[发明专利]一种基于可重构天线的室内定位系统

权利要求书

1.一种基于可重构天线的室内定位系统，其特征在于包括全向天线模块、定向天线模组、主控模块和终端，所述的定向天线模组包括三个基站主板、三个切换控制单元、呈正n边形设置的反射板和n个基站天线，n为大于或等于4的整数，n个所述的基站天线沿圆周方向等间距分布在所述的反射板的外侧，三个所述的切换控制单元与三个所述的基站主板一一对应，所述的基站主板通过相对应的切换控制单元与n个所述的基站天线分别连接，所述的主控模块通过所述的切换控制单元控制相对应的基站主板与任意一个所述的基站天线连接，所述的全向天线模块位于所述的反射板的中心位置，以所述的全向天线模块为中心沿圆周方向划分n个相等的区域，n个所述的区域与n个所述的基站天线一一对应，且所述的基站天线位于相对应的区域的中心线上，每相邻的三个所述的基站天线组成一个天线组，通过以下步骤获取终端所在的位置信息：

S1、全向天线模块发送预设有第一初始信号强度信息的第一检测信号至终端；

S2、终端对接收到的第一检测信号进行处理得到包含有处理后的信号强度信息的终端反馈信息，终端发送终端反馈信息至全向天线模块，终端发送预设有第二初始信号强度信息的第二检测信号至n个天线组；

S3、全向天线模块将接收到的终端反馈信息发送至主控模块，主控模块通过三个切换控制单元控制n个天线组循环导通，每个天线组导通时，该天线组内的三个基站天线分别对接收到的第二检测信号进行处理得到包含有处理后的信号强度信息的单元反馈信息，然后将单元反馈信息通过三个基站主板发送至主控模块；

S4、主控模块根据终端反馈信息与预设的第一初始信号强度信息获取终端与全向天线模块之间的距离；定义天线组内位于中间位置的基站天线为主天线，天线组内位于两侧位置的基站天线为副天线，主控模块在所有主天线的单元反馈信息中提取数值最大的信号强度信息并记为P1，再提取与P1相邻的两个副天线的信号强度信息并记为P2和P3，P2和P3满足：P2≥P3，主控模块通过计算P2/P3获得信号强度比；

S5、利用查表法在信号强度比与方位角关系查找表中查找与所述的步骤S4中得到的信号强度比对应的方位角记为α，终端所在的方位为与P1相对应的基站天线所在的区域的中心线向与P2相对应的基站天线所在的方向偏转α角；

S6、由主控模块根据全向天线模块预设的位置信息、终端与全向天线模块之间的距离、与P1相对应的基站天线预设的位置信息、与P2相对应的基站天线预设的位置信息以及方位角获取终端所在的位置信息，最终完成对终端的定位；

其中，信号强度比与方位角关系查找表为在已知终端所在的方位角的前提下，根据步骤S1至步骤S4获得与该终端相对应的信号强度比，然后将信号强度比与方位角关系录入到主控模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于可重构天线的室内定位系统，其特征在于将所述的终端与所述的全向天线模块之间的距离记为D，D满足：

其中，LBF为第一检测信号预设的第一初始信号强度减去终端反馈信息包含的处理后的信号强度得到的信号损耗，X为传输修正值，F为第一检测信号的频率。

3.根据权利要求1所述的一种基于可重构天线的室内定位系统，其特征在于所述的切换控制单元包括具有一个第一输入端和n个第一输出端的第一切换控制开关，所述的第一输入端与相对应的基站主板连接，n个所述的第一输出端与n个所述的基站天线一一对应，所述的第一输出端与相对应的基站天线连接，所述的第一切换控制开关的控制端与所述的主控模块连接，所述的主控模块用于控制所述的第一切换控制开关的第一输入端与任意一个所述的第一输出端连通。

4.根据权利要求1所述的一种基于可重构天线的室内定位系统，其特征在于所述的切换控制单元包括第二切换控制开关和三个第三切换控制开关，所述的第二切换控制开关具有一个第二输入端和三个第二输出端，所述的第三切换控制开关具有一个第三输入端和多个第三输出端，所述的第三输出端的总数量与所述的基站天线的数量相等且一一对应，所述的第二输入端与相对应的基站主板连接，三个所述的第二输出端与三个所述的第三输入端一一对应，所述的第二输出端与相对应的第三输入端连接，所述的第三输出端与相对应的基站天线连接，所述的第二切换控制开关的控制端、所述的第三切换控制开关的控制端分别与所述的主控模块连接，所述的主控模块用于控制所述的第二切换控制开关的第二输入端与任意一个所述的第二输出端连通，以及控制所述的第三切换控制开关的第三输入端与任意一个所述的第三输出端连通。