无线定位的多天线结构及设计方法技术

本发明专利技术涉及无线定位技术领域，公开了一种无线定位的多天线结构及设计方法。所述无线定位的多天线结构，其特征在于，包括：传输线和逐次串行连接在传输线上的至少两个天线（2）；任意两个天线之间的传输线长度大于最小传输线长度。所述传输线连接有放大器（3），所述放大器（3）的工作频段与天线（2）的工作频段匹配。所述无线定位的多天线结构及设计方法采用串行传输方式传递从天线到定位处理中心的电信号，相比较于并行传输方式，节省了传输线的长度和至少一个放大器，降低了无线定位系统的成本，同时也简化了传输线的走线布局。

【技术实现步骤摘要】
无线定位的多天线结构及设计方法
本专利技术涉及无线定位
，具体地，涉及一种无线定位的多天线结构及设计方法。
技术介绍
无线定位技术是一种通过直接或间接测定无线电信号在已知位置与未知位置之间的传播参数，进一步确定未知位置的测量技术，例如WiFi（WirelessFidelity，无线保真）无线定位技术，Zigbee（紫蜂协议）无线定位技术，有源RFID（RadioFrequencyIdentification，射频识别）无线定位技术和UWB（UltraWideBand，超宽带）无线定位技术等。其中UWB无线定位技术使用3.1～10.6GHz之间的频段，由于工作频率高和波长小，具有信息容量大，定位精度高，抗多径干扰能力强，保密性好等优点，广泛应用于机场、地铁及其它大型集会场所的人员或物品定位管理。无线定位技术采用多天线进行定位，在定位区域设置有3～4个参考接点，每个参考节点拥有独立的天线、传输线和放大器，构成一个独立的信号传输路径，这些路径并行通往定位处理中心。在无线定位过程中，各个参考节点上的天线接收同一待定位标签发送的无线电信号，并生成相应的电信号向定位处理中心传送。由于待定位标签到各个天线的距离和天线至定位处理中心的传输线长度不同，最后各个天线产生的电信号到达定位处理中心的时间也不同，通过测量电信号到达时间差并执行TODA算法（TimeDifferenceofArrive,时间达到差算法）即可计算出待定位标签的空间位置，从而实现对待定位标签的无线定位。但是在无线定位的多天线结构中，由于多个参考点拥有独立的传输线和放大器，现有定位系统的成本一直居高不下，同时并行传输方式还会导致传输线走线复杂，尤其是在诸如室内等小空间应用时，这些局限更为明显。针对上述目前无线定位的多天线结构系统成本居高不下和传输线走线复杂的问题，需要提供一种新的无线定位的多天线结构及设计方法，节省无线定位系统的成本，并简化传输线的走线布局。
技术实现思路
针对前述无线定位的多天线结构系统成本居高不下和传输线走线复杂的问题，本专利技术提供了一种无线定位的多天线结构及设计方法，采用串行传输结构，节省了传输线和放大器，并简化了传输线的走线布局。本专利技术采用的技术方案，一方面提供了一种无线定位的多天线结构，其特征在于，包括：传输线和逐次串行连接在传输线上的至少两个天线；任意两个天线之间的传输线长度大于最小传输线长度。所述无线定位的多天线结构采用串行传输结构，相比较于并行传输结构，节省了传输线的长度，降低了系统成本，同时也简化了传输线的走线布局。具体的，所述传输线连接有放大器，所述放大器的工作频段与天线的工作频段匹配。所述放大器用于放大从天线传送来的电信号，以便定位处理中心识别处理。具体的，所述天线通过连接部件与传输线连接。所述连接部件包括三通接头、功分器和定向耦合器中的任意一种。所述连接部件用于将天线接收到的电信号传送到输出线中，并叠加传输线中已有的电信号，使叠加后的电信号向定位处理中心方向传送。具体的，所述传输线为同轴电缆，所述最小传输线长度为，与信号最大拖尾时间和待定位区间的最大移动距离满足关系：式中，为同轴电缆的等效介电常数，为光速；或者，所述传输线为微带线，所述最小传输线长度为，与信号最大拖尾时间和待定位区间的最大移动距离满足关系：式中，为微带线的等效介电常数，为光速。本专利技术采用的技术方案，另一方面提供了一种无线定位的多天线结构设计方法，其特征在于，包括：确定信号最大拖尾时间和待定位区间的最大移动距离；根据所述信号最大拖尾时间和待定位区间的最大移动距离确定最小传输线长度；在待定位区间布置至少两个天线，将所述天线逐次串行连接在传输线上，任意两个天线之间的传输线长度大于所述最小传输线长度。具体的，所述传输线为同轴电缆，所述最小传输线长度的计算公式如下：式中，为同轴电缆的等效介电常数，为光速；或者，所述传输线为微带线，所述最小传输线长度的计算公式如下：式中，为微带线的等效介电常数，为光速。综上，采用本专利技术所提供的无线定位的多天线结构及设计方法，通过逐次串行连接多个天线及放大器，并且由于任意两个天线之间的传输线长度大于最小传输线长度，使得定位处理中心能够分辨各个天线对应的电信号并测量出任意两个电信号到达的时间之差，以便通过TODA算法对待定位标签进行定位计算。所述无线定位的多天线结构采用串行传输结构，相比较于并行传输结构，节省了传输线的长度和至少一个放大器，降低了无线定位系统的成本，同时也简化了传输线的走线布局。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的第一种无线定位的多天线结构示意图。图2是天线与传输线的第一种连接示意图。图3是天线与传输线的第二种连接示意图。图4是天线与传输线的第三种连接示意图。图5是定位处理中心接收到时域信号的时域图。图6是本专利技术的第二种无线定位的多天线结构示意图。图7是本专利技术的第三种无线定位的多天线结构示意图。图8是本专利技术的无线定位的多天线结构设计方法流程图。上述附图中：1、同轴电缆2、天线3、放大器4、三通接头5、功分器6、定向耦合器7、第一段同轴电缆8、第二段同轴电缆9、微带线。具体实施方式以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本专利技术提供的无线定位的多天线结构及设计方法。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。本文中描述的各种技术可以用于但不限于多天线无线定位领域，还可以用于其它诸如探地雷达、无线通信等类似领域。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。一方面，通过实施例方式详细地描述本专利技术提供的无线定位的多天线结构，如下实施例一至实施例三以及拓展实施例。实施例一，图1示出了本专利技术的第一种无线定位的多天线结构示意图。所述无线定位的多天线结构，其特征在于，包括：同轴电缆1和逐次串行连接在同轴电缆1上的三个天线2；任意两个天线之间的同轴电缆长度大于最小同轴电缆长度。所述无线定位的多天线结构提供了三个参考节点，所述三个参考节点上的天线包围或者包围并指向待定位标签，在接收同一待定位标签发送的无线电信号后，生成相应的电信号并通过同一条传输路径传送到定位处理中心。同时设计任意两个天线之间的同轴电缆长度大于最小同轴电缆长度，使得定位处理中心能够分辨各个天线对应的电信号并测量出任意两个电信号到达的时间之差，以便通过TODA算法对待定位标签进行定位计算。所述无线定位的多天线结构采用串行传输结构，相比较于并行传输结构，节省了同轴电缆的长度，降低了系统成本，同时也简化了同轴电缆的走线布局。具体的，所述同轴电缆1连接有放大器3，所述放大器3的工作频段与天线2的工作频段匹配。所述放大器3可以是但不限于低噪声放大器或线性放大器，其布置在定位处理中心的输入端，用于放大从三个天线2传送来的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线定位的多天线结构，其特征在于，包括： 传输线和逐次串行连接在传输线上的至少两个天线（2）；任意两个天线之间的传输线长度大于最小传输线长度。

【技术特征摘要】
1.一种无线定位的多天线结构，其特征在于，包括：传输线和逐次串行连接在传输线上的至少两个天线(2)；任意两个天线之间的传输线长度大于最小传输线长度；所述最小传输线长度为LMin，与信号最大拖尾时间TLMax和待定位区间的最大移动距离MLMax满足关系：当传输线为同轴电缆时，式中，εc为同轴电缆的等效介电常数，c为光速；当传输线为微带线时，式中，εm为微带线的等效介电常数，c为光速。2.如权利要求1所述的无线定位的多天线结构，其特征在于，包括：所述传输线连接有放大器(3)，所述放大器(3)的工作频段与天线(2)的工作频段匹配。3.如权利要求1所述的无线定位的多天线结构，其特征在于，包括：所述天线(2)包括UWB时域脉冲天线，WiFi接收天线，ZigBee接收天线中的任意一种。4.如权利要求1所述的无线定位的多天线结构，其特征在于，包括：所述天线(2)通过连接部件与传输线连接。5.如权利要求4所述的无线定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨德强，严炜，
申请(专利权)人：成都昂迅电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51