[发明专利]比相无线定位天线及其系统、使用比相无线定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通系统中的专用短程通信技术领域，更具体地，涉及一种用于专用短程通信(Dedicated Short Range Communication，DSRC)设备中的比相无线定位天线及其系统、使用比相无线定位的方法。

背景技术

DSRC是道路电子化方面的首选手段和基础性技术，其通过特定的车载设备(On-Board Units，OBU)与路边设备(Road-side Units，RSU)之间的无线通信来实现车-路、车-车之间的信息交互，并可结合计算机信息技术和自动控制技术来实现电子不停车收费(ETC)、车辆自动辨识(AVI)、运输车辆电子自动管理、海关智能通关、车辆安全驾驶诱导、交通信息广播等智能交通(ITS)子系统。

随着智能交通系统的广泛应用和迅猛发展，DSRC设备需要具有更多更强的功能，来应对日益复杂的交通环境。

由于车辆在道路上的行驶情况复杂多变，判断车辆在车道上所处位置的需求十分迫切，这就需要智能交通系统中的DSRC设备要具有对车辆定位的功能。天线技术是定位技术的关键技术之一，关系到定位系统的定位精度。

发明内容

本发明提供了一种比相无线定位天线，所述比相无线定位天线包括用于接收目标发出的无线电波信号的接收天线，所述接收天线至少三个，排列在一条直线上；各个接收天线的等效相位中心之间存在特定距离，且所述特定距离之间存在距离差值，至少一个所述距离差值小于工作频率的空间波长的一半。

本发明还提供一种使用所述的比相无线定位天线组成的二维比相定位系统，所述系统至少包括两组比相无线定位天线，其中一组比相定位天线用于确定目标的方位角，一组比相定位天线用于确定目标的俯仰角。

本发明还提供一种使用所述的比相无线定位天线来进行定位的方法，所述方法包括：

使用所述多个接收天线接收目标发出的无线电波信号；以及

通过使用所述多个接收天线接收的无线电波信号的相位差之间的差值以及所述至少一个距离差值来对目标进行定位。

本发明的有益效果是：通过调整DSRC设备中的比相无线定位天线各个接收天线等效相位中心之间的特定距离的距离差值，可以避免相位模糊，提高定位精度。

另一方面，设置其特定距离大于工作频率的空间波长的一半，可以使各个接收天线之间具有较高的隔离度，避免或者降低了互耦，提供了足够空间使接收天线可以选取更多的天线形式(诸如，高增益天线)，从而有效抑制部分空域干扰信号，满足对车道上行驶的车辆实现精确定位的需求。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是本发明实施例的比相无线定位天线的示意图。

具体实施方式

下面，通过参考附图详细描述本发明的实施例，其示例在附图中表示，其中，相同的标号始终表示相同的部件。

如图1所示，本发明实施例的比相无线定位天线应用于一维比相定位系统包括排列在一条直线上的用于接收需定位的目标发出的无线电波信号的接收天线110、接收天线120和接收天线130，并且接收天线110、接收天线120与接收天线130三者的等效相位中心之间的特定距离均大于工作频率的空间波长λ的一半，所述工作频率是需定位的目标发出的无线电波信号的频率，所述的特定距离是具体方案中设置的实际距离。在本实施例中体现为：接收天线110与接收天线120的等效相位中心之间的距离，定为D，接收天线120与接收天线130的等效相位中心之间的距离是D+Δd，接收天线110与接收天线130的等效相位中心之间的距离是2D+Δd，需定位的目标发出的无线电波信号的方位角是θ。

可通过如下等式(1)来计算接收天线110收到的无线电波信号的相位与接收天线120收到的无线电波信号的相位差：

Δp12＝D×cosθ×360°/λ        (1)

此外，可通过如下等式(2)来计算接收天线120收到的无线电波信号的相位与接收天线130收到的无线电波信号的相位差：

Δp23＝(D+Δd)×cosθ×360°/λ  (2)

由此可见，Δp23＝Δp12+Δd×cosθ×360°/λ，其中，Δd×cosθ×360°/λ是接收天线110、120的无线电波信号的相位差与接收天线120、130的无线电波信号的相位差之间的差值。