使用具有重叠方向图的天线估计来波角度

发布时间：2021-08-11 07:05

　　基于接收信号强度（Rss）的室内定位设计容易受到多径干扰的影响。为了解决这个问题,将具有重叠方向图效果的波束切换天线和Rss相结合,提出一种来波角度（AoA）估计方法。AoA是通过不同波束Rss的差分运算进行估计。因为多径信号的AoA呈现一种对称分布的特性,从AoA估计误差的均值角度,证明Rss差分运算具有抑制多径干扰的能力。同时对于波束切换天线的结构参数与整体AoA估计精度和稳定性之间的关系开展研究。最后通过实验和仿真验证理论分析的结果,可以在多径丰富环境中获得较高的AoA估计精度和稳定性。 

【文章来源】：传感技术学报. 2020,33(07)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

带有三个重叠方向图的BSA

Pr2=Pt2-10log|d 2 n 2 |+10log|Gt2(θt2)|+10log|Gr2(θr2)|+20logλ-20log(4π) (7)因为图1所示的BSA是一个时分系统,式(7)中的Pr1和Pr2是不同时刻测量结果。本文假设Pr1和Pr2的测量时间间隔很小,在这个间隔内天线状态(如发射功率、位置和朝向)没有发生变化,同时由于对应曲线g1和g2的这两个天线共点安装,因此Pt1=Pt2,d1=d2,θt1=θt2,θr1=θr2,n1=n2,所以Pr1和Pr2的差可以被修改为下式:

式(16)表明Rss差分多径误差的均值与DP信号的AoA相关,即Rss差分多径误差的均值正比于方向图曲线的差和方向图二阶导数曲线的差。图3显示了基于式(6)的方向图曲线之差和方向图二阶导数曲线之差(D=1.2,Φ=30)。将图3的X轴视为DP信号的AoA,可以得出下面的结论:Rss差分值来自于两个定向天线,这两个定向天线所对应的方向图存在着交点(下文简述为方向图交点),而DP信号的AoA与这个方向图交点之间的距离影响着Rss差分多径误差的均值。换言之,当DP信号的AoA接近这个方向图交点时,由于多径干扰造成的Rss差分多径误差的均值将大幅度减小。

【参考文献】：
期刊论文
[1]连续随机变量非线性函数的期望和方差的近似求法[J]. 张松林,张昆.  大地测量与地球动力学. 2008(04)



本文编号：3335708