[發明專利]一種基于波束循環掃描的離開角定位系統和定位方法

有效

• 申請號: 202110639819.2
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113376575B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 周昊蘇;呂振彬;曾媛;劉真富;李義龍
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;H01Q3/30
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 黃超宇;胡晶

本發明公開了一種基于波束循環掃描的離開角定位系統和定位方法，包括基站模塊和目標模塊，所述基站模塊，用于根據測向通信協議通過快速遍歷射頻移相碼以及射頻開關循環連接天線向所述目標模塊廣播無線電信號；所述目標模塊，用于得到每個所述基站模塊的離開角并根據每個所述基站模塊的離開角數據、基站模塊空間位置等數據進行融合估計目標模塊空間位置。本發明具有基于波束循環掃描的離開角定位且定位精度高的技術特點，有利于構建的面向用戶的多基站聯合定位系統。

技術領域

本發明涉及協作無線通信測向定位技術領域，特別涉及一種基于波束循環掃描的離開角定位系統和定位方法。

背景技術

萬物互聯時代，不僅需要目標的時間、狀態等信息，更需要目標的位置信息。無線電測向是依據電磁波傳播特性，測向裝置所在地電磁環境中電波達到的方向，通常是非協作模式。無線電測向通常的最終目的是要確定“輻射源的方向”和“輻射源的具體位置”。

本發明深入研究無線電協作通信離開角測向技術，提出了一種基于波束循環掃描的離開角定位方法與系統，通過相控陣方式控制陣列天線的波束方向，只有波束方向覆蓋范圍內的目標才能準確解調解碼測向通訊協議(例如，通過循環冗余校驗)，目標根據解協議獲得陣列天線波束離開角，結合基站空間位置等信息融合定位目標位置。此外，由于基站在布設時天線陣朝向不一致會影響融合定位精度，需要通過相應的轉換關系使得各個基站天線陣朝向一致，并且基于轉換關系修正離開角。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明提供一種基于波束循環掃描的離開角定位系統和定位方法，具有基于波束循環掃描的離開角定位且定位精度高的技術特點，有利于構建的面向用戶的多基站聯合定位系統。

為了達到上述發明目的，解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發明公開了一種基于波束循環掃描的離開角定位系統，包括基站模塊和目標模塊，其中：

所述基站模塊，用于根據測向通信協議通過快速遍歷射頻移相碼以及射頻開關循環連接天線向所述目標模塊廣播無線電信號；

所述目標模塊，用于得到每個所述基站模塊的離開角并根據每個所述基站模塊的離開角數據、基站模塊空間位置進行融合估計目標模塊空間位置。

進一步的，每個所述基站模塊包括第一主控器、射頻信號發生器、射頻移相碼庫、射頻移相器、射頻開關和天線陣，其中：

所述第一主控器與所述射頻信號發生器、射頻移相碼庫、射頻移相器和射頻開關連接，用于控制射頻信號發生器、射頻移相碼庫、射頻移相器和射頻開關；

所述射頻信號發生器與所述第一主控器和射頻移相器連接，用于根據測向通信協議生成射頻信號；

所述射頻移相碼庫與所述第一主控器和射頻移相器連接，用于根據陣列天線流形結合不同的離開角所生成的相位矢量建立進而使得射頻移相碼與離開角所生成的相位矢量一一對應；

所述射頻移相器與所述第一主控器、射頻信號發生器、射頻移相碼庫和射頻開關連接，用于射頻移相碼對應的相位矢量補償，以及當各個射頻通道長度不一致時補償與天線相連的各個射頻通道饋線相位；

所述射頻開關與射頻移相器和天線陣連接，用于根據循環電掃模式快速切換至對應天線；

所述天線陣與所述射頻開關連接，用于輻射射頻信號。

進一步的，所述射頻信號發生器按照時分復用、頻分復用模式單一或多種組合的方式生成射頻信號，用于避免目標模塊接收信號碰撞。

進一步的，所述目標模塊包括天線、ADC、第二主控器、譯碼器和信號處理器，其中：

所述ADC與所述天線和譯碼器連接，用于將所述天線接收的射頻模擬信號轉換成基帶數字信號并獲得信號接收信號強度指示值；