[發(fā)明專利]一種同步無線差頻相位測距裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710881204.4
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107678021B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 呂俊文
• 申請（專利權）人: 南京索爾維電子科技有限公司
• 主分類號: G01S13/32
• 分類號: G01S13/32
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 馮靜

本發(fā)明公開了一種同步無線差頻相位測距裝置。該裝置包括無線發(fā)射裝置和無線接收裝置，無線發(fā)射裝置包括時鐘電路、第一無線發(fā)射電路和第二無線發(fā)射電路，第一無線發(fā)射電路和第二無線發(fā)射電路用于同時發(fā)射兩個頻率不同的無線信號；無線接收裝置包括第一無線接收電路、第二無線接收電路、相位差計算器、時鐘同步單元、第一下變頻器和第二下變頻器，時鐘同步單元同步無線收發(fā)電路的時鐘信號，相位差計算器用于計算兩無線信號的相位差。本發(fā)明根據(jù)不同載波差頻的相位信息測距，改變載波頻率即可調節(jié)測距精度，可以輕松實現(xiàn)毫米級測距精度。

技術領域

本發(fā)明涉及無線測距領域，具體涉及一種同步無線差頻相位測距裝置及方法。

背景技術

無線電測距是一種基于電磁波應用技術的測距方法。無線電測距即用無線電的方法測量距離，這是無線電定位的基本任務之一。

現(xiàn)有的無線測距的時鐘是異步的，沒有把接收方和發(fā)射方的時鐘同步起來。異步接收方案無法得到可用的相位信息。另外現(xiàn)有的無線測距技術直接使用單個或多個載波頻率攜帶的信息。無論接收方是同步還是異步，單頻率的載波信號無法提取可用的相位信息。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種同步無線差頻相位測距裝置及方法。

為實現(xiàn)上述目的，在第一方面，本發(fā)明提供了一種同步無線差頻相位測距裝置，該裝置包括無線發(fā)射裝置和無線接收裝置，

所述無線發(fā)射裝置包括時鐘電路和與所述時鐘電路分別連接的第一無線發(fā)射電路和第二無線發(fā)射電路，所述時鐘電路用于同步第一無線發(fā)射電路和第二無線發(fā)射電路的時鐘，所述第一無線發(fā)射電路和第二無線發(fā)射電路用于同時發(fā)射兩個頻率不同的無線信號；

所述無線接收裝置包括第一無線接收電路、第二無線接收電路、相位差計算器、時鐘同步單元、第一下變頻器和第二下變頻器；

所述第一下變頻器和第二下變頻器用于分別降低所述第一無線接收電路和第二無線接收電路接收到的兩個無線信號的頻率，并產生兩路相同頻率的中頻信號；所述相位差計算器用于計算兩無線信號的相位差，所述時鐘同步單元分別與第一無線接收電路與第二無線接收電路連接，用于同步無線收發(fā)電路的時鐘信號；

還包括計算單元，用于根據(jù)兩個無線信號的波長與相位差計算距離。

作為優(yōu)選，所述時鐘同步單元包括第一鎖相環(huán)和與所述第一鎖相環(huán)的輸出端連接的第二鎖相環(huán)與第三鎖相環(huán)，

所述第一鎖相環(huán)的輸入端分別與第一下變頻器和所述分頻器的輸出端連接，

所述第二鎖相環(huán)的輸出端與第一下變頻器連接，用于將第一鎖相環(huán)輸出的時鐘信號升頻后作為所述第一下變頻器的本振信號；

所述第三鎖相環(huán)的輸出端與第二下變頻器相連，用于將第二鎖相環(huán)輸出的時鐘信號升頻后作為第二下變頻器的本振信號。

作為優(yōu)選，所述分頻器的輸入端與所述第一無線接收電路連接，用于接入第一無線接收電路基帶時鐘信號。

作為優(yōu)選，所述分頻器的輸入端與所述第一鎖相環(huán)的輸出端連接，用于接入第一鎖相環(huán)輸出的時鐘信號。

作為優(yōu)選，所述相位差計算器分別與第一下變頻器和第二下變頻器的中頻輸出端連接。

作為優(yōu)選，所述相位差計算器分別與所述分頻器的輸出端和第二下變頻器的輸出端連接。

作為優(yōu)選，所述無線接收裝置還包括RSSI電路，所述RSSI電路集成在第一無線接收電路或第二無線接收電路內。

在第二方面，本發(fā)明還提供了一種同步無線差頻相位測距方法，該方法包括以下步驟：

在被測距離的一端采用兩個無線發(fā)射電路同步發(fā)射兩個頻率不等的無線信號；