[发明专利]一种同步无线差频相位测距装置及方法

说明书

本发明公开了一种同步无线差频相位测距装置。该装置包括无线发射装置和无线接收装置，无线发射装置包括时钟电路、第一无线发射电路和第二无线发射电路，第一无线发射电路和第二无线发射电路用于同时发射两个频率不同的无线信号；无线接收装置包括第一无线接收电路、第二无线接收电路、相位差计算器、时钟同步单元、第一下变频器和第二下变频器，时钟同步单元同步无线收发电路的时钟信号，相位差计算器用于计算两无线信号的相位差。本发明根据不同载波差频的相位信息测距，改变载波频率即可调节测距精度，可以轻松实现毫米级测距精度。

技术领域

本发明涉及无线测距领域，具体涉及一种同步无线差频相位测距装置及方法。

背景技术

无线电测距是一种基于电磁波应用技术的测距方法。无线电测距即用无线电的方法测量距离，这是无线电定位的基本任务之一。

现有的无线测距的时钟是异步的，没有把接收方和发射方的时钟同步起来。异步接收方案无法得到可用的相位信息。另外现有的无线测距技术直接使用单个或多个载波频率携带的信息。无论接收方是同步还是异步，单频率的载波信号无法提取可用的相位信息。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种同步无线差频相位测距装置及方法。

为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种同步无线差频相位测距装置，该装置包括无线发射装置和无线接收装置，

所述无线发射装置包括时钟电路和与所述时钟电路分别连接的第一无线发射电路和第二无线发射电路，所述时钟电路用于同步第一无线发射电路和第二无线发射电路的时钟，所述第一无线发射电路和第二无线发射电路用于同时发射两个频率不同的无线信号；

所述无线接收装置包括第一无线接收电路、第二无线接收电路、相位差计算器、时钟同步单元、第一下变频器和第二下变频器；

所述第一下变频器和第二下变频器用于分别降低所述第一无线接收电路和第二无线接收电路接收到的两个无线信号的频率，并产生两路相同频率的中频信号；所述相位差计算器用于计算两无线信号的相位差，所述时钟同步单元分别与第一无线接收电路与第二无线接收电路连接，用于同步无线收发电路的时钟信号；

还包括计算单元，用于根据两个无线信号的波长与相位差计算距离。

作为优选，所述时钟同步单元包括第一锁相环和与所述第一锁相环的输出端连接的第二锁相环与第三锁相环，

所述第一锁相环的输入端分别与第一下变频器和所述分频器的输出端连接，

所述第二锁相环的输出端与第一下变频器连接，用于将第一锁相环输出的时钟信号升频后作为所述第一下变频器的本振信号；

所述第三锁相环的输出端与第二下变频器相连，用于将第二锁相环输出的时钟信号升频后作为第二下变频器的本振信号。

作为优选，所述分频器的输入端与所述第一无线接收电路连接，用于接入第一无线接收电路基带时钟信号。

作为优选，所述分频器的输入端与所述第一锁相环的输出端连接，用于接入第一锁相环输出的时钟信号。

作为优选，所述相位差计算器分别与第一下变频器和第二下变频器的中频输出端连接。

作为优选，所述相位差计算器分别与所述分频器的输出端和第二下变频器的输出端连接。

作为优选，所述无线接收装置还包括RSSI电路，所述RSSI电路集成在第一无线接收电路或第二无线接收电路内。

在第二方面，本发明还提供了一种同步无线差频相位测距方法，该方法包括以下步骤：

在被测距离的一端采用两个无线发射电路同步发射两个频率不等的无线信号；