数字钥匙定位系统和定位方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114966542A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210903884.6(22)申请日2022.07.29(71)申请人合肥有感科技有限责任公司地址230088安徽省合肥市高新区创新大道2800号创新产业园二期J1栋A座14层A3-15(72)发明人孟益民(51)Int.Cl.G01S5/04(2006.01)G01S5/02(2010.01)H04B7/0404(2017.01)H04B1/3822(2015.01)H04W64/00(2009.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称数字钥匙定位系统和定位方法(57)摘要本发明公开了数字钥匙定位系统和定位方法，系统包括依次连接的：阵列天线组、收发器控制器和通信接口；阵列天线组包括四个天线：第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，定位方法是阵列天线组中的任意一个天线发射射频信号，并使用全部天线接收定位目标返回的射频信号；通过天线接收到的射频信号，得到第一到达角、第二到达角、定位目标到阵列天线组的斜；根据第一到达角、第二到达角和斜距得到定位目标与阵列天线组之间的位置关系。本申请中，仅需要一个阵列天线组即可实现覆盖车身周边的定位，减少天线节点数。布置在车内顶棚，无需防水，结构设计简单；车内布线简单，无需在车身结构上打孔来连接车内外的天线节点。CN114966542ACN114966542A权利要求书1/2页1.一种数字钥匙定位系统，其特征在于，包括依次连接的：阵列天线组（1）、收发器（2）、控制器（3）和通信接口（4），至少阵列天线组（1）和收发器（2）集成在一起，形成整体结构；所述阵列天线组（1）包括四个天线：第一天线（11）、第二天线（12）、第三天线（13）和第四天线（14），并且四个天线对称地分布在四角；以所述第一天线（11）和所述第二天线（12）所在行为第一行；以所述第三天线（13）和所述第四天线（14）所在行为第二行；以所述第一天线（11）和所述第三天线（13）所在列为第一列；以所述第二天线（12）和所述第四天线（14）所在列为第二列；第一行和第二行间距ΔWλ，第一列和第二列间距ΔLλ；其中ΔW为行高系数，取值范围（0,1]；ΔL为列宽系数，取值范围（0,1]；λ为天线发射通信信号的波长,波长范围小于10厘米。2.根据权利要求1所述的数字钥匙定位系统，其特征在于，所述数字钥匙定位系统设置在车辆宽度方向的中心位置。3.根据权利要求1所述的数字钥匙定位系统，其特征在于，所述整体结构还包括：第一铜箔层（51）、第二铜箔层（52）、第三铜箔层（53）、第四铜箔层（54）和介质层（50），介质层50位于相邻的两组铜箔层之间；在第一铜箔层（51）上形成第一镂空区，在第一镂空区上形成天线馈线（6）；所述收发器（2）的电路布置在所述第一铜箔层（51）上，并且所述收发器（2）与所述天线馈线（6）联通；在第四铜箔层（54）上形成第二镂空区，在第二镂空区上设置有阵列天线组（1）；所述阵列天线组（1）与所述天线馈线（6）联通。4.根据权利要求3所述的数字钥匙定位系统，其特征在于，第一镂空区和第二镂空区之间，具有贯通的通孔（9），在所述通孔（9）内有导电材料，以联通阵列天线组（1）与所述天线馈线（6）。5.根据权利要求3所述的数字钥匙定位系统，其特征在于，在第二镂空区上形成天线焊盘（7），所述阵列天线组（1）连接在所述天线焊盘（7）上。6.一种权利要求1‑5任一项所述数字钥匙定位系统的定位方法，其特征在于，所述阵列天线组（1）中的任意一个天线发射UWB射频信号，并使用全部天线接收定位目标（0）返回的UWB射频信号；通过第一列或第二列内的天线接收到的UWB射频信号，得到第一到达角θ；通过第一行或第二行内的天线接收到的UWB射频信号，得到第二到达角φ；通过所述阵列天线组（1）中至少一个天线接收到的UWB射频信号，得到定位目标（0）到阵列天线组（1）的斜距D；根据所述第一到达角θ、第二到达角φ和斜距D得到定位目标（0）与阵列天线组（1）之间的位置关系。7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，第一到达角θ的取值范围为：‑90°≤θ≤90°；第二到达角φ的取值范围为：‑90°≤φ≤90°；2CN114966542A权利要求书2/2页以阵列天线组（1）为原点划分四个象限，当θ＜0、φ＞0时，判断定位目标（0）位于第一象限；当θ＜0、φ＜0时，判断定位目标（0）位于第二象限；当θ＞0、φ＜0时，判断定位目标（0）位于第三象限；当θ＞0、φ＞0时，判断定位目标（0）位于第四象限；定位目标（0）相对于阵列天线组（1）的极坐标位置为：(D,|θ|+(n‑1)*π/2)或(D,(π/2‑|φ|)+(n‑1