[实用新型]一种基于UWB无线电的高精度测距装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及定位测距技术领域，尤其涉及一种基于UWB无线电的高精度测距装置。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境中，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场以及矿井等，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。目前针对定位测距主要包含超声波测距技术、蓝牙测距技术、射频识别测距技术、Wi-Fi测距技术等，但每一种定位测距方式均具有一定的局限性，其中超声波由于受多径效应和非视距传播影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，因而基于超声波的测距技术成本非常高；蓝牙测距技术中蓝牙器件、设备的价格通常较为昂贵，而且对复杂空间环境的适应性较差，易受噪声信号的干扰；射频识别测距技术的作用距离短，其不具有通信能力，且不便于整合到其他功能系统之中；Wi-Fi测距技术中，由于收发器通常只能覆盖半径90米以内的区域，因而很容易受到其他信号的干扰而影响精度，其能耗通常也较高。

UWB（UltraWideBand，超宽带）技术作为一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术，它不需要使用传统通信体制中的载波，通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等多种优点，因而非常适用于室内环境中对静止或移动的物体、人进行定位测距。但UWB技术作为一种短距离的无线通信方式，其信号的传输距离较短且抗干扰能力差，因而将其应用进行定位测距时，作用范围较短。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、能够基于UWB实现测距，且测距精度高、测定范围广的基于UWB无线电的高精度测距装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种基于UWB无线电的高精度测距装置，包括依次连接的用于产生、接收UWB信号以及进行距离测定的UWB测距模块、UWB信号调整模块以及发射天线模块，所述UWB信号调整模块包括依次连接的信号差分耦合单元以及射频功率放大单元，所述UWB测距模块产生的UWB信号经所述信号差分耦合单元、射频功率放大单元进行调整后，通过发射天线模块进行发送。

作为本实用新型的进一步改进：所述信号差分耦合单元为巴伦变换器。

作为本实用新型的进一步改进：所述UWB信号调整模块还包括连接在所述信号差分耦合单元、射频功率放大单元之间的第一微波开关单元。

作为本实用新型的进一步改进：所述UWB信号调整模块还包括连接在所述射频功率放大单元的输出端的第二微波开关单元。

作为本实用新型的进一步改进：所述发射天线模块中天线为全向天线。

作为本实用新型的进一步改进：所述UWB测距模块包括UWB信号产生及接收单元、测距处理器单元，所述UWB信号产生及接收单元包括信号产生晶振、信号接收电路以及信号发射电路，所述所述信号发射电路通过信号产生晶振与所述UWB信号调整模块连接，所述信号接收电路与所述测距处理器单元连接。

作为本实用新型的进一步改进：还包括多个电源模块，所述UWB测距模块设有对应各个所述电源模块的电源接口，各个所述电源模块通过对应电源接口连接所述UWB测距模块。

作为本实用新型的进一步改进：还包括与所述UWB测距模块连接的通信模块。

作为本实用新型的进一步改进：所述通信模块包括USB模块以及串口模块。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型基于UWB无线电的高精度测距装置，包括UWB测距模块、UWB信号调整模块以及发射天线模块，通过UWB测距模块实现基于UWB技术的测距功能，因而在复杂环境下的测定精度高，具有UWB系统的成本低、穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低等多种优点，同时由UWB信号调整模块对UWB测距模块产生的UWB信号进行差分耦合以及射频功率放大的调整，能够有效提高UWB信号的抗干扰能力以及传输距离，从而在保证UWB系统性能的同时，实现覆盖范围广的UWB测距并进一步提高测距精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例基于UWB无线电的高精度测距装置的结构示意图。