射频发射器检测和定位方法以及系统技术方案

本发明专利技术涉及射频发射器检测和定位方法，其中使用相同的带宽Ｂ、中心频率ｆ↓［ｃ］和测量持续时间Ｔ的Ｎ个接收单元（２８，２９，３０，３１）被使用（３６）来接收来自至少一个发射器（２７）的信号ｓ↓［０］，ｓ↓［１］，…，ｓ↓［Ｎ－１］，数目Ｎ至少是３，方法包括以下步骤：通过使用接收信号之一ｓ↓［０］作为基准，计算（３７）在接收的信号ｓ↓［０］，ｓ↓［１］，…，ｓ↓［Ｎ－１］之间的相关函数ｃ，其中ＨＯＳ（更高阶统计）被使用来执行相关值ｃ的所述计算；以及使用（３８）所述相关函数结果来形成关于某个发射器（２７）的位置的Ｎ－１维信息空间子组中的概率的体积，其中在所述子组中的每个相关函数结果对应于物理空间中的单个点。本发明专利技术还涉及相应的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及射频发射器检测和定位方法，其中使用相同的带宽B、中 心频率f。和测量持续时间T的N个接收单元被使用来接收来自至少一个 发射器的信号，N至少是3。本专利技术还涉及射频发射器检测和定位系统，包括使用相同的带宽B、 中心频率f。和测量持续时间T的N个接收单元，N至少是3,所述接收 单元被安排用于接收来自至少一个发射器的信号，其中该系统还包括用 于计算所接收的信号之间的相关函数c的装置。
技术介绍
在许多应用中，希望定位一个或多个被安排用于经由天线以微波频率 发射诸如无线电传输、电视和雷达之类的电磁能量的发射器。通常，这 个能量是以所谓的射频的形式，这指的是其中电磁能量可以由被馈送到 天线的交流电流生成的那部分电磁频语。今天，有许多方法被利用。老的发射器定位系统使用AOA(到达角)，而现在的发射器定位系统使 用TDOA(到达时间差)和FDOA(到达频率差)。被用于发射器定位的设备在下面被称为接收单元。在现有技术的图l上，示出了地貌的顶视图，图上示出第一发射器l 和第二发射器2。而且有第一接收单元3和第二接收单元4。在第一发 射器1与第一接收器3之间的距离是D山在第一发射器1与第二接收器 4之间的距离是D",在第二发射器2与第一接收器3之间的距离是D23, 以及在第二发射器2与第二接收器4之间的距离是D"。由第一发射器1发射的信号是ih(t)，由第二发射器2发射的信号是 u2(t)。由第一接收单元3接收的、对应的接收信号被表示为Ul(t-D /c。) +u2(t-D23/c。)，其中t是时间，c。是在当前用于传播的媒介中的光速。 由第二接收单元4接收的、对应的接收信号被表示为u,(t-D"/c。) +u2(t-D24/c0)。当仅仅关于第一发射器1时，由第一接收单元3接收的、接收信号是 ih(t-Dn/c。)，和由第二接收单元4接收的、接收信号是ih(t-DH/c。)。这些接收信号然后被馈送到根据下式的相关值计算算法c(" = u"t - D13 /c0 )u"t - D14 / c。 + t:) dt (1)其中c(T)是在时间差为T处的相关值。对于第二发射器2的对应的相 关值计算也可以按公式计算。在现有技术的图2上，示出了 c(T)的图形表示。峰值将出现在 T产(DH-Dj/c。和T尸(D"-D23)/c。处。在T轴上，在发射器与各个接收单元 之间的距离间的差值Dm-Du和D"-D23可以藉助于峰值的T-位置被表示。如果峰值出现在某个时间差值t上，则该时间被用于计算在物理距离上的相应差值；D14-D13-c。.Ti和D24-D23=c。't;2。在这个例子中，对于第一发射器1，在发射器1与各个接收单元3， 4 之间的距离间的差值是零；Dl3=D14,即T产O，它由对应的连续线函数5表 示，其中峰值6出现在T值^-0处。对于第二发射器2，在发射器2与各 个接收单元3，4之间的距离间的差值不是零；D2#D24,即t^0,它由对应 的虛线函数7表示，其中峰值8出现在T值T^O处。在现有技术的图3上，示出了第一接收单元3和第二接收单元4的顶 视图。对于不同的发射器位置，公式(1)的计算导致不同的T值。如前所 述，特定的时间差T对应于一定的物理距离，构成在接收单元与发射器 之间的物理距离的差值。对于特定的时间差t,可以计算其中焦点位于 接收单元的相应的双曲线。几何事实是，这样的物理距离的差值可被画 成双曲线，其中双曲线的所有点构成物理距离中的一定差值。换句话说，导致所述一定的时间差T的发射器沿一条特定的双曲线放置。在图3上，示出了用连续线画出的多条双曲线，其中第一双曲线9对 应于数值^Tb，第二双曲线lO对应于数值Fi，第三双曲线ll对应于数 值1=0，第四双曲线12对应于数值T--Ta，第五双曲线13对应于数值，-T" 第三退化双曲线11对应于其中在所讨论的发射器与各个接收单元3,4 之间的距离间没有差值的情形。然而，由于仅仅表示发射器是沿某个双曲线放置的，而不是在所述双 曲线上的某个地方，所以是有问题的。在试图克服这个问题的另一个现有技术的例子中，发射器14和三个 接收单元第一接收单元15,第二接收单元16和第三接收单元l7，被 放置成如现有技术图4的顶视图示出的，有可能对于接收单元成对(pair6-wise)根据公式(l)进行计算。每个成对计算导致某个T，它又导致某 个双曲线。第一接收单元15和第二接收单元16导致第一连续线双曲线18,第一 接收单元15和第三接收单元17导致第二虛线双曲线19，以及第二接收 单元16和第三接收单元17导致第三点划线双曲线20。双曲线18， 19， 20在第一交叉点21、第二交叉点22、第三交叉点23、第四交叉点24、 第五交叉点25和第六交叉点26处互相交叉。在那些双曲线18, 19, 20交叉的地方，最可能放置所讨论的发射器 14。在图4上，发射器14没有精确地沿双曲线18, 19，20中的任一个被 放置，所以，不是精确地在交叉点21，22，23，24,25，26中的任一个交叉点处，这是由于测量不准确而在现实中最可能的情景。简言之，单个发射器的正确位置是从每对接收机得到的所有双曲线的交叉点。不采用时间相关，有可能执行频率相关，这对于移动目标和/或移动 接收单元提供类似的结果。主要的差别在于，简单的双曲线的曲线形状 将由复杂的二次曲线形状代替。使用频率相关的系统的例子是在Richard A Poisel， "Electronic Warfare Target Location Methods" , ISBN 1-58053-968-8， chapter 3.2.2,"Differential Doppler" ， pp. 174-175中乂>开的。然而，这个方法有一个问题，因为如图4所示，有许多交叉点，以及 很难分出"虛假的，，交叉点。在根据图4的例子中，有六个交叉点 21,22,23,24, 25,26，其中没有一个正好对应于发射器14的精确的位 置。换句话说，使用以上的方法可以导致几个可能的交叉点，虛假的和真 实的交叉点，特别是如果同时存在许多发射器的话。这导致在计算的相关值峰值与来自不同接收机对的数据之间的相关 联问题，这在同时的发射器的数目增加时增加复杂性。另一个问题是所 谓的多径传播将导致虚假的发射器检测和位置。当发射的信号例如在湖 面上被反射时出现多径，导致对于同一个原始信号具有不同延时的两条 不同的路径。专门的几何关系甚至更难分析，例如，如果在所讨论的双曲线接近平 行的情形下发生交叉的话。以上的现有技术的例子只讨论二维情形。在三维精形下，例如，如果 发射器是机载的，则可替代地计算由二维双曲线在它沿穿过在该时刻被委托(commit)的那两个接收单元的线旋转时定义的三维旋转双曲面。
技术实现思路
本专利技术解决的目标问题是提供用于定位一个或多个发射器的方法和 装置，所述发射器被安排用于例如以微波频率发射诸如无线电传输、电 视和雷达之类的电磁能量，其中上述错误定位带来的缺点被消除了。通 常，这种电磁能量是以所谓的射频的形式，这指的是其中电磁能量可以 由被馈送到天线的交流电流生成的那部分电^ 兹频谱。这个目标问题是藉助于根据引言的方法而解决的，该方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频发射器检测和定位方法，其中使用相同的带宽Ｂ、中心频率ｆ↓［ｃ］和测量持续时间Ｔ的Ｎ个接收单元（２８，２９，３０，３１），被使用（３６）来用于接收来自至少一个发射器（２７）的信号ｓ↓［０］，ｓ↓［１］，…，ｓ↓［Ｎ－１］，数目Ｎ至少是３，其特征在于，该方法还包括以下步骤：　通过使用接收信号之一ｓ↓［０］作为基准，计算（３７）在接收的信号ｓ↓［０］，ｓ↓［１］，…，ｓ↓［Ｎ－１］之间的相关函数ｃ，其中ＨＯＳ（更高阶统计）被使用来执行相关值ｃ的所述计算；以及　使 用（３８）所述相关函数结果来形成关于某个发射器（２７）的位置的Ｎ－１维信息空间子组中的概率的体积，其中在所述子组中的每个相关函数结果对应于物理空间中的单个点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：K法尔克，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]