发明创造名称：一种利用和差波束天线与人造卫星信号进行方位角测量的方法
外观设计名称：
决定号：197923
决定日：2019-12-13
委内编号：1F304028
优先权日：
申请（专利）号：201510979515.5
申请日：2015-12-23
复审请求人：常州安塔歌电子科技有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：翟琳娜
合议组组长：扈燕
参审员：孟宪超
国际分类号：G01S11/06
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求的技术方案与最接近的对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，而该区别技术特征是本领域技术人员基于该对比文件所公开的技术方案容易想到的公知常识，根据对比文件与公知常识的结合得到权利要求的技术方案对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510979515.5，名称为“一种利用和差波束天线与人造卫星信号进行方位角测量的方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请日为2015年12月23日，公布日为2016年04月06日，申请人为常州安塔歌电子科技有限公司。
经实质审查，国家知识产权局专利实质审查部门于2018年02月26日作出驳回决定，其理由是：权利要求1-5不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。驳回决定中共引用了如下2篇对比文件：
对比文件1：JP特许3552202B2号日本专利文献，其公开日期为2004年08月11日；
对比文件2： US2003/0218569A1号美国专利文献，其公开日期为2003年11月27日。
驳回决定所针对的文本为：申请人于2017年05月23日提交的权利要求第1-5项，于申请日2015年12月23日提交的说明书第[0001]-[0029]段、说明书附图图1-3、说明书摘要和摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种利用和差波束天线与人造卫星信号进行方位角测量的方法，其特征在于，在基站天线位置布置用于产生和波束(1)及差波束(2)两种形式波束的天线单元或者天线阵列作为接收天线，对人造卫星(3)的信号同时或先后进行接收，比较两个波束的输出信号强度变化，在差波束(2)的输出信号强度与和波束(1)的输出信号强度的差别达到最大时，差波束(2)的接收凹点(4)所面对的方向就是卫星的方位角；
所述接收凹点(4)所对应的角度和基站天线的方位角对齐，此时接收凹点(4)所对应的方位角就等于基站天线的方位角；
或者，所述接收凹点(4)所对应的角度和基站天线的方位角存在一个固定角度差，测得接收凹点(4)所对应的方位角以后，再加上或者减去这个固定角度差，即得到基站天线的方位角。
2. 根据权利要求1所述利用和差波束天线与人造卫星信号进行方位角测量的方法，其特征在于，所述接收天线采用如下结构：
在一块金属板(7)的边缘，放置半波振子天线一(8)和半波振子天线二(9)，当半波振子天线一(8)和半波振子天线二(9)被同相馈电时，两天线的合成波束为和波束(1)，当被反相馈电时，两天线的合成波束为差波束(2)。
3. 根据权利要求1所述利用和差波束天线与人造卫星信号进行方位角测量的方法，其特征在于，对两个相同天线采用不同馈电方式来产生和波束(1)及差波束(2)。
4. 根据权利要求1所述利用和差波束天线与人造卫星信号进行方位角测量的方法，其特征在于，通过一个天线的两种模式来产生和波束(1)及差波束(2)，或者，通过两个或多个不同的天线来产生和波束(1)及差波束(2)。
5. 根据权利要求1所述利用和差波束天线与人造卫星信号进行方位角测量的方法，其特征在于，所述方位角的测量精度由差波束(2)的接收凹点(4)的深度和宽度决定，接收凹点(4)设计的越陡峭，则测量精度越高。”
驳回决定认为：对比文件1公开了一种利用和差波束天线与无线信号进行方位角测量的方法，独立权利要求1与对比文件1之间的区别技术特征为：（1）用于对人造卫星信号进行测量，天线布置于基站；（2）还可采用天线阵列，以及对信号同时或先后接收；（3）所述接收凹点所对应的角度和基站天线的方位角对齐，此时接收凹点所对应的方位角就等于基站天线的方位角；或者，所述接收凹点所对应的角度和基站天线的方位角存在一个固定角度差，测得接收凹点所对应的方位角以后，再加上或者减去这个固定角度差，即得到基站天线的方位角。上述区别均属于本领域技术人员容易想到的常用技术手段，因此独立权利要求1相对于对比文件1与公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-4的附加技术特征部分属于本领域的公知常识，部分被对比文件1所公开，从属权利要求5的附加技术特征被对比文件2公开，因此均不具备创造性。
申请人常州安塔歌电子科技有限公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年04月17日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改。
复审请求人认为：（1）本申请利用和差波束天线测量基站天线方位角需要借助两层关系：（i）人造卫星信号方位角与基站天线方位角的对应关系；（ii）和差波束天线与基站天线的位置关系，从对比文件1利用和差波束天线测量无线信号方位角，到本申请中的“将和差波束天线设置于基站天线处，再由测量的人造卫星信号方位角，获取基站天线方位角”之间具有巨大跨越，并非本领域技术人员容易想到的；（2）现在全世界所有其它公司的产品、机构的研究成果都是采用双卫星接收机进行差分测向，从未出现过采用和差波束测向的方案，依据本申请形成的产品获得了多家主流天线生产企业的对该技术的排他性采购，从排他性协议可看出，基站天线行业内承认该项技术是本申请首创，从而在商业上获得了巨大成功，也可证明本申请的技术方案是非显而易见的。因此本申请的权利要求具备专利法第22条第3款规定的创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年07月13日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
本案合议组于2019年04月17日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1之间的区别技术特征为：权利要求1的技术方案中接收的信号由人造卫星发送，接收天线设置在基站，并且当接收凹点(4)所对应的角度和基站天线的方位角对齐时，此时接收凹点(4)所对应的方位角就等于基站天线的方位角，或者，所述接收凹点(4)所对应的角度和基站天线的方位角存在一个固定角度差，测得接收凹点(4)所对应的方位角以后，再加上或者减去这个固定角度差，即得到基站天线的方位角。该区别属于本领域技术人员基于对比文件1所公开的内容容易想到的，权利要求1相对于对比文件1与本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-4的附加技术特征均属于本领域的公知常识，从属权利要求5的附加技术特征被对比文件2公开，因此也均不具备创造性。
针对上述复审通知书，复审请求人逾期未答复，本案合议组于2019年06月28日发出结案通知书，告知复审请求人本申请被视为撤回。
复审请求人于2019年08月09日提交恢复权利请求书，请求恢复权利，同时还提交了意见陈述书和权利要求书的替换页。其中，将权利要求的主题名称修改为“一种利用和差波束天线与人造卫星信号进行基站天线方位角测量的方法”，同时在权利要求1中增加技术特征“所述人造卫星（3）为GPS或北斗导航卫星”。
修改后的权利要求书具体如下：
“1. 一种利用和差波束天线与人造卫星信号进行基站天线方位角测量的方法，其特征在于，在基站天线位置布置用于产生和波束(1)及差波束(2)两种形式波束的天线单元或者天线阵列作为接收天线，对人造卫星(3)的信号同时或先后进行接收，比较两个波束的输出信号强度变化，在差波束(2)的输出信号强度与和波束(1)的输出信号强度的差别达到最大时，差波束(2)的接收凹点(4)所面对的方向就是卫星的方位角；
所述接收凹点(4)所对应的角度和基站天线的方位角对齐，此时接收凹点(4)所对应的方位角就等于基站天线的方位角；
或者，所述接收凹点(4)所对应的角度和基站天线的方位角存在一个固定角度差，测得接收凹点(4)所对应的方位角以后，再加上或者减去这个固定角度差，即得到基站天线的方位角；
所述人造卫星（3）为GPS或北斗导航卫星。
2. 根据权利要求1所述利用和差波束天线与人造卫星信号进行方位角测量的方法，其特征在于，所述接收天线采用如下结构：
在一块金属板(7)的边缘，放置半波振子天线一(8)和半波振子天线二(9)，当半波振子天线一(8)和半波振子天线二(9)被同相馈电时，两天线的合成波束为和波束(1)，当被反相馈电时，两天线的合成波束为差波束(2)。
3. 根据权利要求1所述利用和差波束天线与人造卫星信号进行基站天线方位角测量的方法，其特征在于，对两个相同天线采用不同馈电方式来产生和波束(1)及差波束(2)。
4. 根据权利要求1所述利用和差波束天线与人造卫星信号进行基站天线方位角测量的方法，其特征在于，通过一个天线的两种模式来产生和波束(1)及差波束(2)，或者，通过两个或多个不同的天线来产生和波束(1)及差波束(2)。
5. 根据权利要求1所述利用和差波束天线与人造卫星信号进行基站天线方位角测量的方法，其特征在于，所述方位角的测量精度由差波束(2)的接收凹点(4)的深度和宽度决定，接收凹点(4)设计的越陡峭，则测量精度越高。”
复审请求人认为：（一）上述修改符合专利法第33条的规定；（二）（1）用人造卫星替代太阳作为信号源并非本领域技术人员容易想到的，利用已有太阳测向原理无法实现利用卫星信号作为信号源测向的目的；具体地，①现实环境中不仅存在着GPS信号，还存在着2G、3G等移动基站信号，Wifi信号、Zigbee信号、FM调频广播信号、AM调幅广播信号、电视广播信号、航空器地面导航信号等，而选择哪些信号源可以作为测量基站天线方位角的参照系，并不是显而易见的，选择GPS卫星信号作为基站天线的测向信号需要进行创新性的思考和实验；②即便选定了GPS信号作为参照信号，但如何利用GPS卫星信号实现基站天线的测向，也需要付出创造性的劳动。（2）现有技术是基于基站天线与参照系之间的位置关系，通过数学运算得到基站天线方位角信息，而本申请是基于和差波束天线与参照系时间的位置关系，通过数学运算得到基站天线方位角信息；（3）对比文件1的技术方案是用天线主动去找信号，其并没有涉及到信号来源、接收天线以及和差波束检测结果如何应用，而本申请的技术方案利用的是GPS或北斗卫星经过天线正前方这一特定事件，其具有时间不确定性以及不可重复性，两者并不能简单地替换，并且在技术上相互之间并无必然联系，其解决方案对本领域技术人员并非显而易见；（4）本申请解决了基站天线方位角监测测量准确、小型化、易安装和长期在线实时监测的技术难题，取得了预料不到的技术效果。基于上述理由，本申请的权利要求相对于对比文件1具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审与无效审理部于2019年10月10日发出恢复权利审批通知书，同意其恢复权利。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
由于复审请求人在复审程序中对申请文件进行了修改，经审查，其修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定，因此本复审决定所针对的文本为：复审请求人于2019年08月09日提交的权利要求第1-5项，于申请日2015年12月23日提交的说明书第[0001]-[0029]段、说明书附图图1-3、说明书摘要和摘要附图。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
具体到本案，
（1）独立权利要求1请求保护一种利用和差波束天线与人造卫星信号进行基站方位角测量的方法，在对比文件1的背景技术部分公开了一种方位测定装置，与本申请属于相同的方位角测量领域，并具体公开了（参见说明书第[0002]-[0006]段，附图5-6）：该方位测定装置包括和差波束天线组11（对应于本申请权利要求1中的接收天线）、用于产生和信号和差信号的信号光束处理单元12、用于分别接收和信号和差信号的接收器13和14以及检波器15和16、显示测量结果的显示器17等，其中，通过旋转该和差波束天线组11同时或先后接收无线信号，在获得和信号和差信号后，比较两者的强度大小，在两者差值最大（即差信号的凹点处）获得该无线信号的方位角（对应于本申请权利要求1中的比较两个波束的输出信号强度变化，在差波束(2)的输出信号强度与和波束(1)的输出信号强度的差别达到最大时，差波束(2)的接收凹点(4)所面对的方向就是卫星的方位角）。
由此可知，权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1之间的区别技术特征为：权利要求1的技术方案中接收的信号由人造卫星发送，接收天线设置在基站，并且当接收凹点(4)所对应的角度和基站天线的方位角对齐时，此时接收凹点(4)所对应的方位角就等于基站天线的方位角，或者，所述接收凹点(4)所对应的角度和基站天线的方位角存在一个固定角度差，测得接收凹点(4)所对应的方位角以后，再加上或者减去这个固定角度差，即得到基站天线的方位角；人造卫星（3）为GPS或北斗导航卫星。基于上述区别技术特征，该权利要求实际解决的技术问题为如何通过可获知的方位角信息来获得卫星天线的方位角。
复审请求人在答复复审通知书时认为：
（1）用人造卫星替代太阳作为信号源并非本领域技术人员容易想到的，利用已有太阳测向原理无法实现利用卫星信号作为信号源测向的目的；具体地，①现实环境中不仅存在着GPS信号，还存在着2G、3G等移动基站信号，Wifi信号、Zigbee信号、FM调频广播信号、AM调幅广播信号、电视广播信号、航空器地面导航信号等，而选择哪些信号源可以作为测量基站天线方位角的参照系，并不是显而易见的，选择GPS卫星信号作为基站天线的测向信号需要进行创新性的思考和实验；②即便选定了GPS信号作为参照信号，但如何利用GPS卫星信号实现基站天线的测向，也需要付出创造性的劳动。
（2）现有技术是基于基站天线与参照系之间的位置关系，通过数学运算得到基站天线方位角信息，而本申请是基于和差波束天线与参照系时间的位置关系，通过数学运算得到基站天线方位角信息；
（3）对比文件1的技术方案是用天线主动去找信号，其并没有涉及到信号来源、接收天线以及和差波束检测结果如何应用，而本申请的技术方案利用的是GPS或北斗卫星经过天线正前方这一特定事件，其具有时间不确定性以及不可重复性，两者并不能简单地替换，并且在技术上相互之间并无必然联系，其解决方案对本领域技术人员并非显而易见；
（4）本申请解决了基站天线方位角监测测量准确、小型化、易安装和长期在线实时监测的技术难题，取得了预料不到的技术效果。
对此，合议组认为：
关于意见（1），关于信号源的选取，①本领域技术人员均知晓，依据不同的应用场景和目的存在各种不同的信号系统，如用于通信的2G、3G等移动基站信号，用于无线网络通信的Wifi信号，用于广播的FM调频和AM调幅信号等，上述信号所遵循的工业标准均属于全世界通用的行业标准，而为了防止不同信号之间的串扰，不同标准体系中已明确定义了不同信号的频段、主要应用目的等内容，各国家也基本遵循各行业标准进行具体的应用；而在导航和定位领域，众所周知应用最为广泛的定位系统即为GPS（全球定位系统）系统，其是由一系列轨道卫星组成的可覆盖全球的准确的全球导航和测量系统，其应用领域明确为导航定位，其信号中包含各种方位信息，其属于本领域乃至全社会的公知常识，本领域技术人员在选取何种信号作为方位角测量的参照系时，选择该专用的信号系统是显而易见的，并不需要付出创造性的劳动；②如上所述，GPS（全球定位系统）系统为全球应用最为广泛的定位系统，该系统中的各个卫星的运行轨道为人为设置，即各个卫星的轨道信息为已知的，同时基于本申请的说明书第[0002]、[0004]段所记载的内容以及第[0021]段所记载的“人造卫星和太阳类似，具有空间位置持续移动并且轨道精确已知的特点”可知，本申请的技术方案利用GPS、北斗等人造卫星代替太阳作为信号源，其基本的测量原理与现有的利用太阳作为信号源进行基站方位角定位的方法实质上是一致的；由此可知，当选定了GPS信号作为参照信号，如何利用GPS卫星信号实现基站天线的测向并不需要付出创造性的劳动；
关于意见（2）和（3），首先，依据本申请说明书第[0007]段及权利要求1中所记载的“接收凹点4所对应的角度可以和基站天线的方位角对齐，此时凹点4所对应的方位角就等于基站天线的方位角。接收凹点4所对应的角度也可以和基站天线的方位角存在一个固定角度差。此时测得接收凹点4 所对应的方位角以后，再加上或者减去这个固定角度差，就可以得到基站天线的方位角”可知，本申请的技术方案与现有技术相同，均是要将一个已知方位角的标的物（卫星）作为参照系，然后通过基站卫星与参照系之间的位置关系，通过数学运算（进行加减法）得到基站天线方位角信息。其次，由本申请说明书所记载的内容可知，该技术方案是通过将接收天线设置在基站，利用人造卫星作为信号源，当该天线所接收到的和差波束的差值达到最大时，获取到卫星的方位角，并将该方位角作为天线（即基站）的方位角；在上述测量过程中，位于基站的天线是固定不动的，通过不断接收围绕地球做旋转运动的卫星所发送的信号，来分析判断接收信号的和差波束的差值是否达到最大，当获取到最大值时，该卫星相对于地球的方位角即为该天线（即基站）的方位角；由此可知，该技术方案与对比文件1所公开的现有技术之间的实质性差别，仅在于发生相对运动的两个物体发生了变化（即参照系发生了变化），即，在本申请的技术方案中，位于基站的天线作为接收方但不发生运动，而作为发送方的卫星相对于天线做旋转运动，当两者的相对位置到达一个特殊位置时（即和差波束信号的差值最大时）获得该卫星的方位角，再利用凹点值即是两者之间对齐或两者之间存在固定角度差的对应关系获得天线的方位角，而在对比文件1的技术方案中，位于基站的天线虽然仍作为接收方，但其相对于信号发送方发生旋转运动，通过该天线的运动来获得和差波束信号的差值最大值，进而获得信号发送方的方位角，两者均是利用凹点位置的测量原理来获得方位角。再次，至于请求人所声称的“本申请的技术方案利用的是GPS或北斗卫星经过天线正前方这一特定事件，其具有时间不确定性以及不可重复性”，首先，提醒请求人注意的是，如果本申请的技术方案是基于某一特定事件才能实施，不具有可重复性，则该技术方案则存在专利法第22条第4款所规定的实用性的缺陷；其次，如上所述，由于GPS为全世界通用的由一系列轨道卫星组成的可覆盖全球的准确的全球导航和测量系统，在复审请求人答复意见第3页第3段第2-3行中也记载了“虽然GPS卫星信号的轨道信息已知，但是GPS信号的设计用途是利用4颗以上的卫星来确定待测物体的三维空间位置。而单颗GPS或北斗卫星信号被用于方位角测量，并不是GPS、北斗卫星的设计目的”，由此可知，各卫星的轨道运行信息并不属于不可预知的偶发性信息，其属于完全可以获知的方位信息，另外，虽然GPS导航系统的直接应用目的是利用多个卫星信号对某一目标进行三维定位，但其是在多个卫星针对同一目标进行定位测量后，获取了多个单独的方位信息的基础上再进行三维定位，即各个卫星对某一测量点进行方位角测量而获得对应的方位角信息属于现有技术，其属于GPS定位的中间步骤，本领域技术人员在仅仅需要获取与方位角相关的信息时，容易想到利用该中间步骤所获取的信息进行对应的运算来得到所需的方位角信息，并不需要付出创造性的劳动；
关于意见（4），如上所述，本申请的技术方案在使用GPS等人造卫星代替太阳作为信号源后，即可获得其对应的实时的精确方位角信息，在此基础上仅仅进行对应的修正计算即可实现对基站方位角的测量，上述信号获取和处理过程并不需要复杂的硬件和软件配置，因此装置的小型化、精准化以及实时性等技术效果也是完全可以预知的。因此，对于请求人的上述意见合议组不予支持。
由上述分析可知，本领域技术人员基于现有的以太阳作为信号源的基站天线方位角测量原理以及对比文件1所公开的通过和差波束信号的差值测量两个物体相对方位角的方法，通过合乎逻辑地推理容易想到利用GPS或北斗导航卫星作为信号源来提高测量精度同时避免天气等外界因素的影响进而获得本申请权利要求1的技术方案，其并不需要付出创造性的劳动，该权利要求1的技术方案相对于对比文件1与本领域公知常识的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，因此不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2）权利要求2-4均为权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征分别为所述接收天线采用如下结构：在一块金属板(7)的边缘，放置半波振子天线一(8)和半波振子天线二(9)，当半波振子天线一(8)和半波振子天线二(9)被同相馈电时，两天线的合成波束为和波束(1)，当被反相馈电时，两天线的合成波束为差波束(2)；对两个相同天线采用不同馈电方式来产生和波束(1)及差波束(2)；通过一个天线的两种模式来产生和波束(1)及差波束(2)，或者，通过两个或多个不同的天线来产生和波束(1)及差波束(2)。
对于本领域技术人员来说，利用金属板及半波振子天线构成用于产生和波束和差波束的装置，其具体结构和对应的不同馈电方式均属于本领域的公知常识，选择利用两个相同天线或一个天线以及对应的馈电方式来获得产生和波束及差波束属于本领域技术人员的常规选择。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性的基础上，从属权利要求2-4也均不具备创造性。
（3）权利要求5为权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征为方位角的测量精度由差波束(2)的接收凹点(4)的深度和宽度决定，接收凹点(4)设计的越陡峭，则测量精度越高。
对比文件2公开了一种无线信号的检测和定位装置，并具体公开了（参见说明书第[0043]-[0046]段，附图4-5）：通过提高差波束的增益，使凹点波形更加陡峭，进而获得更高的测量精度。由此可知，对比文件2已公开了该附加技术特征，并给出了通过调整差波束来获得更高测量精度的技术启示，在其引用的权利要求1不具备创造性的基础上，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上所述，本申请的权利要求1-5均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年02月26日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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