无线电信号处理系统和用于接收无线电信号的方法

无线电信号处理系统和用于接收无线电信号的方法
【专利摘要】本发明涉及无线电信号处理系统和用于接收无线电信号的方法。无线电信号处理系统包括：第一天线；第二天线；第一接收机，其被通信地耦合到第一天线；第二接收机，其被通信地耦合到第二天线；第一处理单元，其被通信地耦合到第一接收机并且被配置成当系统正在第一模式下进行操作时从第一天线和第二天线中的至少一个接收第一信号；第二处理单元，其被通信地耦合到第二接收机并且被配置成当系统正在第一模式下进行操作时从第二天线接收第二信号；以及其中第一处理单元还被配置成当系统正在第二模式下进行操作时从第一天线和第二天线两者接收第三信号。
【专利说明】无线电信号处理系统和用于接收无线电信号的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线电信号处理系统和用于接收无线电信号的方法。
【背景技术】
[0002]一些飞行器装配有用于在航线上导航的VHF全向测距(VOR)无线电接收机和用于在飞行器着陆期间使用的精密进场导航的仪表着陆系统(ILS)和全球导航卫星系统(GNSS)着陆系统(GLS)接收机。ILS接收机包括用于接收针对所选机场跑道的水平引导信号的定位器VHF无线电接收机。GLS接收机包括用于接收GLS滑翔通道点和可应用于被选择用于着陆的跑道的本地差动GNSS (DGNSS)修正的VHF数据广播(VDB)接收机。
[0003]由于在初始进场期间和在中途失败的自动着陆操作期间要求VOR和ILS定位器或GLS VDB信号的同时接收，所以许多飞行器装配有用于VOR的两个VHF接收机和用于ILS定位器或GLS VDB接收的两个VHF接收机。因此，许多飞行器具有四个或更多VHF接收机。需要用以减少必须由VOR天线进行馈送的VHF接收机的数目的装置。

【发明内容】

[0004]无线电信号处理系统包括第一天线；第二天线；第一接收机，被通信地耦合到第一天线；第二接收机，被通信地耦合到第二天线；第一处理单元，被通信地耦合到第一接收机并被配置成当系统正在第一模式下进行操作时从第一天线和第二天线中的至少一个接收第一信号；第二处理单元，被通信地耦合到第二接收机并被配置成当系统正在第一模式下进行操作时从第二天线接收第二信号；以及其中，第一处理单元还被配置成当系统正在第二模式下进行操作时从第一天线和第二天线两者接收第三信号。
【专利附图】

【附图说明】
[0005]理解了附图仅描绘示例性实施例且因此并不被认为在范围方面是限制性的，将通过使用附图来描述示例性实施例以及附加的特征和细节，在所述附图中:
图1是描绘飞行器的示例性实施例的一般框图，其实现了无线电导航系统和着陆引导系统，用于使用尾部安装天线来接收VOR和ILS定位器或VDB信号且用于使用头部安装天线来同时地接收ILS定位器或VDB信号并将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个；
图2A是描绘无线电导航系统的示例性实施例的框图，该无线电导航系统使用被连接到尾部安装VOR天线和头部安装ILS定位器天线的两个单信道VHF接收机来接收VDB着陆引导信号并将两个类似VDB信号组合或选择使用两个天线接收到的类似信号中的一个；
图2B是描绘无线电导航系统的示例性实施例的框图，该无线电导航系统使用被连接到尾部安装天线的宽带VHF多信道接收机来接收VOR和VDB或ILS定位器信号并使用被连接到头部安装天线的单信道VHF接收机来接收VDB或ILS定位器信号并且将类似VDB信号组合或选择在两个天线上接收到的类似VDB或ILS定位器信号中的一个； 图2C是描绘无线电导航系统的示例性实施例的框图，该无线电导航系统使用单个宽带VHF接收机来接收VOR和VDB或ILS定位器信号，并且接收机被切换成根据需要使用尾部安装或头部安装天线来接收VOR和VDB或ILS信号以保持最佳接收；
图3A是描绘包括多个图2A的冗余无线电导航系统的冗余无线电导航系统的示例性实施例的框图；
图3B是描绘包括多个图2B的冗余无线电导航系统的冗余无线电导航系统的示例性实施例的框图；
图3C是描绘包括多个图2C的冗余无线电导航系统的冗余无线电导航系统的示例性实施例的框图；
图4A - 4E是描绘用于使用连接到单信道或宽带多信道接收机的两个或更多天线来接收信号并将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个的简化无线电导航和着陆引导无线电信号处理系统的示例性实施例的框图；
图5是图示出用于使用单个天线来接收信号并将在两个或更多天线上接收到的类似信号组合或选择其中的一个的示例性方法的流程图；
图6是图示出用于使用两个或更多天线来接收信号并将在两个或更多天线上接收到的类似信号组合或选择其中的一个的示例性方法的流程图；以及
图7是图示出用于使用通过开关被耦合到单个宽带接收机的多个天线来接收信号的示例性方法的流程图。
[0006]根据一般惯例，各种描述的特征不是按比例绘制的，而是为了强调与示例性实施例有关的特定特征而被绘制。
【具体实施方式】
[0007]在以下详细的描述中，对形成该详细的描述的一部分的附图进行参考，并且在附图中通过图示示出了特定说明性实施例。然而，要理解的是，可以利用其它实施例，并且可以进行逻辑、机械以及电学改变。此外，不应将在附图和本说明书中呈现的方法理解为限制可以执行各个步骤的顺序。因此不应以限制性意义来理解以下详细的描述。
[0008]图1是描绘飞行器100的示例性实施例的一般框图，其实现了用于接收信号并将在两个或更多天线上接收到的类似信号组合的系统102。系统102包括头部安装天线104、尾部安装天线106以及无线电信号处理系统108。头部安装天线104被安装在飞行器100的头部上或中。在示例性实施例中，头部安装天线104是ILS定位器天线。相反，尾部安装天线106被安装在飞行器100的尾部上或中。在示例性实施例中，尾部安装天线106是VOR天线。无线电信号处理系统108被通信地耦合到头部安装天线104和尾部安装天线106两者，并通过头部安装天线104和尾部安装天线106接收各种射频(RF)信号。
[0009]用于许多飞行器的VOR无线电导航接收机要求安装在飞行器的垂直尾部上的全向天线，诸如尾部安装天线106。ILS定位器和VHF数据广播(VDB)接收机还可以在初始进场期间使用VOR天线(诸如尾部安装天线106)，并且随后切换到安装在飞行器的头部之下的ILS定位器天线(诸如头部安装天线104)。当单个VOR天线对多个VHF接收机(诸如在现有技术系统中常常使用的用于VOR和VDB的冗余同时接收或VOR和ILS定位器的冗余同时接收的四个VHF接收机)进行馈送时，可能在范围覆盖方面存在显著的安装损耗/减少。在一些示例中，范围覆盖方面的此安装损耗/减少是到原来的二分之一(In some examples,this installation loss/reduction in range coverage is a factor of two)。
[0010]此外，VDB地面站在最终进场期间可能不一定在飞行器的前面，使得将在朝向飞行器后面的方向上不提供覆盖的头部安装ILS定位器天线(诸如头部安装天线104)用于VDB信号接收可能导致长的停歇，其中在着陆的最关键阶段期间不接收诸如差动GPS (DGPS)之类的差动GNSS (DGNSS)修正。因此，一些飞行器安装可以在着陆的所有阶段期间将VOR天线(诸如尾部安装天线106)用于VDB接收。然而，非常大的飞行器上的尾部安装VOR天线(诸如尾部安装天线106)覆盖在朝向飞行器(诸如飞行器100)前面的俯视方向上被机身阻挡。因此，在着陆的所有阶段期间使用VOR天线(诸如尾部安装天线106)进行的VDB信号的接收不保证没有接收盲点。因此，在不添加更多VHF接收机的情况下使用VOR天线(诸如尾部安装天线106)和ILS定位器天线(诸如头部安装天线104)两者在同时接收VOR信号时接收VDB信号的装置是高度期望的，并且由本文中所描述的系统和方法促成。
[0011]仪表着陆系统(ILS)通过从地面发射机发送ILS定位器(VHF)和滑翔斜率(UHF)信标信号而使用VHF和UHF无线电信号来将飞行器100自动地向下引导到跑道上。飞行器100针对ILS定位器和滑翔斜率信标信号提炼(hone)，所述ILS定位器和滑翔斜率信标信号用来控制自动驾驶仪使飞行器100着陆到跑道上。在示例性实施例中，头部安装天线104是VHF定位器天线。一旦飞行器100具有发射ILS定位器和滑翔斜率信标信号的地面上的站的清楚向前看的视线，就可以通过头部安装天线104和UHF天线来提炼该ILS定位器和滑翔斜率信标信号，所述UHF天线也可以被安装在头部中或者在起落架中以有效地使飞行器100着陆。在飞行器100与跑道对直之前，当其正在逼近机场时，其需要捕获ILS定位器信标信号且其可以使用安装在飞行器100的垂直尾翼顶部上或内部的尾部安装天线106。在示例性实施例中，尾部安装天线106是VHF V0R/VDB天线。头部安装天线104在飞行器100前面具有良好的覆盖，但是其不具有到侧面和在飞行器100后面的良好的全向覆盖。因此，当飞行器100正在逼近机场时，使用尾部安装天线106来捕获ILS定位器信标信号。在示例性实施例中，头部安装天线104和尾部安装天线106两者都能够在108 - 118 MHz频带中接收V0R、ILS定位器和VDB信号。
[0012]全球导航卫星系统(GNSS)着陆系统(GLS)以更多的灵活性向ILS提供替换着陆引导。在示例实施例中，使用全球定位系统(GPS)着陆系统(GLS)来实现GNSS系统，但是应理解的是，该系统不限于GPS信号。在其他实现方式中，可以及时地使用其他类型的全球导航卫星系统(GNSS)(诸如GL0NASS、Galileo、Beidou和Compass导航系统以及其组合)来代替GPS，以获得相对于期望着陆路径的飞行器位置，从而生成被提供给自动驾驶仪的引导信号。GLS的一个益处是能够使VDB地面站位于机场中的任何位置处，不同于必须位于跑道的末端处的ILS地面站。与ILS相反，GLS不发送归航信号。替代地，GLS采用VHF数据广播(VDB)数据链路来向上向飞行器100发送消息，该消息提供飞行器100遵循以使飞行器100适当地进场并着陆在跑道上的航线点。GLS发射机还采用VDB数据链路来发送对从GNSS卫星的星座接收到的测距信号的修正。修正被发送到飞行器100以使得GNSS位置估计非常准确。飞行器100使用GNSS测距信号和修正来计算其位置，并且还计算其距离航线点多远并操纵飞行器100以与航线点对直。
[0013]由于VDB地面站能够位于机场跑道的3海里(nmi )内的任何位置处，所以在示例性实施例中使用尾部安装天线106来允许全向覆盖。在这些示例性实施例中的一些中，飞行器100的机身、机翼、引擎及其他部件可能阻挡尾部安装天线106与特定位置之间的直达线路(line of site)。在这些实施例中,尾部安装天线的福射方向图可能在覆盖方面具有间隙。在一些示例性实施例中，随着飞行器100进场并变成开始着陆，如果地面站在飞行器前面，在那里可能存在天线辐射方向图中的覆盖间隙，则飞行器100可能开始失去正在从VDB地面站发送的VDB信号。如果飞行器100开始失去VDB信号，则其可能失去航线点和GNSS修正。虽然航线点通常不改变，但GNSS修正的正确接收对于保证飞行器100的位置准确而言是重要的。在其他示例性实施例中，使用头部安装天线104来接收VDB信号以允许飞行器前面的清楚畅通无阻的覆盖。在这些实施例中，机身阻挡从飞行器后面到达的信号的接收，因此当飞行器靠近跑道且VDB站现在在飞行器的后面或朝向飞行器的侧面时，飞行器可能开始失去VDB信号并因此失去GNSS修正。
[0014]为了使在GLS (或ILS)着陆模式的所有阶段期间的VDB (或ILS定位器)着陆引导信号的正确接收的概率最大化，使用头部安装天线104和尾部安装天线106两者来接收着陆引导信号。头部安装天线104的覆盖区域补充尾部安装天线106的覆盖区域，并且反之亦然。
[0015]因此，本文中所描述的系统和方法的第一部分是当进场和着陆模式是GLS时，使用被连接到头部安装ILS定位器天线(诸如头部安装天线104)的ILS定位器VHF接收机和被连接到尾翼VOR天线(诸如尾部安装天线106)的VOR VHF接收机两者来在进场和着陆期间接收GLS VDB信号。在示例性实施例中，在飞行器航空电子系统(诸如无线电信号处理系统108)中包括ILS定位器VHF接收机和VOR VHF接收机。在示例性实施例中，可以使用从ILS定位器天线(诸如头部安装天线104)和尾翼VOR天线(诸如尾部安装天线106)两者接收到的信号的数字处理来选择两个信号中的最强的一个(分集选择)或者同相地将两个信号组合(分集组合)。这帮助减少和/或消除由于ILS定位器和VOR天线的覆盖漏洞(coveragehole)而引起的停歇。然而，在进场和着陆期间的VOR接收在没有附加修改的情况下或许不再是可能的，这可能并不总是可接受的。图2A、3A和4A和以下随附描述指向实现此第一部分的详细示例性实施例。
[0016]因此，本文中所描述的系统和方法的第二部分是使用宽带多信道VHF接收机，其能够在108 - 118 VHF导航接收频带中接收所有信道并然后使用数字信号处理来选择两个或更多VHF信道以用于信号检测、解调、导航/着陆引导数据解码和输出。在宽带多信道VHF接收机被连接到尾翼VOR天线(诸如尾部安装天线106)的示例性实施例中，可以在着陆模式是GLS时在VOR天线上同时地接收VOR和GLS VDB导航信号，或者在着陆模式是ILS时同时地接收VOR和ILS定位器导航信号。在示例性实施例中，当着陆模式是GLS时，将使用被连接到ILS定位器天线(诸如头部安装天线104)的常规单信道VHF接收机来接收VDB信号。这允许尾翼VOR天线(诸如尾部安装天线106)和ILS定位器天线(诸如头部安装天线104)两者上的VOR信号的同时接收与VDB信号的双重接收。这保持了在消除VDB接收覆盖漏洞的同时接收VOR信号的能力。
[0017]另外，当着陆模式是ILS时，在进场和着陆的所有阶段期间，可以使用被连接到尾翼VOR天线(诸如尾部安装天线106)的宽带多信道接收机来接收VOR和ILS定位器信号，同时使用被连接到ILS定位器天线(诸如头部安装天线104)的常规VHF接收机来接收ILS定位器信号。在示例性实施例中，现在可以数字化地完成两个ILS定位器信号中的哪一个将在初始进场期间和在最终进场和着陆期间使用的选择。在示例性实施例中，不再需要在任何时间都具有被连接到尾翼VOR天线(诸如尾部安装天线106)的四个VHF接收机。可以使被连接到VOR天线的VHF接收机的数目最小化。在示例性实施例中，仅存在被连接到尾翼VOR天线(诸如尾部安装天线106)的两个冗余VHF接收机，并且安装损耗被减少至少4dB且VOR天线覆盖范围被改善到1.5倍。图2B、3B和4B及下面的随附描述指向实现此第二部分的详细示例性实施例。
[0018]在两个VHF接收机的使用不是有成本效益的解决方案的关于飞行器的示例性实施例中，本文中所描述的系统和方法的第三部分根据着陆模式而仅使用单个宽带多信道VHF接收机来接收VOR和VDB信号两者或VOR和ILS定位器信号两者。当着陆模式是ILS时，可以在初始进场期间将宽带多信道VHF接收机连接到尾翼VOR天线(诸如尾部安装天线106)，并且然后在最终进场和着陆期间切换到ILS定位器天线。当着陆模式是GLS且VDB地面发射机的位置的知识可用于无线电处理系统时，被连接到宽带多信道接收机的天线的切换可以基于两个天线中的哪一个在VDB地面发射机的方向上提供更好的覆盖的计算或估计。因此，可以减少每次飞行器安装的VHF接收机的总数，从而减少系统的成本。图2C、3C和4C及以下随附描述指向实现此第三部分的详细示例性实施例。
[0019]图2A-2C是描绘无线电信号处理系统200的示例性实施例的框图，其用于使用被连接到每个天线的各个接收机来接收无线电导航(例如V0R)和着陆引导(例如ILS定位器或VDB)信号(所有所述接收机都能够支持同一频带中的信号接收)并且用于将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个，其能够被实现为飞行器100机载的系统102中的无线电信号处理系统108。图2A - 2C中的每一个图不出分别被标记为200A - 200C的无线电信号处理系统200的不同实施例。
[0020]图2A是描绘无线电信号处理系统200A的示例性实施例的框图，其用于使用均被连接到能够接收单个信号的单个接收机的各种天线来接收信号，并且用于将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个。示例性系统200A包括由GNSS接收机206、仪表着陆系统(ILS)/VHF数据广播(VDB)RF单元210A、VHF全向测距(VOR)/标记信标(MB)RF单元204以及数字处理器222组成的集成导航接收机(INR)单元202A。GNSS接收机206被通信地耦合到GNSS天线208并通过其接收RF信号。GNSS接收机被通信地耦合到数字处理器222并向其输出信号。
[0021]ILS/VDB RF单元210A包括滑翔斜率UHF接收机224、定位器/VDB VHF接收机226、ILS/VDB主数字信号处理器(DSP) 228以及ILS监视器数字信号处理器(DSP) 230。滑翔斜率UHF接收机224被通信地耦合到滑翔斜率天线212并通过其接收射频(RF)信号。定位器/VDB VHF接收机226根据被耦合到定位器天线216和V0R/VDB天线218 (通过功率分离器220)两者的开关214的位置而被通信地耦合到定位器天线216或V0R/VDB天线218且通过其接收RF信号。在示例性实施例中，定位器/VDB VHF接收机226是每次只能调谐至一个信道的单信道接收机。定位器/VDB VHF接收机226通过信号线236被通信地耦合到ILS/VDB主DSP 228且向其输出信号，并且还通过信号线238被通信地耦合到ILS监视器DSP 230且向其输出信号。滑翔斜率UHF接收机224也是单信道接收机，其通过信号线232被通信地耦合到ILS/VDB主DSP 228并向其输出从滑翔斜率天线212接收到的滑翔斜率信号，并且通过信号线234被通信地耦合到ILS监视器DSP 230并向其输出从滑翔斜率天线212接收到的滑翔斜率信号。
[0022]当系统200A正在仪表着陆系统(ILS)模式下进行操作时，定位器/VDB VHF接收机226被调谐至ILS定位器频率(信道)且开关214被定位成遍及着陆的所有阶段通过定位器天线216来接收ILS定位器信号，或者在初始进场期间通过V0R/VDB天线218来接收ILS定位器信号并且然后切换成在最终进场和着陆期间通过ILS定位器天线216来进行接收。定位器/VDB VHF接收机226通过信号线236将接收到的定位器信号输出到ILS/VDB主DSP228并通过信号线238将接收到的定位器信号输出到ILS监视器DSP 230。ILS/VDB主DSP228和ILS监视器DSP 230两者处理相同的数据，ILS监视器DSP 230被用来确认由ILS/VDB主DSP 228处理的数据以确保其基本上是相同的。因此，ILS/VDB主DSP 228和ILS监视器DSP 230启用两个不同的并行处理信道。ILS/VDB主DSP 228和ILS监视器DSP 230两者将接收到的ILS定位器和滑翔斜率主和监视器信号输出到数字处理器222以用于水平(定位器)和垂直(滑翔斜率)偏差信号的生成、比较检查以及将偏差信号连同确认信息一起输出到自动驾驶仪。
[0023]当系统200A正在GNSS着陆系统(GLS)模式下进行操作时，定位器/VDB VHF接收机226被调谐至VDB频率(信道)，并且开关214被定位成通过V0R/VDB天线218和功率分离器220来接收VDB信号，并通过信号线236将VDB信号输出到ILS/VDB主DSP。
[0024]V0R/MB RF单元204包括VOR/VDB VHF接收机240和标记信标(MB)接收机242。VOR/VDB VHF接收机240通过功率分离器220被通信地耦合到V0R/VDB天线218并通过V0R/VDB天线218接收RF信号。功率分离器220将V0R/VDB天线218的输出与V0R/VDBVHF接收机240和ILS定位器/VDB VHF接收机226 (通过开关214)两者耦合。在图2A和3A的示例性实施例中，VOR/VDB VHF接收机240每次只能够接收(调谐至)一个信道。VOR/VDB VHF接收机240通过信号线248被通信地耦合到V0R/VDB和MB DSP 246A并向其输出信号。MB接收机242被通信地耦合到标记信标(MB)天线244且通过其接收RF信号，并且通过信号线250将接收信号输出到V0R/VDB和MB DSP 246A。
[0025]当系统200A正在仪表着陆系统(ILS)模式下进行操作时，VOR/VDB VHF接收机240被调谐至VOR频道，从V0R/VDB天线218接收VOR信号并将接收信号输出到VOR/VDB & MBDSP 246A。当系统200A正在GNSS着陆系统(GLS)模式下进行操作时，VOR/VDB VHF接收机240被调谐至VDB频道，从V0R/VDB天线218接收VDB信号并将接收信号输出到V0R/VDB& MB DSP 246A。在此模式下，VOR/VDB & MB DSP 246A 和 ILS/VDB 主 DSP 228 两者都处理VDB数据且他们中的两者都将任何接收到的VDB信号输出到数字处理器222，其选择信号中的一个或将其同相地组合以对地面站所发射的VDB消息进行解码。数字处理器222使用包含修正和航线点的解码VDB消息连同由GNSS接收机提供的测距信号来计算飞行器位置和与着陆滑翔路径的偏差以便输出到自动驾驶仪。在示例性实施例中，数字处理器222的输出转到执行飞行控制或自动驾驶仪功能的另一航空电子计算机系统。
[0026]图2B是描绘无线电信号处理系统200B的示例性实施例的框图，其用于使用各种天线来接收信号(所述天线均被连接到单个接收机，其中一些接收机能够接收多个信号)并且用于将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个。系统200B包括与系统200A类似的部件并根据与上述系统200A类似的原理和方法进行操作。系统200B与系统200A之间的差异是系统200B包括INR 202B，其包括与INR 202A不同的部件。特别地,用 ILS/VDB/VOR/MB RF 单元 210B 来替换 ILS/VDB RF 单元 210A 和 VOR/MB RF单元204。用宽带多信道VHF接收机252来替换INR 202A的VOR/VDB VHF接收机240，并且在INR 202B中消除了开关214和功率分离器220。宽带多信道VHF接收机252能够同时地在108 - 118 MHz频带中接收多个RF信号。宽带多信道VHF接收机252被通信地耦合到VOR/VDB天线218并通过其接收信号。宽带多信道VHF接收机252分别通过信号线254和信号线256被通信地耦合到ILS/VDB主DSP 228和ILS监视器DSP 230且向其输出信号，并且通过信号线248被通信地耦合到VRO & MB DSP 246B且向其输出信号。定位器/VDBVHF接收机226被通信耦合到定位器天线216并仅通过其接收信号。定位器/VDB VHF接收机226分别通过信号线236和信号线238被通信地耦合到ILS/VDB主DSP 228和ILS监视器DSP 230并向其输出信号。
[0027]当正在仪表着陆系统(ILS)模式下进行操作时且在着陆的所有阶段期间，通过定位器天线216使用定位器/VDB VHF接收机226来接收定位器信号，并通过信号线236向ILS/VDB主DSP 228进行输出且通过信号线238向ILS监视器DSP进行输出。在仪表着陆系统(ILS)模式的所有阶段期间且在通过定位器天线216来接收定位器信号的同时，还通过V0R/VDB天线218使用宽带多信道VHF接收机252来接收定位器信号并通过信号线254向ILS/VDB主DSP 228进行输出且通过信号线256向ILS监视器DSP 230进行输出。在示例性实施例中，ILS/VDB主DSP 228和ILS监视器DSP 230两者在初始进场期间从宽带多信道VHF接收机252选择信号输入并且在最终进场期间切换成从定位器/VDB VHF接收机226选择信号输入，如来自飞行控制或自动驾驶仪系统的输入所命令的那样。可替换地，ILS/VDB主DSP 228和ILS监视器DSP 230可以在初始进场期间选择两个定位器信号中的最强的一个并且在最终进场期间切换成从定位器/VDB VHF接收机226选择定位器信号输入。
[0028]在GNSS着陆系统(GLS)模式期间，通过定位器天线216使用定位器/VDB VHF接收机226来接收VDB信号，并通过信号线236向ILS/VDB主DSP 228进行输出。在GNSS着陆系统(GLS )模式期间且在通过定位器天线216来接收VDB信号的同时，还通过V0R/VDB天线218使用宽带多信道VHF接收机252来接收VDB信号并通过信号线254向ILS/VDB主DSP228进行输出。ILS/VDB主DSP 228从定位器/VDB VHF接收机226和宽带VHF接收机252两者接收VDB信号。在示例性实施例中，ILS/VDB主DSP 228将两个VDB信号同相地组合以构建复合VDB信号，或者选择两个信号中的最强的一个并对从地面站接收到的VDB消息进行解码。在实现复合VDB信号进场的示例性实施例中，使用VDB消息开头处的唯一序列来检测其是有效VDB消息，并且还确定信号的相位。在这些实施例中，可以调整信号中的任一个的相位，使得其与他们被组合之前的另一信号匹配。在实现最强信号进场的示例性实施例中，检测VDB信号中的每一个的功率电平并选择较高功率信号。应理解的是，也可以实现其他方法以便以另一方式对从两个不同天线接收到的两个VDB信号进行求平均或使用。
[0029]在示例性实施例中，宽带多信道VHF接收机252使得能够在仪表着陆系统(ILS)模式和GNSS着陆系统(GLS)模式两者期间及在飞行期间的其他时间始终通过V0R/VDB天线218来接收所有定位器信号、VOR信号以及VDB信号。在无线电信号处理系统200B的示例性实施例中，促进功率分离器和开关的移除的宽带多信道VHF接收机252的使用允许进入宽带多信道VHF接收机252和定位器/VDB VHF接收机226的RF信号的更少信号损耗。[0030]图2C是描绘无线电信号处理系统200C的示例性实施例的框图，其用于使用各种天线来接收信号(所述天线均被连接到单个接收机，其中一些接收机能够接收单个信号而其他接收机能够接收多个信号)并且用于将被连接到多信道接收机的天线切换至两个或更多天线中的一个。系统200C包括与系统200B类似的部件并根据与上述系统200B类似的原理和方法进行操作。系统200C与系统200B之间的差异是系统200C包括INR 202C，其包括与INR 202B不同的部件。特别地，用ILS/VDB/VOR/MB RF单元2IOC来替换ILS/VDB/V0R/MB RF 单元 210B。系统 200C、INR 202C 和 ILS/VDB/VOR/MB RF 单元 210C 消除了定位器/VDB VHF接收机226并添加开关214以在着陆模式的不同阶段期间将宽带多信道VHF接收机252通信地耦合到定位器天线216或V0R/VDB天线218。虽然这进一步减少了必需的VHF接收机的数量，但是其确实限制了系统200C，使得其每次只能从定位器天线216或V0R/VDB天线218接收信号。宽带多信道VHF接收机252处理在108-118 MHz频带中接收到的各种信号并分别通过信号线254、信号线256和信号线248将正确的信号输出到ILS/VDB 主 DSP 228、ILS 监视器 DSP 230 和 VOR & MB DSP 246C。
[0031]在仪表着陆系统(ILS)模式期间，最初对开关214进行切换，使得通过V0R/VDB天线218使用宽带多信道VHF接收机252来同时地接收定位器信号和VOR信号两者。通过信号线254将定位器信号输出至ILS/VDB主DSP 228并通过信号线256将定位器信号输出至ILS监视器DSP。通过信号线248将VOR信号同时地输出到VOR & MB DSP 246B。在仪表着陆系统(ILS)模式期间且一旦飞行器与定位器信号吻合，就对开关214进行切换，使得通过定位器天线216使用宽带多信道VHF接收机252来同时地接收定位器信号和VOR信号两者。仍然通过信号线254将定位器信号输出至ILS/VDB主DSP 228并通过信号线256将定位器信号输出至ILS监视器DSP。虽然通过信号线248将VOR信号同时地输出到VOR & MBDSP 246B，但是如果在着陆的此阶段期间VOR地面站在飞行器后面，则通过定位器天线216接收到的VOR信号可能不是非常有用的。
[0032]在GNSS着陆系统(GLS)模式期间，根据开关214的位置，通过V0R/VDB天线218或通过定位器天线216使用宽带多信道VHF接收机252来同时地接收VDB信号和VOR信号两者。可以基于哪个天线在着陆的该阶段期间可以提供更好的覆盖的知识来选择开关214的位置。这是系统200C的另一显示，即只能从V0R/VDB天线218或定位器天线216而不是同时从两者接收VDB信号。在示例性实施例中，宽带多信道VHF接收机252使得能够在仪表着陆系统(ILS)模式和GNSS着陆系统(GLS)模式两者期间始终通过V0R/VDB天线218或定位器天线216来接收所有定位器信号、VOR信号以及VDB信号。在不要求VDB和ILS定位器信号接收时的着陆之前的飞行阶段期间，宽带多信道VHF接收机252和开关214被定位成通过V0R/VDB天线218来接收VOR导航信号。
[0033]图3A-3C是描绘冗余无线电信号处理系统300的示例性实施例的框图，其用于使用各种天线来接收信号(每个天线都被连接到单个接收机)并且用于将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个，其能够被实现为飞行器100机载的系统102中的无线电信号处理系统108。图3A-3C中的每一个图示出分别被标记为300A - 300C的无线电信号处理系统300的不同实施例。
[0034]图3A是描绘冗余无线电信号处理系统300A的示例性实施例的框图，其用于使用均被连接到能够接收单个信号的单个接收机的各种天线来接收信号，并且用于将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个。系统300A包括系统200A的所有部件并根据与上述系统200A类似的原理和方法进行操作。系统300A与系统200A之间的差异是系统300A还包括冗余集成导航接收机(INR)302A。冗余集成导航接收机(INR) 302A具有与集成导航接收机(INR) 202A类似的一组冗余部件，并被耦合到另一 GNSS天线304和滑翔斜率天线212 (通过功率分离器306)。冗余集成导航接收机(INR)302B也通过功率分离器308被耦合到定位器天线216并通过功率分离器310被耦合到VOR/VDB天线218。冗余集成导航接收机(INR) 302B还可以通过功率分离器312被耦合到标记信标(MB)天线244。虽然冗余无线电信号处理系统300B仅示出了一组冗余部件，但是其他实施例包括多于一组冗余部件。
[0035]图3B是描绘冗余无线电信号处理系统300B的示例性实施例的框图，其用于使用各种天线来接收信号(所述天线均被连接到单个接收机，其中一些接收机能够接收单个信号而其他接收机能够接收多个信号)并且用于将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个。系统300B包括系统200B的所有部件并根据与上述系统200B类似的原理和方法进行操作。系统300B与系统200B之间的差异是系统300B还包括冗余集成导航接收机(INR)单元302B。冗余集成导航接收机(INR)单元302B具有与集成导航接收机(INR)单元202A类似的一组冗余部件，并被耦合到另一 GNSS天线304和滑翔斜率天线212 (通过功率分离器306)。冗余集成导航接收机(INR)单元302B还通过功率分离器308被耦合到定位器天线216、通过功率分离器310被耦合到V0R/VDB天线218且通过功率分离器312被耦合到标记信标(MB)天线244。虽然冗余无线电信号处理系统300B仅示出了一组冗余部件，但是其他实施例包括多于一组冗余部件。
[0036]图3C是描绘冗余无线电信号处理系统300C的示例性实施例的框图，其用于使用各种天线来接收信号(所述天线均被连接到单个接收机，其中一些接收机能够接收单个信号而其他接收机能够接收多个信号)并且用于将被连接到多信道接收机的天线切换/选择成两个或更多天线中的一个。系统300C包括系统200C的所有部件并根据与上述系统200C类似的原理和方法进行操作。系统300C与系统200C之间的差异是系统300C还包括冗余集成导航接收机(INR) 302C。冗余集成导航接收机(INR)单元302C具有与集成导航接收机(INR)单元202C类似的一组冗余部件，并被耦合到另一 GNSS天线304和滑翔斜率天线212 (通过功率分离器306)。冗余集成导航接收机(INR)单元302C还通过功率分离器308被耦合到定位器天线216、通过功率分离器310被耦合到V0R/VDB天线218且通过功率分离器312被耦合到标记信标(MB)天线244。虽然冗余无线电信号处理系统300C仅示出了一组冗余部件，但是其他实施例包括多于一组冗余部件。
[0037]图4A - 4E是描绘简化无线电信号处理系统400的示例性实施例的框图，其用于使用两个或更多天线来接收信号(所述天线均被连接到能够接收一个信号或多个信号的单个接收机)并且将在两个或更多天线上接收到的两个或更多类似信号组合或选择其中的一个，其能够被实现为飞行器100机载的系统102中的无线电信号处理系统108。图4A - 4E中的每一个图不出分别被标记为400A - 400E的无线电信号处理系统400的不同实施例。
[0038]图4A是描绘简化无线电信号处理系统400A的示例性实施例的框图，其用于使用两个天线来接收信号(所述天线均被连接到能够接收一个信号的单个接收机)并且用于将在两个天线上接收到的两个类似信号组合或选择其中的一个。系统400A包括第一接收机402、第二接收机404、第一处理单元406以及第二处理单元408。第一接收机402被通信地耦合到开关410，该开关410将其耦合到第一天线412和第二天线414 (通过功率分离器416)。第二接收机404通过功率分离器416被通信地耦合到第二天线414。第一接收机402通过第一信号线418 (在实现下述可选第三处理单元424的示例性实施例中，其被划分成两个部分418A和418B)被通信地耦合到第一处理单元406。如下面所解释的，第二接收机404通过第二信号线420被通信地耦合到第二处理单元408。在示例性实施例中，第一处理单元406也通过第三信号线422被耦合到第二处理单元408。
[0039]当系统400A正在第一模式下进行操作且开关410被切换使得第一接收机402被通信地耦合到第一天线412时，第一信号通过第一天线412被第一接收机402接收并且通过第一信号线418 (包括418A和418B)被发送到第一处理单兀406,同时,第二信号通过第二天线414和功率分离器416被第二接收机404接收并且通过第二信号线420被发送到第二处理单元408。当系统400A正在第一模式下进行操作且开关410被切换使得第一接收机402通过功率分离器416被通信地耦合到第二天线414时，第一信号通过第二天线414被第一接收机402接收并且通过第一信号线418 (包括418A和418B)被发送到第一处理单元406，同时，第二信号也通过第二天线414和功率分离器416被第二接收机404接收并且通过第二信号线420被发送到第二处理单元408。在其中开关412处于任一位置中的此第一模式下，处理单元406和信号处理单元408将来自两个不同信号的数据解码并将不同的数据递送给数据的外部用户。在示例性实施例中，在第一接收机402与第一处理单元406之间包括可选第三处理单元424，其装配在第一信号线418 (包括418A和418B)的两个部分之间。
[0040]当系统400A正在第二模式下进行操作且开关410被切换使得第一接收机402被通信地耦合到第一天线412时，第三信号通过第一天线412被通过第一信号线418 (包括418A和418B)将信号输出到第一处理单元406的第一接收机402接收，并且还通过第二天线414通过功率分离器416被第二接收机404接收，第二接收机404通过第二信号线420和第三信号线422将信号通过第二处理单元408输出到第一处理单元406。在此第二模式下且在此第一开关位置的情况下，第一信号处理单元406选择从第一天线412和第二天线414接收到的第三信号中的最强的一个或将第三信号同相地组合，并且将数据解码以便输出给数据的外部用户。当开关被定位使得第一接收机402通过功率分离器416被通信地耦合到第二天线414时，第三信号通过第二天线414被第一接收机402接收并且通过第一信号线418 (包括418A和418B)被发送到第一处理单元406，同时，第二信号也通过第二天线414通过功率分离器416被第二接收机404接收并且通过信号线420被发送到第二处理单元408。在此第二模式下且在此第二开关位置的情况下，信号处理单元406和信号处理单元408将来自两个不同信号的数据解码并将不同的数据递送给数据的外部用户。在示例性实施例中，在第一接收机402与第一处理单元406之间包括可选第三处理单元424，其装配在第一信号线418 (包括418A和418B)的两个部分之间。
[0041]图4B是描绘简化无线电信号处理系统400B的示例性实施例的框图，其用于使用两个天线(一个被连接到能够接收单个信号的接收机且另一个被连接到能够接收多个信号的接收机)来接收信号并且用于将在两个天线上接收到的两个类似信号组合或选择其中的一个。系统400B包括第一接收机402、宽带多信道接收机426、第一处理单元406以及第二处理单元408。第一接收机402被通信地耦合到第一天线412。宽带多信道接收机426被通信地耦合到第二天线414。第一接收机402通过第一信号线418被通信地耦合到第一处理单元406。宽带多信道接收机426通过第二信号线420被通信地耦合到第二处理单元408。宽带多信道接收机426通过第三信号线428被通信地耦合到第一处理单元406。
[0042]当系统400B正在第一模式下进行操作时，第一信号通过第一天线412被第一接收机402接收并且通过第一信号线418被发送到第一处理单元406。当系统400B正在第一模式下进行操作时，第二信号通过第二天线414被宽带多信道接收机426接收并且通过第二信号线420被发送到第二处理单元408。在一些实施例中，当系统400B正在第一模式下进行操作时，第一信号也通过第二天线414被宽带多信道接收机426接收并且通过第三信号线428被发送到第一处理单元406。第一处理单元406选择从第一接收机402和宽带多信道接收机426接收到的类似第一信号中的一个并将其递送给外部用户。
[0043]当系统400B正在第二模式下进行操作时，第三信号通过第一天线412被第一接收机402接收并且通过第一信号线418被发送到第一处理单元406。当系统400B正在第二模式下进行操作时，第三信号也通过第二天线414被宽带多信道接收机426接收并且通过第三信号线428被发送到第一处理单元406。第一处理单元406选择从第一接收机402和第二多信道接收机422接收到的第一信号中的较强的一个或者将其同相地组合并将其递送给外部用户。在一些实施例中，当系统400B正在第二模式下进行操作时，第二信号也通过第二天线414被宽带多信道接收机426接收并且通过第二信号线420被发送到第二处理单元 408。
[0044]在示例性实施例中，第一信号、第二信号和第三信号中的每一个通过第二天线414被宽带多信道接收机426接收，并且当系统400B正在第一模式或第二模式下进行操作时被发送到第一处理单元406或第二处理单元408。在示例性实施例中，可选第三处理单元424通过第五信号线430被通信地耦合到第一处理单元406，并通过第三信号线422被通信地耦合到第二处理单元408。
[0045]图4C是描绘简化无线电信号处理系统400C的示例性实施例的框图，其用于使用两个天线和能够同时地接收两个或更多信号的单个宽带多信道接收机来接收信号并且用于选择通过其多信道接收机将接收多个信号的天线。系统400C包括宽带多信道接收机426、第一处理单元406以及第二处理单元408。宽带多信道接收机426被通信地耦合到将其耦合到第一天线412和第二天线414的开关432。宽带多信道接收机426通过第一信号线418被通信地耦合到第一处理单元406。宽带多信道接收机426通过第二信号线420被通信地耦合到第二处理单元408。
[0046]当系统400C正在第一模式下进行操作时，由第一处理单元406控制开关432的位置，使得当飞行器远离其位置已知的第一信号的地面发射机时，宽带多信道接收机426被通信地耦合到第二天线414，并且然后开关432的位置被切换以当飞行器变得更靠近并使第一天线的定向辐射方向图与第一信号的地面发射机对直时将宽带多信道接收机通信地耦合到第一天线412。当系统400C正在第一模式下进行操作时，第一信号通过所选天线被宽带多信道接收机426接收并且通过第一信号线418被发送到第一处理单元406。当系统400C正在第一模式下进行操作时，第二信号也通过所选天线被宽带多信道接收机426接收并且通过第二信号线420被发送到第二处理单元408。[0047]当系统400C正在第二模式下进行操作时，开关432的位置被第一处理单元406切换，使得宽带多信道接收机426被通信地耦合以从第一天线412或第二天线414接收第三信号，无论哪个提供较强信号。当系统400C正在第二模式下进行操作时，第三信号通过所选天线被宽带多信道接收机426接收并且通过第一信号线418被发送到第一处理单元406，并且第二信号也同时地通过所选天线被宽带多信道接收机426接收并且通过第二信号线420被发送到第二处理单元408。
[0048]在示例性实施例中，第一信号、第二信号和第三信号中的每一个根据开关432的位置通过第一天线412或第二天线414被宽带多信道接收机426接收，并且当系统400正在第一模式或第二模式下进行操作时被发送到第一处理单元406或第二处理单元408。在示例性实施例中，可选第三处理单元424通过第五信号线430被通信地耦合到第一处理单元406，并通过第三信号线422被通信地耦合到第二处理单元408。
[0049]图4D是描绘简化无线电信号处理系统400D的示例性实施例的框图，其用于使用两个天线和能够同时地接收两个或更多信号的两个宽带多信道接收机来接收信号并且用于选择通过其多信道接收机将接收多个信号的天线。系统400D包括第一宽带接收机426A、第二宽带接收机426B、第一处理单元406和第二处理单元408。第一宽带多信道接收机426A被通信地耦合到第一天线412。第二宽带多信道接收机426B被通信地耦合到第二天线414。第一宽带多信道接收机426A通过第一信号线418A被通信地耦合到第一处理单元406。第一宽带多信道接收机426A通过第二信号线420A被通信地耦合到第二处理单元408。第二宽带多信道接收机426B通过第一信号线418B被通信地耦合到第一处理单元406。第二宽带多信道接收机426C通过第二信号线420B被通信地耦合到第二处理单元408。
[0050]当系统400D正在第一模式下进行操作时，第一信号通过第一天线412被第一宽带多信道接收机426A接收，并且通过第一信号线418A被发送到第一处理单元406。当系统400D正在第一模式下进行操作时，第一信号还通过第二天线414被第二宽带多信道接收机426B接收并且通过第三信号线418B被发送到第一处理单元406。第一处理单元406或者选择从第一宽带多信道接收机426A和第二宽带多信道接收机426B接收到的第一信号中的一个并将其递送给外部用户。当系统400D正在第一模式下进行操作时，第二信号通过第一天线412被第二宽带多信道接收机426A接收并且通过第二信号线420A被发送到第二处理单元408。当系统400D正在第一模式下进行操作时，第二信号还通过第二天线414被第二宽带多信道接收机426B接收并且通过第四信号线420B被发送到第二处理单元408。第二处理单元408选择从第一宽带多信道接收机426A和第二宽带多信道接收机426B接收到的第二信号中的较强的一个并将其递送给外部用户。
[0051]当系统400D正在第二模式下进行操作时，第三信号通过第一天线412被第一宽带多信道接收机426A接收并且通过第一信号线418A被发送到第一处理单元406，并且第二信号也同时地通过第一天线412被第一宽带多信道接收机426A接收并且通过第二信号线420A被发送到第二处理单元408。当系统400D正在第二模式下进行操作时，第三信号也通过第二天线414被第二宽带多信道接收机426B接收并且通过第三信号线418B被发送到第一处理单元406，并且第二信号也同时地通过第二天线414被第二宽带多信道接收机426B接收，并且通过第二天线414被发送到第二处理单元408且通过第四信号线420B被发送到第二处理单元408。第一处理单元406选择从第一宽带多信道接收机426A和第二宽带多信道接收机426B接收到的第三信号中的较强的一个或者将其同相地组合并将其递送给外部用户。第二处理单元408选择从第一宽带多信道接收机426A和第二宽带多信道接收机426B接收到的第二信号中的较强的一个并将其递送给外部用户。在示例性实施例中，可选第三处理单元424通过第五信号线430被通信地耦合到第一处理单元406，并通过第三信号线422被通信地耦合到第二处理单元408。
[0052]图4E是描绘简化无线电信号处理系统400E的示例性实施例的框图，其用于使用多个天线和能够同时地接收两个或更多信号的多个宽带多信道接收机来接收信号并且用于选择通过其多信道接收机将接收多个信号的天线或将通过两个或更多天线同时接收到的信号组合。系统400E包括与系统400D类似的部件并根据与上述系统400D类似的原理和方法进行操作。系统400E与系统400D之间的差异是系统400D包括被通信地耦合到多于两个天线和多于两个处理单元的多于两个宽带多信道接收机426。特别地，系统400E包括分别被通信地耦合到天线412-1至412-N的多达N个宽带多信道接收机426 -1至426 - N。第一宽带多信道接收机426 _ I还分别通过信号线418 - 11至418 -1M被耦合到多达M个处理单元406 -1至406 - M0第二宽带多信道接收机426 - 2还通过信号线418-21至418 - 2M被耦合到多达M个处理单元406 -1至406 - M。第N宽带多信道接收机426 - N还通过信号线418 - NI至418 -匪被耦合到第一处理单元406 -1至406 - M。第M处理单元将通过N个天线接收到的N个第M信号组合或选择其中的一个。
[0053]系统400E可以包括能够通过N个天线同时地接收M个信号的任何数目的宽带多信道接收机和被与信号线互连在一起的M个处理单元。在示例性实施例中，可选第M+1处理单元440分别通过信号线430 -1至430 - M被通信地耦合到处理单元406 -1至406 - M。
[0054]在系统400A - 400D中的任何一个的示例性实施例中，第一天线412被安装在飞行器的头部上。在系统400A - 400D中的任何一个的示例性实施例中，第二天线414被安装在飞行器的垂直尾翼上。在系统400A - 400D中的任何一个的示例性实施例中，第一操作模式是仪表着陆系统(ILS)模式。在系统400A - 400D中的任何一个的示例性实施例中，第二操作模式是GNSS着陆系统(GLS)模式。在系统400A - 400D中的任何一个的示例性实施例中，GLS模式是GPS着陆系统模式。在系统400A - 400D中的任何一个的示例性实施例中，第一信号是仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号。在系统400A - 400D中的任何一个的不例性实施例中，第二信号是VHF全向测距(VOR)信号。在系统400A- 400D中的任何一个的示例性实施例中，第三信号是VHF数据广播(VDB)信号。在系统400A - 400D中的任何一个的示例性实施例中，第一信号占用频率范围中的预定义带宽的第一信道，第二信号占用同一频率范围中的第二信道，并且第三信号占用同一频率范围中的第三信道；并且第一信道、第二信道和第三信道不重叠。
[0055]图5是图示出用于使用两个天线来接收一个或两个信号并将在两个天线上接收到的类似信号组合的示例性方法500的流程图。示例性方法500在方框502处从接收操作模式选择开始。
[0056]示例性方法500前进至判定框504，其中判定是选择了第一操作模式还是第二操作模式。示例性方法500分岔至方框506，其中当第一操作模式被选择时，通过第一接收机从第一天线和第二天线中的至少一个接收第一信号并选择两个信号中的一个。示例性方法500前进至方框508，其中当第一操作模式被选择时，从第二天线接收第二信号。在示例性实施例中，第二信号是通过第二接收机从第二天线被接收到的。在示例性实施例中，最初从第二天线接收第一信号，并且然后随后从第一天线接收。在示例性方法500的示例性实施例中，第一操作模式是仪表着陆系统(ILS)模式。在例性方法500的例性实施例中,第一信号是仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号。在示例性方法500的示例性实施例中，第二信号是VHF全向测距(VOR)信号。
[0057]如果在判定框504处确定了第二操作模式被选择，则示例性方法500分岔至方框510，其中当第二操作模式被选择时，通过第一接收机从第一天线并通过第二接收机从第二天线这两者接收第三信号并选择两个信号中的较强的一个或者将其同相地组合。示例性方法500然后前进至判定框512，其中判定第二接收机是否是宽带接收机512。如果在判定框512处确定了第二接收机是宽带接收机，则示例性方法500分岔至方框514，其中通过第二接收机从第二天线接收第二信号。如果在判定框512处确定了第二接收机不是宽带接收机，则示例性方法500分岔至方框516，在那里示例性方法500结束。在示例性方法500的示例性实施例中，第二操作模式是GNSS着陆系统(GLS)模式。在示例性方法500的示例性实施例中，GLS模式是GPS着陆系统模式。在示例性方法500的示例性实施例中，第三信号是VHF数据广播(VDB)信号。
[0058]在示例性方法500的示例性实施例中，第一信号占用频率范围内的第一信道，第二信号占用同一频率范围内的第二信道，并且第三信号占用同一频率范围内的第三信道；并且第一信道、第二信道和第三信道不重叠。
[0059]图6是图示出用于使用单个天线来接收信号并将在两个或更多天线上接收到的类似信号组合的示例性方法600的流程图。示例性方法600在方框602处从接收操作模式选择开始。示例性方法600前进至判定框604，其中判定是仪表着陆系统(ILS)操作模式还是GNSS着陆系统(GLS)操作模式被选择了。如果ILS操作模式被选择了，则示例性方法600分岔至方框606，其中从尾部安装天线接收仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号并且然后切换成从飞行器上的头部安装天线接收ILS定位器信号。示例性方法600前进至方框608，其中当仪表着陆系统(ILS)模式被选择了时，从飞行器上的尾部安装天线接收VHF全向测距(VOR)信号。
[0060]如果在判定框604处确定GLS操作模式被选择了，则示例性方法600分岔至方框610，其中从头部安装天线和尾部安装天线两者接收VHF数据广播(VDB)信号并选择两个信号中的较强的一个或者将两个信号同相地组合。示例性方法600前进至判定框612，其中判定是否正在使用宽带接收机来实现该方法。如果在判定框612处确定正在使用宽带接收机，则示例性方法600分岔至方框614，其中从飞行器上的尾部安装天线接收VHF全向测距(VOR)信号。如果在判定框612处确定不是正在使用宽带接收机，则示例性方法600分岔至方框616，在那里示例性方法600结束。在方法600的示例性实施例中，当仪表着陆系统(ILS)模式被选择时，从飞行器上的尾部安装天线接收VHF全向测距(VOR)信号，条件是宽带接收机被连接到尾部安装天线。在示例性方法600的示例性实施例中，GLS模式是GPS着陆系统模式。
[0061]在示例性方法600的示例性实施例中，第一信号占用频率范围内的第一信道，第二信号占用同一频率范围内的第二信道，并且第三信号占用同一频率范围内的第三信道；并且第一信道、第二信道和第三信道不重叠。[0062]图7是图示出用于使用通过开关被耦合到宽带接收机的多个天线来接收信号的示例性方法700的流程图。示例性方法700在方框702处从接收操作模式选择开始。示例性方法700前进至判定框704，其中判定是第一操作模式还是第二操作模式被选择了。如果第一操作模式被选择了，则示例性方法700分岔至判定框706，其中判定开关是处于第一开关位置中还是处于第二开关位置中。如果开关处于第一位置中，则示例性方法700分岔至方框708，其中通过宽带多信道接收机从第一天线接收第一信号和第二信号两者。如果在判定框706处确定开关处于第二位置中，则示例性方法700分岔至方框710，其中通过宽带多信道接收机从第二天线接收第一信号和第二信号两者。在示例性实施例中，最初在开关处于第二位置中时从第二天线接收第一和第二信号，并且然后随后在开关处于第一位置中时从第一天线进行接收。在示例性实施例中，第一操作模式是仪表着陆系统(ILS)模式。在示例性实施例中，第一信号是仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号。在示例性实施例中，第二信号是VHF全向测距(VOR)信号。
[0063]如果在判定框704处确定第二操作模式被选择了，则示例性方法700分岔至判定框712，其中判定开关是处于第一开关位置中还是处于第二开关位置中。如果开关处于第一位置中，则示例性方法700分岔至方框714，其中通过宽带多信道接收机从第一天线接收第三信号和第二信号两者。如果在判定框712处确定开关处于第二位置中，则示例性方法700分岔至方框716，其中通过宽带多信道接收机从第二天线接收第三信号和第二信号两者。在示例性实施例中，第二操作模式是GNSS着陆系统(GLS)模式。在示例性实施例中，GLS模式是GPS着陆系统模式。在示例性实施例中，第三信号是VHF数据广播(VDB)信号。
[0064]在示例性方法700的示例性实施例中，第一信号占用频率范围内的第一信道，第二信号占用同一频率范围内的第二信道，并且第三信号占用同一频率范围内的第三信道；并且第一信道、第二信道和第三信道不重叠。
[0065]如在本说明书中所使用的，处理单元、数字信号处理器(DSP)、数字处理器等(诸如，但不限于，上文描述和在附图中示出的第一处理单元406、第二处理单元408、ILS/VDB主 DSP 228、ILS 监视器 DSP 230、VOR/VDB & MB DSP 246A、VOR & MB DSP 246B 以及数字处理器222)包括软件程序、固件或其他计算机可读指令或用其运行以便执行在使用光学辐射方向图分析的协作导航系统中被用来确定主机单元与远程单元之间的相对位置的各种方法、过程任务、计算和控制功能以及用于执行根据本发明的实施例的辐射方向图的光学辐射方向图分析的方法。
[0066]这些指令通常被存储在用于计算机可读指令或数据结构的存储的任何适当计算机可读介质(诸如但不限于存储器)上。可以将计算机可读介质实现为能够被通用或专用计算机或处理器或任何可编程逻辑器件访问的任何可用介质。适当的处理器可读介质可以包括诸如磁性或光学介质之类的非瞬态存储器或存储介质。例如，非瞬态存储器或存储介质可以包括常规硬盘、紧致盘-只读存储器(⑶-ROM)、诸如随机存取存储器(RAM)之类的易失性或非易失性介质(包括但不限于同步动态随机存取存储器(SDRAM)、双倍数据速率(DDR) RAM、RAMBUS动态RAM (RDRAM)、静态RAM (SRAM)等)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程ROM (EEPROM)和闪速存储器等。适当的处理器可读介质还可以包括经由诸如网络和/或无线链路之类的通信介质传送的诸如电、电磁或数字信号之类的传输介质。
[0067]虽然在本文中已图示出并描述了特定实施例，但本领域中的普通技术人员将认识到的是，预计实现相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施例。因此，很明显意在本发明仅仅受到权利要求及其等同物限制。
[0068]示例实施例
示例I包括无线电信号处理系统，其包括:第一天线；第二天线；第一接收机，其被通信地耦合到第一天线；第二接收机，其被通信地耦合到第二天线；第一处理单元，其被通信地耦合到第一接收机并被配置成当系统正在第一模式下进行操作时从第一天线和第二天线中的至少一个接收第一信号；第二处理单元，其被通信地耦合到第二接收机并被配置成当系统正在第一模式下进行操作时从第二天线接收第二信号；以及其中第一处理单元还被配置成当系统正在第二模式下进行操作时从第一天线和第二天线两者接收第三信号。
[0069]示例2包括示例I的系统，其中，第一接收机和第二接收机两者都是每次只能调谐单个信道的单信道接收机。
[0070]示例3包括示例2的系统，还包括将第一接收机通信地耦合到第一天线和被耦合到第二天线的功率分离器两者的开关，其中，功率分离器将第二天线通信地耦合到第二接收机和开关两者；其中，第一接收机在开关处于第一位置中时从第一天线接收第一信号，并且其中，第一接收机在开关处于第二位置中时从第二天线接收第一信号。
[0071]示例4包括示例2 - 3中的任一项的系统，还包括位于第一接收机与第一处理单元之间的第三处理单元；并且其中第一处理单元还被通信地耦合到第二处理单元并被配置成从第二处理单元和第三处理单元两者同时地接收信号；其中第一处理单元被配置成当系统正在第二模式下进行操作时通过第一接收机和第三处理单元从第一天线接收第三信号；其中第一处理单元被配置成当系统正在第二模式下进行操作时通过第二接收机和第二处理单元从第二天线接收第三信号；并且其中第一处理单元被配置成或者选择从第一天线接收到的第三信号或从第二天线接收到的第三信号中的一个；以及将从第一天线接收到的第三信号与从第二天线接收到的第三信号组合。
[0072]示例5包括示例1- 4中的任一项的系统，其中，第二接收机是被配置成同时地调谐第二信号和第三信号两者的宽带多信道接收机；并且其中，第一处理单元被通信地耦合到第二接收机并被配置成当系统正在第二模式下进行操作时同时地通过第一接收机从第一天线接收第三信号并通过第二接收机从第二天线接收第三信号；并且其中，第一处理单元被配置成选择从第一天线接收到的第三信号或从第二天线接收到的第三信号中的一个或者将从第一天线接收到的第三信号与从第二天线接收到的第三信号组合。
[0073]示例6包括示例5的系统，其中，第一处理单元还被配置成当系统正在第一模式下进行操作时同时地从第一天线和第二天线两者接收第一信号；并且其中，第一处理单元被配置成选择从第一天线接收到的第一信号或从第二天线接收到的第一信号中的一个。
[0074]示例7包括示例1- 6中的任一项的系统，其中，第一天线位于飞行器的头部处；并且其中，第二天线位于飞行器的垂直尾翼处。
[0075]示例8包括示例1- 7中的任一项的系统，其中，第一操作模式是仪表着陆系统(ILS)模式且第二操作模式是GNSS着陆系统(GLS)模式。
[0076]不例9包括不例1-8中的任一项的系统,其中,第一信号是仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号；其中，第二信号是VHF全向测距(VOR)信号；并且其中，第三信号是VHF数据广播(VDB)信号。[0077]示例10包括一种用于接收无线电信号的方法，其包括:接收操作模式选择；当第一操作模式被选择时，在第一处理单元处从第一天线或第二天线接收第一信号；当第一操作模式被选择时，在第二处理单元处从第二天线接收第二信号；并且当第二操作模式被选择时，在第一处理单元处从第一天线和第二天线两者接收第三信号。
[0078]示例11包括示例10的方法，还包括:对通过功率分离器将第一接收机耦合到第一天线和第二天线两者的开关进行切换，使得接收第一信号通过第一接收机从第一天线或第二天线发生。
[0079]示例12包括示例10 - 11中的任一项的方法，还包括当系统正在第二模式下进行操作时通过第二宽带多信道接收机从第二天线同时地在第二处理单元处接收第二信号并在第一处理单元处接收第三信号。
[0080]示例13包括示例10 - 12中的任一项的方法，还包括当系统正在第一模式下进行操作时同时地通过第一接收机从第一天线且通过第二宽带多信道接收机从第二天线这两者在第一处理单元处接收第一信号，并且通过第二宽带多信道接收机在第二处理单元处接收第二信号。
[0081]示例14包括示例10 - 13中的任一项的方法，其中，第一操作模式是仪表着陆系统(ILS)模式且第二操作模式是GNSS着陆系统(GLS)模式。
[0082]示例15包括示例10-14中的任一项的方法，其中，第一信号是仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号；其中，第二信号是VHF全向测距(VOR)信号；并且其中，第三信号是VHF数据广播(VDB)信号。
[0083]示例16包括示例10 - 15中的任一项的方法，其中，第一天线位于飞行器的头部处；并且其中，第二天线位于飞行器的垂直尾翼处。
[0084]示例17包括一种无线电信号处理系统，其包括:第一天线；第二天线；开关，将第一天线和第二天线可切换地耦合到宽带多信道接收机；处理单元，被通信地耦合到宽带多信道接收机；其中，处理单元被配置成当系统正在第一模式下进行操作且开关处于第一位置中时通过宽带多信道接收机从第一天线接收第一信号和第二信号两者；其中，处理单元被配置成当系统正在第一模式下进行操作且开关处于第二位置中时通过宽带多信道接收机从第二天线接收第一信号和第二信号两者；其中，处理单元被配置成当系统正在第二模式下进行操作且开关处于第一位置中时通过宽带多信道接收机从第一天线接收第三信号和第二信号两者；并且其中，处理单元被配置成当系统正在第二模式下进行操作且开关处于第二位置中时通过宽带多信道接收机从第二天线接收第三信号和第二信号两者。
[0085]示例18包括示例17的系统，其中，第一天线位于飞行器的头部处；并且其中，第二天线位于飞行器的垂直尾翼处。
[0086]不例19包括不例17-18中的任一项的系统,其中，第一模式是仪表着陆系统(ILS)模式且第二模式是GNSS着陆系统(GLS)模式。
[0087]不例20包括不例17 - 19中的任一项的系统,其中，第一信号是仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号；其中，第二信号是VHF全向测距(VOR)信号；并且其中，第三信号是VHF数据广播(VDB)信号。
[0088]示例21包括一种用于接收无线电信号的方法，其包括:接收操作模式选择；当第一操作模式被选择且被耦合在第一天线与宽带多信道接收机之间的开关处于第一位置中时，通过宽带多信道接收机从第一天线接收第一信号和第二信号两者；当第一操作模式被选择且被耦合在第一天线与宽带多信道接收机之间的开关处于第二位置中时，通过宽带多信道接收机从第二天线接收第一信号和第二信号两者；当第二操作模式被选择且被耦合在第二天线与宽带多信道接收机之间的开关处于第一位置中时，通过宽带多信道接收机从第一天线接收第三信号和第二信号两者；并且当第二操作模式被选择且被耦合在第二天线与宽带多信道接收机之间的开关处于第二位置中时，通过宽带多信道接收机从第二天线接收第二号和第二号两者。
[0089]不例22包括不例21的方法,其中，第一操作模式是仪表着陆系统(ILS)模式且第二操作模式是GNSS着陆系统(GLS)模式。
[0090]不例23包括不例21 - 22中的任一项的方法,其中，第一信号是仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号；其中，第二信号是VHF全向测距(VOR)信号；并且其中，第三信号是VHF数据广播(VDB)信号。
【权利要求】
1.一种无线电信号处理系统(400A、400B、400D)，其包括: 第一天线(412)； 第二天线(414)； 第一接收机(402、426A)，其被通信地耦合到第一天线(412)； 第二接收机(404、426、426B )，其被通信地耦合到第二天线(414 ); 第一处理单元(406)，其被通信地耦合到第一接收机(402)并且被配置成当系统正在第一模式下进行操作时从第一天线(412)和第二天线(414)中的至少一个接收第一信号；第二处理单元(408)，其被通信地耦合到第二接收机(404)并且被配置成当系统正在第一模式下进行操作时从第二天线(414)接收第二信号；以及 其中，第一处理单元(406)还被配置成当系统正在第二模式下进行操作时从第一天线(412)和第二天线(414)两者接收第三信号。
2.权利要求1的系统(400A、400B、400D)，其中，第一天线(104)位于飞行器(100)的头部处； 其中，第二天线(106)位于飞行器(100)的垂直尾翼处； 其中，第一操作模式是仪表着陆系统(ILS)模式且第二操作模式是GNSS着陆系统(GLS)模式； 其中，第一信号是仪表着陆系统(ILS)模式定位器信号； 其中，第二信号是VHF全向测距(VOR)信号；以及 其中，第三信号是VHF数据广播(VDB)信号。
3.一种用于接收无线电信号的方法(500、600)，其包括: 接收操作模式选择(502、602)； 当第一操作模式被选择时(504、604)，在第一处理单元处从第一天线或第二天线接收第一信号(506、606)； 当第一操作模式被选择时(504、604)，在第二处理单元处从第二天线接收第二信号(508,608);以及 当第二操作模式被选择时(504、604)，在第一处理单元处从第一天线和第二天线两者接收第三信号(510、610)。
【文档编号】H04B1/16GK103957018SQ201310341262
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】A.马拉加 申请人:霍尼韦尔国际公司