到達(dá)角度AOA / 到達(dá)相差PDOA
AOA(Angle of Arrival)/PDOA(Phase Difference of Arrival)通過(guò)計(jì)算信號(hào)到達(dá)不同位置接收天線的相位差值來(lái)計(jì)算信號(hào)的接收方向從而確定其相對(duì)于自身的朝向 Angle of Arrival – general case 到天線A的路徑比到天線B的路徑大p=d.sin(θ)。如果假設(shè)信號(hào)在自由空間中傳播，不受阻礙或經(jīng)過(guò)變換，那么信號(hào)傳播到天線A所需的時(shí)間將更長(zhǎng) PDOA advantage over TDOA UWB系統(tǒng)中 考慮45 度的方位角，即θ=π/4 這么小的數(shù)值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了基帶接收機(jī)的時(shí)間測(cè)量精度范圍了。相比之下 PDOA 的基本原理是將到達(dá)角度θ轉(zhuǎn)換為到達(dá)相位差 無(wú)線電信號(hào)到達(dá)天線a的時(shí)間比到達(dá)天線B的時(shí)間稍晚，因此它將遇到混頻器中不同的下變頻器載波相位 Receivers Antenna Separation 脈沖響應(yīng)的相位差α和入射角θ之間的關(guān)系 綠色部分的坡度為3，而紅色部分的坡度為0.6 注：如果天線輻射單元之間的間距d大于λ/2，則每個(gè)相位關(guān)系都有多個(gè)可能的入射角解 Decawave的實(shí)驗(yàn)表明，使用略小于λ/2的天線間距可以提高報(bào)告的角度精度 Experimental Results 使用信道5上2.08cm (anchor)（錨）的天線間距報(bào)告的典型到達(dá)角與實(shí)際到達(dá)角 當(dāng)標(biāo)簽天線和錨天線處于相同高度且具有相同的天線極化時(shí)，報(bào)告的角度精度如圖所示 角度誤差來(lái)源： 1：標(biāo)記錨定高度：-如果標(biāo)記和錨定不在同一平面上 · 隨著高度的增加，真實(shí)角度會(huì)小于方位角 · 隨著高度增量的變化 2：標(biāo)簽錨定極化：-如果標(biāo)簽和錨定天線陣列的天線極化不同 § 俯仰（如標(biāo)簽天線傾斜wrt至錨） § 滾動(dòng)（如將天線正面貼在錨上 § 偏航（如標(biāo)簽天線旋轉(zhuǎn)垂直軸wrt至錨定） 挑戰(zhàn)性高的系統(tǒng)約束是由于標(biāo)簽錨天線極化差異導(dǎo)致的PDOA變化 Decawave使用定制設(shè)計(jì)的標(biāo)簽大小的圓形極化天線和線性極化錨陣列的初步結(jié)果給出了以下結(jié)果： · 俯仰：在整個(gè)180oAOA范圍內(nèi) · 滾動(dòng)：在整個(gè)180oAOA范圍內(nèi)，從無(wú)標(biāo)簽滾動(dòng)到錨定天線的90o標(biāo)簽滾動(dòng)wrt，AOA精度為±30o。 · 偏航：在整個(gè)180oAOA范圍內(nèi)，從無(wú)標(biāo)簽偏航到錨定天線的90o標(biāo)簽俯仰wrt，AOA精度為±17o。 注：在實(shí)踐中，由于標(biāo)簽的相對(duì)方向，AOA精度可通過(guò)俯仰、橫滾和偏航AOA精度的組合來(lái)確定，因此上述值可能會(huì)更好或更差。 最優(yōu)天線間隔λ/2： PDOA要求兩根天線靠得非常近—理想的情況是兩根接收天線的間隔為波長(zhǎng)的一半，即λ/2。 最優(yōu)天線間隔是指在不產(chǎn)生相位模糊的前提下使得到達(dá)相位差較大化的間隔。天線間隔為最優(yōu)距離時(shí)，在90度到-90度范圍內(nèi)，θ與α 存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，在中間的線性部分的斜率大概為3左右。 當(dāng)天線間隔小于最優(yōu)間隔時(shí)， 的線性部分的斜率變小了，這意味著相比最優(yōu)天線間隔時(shí)估計(jì)精度有損失。 當(dāng)天線間隔大于最優(yōu)間隔時(shí)， 的線性部分的斜率更大，但是存在相位模糊現(xiàn)象 詳情可至微信公眾號(hào)“巨視安防”了解。
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