操作において、較正送信機３１は、上述したように準備された所定の周波数一覧に対応する通信周波数同期信号を連続して送信する。較正受信機３２の相対的な動きは、較正送信機３１に対して相互に所定距離離れて、較正受信機３２の操作範囲内で（時計回りまたは反時計回りに）円を描くように行われるが、較正受信機３２が傍受した通信信号は、必要とされる信号対雑音条件を満たすために、このような大きさを有さなければならない。
【００６２】
較正送信機３１に対する較正受信機３２の相対的な動きは、例えば、較正受信機３２が地面に対して動く一方で、較正送信機３１は動かない場合を含むことを理解されたい。別の実施例によれば、較正送信機３２は地面に対して動く一方で、較正受信機３１は動かない。さらなる別の実施例によれば、較正受信機３１および較正送信機３２の両方が地面に対して動く場合、上述したように、相対的な動きが可能である。
【００６３】
較正受信機側では、所定の周波数一覧がＤＦＳ３２１に書き込まれる。そして、受信機同期モジュールの各クロック信号に対して、ＤＦＳ３２１は、所定の周波数一覧の走査を順番に開始する。例えば、共通のＧＰＳ（汎地球測位システム）源から取得可能な１ＰＰＳタイミングストローブは、クロック信号として用いることができる。ＤＦＳ３２１は、所定の周波数一覧から各周波数信号をドウェル時間範囲内にわたって傍受するために設定される（ダイアグラムＣ参照）。
【００６４】
本発明の一実施形態によれば、ＤＦＳ３２１は、所定のホップ持続期間などの特定された持続時間だけで信号を傍受するよう構成されている。その他の（この要件を満たさない）信号はすべて除去される。例えば、上述したように、ドウェル時間の範囲が５ミリ秒に設定され、ホップ持続期間が３ミリ秒に設定される場合、較正送信機３１は、各周波数に対し５ミリ秒毎に３ミリ秒にわたって通信信号を送信する。この実施例によれば、ＤＦＳ３２１は、５ミリ秒のドウェル時間範囲内で傍受した３ミリ秒の信号だけを考慮する。
【００６５】
本発明のさらなる実施形態によれば、ＤＦＳ３２１は、所定のホップ持続期間を有するだけでなく、ドウェル時間範囲の中央にも位置してもいる周波数信号だけを受け付けるよう構成されている。この実施形態によれば、これらの要件を満たさないその他の信号はすべて除去される。
【００６６】
操作において、ＤＦＳ３２１は、適正に傍受された信号を含む各ドウェル時間範囲に対して、信号記述子（ＳＤ）を作成する。前記信号記述子におけるデータの例として以下のパラメータが含まれるが、これらに限定されない。
【００６７】
−較正受信機３２のアンテナ列３２３から傍受した信号の各アンテナ毎の位相および振幅についての情報を含む「信号Ｒｘｘアレイ」、
−信号持続時間、位相性（phase quality）などの信号の検波パラメータ、
存在する場合、信号の到着方向（ＤＯＡ）、
−緯度、経度、高度、ピッチ、ロールおよび機首方位など周波数信号の傍受時にターゲットプラットフォームのナビゲーションシステムが報告するナビゲーションデータ、
−報告された周波数信号の傍受時間。
【００６８】
ＤＦＳ３２１は、較正表のオンラインモニター、分析および作成のために、前記ＳＤをホストコンピュータ（図示なし）に中継することが可能である。必要な場合、データは、較正表のさらなるオフライン分析および作成のために、メモリ装置（図示なし）に格納されることが可能である。
【００６９】
このように、本発明に関連する技術における熟練者ならば、本発明が好ましい実施形態における観点で説明されている一方で、本開示の基礎となる概念は、本発明のいくつかの目的を実施するためのその他の構成、システム及びステップを設計する根拠として容易に用いられる可能性があることを理解されたい。
【００７０】
上述の送信機同期モジュール３１３及び受信機同期モジュール３２２は、ＧＰＳから同期クロック信号を受信すると記述されているが、例えば、自動時計といったその他の非常に正確な同期源も、同期を目的として較正送信機３１側及び較正受信機３２側（ターゲットプラットフォーム）で実現できることを理解されたい。
【００７１】
また、ここで用いられる語法及び用語は、説明を目的としたものであり、これらに限定されるとすべきではないことを理解されたい。
【００７２】
以下の方法の請求項において、請求するステップを示すために用いたアルファベット文字は、便宜上用いられているだけであって、これらのステップを実行するための何か特別な順番を意味するものではない。
【００７３】
したがって、本発明の範囲は、ここで示される例示的な実施形態及び実施例により限定されるものと解釈されないことが重要である。その他の変形は、添付の請求項及びこれに相当するものにおいて定義されている本発明の請求範囲内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】飛行較正処理の概略を例示的に示す。
【図２】従来の較正技術で用いられる電磁信号の波形ダイアグラムである。
【図３】本発明の実施形態による較正データを提供するための較正システムの概略ブロック図を示す。
【図４】本発明の前記較正システムの同期の概略を例示的に示す。
【図１】
2008538818.tif 000003
【図２】
2008538818.tif 000004
【図３】
2008538818.tif 000005
【図４】
2008538818.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月30日(2006.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方向探知機で用いられる較正データを提供する方法であって、前記方法は、
（ａ)相互に所定距離離れた較正送信機に対して、較正受信機を相対的に動かすステップと、
（ｂ）所定の周波数一覧から少なくとも１つの周波数を送信するために用いられる通信周波数信号の少なくとも１つのドウェル時間範囲の所定値を設定するステップと、
（ｃ）前記周波数を送信するために、前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内にホップ持続期間を設けるステップと、
（ｄ）前記周波数に対応する前記通信周波数信号を生成するステップと、
（ｅ）前記較正送信機により前記通信周波数信号を前記較正受信機に向けて前記ホップ持続期間の間だけ送信するステップと、
（ｆ）同期源のクロック信号により、前記較正送信機と前記較正受信機との間で前記少なくとも１つのドウェル時間範囲にわたって時間同期を行うステップと、
（ｇ）前記較正受信機により前記所定の周波数一覧を走査するステップと、
（ｈ）前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の間に送信された前記周波数信号を、前記較正受信機で傍受するステップと、
（ｉ）前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間外に前記受信機が受信したその他の周波数信号すべてを除去するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのドウェル時間範囲の前記値が、信号対雑音比の大きさが前記較正受信機で必要とされる大きさの範囲内となるように短く選択される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのドウェル時間範囲の前記値が、０．２ミリ秒と１００ミリ秒との間となる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ホップ持続期間が、前記ドウェル時間範囲の中央に位置する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間を設ける前記工程が、
前記ドウェル時間範囲内の前記ホップ持続期間の所定位置を特定するステップと、
前記ホップ持続期間を前記所定位置にするために必要とされる時間遅延を算出するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記時間遅延の値が、式ｔD＝（ｔDW−ｔh）／２−Ｓ／ｃに従い算出され、ここでは、ｔDが前記時間遅延、ｔDWが前記ドウェル時間範囲、ｔhが前記ホップ持続期間、Ｓが前記較正送信機と前記較正受信機との間の距離、そしてｃが光速である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ｈ）で傍受された前記周波数信号に基づき、信号記述子を作成するステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間とは異なる位置で受信したその他の周波数信号すべてを除去するステップをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項９】
方向探知機で用いられる較正データを提供するための較正システム(３０)であって、送信アンテナ（３１１）と、所定の周波数一覧に対応する通信周波数信号を送信可能な周波数信号生成器（３１２）とを備えた較正送信機（３１）、および前記較正送信機から無線周波数送波を受信するための受信アンテナ列（３２３）を備えた遠隔較正受信機（３２）を利用し、
(i)送信機クロック信号および受信機クロック信号をそれぞれ与えるよう構成されている送信機同期モジュール（３１３）および受信機同期モジュール（３２２）と、
(ii)前記送信機同期モジュール（３１３）および前記周波数信号生成器（３１２）に接続され、前記送信機同期クロック信号を受信し、前記通信周波数信号のドウェル時間範囲内に位置するホップ持続期間の間、前記所定の周波数一覧から周波数信号を順番に生成する前記周波数信号生成器（３１２）の操作を作動させるために必要とされる制御信号を生成するよう構成されている制御ユニット（３１４）と、
(iii)前記受信アンテナ列（３２３）と関連付けられ、前記受信機同期モジュール（３２２）に接続される機上方向探知センサ（３２１）であって、前記所定の周波数一覧を走査し、前記ドウェル時間範囲内に位置する前記ホップ持続期間の間に送信された周波数信号を傍受し、前記ドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間外で受信したその他の周波数信号すべてを除去するよう構成されている機上方向探知センサと、
(iv)前記送信機同期モジュール（３１３）および前記受信機同期モジュール（３２２）に接続され、前記送信同期モジュール（３１３）および前記受信機同期モジュール（３２２）が与えるクロック信号を同期するよう構成されているクロック同期源（３３）とを有する較正システム。
【請求項１０】
前記同期源（３３）がＧＰＳまたは自動時計である請求項９に記載の較正システム。
【請求項１１】
前記ホップ持続期間が、前記ドウェル時間範囲の中央に位置する請求項９または１０に記載の較正システム。
【請求項１２】
前記方向探知センサ（３２１）が、前記ドウェル時間範囲内において前記ホップ持続期間とは異なる位置で受信したその他の周波数信号すべてを除去するようさらに構成されている請求項１１に記載の較正システム。
【請求項１３】
前記方向探知センサ（３２１）が、ＣＯＭＩＮＴシステム、ＥＬＩＮＴシステム、および干渉計技術を利用したレーダ方向探知システムから選択される請求項９から１２のいずれか１項に記載の較正システム。
【請求項１４】
前記較正送信機（３１）が、地上較正基地に設けられる請求項９から１３のいずれか１項に記載の較正システム。
【請求項１５】
前記較正送信機（３１）が、航空機、船舶および衛星から選択される移動型プラットフォームに搭載された地上外較正基地に設けられる請求項９から１３のいずれか１項に記載の較正システム。
【請求項１６】
前記較正受信機３２が、地上較正基地に設けられる請求項９から１３のいずれか１項に記載の較正システム。
【請求項１７】
前記較正受信機（３２）が、航空機、船舶および衛星から選択される移動型プラットフォームに搭載された地上外較正基地に設けられる請求項９から１３のいずれか１項に記載の較正システム。
【国際調査報告】
2008538818.tif 000007
2008538818.tif 000008