[发明专利]接收机和接收信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接收机和使用多个天线接收信号的方法，其中信息被从总和信号中获得，并且被用来从差值信号获取信息以估计天线的视轴和信号源之间的角度。

背景技术

在移动的诸如轮船、航天飞机、汽车或火车的交通工具上，在卫星和机载的卫星调制器之间的数据通信依靠的是让天线一直指向卫星的能力。特别地，在接收的信号有低的信噪比的情况下(在卫星覆盖的边缘)，指向的精确性就非常重要。

发明内容

在第一方面，本发明涉及一种接收机，包括：

-相互之间固定并被定位在可移动的载体上的多个天线，每一个天线被用来接收信号和输出与接收的信号相应的信号，

-用来根据所述接收的信号产生总和信号的第一装置，

-用来根据所述接收的信号产生一个或多个差值信号的第二装置，

-用来根据所述总和信号获得定时信息的第三装置，

-用来接收所述总和信号、差值信号和定时信息并输出与天线的方向和信号接收的方向之间的角度有关的信息的第四装置。

在本文中，天线是被用来接收电磁辐射和输出相应信号的元件。相应的信号与接收的信号在幅度、相位和/或频率上相对应。优选地，电磁辐射为无线电波、超声波辐射等，诸如频率在0.1到100GHz，诸如0.5-50GHz、1-5GHz、1-2GHz。天线的优选类型为被用来接收从卫星输出的信号，因而有高度的方向敏感性，典型地使用阵列天线、微带天线和/或用于接收和收集信号的抛物面天线。

在本文中，应当知道，信号天线可以由任意数量的可以被定位在不同的物理位置的天线/传感器构成。因而，如果使用2×2天线/传感器阵列，当确定沿着行的方向的角度时，每一列的两个天线传感器的输出可以被组合(等效于每一列为一个天线)，而为了确定沿着列的角度，各行的两个天线/传感器可以被组合(等效于每一行为一个天线)。于是，每一个单个天线/传感器的输出可以用在超过一个总体天线中。

天线被固定住以便可以通过移动/转动载体而被一起移动/转动。当然，天线可以从载体上分开或移除，可以使用任何合适的方式来实现固定，诸如螺钉固定、焊接、软焊、钳位或者类似的方式。优选地，天线具有方向敏感性，当被固定时至少指向大致相同的方向。

总和信号的产生可以是当被接收时相同类型(例如，电磁辐射)信号的组合，或诸如电子信号的相应信号的组合。为了具有产生不同信号的辐射的部分，电磁辐射的组合可以是接收辐射的部分(例如，一半)的组合，总和信号可以是两个或更多接收(部分)信号的简单叠加或一起发射。

将接收的信号转换为电子信号为产生总和信号开拓了广阔的技术，诸如信号的简单叠加或相加，将各个信号馈送入DSP并执行数学求和。

单个总和信号可能是足够的，但是如果发现有需要，多个总和信号可以被使用，其中每一个总和信号是基于来自不同群组天线的信号。

差值信号的产生通常是基于成对的天线(每一个可以由一个或多个单独的天线/传感器构成)被执行的，因此差值信号涉及从两个天线获得的信号之间的差值。在这种方式下，差值信号包含关于通过天线的线(或两群组天线/传感器的每一个的中心，每一个群组构成一个单独的天线)和朝向信号源/起源的方向之间的角度的信息。

此外，差值信号可以通过许多方式获得，基于接收的信号或者与之对应的信号。

因为差值信号通常比总和信号弱很多，本发明涉及从总和信号中获得定时信息和使用该信息来从差值信号中获取信息。在一个实施例中，想要确定差值信号的信号强度，因此为了在正确的时间点确定信号，需要确定其频率和/或相位，其中在时间点信号或信号比特发生。当信号非常弱时，确定它的相位/频率将很困难，但是因为这些参数在总和信号和差值信号中是相关的，它们可以从总和信号中获取和作为定时信息使用。

两个或更多的差值信号可以被相互独立地处理。

通常，定时信息可以描述或定义与总和信号相关的相对的或绝对的时间点，该时间点可以被用来从差值信号中获取信息和/或变更差值信号，参见下文。频率可以作为许多(等距的)相对的时间点被确定或被定义，相位作为一个或多个绝对的时间点被确定或被定义。

当然，信号接收或发射的方向是信号接收的方向，诸如向着或来自诸如卫星/发射机的信号源的方向。

如上所述，总和信号和差值信号的产生以及定时信息和角度信息的产生可以在诸如处理器、信号处理器、波导、微带或类似的独立元件中被确定或产生，或可以在一个或多个通用处理器、计算机和/或FPGA中被确定，诸如单独的DSP。这是仅仅是一种设计选择。