[发明专利]脉冲超宽带多天线延时接收机及其获取入射角的方法

说明书

本发明公开了一种脉冲超宽带多天线延时接收机及其获取入射角的方法，该接收机包括M根天线、M条射频通路、模拟前端、模数转换器和数字处理单元，每根天线对应连接一条所述射频通路，M条所述射频通路的输出端均与所述模拟前端连接，所述模拟前端的输出端连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述数字处理单元，其中第m条所述天线对应的所述射频通路上分别设有延时器，1m≤M，m、M分别为大于1的自然数。本发明可以充分利用多天线带来的增益，又避免了多路天线信号间的混叠和干扰。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其设计一种脉冲超宽带多天线延时接收机及其获取入射角的方法。

背景技术

脉冲超宽带（Impluse Radio Ultra Wideband, IR-UWB）系统是一种以非正弦波的窄脉冲为信息载体进行数据传输的通信系统，脉冲持续时间极短，为1~2纳秒左右，频谱范围为3.1~10.6GHz。在IEEE 802.15.4-2020与IEEE 802.15.4z-2020规范中详细定义了IR-UWB系统。UWB系统的发射功率低，信号能够很好地隐蔽在其他类型的信号以及环境噪声之中，电磁兼容性和稳定性强，传统的接收机无法识别和接收UWB信号，因而UWB系统具有很强的安全性。UWB系统可以不依赖于其他无线或有线网络，在两个终端/设备之间实现相互测距和数据通信。UWB单个信道带宽大于等于499.2MHz，利用基于飞行时间的测距方式，可以达到厘米级的测距精度。同时IEEE 802.15.4z规范中定义了一种基于AES-128加密的伪随机加扰时间戳序列（scrambled timestamp sequence, STS），利用STS序列和接收机的多天线可以实现高精度的二维甚至三维的入射角估计，从而实现两个设备之间点到点的测距与定位，相对于其他通信系统具有非常高的灵活性。UWB系统因为其测距精度高、稳定性安全性好、抗干扰能力强和支持设备到设备之间的通信与测距等特点，在室内外短距离无线通信和无线测距与定位等领域获得广泛应用。

目前基于多天线架构来进行入射角（Angle of Arrival, AoA）测量和信号接收的UWB接收机（例如中国专利文献CN 112702136 A、CN 103733085 B、CN 111025277 A等），为了避免不同相位的多路天线引起的时域信号的互相混叠和干扰，都采用天线时分切换的方式。在不同时间通过天线选择开关切换到选择的天线，保证同一时间内只有一路有效的信号进入系统。天线时分切换的方式虽然可以避免多路天线信号同时接收引起的混叠和干扰，但损失了多天线带来的增益。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种脉冲超宽带多天线延时接收机及其获取入射角的方法，可以充分利用多天线带来的增益，又避免了多路天线信号间的混叠和干扰。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个实施例公开了一种脉冲超宽带多天线延时接收机，包括M根天线、M条射频通路、模拟前端、模数转换器和数字处理单元，每根天线对应连接一条所述射频通路，M条所述射频通路的输出端均与所述模拟前端连接，所述模拟前端的输出端连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述数字处理单元，其中第m条所述天线对应的所述射频通路上分别设有延时器，1m≤M，m、M分别为大于1的自然数。

优选地，第1条所述天线对应的所述射频通路上没有延时。

优选地，第m条通路的延时器的延时为，τ为通道间固定延时。