[实用新型]基于AoB相控阵体制的UWB高精度定位天线微系统

说明书

本实用新型公开了基于AoB相控阵体制的UWB高精度定位天线微系统，属于天线技术领域，微系统包括天线阵列模块、移相衰减模块、功分模块、TR模块和波控模块；天线阵列模块包括若干UWB天线单元，移相衰减模块包括若干移相衰减通道；功分模块的若干功分端与移相衰减模块的若干移相衰减通道对应连接，功分模块公共端与TR模块双向连接；移相衰减通道的天线接口端与天线阵列模块中的若干UWB天线单元对应连接；波控模块与外部系统经波控模块的控制接口连接，波控模块输出端与移相衰减模块、TR模块连接。本实用新型系统抗干扰能力强，定位精度高，作用距离远，覆盖范围与适用领域广，且系统成本低。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及基于AoB相控阵体制的UWB高精度定位天线微系统。

背景技术

UWB定位技术与传统通信技术有极大的差异，它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。国际标准的UWB频率范围为3.1GHz～10.6GHz。UWB定位系统与蓝牙、RFID、Zigbee等传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供达到10cm级的精确定位精度，UWB技术已占据了室内定位技术的头把交椅。

现有的UWB定位基站通常采用固定波束天线形式，而我国UWB分配的频率范围为6GHz～9GHz，属于UWB频段的高频端，其脉冲的穿透性较差，对于出现目标位于定位基站波束范围边缘甚至波束之外的情况，定位精度将大幅下降。此外，UWB定位系统对发射功率有严格的要求，在很低的发射功率的情况下，也将影响定位精度，并且作用距离就不能太远，一般是小于100米。上述因素将导致定位系统对机场、车站、商场等开阔、大型、复杂的室内空间等场所的覆盖面临严重问题。为解决该定位问题，目前只能通过部署多个定位基站的形式，满足覆盖要求，但势必引入较高的成本，如何在不引入较高成本的基础上进一步保证UWB的定位精度、定位范围是目前亟需解决的问题。更进一步地，目前在微波部件装配工艺中，未将天线、供电等模块集成在一张PCB上，增加了制造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中UWB定位天线在大型空间定位精度下降、定位范围无法实现全区域覆盖的问题，提供了一种基于AoB相控阵体制的UWB高精度定位天线微系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：基于AoB相控阵体制的UWB高精度定位天线微系统，微系统具体包括包括天线阵列模块、移相衰减模块、功分模块、TR模块和波控模块；所述天线阵列模块包括若干UWB天线单元，所述移相衰减模块包括若干移相衰减通道；所述功分模块的若干功分端与所述移相衰减模块的若干移相衰减通道对应连接，所述功分模块公共端与所述TR模块双向连接；所述移相衰减通道的天线接口端与所述天线阵列模块中的若干UWB天线单元对应连接；所述波控模块与外部系统经波控模块的控制接口连接，用于接收波束指向角度指令、收发工作模式切换指令和频率信息；所述波控模块输出端与所述移相衰减模块连接，进而配置天线模块中若干UWB天线单元所需的相位、幅度；所述波控模块输出端与所述TR模块连接，用于控制TR模块切换收发模式进而放大需要接收或者发射的射频信号。

具体地，所述微系统还包括滤波模块，所述滤波模块包括若干带通滤波电路；所述滤波模块的若干带通滤波电路一端与所述移相衰减模块的若干移相衰减通道一一对应连接，另一端与天线阵列模块的若干UWB天线单元一一对应连接。

具体地，所述TR模块包括第一收发切换开关、第二收发切换开关、低噪声放大电路和功率放大电路；所述第一收发切换开关的动端与所述TR模块的UWB信号射频接口连接，所述第一收发切换开关的不动端与低噪声放大电路输出端或功率放大电路输入端连接；所述第二收发切换开关的动端与所述功分模块的公共端连接，所述第二收发切换开关的不动端与低噪声放大电路输入端或功率放大电路输出端连接。