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公開番号2025160118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2025051277
出願日2025-03-26
発明の名称自動方向探知のためのシステム及び方法
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人園田・小林弁理士法人
主分類G01S 3/14 20060101AFI20251015BHJP(測定;試験)
要約【解決手段】方法が、第1のループアンテナから第1の信号を受信し、第2のループアンテナから第2の信号を受信することを含む。該方法は、第1のデジタル信号と第2のデジタル信号を生成するために、複数の無線ソースに関連付けられた周波数範囲全体をキャプチャするのに十分高いサンプリングレートで、第1の信号と第2の信号をサンプリングすることを含む。該方法は、第1のデジタル信号と第2のデジタル信号を周波数ドメイン表現に変換することを含む。該方法はまた、周波数ドメイン表現に基づいて、周波数ドメイン内で表現された第1のデジタル信号と第2のデジタル信号の相対的な振幅と位相を比較することによって、複数の無線ソースのうちの無線ソースについての第1の方位の推定を生成することも含む。
【効果】GPS又は慣性航法システムなどのような他の航行システムにおける故障の場合に使用され得る冗長的な航行ツールを提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
自動方向探知機（１００）であって、
第１のループアンテナ（１２６）、
第２のループアンテナ（１２８）、並びに
前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとに結合された１以上のプロセッサ（１０６）を備え、前記１以上のプロセッサは、
前記第１のループアンテナから第１の信号（１３２）を受信し、前記第２のループアンテナから第２の信号（１３４）を受信すること、
第１のデジタル信号（１１４）と第２のデジタル信号（１１６）を生成するために、複数の無線ソースに関連付けられた周波数範囲全体をキャプチャするのに十分高いサンプリングレートで、前記第１の信号と前記第２の信号をサンプリングすること、
前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号を周波数ドメイン表現に変換すること、及び
前記周波数ドメイン表現に基づいて、前記周波数ドメイン内で表現された前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号の相対的な振幅と位相を比較することによって、前記複数の無線ソースのうちの無線ソースについての第１の方位の推定（１２２）を生成すること、を実行するように構成されている、自動方向探知機。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記１以上のプロッサは、前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナの各々の単一時間ドメインサンプリングに基づいて、並列処理動作で前記複数の無線ソースに対する複数の方位の推定を同時に生成するように構成されている、請求項１に記載の自動方向探知機。
【請求項３】
第３のループアンテナを更に備え、前記１以上のプロセッサは、前記第３のループアンテナに結合され、前記１以上のプロセッサは、
前記第３のループアンテナから第３の信号を受信すること、及び
第３のデジタル信号を生成するために、前記周波数範囲全体をキャプチャするのに十分高いサンプリングレートで前記第３の信号をサンプリングすること、を実行するように更に構成され、前記１以上のプロセッサは、前記第１のデジタル信号、前記第２のデジタル信号、及び前記第３のデジタル信号を、前記周波数ドメイン表現に変換するように構成されている、請求項１に記載の自動方向探知機。
【請求項４】
前記１以上のプロセッサは、前記周波数ドメイン表現に基づいて、前記複数の無線ソースのうちの無線ソースについての前記第１の方位の推定と第２の方位の推定を生成するように更に構成されている、請求項３に記載の自動方向探知機。
【請求項５】
前記１以上のプロセッサは、前記第１の方位の推定と前記第２の方位の推定に、故障検出動作を適用するように更に構成されている、請求項４に記載の自動方向探知機。
【請求項６】
前記１以上のプロセッサは、前記無線ソースの全体的な方位の推定を生成するように更に構成され、前記全体的な方位の推定は、前記第１の方位の推定と前記第２の方位の推定の平均を含む、請求項４に記載の自動方向探知機。
【請求項７】
検知アンテナを更に備える、請求項１に記載の自動方向探知機。
【請求項８】
前記自動方向探知機は、統合されたユニットである、請求項１に記載の自動方向探知機。
【請求項９】
前記統合されたユニットは、システムオンチップである、請求項８に記載の自動方向探知機。
【請求項１０】
前記周波数範囲は、略０．１９から１．７５MHzである、請求項１に記載の自動方向探知機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
[0001] 本開示は、広くは、自動方向探知のためのシステム及び方法に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
[0002] 自動方向探知機（ADF）は、航空で使用される航行機器である。ADFは、１以上のループアンテナにより航空機上の無線送信機ステーションから受信された信号の相対強度を測定することによって、航空機に対して既知の位置にある無線送信機の方向についての情報をパイロットに提供する。
【０００３】
[0003] 特定の運航状況では、ADFの使用が、全地球測位システム（GPS）などの他の航行システムに取って代わられて減少した。GPSへの移行は、他の理由の中でもとりわけ、GPSによって提供される優れた性能と地球規模のカバレッジ、より容易に他のアビオニクスシステムに統合されるGPSの能力、及び従来のADFとは対照的なGPSシステムが利用可能なより小さなフォームファクタによって拍車がかかった。しかし、ADFは、特に、他の航行システムが、GPSのバックアップとして利用できなかったり又は機能する効果が低かったりするエリアでは、多くの航空機に搭載されたままである。ADFはまた、より小さな航空機や、より古い航空機など、より高度な航行手段に移行することが費用対効果に合わない場合にも使用されている。
【発明の概要】
【０００４】
[0004] 特定の一実施態様では、自動方向探知機が、第１のループアンテナ、第２のループアンテナ、及び第１のループアンテナと第２のループアンテナとに結合された１以上のプロセッサを含む。１以上のプロセッサは、第１のループアンテナから第１の信号を受信し、第２のループアンテナから第２の信号を受信するように構成されている。１以上のプロセッサは、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を生成するために、複数の無線ソースに関連付けられた周波数範囲全体をキャプチャするのに十分高い周波数範囲にわたり、第１の信号と第２の信号をサンプリングするように構成されている。１以上のプロセッサは、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を周波数ドメイン表現に変換するように構成されている。１以上のプロセッサはまた、周波数ドメイン表現に基づいて、周波数ドメイン内で表現された第１のデジタル信号と第２のデジタル信号の相対的な振幅と位相を比較することによって、複数の無線ソースのうちの無線ソースについての第１の方位の推定（bearing estimate）を生成するようにも構成されている。
【０００５】
[0005] 別の特定の一実施態様では、非一過性のコンピュータ可読媒体が、命令を含む。該命令は、１以上のプロセッサによって実行されると、１以上のプロセッサに、第１のループアンテナから第１の信号を受信すること、及び第２のループアンテナから第２の信号を受信すること、を実行させる。該命令は、１以上のプロセッサによって実行されると、１以上のプロセッサに、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を生成するために、複数の無線ソースに関連付けられた周波数範囲全体をキャプチャするのに十分高い周波数範囲にわたり、第１の信号と第２の信号をサンプリングすること、を実行させる。該命令は、１以上のプロセッサによって実行されると、前記１以上のプロセッサに、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を周波数ドメイン表現に変換すること、を実行させる。該命令は、１以上のプロセッサによって実行されると、前記１以上のプロセッサに、周波数ドメイン表現に基づいて、周波数ドメイン内で表現された第１のデジタル信号と第２のデジタル信号の相対的な振幅と位相を比較することによって、複数の無線ソースのうちの無線ソースについての第１の方位の推定を生成すること、を実行させる。
【０００６】
[0006] 別の特定の一実施態様では、方法が、第１のループアンテナから第１の信号を受信すること、及び第２のループアンテナから第２の信号を受信することを含む。該方法は、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を生成するために、複数の無線ソースに関連付けられた周波数範囲全体をキャプチャするのに十分高い周波数範囲にわたり、第１の信号と第２の信号をサンプリングすることを含む。該方法は、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を周波数ドメイン表現に変換することを含む。該方法は、周波数ドメイン表現に基づいて、周波数ドメイン内で表現された第１のデジタル信号と第２のデジタル信号の相対的な振幅と位相を比較することによって、複数の無線ソースのうちの無線ソースについての第１の方位の推定を生成することを含む。
【０００７】
[0007] 別の特定の一実施態様では、デバイスが、第１のループアンテナから第１の信号を受信すること、及び第２のループアンテナから第２の信号を受信すること、のための手段を含む。該デバイスは、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を生成するために、複数の無線ソースに関連付けられた周波数範囲全体をキャプチャするのに十分高い周波数範囲にわたり、第１の信号と第２の信号をサンプリングすること、のための手段を含む。該デバイスは、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を周波数ドメイン表現に変換すること、のための手段を含む。該デバイスは、周波数ドメイン表現に基づいて、周波数ドメイン内で表現された第１のデジタル信号と第２のデジタル信号の相対的な振幅と位相を比較することによって、複数の無線ソースのうちの無線ソースについての第１の方位の推定を生成すること、のための手段を含む。
【０００８】
[0008] 別の特定の一実施態様では、システムが、自動方向探知機から、第１の無線ソースに対する第１の向きに関連付けられた第１の方位の推定を受信するように構成された１以上のプロセッサを含む。第１の方位の推定は、第１の複数の方位の測定に基づく。第１の複数の方位の測定の第１の部分は、第１のループアンテナからの第１の信号に基づき、第１の複数の方位の測定の第２の部分は、第２のループアンテナからの第２の信号に基づく。１以上のプロセッサは、自動方向探知機から、第２の無線ソースに対する第２の向きに関連付けられた第２の方位の推定を受信するように構成されている。第２の方位の推定は、第２の複数の方位の測定に基づく。第２の複数の方位の測定の第１の部分は、第１のループアンテナからの第１の信号に基づき、第２の複数の方位の測定の第２の部分は、第２のループアンテナからの第２の信号に基づく。１以上のプロセッサはまた、第１の方位の推定と第２の方位の推定に少なくとも基づいて、位置を特定するようにも構成されている。
【０００９】
[0009] 別の特定の一実施態様では、非一過性のコンピュータ可読媒体が、命令を含む。該命令は、１以上のプロセッサによって実行されると、１以上のプロセッサに、自動方向探知機から、第１の無線ソースに対する第１の向きに関連付けられた第１の方位の推定を受信すること、を実行させる。第１の方位の推定は、第１の複数の方位の測定に基づく。第１の複数の方位の測定の第１の部分は、第１のループアンテナからの第１の信号に基づき、第１の複数の方位の測定の第２の部分は、第２のループアンテナからの第２の信号に基づく。該命令は、１以上のプロセッサによって実行されると、１以上のプロセッサに、自動方向探知機から、第２の無線ソースに対する第２の向きに関連付けられた第２の方位の推定を受信すること、を実行させる。第２の方位の推定は、第２の複数の方位の測定に基づく。第２の複数の方位の測定の第１の部分は、第１のループアンテナからの第１の信号に基づき、第２の複数の方位の測定の第２の部分は、第２のループアンテナからの第２の信号に基づく。該命令はまた、１以上のプロセッサによって実行されると、１以上のプロセッサに、第１の方位の推定と第２の方位の推定に少なくとも基づいて、位置を特定すること、も実行させる。
【００１０】
[0010] 別の特定の一実施態様では、方法が、自動方向探知機から、第１の無線ソースに対する第１の向きに関連付けられた第１の方位の推定を受信することを含む。第１の方位の推定は、第１の複数の方位の測定に基づく。第１の複数の方位の測定の第１の部分は、第１のループアンテナからの第１の信号に基づいて、１以上のプロセッサによって生成され、第１の複数の方位の測定の第２の部分は、第２のループアンテナからの第２の信号に基づいて、１以上のプロセッサによって生成される。該方法は、自動方向探知機から、第２の無線ソースに対する第２の向きに関連付けられた第２の方位の推定を受信することを含む。第２の方位の推定は、第２の複数の方位の測定に基づく。第２の複数の方位の測定の第１の部分は、第１のループアンテナからの第１の信号に基づいて、１以上のプロセッサによって生成され、第２の複数の方位の測定の第２の部分は、第２のループアンテナからの第２の信号に基づいて、１以上のプロセッサによって生成される。該方法はまた、第１の方位の推定と第２の方位の推定に少なくとも基づいて、位置を特定することも含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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