一种信号幅值检测装置及方法及其到达时间修正方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种脉冲信号幅值检测装置，包括：脉冲信号发射机，发射脉冲信号；脉冲信号接收机，接收所述脉冲信号，脉冲信号接收机包括射频衰减器，对接收到的脉冲信号的幅度进行不同衰减幅度的衰减直到衰减后的脉冲信号幅度小于预设的幅值门限；其根据射频衰减器的衰减幅度和预设的幅值门限获得所述脉冲信号接收机接收到的脉冲信号的幅度信息。本发明专利技术通过在UWB脉冲信号接收机中设置射频衰减器，能够测量接收到的脉冲信号的幅值信息，以获得到达时刻修正值，避免由于发射天线在不同方向增益不同导致的UWB脉冲接收机接收到的信号幅度存在差异，进而导致的无法准确检测UWB脉冲定位信号的到达时间的问题，进一步地提高定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种信号幅值检测装置及方法及其到达时间修正方法
本专利技术涉及无线通信领域，具体涉及定位系统中的信号幅值检测及到达时间修正。
技术介绍
现有技术中，通过自建定位系统实现在特定区域中对指定目标的定位和监控。UWB(UltraWideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB具有脉冲宽度窄，抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，广泛应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。以UWB信号作为定位信号的定位系统可以弥补天空卫星无法覆盖的区域，方便布置，实现狭小空间的位移监测。在以UWB脉冲作为定位信号的定位系统中常用的定位算法有到达时间TOA定位及到达时间差TDOA定位，上述算法在实施过程中需要定位信号接收端检测UWB脉冲到达自身的时刻值。现有的定位系统中，受硬件条件限制，UWB脉冲发射机发射UWB脉冲的全向天线在各个方向的信号增益不能保证完全一致，这导致了UWB脉冲发射机在向两个相距所述UWB脉冲发射机距离相同但位置不同的UWB脉冲接收机发射UWB脉冲时，信号到达两个UWB脉冲接收机的幅度不同。而在所述两个UWB脉冲接收机使用相同信号门限对接收信号进行检测时，会得到不同的信号到达时间信息，导致了测量到达时间存在误差，进而影响定位精度。因此，如何避免由于UWB脉冲发射机在向周围发射UWB脉冲时天线增益不同导致的UWB脉冲接收机接收到的信号幅度存在差异，进而导致的无法准确检测UWB脉冲定位信号的到达时间的问题，成为了本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
依据本专利技术的一个方面公开了一种脉冲信号幅值检测装置，包括：脉冲信号发射机，发射脉冲信号；以及脉冲信号接收机，接收所述脉冲信号，脉冲信号接收机包括射频衰减器，对接收到的脉冲信号的幅度进行不同衰减幅度的衰减直到衰减后的脉冲信号幅度小于预设的幅值门限；其中，脉冲信号幅值检测装置根据射频衰减器的衰减幅度和预设的幅值门限获得所述脉冲信号接收机接收到的脉冲信号的幅度信息。依据本专利技术的另一个方面公开了一种利用脉冲信号幅值检测装置修正到达时间的方法，包括：记录接收到的脉冲信号包络上与预设的幅值门限幅度相等的采样点对应的时刻，作为脉冲信号到达时刻的测量值；利用所述脉冲信号幅值检测装置获得接收的脉冲信号的幅度信息；根据接收到的脉冲信号的幅度与预设的幅值门限的关系修正记录的到达时刻测量值，以获得到达时刻修正值。依据本专利技术的又一个方面公开了一种脉冲信号幅值检测方法，包括：发射脉冲信号；接收所述脉冲信号，并对接收到的脉冲信号的幅度进行不同衰减幅度的衰减，直到衰减后的脉冲信号幅度小于预设的幅值门限；以及根据衰减后的脉冲信号幅度小于预设的幅值门限时的衰减幅度和预设的幅值门限获得接收到的脉冲信号的幅度信息。本专利技术公开的脉冲信号幅值检测及到达时间修正方法，通过在UWB脉冲信号接收机中设置射频衰减器，能够测量接收到的脉冲信号的幅值信息，通过脉冲信号的幅度与预设的幅值门限的关系修正记录的到达时刻测量值，以获得到达时刻修正值。本专利技术本质上统一了接收信号到达时刻采样点的选择标准，避免由于UWB脉冲发射机在向周围发射UWB脉冲时天线增益不同导致的UWB脉冲接收机接收到的信号幅度存在差异，进而导致的无法准确检测UWB脉冲定位信号的到达时间的问题，进一步地提高定位精度和稳定度。附图说明图1给出依据本专利技术一种实施例的定位系统100的信号收发示意图；图2给出一种图1所示的定位系统100的脉冲信号包络的示意图；图3给出依据本专利技术一种实施例的脉冲信号幅值检测的示意图；图4给出依据本专利技术一种实施例的利用二分法实现脉冲信号幅值检测的示意图；图5给出依据本专利技术一种实施例的另一种利用二分法实现脉冲信号幅值检测的示意图；图6给出依据本专利技术一种实施例的脉冲信号到达时间修正的示意图；图7给出依据本专利技术一种实施例的脉冲信号幅值检测及到达时间修正方法700的流程图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“连接”到另一元件时，它可以是直接连接或连接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。图1给出依据本专利技术一种实施例的定位系统100的信号收发示意图。所述定位系统100示例性地包括定位基站BS1、BS2和BS3以及待定位装置MS，其中，定位基站BS1、BS2和BS3具有已知的位置信息。在一个实施例中待定位装置MS向定位基站BS1、BS2和BS3发射定位信号，定位基站BS1、BS2和BS3接收并记录所述定位信号到达自身的时间信息，定位系统100利用定位信号的发射时间信息和/或到达时间信息，以及定位基站BS1、BS2和BS3的位置信息，通过TOA或TDOA定位算法解算待定位装置MS的位置信息。在一个实施例中，所述定位信号为UWB脉冲信号，则所述待定位装置MS包含UWB脉冲信号发射机，定位基站BS1、BS2和BS3包含UWB脉冲信号接收机。如图1所示，受天线硬件条件的限制，包含UWB脉冲发射机的待定位装置MS发射UWB脉冲的全向天线在各个方向的信号增益不能保证完全一致，图1中虚线表示UWB脉冲发射机的增益方向图。基于上述原因导致了在UWB脉冲发射机在向多个相距所述UWB脉冲发射机距离相同但位置不同的UWB脉冲接收机发射UWB脉冲时，信号到达多个UWB脉冲接收机的幅度不同。如图1所示，在定位系统100中，某一时刻待定位装置MS运动到与定位基站BS1、BS2和BS3间的距离均相等的位置，则待定位装置MS发射同一UWB脉冲信号时的空间衰减相同。但由于定位基站BS1、BS2和BS3相对于待定位装置MS的方向不同，待定位装置MS向定位基站BS1、BS2和BS3发射的UWB脉冲信号具有不同的幅度，因此导致了定位基站BS1、BS2和BS3接收到的UWB脉冲信号具有不同的幅度。在图1所示实施例中，由于朝向定位基站BS1和BS2的UWB脉冲发射机的天线增益较大，而朝向定位基站BS3的UWB脉冲发射机的天线增益较小，导致了定位基站BS3接收到的UWB脉冲信号的幅度要小于定位基站BS1和BS2接收到的UWB脉冲信号的幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲信号幅值检测装置，包括：脉冲信号发射机，发射脉冲信号；以及脉冲信号接收机，接收所述脉冲信号，脉冲信号接收机包括射频衰减器，对接收到的脉冲信号的幅度进行不同衰减幅度的衰减直到衰减后的脉冲信号幅度小于预设的幅值门限；其中，脉冲信号幅值检测装置根据射频衰减器的衰减幅度和预设的幅值门限获得所述脉冲信号接收机接收到的脉冲信号的幅度信息。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲信号幅值检测装置，包括：脉冲信号发射机，发射脉冲信号；以及脉冲信号接收机，接收所述脉冲信号，脉冲信号接收机包括射频衰减器，对接收到的脉冲信号的幅度进行不同衰减幅度的衰减直到衰减后的脉冲信号幅度小于预设的幅值门限；其中，脉冲信号幅值检测装置根据射频衰减器的衰减幅度和预设的幅值门限获得所述脉冲信号接收机接收到的脉冲信号的幅度信息。2.如权利要求1所述的脉冲信号幅值检测装置，其中，所述脉冲信号接收机为多通道接收机，每个接收通道包括一个射频衰减器，各个射频衰减器具有不同的衰减幅度。3.如权利要求1所述的脉冲信号幅值检测装置，其中，所述脉冲信号发射机连续发射多个等幅度的脉冲信号，所述脉冲信号接收机包括一个射频衰减器，对接收到的多个等幅度的脉冲信号进行不同衰减幅度的衰减。4.如权利要求1所述的脉冲信号幅值检测装置，其中，脉冲信号接收机将使衰减后的脉冲信号幅度大于且最邻近预设幅值门限的衰减幅度与预设的幅值门限之和作为脉冲信号幅值的上限，将使衰减后的脉冲信号幅度小于且最邻近预设的幅值门限的射频衰减器的衰减幅度与预设幅值门限之和作为脉冲信号幅值的下限，脉冲信号幅值检测装置根据脉冲信号幅值的上限和下限获得所述脉冲信号接收机接收到的脉冲信号的幅度信息。5.如权利要求4所述的脉冲信号幅值检测装置，其中，脉冲信号接收机将所述脉冲信号幅值的上限和所述脉冲信号幅值的下限的平均值作为接收到的脉冲信号的幅度的测量值。6.如权利要求4所述的脉冲信号幅值检测装置，其中，脉冲信号接收机在介于使衰减后的脉冲信号幅度大于且最邻近预设的幅值门限的衰减幅度和使衰减后的脉冲信号幅度小于且最邻近预设的幅值门限的衰减幅度中设置多个射频衰减器的衰减幅度，以获得相距更近的脉冲信号幅值的上限和脉冲信号幅值的下限。7.利用如权利要求1-6任一项所述的脉冲信号幅值检测装置修正到达时间的方法，包括：记录接收到的脉冲信号包络上与预设的幅值门限幅度相等的采样点对应的时刻，作为脉冲信号到达时刻的测量值；利用所述脉冲信号幅值检测装置获得接收的脉冲信号的幅度信息；根据接收到的脉冲信号的幅度与预设的幅值门限的关系修正记录的到达时刻测量值，以获得到达时刻修正值。8.如权利要求7所述的利用脉冲信号幅值检测装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，朱晓章，刘见习，李飞雪，张晨曦，
申请(专利权)人：四川中电昆辰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51