[发明专利]基于工作周期化的频率复用电磁信号的位置或方位确定

说明书

本发明涉及一种基于工作周期化的频率复用电磁信号的位置或方位确定。三轴磁源(110)产生频率复用电磁信号，该频率复用电磁信号在通过工作周期限定的时间间隔的第一子集和第二子集(406，407)期间分别以第一功率和第二功率传输。第一功率高于第二功率。基于在时间间隔的第一子集期间通过三轴磁传感器以第一功率接收的频率复用电磁信号来确定三轴磁传感器(105)相对于三轴磁源的位置或方位。在一些情况下，三轴磁源包括正交线圈组(111，112，113)和电源(125)，电源交替地施加较高功率和较低功率来驱动正交线圈组，以产生频率复用电磁信号。

技术领域

本发明涉及一种基于工作周期化的频率复用电磁信号的位置或方位确定。

背景技术

可以使用对应的三轴磁传感器来跟踪三轴磁源的位置或方位，三轴磁传感器检测三轴磁源所产生的磁场的变化。例如，可将三轴磁源实现为响应于施加给线圈的电流而产生磁场的三个正交线圈。可通过脉冲直流(DC)来操作三轴磁源，其中电流按顺序施加给三个正交线圈的每一个(导致复用时间间隔)。该操作模式可称为DC脉冲时间复用模式，其中三轴磁传感器中的三个正交线圈响应于在复用时间间隔中三轴磁源提供的磁场产生电流。Raab等人(IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,vol.AES-15,No.5,September 1979,page 709)描述了用于跟踪DC脉冲时间复用模式中的三轴磁源的位置或方位的技术的一个示例，其全部内容通过引用合并于此。使用交流电(AC)的频率复用也可用于允许三轴磁源使用三个正交线圈在不同频带中同时发射电磁信号。该操作模式可称为AC频率复用模式。例如，在AC频率复用模式中，通过具有与频带相对应的不同频率的振荡电流来驱动正交线圈。三轴磁传感器被配置为进行电流的频率解复用，电流由三轴磁传感器的线圈中的频率复用磁场产生。

发明内容

根据第一方面，提供一种三轴磁源，包括：正交线圈组；以及电源，其中交替地施加第一功率和第二功率来驱动正交线圈组，从而在通过工作周期限定的时间间隔期间产生频率复用电磁信号，第一功率高于第二功率。因此，可以在不需要更高电流或更大线圈的情况下提高信噪比。

可选地，三轴磁源可进一步包括：信号发生器，用于以多个频率产生信号；以及至少一个放大器，用于放大信号并提供放大的信号来驱动正交线圈组，从而以多个频率产生电磁信号，其中使用第一功率和第二功率给至少一个放大器供电。

可选地，三轴磁源可进一步包括：切换电路，用于将功率从电源传送给至少一个放大器，其中切换电路被配置为在通过工作周期限定的时间间隔交替期间切换状态，从而在时间间隔的第一子集期间将第一功率提供给至少一个放大器，以及在时间间隔的第二子集期间将第二功率提供给至少一个放大器。

可选地，切换电路在时间间隔的第二子集期间中断从电源向至少一个放大器的功率传输。

可选地，正交线圈组可包括三个正交线圈，且三个放大器中的每个放大器向对应的正交线圈提供具有不同频率的放大信号。

可选地，三轴磁源可进一步包括：复用器，用于按照时间复用的方式选择性地将处于多个频率的信号中的一个从信号发生器提供给至少一个放大器；以及解复用器，用于将处于多个频率的放大的信号从至少一个放大器提供给正交线圈组中的所选择的一个。

可选地，三轴磁源可进一步包括：

惯性测量单元，用于测量三轴磁源的加速度和陀螺仪方位；以及接口，用于传送通过惯性测量单元执行的测量的值。

可选地，可经由接口接收在多个频率中的至少一个频率上的噪声的指示，且其中信号发生器基于噪声的指示来产生信号，使得以噪声电平低于阈值的频率产生信号。