專利名稱：天線陣列和對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及天線陣列，具體涉及天線陣元的排布；本發(fā)明創(chuàng)造還涉及對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的方法，其中的全部或部分步驟可以通過(guò)建立功能模塊構(gòu)架，由計(jì)算機(jī)程序指令控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成。這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。
背景技術(shù)：
為了對(duì)地面上的有源待測(cè)物進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位，目前根據(jù)幅度定位的技術(shù)須采用多個(gè)天線陣列分別覆蓋在一維方向上的不同地點(diǎn)，其實(shí)現(xiàn)成本較高，計(jì)算復(fù)雜，天線陣列安裝調(diào)節(jié)不方便
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明創(chuàng)造的目的是只用一個(gè)天線陣列對(duì)地面上的有源待測(cè)物進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位，且實(shí)時(shí)定位計(jì)算簡(jiǎn)單，天線陣列安裝調(diào)節(jié)操作方便。本發(fā)明創(chuàng)造給出天線陣列，包括多個(gè)陣元組，每個(gè)陣元組包含至少一個(gè)天線陣元，同一陣元組內(nèi)各天線陣元方向相同，各陣元組同軸但傾斜角度不同，且傾斜角度可調(diào)為使各陣元組分別正對(duì)在一維方向上等間距排列的不同地點(diǎn)，各陣元組共用的軸是水平的。本發(fā)明創(chuàng)造所給出的天線陣列的原理是，各陣元組分別正對(duì)一維方向上的不同地點(diǎn)，那么當(dāng)待測(cè)物發(fā)出一個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)時(shí)，根據(jù)天線的方向特性，所正對(duì)的地點(diǎn)離待測(cè)物越近的陣元組，其接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)就越強(qiáng)，因此只需比較各陣元組所接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)的強(qiáng)度即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物的實(shí)時(shí)定位。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明創(chuàng)造給出使用該天線陣列對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的方法，通過(guò)比較各陣元組所接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物的實(shí)時(shí)定位。其中，天線陣列中的各陣元組同軸，各陣元組共用的軸是水平的，各陣元組傾斜角度可調(diào)，各陣元組正對(duì)的地點(diǎn)在一維方向上等間距排列等技術(shù)特征可選可不選。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是，因?yàn)檫@些陣元組屬于同一天線陣，所以待測(cè)物到各陣元組距離相等，在實(shí)時(shí)定位時(shí)待測(cè)物到各陣元組不存在距離差，計(jì)算簡(jiǎn)單；各陣元組的安裝調(diào)節(jié)操作方便。本發(fā)明創(chuàng)造給出的進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位的方法進(jìn)一步地
每相鄰的兩個(gè)所述地點(diǎn)被安排有接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離越遠(yuǎn)則所安排的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值越??；
在進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位時(shí)，輸入由各陣元組各自實(shí)時(shí)接收的由待測(cè)物發(fā)出的同一個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)，在所輸入的實(shí)時(shí)位置信號(hào)當(dāng)中找出最強(qiáng)的兩個(gè)，則接收到這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)的兩個(gè)陣元組所正對(duì)的兩個(gè)地點(diǎn)在一維方向上是相鄰的，然后拿這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差跟安排給這兩個(gè)地點(diǎn)的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值進(jìn)行比較
如果兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差大于接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，意味著待測(cè)物顯著地偏向其中一個(gè)地點(diǎn)，具體地，偏向接收到這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)當(dāng)中之較強(qiáng)者的陣元組所正對(duì)的地點(diǎn)，于是就將待測(cè)物定位于接收到該較強(qiáng)者的陣元組所正對(duì)的地點(diǎn)；
如果兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差小于接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，意味著待測(cè)物到這兩個(gè)地點(diǎn)的距離相差不大，比較靠近以這兩個(gè)地點(diǎn)為兩端點(diǎn)的線段的中點(diǎn)，于是就將待測(cè)物定位于該線段的中點(diǎn)。設(shè)置接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值需考慮的因素是，相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)離天線陣列越遠(yuǎn)，實(shí)時(shí)位置信號(hào)與各陣元組的角度差越小，兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差就越小，因此在本發(fā)明創(chuàng)造所給出的進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位的方法中，相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離越遠(yuǎn)則被安排的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值越小。通過(guò)設(shè)置和利用上述接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，定位精度可達(dá)到相鄰的兩個(gè)所述地點(diǎn)之間的一半的距離。為了把方法轉(zhuǎn)換成功能模塊，以下將上述對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的方法的進(jìn)一步的部分整理為
每相鄰的兩個(gè)所述地點(diǎn)被安排有接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)到天線陣列的 地面投影距離越遠(yuǎn)則被安排的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值越??；
在進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位時(shí)，輸入由各陣元組各自實(shí)時(shí)接收的由待測(cè)物發(fā)出的同一個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)，在所輸入的實(shí)時(shí)位置信號(hào)當(dāng)中找出最強(qiáng)的兩個(gè)，則接收到這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)的兩個(gè)陣元組所正對(duì)的兩個(gè)地點(diǎn)在一維方向上是相鄰的，然后拿這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差跟安排給這兩個(gè)地點(diǎn)的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值進(jìn)行比較
如果兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差大于接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，就將待測(cè)物定位于接收到這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)當(dāng)中之較強(qiáng)者的陣元組所正對(duì)的地點(diǎn)；
如果兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差小于接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，就將待測(cè)物定位于以這兩個(gè)地點(diǎn)為兩端點(diǎn)的線段的中點(diǎn)。進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位的方法更進(jìn)一步地，相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離取為以這兩個(gè)地點(diǎn)為兩端點(diǎn)的線段的中點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離。本發(fā)明創(chuàng)造所給出的對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的方法，其中的全部或部分步驟可以通過(guò)建立功能模塊構(gòu)架，由計(jì)算機(jī)程序指令控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成。這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。


圖1是天線陣列和一維方向上的地點(diǎn)的位置關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1，天線陣列包括陣元組A、B、C、D，各陣元組共用一條水平的轉(zhuǎn)軸。每個(gè)陣元組包含至少一個(gè)天線陣元，同一陣元組內(nèi)各天線陣元方向相同。通過(guò)調(diào)節(jié)各陣元組的傾斜角度，使陣元組A正對(duì)地點(diǎn)a,陣元組B正對(duì)地點(diǎn)b,陣元組C正對(duì)地點(diǎn)c,陣元組D正對(duì)地點(diǎn)d。在一維方向上，地點(diǎn)a、b、c、d到天線陣列的地面投影距離分別是2m、4m、6m、8m。天線陣列聞度是5. 5m。在進(jìn)行實(shí)時(shí)定位之前，先為相鄰的地點(diǎn)a、b安排接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值3dB，為相鄰的地點(diǎn)b、c安排接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值2dB，為相鄰的地點(diǎn)c、d安排接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值ldB。
在進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位時(shí)，假設(shè)有一個(gè)待測(cè)物I發(fā)出一個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)，陣元組A、B、C、D各自實(shí)時(shí)接收這個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)，陣元組A接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)強(qiáng)度為-67. 3dBm，陣元組B接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)強(qiáng)度為-50.1 dBm，陣元組C接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)強(qiáng)度為-44.1dBm,陣元組D接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)強(qiáng)度為-46. 6dBm，可見(jiàn)，陣元組C、D接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)是這其中最強(qiáng)的兩個(gè)，這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差
-44.1dBm-(-46. 6dBm) | =2. 5dB，大于安排給地點(diǎn)C、d的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值ldB，且這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之中，陣元組C接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)-44.1dBm更強(qiáng)，這意味著待測(cè)物I顯著地偏向地點(diǎn)C，于是將待測(cè)物I定位于地點(diǎn)C，即待測(cè)物I到天線陣列的地面投影距離為6m。在進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位時(shí)，假設(shè)有一個(gè)待測(cè)物2發(fā)出一個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)，陣元組A、B、C、D各自實(shí)時(shí)接收這個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)，陣元組A接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)強(qiáng)度 為-65. 6dBm,陣元組B接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)強(qiáng)度為-44. 3dBm,陣元組C接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)強(qiáng)度為-43. 6dBm,陣元組D接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)強(qiáng)度為-50. OdBm，可見(jiàn)，陣元組B、C接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)是這其中最強(qiáng)的兩個(gè)，這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差
-44. 3dBm-(-43. 6dBm) | =0. 7dB,小于安排給地點(diǎn)b、c的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值2dB，意味著待測(cè)物2到地點(diǎn)b、c的距離相差不大，比較靠近以地點(diǎn)b、c為兩端點(diǎn)的線段be的中點(diǎn)，于是就將待測(cè)物2定位于線段be的中點(diǎn)，即待測(cè)物I到天線陣列的地面投影距離為5m。本實(shí)施例中，相鄰的兩個(gè)所述地點(diǎn)相隔2m，通過(guò)設(shè)置和利用上述接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，定位精度達(dá)到相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)之間的一半的距離lm。圖1中，地點(diǎn)a、b、c、d位于天線陣列的同一側(cè)。如果各地點(diǎn)分布在天線陣列的兩偵牝則在取相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離時(shí)，以以這兩個(gè)地點(diǎn)為兩端點(diǎn)的線段的中點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離為準(zhǔn)，當(dāng)然，圖1也可以這樣來(lái)取相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離。本文給出的方法，其中的全部或部分步驟可以通過(guò)建立功能模塊構(gòu)架，由計(jì)算機(jī)程序指令控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成。這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。
權(quán)利要求
1.天線陣列，其特征是，包括多個(gè)陣元組，每個(gè)陣元組包含至少一個(gè)天線陣元，同一陣元組內(nèi)各天線陣元方向相同，各陣元組但傾斜角度不同，從而分別正對(duì)一維方向上的不同地點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線陣列，其特征是，各陣元組同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線陣列，其特征是，各陣元組共用的軸是水平的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線陣列，其特征是，各陣元組傾斜角度可調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的天線陣列，其特征是，各陣元組正對(duì)的地點(diǎn)在一維方向上等間距排列。
6.使用權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的天線陣列對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的裝置，其特征是，包括強(qiáng)度比較裝置，其通過(guò)比較各陣元組所接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物的實(shí)時(shí)定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的裝置每相鄰的兩個(gè)所述地點(diǎn)被安排有接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離越遠(yuǎn)則被安排的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值越??；所述的強(qiáng)度比較裝置包括輸入裝置，其在進(jìn)行實(shí)時(shí)一維定位時(shí)，輸入由各陣元組各自實(shí)時(shí)接收的由待測(cè)物發(fā)出的同一個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)，找出裝置，其在所輸入的實(shí)時(shí)位置信號(hào)當(dāng)中找出最強(qiáng)的兩個(gè)，則接收到這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)的兩個(gè)陣元組所正對(duì)的兩個(gè)地點(diǎn)在一維方向上是相鄰的，閾值比較裝置，其然后拿這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差跟安排給這兩個(gè)地點(diǎn)的接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值進(jìn)行比較如果兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差大于接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，就將待測(cè)物定位于接收到這兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)當(dāng)中之較強(qiáng)者的陣元組所正對(duì)的地點(diǎn)；如果兩個(gè)實(shí)時(shí)位置信號(hào)之差小于接收信號(hào)強(qiáng)度差閾值，就將待測(cè)物定位于以這兩個(gè)地點(diǎn)為兩端點(diǎn)的線段的中點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的裝置，相鄰的兩個(gè)地點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離取為以這兩個(gè)地點(diǎn)為兩端點(diǎn)的線段的中點(diǎn)到天線陣列的地面投影距離。
全文摘要
天線陣列，包括多個(gè)陣元組，每個(gè)陣元組包含至少一個(gè)天線陣元，同一陣元組內(nèi)各天線陣元方向相同，各陣元組但傾斜角度不同，從而分別正對(duì)一維方向上的不同地點(diǎn)。使用此天線陣列對(duì)有源待測(cè)物進(jìn)行一維定位的方法，通過(guò)比較各陣元組所接收到的實(shí)時(shí)位置信號(hào)的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物的實(shí)時(shí)定位。因?yàn)檫@些陣元組屬于同一天線陣，所以待測(cè)物到各陣元組距離相等，在實(shí)時(shí)定位時(shí)待測(cè)物到各陣元組不存在距離差，計(jì)算簡(jiǎn)單；各陣元組的安裝調(diào)節(jié)操作方便。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK103022725SQ20121050253
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者戴連貴, 楊源, 邢萬(wàn)勇, 溫志勇, 陳衛(wèi)梁, 謝卿, 劉正東 申請(qǐng)人:廣州新軟計(jì)算機(jī)技術(shù)有限公司