專利名稱：對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)定位技術(shù)，尤其是一種對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的近距離微波定位技術(shù)有很多種，從技術(shù)的特點(diǎn)看，主要有超寬帶及遠(yuǎn)距離無源讀卡定位技術(shù)。超寬帶技術(shù)的基本原理是收發(fā)裝置各自發(fā)射出超窄的Ins左右寬度的脈沖，通過接收這樣的超窄脈沖，計(jì)算脈沖的間距，求出收發(fā)裝置之間的距離，這種技術(shù)的通訊距離在 10米左右，測(cè)距精度在厘米級(jí)，可實(shí)現(xiàn)精確定位。缺陷是價(jià)格昂貴，以一套收發(fā)裝置計(jì)算，單價(jià)在人民幣5萬元左右，一般客戶很難接受。遠(yuǎn)距離無源讀卡定位技術(shù)是目前正在流行的應(yīng)用技術(shù)，從定位應(yīng)用角度看，可以通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)近距離的測(cè)距功能。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是收發(fā)靈敏度很低，對(duì)使用條件有較高的要求。其他的各種近距離微波定位技術(shù)，一般僅限于比較大的區(qū)域定位，且在不同的條件下區(qū)域定位的誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)所述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種可以確定信號(hào)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)可在極小的區(qū)域?qū)π盘?hào)源進(jìn)行定位功能的對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法及其裝置。為實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供一種對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法，包括以下步驟a、接收設(shè)備接收基頻信號(hào)，并比較基頻信號(hào)的大小，確定信號(hào)源在接收設(shè)備的哪個(gè)方向；b、接收設(shè)備生成信號(hào)源的方向圖；C、將多張方向圖進(jìn)行組合以確定信號(hào)源的區(qū)域位置。在步驟a中，接收設(shè)備比較基頻信號(hào)中的電壓大小，并根據(jù)電壓的大小確定信號(hào)源在接收設(shè)備的前方或后方。在步驟b中，方向圖生成的數(shù)量與接收設(shè)備的數(shù)量相同。在步驟c中，對(duì)多張方向圖進(jìn)行比較，根據(jù)方向圖中信號(hào)源的位置從而確定信號(hào)源的區(qū)域位置。在步驟c中，由多個(gè)接收設(shè)備的方向圖相交部分所組成的方向圖在接收設(shè)備的正前方組成一個(gè)多邊形的立體接收區(qū)域。另外，本發(fā)明同時(shí)還提供一種實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法的裝置，由天線部分、 控制開關(guān)、低噪音放大器、檢波器、放大器部分、整形電路部分、CPU與A/D模塊轉(zhuǎn)換電路部分構(gòu)成，所述天線部分與所述控制開關(guān)相連接，所述天線部分由至少四組天線機(jī)構(gòu)排列構(gòu)成，所述天線機(jī)構(gòu)由主天線與副天線構(gòu)成，通過控制開關(guān)切換分別檢測(cè)主天線與副天線接收的信號(hào)大??；由四個(gè)所述天線機(jī)構(gòu)的方向圖相交部分所組成的方向圖在所述天線機(jī)構(gòu)的正前方組成一個(gè)四邊形的立體接收區(qū)域。所述天線部分的一端依次與所述低噪音放大器、所述檢波器、所述放大器部分、所述整形電路部分以及所述CPU相連接，所述A/D模塊轉(zhuǎn)換電路部分的兩端分別與所述CPU 以及所述放大器部分相連接。所述放大器部分由第一放大器、第二放大器與第三放大器串聯(lián)構(gòu)成，所述第一放大器以及所述第三放大器分別與所述檢波器以及所述整形電路部分相連接。在所述低噪音放大器與所述檢波器之間還連接有帶通濾波器。所述天線部分與地面相垂直。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明中的接收部分采用四組接收天線構(gòu)成，每一組比較接收信號(hào)的大小，根據(jù)信號(hào)的大小確定信號(hào)源的在天線的前后方向，再通過四組的方向圖的組合，在滿足一定的判定條件下就可以確定信號(hào)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)可在極小的區(qū)域?qū)π盘?hào)源進(jìn)行定位功能。另外， 將四個(gè)接收天線的方向圖相交部分所組成的方向圖在天線機(jī)構(gòu)的正前方組成一個(gè)四邊形的立體接收區(qū)域，可準(zhǔn)確的將信號(hào)源定位在該接收區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明采用純粹的、性價(jià)比極高的微波技術(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的可調(diào)的微波區(qū)域定位功能，為微波技術(shù)的應(yīng)用拓展更大的發(fā)展空間。


圖1為本發(fā)明方法部分的流程圖2為本發(fā)明裝置部分的結(jié)構(gòu)框圖3為本發(fā)明中天線部分與地面之間的示意圖。
主要組件符號(hào)說明
1第一接收天線機(jī)構(gòu)2第二接收天線機(jī)構(gòu)3第三接收天線機(jī)構(gòu)
4第四接收天線機(jī)構(gòu)5主天線6副天線
7低噪音放大器8帶通濾波器9檢波器
10放大器部分11整形電路部分12 A/D模塊轉(zhuǎn)換電路部分
13 CPU14控制開關(guān)
具體實(shí)施例方式以下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，將有助于對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)，效果有更進(jìn)一步的了解，實(shí)施例不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求來決定。如圖1所示，本發(fā)明提供一種對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法，包括以下步驟a、接收設(shè)備接收基頻信號(hào)，并比較基頻信號(hào)的大小，確定信號(hào)源在接收設(shè)備的哪個(gè)方向；b、接收設(shè)備生成信號(hào)源的方向圖；C、將多張方向圖進(jìn)行組合以確定信號(hào)源的區(qū)域位置。在步驟a中，接收設(shè)備比較基頻信號(hào)中的電壓大小，并根據(jù)電壓的大小確定信號(hào)源在接收設(shè)備的前方或后方。
在步驟b中，方向圖生成的數(shù)量與接收設(shè)備的數(shù)量相同。在步驟c中，對(duì)多張方向圖進(jìn)行比較，根據(jù)方向圖中信號(hào)源的位置從而確定信號(hào)源的區(qū)域位置。由多個(gè)接收設(shè)備的方向圖相交部分所組成的方向圖在接收設(shè)備的正前方組成一個(gè)多邊形的立體接收區(qū)域。如圖2所示，本發(fā)明同時(shí)還提供一種實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法的裝置，由天線部分、控制開關(guān)14、低噪音放大器7、檢波器9、放大器部分10、整形電路部分11、CPU13與 A/D模塊轉(zhuǎn)換電路部分12構(gòu)成，天線部分與控制開關(guān)14相連接。天線部分由第一接收天線機(jī)構(gòu)1、第二接收天線機(jī)構(gòu)2、第三接收天線機(jī)構(gòu)3與第四接收天線機(jī)構(gòu)4排列構(gòu)成，每組天線機(jī)構(gòu)由主天線5與副天線6構(gòu)成。控制開關(guān)14采用兩個(gè)PIN管串聯(lián)的形式，提高隔離度。通過控制開關(guān)14切換分別檢測(cè)主天線5與副天線6接收的信號(hào)大??；由四個(gè)天線機(jī)構(gòu)的方向圖相交部分所組成的方向圖在天線機(jī)構(gòu)的正前方組成一個(gè)四邊形的立體接收區(qū)域。天線部分的一端依次與低噪音放大器7、檢波器9、放大器部分10、整形電路部分 11以及CPU13相連接，A/D模塊轉(zhuǎn)換電路部分12的兩端分別與CPU13以及放大器部分10相連接。放大器部分10采用三級(jí)恒流源差分放大技術(shù)，由第一放大器、第二放大器與第三放大器串聯(lián)構(gòu)成，第一放大器以及第三放大器分別與檢波器9以及整形電路部分11相連接。 在低噪音放大器7與檢波器9之間還連接有帶通濾波器8。對(duì)接收的調(diào)制微波信號(hào)直接檢波再進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)放大，直接檢波的數(shù)據(jù)信號(hào)接入 CPU的A/D端口，檢測(cè)回波信號(hào)大小。每組天線機(jī)構(gòu)中均設(shè)置有主天線和副天線，主天線與副天線背靠背對(duì)稱安裝在一起。主副天線分別為微帶圓極化定向天線，所有的天線尺寸、性能完全相同。通過控制開關(guān)切換分別檢測(cè)主天線與副天線接收的信號(hào)大小，判定信號(hào)源在主路或副路天線的前方或后方。采用多付天線通過開關(guān)實(shí)現(xiàn)一路接收，實(shí)現(xiàn)了接收電路的一致性。接收設(shè)備開始工作時(shí)，通過主天線開始接收發(fā)射數(shù)據(jù)，系統(tǒng)首先接收到由發(fā)射部分發(fā)出的Tl數(shù)據(jù)，即首先實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)解碼，在T2時(shí)間里，CPU轉(zhuǎn)入A/D接收通道進(jìn)行A/D變換，測(cè)出電壓值VI，T3時(shí)刻由主天線轉(zhuǎn)到副天線通道接收并A/D變換出電壓值V2，當(dāng)Vl > V2時(shí)，接收數(shù)據(jù)有效。同理連續(xù)測(cè)量其他三組的接收電壓值，當(dāng)所有的主路天線接收的數(shù)據(jù)都大于副路時(shí)，接收數(shù)據(jù)有效，否則接收數(shù)據(jù)無效。多組天線機(jī)構(gòu)組成一個(gè)天線陣，由四組天線機(jī)構(gòu)的方向圖相交部分組成的方向圖可以在天線的正前方組成一個(gè)四邊形的立體接收區(qū)域，此區(qū)域的大小與天線的對(duì)地距離H 有關(guān)。在< β確定時(shí)，H越大接收區(qū)域面積就越大，反之則越小。如圖3所示，天線部分與地面垂直的安裝方式，目的是實(shí)現(xiàn)天線的正前方接收距離最遠(yuǎn)。< α和< β分別是兩組天線的夾角，接收范圍被限制在立體四邊形AB⑶的區(qū)域內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法，其特征在于，包括以下步驟a、接收設(shè)備接收基頻信號(hào)，并比較基頻信號(hào)的大小，確定信號(hào)源在接收設(shè)備的哪個(gè)方向；b、接收設(shè)備生成信號(hào)源的方向圖；C、將多張方向圖進(jìn)行組合以確定信號(hào)源的區(qū)域位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法，其特征在于，在步驟a中，接收設(shè)備比較基頻信號(hào)中的電壓大小，并根據(jù)電壓的大小確定信號(hào)源在接收設(shè)備的前方或后方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法，其特征在于，在步驟b中，方向圖生成的數(shù)量與接收設(shè)備的數(shù)量相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法，其特征在于，在步驟c中，對(duì)多張方向圖進(jìn)行比較，根據(jù)方向圖中信號(hào)源的位置從而確定信號(hào)源的區(qū)域位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法，其特征在于，在步驟c中，由多個(gè)接收設(shè)備的方向圖相交部分所組成的方向圖在接收設(shè)備的正前方組成一個(gè)多邊形的立體接收區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法的裝置，由天線部分、控制開關(guān)、低噪音放大器、檢波器、放大器部分、整形電路部分、CPU與A/D模塊轉(zhuǎn)換電路部分構(gòu)成， 其特征在于，所述天線部分與所述控制開關(guān)相連接，所述天線部分由至少四組天線機(jī)構(gòu)排列構(gòu)成，所述天線機(jī)構(gòu)由主天線與副天線構(gòu)成，通過控制開關(guān)切換分別檢測(cè)主天線與副天線接收的信號(hào)大??；由四個(gè)所述天線機(jī)構(gòu)的方向圖相交部分所組成的方向圖在所述天線機(jī)構(gòu)的正前方組成一個(gè)四邊形的立體接收區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法的裝置，其特征在于，所述天線部分的一端依次與所述低噪音放大器、所述檢波器、所述放大器部分、所述整形電路部分以及所述CPU相連接，所述A/D模塊轉(zhuǎn)換電路部分的兩端分別與所述CPU以及所述放大器部分相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法的裝置，其特征在于，所述放大器部分由第一放大器、第二放大器與第三放大器串聯(lián)構(gòu)成，所述第一放大器以及所述第三放大器分別與所述檢波器以及所述整形電路部分相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法的裝置，其特征在于，在所述低噪音放大器與所述檢波器之間還連接有帶通濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法的裝置，其特征在于，所述天線部分與地面相垂直。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法的裝置，由天線部分、控制開關(guān)、低噪音放大器、檢波器、放大器部分、整形電路部分、CPU與A/D模塊轉(zhuǎn)換電路部分構(gòu)成，其中，天線部分由至少四組天線機(jī)構(gòu)排列構(gòu)成，天線機(jī)構(gòu)由主天線與副天線構(gòu)成，通過相連接的控制開關(guān)切換分別檢測(cè)主天線與副天線接收的信號(hào)大小；由四個(gè)天線機(jī)構(gòu)的方向圖相交部分所組成的方向圖在天線機(jī)構(gòu)的正前方組成一個(gè)四邊形的立體接收區(qū)域。本發(fā)明還提供一種對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位的方法。本發(fā)明采用四組接收天線構(gòu)成，每一組比較接收信號(hào)的大小，根據(jù)信號(hào)的大小確定信號(hào)源的在天線的前、后方向，再通過方向圖的組合就可以確定信號(hào)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)源的極小的區(qū)域定位功能。
文檔編號(hào)G01S5/04GK102411137SQ20111021419
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者馮軍, 周必友, 王明宇 申請(qǐng)人:周必友