[发明专利]一种基于无线电技术的定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于无线电技术的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：位于设定区域内的多个被定位设备和位于设定区域内的一个定位设备，将所述多个被定位设备分别作为多个发射机，将所述一个定位设备作为一个接收机；

所述多个发射机分别在预设频率范围内发射超短波信号，且每个发射机发射的超短波信号具有不同的频率；

所述接收机包含：依次连接的接收天线模块、射频模块、下变频模块、降采样模块、信道自适应均衡器、频率捕获模块以及方位数字解算模块；

其中，所述接收天线模块由一个电子开关和呈圆形均匀分布的多根天线组成，所述电子开关用于依次接通多根天线中的一根；

其中，所述接收天线模块，用于分时获取多个发射机分别发射的超短波信号；

所述射频模块，用于对接收天线接收的超短波信号进行滤波放大，得到滤波放大后的射频信号；

所述下变频模块，用于对滤波放大后的射频信号进行混频，得到模拟中频信号；

所述降采样模块，用于对所述模拟中频信号进行模数转换，得到数字中频信号；

所述信道自适应均衡器，用于调节信道参数使所述数字中频信号的功率维持在设定范围内；

所述频率捕获模块，用于获取从信道自适应均衡器输出的数字中频信号的频率，判断所述数字中频信号的频率是否在所述预设频率范围内；

所述方位数字解算模块，用于当所述数字中频信号的频率在所述预设频率范围内，提取所述数字中频信号的方位信息；所述提取所述数字中频信号的方位信息，具体为：

(1a)设某一发射机发射的超短波信号为：s(t)＝m(t)cos[ω_Ct+p(t)+c]；

其中，m(t)表示超短波信号的幅度，p(t)表示超短波信号的相位调制信号，ω_C表示超短波信号的载频角频率，c表示超短波信号的初相，t表示时间变量；

(1b)则方位数字解算模块得到的数字中频信号为：

其中，k_i表示接收天线模块的传输系数，R表示发射机到接收机的距离，ω_k表示接收天线中多根天线切换的角频率，表示多普勒频率相关项，λ为该发射机发射信号的波长，θ即为该发射机对应的方位角信息；

(1c)对所述数字中频信号进行非相干解调和滤波，得到数字基带信号：

从而对所述数字基带信号进行FFT处理，得到所述数字基带信号的相频特性曲线，根据所述相频特性曲线在角频率ω_k处对应的相位角θ得到该发射机的方位角信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线电技术的定位系统，其特征在于，预设频率范围内的超短波信号的频率范围为100MHz至300MHz。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线电技术的定位系统，其特征在于，所述数字中频信号的功率维持在设定的-10dBm至-30dBm范围内。

4.一种基于无线电技术的定位方法，所述定位方法应用于如权利要求1所述的基于无线电技术的定位系统，其特征在于，所述定位方法包括：

(2a)设某一发射机发射的超短波信号为：s(t)＝m(t)cos[ω_Ct+p(t)+c]；

其中，m(t)表示超短波信号的幅度，p(t)表示超短波信号的相位调制信号，ω_C表示超短波信号的载频角频率，c表示超短波信号的初相，t表示时间变量；

(2b)接收机中的接收天线模块获取该发射机发射的超短波信号，通过射频模块进行滤波放大，得到滤波放大后的射频信号；并通过下变频模块得到模拟中频信号，通过降采样模块得到数字中频信号，并通过信道自适应均衡器使得所述数字中频信号的功率维持在设定范围内；

(2c)所述频率捕获模块将所述数字中频信号与本地载波产生的I、Q两路信号相乘，将相乘后的信号经低通滤波器得到数字基带信号，将所述数字基带信号进行降采样，并将降采样后的信号做FFT变换，得到降采样后的信号的幅频特性，根据所述幅频特性得到数字中频信号的频率；

(2d)若所述数字中频信号的频率在预设频率范围内，则方位数字解算模块得到的数字中频信号为：

其中，k_i表示接收天线模块的传输系数，R表示发射机到接收机的距离，ω_k表示接收天线中多根天线切换的角频率，良示多普勒频率相关项，λ为该发射机发射信号的波长，θ即为该发射机对应的方位角信息；

(2e)对所述数字中频信号进行非相干解调和滤波，得到数字基带信号：

从而对所述数字基带信号进行FFT处理，得到所述数字基带信号的相频特性曲线，根据所述相频特性曲线在角频率ω_k处对应的相位角θ得到该发射机的方位角信息。