[发明专利]双极化天线阵列测向角度的获取方法、系统、设备及介质

说明书

本发明公开了一种双极化天线阵列测向角度的获取方法、系统、设备及介质，方法包括：构造基站双极化天线阵列；获取各天线阵列阵元的相位初始值；通过暗室测量方法获得天线阵列阵元极化匹配状态下的相位一致性值；将暗室测量方法获得的天线阵列阵元相位一致性值取反，形成基站双极化天线阵列的相位误差补偿值；将角度参数估计相位初始值与相位误差补偿值在预设角度范围内对应相加，获取补偿后的基站双极化天线阵列阵元间相位终值，利用此相位终值进行基站双极化天线阵列测向角度参数估计。本发明解决单极化天线阵列对于不同姿态移动终端相位测量误差大无法有效补偿问题，对移动终端的定位精度高。

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，尤其涉及一种双极化天线阵列测向角度的获取方法、系统、设备及介质。

背景技术

随着移动通信、自动驾驶、智慧工厂等产业的发展，对位置信息的需求日益普及，并且对于位置精度的要求越来越高。定位技术根据使用场景的不同，主要分为室外定位和室内定位。目前室外定位技术主要是基于卫星系统（GNSS）的定位，为了提高室外定位的精度，通常采用建设差分基站的方式来提高室外定位的精度。在室内环境中，由于墙体、玻璃等障碍物影响，室内环境下的卫星信号非常弱，基本无法提供准确的定位能力。室内定位技术的种类、方法较多，对于不同的室内场景往往采用不同的定位方法，目前主流的室内定位技术有RFID、Wi-Fi、UWB、蓝牙等定位方式。

在定位系统中，距离、角度、速度等定位值均是通过测量值计算获得的，因此相对准确的测量值才能保证定位系统的定位精度。天线位于定位系统的最前端，是接收信息的载体，通过天线可将空间电磁波信号转换成电信号，电信号的幅度、相位等信息即定位系统所需的测量值，因此通过接收天线获得的幅度、相位测量值的准确度将直接影响定位系统的定位精度。基于角度参数（Angle of Arrival）估计的定位方法需要尽可能准确地获得天线阵列各阵元不同角度的相位测量值，但天线阵列阵元的结构形式、阵元相对位置环境、阵元间隔大小、阵元极化形式、入射电磁波的极化等均会对阵元间的相位值产生影响，带来不同的相位测量误差。移动终端通过发射天线辐射电磁波信号，发射天线的极化通常是固定不变的，但移动终端的姿态却随着载体运动经常变化，造成移动终端发射电磁波信号天线的极化也经常变化，并且具有不确定性。由于移动终端发射天线的极化经常变化，并且天线阵列对不同极化的入射电磁波的相位响应差异很大。

发明内容

技术目的：针对现有技术中的缺陷，本发明公开了一种双极化天线阵列测向角度的获取方法、系统、设备及介质，采用基站双极化天线阵列，比较正交极化接收端两个信号幅度测量值的大小，选择幅度测量值较高极化的接收信号相位初始值加上阵元相位误差补偿值获取阵元间相位终值，能够有效解决移动终端发射天线极化不确定带来的相位测量误差大且单极化天线阵列对于不同姿态移动终端（即不同的发射天线极化）相位测量误差大无法有效补偿问题，提升用于测向角度参数估计的阵元间相位值的准确性。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种双极化天线阵列测向角度的获取方法，包括以下步骤：

S1、构造基站双极化天线阵列：基站双极化天线阵列包含至少两个正交极化的天线阵列阵元；

S2、获取各天线阵列阵元的相位初始值：选择基站双极化天线阵列中的一个天线阵列阵元作为第一阵元，获取第一阵元的两个接收信号，比较两个接收信号幅度测量值的大小，确定信号幅度测量值较高的接收信号的极化类型，各天线阵列阵元将与此极化类型相同的接收端的相位测量值作为角度参数估计的相位初始值；

S3、计算基站双极化天线阵列的相位误差补偿值：通过暗室测量方法获得天线阵列阵元极化匹配状态下的相位一致性值，将所述相位一致性值取反，形成基站双极化天线阵列的相位误差补偿值；

S4、基站双极化天线阵列测向角度参数估计：将步骤S2中的角度参数估计相位初始值、步骤S3中的基站双极化天线阵列的相位误差补偿值在预设角度范围内对应相加，获取补偿后的基站双极化天线阵列中各天线阵列阵元间相位终值，利用此相位终值进行基站双极化天线阵列测向角度参数估计。