[發明專利]一種近場超寬帶信號相位差測距方法及系統

在審

• 申請號: 201710017321.6
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN107045121A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 張曉彤;劉知洋;王鵬;孫國路;梁泰琳;徐金梧
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01S11/02
• 分類號: G01S11/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

1.一種近場超寬帶信號相位差測距方法，其特征在于，包括：

在接收端，接收發送端發射的低頻超寬帶信號，其中，接收到的信號包括：發送端發射的所述低頻超寬帶信號中的電場成分和磁場成分；

獲取所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率；

根據所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率與通信距離的關系，確定測距目標之間的距離。

2.根據權利要求1所述的近場超寬帶信號相位差測距方法，其特征在于，所述低頻超寬帶信號包括：低頻多頻正弦疊加信號或低頻寬帶脈沖信號。

3.根據權利要求2所述的近場超寬帶信號相位差測距方法，其特征在于，所述方法還包括：

利用DDS技術產生所述低頻多頻正弦疊加信號；

利用階躍恢復二極管電路產生所述低頻寬帶脈沖信號。

4.根據權利要求1所述的近場超寬帶信號相位差測距方法，其特征在于，所述獲取所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率包括：

對所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分分別進行采樣轉換，得到所述電場成分對應的數字電場信號和所述磁場成分對應的數字磁場信號；

對所述數字電場信號和所述數字磁場信號進行頻域分析，得到所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率。

5.根據權利要求4所述的近場超寬帶信號相位差測距方法，其特征在于，所述對所述數字電場信號和所述數字磁場信號進行頻域分析，得到所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率包括：

對所述數字電場信號和所述數字磁場信號分別進行頻域變換，得到所述數字電場信號對應的頻域特性和所述數字磁場信號對應的頻域特性；

根據所述數字電場信號對應的頻域特性得到所述數字電場信號對應的相頻特性，根據所述數字磁場信號對應的頻域特性得到所述數字磁場信號對應的相頻特性；

根據所述數字電場信號對應的相頻特性和所述數字磁場信號對應的相頻特性，得到所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率。

6.一種近場超寬帶信號相位差測距系統，其特征在于，包括：

接收模塊，用于在接收端，接收發送端發射的低頻超寬帶信號，其中，接收到的信號包括：發送端發射的所述低頻超寬帶信號中的電場成分和磁場成分；

獲取模塊，用于獲取所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率；

確定模塊，用于根據所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率與通信距離的關系，確定測距目標之間的距離。

7.根據權利要求6所述的近場超寬帶信號相位差測距系統，其特征在于，所述低頻超寬帶信號包括：低頻多頻正弦疊加信號或低頻寬帶脈沖信號。

8.根據權利要求7所述的近場超寬帶信號相位差測距系統，其特征在于，所述系統還包括：

第一產生模塊，用于利用DDS技術產生所述低頻多頻正弦疊加信號；

第二產生模塊，用于利用階躍恢復二極管電路產生所述低頻寬帶脈沖信號。

9.根據權利要求6所述的近場超寬帶信號相位差測距系統，其特征在于，所述獲取模塊包括：

轉換單元，用于對所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分分別進行采樣轉換，得到所述電場成分對應的數字電場信號和所述磁場成分對應的數字磁場信號；

分析單元，用于對所述數字電場信號和所述數字磁場信號進行頻域分析，得到所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率。

10.根據權利要求9所述的近場超寬帶信號相位差測距系統，其特征在于，所述分析單元包括：

頻域獲取器，用于對所述數字電場信號和所述數字磁場信號分別進行頻域變換，得到所述數字電場信號對應的頻域特性和所述數字磁場信號對應的頻域特性；

相位計算器，用于根據所述數字電場信號對應的頻域特性得到所述數字電場信號對應的相頻特性，根據所述數字磁場信號對應的頻域特性得到所述數字磁場信號對應的相頻特性；

差值運算器，用于根據所述數字電場信號對應的相頻特性和所述數字磁場信號對應的相頻特性，得到所述接收到的信號中的電場成分和磁場成分在各頻率點的相位差和對應頻率。