アライメントシステム
【課題】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定する改善されたシステム及び方法を提供することである。
【解決手段】装置１００が、第１アンテナシステム１０２の、第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂに電気的に連結したプロセッサ１２４を含む。第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂが第１アンテナ１０４に連結される。プロセッサ１２４は第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂに送信信号を送り、この送信号が第１アンテナ１０４により夫々放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂとして送信される。放射ビーム１１６ａは例えば第１周波数で送信され、放射ビーム１１６ｂは、受信用アンテナで受けた信号から２つの放射ビームを区別し得るよう、前記第１周波数とは異なる第２周波数で送信される。
【解決手段】装置１００が、第１アンテナシステム１０２の、第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂに電気的に連結したプロセッサ１２４を含む。第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂが第１アンテナ１０４に連結される。プロセッサ１２４は第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂに送信信号を送り、この送信号が第１アンテナ１０４により夫々放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂとして送信される。放射ビーム１１６ａは例えば第１周波数で送信され、放射ビーム１１６ｂは、受信用アンテナで受けた信号から２つの放射ビームを区別し得るよう、前記第１周波数とは異なる第２周波数で送信される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は第２サブシステムに対する第１サブシステムの整合判定用のシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存のアライメントシステムやターゲットシステムは、ダスト、煙、霧、藪、布、及びその他形態のカバーで隠されたターゲットには適切にエンゲージできない。これらシステムの多くでは掩蔽物を貫通できないアイセーフレーザーを使用する。代替解決策ではレーザーに代えて位置トラッキングや方向センサを用いて２つのシステムのアライメントの成否を判定する。しかしながら、この方策には２つのシステム間の見通しラインが掩蔽されると動的検出が不能となる欠点があり、掩蔽された見通しラインの現実的エンゲージメントを、非現実的エンゲージメントを防止しつつ可能とするために、非常に正確且つ詳細な地形データが必要となる。地形データ上に正確に現れない、例えば岩、樹木、砂袋、車等は非現実的エンゲージメントを発生させる。高精度地形データ、システム方向、位置情報を使用する点は当該方策を複雑化する主要因子となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定する改善型システム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、モノパルス方向探知法を使用して第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定する。第１サブシステムは、サム（ｓｕｍ）ビーム及びデルタビームと各称する２つのアンテナビームを発生する送信アンテナを用いる。サムビームは第１サブシステムの方向軸（例えば、兵器配向軸）の軸に沿って調心した一様の広幅ビームである。デルタビームは、やはり一様の広幅ビームであるが、第１サブシステムの方向軸の軸方向に沿って調心したヌルを持つ。第２サブシステムは、送信された各アンテナビームを単一の広幅アンテナビームを用いて検出する。第２サブシステムに対する第１サブシステムの方向は、受信したサム及びデルタの各ビームの振幅を比較して判定する。第１サブシステムはサム及びデルタの各ビーム上の異なるチャネルを使用して送信する。２つのチャネルを使用することで第２サブシステムは各チャネルを検出し得、受信したサム及びデルタの各ビームの振幅を比較し得る。
【０００５】
本発明の他の様相によれば、第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定するシステムが提供される。当該システムは、第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを同時送信する第１アンテナシステムを含む。本システムは第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを受信する第２アンテナシステムをも含む。本システムは、第１アンテナシステム及び第２アンテナシステム間の所定のアライメント基準の合否を判定するための、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを処理するプロセッサをも含む。
【０００６】
ある実施例では第１アンテナシステムは４線式ヘリックスアンテナを含み、当該アンテナが第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの双方を送信する。ある実施例では第１アンテナシステムは、多線式平面アンテナシステム、コニカルスパイラルアンテナシステム、マルチラジアルストリップアンテナシステム、マルチラジアルスロットアンテナシステム、スロット式平面アンテナシステム、またはアレーアンテナシステムである。
【０００７】
ある実施例では、サムパターン放射ビームのピークは、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される。ある実施例ではデルタパターン放射ビームのヌルは、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される。
ある実施例では、プロセッサは、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの振幅から、所定のアライメント基準の合否を判定する。ある実施例では、第１アンテナシステムは送信手段に連結され、第２アンテナシステムは受信手段に連結される。送信手段は火器であり得、受信手段はユーザーであり得る。
ある実施例では、同じ偏光を有する直線偏光ビームを第１アンテナシステムが送信し、第２アンテナシステムが受信する。ある実施例では第１アンテナシステムが円形偏光ビームを送信し、第２サブシステムが直線または円形偏光ビームを受信する。
【０００８】
本発明の他の様相によれば、第２サブシステムに対する第１サブシステムのアラインメント判定方法が提供される。本方法には、第１周波数のデルタパターン放射ビームを第１アンテナシステムを用いて、また、第２周波数のサムパターン放射ビームを第２アンテナシステムを用いて同時に送信することが含まれる。本方法には、第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを第２アンテナシステムを用いて受信することも含まれる。本方法には、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを処理し、第１アンテナシステム及び第２アンテナシステム間の所定のアライメント基準の合否を判定することも含まれる。
【０００９】
ある実施例では、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿ってサムパターン放射ビームピークが調心される。ある実施例では、デルタパターン放射ビームのヌルが、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される。ある実施例では第２アンテナシステムが、第１アンテナシステムの方向に向けた無指向性または広幅ビームアンテナである。
ある方法実施例には、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの相対振幅から、所定のアライメント基準の合否を判定することが含まれる。ある方法実施例では、受信した第１周波数のサムパターン放射ビームの振幅が、受信したデルタパターン放射ビームの振幅よりも所定閾値において大きい場合に前記所定のアライメント基準が満たされていると判定する。
ある方法実施例には、第１アンテナシステムに連結した送信手段から、第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを送信すること及び、受信手段に連結した第２アンテナシステム位置でデルタパターン放射ビームとサムパターン放射ビームとを受信することが含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定用の改善されたシステム及び方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定装置の略図である。
【図２】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定装置の１実施例の略図である。
【図３】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定に使用するアンテナ実施例の略図である。
【図４】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定装置の、デルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビーム用のアンテナ放射信号例を表示したグラフである。
【図５】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定装置１００の略例示図である。装置１００は第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６を含む。装置１００は、第１アンテナシステム１０２の、第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂ（全体を番号１０８で示す）に電気的に連結したプロセッサ１２４を含む。プロセッサ１２４は例えば無線送信プロセッサまたはその他の、アンテナシステムで用いられる好適なコンピュータプロセッサであり得る。第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂは第１アンテナ１０４に連結される。プロセッサ１２４は第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂに送信信号を送り、この送信号が第１アンテナ１０４により夫々放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂ（全体を番号１１６で表す）として送信される。ある実施例では放射ビーム１１６ａは第１周波数で送信され、放射ビーム１１６ｂは、受信用アンテナで受けた信号から２つの放射ビームを区別し得るよう、前記第１周波数とは異なる第２周波数で送信される。
【００１３】
放射ビーム１１６ａと１１６ｂ（例えば、夫々デルタパターン放射ビームとサムパターン放射ビーム）とは、第２アンテナシステム１０６に対する第１アンテナシステム１０２のアライメントを判定するために、例えば第２アンテナシステム１０６に差し向けられる。第２アンテナシステム１０６の第２アンテナ１４４が放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂを受ける。第２アンテナシステム１０６の第１レシーバ１５２ａ及び第２レシーバ１５２ｂ（全体を１５２で表す）が、第１アンテナ１０４からの放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂを夫々受ける。第１レシーバ１５２ａ及び第２レシーバ１５２ｂは受けた信号をプロセッサ１５６に差し向ける。
【００１４】
１実施例ではプロセッサ１５６は、受信した放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂから所定のアライメント基準が満たされていると判定される場合は第１アンテナシステム１０２が第２アンテナシステム１０６に関して整合していると判定する。ある実施例ではプロセッサ１５６は、放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂの振幅（例えば、第１アンテナ１０４から送信されて受信されたデルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームの振幅の大きさ）から所定のアライメント基準の合否を判定する。
【００１５】
１実施例ではプロセッサ１５６は、受信したサムパターン放射ビームに対する、受信したデルタパターン放射ビームの大きさを比較する。１実施例ではプロセッサ１５６は、受信したサムパターン放射ビームの大きさが、受信したデルタパターン放射ビーム未満であると第１アンテナシステム１０２は第２アンテナシステム１０６と整合していないと判定する。プロセッサ１５６は、受信したサムパターン放射ビームの大きさが、受信したデルタパターン放射ビームのそれよりもある閾値（例えば信号強度での２５ｄＢ）小さい場合は第１アンテナシステム１０２は第２アンテナシステム１０６と部分的に整合していると判定する。プロセッサ１５６は、受信したサムパターン放射ビームが、受信したデルタパターン放射ビームのそれよりもある閾値（例えば、信号強度での２５ｄＢ）より大きい場合は、第１アンテナシステム１０２が第２アンテナシステム１０６と整合していると判定する。
【００１６】
代替実施例では代替アライメント基準が使用され得る。例えば、代替実施例では異なる閾値が使用され得る。ある実施例では閾値は、例えば、短距離時の低精度化や長距離時の高精度化をシミュレートするべく、第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６間の距離に依存して変化され得る。
【００１７】
１実施例では放射ビーム１１６ａにより送信される信号はデルタパターン放射ビームとサムパターン放射ビームとを合わせたものであり、放射ビーム１１６ｂにより送信される信号はサムパターン放射ビームとデルタパターン放射ビームとの間の差（即ち、サムパターン放射ビームからデルタパターン放射ビームを減算）である。この実施例ではプロセッサは受信した放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂの大きさが等しい（あるいは、例えば、所定範囲（例えば１０ｄＢ）内であれば）場合は第１アンテナシステム１０２は第２アンテナシステム１０６と整合していると判定する。
【００１８】
本実施例では第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６はトランスミッタ１３８及び１７０に夫々連結される。トランスミッタ１３８は（例えば、電気的または無線接続により）、第１アンテナシステム１０２のプロセッサ１２４及びトランスミッタ１０８に接続される。トランスミッタ１７０は（例えば電気的または無線接続により）、第１アンテナシステム１０６のプロセッサ１５６及びレシーバ１５２に接続される。各トランスミッタ（１３８及び１７０）は、第１及び第２の各アンテナシステム（１０２及び１０６）に情報を、またそれらアンテナからの情報を伝達する。第２アンテナシステム１０６と関連するトランスミッタ１７０は情報（例えば、第２アンテナシステム１０６に関する第１アンテナシステム１０２の整合の成否を表す情報）を第１アンテナシステム１０２のトランスミッタ１３８に送信し得る。
【００１９】
第１アンテナシステム１０２は送信手段（例えば、火器、車載武器）に連結され得る。第２アンテナシステム１０６は受信手段（例えば、ユーザー、車、構造物）に連結され得る。
１実施例では放射ビーム１１６ａはサムパターン放射ビームであり、そのピークは第１アンテナシステム１０２に連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される。１実施例では放射ビーム１１６ｂはデルタパターン放射ビームであり、そのヌルは第１アンテナシステム１０２に連結した第１サブシステムの所望の方向に沿って調心される。
ある実施例では、第１アンテナシステム１０２は４線式ヘリックスアンテナ（１０４）を含む４線式ヘリックスアンテナシステムである。４線式ヘリックスアンテナは、円形偏光放射ビームを送信する。第１アンテナシステム１０２が円形偏光放射ビームを送信するある実施例では、第２アンテナシステム１０６は、その限りでは無いが、円形偏光され得る。
【００２０】
代替実施例では、第１アンテナシステムは多線式平面アンテナシステム、コニカルスパイラルアンテナシステム、マルチラジアルストリップアンテナシステム、マルチラジアルスロットアンテナシステム、スロット式平面アンテナシステム、またはアレーアンテナシステムである。ある実施例では第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６は直線的偏光放射ビームを送信する。第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６が偏光放射ビームを送信する場合、各放射ビームの偏光は同一である。ある実施例では第２アンテナシステム１０６は、例えば、第２アンテナシステム１０６の保持者の向きが当該第２アンテナシステム１０６に関する第１アンテナシステム１０２のアライメント判定に影響を及ぼさぬよう、無指向性アンテナとされる。
【００２１】
ここで説明する各モジュール及び装置は、例えば、コンピュータの実行可能命令を実行するプロセッサ（例えば、プロセッサ１２４またはプロセッサ１５６）を利用し得、及び又は、コンピュータの実行可能命令を実行させるプロセッサ（例えば、暗号化処理ユニット、書き換え可能なゲートアレイ処理ユニット）を含み得る。システム１００は例えば、斯界に既知のその他モジュール、装置及び又はプロセッサ、及び又は種々の例示されたモジュール、装置及び又はプロセッサを含み得る。
第１アンテナシステム１０２は、入力装置１２８、出力装置１３２、ディスプレイ装置１３６、記憶装置１４０に随意的に連結（例えば、電気的または無線で）される。第２アンテナシステム１０６は、入力装置１６０、出力装置１６４、ディスプレイ装置１６８、記憶装置１７２に随意的に連結（例えば、電気的または無線で）される。
【００２２】
入力装置（１２８、１６０）は、ユーザー（図示せず）及び又は別のコンピュータシステム（図示せず）から、システム１００に関する情報（例えば、ユーザーからの命令、別のコンピュータ装置からの命令）を受ける。入力装置（１２８、１６０）は、例えば、タッチスクリーン、キーボード、マイクまたはスキャナを含み得る。出力装置（１３２、１６４）は、システム１００に関する情報を出力（例えば、情報をプリンタ（図示せず）に、情報をオーディオスピーカー（図示せず）に）し得る。
ディスプレイ装置（１３６、１６８）は、システム１００に関する情報（例えば、ステータス情報、設定情報）を表示する。プロセッサ（１２４、１５６）は、システム１００用のオペレーティングシステム及び又は任意のその他のコンピュータ実行可能命令を実行（例えば、トランスミッタ１０８から第１アンテナ１０４への命令送信）する。
【００２３】
記憶装置（１４０、１７２）は、システム１００及びその動作に関する情報を記憶する。記憶装置（１４０、１７２）はシステム１００に関する情報及び又はその他の、システム関連データを記憶し得る。記憶装置（１４０、１７２）は複数の記憶装置を含み得る。記憶装置（１４０、１７２）は、例えば、長期ストレージ（例えば、ハードドライブ、テープ記憶装置、フラッシュメモリ）、短期ストレージ（例えば、ランダムアクセスメモリ、グラフィクスメモリ）、及び又は任意のその他形式のコンピュータ読み出し可能ストレージを含み得る。ある実施例では、入力装置、出力装置、ディスプレイ装置、記憶装置、プロセッサは、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）の構成部品である。
【００２４】
図２は、実弾使用を要さない訓練演習の参加兵士に現実的戦場環境を提供する訓練システムとして使用する、第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定用の実施例が略示される。図には、第１ユーザー２０４及び第２ユーザー２０８が含まれる。第１ユーザー２０４はライフル２１２を保持している。第１アンテナシステム２１６（例えば、図１の第１アンテナシステム１０２）は、ライフル２１２に連結（例えば、取付け、接着、締着）される。第１アンテナシステム２１６はライフル２１２の方向軸２３０（例えば長手軸）に沿って調心される。第２アンテナシステム２２０（例えば図１の第２アンテナシステム１０６）は第２ユーザー２０８に連結される。
【００２５】
動作に際し、第１ユーザー２０４は第２ユーザー２０８のライフル２１２にポイントする。第１ユーザーはライフル２１２の引き金（例えば入力装置）を引き、プロセッサ（例えば、プロセッサ１２４）をして第１アンテナシステム２１６に関連するトランスミッタ（例えば図１のトランスミッタ１０８ａ及び１０８ｂ）に送信信号を提供する。送信信号は第１アンテナシステム２１６の第１アンテナ（図１の第１アンテナ１０４）により放射ビーム２２４ａ及び２２４ｂとして送信される。本実施例では、放射ビーム２２４ａ及び２２４ｂは夫々、デルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームである。放射ビーム２２４ａのサムパターン放射ビームのピークは第１アンテナシステム２１６及びライフル２１２の方向軸２３０に沿って調心される。放射ビーム２２４ｂのデルタパターン放射ビームのヌルは第１アンテナシステム及びライフル２１２の方向軸２３０に沿って調心される。
【００２６】
第２アンテナシステム２２０のアンテナ（例えば図１の第２アンテナ１４４）は放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂを受ける。第１レシーバ及び第２レシーバ（例えば図１の第１レシーバ１５２ａ及び第２レシーバ１５２ｂ）は放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂを受ける。第１及び第２の各レシーバは、受信信号を処理して第２アンテナシステム２２０に対する第１アンテナシステム２１６の整合の成否を判定するべく、受信した信号をプロセッサ（例えば図１のプロセッサ１５６）に配信する。
【００２７】
ある実施例では、システムにおけるアンテナのサイズを、必要な送信特性を維持しつつ可能な限り小型化されるよう減少させることが望ましい。ある実施例では、図２に関して第１アンテナシステム２１６の送信アンテナが、武器システム（例えばＭ４）の外側に搭載されるべく設計される。ある実施例では送信用アンテナは、直径５０．８ｍｍ（２インチ）未満、長さ１５２．４ｍｍ（６インチ）の円筒状胴部を有するヘリックスアンテナである。へリックアンテナのゲイン及びビーム幅はヘリックスの巻き数及び長さの関数である。アンテナの性能及びサイズ間にはトレードオフが生じ得る。
【００２８】
受信用アンテナは受信目的のみで使用され、可能な限り広いビーム幅が選択されることが多い。ビーム幅の広さは、ユーザー（例えば訓練兵）の着用するベストまたはハーネスに取付け得るよう、代表的にはアンテナサイズとトレードオフされる。１実施例では、受信用アンテナは５０．８ｍｍ（２インチ）×５０．８ｍｍ（２インチ）の正方形のフォームファクタを有し、厚さ２５．４ｍｍ（１インチ）である。
【００２９】
ある実施例では、トランスミッタ（例えば図１のトランスミッタ１０８ａ及び１０８ｂ）及びレシーバ（例えば、図１のレシーバ１５２ａ及び１５２ｂ）はデジタル無線モジュールを使用する。各アンテナには２つの無線モジュールが連結される。無線モジュールは異なる２つの無線周波数チャネル上で動作し、形状の異なる２つの無線波ビームを送受信する。
【００３０】
図３には、第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定に際して使用するアンテナ３００の例が略示される。アンテナ３００は４線式ヘリックスアンテナであり、４素子アキシャルモード型のヘリックスアンテナ３０４とフィードネットワーク３０８とを含んでいる。ヘリックスアンテナ３０４はヘリックス３１２の形態に巻き付けた導線を含む。ヘリックスアンテナ３０４は接地平面３１６上に取り付けられる。フィードネットワーク３０８は９０度カプラ及び１８０度カプラを含む。アンテナ３００は２つの入力部３２０ａ及び３２０ｂを含む。入力部３２０ａ及び３２０ｂはトランスミッタ（図１のトランスミッタ１０８ａ及び１０８ｂ）からの送信信号（例えばデルタパターン送信信号及びサムパターン送信信号）を受ける。アンテナ３００は例えば、送信信号の受信に応答してデルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビーム（例えば図２のデルタパターン放射ビーム２２４ａ及びサムパターン放射ビーム２２４ｂ）を送信する。
【００３１】
図４は第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント（例えば、図１の第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６の、または図２の第１アンテナシステム２１６及び第２アンテナシステム２２０の）判定用装置の、デルタパターン放射ビーム４０４及びサムパターン放射ビーム４０８に対するアンテナ放射信号例を極座標プロット４００で表したグラフである。デルタパターン放射ビーム４０４の大きさはサムパターン放射ビーム４０８のそれより約５ｄＢ小さい。
【００３２】
図５は第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント（例えば、図１の第２アンテナシステム１０６に対する第１アンテナシステム１０２の）判定方法例５００のフローチャート図である。方法例５００には、第１アンテナシステムにより、第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームを同時送信すること５０４が含まれる。方法例５００には、第２アンテナシステムにより、第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームを同時受信すること５０８も含まれる。方法例５００には、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームをプロセス処理５１２し、前記第１及び第２の各アンテナシステム間の所定のアライメント基準の合否を判定することも含まれる。方法例５００には、例えば、先に説明した如く、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの各振幅に基づき、前記所定のアライメント基準の合否を判定することも含まれる。
【００３３】
上述したシステム及び方法は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及び又はソフトウェアにおいて開始され得る。前記システム及び方法はコンピュータプログラム製品（即ち、情報キャリヤ内において具体化されたコンピュータプログラム）として開始され得る。前記システム及び方法は、例えば、データ処理装置での実行またはその動作制御のために、装置読み出し可能な記憶装置及び又は搬送信号において開始され得る。前記システム及び方法は、例えば、プログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、及び又は多重コンピュータで開始され得る。
コンピュータプログラムはコンパイル済み及び又はインタプリト型言語を含む任意のプログラミング言語で記述され得、コンピュータプログラムはスタンドアロン型プログラムとして、またはサブルーチン、エレメントとして、及び又はその他の、コンピューティング環境での使用に好適なユニットとして含まれる任意形態下に展開され得る。コンピュータプログラムは、１台のコンピュータ上で、または１サイトの複数台のコンピュータ上で展開され得る。
【００３４】
各方法ステップは、入力データに関して動作し、出力を発生することで本発明の機能を実施するコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能なプロセッサにより実行され得る。各方法ステップは、特殊用途論理回路として実行され得るある装置によっても実行し得る。前記回路は、例えば、ＦＰＧＡ（書き換え可能なゲートアレイ）及び又はＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）であり得る。モジュール、サブルーチン、ソフトウェアエージェントは、コンピュータプログラム、プロセッサ、特定回路、ソフトウェア及び又は、それら機能を開始するハードウェアの一部に対して参照され得る。
【００３５】
コンピュータプログラムの実行に好適なプロセッサには、例えば、汎用及び特殊用途の両マイクロプロセッサ、任意種類のデジタルコンピュータの任意の１つまたはそれ以上のプロセッサが含まれる。一般に、プロセッサはコンピュータの読み取り専用メモリまたはランダムアクセスメモリあるいはその双方からの命令やデータを受ける。コンピュータの基本要素は、命令を実行するプロセッサと、命令及びデータを記憶する１つ以上のメモリ装置である。一般に、コンピュータは、データを記憶する１つ以上の大容量記憶装置（例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスク）を含み得ると共に、データの受信及び送信するべくそれら装置に作動上連結され得る。
【００３６】
データ送信及び命令は、通信ネットワークを介しても発生する。コンピュータプログラムの命令やデータを実行する好適な情報キャリヤには、例えば、半導体メモリ装置を含む全ての形態の非揮発性メモリが含まれる。情報キャリヤは、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ装置、磁気ディスク、内蔵ハードディスク、リムーバブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ及び又はＤＶＤ−ＲＯＭディスクであり得る。プロセッサ及びメモリには特殊用途論理回路が追加され及びまたは組み込まれ得る。
【００３７】
ユーザーとの対話を提供するべく、上述した各技法はディスプレイ装置を持つコンピュータ上で開始され得る。ディスプレイ装置は、例えば、陰極管（ＣＲＴ）及び又は液晶（ＬＣＤ）モニタであり得る。ユーザーとの対話は、例えば、ユーザーへの情報表示及び、コンピュータへのユーザー入力（例えば、ユーザーインターフェース要素との対話）を提供し得るキーボード及びポインティングデバイス（例えば、マウスまたはトラックボール）であり得る。その他種類の装置を使用してユーザーとの対話を提供し得る。その他装置は、例えば、ユーザーに任意形態の感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック）を提供し得る。ユーザーからの入力は、例えば、音響、音声、及び又は触覚入力を含む任意形態において受けられ得る。
【００３８】
上述した各技法はバックエンドコンポーネントを含む分散コンピューティングシステムに於て開始され得る。バックエンドコンポーネントは、例えば、データサーバー、ミドルウェアコンポーネント、及び又はアプリケーションサーバー、であり得る。上述した各技法は、フロントエンドコンポーネントを含む分散コンピューティングシステムに於て開始され得る。フロントエンドコンポーネントは、例えば、グラフィカルユーザーインターフェースを持つクライアントコンピュータ、ユーザーが実装例と対話し得る所のウェブブラウザ、及び又はその他の、送信装置用のグラフィカルユーザーインターフェースであり得る。システムの各コンポーネンツは、デジタルデータ通信（例えば通信ネットワーク）の任意形態または媒体により相互連結され得る。通信ネットワーク例には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、有線ネットワーク、及び又は無線ネットワーク、が含まれる。
【００３９】
システムはクライアント及びサーバーを含み得る。クライアント及びサーバーは一般には相互に離れており、代表的には通信ネットワークを介して対話する。クライアントとサーバーとの関係は、相互にクライアント−サーバー関係を有する夫々のコンピュータ上で動作するコンピュータプログラムにより発生する。
パケットベースのネットワークには、例えば、インターネット、キャリヤインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク（ＣＡＮ）、都市域ネットワーク（ＭＡＮ）、ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ））、プライベートＩＰネットワーク、ＩＰ回線切替機（ＩＰＢＸ）、無線ネットワーク（例えば、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）、８０２．１１ネットワーク、８０２．１６ネットワーク、ゼネラルパケット無線サービス（ＧＰＲＳ）ネットワーク、ハイパーＬＡＮ）、及び又はその他のパケットベースネットワーク、が含まれ得る。回路ベースネットワークには、例えば、公衆交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）、回線切替機（ＰＢＸ）、無線ネットワーク（例えば、ＲＡＮ、ブルートゥース、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、国際携帯電話（ＧＳＭ）ネットワーク）、及び又はその他の回路ベースネットワークが含まれる。
【００４０】
コンピューティング及びプロセシングシステムには、例えば、コンピュータ、ブラウザ装置を持つコンピュータ、電話、ＩＰ電話、モバイル装置（例えば、携帯電話、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、電子メール装置）、及び又はその他の通信装置が含まれる。ブラウザ装置には、例えば、ワールドワイドウェブブラウザ（例えば、マイクロソフト社から入手可能なＭｉｃｒｏｓｏｆｔ（商標名）Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（商標名）、Ｍｏｚｉｌｌａ社から入手可能なＭｏｚｉｌｌａ（商標名）Ｆｉｒｅｆｏｘ（商標名））を持つコンピュータ（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ）が含まれる。モバイルコンピューティング装置には、例えば、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（商標名）が含まれる。
【００４１】
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４２】
１００ 装置
１０２ 第１アンテナシステム
１０４ 第１アンテナ
１０６ 第２アンテナシステム
１０８ａ 第１トランスミッタ
１０８ｂ 第２トランスミッタ
１１６ａ 放射ビーム
１１６ｂ 放射ビーム
１２４ プロセッサ
１２８ 入力装置
１３２ 出力装置
１３６ ディスプレイ装置
１３８ トランスミッタ
１４０ 記憶装置
１４４ 第２アンテナ
１５２ａ 第１レシーバ
１５２ｂ 第２レシーバ
１５６ プロセッサ
１６０ 入力装置
１６４ 出力装置
１６８ ディスプレイ装置
１７０ トランスミッタ
１７２ 記憶装置
２０４ 第１ユーザー
２０８ 第２ユーザー
２１２ ライフル
２１６ 第１アンテナシステム
２２０ 第２アンテナシステム
２２４ａ 放射ビーム
２２４ｂ 放射ビーム
２３０ 方向軸
３００ アンテナ
３０４ ヘリックスアンテナ
３０８ フィードネットワーク
３１２ ヘリックス
３２０ａ 入力部
４００ 極座標プロット
４０４ デルタパターン放射ビーム
５００ 判定方法例
【技術分野】
【０００１】
本発明は第２サブシステムに対する第１サブシステムの整合判定用のシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存のアライメントシステムやターゲットシステムは、ダスト、煙、霧、藪、布、及びその他形態のカバーで隠されたターゲットには適切にエンゲージできない。これらシステムの多くでは掩蔽物を貫通できないアイセーフレーザーを使用する。代替解決策ではレーザーに代えて位置トラッキングや方向センサを用いて２つのシステムのアライメントの成否を判定する。しかしながら、この方策には２つのシステム間の見通しラインが掩蔽されると動的検出が不能となる欠点があり、掩蔽された見通しラインの現実的エンゲージメントを、非現実的エンゲージメントを防止しつつ可能とするために、非常に正確且つ詳細な地形データが必要となる。地形データ上に正確に現れない、例えば岩、樹木、砂袋、車等は非現実的エンゲージメントを発生させる。高精度地形データ、システム方向、位置情報を使用する点は当該方策を複雑化する主要因子となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定する改善型システム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、モノパルス方向探知法を使用して第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定する。第１サブシステムは、サム（ｓｕｍ）ビーム及びデルタビームと各称する２つのアンテナビームを発生する送信アンテナを用いる。サムビームは第１サブシステムの方向軸（例えば、兵器配向軸）の軸に沿って調心した一様の広幅ビームである。デルタビームは、やはり一様の広幅ビームであるが、第１サブシステムの方向軸の軸方向に沿って調心したヌルを持つ。第２サブシステムは、送信された各アンテナビームを単一の広幅アンテナビームを用いて検出する。第２サブシステムに対する第１サブシステムの方向は、受信したサム及びデルタの各ビームの振幅を比較して判定する。第１サブシステムはサム及びデルタの各ビーム上の異なるチャネルを使用して送信する。２つのチャネルを使用することで第２サブシステムは各チャネルを検出し得、受信したサム及びデルタの各ビームの振幅を比較し得る。
【０００５】
本発明の他の様相によれば、第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定するシステムが提供される。当該システムは、第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを同時送信する第１アンテナシステムを含む。本システムは第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを受信する第２アンテナシステムをも含む。本システムは、第１アンテナシステム及び第２アンテナシステム間の所定のアライメント基準の合否を判定するための、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを処理するプロセッサをも含む。
【０００６】
ある実施例では第１アンテナシステムは４線式ヘリックスアンテナを含み、当該アンテナが第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの双方を送信する。ある実施例では第１アンテナシステムは、多線式平面アンテナシステム、コニカルスパイラルアンテナシステム、マルチラジアルストリップアンテナシステム、マルチラジアルスロットアンテナシステム、スロット式平面アンテナシステム、またはアレーアンテナシステムである。
【０００７】
ある実施例では、サムパターン放射ビームのピークは、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される。ある実施例ではデルタパターン放射ビームのヌルは、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される。
ある実施例では、プロセッサは、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの振幅から、所定のアライメント基準の合否を判定する。ある実施例では、第１アンテナシステムは送信手段に連結され、第２アンテナシステムは受信手段に連結される。送信手段は火器であり得、受信手段はユーザーであり得る。
ある実施例では、同じ偏光を有する直線偏光ビームを第１アンテナシステムが送信し、第２アンテナシステムが受信する。ある実施例では第１アンテナシステムが円形偏光ビームを送信し、第２サブシステムが直線または円形偏光ビームを受信する。
【０００８】
本発明の他の様相によれば、第２サブシステムに対する第１サブシステムのアラインメント判定方法が提供される。本方法には、第１周波数のデルタパターン放射ビームを第１アンテナシステムを用いて、また、第２周波数のサムパターン放射ビームを第２アンテナシステムを用いて同時に送信することが含まれる。本方法には、第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを第２アンテナシステムを用いて受信することも含まれる。本方法には、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを処理し、第１アンテナシステム及び第２アンテナシステム間の所定のアライメント基準の合否を判定することも含まれる。
【０００９】
ある実施例では、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿ってサムパターン放射ビームピークが調心される。ある実施例では、デルタパターン放射ビームのヌルが、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される。ある実施例では第２アンテナシステムが、第１アンテナシステムの方向に向けた無指向性または広幅ビームアンテナである。
ある方法実施例には、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの相対振幅から、所定のアライメント基準の合否を判定することが含まれる。ある方法実施例では、受信した第１周波数のサムパターン放射ビームの振幅が、受信したデルタパターン放射ビームの振幅よりも所定閾値において大きい場合に前記所定のアライメント基準が満たされていると判定する。
ある方法実施例には、第１アンテナシステムに連結した送信手段から、第１周波数のデルタパターン放射ビームと第２周波数のサムパターン放射ビームとを送信すること及び、受信手段に連結した第２アンテナシステム位置でデルタパターン放射ビームとサムパターン放射ビームとを受信することが含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定用の改善されたシステム及び方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定装置の略図である。
【図２】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定装置の１実施例の略図である。
【図３】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定に使用するアンテナ実施例の略図である。
【図４】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定装置の、デルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビーム用のアンテナ放射信号例を表示したグラフである。
【図５】第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定装置１００の略例示図である。装置１００は第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６を含む。装置１００は、第１アンテナシステム１０２の、第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂ（全体を番号１０８で示す）に電気的に連結したプロセッサ１２４を含む。プロセッサ１２４は例えば無線送信プロセッサまたはその他の、アンテナシステムで用いられる好適なコンピュータプロセッサであり得る。第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂは第１アンテナ１０４に連結される。プロセッサ１２４は第１トランスミッタ１０８ａ及び第２トランスミッタ１０８ｂに送信信号を送り、この送信号が第１アンテナ１０４により夫々放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂ（全体を番号１１６で表す）として送信される。ある実施例では放射ビーム１１６ａは第１周波数で送信され、放射ビーム１１６ｂは、受信用アンテナで受けた信号から２つの放射ビームを区別し得るよう、前記第１周波数とは異なる第２周波数で送信される。
【００１３】
放射ビーム１１６ａと１１６ｂ（例えば、夫々デルタパターン放射ビームとサムパターン放射ビーム）とは、第２アンテナシステム１０６に対する第１アンテナシステム１０２のアライメントを判定するために、例えば第２アンテナシステム１０６に差し向けられる。第２アンテナシステム１０６の第２アンテナ１４４が放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂを受ける。第２アンテナシステム１０６の第１レシーバ１５２ａ及び第２レシーバ１５２ｂ（全体を１５２で表す）が、第１アンテナ１０４からの放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂを夫々受ける。第１レシーバ１５２ａ及び第２レシーバ１５２ｂは受けた信号をプロセッサ１５６に差し向ける。
【００１４】
１実施例ではプロセッサ１５６は、受信した放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂから所定のアライメント基準が満たされていると判定される場合は第１アンテナシステム１０２が第２アンテナシステム１０６に関して整合していると判定する。ある実施例ではプロセッサ１５６は、放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂの振幅（例えば、第１アンテナ１０４から送信されて受信されたデルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームの振幅の大きさ）から所定のアライメント基準の合否を判定する。
【００１５】
１実施例ではプロセッサ１５６は、受信したサムパターン放射ビームに対する、受信したデルタパターン放射ビームの大きさを比較する。１実施例ではプロセッサ１５６は、受信したサムパターン放射ビームの大きさが、受信したデルタパターン放射ビーム未満であると第１アンテナシステム１０２は第２アンテナシステム１０６と整合していないと判定する。プロセッサ１５６は、受信したサムパターン放射ビームの大きさが、受信したデルタパターン放射ビームのそれよりもある閾値（例えば信号強度での２５ｄＢ）小さい場合は第１アンテナシステム１０２は第２アンテナシステム１０６と部分的に整合していると判定する。プロセッサ１５６は、受信したサムパターン放射ビームが、受信したデルタパターン放射ビームのそれよりもある閾値（例えば、信号強度での２５ｄＢ）より大きい場合は、第１アンテナシステム１０２が第２アンテナシステム１０６と整合していると判定する。
【００１６】
代替実施例では代替アライメント基準が使用され得る。例えば、代替実施例では異なる閾値が使用され得る。ある実施例では閾値は、例えば、短距離時の低精度化や長距離時の高精度化をシミュレートするべく、第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６間の距離に依存して変化され得る。
【００１７】
１実施例では放射ビーム１１６ａにより送信される信号はデルタパターン放射ビームとサムパターン放射ビームとを合わせたものであり、放射ビーム１１６ｂにより送信される信号はサムパターン放射ビームとデルタパターン放射ビームとの間の差（即ち、サムパターン放射ビームからデルタパターン放射ビームを減算）である。この実施例ではプロセッサは受信した放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂの大きさが等しい（あるいは、例えば、所定範囲（例えば１０ｄＢ）内であれば）場合は第１アンテナシステム１０２は第２アンテナシステム１０６と整合していると判定する。
【００１８】
本実施例では第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６はトランスミッタ１３８及び１７０に夫々連結される。トランスミッタ１３８は（例えば、電気的または無線接続により）、第１アンテナシステム１０２のプロセッサ１２４及びトランスミッタ１０８に接続される。トランスミッタ１７０は（例えば電気的または無線接続により）、第１アンテナシステム１０６のプロセッサ１５６及びレシーバ１５２に接続される。各トランスミッタ（１３８及び１７０）は、第１及び第２の各アンテナシステム（１０２及び１０６）に情報を、またそれらアンテナからの情報を伝達する。第２アンテナシステム１０６と関連するトランスミッタ１７０は情報（例えば、第２アンテナシステム１０６に関する第１アンテナシステム１０２の整合の成否を表す情報）を第１アンテナシステム１０２のトランスミッタ１３８に送信し得る。
【００１９】
第１アンテナシステム１０２は送信手段（例えば、火器、車載武器）に連結され得る。第２アンテナシステム１０６は受信手段（例えば、ユーザー、車、構造物）に連結され得る。
１実施例では放射ビーム１１６ａはサムパターン放射ビームであり、そのピークは第１アンテナシステム１０２に連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される。１実施例では放射ビーム１１６ｂはデルタパターン放射ビームであり、そのヌルは第１アンテナシステム１０２に連結した第１サブシステムの所望の方向に沿って調心される。
ある実施例では、第１アンテナシステム１０２は４線式ヘリックスアンテナ（１０４）を含む４線式ヘリックスアンテナシステムである。４線式ヘリックスアンテナは、円形偏光放射ビームを送信する。第１アンテナシステム１０２が円形偏光放射ビームを送信するある実施例では、第２アンテナシステム１０６は、その限りでは無いが、円形偏光され得る。
【００２０】
代替実施例では、第１アンテナシステムは多線式平面アンテナシステム、コニカルスパイラルアンテナシステム、マルチラジアルストリップアンテナシステム、マルチラジアルスロットアンテナシステム、スロット式平面アンテナシステム、またはアレーアンテナシステムである。ある実施例では第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６は直線的偏光放射ビームを送信する。第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６が偏光放射ビームを送信する場合、各放射ビームの偏光は同一である。ある実施例では第２アンテナシステム１０６は、例えば、第２アンテナシステム１０６の保持者の向きが当該第２アンテナシステム１０６に関する第１アンテナシステム１０２のアライメント判定に影響を及ぼさぬよう、無指向性アンテナとされる。
【００２１】
ここで説明する各モジュール及び装置は、例えば、コンピュータの実行可能命令を実行するプロセッサ（例えば、プロセッサ１２４またはプロセッサ１５６）を利用し得、及び又は、コンピュータの実行可能命令を実行させるプロセッサ（例えば、暗号化処理ユニット、書き換え可能なゲートアレイ処理ユニット）を含み得る。システム１００は例えば、斯界に既知のその他モジュール、装置及び又はプロセッサ、及び又は種々の例示されたモジュール、装置及び又はプロセッサを含み得る。
第１アンテナシステム１０２は、入力装置１２８、出力装置１３２、ディスプレイ装置１３６、記憶装置１４０に随意的に連結（例えば、電気的または無線で）される。第２アンテナシステム１０６は、入力装置１６０、出力装置１６４、ディスプレイ装置１６８、記憶装置１７２に随意的に連結（例えば、電気的または無線で）される。
【００２２】
入力装置（１２８、１６０）は、ユーザー（図示せず）及び又は別のコンピュータシステム（図示せず）から、システム１００に関する情報（例えば、ユーザーからの命令、別のコンピュータ装置からの命令）を受ける。入力装置（１２８、１６０）は、例えば、タッチスクリーン、キーボード、マイクまたはスキャナを含み得る。出力装置（１３２、１６４）は、システム１００に関する情報を出力（例えば、情報をプリンタ（図示せず）に、情報をオーディオスピーカー（図示せず）に）し得る。
ディスプレイ装置（１３６、１６８）は、システム１００に関する情報（例えば、ステータス情報、設定情報）を表示する。プロセッサ（１２４、１５６）は、システム１００用のオペレーティングシステム及び又は任意のその他のコンピュータ実行可能命令を実行（例えば、トランスミッタ１０８から第１アンテナ１０４への命令送信）する。
【００２３】
記憶装置（１４０、１７２）は、システム１００及びその動作に関する情報を記憶する。記憶装置（１４０、１７２）はシステム１００に関する情報及び又はその他の、システム関連データを記憶し得る。記憶装置（１４０、１７２）は複数の記憶装置を含み得る。記憶装置（１４０、１７２）は、例えば、長期ストレージ（例えば、ハードドライブ、テープ記憶装置、フラッシュメモリ）、短期ストレージ（例えば、ランダムアクセスメモリ、グラフィクスメモリ）、及び又は任意のその他形式のコンピュータ読み出し可能ストレージを含み得る。ある実施例では、入力装置、出力装置、ディスプレイ装置、記憶装置、プロセッサは、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）の構成部品である。
【００２４】
図２は、実弾使用を要さない訓練演習の参加兵士に現実的戦場環境を提供する訓練システムとして使用する、第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定用の実施例が略示される。図には、第１ユーザー２０４及び第２ユーザー２０８が含まれる。第１ユーザー２０４はライフル２１２を保持している。第１アンテナシステム２１６（例えば、図１の第１アンテナシステム１０２）は、ライフル２１２に連結（例えば、取付け、接着、締着）される。第１アンテナシステム２１６はライフル２１２の方向軸２３０（例えば長手軸）に沿って調心される。第２アンテナシステム２２０（例えば図１の第２アンテナシステム１０６）は第２ユーザー２０８に連結される。
【００２５】
動作に際し、第１ユーザー２０４は第２ユーザー２０８のライフル２１２にポイントする。第１ユーザーはライフル２１２の引き金（例えば入力装置）を引き、プロセッサ（例えば、プロセッサ１２４）をして第１アンテナシステム２１６に関連するトランスミッタ（例えば図１のトランスミッタ１０８ａ及び１０８ｂ）に送信信号を提供する。送信信号は第１アンテナシステム２１６の第１アンテナ（図１の第１アンテナ１０４）により放射ビーム２２４ａ及び２２４ｂとして送信される。本実施例では、放射ビーム２２４ａ及び２２４ｂは夫々、デルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームである。放射ビーム２２４ａのサムパターン放射ビームのピークは第１アンテナシステム２１６及びライフル２１２の方向軸２３０に沿って調心される。放射ビーム２２４ｂのデルタパターン放射ビームのヌルは第１アンテナシステム及びライフル２１２の方向軸２３０に沿って調心される。
【００２６】
第２アンテナシステム２２０のアンテナ（例えば図１の第２アンテナ１４４）は放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂを受ける。第１レシーバ及び第２レシーバ（例えば図１の第１レシーバ１５２ａ及び第２レシーバ１５２ｂ）は放射ビーム１１６ａ及び１１６ｂを受ける。第１及び第２の各レシーバは、受信信号を処理して第２アンテナシステム２２０に対する第１アンテナシステム２１６の整合の成否を判定するべく、受信した信号をプロセッサ（例えば図１のプロセッサ１５６）に配信する。
【００２７】
ある実施例では、システムにおけるアンテナのサイズを、必要な送信特性を維持しつつ可能な限り小型化されるよう減少させることが望ましい。ある実施例では、図２に関して第１アンテナシステム２１６の送信アンテナが、武器システム（例えばＭ４）の外側に搭載されるべく設計される。ある実施例では送信用アンテナは、直径５０．８ｍｍ（２インチ）未満、長さ１５２．４ｍｍ（６インチ）の円筒状胴部を有するヘリックスアンテナである。へリックアンテナのゲイン及びビーム幅はヘリックスの巻き数及び長さの関数である。アンテナの性能及びサイズ間にはトレードオフが生じ得る。
【００２８】
受信用アンテナは受信目的のみで使用され、可能な限り広いビーム幅が選択されることが多い。ビーム幅の広さは、ユーザー（例えば訓練兵）の着用するベストまたはハーネスに取付け得るよう、代表的にはアンテナサイズとトレードオフされる。１実施例では、受信用アンテナは５０．８ｍｍ（２インチ）×５０．８ｍｍ（２インチ）の正方形のフォームファクタを有し、厚さ２５．４ｍｍ（１インチ）である。
【００２９】
ある実施例では、トランスミッタ（例えば図１のトランスミッタ１０８ａ及び１０８ｂ）及びレシーバ（例えば、図１のレシーバ１５２ａ及び１５２ｂ）はデジタル無線モジュールを使用する。各アンテナには２つの無線モジュールが連結される。無線モジュールは異なる２つの無線周波数チャネル上で動作し、形状の異なる２つの無線波ビームを送受信する。
【００３０】
図３には、第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント判定に際して使用するアンテナ３００の例が略示される。アンテナ３００は４線式ヘリックスアンテナであり、４素子アキシャルモード型のヘリックスアンテナ３０４とフィードネットワーク３０８とを含んでいる。ヘリックスアンテナ３０４はヘリックス３１２の形態に巻き付けた導線を含む。ヘリックスアンテナ３０４は接地平面３１６上に取り付けられる。フィードネットワーク３０８は９０度カプラ及び１８０度カプラを含む。アンテナ３００は２つの入力部３２０ａ及び３２０ｂを含む。入力部３２０ａ及び３２０ｂはトランスミッタ（図１のトランスミッタ１０８ａ及び１０８ｂ）からの送信信号（例えばデルタパターン送信信号及びサムパターン送信信号）を受ける。アンテナ３００は例えば、送信信号の受信に応答してデルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビーム（例えば図２のデルタパターン放射ビーム２２４ａ及びサムパターン放射ビーム２２４ｂ）を送信する。
【００３１】
図４は第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント（例えば、図１の第１アンテナシステム１０２及び第２アンテナシステム１０６の、または図２の第１アンテナシステム２１６及び第２アンテナシステム２２０の）判定用装置の、デルタパターン放射ビーム４０４及びサムパターン放射ビーム４０８に対するアンテナ放射信号例を極座標プロット４００で表したグラフである。デルタパターン放射ビーム４０４の大きさはサムパターン放射ビーム４０８のそれより約５ｄＢ小さい。
【００３２】
図５は第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメント（例えば、図１の第２アンテナシステム１０６に対する第１アンテナシステム１０２の）判定方法例５００のフローチャート図である。方法例５００には、第１アンテナシステムにより、第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームを同時送信すること５０４が含まれる。方法例５００には、第２アンテナシステムにより、第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームを同時受信すること５０８も含まれる。方法例５００には、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームをプロセス処理５１２し、前記第１及び第２の各アンテナシステム間の所定のアライメント基準の合否を判定することも含まれる。方法例５００には、例えば、先に説明した如く、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの各振幅に基づき、前記所定のアライメント基準の合否を判定することも含まれる。
【００３３】
上述したシステム及び方法は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及び又はソフトウェアにおいて開始され得る。前記システム及び方法はコンピュータプログラム製品（即ち、情報キャリヤ内において具体化されたコンピュータプログラム）として開始され得る。前記システム及び方法は、例えば、データ処理装置での実行またはその動作制御のために、装置読み出し可能な記憶装置及び又は搬送信号において開始され得る。前記システム及び方法は、例えば、プログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、及び又は多重コンピュータで開始され得る。
コンピュータプログラムはコンパイル済み及び又はインタプリト型言語を含む任意のプログラミング言語で記述され得、コンピュータプログラムはスタンドアロン型プログラムとして、またはサブルーチン、エレメントとして、及び又はその他の、コンピューティング環境での使用に好適なユニットとして含まれる任意形態下に展開され得る。コンピュータプログラムは、１台のコンピュータ上で、または１サイトの複数台のコンピュータ上で展開され得る。
【００３４】
各方法ステップは、入力データに関して動作し、出力を発生することで本発明の機能を実施するコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能なプロセッサにより実行され得る。各方法ステップは、特殊用途論理回路として実行され得るある装置によっても実行し得る。前記回路は、例えば、ＦＰＧＡ（書き換え可能なゲートアレイ）及び又はＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）であり得る。モジュール、サブルーチン、ソフトウェアエージェントは、コンピュータプログラム、プロセッサ、特定回路、ソフトウェア及び又は、それら機能を開始するハードウェアの一部に対して参照され得る。
【００３５】
コンピュータプログラムの実行に好適なプロセッサには、例えば、汎用及び特殊用途の両マイクロプロセッサ、任意種類のデジタルコンピュータの任意の１つまたはそれ以上のプロセッサが含まれる。一般に、プロセッサはコンピュータの読み取り専用メモリまたはランダムアクセスメモリあるいはその双方からの命令やデータを受ける。コンピュータの基本要素は、命令を実行するプロセッサと、命令及びデータを記憶する１つ以上のメモリ装置である。一般に、コンピュータは、データを記憶する１つ以上の大容量記憶装置（例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスク）を含み得ると共に、データの受信及び送信するべくそれら装置に作動上連結され得る。
【００３６】
データ送信及び命令は、通信ネットワークを介しても発生する。コンピュータプログラムの命令やデータを実行する好適な情報キャリヤには、例えば、半導体メモリ装置を含む全ての形態の非揮発性メモリが含まれる。情報キャリヤは、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ装置、磁気ディスク、内蔵ハードディスク、リムーバブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ及び又はＤＶＤ−ＲＯＭディスクであり得る。プロセッサ及びメモリには特殊用途論理回路が追加され及びまたは組み込まれ得る。
【００３７】
ユーザーとの対話を提供するべく、上述した各技法はディスプレイ装置を持つコンピュータ上で開始され得る。ディスプレイ装置は、例えば、陰極管（ＣＲＴ）及び又は液晶（ＬＣＤ）モニタであり得る。ユーザーとの対話は、例えば、ユーザーへの情報表示及び、コンピュータへのユーザー入力（例えば、ユーザーインターフェース要素との対話）を提供し得るキーボード及びポインティングデバイス（例えば、マウスまたはトラックボール）であり得る。その他種類の装置を使用してユーザーとの対話を提供し得る。その他装置は、例えば、ユーザーに任意形態の感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック）を提供し得る。ユーザーからの入力は、例えば、音響、音声、及び又は触覚入力を含む任意形態において受けられ得る。
【００３８】
上述した各技法はバックエンドコンポーネントを含む分散コンピューティングシステムに於て開始され得る。バックエンドコンポーネントは、例えば、データサーバー、ミドルウェアコンポーネント、及び又はアプリケーションサーバー、であり得る。上述した各技法は、フロントエンドコンポーネントを含む分散コンピューティングシステムに於て開始され得る。フロントエンドコンポーネントは、例えば、グラフィカルユーザーインターフェースを持つクライアントコンピュータ、ユーザーが実装例と対話し得る所のウェブブラウザ、及び又はその他の、送信装置用のグラフィカルユーザーインターフェースであり得る。システムの各コンポーネンツは、デジタルデータ通信（例えば通信ネットワーク）の任意形態または媒体により相互連結され得る。通信ネットワーク例には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、有線ネットワーク、及び又は無線ネットワーク、が含まれる。
【００３９】
システムはクライアント及びサーバーを含み得る。クライアント及びサーバーは一般には相互に離れており、代表的には通信ネットワークを介して対話する。クライアントとサーバーとの関係は、相互にクライアント−サーバー関係を有する夫々のコンピュータ上で動作するコンピュータプログラムにより発生する。
パケットベースのネットワークには、例えば、インターネット、キャリヤインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク（ＣＡＮ）、都市域ネットワーク（ＭＡＮ）、ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ））、プライベートＩＰネットワーク、ＩＰ回線切替機（ＩＰＢＸ）、無線ネットワーク（例えば、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）、８０２．１１ネットワーク、８０２．１６ネットワーク、ゼネラルパケット無線サービス（ＧＰＲＳ）ネットワーク、ハイパーＬＡＮ）、及び又はその他のパケットベースネットワーク、が含まれ得る。回路ベースネットワークには、例えば、公衆交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）、回線切替機（ＰＢＸ）、無線ネットワーク（例えば、ＲＡＮ、ブルートゥース、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、国際携帯電話（ＧＳＭ）ネットワーク）、及び又はその他の回路ベースネットワークが含まれる。
【００４０】
コンピューティング及びプロセシングシステムには、例えば、コンピュータ、ブラウザ装置を持つコンピュータ、電話、ＩＰ電話、モバイル装置（例えば、携帯電話、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、電子メール装置）、及び又はその他の通信装置が含まれる。ブラウザ装置には、例えば、ワールドワイドウェブブラウザ（例えば、マイクロソフト社から入手可能なＭｉｃｒｏｓｏｆｔ（商標名）Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（商標名）、Ｍｏｚｉｌｌａ社から入手可能なＭｏｚｉｌｌａ（商標名）Ｆｉｒｅｆｏｘ（商標名））を持つコンピュータ（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ）が含まれる。モバイルコンピューティング装置には、例えば、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（商標名）が含まれる。
【００４１】
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４２】
１００ 装置
１０２ 第１アンテナシステム
１０４ 第１アンテナ
１０６ 第２アンテナシステム
１０８ａ 第１トランスミッタ
１０８ｂ 第２トランスミッタ
１１６ａ 放射ビーム
１１６ｂ 放射ビーム
１２４ プロセッサ
１２８ 入力装置
１３２ 出力装置
１３６ ディスプレイ装置
１３８ トランスミッタ
１４０ 記憶装置
１４４ 第２アンテナ
１５２ａ 第１レシーバ
１５２ｂ 第２レシーバ
１５６ プロセッサ
１６０ 入力装置
１６４ 出力装置
１６８ ディスプレイ装置
１７０ トランスミッタ
１７２ 記憶装置
２０４ 第１ユーザー
２０８ 第２ユーザー
２１２ ライフル
２１６ 第１アンテナシステム
２２０ 第２アンテナシステム
２２４ａ 放射ビーム
２２４ｂ 放射ビーム
２３０ 方向軸
３００ アンテナ
３０４ ヘリックスアンテナ
３０８ フィードネットワーク
３１２ ヘリックス
３２０ａ 入力部
４００ 極座標プロット
４０４ デルタパターン放射ビーム
５００ 判定方法例
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定するシステムであって 、
第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを同時に送信する第１アンテナシステムと、
第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを受信する第２アンテナシステムと、
受信したデルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームを処理し、第１アンテナシステムと第２アンテナシステムとの間における所定のアライメント基準の合否を判定するプロセッサと、
を含むシステム。
【請求項２】
第１アンテナシステムが、第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの双方を送信する４線式ヘリックスアンテナを含む請求項１のシステム。
【請求項３】
第１アンテナシステムが、多線式平面アンテナシステム、コニカルスパイラルアンテナシステム、マルチラジアルストリップアンテナシステム、マルチラジアルスロットアンテナシステム、スロット式平面アンテナシステム、またはアレーアンテナである請求項１のシステム。
【請求項４】
サムパターン放射ビームのピークが第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される請求項１のシステム。
【請求項５】
デルタパターン放射ビームのヌルが、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される請求項１のシステム。
【請求項６】
プロセッサが、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び受信した第２周波数のサムパターン放射ビームの各振幅から所定のアライメント基準の合否を判定する請求項１のシステム。
【請求項７】
第１アンテナシステムが送信手段に連結され、第２アンテナシステムが受信手段に連結される請求項１のシステム。
【請求項８】
直線偏光ビームを第１アンテナシステムが送信し、第２アンテナシステムが受信し、各ビームの偏光が同じである請求項１のシステム。
【請求項９】
第１アンテナシステムが円形偏光ビームを送信し、第２アンテナシステムが直線または円形の偏光ビームを受信する請求項１のシステム。
【請求項１０】
第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定する方法であって、
第１アンテナシステムからの第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを第１アンテナシステムから同時に送信すること、
第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを第２アンテナシステムで受信すること、
受信したデルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームを処理して第１アンテナシステムと第２アンテナシステムとの間における所定のアライメント基準の合否を判定すること、
を含む方法。
【請求項１１】
サムパターン放射ビームのピークが、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される請求項１０の方法。
【請求項１２】
デルタパターン放射ビームのヌルが、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される請求項１０の方法。
【請求項１３】
第２アンテナシステムが、第１アンテナシステム方向に向けた無指向性、または広幅ビームアンテナである請求項１０の方法。
【請求項１４】
所定のアライメント基準の合否を、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び受信した第２周波数のサムパターン放射ビームの相対振幅に基づき判定する請求項１０の方法。
【請求項１５】
受信した第１周波数のサムパターン放射ビームの振幅が、受信した第２周波数のデルタパターン放射ビームの振幅よりも所定閾値大きい場合に、所定のアライメント基準が満たされていると判定する請求項１４の方法。
【請求項１６】
第１アンテナシステムに連結した送信手段から第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームを送信すること、
受信手段に連結した第２アンテナシステム位置で、デルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームを受信すること、
を含む請求項１０の方法。
【請求項１】
第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定するシステムであって 、
第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを同時に送信する第１アンテナシステムと、
第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを受信する第２アンテナシステムと、
受信したデルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームを処理し、第１アンテナシステムと第２アンテナシステムとの間における所定のアライメント基準の合否を判定するプロセッサと、
を含むシステム。
【請求項２】
第１アンテナシステムが、第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームの双方を送信する４線式ヘリックスアンテナを含む請求項１のシステム。
【請求項３】
第１アンテナシステムが、多線式平面アンテナシステム、コニカルスパイラルアンテナシステム、マルチラジアルストリップアンテナシステム、マルチラジアルスロットアンテナシステム、スロット式平面アンテナシステム、またはアレーアンテナである請求項１のシステム。
【請求項４】
サムパターン放射ビームのピークが第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される請求項１のシステム。
【請求項５】
デルタパターン放射ビームのヌルが、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される請求項１のシステム。
【請求項６】
プロセッサが、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び受信した第２周波数のサムパターン放射ビームの各振幅から所定のアライメント基準の合否を判定する請求項１のシステム。
【請求項７】
第１アンテナシステムが送信手段に連結され、第２アンテナシステムが受信手段に連結される請求項１のシステム。
【請求項８】
直線偏光ビームを第１アンテナシステムが送信し、第２アンテナシステムが受信し、各ビームの偏光が同じである請求項１のシステム。
【請求項９】
第１アンテナシステムが円形偏光ビームを送信し、第２アンテナシステムが直線または円形の偏光ビームを受信する請求項１のシステム。
【請求項１０】
第２サブシステムに対する第１サブシステムのアライメントを判定する方法であって、
第１アンテナシステムからの第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを第１アンテナシステムから同時に送信すること、
第１周波数のデルタパターン放射ビームと、第２周波数のサムパターン放射ビームとを第２アンテナシステムで受信すること、
受信したデルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームを処理して第１アンテナシステムと第２アンテナシステムとの間における所定のアライメント基準の合否を判定すること、
を含む方法。
【請求項１１】
サムパターン放射ビームのピークが、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される請求項１０の方法。
【請求項１２】
デルタパターン放射ビームのヌルが、第１アンテナシステムに連結した第１サブシステムの所望の方向軸に沿って調心される請求項１０の方法。
【請求項１３】
第２アンテナシステムが、第１アンテナシステム方向に向けた無指向性、または広幅ビームアンテナである請求項１０の方法。
【請求項１４】
所定のアライメント基準の合否を、受信した第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び受信した第２周波数のサムパターン放射ビームの相対振幅に基づき判定する請求項１０の方法。
【請求項１５】
受信した第１周波数のサムパターン放射ビームの振幅が、受信した第２周波数のデルタパターン放射ビームの振幅よりも所定閾値大きい場合に、所定のアライメント基準が満たされていると判定する請求項１４の方法。
【請求項１６】
第１アンテナシステムに連結した送信手段から第１周波数のデルタパターン放射ビーム及び第２周波数のサムパターン放射ビームを送信すること、
受信手段に連結した第２アンテナシステム位置で、デルタパターン放射ビーム及びサムパターン放射ビームを受信すること、
を含む請求項１０の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１１２９３３（Ｐ２０１２−１１２９３３Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４９８７（Ｐ２０１１−２０４９８７）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５０３４５５３６３）レイセオン カンパニー (244)
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５０３４５５３６３）レイセオン カンパニー (244)
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