[发明专利]用于确定发射器的位置的设备及对应方法

说明书

本发明涉及一种用于确定关于发射器(2)的位置的信息的设备(1)，包括天线设备(3)、信号处理设备(5)和数据处理设备(6)。天线设备(3)具有多个不同的方向特性(7)，其中方向特性(7)在每个情况下至少与天线设备(3)的一组空间上不同的接收灵敏度有关。天线设备(3)以不同方向特性(7)从发射器(2)接收信号，其中信号处理设备(5)处理接收到的信号并在每个情况下确定场强的振幅值。数据处理设备(6)基于已经为接收到的相关联信号确定的振幅值和方向特性(7)来确定关于发射器(2)的位置的信息。此外，本发明涉及对应的方法。

技术领域

本发明涉及用于确定关于发射器的位置的至少一条信息的设备。此外，本发明涉及用于确定关于至少一个发射器的位置的至少一条信息的方法。

背景技术

在物流和生产技术领域中，使用允许识别物体的射频应答器(“射频识别”(RFID)应答器或RFID标签)。这些应答器通常是无源的并且以激励信号的形式由射频电磁场激励。应答器使用该信号并响应于激励将调制信号返回到RFID读取器。响应信号包括可由读取器评估的应答器的信息。这意味着可以经由应答器清楚地识别和分配物体。

除了识别物体之外，还期望对物体的定位。为此，首先，必须确立方向信息，该方向信息提供关于应答器从其返回它的应答的相对于读取器位置的方向的信息。通过使用另一个读取器，即，空间上与第一个读取器分离的读取器，两者的方向信息可以用于确立物体在平面内的位置。空间定位需要第三个读取器。

借助于物体的这种射频识别及其定位，可以管理和优化不同的货物流程。在自动检测移动通过门的托盘上的物体的情况下，定位允许自动检测方向。例如，可以区分入口和出口。

另一个应用是在仓库中找到设有RFID应答器的存放货物。

如在通过门时或在移动单元中采用的现代系统通常由具有一到四个并且可能甚至更多个端子的读取器，这些端子允许连接每个天线。使用这些天线，可以发出射频激励信号和接收应答器的响应信号。

在仅具有一个端子的读取器中，连接由单个辐射器组成的天线。这允许仅检测应答器，但不能确立应答器的方向位置。当若干天线连接到读取器时，通常在读取器内进行天线之间的顺序切换。通过天线的局部分布，可以推导出应答器的位置。但是，方向信息非常不准确或模糊，并且天线的分布还涉及高空间要求并因此涉及高安装工作量。

可以利用诸如MUSIC(“多信号表征”)或ESPRIT(“经由旋转不变技术估计信号参数”)的已知算法来确立方向估计。但是，为此，必须确立接收到的信号的幅度和相位。典型的RFID读取器不提供该选项，因为它们仅为每个识别出的应答器提供接收场强的振幅的测量(“接收信号强度指示”(RSSI))。这意味着只有幅度可用，而无相位可用，使得无法应用已知的算法。

[1]给出了一种用于无线网络中的方向寻找的基于RSSI的方法。通过连续地切换具有减小的波束宽度的辐射图，可以将要找到的发射器分配给一个扇区。但是，这里，入射方向的分辨率精度仅由最窄的波束宽度给出，这分别导致大的天线孔径和昂贵的波束形成网络。

关于分辨率精度，[2]中给出的方法也取决于波束宽度。这里，固定的主波束机械地枢转，直到已找到具有最强RSSI值的方向。

[3]中示出了另一种基于RSSI的方法。这里，通过天线的空间布置获得RSSI值与空间方向之间的分配。这里，分辨率取决于各个辐射器的波束宽度。

结合方向估计算法MUSIC的基于RSSI的方法在[4]中给出。通过搜索合适的导向向量，推断出信号协方差矩阵而不测量任何相位信息。该方法的准确性与各个天线的方向性密切相关。