專利名稱：一種近場(chǎng)距離判斷裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻通信中對(duì)射頻信號(hào)源的距離進(jìn)行判斷的系統(tǒng)和方法，更具體地說，涉及應(yīng)用于移動(dòng)支付等需要進(jìn)行近場(chǎng)距離判斷的領(lǐng)域的距離判斷裝置和方法。
背景技術(shù)：
射頻通信終端尤其是手機(jī)已經(jīng)普及，通過改造使射頻通信終端具備近距離通信功能，以利用手機(jī)等射頻通信終端實(shí)現(xiàn)電子支付等功能的需求越來越強(qiáng)烈。目前已經(jīng)出現(xiàn)了在手機(jī)中的用戶識(shí)別模塊SIM (Subscriber Identity Module)卡上增加射頻功能，稱為射頻SIM，或者在手機(jī)主板上增加近距離通信模塊來實(shí)現(xiàn)手機(jī)近距離通信的方法，這種方法的出現(xiàn)使得手機(jī)成為一個(gè)可以充值、消費(fèi)、交易及身份認(rèn)證的超級(jí)智能終端，極大地滿足市場(chǎng)的迫切需求。其中，基于射頻SIM的手機(jī)近距離解決方案以其簡(jiǎn)單、無需更改手機(jī)等優(yōu)勢(shì)得到廣泛的關(guān)注，在該方案中，射頻SIM采用UHF (Ultra High Frequency，超高頻)技術(shù)使得射頻信號(hào)可以從手機(jī)中透射出來，從而實(shí)現(xiàn)不重新設(shè)計(jì)手機(jī)就可使得手機(jī)具備近距離通信功能。但是，不同手機(jī)由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同造成射頻信號(hào)透射效果存在很大的差異，透射強(qiáng)的手機(jī)其通信距離可能達(dá)到幾米遠(yuǎn)的距離，透射弱的手機(jī)也可以達(dá)到幾十厘米。而在移動(dòng)支付應(yīng)用中，如公交地鐵刷卡，通常都會(huì)對(duì)于交易距離有嚴(yán)格的要求，以防止用戶在不知情的情況下誤刷，造成損失。因此，基于射頻SIM卡的手機(jī)在增加近距離通信功能的同時(shí)，還必須能夠控制其交易的有效距離范圍?，F(xiàn)有射頻通信技術(shù)中，能夠?qū)崿F(xiàn)交易距離控制的有基于IS014443標(biāo)準(zhǔn)的非接觸卡技術(shù)，該技術(shù)通過從讀卡器上感應(yīng)出能量以供非接觸卡內(nèi)部電路工作，實(shí)現(xiàn)與讀卡器之間的互相通信。該技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的距離控制的基本原理在于射頻能量只能在近距離傳輸，但這種技術(shù)難以應(yīng)用在SIM卡上，這是因?yàn)镾IM卡的面積很小，且其嵌入在手機(jī)內(nèi)部，讀卡器輻射的射頻能量無法穿越手機(jī)與射頻SIM卡，并實(shí)現(xiàn)通信。中國(guó)專利申請(qǐng)CN200810142624. 1提出了一種控制移動(dòng)終端射頻通信距離的系統(tǒng)和方法，該方法首先通過試驗(yàn)方法在射頻控制終端上為每一類型的射頻移動(dòng)終端建立對(duì)應(yīng)近場(chǎng)圖譜；利用探測(cè)器陣列將檢測(cè)到的當(dāng)前射頻移動(dòng)終端的場(chǎng)強(qiáng)與其近場(chǎng)圖譜之間通過匹配算法得到用于比較的匹配度；將得到的匹配度與射頻控制終端中預(yù)先設(shè)置好的對(duì)應(yīng)該類型射頻移動(dòng)終端的門限值比較，從而判斷當(dāng)前射頻移動(dòng)終端與射頻控制終端的距離是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。該方法需要事先通過試驗(yàn)等方法獲取每一種射頻控制終端的近場(chǎng)圖譜，應(yīng)用系統(tǒng)比較復(fù)雜。利用相位差來判斷信號(hào)到達(dá)角度和距離的方法很多，如美國(guó)專利US2437695就提到采用三個(gè)已知位置的接收裝置，通過測(cè)量各個(gè)接收裝置之間的相互相位差，利用三角函數(shù)公式來精確計(jì)算發(fā)射源的位置。這種基于三角公式精確計(jì)算確定位置的方法也廣泛地應(yīng)用在GPS系統(tǒng)中，一般適用于遠(yuǎn)場(chǎng)判斷。這種方法存在的問題是數(shù)學(xué)計(jì)算量很大，系統(tǒng)要求很高，尤其存在抗干擾能力弱的關(guān)鍵問題當(dāng)信號(hào)源與接收裝置之間存在干擾物，出現(xiàn)信號(hào)反射的情況，相位將出現(xiàn)180度的反轉(zhuǎn)，這種相位反轉(zhuǎn)將造成信號(hào)源定位失效。對(duì)于這類問題，GPS系統(tǒng)往往需要采用復(fù)雜的防止多徑干擾等措施降低其對(duì)于系統(tǒng)的影響，這往往帶來更為復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種近場(chǎng)距離判斷裝置和方法，在裝置簡(jiǎn)單， 計(jì)算量小，不需獲取每一種射頻控制終端的近場(chǎng)圖譜的情況下，實(shí)現(xiàn)在UHF頻段近距離通信情況下的距離判斷。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種近場(chǎng)距離判斷裝置，包括UHF天線陣列單元、相位差檢測(cè)單元、距離判斷算法運(yùn)算單元；UHF天線陣列單元與相位差檢測(cè)單元電連接；相位差檢測(cè)單元與距離判斷算法運(yùn)算單元電連接；UHF天線陣列單元接收信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)，并將信號(hào)傳送給相位差檢測(cè)單元進(jìn)行檢測(cè)；相位差檢測(cè)單元進(jìn)行信號(hào)的相位檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成距離判斷算法運(yùn)算單元可以識(shí)別的相位信息；距離判斷算法運(yùn)算單元根據(jù)接收的相位信息進(jìn)行計(jì)算得到信號(hào)源與UHF天線陣列單元之間的距離，并判斷該距離是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。本發(fā)明的有益效果是僅通過距離判斷算法運(yùn)算單元對(duì)UHF天線陣列單元接收到的UHF頻段信號(hào)進(jìn)行相位差的計(jì)算和判斷，就可以實(shí)現(xiàn)射頻控制終端和UHF天線陣列單元之間的距離判斷，裝置簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，不需事先獲取每一種射頻控制終端的近場(chǎng)圖譜。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下限定。進(jìn)一步，所述UHF天線陣列單元由至少3組天線對(duì)組成。進(jìn)一步，所述UHF天線陣列單元中至少3組天線對(duì)彼此線性不相關(guān)。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，通過至少3組天線對(duì)，并且只要有至少3組天線對(duì)彼此之間線性不相關(guān)，即至少3組天線對(duì)中，組成每組天線對(duì)的兩根天線之間的連線彼此均不互相平行，則可根據(jù)線性空間理論，計(jì)算出信號(hào)源和天線陣列之間的距離和角度， 從而達(dá)到距離判斷的目的。進(jìn)一步，所述至少3組天線對(duì)處于同一平面內(nèi)。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，可以以3組天線對(duì)所處平面作為參考平面， 對(duì)信號(hào)源的距離進(jìn)行計(jì)算和判斷，使得計(jì)算簡(jiǎn)化，節(jié)省計(jì)算時(shí)間，使得結(jié)果直觀。進(jìn)一步，所述UHF天線陣列單元中，每組天線對(duì)之間相互獨(dú)立。進(jìn)一步，所述UHF天線陣列單元中，多組天線對(duì)之間共用同一根天線。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，可根據(jù)不同環(huán)境的需要，對(duì)天線對(duì)的排列形式進(jìn)行不同的調(diào)整，采用每組天線對(duì)之間相互獨(dú)立即天線對(duì)之間不共用同一根天線或共用同一根天線的組合方式，使得近場(chǎng)距離判斷裝置能夠得到最好的結(jié)果，并可以根據(jù)具體情況適當(dāng)減少天線數(shù)量，以節(jié)省測(cè)量時(shí)間和測(cè)量成本。進(jìn)一步，所述至少3組天線對(duì)包括至少2組定位天線對(duì)和至少1組定高天線對(duì)；所有定位天線對(duì)中，至少2組定位天線對(duì)的中線不互相平行；所有定位天線對(duì)的中線與所有定高天線對(duì)的兩根天線之間的連線或延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，將所有定位天線對(duì)的中線與所有定高天線對(duì)的兩根天線之間的連線或延長(zhǎng)線相交的點(diǎn)作為基點(diǎn)，處于基點(diǎn)正上方的信號(hào)源使得所有定位天線對(duì)接收到的信號(hào)的相位差為零，再通過定高天線對(duì)接收到的信號(hào)的相位差以及天線對(duì)的位置關(guān)系即可得到信號(hào)源與基點(diǎn)之間的距離，簡(jiǎn)化了計(jì)算過程，加快了近場(chǎng)距離判斷裝置的判斷速度。 進(jìn)一步，所述定位天線對(duì)中點(diǎn)的連線成正多邊形；所述定高天線對(duì)中點(diǎn)的連線成正多邊形。進(jìn)一步，所有定位天線對(duì)中的兩根天線之間的距離都相等；所有定高天線對(duì)中的兩根天線之間的距離都相等。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，對(duì)信號(hào)源所發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行較為簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)便可得到準(zhǔn)確的結(jié)果，當(dāng)定位天線對(duì)所接受信號(hào)的相位差為零時(shí)，通過定高天線對(duì)所接收信號(hào)相位差的和值，即可準(zhǔn)確的判斷信號(hào)源與UHF天線陣列單元之間的距離。進(jìn)一步，所述UHF天線陣列單元所接收信號(hào)的頻率為300MHz-3000MHz。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，與采用UHF技術(shù)的射頻信號(hào)相匹配，可以對(duì)頻率為300MHz-3000MHz的信號(hào)源的距離進(jìn)行判斷。進(jìn)一步，所述天線對(duì)中，兩根天線間距離小于所接收信號(hào)的一個(gè)波長(zhǎng)。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，只有當(dāng)兩根天線間距離小于近場(chǎng)距離判斷裝置工作頻率所對(duì)應(yīng)的一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，同一天線對(duì)中兩根天線所接收到同一信號(hào)的相位差才能保證小于一個(gè)周期，從而準(zhǔn)確的得到UHF信號(hào)源和UHF天線陣列單元之間的角度和距離。進(jìn)一步，所述距離判斷算法運(yùn)算單元是一個(gè)MCU(Micrc) Controller Unit，微控制器)，或者不帶CPU (Central Processing Unit，中央處理器)的專有運(yùn)算器，或者集成在其他系統(tǒng)中帶有運(yùn)算能力的裝置。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，本發(fā)明所采用的距離判斷算法單元的選擇更加靈活，可以根據(jù)不同情況的需要進(jìn)行相應(yīng)的選擇，使得本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置更具有適應(yīng)性，同時(shí)，因?yàn)椴挥脤?duì)距離判斷算法運(yùn)算單元進(jìn)行專門的硬件設(shè)計(jì)，這樣就降低了本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置的制造成本。對(duì)于相位差檢測(cè)單元來說，可以采用各類元器件進(jìn)行組合構(gòu)成或者采用專用芯片制成，可以同時(shí)進(jìn)行多組天線對(duì)相位差的檢測(cè)或者同一時(shí)間內(nèi)只進(jìn)行1組天線對(duì)相位差的檢測(cè)。當(dāng)相位差檢測(cè)單元同一時(shí)間內(nèi)只進(jìn)行1組天線對(duì)相位差的檢測(cè)時(shí)，距離判斷算法運(yùn)算單元可對(duì)相位差檢測(cè)單元進(jìn)行控制以切換天線對(duì)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)距離判斷算法運(yùn)算單元緩存相關(guān)相位差信息進(jìn)行后續(xù)處理。這樣，本發(fā)明所采用的相位差檢測(cè)單元可以根據(jù)不同使用環(huán)境的要求，采取不同的構(gòu)成方式，也可以進(jìn)行不同方式的信號(hào)檢測(cè)，增強(qiáng)了本發(fā)明對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)性。本發(fā)明還提供了一種近場(chǎng)距離判斷方法，包括以下步驟 步驟A 天線陣列單元接收被測(cè)信號(hào)，并執(zhí)行步驟B ；
步驟B 根據(jù)天線陣列單元接收的被測(cè)信號(hào)計(jì)算被測(cè)信號(hào)的相位差，并執(zhí)行步驟C ； 步驟C 判斷計(jì)算所得到的天線陣列單元中定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差是否為零，并執(zhí)行步驟D ；
步驟D 步驟C中若定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差不為零，則執(zhí)行步驟A，否則執(zhí)行步驟E;
步驟E 通過定高天線對(duì)所接收到的信號(hào)的相位差計(jì)算信號(hào)源的距離，并判斷是否在所規(guī)定的距離范圍內(nèi)進(jìn)一步，步驟B中所述的相位差為天線陣列單元中各天線對(duì)中的兩根天線所接收信號(hào)的相位差。進(jìn)一步，步驟C中通過對(duì)多組定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差進(jìn)行判斷。進(jìn)一步，步驟E中通過對(duì)多組定高天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差進(jìn)行計(jì)算。采用上述近場(chǎng)距離判斷裝置和方法，根據(jù)定位天線對(duì)所接收到的信號(hào)相位差的結(jié)果調(diào)整信號(hào)源到理想的測(cè)試位置，再根據(jù)定高天線對(duì)所接收到的信號(hào)相位差進(jìn)行計(jì)算，即可計(jì)算出信號(hào)源與UHF天線陣列單元的距離。本發(fā)明無需事先獲取每一種射頻控制終端的近場(chǎng)圖譜，根據(jù)UHF天線陣列單元中定位天線對(duì)和定高天線對(duì)的排列形式不同，僅需修改個(gè)別參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)源距離的判斷，裝置設(shè)置簡(jiǎn)單，計(jì)算過程簡(jiǎn)單，計(jì)算量小。


圖1為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置邏輯連接圖2為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置UHF天線陣列單元中信號(hào)源和天線對(duì)角度關(guān)系示意
圖3為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置UHF天線陣列單元中信號(hào)源和天線對(duì)距離關(guān)系示意
圖4為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例一中UHF天線陣列單元1的天線分布示意圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例一中UHF天線陣列單元1內(nèi)定位天線對(duì) (ANT 1, ANT3)、(ANT3, ANT7)、(ANT7, ANT5)、(ANT5, ANT1)所接收信號(hào)相位差之和的空間分布圖6為根據(jù)本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例一中當(dāng)信號(hào)發(fā)射源距離UHF天線陣列單元1高度為H=12厘米時(shí)，UHF天線陣列單元1內(nèi)定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ANT2)、(ANT3, ANT4)、 (ANT5，ANT6)、(ANT7，ANT8)所接收信號(hào)相位差之和的空間分布圖7為根據(jù)本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例一中當(dāng)信號(hào)發(fā)射源距離UHF天線陣列單元1高度為H=6厘米時(shí)，UHF天線陣列單元1內(nèi)定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ANT2)、(ANT3, ANT4)、 (ANT5，ANT6)、(ANT7，ANT8)所接收信號(hào)相位差之和的空間分布圖8為根據(jù)本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例一中當(dāng)信號(hào)發(fā)射源距離UHF天線陣列單元1高度為H=I厘米時(shí)，UHF天線陣列單元1內(nèi)定高天線對(duì)(ANT1，ANT2)、(ANT3，ANT4)、 (ANT5，ANT6)、(ANT7, ANT8)所接收信號(hào)相位差之和的空間分布圖9為根據(jù)本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例一中定高天線對(duì)(ANT1，ANT2)、 (ANT3, ANT4)、(ANT5, ANT6)、(ANT7, ANT8)在UHF天線陣列單元1中心處相位差之和隨信號(hào)源高度變化的曲線圖10為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例二中UHF天線陣列單元1的天線分布示意圖； 圖11為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例三中UHF天線陣列單元1的天線分布示意圖； 圖12為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷方法的流程圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下
1、UHF天線陣列單元，2、相位差檢測(cè)單元，3、距離判斷算法運(yùn)算單元。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所示，本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置包括UHF天線陣列單元1、相位差檢測(cè)單元 2、距離判斷算法運(yùn)算單元3 ；其中，UHF天線陣列單元1與相位差檢測(cè)單元2電連接，相位差檢測(cè)單元2與距離判斷算法運(yùn)算單元3電連接，UHF天線陣列單元1由至少3組天線對(duì)組成；UHF天線陣列單元1接收信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)，并將接收的信號(hào)傳送給相位差檢測(cè)單元2 進(jìn)行檢測(cè)，相位差檢測(cè)單元2 對(duì)所接收到的信號(hào)進(jìn)行相位檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成距離判斷算法運(yùn)算單元3可以識(shí)別的相位信息，距離判斷算法運(yùn)算單元3將接收的相位信息進(jìn)行計(jì)算得到信號(hào)源與UHF天線陣列單元1之間的距離。根據(jù)需要，相位差檢測(cè)單元2可以同時(shí)進(jìn)行多組天線對(duì)的相位差的檢測(cè)，也可以只進(jìn)行1組天線對(duì)的相位差的檢測(cè)，當(dāng)相位差檢測(cè)單元2只進(jìn)行1組天線對(duì)的相位差的檢測(cè)時(shí)，距離判斷算法運(yùn)算單元3則可以控制相位差檢測(cè)單元 2切換天線對(duì)進(jìn)行檢測(cè)，并緩存相關(guān)相位差信息進(jìn)行后續(xù)處理。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)UHF信號(hào)源近場(chǎng)距離判斷的原理如圖2、圖3所示。本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置的UHF天線陣列單元1所接收信號(hào)的頻率為300MHz-3000MHz，可檢測(cè)工作頻率在 300MHz-3000MHz之間的UHF信號(hào)源的距離；與UHF天線陣列單元1所接收信號(hào)的頻率對(duì)應(yīng)， 組成UHF天線陣列單元1的各天線對(duì)中，兩根天線間距離d小于UHF天線陣列單元1所接收信號(hào)的頻率所對(duì)應(yīng)的一個(gè)波長(zhǎng)。只有當(dāng)兩根天線間距離d小于UHF天線陣列單元1所接收信號(hào)的頻率所對(duì)應(yīng)的一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，同一天線對(duì)中兩根天線所接收到同一信號(hào)的相位差才能保證小于一個(gè)周期，從而準(zhǔn)確的得到UHF信號(hào)源和UHF天線陣列單元1之間的距離。圖2為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置UHF天線陣列單元中信號(hào)源和天線對(duì)角度關(guān)系示
意圖。如圖2所示，天線對(duì)中兩根天線ANTl和ANT2之間距離為d ,頻率波長(zhǎng)y ,且天線對(duì)
滿足關(guān)系d < F ,信號(hào)源為X，信號(hào)源X到天線對(duì)的距離即信號(hào)源到天線ANTl和ANT2之間
中點(diǎn)的距離為S (ANT, X)，信號(hào)源X到天線ANTl和ANT2的距離分別為S (ANT 1, X)和S (ANT 2，X)，信號(hào)源X和天線對(duì)的角度即信號(hào)源X到天線ANTl和ANT2之間中點(diǎn)的連線和兩根天
線之間連線的角度為θ。兩根天線ANTl和ΑΝΤ2接收信號(hào)源X發(fā)出信號(hào)的相位差為
Δ0 二 2 n(S (ΑΝΤΙ ,Χ)-S (ΑΝΤ2,Χ)) /γ
其中，ΔΘ的大小依賴于θ
當(dāng)θ = 90c時(shí)，信號(hào)源位于天線ANTl和ANT2的中線位置Xl上，此時(shí)其相位差為 ΔΘ=0 ；、丨'Iθ = Oc時(shí)，信號(hào)源位于天線ANTl和ΑΝΤ2的延長(zhǎng)線位置X 2上，當(dāng)d <+ γ時(shí)，其相位
差為 A0=2to1/y。 當(dāng)θ從O2變化到90e時(shí)，如果距離S(ANT，X)保持不變，則可以簡(jiǎn)單的計(jì)算出，其相位差從2iid/Y到0單調(diào)減小。圖3是本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置UHF天線陣列單元中信號(hào)源和天線對(duì)距離關(guān)系示意圖。如圖3所示，天線對(duì)中兩根天線ANTl和ANT2之間距離為d ,頻率波長(zhǎng)γ ,且天線對(duì)
滿足關(guān)系Cl < y ,信號(hào)源為X，信號(hào)源X到天線對(duì)的距離即信號(hào)源到天線ANTl和ANT2之間
中點(diǎn)的距離為S (ANT, X)，信號(hào)源X到天線ANTl和ANT2的距離分別為S (ANT 1, X)和S (ANT 2，X)，信號(hào)源X和天線對(duì)的角度即信號(hào)源X到天線ANTl和ANT2之間中點(diǎn)的連線和兩根天
線之間連線的角度為θ。兩根天線ANTl和ΑΝΤ2接收信號(hào)源X發(fā)出信號(hào)的相位差為
A0=2n(S(ANTi;X)-S(ANT2,X))/i'
當(dāng)0不為時(shí),且當(dāng)θ不變時(shí)，信號(hào)源在位置Xl和位置Χ2的相位差分別為
Δ (Χ1)=2π(5(ΑΝΤ1;Χ1)-5(ΑΝΤ2>Χ1))/γ AO(X2)=2ii(S(ANTl,X2)-S(ANT2,X2))/y
當(dāng)5(及!^1^1)>5(為1 ^2)時(shí)，可以簡(jiǎn)單的計(jì)算出厶(3(乂1)>40(乂2)。當(dāng)S(ANT,X)=0時(shí)，信號(hào)源位于天線ANT 1和ANT2之間連線的中點(diǎn)上，此時(shí)其相位差Δ0=Ο。由Δ0(Χ1)>ΔΘ(Χ2)可知，當(dāng)S(ANTJ)從O逐漸變大時(shí)，即信號(hào)源與天線ANTl
和ΑΝΤ2之間連線及其延長(zhǎng)線的距離逐漸變大時(shí)，相位差Δ0也隨之變大。根據(jù)天線ANTl和ΑΝΤ2所接收到的信號(hào)的相位差，以及兩根天線間距離d和角度 θ即可計(jì)算得到信號(hào)源和天線對(duì)之間的距離S(ANT1，X)。本發(fā)明中，具體的距離判定算法和天線陣列中天線對(duì)的分布方式密切相關(guān)。UHF天線陣列單元1中，當(dāng)天線對(duì)數(shù)目比較多，相互之間滿足一定規(guī)律的分布時(shí)，則可以采用簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)不同組天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差的和值方式進(jìn)行距離判斷，這樣就大大簡(jiǎn)化了計(jì)算過程。當(dāng)UHF天線陣列單元1中只有3組彼此線性不相關(guān)的天線對(duì)時(shí)，既每組天線對(duì)中的兩根天線之間的連線彼此均不互相平行時(shí)，則需要根據(jù)天線對(duì)的相對(duì)位置，進(jìn)行教為復(fù)雜的方程組運(yùn)算，才能判斷信號(hào)源與UHF天線陣列單元1的距離。算法可以對(duì)天線對(duì)進(jìn)行分組，采用求和、加權(quán)和均方差，甚至是解方程組等數(shù)學(xué)方法，或者綜合利用這些方法進(jìn)行判斷。以下通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行進(jìn)一步描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例一
圖4為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例一中UHF天線陣列單元1的天線分布示意圖。 如圖4所示，UHF天線陣列單元1中包括處于同一平面內(nèi)的4組定位天線對(duì)(ANT1，ANT3)、 (ANT3, ANT7)、(ANT7, ANT5)、(ANT5, ΑΝΤΙ)和 4 組定高天線對(duì)(ANT 1, ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ4)、 (ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)；天線 ANT1、ΑΝΤ3、ΑΝΤ5、ΑΝΤ7 分別同時(shí)供 2 組定位天線對(duì)和 1 組定高天線對(duì)使用，天線ΑΝΤ2、ΑΝΤ4、ΑΝΤ6、ΑΝΤ8分別僅供1組定高天線對(duì)使用；定位天線對(duì) (ANT 1, ΑΝΤ3)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ7)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ5)、(ΑΝΤ5, ANT1)的兩根天線之間連線的中線，與定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)的兩根天線之間連線的延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn)；定位天線對(duì)(ANT1，ANT3)、(ANT3，ANT7)、(ANT7，ANT5)、(ΑΝΤδ,ΑΝΤΙ)中點(diǎn)的連線成正四邊形，定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8) 中點(diǎn)的連線成正四邊形；定位天線對(duì)(ANT1，ΑΝΤ3)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ7)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ5)、 (ΑΝΤδ,ΑΝΤΙ)中兩根天線間距離 d(ANTl，ANT3) 、d (ANT3, ANT7)、d (ANT7, ANT5)、 d (ANT5, ΑΝΤΙ)都相等；定高天線對(duì)(ANT 1, ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8) 中兩根天線間距離 d (ANT 1, ANT2)、d (ANT3, ANT4)、d (ANT5, ANT6)、d (ANT7, ANT8)都相等。根據(jù)幾何原理，當(dāng)定位天線對(duì)(ANT1，ANT3)、(ANT3,ANT7)、(ANT7, ANT5)、 (ΑΝΤδ,ΑΝΤΙ)所接收信號(hào)的相位差穩(wěn)定并同時(shí)趨于零的時(shí)候，可以確定信號(hào)發(fā)射源位置處于UHF天線陣列單元1的正中上方，此時(shí)根據(jù)幾何原理可知，定高天線對(duì)(ΑΝΤ1，ΑΝΤ2)、 (ΑΝΤ3，ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ5，ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)所接收信號(hào)的相位差與信號(hào)發(fā)射源的高度成反比，再根據(jù)其相位差的大小即可計(jì)算出信號(hào)發(fā)射源的高度，并判斷該高度是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。圖5為根據(jù)本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例一中UHF天線陣列單元1內(nèi)定位天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ΑΝΤ3)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ7)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ5)、(ΑΝΤ5, ANT1)所接收信號(hào)相位差之和的空間分布圖。如圖5所示，當(dāng)信號(hào)發(fā)射源處于UHF天線陣列單元1的中間正上方時(shí)，定位天線對(duì) (ANT 1, ΑΝΤ3)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ7)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ5)、(ΑΝΤ5, ANT1)所接收信號(hào)相位差之和趨于零。如圖6、圖7、圖8所示，當(dāng)信號(hào)發(fā)射源距離UHF天線陣列單元1的高度從Η=12厘米經(jīng)Η=6厘米到H=I厘米時(shí)，當(dāng)信號(hào)源處于UHF天線陣列單元1的中心正上方時(shí)，也就是圖 5 中當(dāng)定位天線對(duì)(ΑΝΤ1，ΑΝΤ3)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ7)、(ANT 7，ANT 5)、(ΑΝΤδ,ΑΝΤΙ)所接收信號(hào)相位差之和趨于零時(shí),定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)所接收信號(hào)相位差之和的變化是由小變大的，即在UHF天線陣列單元1中心位置時(shí)，定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ3, ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)所接收信號(hào)的相位差之和是隨著信號(hào)源高度的降低而增加的。
圖9反映了處于UHF天線陣列單元1中心位置時(shí)，定高天線對(duì)(ANT1，ANT2)、 (ANT3, ANT4)、(ANT5, ANT6)、(ANT7, ANT8)所接收信號(hào)的相位差之和與信號(hào)發(fā)射源高度之間的變化關(guān)系。根據(jù)這一關(guān)系，即可通過定高天線對(duì)(ANT1，ANT2)、(ANT3，ANT4)、 (ANT5, ANT6)、(ANT7, ANT8)所接收信號(hào)的相位差之和求出信號(hào)發(fā)射源與UHF天線陣列單元 1之間的距離，并進(jìn)一步判斷該距離是否為系統(tǒng)所要求的距離。相位差檢測(cè)單元2對(duì)如圖4所示的UHF天線陣列單元1接收到的信號(hào)進(jìn)行相位檢測(cè)，并轉(zhuǎn)換成距離判斷算法運(yùn)算單元3可以識(shí)別的相位信息，距離判斷算法運(yùn)算單元3對(duì)接收到的相位信息進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，得到信號(hào)源與UHF天線陣列單元1之間的距離。實(shí)施例二
圖10為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí) 施例二中UHF天線陣列單元1的天線分布示意圖。如圖10所示，UHF天線陣列單元1中包括處于同一平面內(nèi)的3組定位天線對(duì) (ANT3, ANT4)、(ANT7, ANT8)、(ANT9, ANT10)和 3 組定高天線對(duì)(ANT 1, ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、 (ΑΝΤ11, ΑΝΤ12)；天線 ΑΝΤ3、ΑΝΤ4、ΑΝΤ7、ΑΝΤ8、ΑΝΤ9、ANTlO 分別僅供 1 組定位天線對(duì)使用，天線ΑΝΤΙ、ΑΝΤ2、ΑΝΤ5、ΑΝΤ6、ANTlU ANT12分別僅供1組定高天線對(duì)使用；定位天線對(duì)(ΑΝΤ3，ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ7，ΑΝΤ8)、(ΑΝΤ9, ΑΝΤΙΟ)的兩根天線之間連線的中線，與定高天線對(duì)(ΑΝΤ1，ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ5，ΑΝΤ6)、(ΑΝΤΙ 1, ANT12)的兩根天線之間連線的延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn)；定位天線對(duì)(ΑΝΤ3，ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ7，ΑΝΤ8)、(ΑΝΤ9, ΑΝΤΙΟ)中點(diǎn)的連線成正三角形， 定高天線對(duì)(ΑΝΤ1，ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ5，ΑΝΤ6)、(ΑΝΤΙ 1, ANT12)中點(diǎn)的連線成正三角形；定位天線對(duì)(ΑΝΤ3, ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)、(ΑΝΤ9, ΑΝΤ10)中兩根天線間距離 d (ANT3, ANT4)、 d (ANT7, ANT8)、d (ANT9, ANT10)都相等；定高天線對(duì)(ΑΝΤ1，ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ5，ΑΝΤ6)、 (ΑΝΤΙ 1, ANT12)中兩根天線間距離 d(ANTl, ΑΝΤ2)、d(ANT5, ANT6), d(ΑΝΤΙ 1, ANT12)都相寸。當(dāng)信號(hào)源處于圖10所示UHF天線陣列單元1的中心正上方時(shí)，定位天線對(duì) (ΑΝΤ3，ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ7，ΑΝΤ8)、(ΑΝΤ9, ΑΝΤ10)所接收信號(hào)的相位差穩(wěn)定并同時(shí)趨于零；根據(jù)幾何原理，此時(shí)定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ11, ANT12)所接收信號(hào)的相位差隨信號(hào)源與UHF天線陣列單元1之間距離的減小而增大。根據(jù)定高天線對(duì)(ΑΝΤ1，ΑΝΤ2)、 (ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ΑΝΤ11, ΑΝΤ12)所接收信號(hào)的相位差的大小即可求出信號(hào)發(fā)射源與UHF天線陣列單元1之間的距離，并進(jìn)一步判斷該距離是否為系統(tǒng)所要求的距離。相位差檢測(cè)單元2對(duì)如圖10所示的UHF天線陣列單元1接收到的信號(hào)進(jìn)行相位檢測(cè)，并轉(zhuǎn)換成距離判斷算法運(yùn)算單元3可以識(shí)別的相位信息，距離判斷算法運(yùn)算單元3對(duì)接收到的相位信息進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，得到信號(hào)源與UHF天線陣列單元1之間的距離，并判斷該距離是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。實(shí)施例三
圖11為本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置實(shí)施例三中UHF天線陣列單元1的天線分布示意圖。如圖11所示，UHF天線陣列單元1中包括4組定位天線對(duì)(ΑΝΤ3，ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)、 (ΑΝΤ9, ΑΝΤΙΟ)、(ΑΝΤ13, ΑΝΤ14)和 4 組定高天線對(duì)(ΑΝΤ1，ΑΝΤ2)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、 (ΑΝΤΙ 1, ANT12)、(ΑΝΤ15, ΑΝΤ16)；天線 ΑΝΤ3、ΑΝΤ4、ΑΝΤ7、ΑΝΤ8、ΑΝΤ9、ΑΝΤΙΟ、ΑΝΤ13、ΑΝΤ14 分別僅供 1 組定位天線對(duì)使用，天線 ANTl、ΑΝΤ2、ΑΝΤ5、ΑΝΤ6、ANTl 1、ΑΝΤ12、ΑΝΤ15、ANT16 分別僅供1組定高天線對(duì)使用；定位天線對(duì)(ΑΝΤ3，ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)、(ΑΝΤ9, ΑΝΤ10)、(ANT 13, ANT14)的兩根天線之間連線的中線，與定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ANT2)、(ANT5, ANT6)、 (ANT11, ANT12)、(ANT15，ANT16)的兩根天線之間連線的延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn)；定位天線對(duì) (ANT3，ANT4)、(ANT7, ANT8)、(ANT9，ΑΝΤΙΟ)、(ΑΝΤ13, ΑΝΤ14)中點(diǎn)的連線成正四邊形，定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ANT2)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6), (ΑΝΤ11, ANT12)、(ΑΝΤ15, ΑΝΤ16)中點(diǎn)的連線成正四邊形；定位天線對(duì)(ΑΝΤ3，ΑΝΤ4)、(ΑΝΤ7, ΑΝΤ8)、(ΑΝΤ9，ΑΝΤΙΟ)、(ΑΝΤ13, ΑΝΤ14)中兩根天線間距離 d(ANT3, ANT4)、d (ANT7, ANT8)、d (ANT9, ΑΝΤΙΟ)、d (ANT 13, ANT14)都相等；定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ANT2)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6)、(ANTll, ΑΝΤ12)、(ΑΝΤ15，ΑΝΤ16)中兩根天線間距離 d(ANTl, ΑΝΤ2)、d(ANT5, ANT6)、d(ANTll, ANT12)、d(ANT15, ANT16)都相等。當(dāng)信號(hào)源處于圖11所示UHF天線陣列單元1的中心正上方時(shí)，定位天線對(duì) (ANT3, ANT4)、(ANT7, ANT8)、(ANT9, ANT10)、(ANT 13, ANT14)所接收信號(hào)的相位差穩(wěn)定并同時(shí)趨于零；根據(jù)幾何原理，此時(shí)定高天線對(duì)(ANT1，ANT2)、(ANT5，ANT6)、(ANTll, ANT12)、 (ANT15, ANT16)所接收信號(hào)的相位差隨信號(hào)源與UHF天線陣列單元1之間距離的減小而增大。根據(jù)定高天線對(duì)(ΑΝΤΙ, ANT2)、(ΑΝΤ5, ΑΝΤ6), (ANTll, ANT12)、(ANT15, ANT16)所接收信號(hào)的相位差的大小即可求出信號(hào)發(fā)射源與UHF天線陣列單元1之間的距離，并進(jìn)一步判斷該距離是否為系統(tǒng)所要求的距離。相位差檢測(cè)單元2對(duì)如圖11所示的UHF天線陣列單元1接收到的信號(hào)進(jìn)行相位檢測(cè)，并轉(zhuǎn)換成距離判斷算法運(yùn)算單元3可以識(shí)別的相位信息，距離判斷算法運(yùn)算單元3對(duì)接收到的相位信息進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，得到信號(hào)源與UHF天線陣列單元1之間的距離，并判斷該距離是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。相位差檢測(cè)單元2可以采用各類元器件進(jìn)行組合構(gòu)成，也可以采用專用芯片制成，其可以同時(shí)進(jìn)行多組天線對(duì)的相位差信息，也可以同一時(shí)間只檢測(cè)一組天線對(duì)的相位差信息。當(dāng)相位差檢測(cè)單元2只能檢測(cè)一組天線對(duì)相位差信息時(shí)，距離判斷算法運(yùn)算單元 3擁有一定的控制能力和信息緩存能力，可以控制相位差檢測(cè)單元2切換天線對(duì)進(jìn)行檢測(cè)， 并緩存相關(guān)相位差信息進(jìn)行后續(xù)處理。根據(jù)不同環(huán)境和不同場(chǎng)合的需要，可以使用一個(gè)MCU或者不帶CPU的專有運(yùn)算器或者集成在其他系統(tǒng)中帶有運(yùn)算能力的裝置作為距離判斷算法運(yùn)算單元3，這樣，因?yàn)椴恍枰獙?duì)距離判斷算法運(yùn)算單元3進(jìn)行專門的硬件設(shè)計(jì)，從而降低了本發(fā)明近場(chǎng)距離判斷裝置的制造成本，同時(shí)在距離判斷算法運(yùn)算單元3的載體選擇上也更加靈活。本發(fā)明還提供了一種近場(chǎng)距離判斷方法，如圖12所示，該方法包括 步驟A 天線陣列單元接收被測(cè)信號(hào)，并執(zhí)行步驟B ；
步驟B 根據(jù)天線陣列單元接收的被測(cè)信號(hào)計(jì)算被測(cè)信號(hào)的相位差，并執(zhí)行步驟C ； 步驟C 判斷計(jì)算所得到的天線陣列單元中定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差是否為零，并執(zhí)行步驟D ；
步驟D 步驟C中若定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差不為零，則執(zhí)行步驟A，否則執(zhí)行步驟E;
步驟E 通過定高天線對(duì)所接收到的信號(hào)的相位差計(jì)算信號(hào)源的距離，并判斷是否在所規(guī)定的距離范圍內(nèi)。至此，完成了一次信號(hào)源的距離判斷過程。在使用本發(fā)明提供的近場(chǎng)距離判斷方法的過程中，為了快速并準(zhǔn)確的判斷信號(hào)源的距離，本方法還可進(jìn)行以下限定
在步驟B中，僅計(jì)算天線陣列單元中每組天線對(duì)中兩根天線所接收信號(hào)的相位差，對(duì)于不屬于同一組天線對(duì)的兩根天線不進(jìn)行相位差的計(jì)算，從而減少對(duì)相位差的計(jì)算量，提高本方法的判斷速度；在步驟C中，對(duì)多組定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差進(jìn)行判斷，以保證信號(hào)源定位的準(zhǔn)確；在步驟E中，對(duì)多組定高天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差進(jìn)行計(jì)算，以保證對(duì)信號(hào)源距離判斷的準(zhǔn)確。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于包括UHF天線陣列單元、相位差檢測(cè)單元、距離判斷算法運(yùn)算單元；UHF天線陣列單元與相位差檢測(cè)單元電連接；相位差檢測(cè)單元與距離判斷算法運(yùn)算單元電連接；UHF天線陣列單元接收信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)，并將信號(hào)傳送給相位差檢測(cè)單元進(jìn)行檢測(cè)；相位差檢測(cè)單元進(jìn)行信號(hào)的相位檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成距離判斷算法運(yùn)算單元可以識(shí)別的相位信息；距離判斷算法運(yùn)算單元根據(jù)接收的相位信息進(jìn)行計(jì)算得到信號(hào)源與UHF天線陣列單元之間的距離，并判斷該距離是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述UHF天線陣列單元由至少3組天線對(duì)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述UHF天線陣列單元中至少3組天線對(duì)彼此線性不相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述至少3組天線對(duì)處于同一平面內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述UHF天線陣列單元中， 每組天線對(duì)之間相互獨(dú)立。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述UHF天線陣列單元中， 多組天線對(duì)之間共用同一根天線。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述至少3組天線對(duì)包括至少2組定位天線對(duì)和至少1組定高天線對(duì)；所有定位天線對(duì)中，至少2組定位天線對(duì)的中線不互相平行；所有定位天線對(duì)的中線與所有定高天線對(duì)的兩根天線之間的連線或延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述定位天線對(duì)中點(diǎn)的連線成正多邊形；所述定高天線對(duì)中點(diǎn)的連線成正多邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所有定位天線對(duì)中的兩根天線之間的距離都相等；所有定高天線對(duì)中的兩根天線之間的距離都相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述UHF天線陣列單元所接收信號(hào)的頻率為300MHz-3000MHz。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述天線對(duì)中，兩根天線間距離小于所接收信號(hào)的一個(gè)波長(zhǎng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近場(chǎng)距離判斷裝置，其特征在于所述距離判斷算法運(yùn)算單元為MCU，或者不帶CPU的專有運(yùn)算器，或者集成在其他系統(tǒng)中帶有運(yùn)算能力的裝置。
13.—種近場(chǎng)距離判斷方法，其特征在于，包括以下步驟步驟A 天線陣列單元接收被測(cè)信號(hào)，并執(zhí)行步驟B ；步驟B 根據(jù)天線陣列單元接收的被測(cè)信號(hào)計(jì)算被測(cè)信號(hào)的相位差，并執(zhí)行步驟C ；步驟C 判斷計(jì)算所得到的天線陣列單元中定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差是否為零，并執(zhí)行步驟D ；步驟D 步驟C中若定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差不為零，則執(zhí)行步驟A，否則執(zhí)行步驟E;步驟E 通過定高天線對(duì)所接收到的信號(hào)的相位差計(jì)算信號(hào)源的距離，并判斷是否在所規(guī)定的距離范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的近場(chǎng)距離判斷方法，其特征在于步驟B中所述的相位差為天線陣列單元中各天線對(duì)中的兩根天線所接收信號(hào)的相位差。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的近場(chǎng)距離判斷方法，其特征在于步驟C中通過對(duì)多組定位天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差進(jìn)行判斷。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的近場(chǎng)距離判斷方法，其特征在于步驟E中通過對(duì)多組定高天線對(duì)所接收信號(hào)的相位差進(jìn)行計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種近場(chǎng)距離判斷裝置和方法，用于UHF信號(hào)源的近場(chǎng)距離判斷。本發(fā)明通過UHF天線陣列單元接收UHF信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)，通過相位差檢測(cè)單元對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行相位差檢測(cè)，并轉(zhuǎn)換為距離判斷算法運(yùn)算單元可以識(shí)別的相位信息，距離判斷算法運(yùn)算單元對(duì)所接收的相位信息進(jìn)行計(jì)算得到信號(hào)源與UHF天線陣列單元之間的距離。其中，UHF天線陣列單元由至少3組天線對(duì)組成，并且滿足一定條件的規(guī)則分布，大大簡(jiǎn)化了距離判斷算法運(yùn)算單元的計(jì)算。
文檔編號(hào)G01S11/02GK102193091SQ20101012134
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者余運(yùn)波, 彭波, 章偉 申請(qǐng)人:國(guó)民技術(shù)股份有限公司