[发明专利]一种超宽带定位的TOA估计方法及电路总成

权利要求书

1.一种超宽带定位的TOA估计方法，包括如下步骤：

步骤A，接收到的脉冲超宽带信号在能量积分之后触发生成矩形脉冲信号；

步骤B，矩形脉冲信号经RC积分电路生成RC充放电波形信号；

步骤C，A/D转换器对输出的RC充放电波形信号进行数字化并送入数字信号处理器；

步骤D，进行TOA粗估计，数字信号处理器对A/D转换器输出的数字化的信号进行处理，得到RC电路起始充电时间的估计位置；

步骤E，进行TOA细估计，根据充电电压与充电时间的关系获得精确的RC电路充电起始时间，该时间即为精确的TOA估计。

2.根据权利要求1所述的超宽带定位的TOA估计方法，其特征在于，所述步骤A具体为：设定比较器门限值，该门限值应能在较宽的信噪比范围上取得较好的性能，从而保证提取直达脉冲位置信息的准确性；

在设定的门限下，能量积分输出的信号经比较器及脉冲延展电路得到宽度较宽的矩形脉冲信号。

3.根据权利要求1或2所述的超宽带定位的TOA估计方法，其特征在于，所述步骤B具体为：在矩形脉冲信号的上升沿到来时开始对RC积分电路的电容进行充电，在矩形脉冲信号的下降沿到来时电容结束充电并开始放电，输出RC充放电波形信号，RC电路的起始充电时间保留了矩形脉冲信号的上升沿位置信息，从而通过估计RC电路的起始充电时间可以估计直达脉冲信号到达的位置。

4.根据权利要求3所述的超宽带定位的TOA估计方法，其特征在于，所述步骤D具体为：数字波形信号从零值变化为非零值的位置包含RC电路充电的起始位置信息，对采样得到的数据进行处理得到RC电路起始充电时间的估计位置，该估计位置的准确性取决于A/D转换器的采样速率。

5.根据权利要求4所述的超宽带定位的TOA估计方法，其特征在于，所述步骤E具体为：根据充电电压与充电时间的关系，由RC电路起始充电时间估计位置处的电压值获得精确的RC电路充电起始时间，该时间即为精确的直达脉冲信号的TOA估计。

6.一种实现权利要求1~5任一项所述的超宽带定位的TOA估计方法的电路总成，该电路总成包括顺序连接的能量检测电路、A/D转换器和数字信号处理器，其特征在于，在能量检测电路和A/D转换器之间还设有首达脉冲位置信息提取电路和RC积分电路，所述首达脉冲位置信息提取电路包括比较器和脉冲延展电路，能量检测电路接收到脉冲超宽带信号后顺序经过比较器和脉冲延展电路得到宽度较宽的矩形脉冲信号，该矩形脉冲信号经RC积分电路后输出RC充放电波形信号至A/D转换器。

7.根据权利要求6所述的电路总成，其特征在于，所述RC积分电路和A/D转换器之间还设置有采样保持电路。