一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统，包括：UWB测距模块、UWB信号调整模块、发射天线模块，所述UWB测距模块包括UWB信号发射器、UWB信号产生晶振、UWB信号接收器、信号处理器，所述UWB信号发射器通过UWB信号产生晶振与UWB信号调整模块信号连接，所述UWB信号接收器与信号处理器信号连接。本发明专利技术结构简单紧凑、成本低廉、能够基于UWB实现测距，且测距精度高、测定范围广。

A point to point high precision ranging system based on UWB distance measurement

The invention discloses a UWB ranging technology based on the point-to-point high precision measuring system, including: UWB ranging module, UWB signal adjusting module, a transmitting antenna module, the UWB module includes a UWB ranging signal transmitter, signal of UWB crystal, UWB signal receiver, a signal processor, the UWB signal transmitter. The crystal and UWB signal adjustment module connected through the UWB signal, the UWB signal receiver and signal processor signal connection. The invention has the advantages of simple and compact structure, low cost, can realize distance measurement based on UWB, and has high ranging precision and wide range of measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统
本专利技术涉及定位测距
，尤其涉及一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统，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。根据本专利技术实施例的一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统，其特征在于：包括：UWB测距模块、UWB信号调整模块、发射天线模块，所述UWB测距模块包括UWB信号发射器、UWB信号产生晶振、UWB信号接收器、信号处理器，所述UWB信号发射器通过UWB信号产生晶振与UWB信号调整模块信号连接，所述UWB信号接收器与信号处理器信号连接；所述UWB信号调整模块包括相互连接的信号差分耦合单元以及射频功率放大器，所述UWB测距模块中UWB信号发射器产生的UWB信号经所述信号差分耦合单元、射频功率放大器进行调整后，通过发射天线模块进行发送，其中，所述信号差分耦合单元、射频功率放大器之间设有第一微波感应开关，所述第一微波感应开关控制信号差分耦合单元与射频功率放大器之间的信号连接状态，所述射频功率放大器的输出端还设有第二微波感应开关，所述第二微波感应开关将射频功率放大器放大的信号传输给发射天线模块。所述测距系统还包括个电源模块，所述UWB测距模块、UWB信号调整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、UWB信号调整模块。所述测距系统还包括通信模块，所述通信模块与所述UWB测距模块有线信号连接。在本专利技术的一些实施例中，所述信号差分耦合单元为巴伦变换器。在本专利技术的一些实施例中，所述发射天线模块中天线为全向天线。在本专利技术的一些实施例中，所述通信模块包括USB模块以及串口模块。在本专利技术的另一些实施例中，所述通信模块输出端设有数据储存模块，所述通信模块用于将UWB测距模块测量的数据发送给数据储存模块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术基于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。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术提出的一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统的结构示意图。图中：1、UWB测距模块；11、UWB信号发射器；12、UWB信号产生晶振；13、UWB信号接收器；14、UWB信号处理器；2、UWB信号调整模块；21、信号差分耦合单元；22、第一微波感开关；23、射频功率放大器；24、第二微波感应开关；3、发射天线模块；4、电源模块；5、通信模块；51、USB模块；52、串口模块；6、数据储存模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1所示，一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统，其特征在于：包括：UWB测距模块1、UWB信号调整模块2、发射天线模块3，所述UWB测距模块1包括UWB信号发射器11、UWB信号产生晶振12、UWB信号接收器13、信号处理器14，所述UWB信号发射器11通过UWB信号产生晶振12与UWB信号调整模块2信号连接，所述UWB信号接收器13与信号处理器14信号连接；所述UWB信号调整模块2包括相互连接的信号差分耦合单元21以及射频功率放大器23，所述UWB测距模块1中UWB信号发射器11产生的UWB信号经所述信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统，其特征在于：包括：UWB测距模块、UWB信号调整模块、发射天线模块，所述UWB测距模块包括UWB信号发射器、UWB信号产生晶振、UWB信号接收器、信号处理器，所述UWB信号发射器通过UWB信号产生晶振与UWB信号调整模块信号连接，所述UWB信号接收器与信号处理器信号连接；所述UWB信号调整模块包括相互连接的信号差分耦合单元以及射频功率放大器，所述UWB测距模块中UWB信号发射器产生的UWB信号经所述信号差分耦合单元、射频功率放大器进行调整后，通过发射天线模块进行发送，其中，所述信号差分耦合单元、射频功率放大器之间设有第一微波感应开关，所述第一微波感应开关控制信号差分耦合单元与射频功率放大器之间的信号连接状态，所述射频功率放大器的输出端还设有第二微波感应开关，所述第二微波感应开关将射频功率放大器放大的信号传输给发射天线模块。所述测距系统还包括个电源模块，所述UWB测距模块、UWB信号调整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、UWB信号调整模块。所述测距系统还包括通信模块，所述通信模块与所述UWB测距模块有线信号连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB测距技术的点对点高精度测距系统，其特征在于：包括：UWB测距模块、UWB信号调整模块、发射天线模块，所述UWB测距模块包括UWB信号发射器、UWB信号产生晶振、UWB信号接收器、信号处理器，所述UWB信号发射器通过UWB信号产生晶振与UWB信号调整模块信号连接，所述UWB信号接收器与信号处理器信号连接；所述UWB信号调整模块包括相互连接的信号差分耦合单元以及射频功率放大器，所述UWB测距模块中UWB信号发射器产生的UWB信号经所述信号差分耦合单元、射频功率放大器进行调整后，通过发射天线模块进行发送，其中，所述信号差分耦合单元、射频功率放大器之间设有第一微波感应开关，所述第一微波感应开关控制信号差分耦合单元与射频功率放大器之间的信号连接状态，所述射频功率放大器的输出端还设有第二微波感应开关，所述第二微波感应开关将射频功率放大器放大的信号传输给发射天线模块。所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨吉钊，付少良，袁波，冯常明，沈琦，张勇雄，
申请(专利权)人：成都九壹通智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51