[发明专利]立体阵列天线、定位方法和系统、BLE芯片及无线MCU芯片

说明书

本申请实施例提供一种立体阵列天线、定位方法和系统、BLE芯片及无线MCU芯片，所述立体阵列天线包括第一半圆阵列和第二半圆阵列；所述第一半圆阵列和所述第二半圆阵列分别包括N和M个天线，所述第一半圆阵列中的N个天线位于第一平面内，所述第二半圆阵列中的M个天线位于第二平面内，所述第一平面和所述第二平面之间的夹角为δ，且所述第一半圆阵列和所述第二半圆阵列的直径相互平行。在本申请实施例中，将圆阵平分为两个半圆阵列，基于两个半圆阵列进行信号定位，可以提升接收数据的稳定性和鲁棒性。另外，两个半圆阵列构造成三维立体结构，可以提高三维空间中特定范围内的目标物体的定位精度，进行可靠的数据采集，进而提升定位角度和精度。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体地涉及一种立体阵列天线、定位方法和系统、BLE芯片及无线MCU芯片。

背景技术

相位法定位基于相位干涉原理，一般需要两个以上的信道，对多个天线上接收到的信号分别经过信道处理，获得两两之间的相位差，据此推算来波方向。这种方法定位精度较高，但存在测量的相位模糊问题，从而限制了定位的范围；在定位时，还需要被测信号的频率信息，并且受天线尺寸的限制，工作带宽一般较窄。对于单基线或一维多基线相位干涉仪定位的情况，存在着在基线延长线附近的定位盲区。

针对一般相位干涉仪定位方法存在的上述问题，采用多阵元形式，通过正确设计阵列的结构，选取合适的阵元数目，可以获得宽频段、全方位的定位。常用的阵列结构有线阵、矩形阵以及圆阵。圆阵是最常用的定位天线阵形式之一，通常由若干个形状和特性都相同的无方向性天线均匀排列在一个圆周上，构成一个均匀圆阵。

理论上来讲，在一次定位数据采集过程中，使用的圆阵上的天线的数量将会影响数据的采集精度，天线数量越多，精度越高。但是，在实际应用中，由于天线布局相互影响、芯片支持的天线数量以及设计成本等因素影响了圆阵的天线的数量。另外，由于多路径接收、信号极化、传播延迟、噪声和抖动等因素的影响，导致圆阵天线接收数据的稳定性和鲁棒性较差。

另外，现有技术中的圆阵均为平面圆阵，即圆阵中的天线均处于一个平面内，在圆阵平面的法向方向，以及偏离法向方向较远的区域的测向精度较低。

发明内容

本申请提供一种立体阵列天线、定位方法和系统、BLE芯片及无线MCU芯片，以利于解决现有技术中圆阵天线在天线数量一定的情况下，稳定性和鲁棒性较差，以及在三维空间中特定范围内的定位精度较低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种立体阵列天线，包括：第一半圆阵列和第二半圆阵列；

所述第一半圆阵列和所述第二半圆阵列分别包括N和M个天线，所述N个天线中的1个天线位于所述第一半圆阵列的圆心位置，N-1个天线位于所述第一半圆阵列的半圆弧位置，所述M个天线中的1个天线位于所述第二半圆阵列的圆心位置，M-1个天线位于所述第二半圆阵列的半圆弧位置，N≥3，M≥3；

所述第一半圆阵列中的N个天线位于第一平面内，所述第二半圆阵列中的M个天线位于第二平面内，所述第一平面和所述第二平面之间的夹角为δ，且所述第一半圆阵列和所述第二半圆阵列的直径相互平行。

优选地，所述N-1个天线在所述第一半圆阵列的半圆弧位置均匀分布；和/或，

所述M-1个天线在所述第二半圆阵列的半圆弧位置均匀分布。

优选地，所述第一半圆阵列的圆心位置的天线为所述第一半圆阵列的基准天线；和/或，

所述第二半圆阵列的圆心位置的天线为所述第二半圆阵列的基准天线。

优选地，所述第一平面和所述第二平面之间的夹角为δ满足条件：0°＜δ＜180°。

在本申请实施例中，通过特殊排布的立体阵列天线，能够提高三维空间中特定范围内的目标物体的定位精度，提升接收数据的稳定性和鲁棒性。