(57)【要約】  本発明は、少なくとも一つの測位システム１０３から無線信号１０１を受信する無線受信機１００であって、アンテナ機器１０７を備え、このアンテナ機器１０７が、少なくとも、無線信号１０１を受信するための無線信号アンテナ１０と、第一のフィーダー部品１１１及び第二のフィーダー部品１１３とを有し、これらの第一のフィーダー部品１１１と第二のフィーダー部品１１３が、偏波に依存した異なる受信感度を有し、このアンテナ機器１０７が、第一の無線信号配線１１７と第二の無線信号配線１１９を有し、この第一の無線信号配線１１７が、アンテナ機器１０７により受信した一つの無線信号を第一の無線受信信号として提供するように構成され、この第二の無線信号配線１１９が、アンテナ機器１０７により受信した別の無線信号を第二の無線受信信号として提供するように構成された受信装置１０５と、これらの第一の無線受信信号と第二の無線受信信号に基づき、無線受信機１００の位置を決定するように構成された信号処理装置１１５とを備えた無線受信機に関する。
2020517947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの測位システム（１０３）から無線信号（１０１）を受信する無線受信機（１００）であって、
アンテナ機器（１０７）を備え、このアンテナ機器（１０７）が、少なくとも、無線信号（１０１）を受信するための無線信号アンテナ（１０）と、第一のフィーダー部品（１１１）及び第二のフィーダー部品（１１３）とを有し、これらの第一のフィーダー部品（１１１）と第二のフィーダー部品（１１３）が、偏波に依存した異なる受信感度を有し、このアンテナ機器（１０７）が、第一の無線信号配線（１１７）と第二の無線信号配線（１１９）を有し、この第一の無線信号配線（１１７）が、アンテナ機器（１０７）により受信した一つの無線信号を第一の無線受信信号として提供するように構成され、この第二の無線信号配線（１１９）が、アンテナ機器（１０７）により受信した別の無線信号を第二の無線受信信号として提供するように構成された、受信装置（１０５）と、
これらの第一の無線受信信号と第二の無線受信信号に基づき、無線受信機（１００）の位置を決定するように構成された信号処理装置（１１５）と、
を備えた無線受信機。
【請求項２】
請求項１に記載の無線受信機（１００）において、
第一の無線信号配線（１１７）と第二の無線信号配線（１１９）が、前記の少なくとも一つの無線信号アンテナ（１０９）と連結されている無線受信機。
【請求項３】
請求項１に記載の無線受信機（１００）において、
アンテナ機器（１０７）が、別の無線信号アンテナ（２０１）を有し、第一の無線信号配線（１１７）が第一の無線信号アンテナ（１０９）と連結され、第二の無線信号配線（１１９）が、この第二の無線信号アンテナ（２０１）と連結されている無線受信機。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一つに記載の無線受信機（１００）において、
信号処理装置（１１５）が、受信装置（１０５）の後に接続されて、信号処理装置（１１５）が、第一の無線信号配線（１１７）を介して第一の無線受信信号を供給されるとともに、第二の無線信号配線（１１９）を介して第二の無線受信信号を供給される無線受信機。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一つに記載の無線受信機（１００）において、
信号処理装置（１１５）が、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を用いて、第一のフィーダー部品（１１１）と第二のフィーダー部品（１１３）から受け取る無線信号（１０１）の偏波又は偏波成分を決定するために、第一のフィーダー部品（１１１）と第二のフィーダー部品（１１３）の偏波に依存した受信感度に関するアンテナ情報を有する無線受信機。
【請求項６】
請求項５に記載の無線受信機（１００）において、
信号処理装置（１１５）が、前記のアンテナ情報を用いて、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を処理して、受信した無線信号（１０１）が受信装置（１０５）による受信前に反射及び／又は散乱されたのか否かを識別するように構成されている無線受信機。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一つに記載の無線受信機（１００）において、
信号処理装置（１１５）が、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を複数のデジタル信号（５０１）に分割して、これらの複数のデジタル信号（５０１）の伝搬時間計算を行なって、無線受信機（１００）の位置情報を取得するように構成されている無線受信機。
【請求項８】
請求項７に記載の無線受信機（１００）において、
信号処理装置（１１５）が、前記の複数のデジタル信号（５０１）の個々のデジタル信号（５０１）を時間的にシフトさせることによって、前記の位置情報から最終的な位置情報を生成するように構成されている無線受信機。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一つに記載の無線受信機（１００）において、
信号処理装置（１１５）が、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を同期して処理するように構成されている無線受信機。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一つに記載の無線受信機（１００）において、
アンテナ機器（１０７）の後に接続され、かつ信号処理装置（１１５）の前に接続された信号プロセッサ（２０３）、特に、高周波信号プロセッサを備え、この信号プロセッサ（２０３）が、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を同期して処理して、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号をフィルター処理するとともに、増幅して、信号処理装置（１１５）に供給するように構成されている無線受信機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の無線受信機（１００）において、
複数のデジタル信号（５０１）が信号処理装置（１１５）に供給される前に、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を処理して、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を周波数シフトさせて、特にダウンミックスさせて、これらのデジタル信号（５０１）に分割するように構成された中間周波数信号プロセッサ（３０１）が、信号プロセッサ（２０３）の後に接続され、かつ信号処理装置（１１５）の前に接続されている無線受信機。
【請求項１２】
請求項１１に記載の無線受信機（１００）において、
信号プロセッサ（２０３）と中間周波数信号プロセッサ（３０１）が信号処理装置（１１５）に統合されている無線受信機。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の無線受信機（１００）において、
第一の無線受信信号と第二の無線受信信号に対して、それぞれ別個の信号プロセッサ（２０３）が配備されるとともに、それぞれ別個の中間周波数信号プロセッサ（３０１）が配備されて、これらの別個の信号プロセッサ（２０３）による第一の無線受信信号と第二の無線受信信号の処理と、これらの別個の中間周波数信号プロセッサ（３０１）による第一の無線受信信号と第二の無線受信信号の処理とが同期している無線受信機。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか一つに記載の無線受信機（１００）において、
信号処理装置（１１５）が、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号の信号強度を測定するように構成されている無線受信機。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一つに記載の無線受信機（１００）において、
アンテナ機器（１０７）が、偏波が互いに異なる複数の無線信号（１０１）を受信して、信号処理装置（１１５）に複数の無線受信信号を提供するように構成されたマルチフィードアンテナを備えた、無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地理的位置を計測するために、少なくとも一つの測位システム、特に、グローバルナビゲーションシステムから無線信号を受信する無線受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位システム用の受信機は、送信局、例えば、衛星から無線信号を受信するように構成されている。三角測量によって、無線受信機の十分に大きな数の受信した無線信号を用いて、三次元空間内において、その位置を決定することができる。しかし、特に、建築物又はそれ以外の障害物の有る環境では、無線信号の信号経路が送信局と無線受信機の間の直接的な経路ではなくなり、無線信号が障害物で散乱及び／又は反射されてしまう可能性が有る。そのことが無線受信機で検知されない場合、無線受信機の測位がより不正確になるとの欠点及び／又は間違ってしまうとの欠点が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、特に、受信した無線信号を効率的に処理することによって、精度が向上されるとともに、誤り率が低減された改善された測位を実現する、測位システム用のより効率的な無線受信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、独立請求項の特徴により解決される。本発明の有利な実施構成は、従属請求項、本明細書及び添付図面の対象である。
【０００５】
本発明は、異なる偏波の無線信号を受信して処理できる無線受信機によって、上記の課題を解決することができるとの知見に基づいている。反射及び／又は散乱された無線信号は、当初送信された無線信号に対して変化した偏波を有する可能性が有る。本無線受信機は、偏波形態を検知するように構成され、その結果、直接的に受信した信号と散乱又は反射されて受信した信号の間を識別することができる。
【０００６】
第一の観点では、本発明は、少なくとも一つの測位システムから無線信号を受信する受信機であって、アンテナ機器を備え、このアンテナ機器が、少なくとも、無線信号を受信するための無線信号アンテナと、第一のフィーダー部品及び第二のフィーダー部品とを有し、これらの第一のフィーダー部品及び第二のフィーダー部品が、偏波に依存した異なる感度を有し、このアンテナ機器が、第一の無線信号配線と第二の無線信号配線を有し、第一の無線信号配線が、アンテナ機器により受信した一つの無線信号を第一の無線受信信号として提供するように構成され、第二の無線信号配線は、アンテナ機器により受信した別の無線信号を第二の無線受信信号として提供するように構成された受信装置と、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号に基づき無線受信機の位置を決定するように構成された信号処理装置とを備えた無線受信機に関する。
【０００７】
第一の無線信号配線は、第一のフィーダー部品の後に接続することができ、第二の無線信号配線は、第二のフィーダー部品の後に接続することができる。特に、各無線信号配線は、コネクタ接続部を介して、各フィーダー部品と電気的に接続することができる。更に、各無線信号配線とフィーダー部品の間の電気接続は半田接続であるとすることができる。特に、各無線信号配線は、各フィーダー部品に統合することができる。
【０００８】
この測位システムは、複数の送信局を備えることができるグローバルナビゲーションシステムであるとすることができる。この測位システムは、衛星により支援することができ、特に、全地球衛星航法システム（ＧＮＳＳ）、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）又はガリレオシステムであるとすることができる。
【０００９】
この測位システムを用いた無線受信機による測位の精度は、受信した無線信号を直接的に受信した無線信号と間接的に受信した無線信号に区分することによって有利に向上することができる。直接的に受信した無線信号は、測位システムの送信局と無線受信機の間に、その送信局から送信された無線信号に大きな影響を及ぼす可能性の有る障害物が存在しないことによって特徴付けることができる。間接的に受信した無線信号は、測位システムの送信局と無線受信機の間に、その送信局から送信された無線信号に大きな影響を及ぼす可能性の有る障害物が少なくとも一つ存在することによって特徴付けることができる。無線信号の大きな影響は、特に、障害物の一つ又は複数の表面での散乱及び／又は反射に起因する可能性が有り、その結果、無線信号は、例えば、その偏波を変える可能性が有る。
【００１０】
無線信号は、特に、建築物の表面で反射及び／又は散乱する可能性の有る高周波信号であるとすることができる。散乱及び／又は反射された無線信号は、無線受信機において直接的な無線信号と重なり合う可能性が有る。本発明による無線受信機は、重なり合った無線信号を分離するように構成することができる。更に、この無線受信機は、直接的に受信した無線信号だけの受信、間接的に受信した無線信号だけの受信及び直接的に受信した無線信号と間接的に受信した無線信号の両方の受信の中の一つ以上を識別するように構成することができる。
【００１１】
本無線受信機のアンテナ機器は、特に、偏波が異なる無線信号に関して、異なる受信感度を有することができ、その結果、アンテナ機器の少なくとも一つの無線信号アンテナの偏波に依存した受信感度を含むアンテナ情報を提供することができる。本無線受信機は、これらのアンテナ情報、第一の無線受信信号及び第二の無線受信信号を用いて、当初受信した無線信号の偏波及び／又は偏波成分を検出して、受信した無線信号が直接的に伝送されたものか、或いは間接的に伝送されたものかを確認することができる。
【００１２】
このアンテナ機器は、物理的に切り離された複数の無線信号アンテナ及び／又は少なくとも一つのマルチフィードアンテナを備えることができ、無線信号アンテナと連結できる無線信号配線は、導波管として、特に、同軸導波管又は平面導波管として構成することができる。
【００１３】
一つの実施構成では、第一の無線信号配線と第二の無線信号配線は、この少なくとも一つの無線信号アンテナと連結される。
【００１４】
このアンテナは、それぞれ別個のフィーダー部品を介して提供できる、偏波に依存した複数の異なる受信感度を有することができる。特に、このアンテナは、異なる円偏波、楕円偏波及び／又は直線偏波の無線信号に関して異なる受信感度を有することができる。無線信号は、無線受信信号として信号処理装置に提供できる電流をアンテナの電気導体に誘導することができる。
【００１５】
一つの実施構成では、このアンテナ機器は、別の無線信号アンテナを有し、第一の無線信号配線が第一の無線信号アンテナと連結され、第二の無線信号配線が第二の無線信号アンテナと連結される。
【００１６】
無線信号アンテナの受信感度は、無線信号アンテナ内の電気導体の幾何学的な形状及び／又は接続形態によって決定することができる。別個の無線信号アンテナを使用することによって、異なる受信感度を実現することができ、各無線信号は、別個の無線受信配線を介して、無線受信信号として信号処理装置に提供することができる。これらの別個の無線信号アンテナは、方向に依存する異なる受信感度を有することができる。有利には、無線信号アンテナの受信特性に関する情報が信号処理装置に提供される。特に、無線信号アンテナの信号増幅率、偏波依存性、方向依存性及び周波数帯域が、信号処理装置による受信無線信号の更なる処理と関連するパラメータであるとすることができる。
【００１７】
一つの実施構成では、信号処理装置は、受信装置の後に接続され、信号処理装置には、第一の無線信号配線を介して第一の無線受信信号が供給されるとともに、第二の無線信号配線を介して第二の無線受信信号が供給される。
【００１８】
そのようにして、各無線受信信号は、偏波に依存した特定の受信感度を有する所定の無線信号アンテナに割り当てることができる。
【００１９】
一つの実施構成では、信号処理装置は、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を用いて、第一のフィーダー部品と第二のフィーダー部品から受け取る無線信号の偏波又は偏波成分を決定するために、第一のフィーダー部品と第二のフィーダー部品の偏波に依存した受信感度に関するアンテナ情報を有する。
【００２０】
これらの第一及び第二の無線信号配線は、特に、同軸電気導体又は平面電気導体であるとすることができる。アンテナ機器の無線信号アンテナは、無線信号を無線受信信号に変換することができる。少なくとも、無線信号アンテナの偏波に依存した受信感度を含むアンテナ情報を信号処理装置に供給する必要があるとすることができる。無線信号に関する偏波に依存した少なくとも二つの異なる受信感度を有するとともに、これらの異なる受信感度に割り当てられた少なくとも二つの無線信号配線を有する一つの無線信号アンテナを用いて、受信した無線信号の当初の偏波及び／又はそれに対応する偏波成分を信号処理装置により決定することができる。
【００２１】
一つの実施構成では、信号処理装置は、アンテナ情報を用いて第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を処理して、これらの受信した無線信号が受信装置による受信の前に反射及び／又は散乱されたのか否かを識別するように構成される。
【００２２】
このアンテナ情報を用いて、信号処理装置は、アンテナ部品のそれぞれ偏波に依存した受信感度を知ることができる。本無線受信機が、送信局による送信時の無線信号が如何なる偏波を有していたのかを分かると、本無線受信機は、この情報に基づき、無線受信信号を処理して、受信した無線信号が受信装置による受信前に反射及び／又は散乱されたのか否かを識別することができる。無線信号の偏波が散乱及び／又は反射により変化する可能性が有るので、このことが可能である。
【００２３】
一つの実施構成では、信号処理装置は、無線受信機の位置情報を取得するために、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を複数のデジタル信号に分割して、これらの複数のデジタル信号の伝搬時間計算を行なうように構成される。
【００２４】
これらの第一及び第二の無線受信信号は、０．１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯域、特に、１．５７ＧＨｚの周波数の搬送波信号を用いて伝送できる高周波信号であるとすることができる。これらの無線受信信号の更なる処理のために、無線受信信号の搬送波信号をより低い周波数の搬送波信号に置き換えて、その結果、これらの無線受信信号を搬送する周波数帯域を周波数ブロックとして周波数シフトできることが有利であるとすることができる。特に、この低い周波数の搬送波信号の周波数は、０ＭＨｚ〜１５ＭＨｚの帯域内であるとすることができる。
【００２５】
これらの第一及び第二の無線受信信号は、それぞれ複数の送信局から送信できる複数の無線信号から組み立てることができる。中間信号プロセッサは、これらの複数の無線信号を弁別して、分離するように構成することができる。それによって、無線信号は、特に、異なる送信局に関して分離することができる。無線受信信号の弁別及び分離は、特に、送信局、特に、測位システムの衛星の符号分割多重アクセスの拡散シーケンスを用いたサンプリング及び／又は相関により行なうことができる。それに続いて、信号処理装置は、疑似距離計算を行なって、それにより、無線受信機の暫定的な位置を計算することができる。この疑似距離計算は、特に、ベースバンドプロセッサにより実現することができる。
【００２６】
一つの実施構成では、信号処理装置は、複数のデジタル信号の個々のデジタル信号を時間的にシフトさせることによって、前記の位置情報から最終的な位置情報を生成するように構成される。
【００２７】
一つの実施構成では、信号処理装置は、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を同期して処理するように構成される。
【００２８】
アンテナ機器が複数の無線信号アンテナを備えること及び／又は各無線信号アンテナが複数のアンテナ部品を備えることが可能であり、これらは、信号処理装置に複数の無線受信信号を提供することができる。信号処理装置は、複数の無線受信信号を同期して処理するように構成することができる。
【００２９】
信号処理装置における無線受信信号の処理の同期は、間接的に受信した無線信号の存在と間接的に受信した無線信号の測位に対する影響を効率的に検出できるとの利点を奏する。受信した無線信号の信号伝搬時間は異なる可能性が有り、その後の時点において時間差を処理するために、受信した無線信号の同期処理によって、この信号伝搬時間の差を取得することができる。
【００３０】
一つの実施構成では、本無線受信機は、更に、アンテナ機器の後に接続され、かつ信号処理装置の前に接続された信号プロセッサ、特に、高周波信号プロセッサを備え、この信号プロセッサは、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を同期して処理して、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号をフィルター処理するとともに、増幅して、信号処理装置に供給するように構成される。
【００３１】
複数のデジタル信号が信号処理装置に供給される前に、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を処理して、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を周波数シフトさせて、特にダウンミックスさせて、これらのデジタル信号に分割するように構成された中間周波数信号プロセッサが、信号プロセッサの後に接続され、かつ信号処理装置の前に接続される。
【００３２】
一つの実施構成では、信号プロセッサと中間周波数信号プロセッサは、信号処理装置に統合される。
【００３３】
特に、信号処理装置は、信号プロセッサの後に接続できるとともに、無線受信信号の相関と疑似距離計算をソフトウェアプログラムで実現できるソフトウェア無線を備えることができる。中間周波数信号プロセッサをソフトウェア無線により置き換えることができる。
【００３４】
一つの実施構成では、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号のために、それぞれ別個の信号プロセッサとそれぞれ別個の中間周波数信号プロセッサを配備することができ、これらの別個の信号プロセッサによる第一の無線受信信号と第二の無線受信信号の処理と、これらの別個の中間周波数信号プロセッサによる第一の無線受信信号と第二の無線受信信号の処理とが同期する。
【００３５】
一つの実施構成では、信号処理装置は、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号の信号強度を測定するように構成される。
【００３６】
この無線受信信号の測定された信号強度は、受信した無線信号の当初の偏波及び／又は偏波成分を決定するために、信号処理装置によって、アンテナ情報に基づき処理することができる。
【００３７】
一つの実施構成では、アンテナ機器は、偏波が互いに異なる複数の無線信号を受信して、複数の無線受信信号を信号処理装置に提供するように構成されたマルチフィードアンテナを備える。
【００３８】
このマルチフィードアンテナは、円偏波、直線偏波及び／又は楕円偏波された無線信号を受信するために複数のフィーダー部品を備えることができる。本無線受信機では、各無線受信アンテナの各無線受信信号を処理することができる。信号処理装置における個々の無線受信信号の信号強度及び／又は到来時点の処理は、一方において、間接的に受信した無線信号の存在表示を提供するとともに、他方において、直接的に受信した無線信号と間接的に受信した無線信号の間の時間のずれに関する情報を提供することができる。この時間のずれの情報から、右旋円偏波用の無線信号アンテナにより受信された無線受信信号の実行された疑似距離計算の偏差を推定することができる。
【００３９】
例えば、デュアル円偏波用アンテナ及び／又はデュアル直線偏波用アンテナがマルチフィードアンテナとして使用可能であるとすることができる。デュアル直線偏波用アンテナは、偏波器を用いて、更に、右旋及び左旋の円偏波無線信号を生成することができる。この場合、偏波器は、高周波電力分割器と遅延部品から組み立てることができる。この場合、マルチフィードアンテナの使用は、利用可能な構造空間が制限されている場合に特に有利であるとすることができる。マルチフィードアンテナは、複数の別個のアンテナと比べて、有利に低減された構造空間を有することができる。
【００４０】
一つの実施構成では、アンテナ機器は、右旋偏波及び左旋偏波された無線信号を受信するように構成される。
【００４１】
測位システムの送信局から、特に、衛星から送信された無線信号は、右旋円偏波されたものであるとすることができる、即ち、無線信号の電界の軌道が円を規定する。従って、この円軌道は、ほぼ同じ信号振幅と９０°の位相差を有する直交する二つの無線信号コンポーネントに割り当てることができる。直接的に受信した無線信号は、先ずは、送信された無線信号に対応して、右旋円偏波されたものである。しかし、間接的に受信した無線信号は、直接的に受信した無線信号の右旋円偏波と異なる偏波を有する可能性が有る。この間接的に受信した無線信号は、例えば、誘導体又は金属製の物体により反射された可能性が有り、直交する無線信号コンポーネントの等しくない振幅を有する可能性が有る。それにより、無線信号の電界の円軌道を楕円形に形成された軌道に変形させることとなる。更に、偏波の回転方向も右旋から左旋に変わる可能性が有る。
【００４２】
一つの実施構成では、アンテナ機器は、受信した無線信号の入射角を測定するように構成されたアレーアンテナを備える。
【００４３】
受信した無線信号の入射角は、信号処理装置により処理して、測位システムの送信局の位置情報を用いた妥当性検査を実行することができ、本無線受信機が異なる送信局から複数の無線信号を受信して、本無線受信機が、更に、それらの送信局の位置を分かっている場合、本無線受信機は、受信した無線信号の入射角の比較により、本無線受信機の位置を検出することができる。間接的に受信した無線信号は、無線信号を直接的に受信した時に期待される受信角と異なる受信角を有する可能性が有る。そのため、本無線受信機は、入射角に基づき、無線信号が直接的に受信されたのか、或いは間接的に受信されたのかを確認することができる。無線信号の入射角に関する情報は、無線信号の偏波に関するアンテナ情報と組み合わせて、直接的に受信した無線信号と間接的に受信した無線信号の間を識別して、それにより、本無線受信機による測位を改善する、特に、より正確な位置を決定することができる。
【００４４】
一つの実施構成では、本無線受信機は、信号プロセッサと中間周波数信号プロセッサによる第一の無線受信信号と第二の無線受信信号の処理を同期させるように構成されたクロックジェネレータを備える。
【００４５】
このクロックジェネレータは、信号プロセッサ及び／又は中間周波数信号プロセッサに統合することができ、クロックジェネレータは、無線受信信号の処理を同期させる、有利には、無線受信信号の信号伝搬時間の差を取得することができる。無線受信信号毎に別個の信号プロセッサと別個の中間周波数信号プロセッサが構成された実施構成と関連して、クロックジェネレータは、全ての信号プロセッサ及び／又は中間周波数信号プロセッサでの信号処理を同期させるために、全ての信号プロセッサ及び／又は中間周波数信号プロセッサと電気的に接続することができる。更に、信号プロセッサ及び／又は中間周波数信号プロセッサは、信号処理を互いに同期させるように構成することができる。更に、個々の信号プロセッサは、それ以外の全ての信号プロセッサ及び／又は中間周波数信号プロセッサと同期するように構成することができる。更に、個々の中間周波数信号プロセッサは、それ以外の全ての信号プロセッサ及び／又は中間周波数信号プロセッサと同期するように構成することができる。
【００４６】
一つの実施構成では、本無線受信機は、測位システムにおいて、特に、慣性センサーを用いた、センサーデータを組み合わせることによって、例えば、トンネルにより、測位システムの無線信号が減衰した場合でも、測位を実現することができる。
【００４７】
一つの実施構成では、本無線受信機は、無線信号の処理によって、測位システムの誤った無線信号（スプーフィング）を検知することができる。
【００４８】
添付図面を参照して、別の実施例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一つの実施構成による無線受信機の模式図
【図２】別の実施構成による無線受信機の模式図
【図３】更に別の実施構成による無線受信機の模式図
【図４ａ】一つの実施構成によるアンテナ機器の模式図
【図４ｂ】別の実施構成によるアンテナ機器の模式図
【図５】一つの実施構成による信号プロセッサと中間周波数信号プロセッサの模式図
【図６】一つの実施構成による無線受信機による無線信号の受信形態の模式図
【図７】別の実施構成による無線受信機による無線信号の受信形態の模式図
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、少なくとも一つの測位システム１０３から無線信号１０１を受信する無線受信機１００の模式図を図示している。この無線受信機１００は、アンテナ機器１０７を備えた受信装置１０５を有し、このアンテナ機器１０７は、少なくとも、無線信号１０１を受信するための無線信号アンテナ１０９と、第一のフィーダー部品１１１及び第二のフィーダー部品１１３とを有する。第一のフィーダー部品１１１と第二のフィーダー部品１１３は、偏波に依存した異なる受信感度を有する。このアンテナ機器１０７は、第一の無線信号配線１１７と第二の無線信号配線１１９を有し、第一の無線信号配線１１７は、アンテナ機器１０７により受信した一つの無線信号を第一の無線受信信号として提供するように構成され、第二の無線信号配線１１９は、アンテナ機器１０７により受信した別の無線信号を第二の無線受信信号として提供するように構成される。この無線受信機１００は、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号に基づき、無線受信機１００の位置を決定するように構成された信号処理装置１１５を有する。
【００５１】
この無線受信機１００は、測位システムの送信局に対して相対的に任意の位置に存在することができる。送信局と無線受信機１００の間の距離は、送信局から送信された無線信号１０１の信号強度とアンテナ機器１０７のアンテナ増幅率により限定することができる。三次元空間における測位のために、３つの送信局からの無線信号１０１を使用することができる。測位システム１０３と無線受信機１００の間において時刻が同期しない可能性が有るので、無線受信機１００の正確な測位を実現するために、第四の送信局を使用することができる。無線受信機１００は、特に、スマートフォン、地表上の車両又は大気中の飛行機に配置することができる。無線受信機１００の測位のためには、無線受信機１００が送信局の位置を知っているか、或いは送信局の位置が情報として無線信号１０１に含まれるのが有利であるとすることができる。
【００５２】
一つの実施構成では、測位システム１０３の送信局の無線信号１０１は右旋円偏波される。当初の右旋円偏波された無線信号１０１の偏波形態の変化を検知するために、アンテナ機器１０７は、有利には、円偏波及び／又は楕円偏波された無線信号１０１に関して異なる受信感度を有するとともに、これらの無線信号を異なる無線信号配線１１７，１１９を介して無線受信信号として提供できる少なくとも一つの無線信号アンテナ１０９を備えることができる。例えば、右旋円偏波された無線信号１０１に関して、それ以外の偏波の無線信号１０１と比べて高い受信感度を有する無線信号アンテナ１０９、左旋円偏波された無線信号に関して、それ以外の偏波の無線信号１０１と比べて高い受信感度を有する無線信号アンテナ１０９を備えることができる。
【００５３】
図２は、アンテナ機器１０７の後に接続され、かつ信号処理装置１１５の前に接続された信号プロセッサ２０３、特に、高周波信号プロセッサを更に備えた無線受信機１００の模式図を図示しており、この信号プロセッサ２０３は、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を同期して処理して、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号をフィルター処理するとともに、増幅して、信号処理装置１１５に供給するように構成される。
【００５４】
第一の無線受信信号及び第二の無線受信信号のために、それぞれ別個の信号プロセッサ２０３を構成することができ、これらの別個の信号プロセッサ２０３による第一の無線受信信号と第二の無線受信信号の処理は同期している。
【００５５】
これらの信号プロセッサ２０３は、電気配線、特に、同期配線２０９を介して互いに接続することができ、信号プロセッサ２０３による無線受信信号の処理は、同期配線２０９を介して同期させることができる。
【００５６】
このアンテナ機器１０７は、別個の無線信号配線１１７，１１９，２１１を介して信号プロセッサ２０３とそれぞれ接続できる複数の無線信号アンテナ１０９，２０１，２０５、特に、３つの無線信号アンテナ１０９，２０１，２０５を備えることができる。別個の信号プロセッサ２０３により処理された無線受信信号は、別個の信号配線を介して信号処理装置１１５に提供することができる。信号処理装置１１５は、位置情報を生成して、その位置情報を更なる処理のために提供することができる。この位置情報に追加して、信号処理装置１１５は、受信した無線信号１０１に関する別の情報を提供することができる。これらの情報は、特に、偏波形態、信号レベル、入射角、周波数及び／又は受信した無線信号１０１の数であるとすることができる。更に、無線受信機１００が無線信号１０１を受信した送信局の数及び／又は位置に関する情報を提供することができる。
【００５７】
複数の無線信号アンテナ１０９，２０１，２０５だけアンテナ機器１０７を拡張することによって、特に、複数のフィーダー部品１１１，１１３，２０７だけ拡張することによって、特に、より正確な測位及び／又はより速い測位に関して、無線受信機１００の能力を有利に向上することができる。
【００５８】
図３は、信号プロセッサ２０３の後に接続され、かつ信号処理装置１１５の前に接続された中間周波数信号プロセッサ３０１を備えた無線受信機１００の模式図を図示している。複数のデジタル信号５０１が信号処理装置１１５に供給される前に、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を処理して、第一の無線受信信号と第二の無線受信信号を周波数シフトさせて、特にダウンミックスさせて、これらのデジタル信号５０１に分割するように、中間周波数信号プロセッサ３０１は構成される。
【００５９】
信号プロセッサ２０３と中間周波数信号プロセッサ３０１は、信号処理装置１１５に統合することができる。
【００６０】
第一の無線受信信号と第二の無線受信信号のために、それぞれ別個の信号プロセッサ２０３を構成するとともに、それぞれ別個の中間周波数信号プロセッサ３０１を構成することができ、別個の信号プロセッサ２０３による第一の無線受信信号及び第二の無線受信信号の処理と、別個の中間周波数信号プロセッサ３０１による第一の無線受信信号及び第二の無線受信信号の処理とは同期している。
【００６１】
これらの中間周波数信号プロセッサ３０１は、電気配線、特に、同期配線３０３を介して互いに接続することができ、中間周波数信号プロセッサ３０１による無線受信信号の処理は、同期配線２０９を介して同期させることができる。
【００６２】
図４ａは、無線信号１０１を受信するために一つの無線信号アンテナ１０９を備えたアンテナ機器１０７の模式図を図示している。第一のフィーダー部品１１１と第二のフィーダー部品１１３は、偏波に依存した異なる感度を有し、第一の無線信号配線１１７は、第一の無線受信信号を提供するように構成され、第二の無線信号配線１１９は、第二の無線受信信号を提供するように構成される。
【００６３】
偏波に依存した二つの異なる受信感度を一つの無線信号アンテナ１０９に統合することによって、アンテナ機器１０７の構造空間を有利に低減することができる。
【００６４】
図４ｂは、無線信号１０１を受信するために一つの無線信号アンテナ１０９を備えたアンテナ機器１０７の模式図を図示している。第一のフィーダー部品１１１と第二のフィーダー部品１１３は、偏波に依存した異なる感度を有し、第一の無線信号配線１１７は、第一の無線受信信号を提供するように構成され、第二の無線信号配線１１９は、第二の無線受信信号を提供するように構成される。
【００６５】
特に、無線信号アンテナ１０９は、一つの角度を成す、直線偏波に依存した二つの異なる受信感度を有することができ、これらの異なる直線偏波された無線信号１０１を別個の配線を介して無線受信信号として偏波器４０１に供給することができる。偏波器４０１は、アンテナ機器１０７の一部であるとすることができる。偏波器４０１は、受信した直線偏波に依存した無線信号１０１を円偏波された信号に変換するように構成することができる。
【００６６】
この無線信号アンテナ１０９は、特に、デュアル直線偏波無線信号アンテナ１０９であるとすることができる。偏波器４０１は、高周波パワースプリッタ及び／又は遅延部品から組み立てることができる。更に、マルチフィードアンテナを使用することができ、その結果、アンテナ機器１０７の構造空間を有利に低減することができる。
【００６７】
図５は、信号プロセッサ２０３と中間周波数信号プロセッサ３０１による無線受信信号の処理形態の模式図を図示している。信号プロセッサ２０３は、無線信号配線１１７を介して無線受信信号を提供されるフィルター機器５０３を備える。このフィルター機器５０３は、無線受信信号をフィルター処理するように構成される。更に、信号プロセッサ２０３は、無線受信信号を増幅するように構成された増幅機器５０５を備える。信号プロセッサ２０３は、同期配線２０９を介して、それ以外の信号プロセッサと接続することができ、その結果、この信号プロセッサとそれ以外の信号プロセッサによる信号処理を同期させることができる。
【００６８】
中間周波数信号プロセッサ３０１は、信号プロセッサ２０３により処理された無線受信信号を提供される別の増幅機器５０７を備えることができる。この別の増幅機器５０７は、無線受信信号を増幅して、アナログ・デジタル変換器５０９に提供するように構成することができる。このアナログ・デジタル変換器５０９は、無線受信信号を第一の搬送波信号から第二の搬送波信号に移動させて、無線受信信号のサンプリング及び／又は相関と、複数のデジタル信号５０１への無線受信信号の分割との中の一つ以上を実行するように構成することができる。この信号処理装置１１５は、送信局のベースバンド信号及びそれに付属する相関信号への信号の更なる分割を実現することができ、これらの信号は、一緒になって中間周波数信号プロセッサ３０１の信号出力に提供できるデジタル信号５０１を形成する。
【００６９】
これらの別の増幅機器５０７及び／又はアナログ・デジタル変換器５０９は、共通又は別個の同期配線３０３を介して同期させることができ、その結果、別の中間周波数信号プロセッサ３０１における増幅機器とアナログ・デジタル変換器による無線受信信号の処理を同期させることができる。
【００７０】
図６は、測位システム１０３から直接的な無線信号１０１及び／又は間接的な無線信号６０１を受信する無線受信機１００の模式図を図示している。特に、直接的及び間接的な無線信号１０１，６０１は、測位システム１０３の同じ送信局から送信することができる。
【００７１】
無線受信機１００は、車両に配置することができ、及び／又は間接的な無線信号６０１は、障害物、特に、建築物により反射された可能性が有る。障害物での間接的な無線信号６０１の反射によって、この間接的な無線信号６０１の偏波が変わる可能性が有る。特に、偏波の方向が、右旋円偏波から左旋円偏波に変わる可能性が有る。更に、間接的な無線信号６０１の受信角及び／又は信号強度が、直接的な無線信号１０１の受信角又は信号強度と異なる可能性が有る。
【００７２】
図７は、測位システム１０３から二つの間接的な無線信号６０１，７０１を受信する無線受信機１００の模式図を図示している。特に、これらの二つの間接的な無線信号６０１，７０１は、測位システム１０３の同じ送信局から送信することができる。
【００７３】
この間接的な無線信号６０１は、障害物、特に、建築物により反射された可能性が有る。この間接的な無線信号７０１は、障害物、特に、建築物により反射された可能性が有る。障害物での間接的な無線信号６０１，７０１の反射及び／又は散乱によって、各無線信号６０１，７０１の偏波、受信角及び／又は信号強度が変わる可能性が有る。特に、障害物との相互作用によって、間接的な無線信号６０１，７０１の偏波が、円偏波から楕円偏波に変わる可能性が有る。
【符号の説明】
【００７４】
１００    無線受信機
１０１    無線信号
１０３    測位システム
１０５    受信装置
１０７    アンテナ機器
１０９    無線信号アンテナ
１１１    フィーダー部品
１１３    フィーダー部品
１１５    信号処理装置
１１７    無線信号配線
１１９    無線信号配線
２０１    無線信号アンテナ
２０３    信号プロセッサ
２０５    無線信号アンテナ
２０７    フィーダー部品
２０９    同期配線
２１１    無線信号配線
３０１    中間周波数信号プロセッサ
３０３    同期配線
４０１    偏波器
５０１    デジタル信号
５０３    フィルター機器
５０５    増幅機器
５０７    増幅機器
５０９    アナログ・デジタル変換器
６０１    無線信号
７０１    無線信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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