[发明专利]一种近程窄带信号测向的天线阵列布局

说明书

本发明涉及无线通讯技术领域，具体为一种近程窄带信号测向的天线阵列布局。包括天线，其特征在于：多个所述天线组成一个正六边形，多个所述天线间距相等，每三个相邻的天线可以组成等边三角形，多个所述天线的极化方向相同。本发明可以在同一坐标系下的空间内解得信号波达方向的方向向量在夹角为120度的三个方向向量上的投影，在低仰角情况下可以避免或纠正相位模糊，对于单一信号源的波达方向估计，使用这种阵列排布，可以应用性能较好的算法，减小阵列尺寸，减少天线单元数量，提高天线采样数量。在较少采样的前提下，提高波达方向估计的角分辨力，抗相干信号干扰能力，增加在复杂环境下波达方向估计的成功概率。

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，具体为一种近程窄带信号测向的天线阵列布局。

背景技术

近期，物联网通讯领域室内高精度定位需求不断增长，相关设备被越来越广泛的应用，其中一类系统使用多天线接收或发射设备，在与其它设备相互通讯过程中获得其它设备的信号的到达方向(参考蓝牙AOA)，或者使用自身多天线发射带有空间特异性的信号使其它设备获得信号离开方向(参考蓝牙AOD)，再将方向信息转化为坐标，期望实现较高的定位精度。

这种应用作用距离一般在5-30m的范围，面临着室内较为复杂的多径环境，障碍物，低功耗通讯带来的高信噪比，苛刻的设备实现成本等等多种困难。追求采样数量少，最终结果的角分辨率高，抗多径干扰效果好，测向能力的各向同性，是这类高精度定位应用的重要任务，也是最终应用的必不可少的性能指标。

在这种情况下，如何使这类定位设备获得稳定的高性能，就成了设计研发中一个不可不完成的任务。

现有的此类设备较多的使用了矩形阵列，圆形阵列。矩形阵列在各个方向的孔径差异较大，导致角分辨力和抗干扰能力不一致，而且矩形阵列会产生相位模糊，导致结果有可能出现较大的干扰。

圆形阵列虽然可以获得较好的方向性能，也可以避免相位模糊，但是算法难度高，实现困难，尤其是圆阵到线阵的转化过程会带来一定的系统误差，而且空间的利用率相对较低，当阵列孔径较大时，圆阵围成的图形内部，也无法以圆阵形式采样。

优秀阵列布局可以更好的发挥阵列的性能，所以如何根据现有的限制条件和需求设计出好的阵列布局是需要解决的重要问题。

发明内容

技术方案

本发明主要解决的技术问题是提供一种近程窄带信号测向的天线阵列布局，能够在一定程度上提高定位设备测向的一些性能。

本发明提供一种近程窄带信号测向的天线阵列布局，其包括天线，其特征在于：多个所述天线组成一个正六边形，多个相邻所述天线之间间距相等，每三个相邻的天线可以组成等边三角形或顶角120度的等腰三角形或直线排列分布，多个所述天线对于同一平面波信号的接收方向相同。

优选的，还包括多个所述天线组成阵元为非对称六边形。

优选的，所述天线包括圆极化天线和极化敏感天线。

优选的，所述极化敏感天线为可以获得在空间中两个正交方向极化信号的天线。

优选的，相邻所述天线之间距离大于四分之一波长，小于半波长。

优选的，所述波长为窄带信号波长。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明可以在同一坐标系下俯仰角范围[0-90度]方位角[0-360度]的空间内解得信号波达方向的方向向量在夹角为120度的三个方向向量上的投影，在低仰角情况下可以避免或纠正相位模糊。