CN112399557A - 基于uwb的定位电路、电子设备及定位方法 - Google Patents

基于uwb的定位电路、电子设备及定位方法 Download PDF

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CN112399557A CN202011282002.6A CN202011282002A CN112399557A CN 112399557 A CN112399557 A CN 112399557A CN 202011282002 A CN202011282002 A CN 202011282002A CN 112399557 A CN112399557 A CN 112399557A
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Abstract

本申请实施例公开了一种基于UWB的定位电路、电子设备及定位方法，其中，所述定位电路包括：UWB模块、开关模块、用于接收或发射UWB定位信号的第一至第三天线，其中：所述第一至所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；所述UWB模块，包括两个射频端口；所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理。

Description

基于UWB的定位电路、电子设备及定位方法
技术领域
本申请实施例涉及电子技术，涉及但不限于一种基于UWB的定位电路、电子设备及定位方法。
背景技术
随着现代工业水平的不断提升，电子设备的定位技术已经广泛地应用于移动地图、飞行器飞行以及车载设备行驶等各个技术领域。通过对于电子设备进行实时地追踪能够实时地获取电子设备在外界环境中的具体位置，以满足人们的位置追踪需求。而且通过对于电子设备进行精确的定位可使得电子设备能够实现更加安全、全方位的电路功能，提高电子设备的价值；因此对于电子设备的空间位置进行精确、快速的检测对于电子设备的适用范围具有重要的实际意义。
但是，目前大部分具有定位功能的电子设备，其射频前端电路都是基于蜂窝网络或短距离射频，例如WIFI(Wi-Fi Alliance，无线上网)、BT(Bluetooth，蓝牙技术)和GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等技术做出的改进，存在各种各样的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种基于UWB(Ultra Wide Band，超宽带)的定位电路、电子设备及定位方法。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种基于UWB的定位电路，所述电路包括：UWB模块、开关模块、用于接收或发射UWB定位信号的第一至第三天线，其中：
所述第一至所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；
所述UWB模块，包括两个射频端口；
所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；
所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理。
第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的定位电路。
第三方面，本申请实施例提供一种基于UWB的定位方法，所述方法包括：
定位电路的UWB模块获取所述定位电路的第一天线接收到的第一UWB定位信号；
所述UWB模块控制所述定位电路的开关模块从所述定位电路的第二天线和第三天线中选择所述第二天线进行连接；
所述UWB模块获取所述第二天线接收到的第二UWB定位信号；
所述UWB模块根据所述第一UWB定位信号和所述第二UWB定位信号，确定第一待测面相对于所述定位电路的角度；
其中，所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直。
本申请实施例提供一种基于UWB的定位电路、电子设备及定位方法，其中，所述电路包括：UWB模块、开关模块、用于接收或发射UWB定位信号的第一至第三天线，其中：所述第一至所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；所述UWB模块，包括两个射频端口；所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理，如此，能够在电子设备上集成UWB通信系统，且可以实现UWB系统的测距和球面测角功能。
附图说明
图1为本申请实施例基于UWB的定位电路的结构原理图一；
图2为本申请实施例基于UWB的定位电路的结构原理图二；
图3为本申请实施例基于UWB的定位方法的实现流程示意图一；
图4为本申请实施例基于UWB的定位方法的实现流程示意图二；
图5A为本申请实施例支持UWB三维测角的终端的原理示意图；
图5B为本申请实施例终端的不同天线的位置关系的示意图；
图5C为本申请实施例调整后的终端天线的位置的示意图；
图6为本申请实施例基于UWB技术测角的原理示意图；
图7为本申请实施例UWB天线接收信号的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
需要指出，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
本申请实施例提供一种基于UWB的定位电路，图1为本申请实施例基于UWB的定位电路的结构原理图一，如图1所示，所述电路包括：UWB模块101、开关模块102、用于接收或发射UWB定位信号的第一天线103、第二天线104和第三天线105，其中：
所述第一天线103、所述第二天线104和所述第三天线105位于同一平面；且，所述第一天线103和所述第二天线104所在的直线，与所述第一天线103和所述第三天线105所在的直线互相垂直；
本申请实施例中，所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线是存在特定的位置关系的，其中，所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直。这样，所述定位电路就可以测量两个为正交关系的参考面的到达角度。例如，在第一时刻，所述开关模块选择与所述第二天线连接，所述UWB模块通过一射频端口输入所述第二天线接收的UWB定位信号，同时所述UWB模块通过另一射频端口输入所述第一天线接收的UWB定位信号，然后就可以通过所述第一天线和第二天线接收的UWB定位信号确定第一参考面的到达角度。在第二时刻，所述开关模块选择与所述第三天线连接，所述UWB模块通过一射频端口输入所述第三天线接收的UWB定位信号，同时所述UWB模块通过另一射频端口输入所述第一天线接收的UWB定位信号，然后就可以通过所述第一天线和第三天线接收的UWB定位信号确定第二参考面的到达角度。所述第一参考面与所述第二参考面构成正交的两个平面，从而测量出三维角度。
所述UWB模块101，包括两个射频端口；
这里，所述UWB模块，能够实现距离感应和方向感应。如果两个终端上均安装了UWB模块，则这两个终端可以进行相互的距离感应和相互的方向感应。
其中，所述UWB模块上包括两个射频端口，所述UWB模块可以通过所述射频端口输出UWB定位信号至天线，以使天线发射所述UWB定位信号，也可以通过所述射频端口输入天线接收的其他设备发射的UWB定位信号。
所述第一天线103，与所述UWB模块101的一所述射频端口连接；
所述第二天线104和所述第三天线105，与所述UWB模块101的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块102交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块101进行处理。
本申请实施例中，所述第一天线、第二天线和第三天线可以接收其他设备发射的UWB定位信号，也可以发射UWB定位信号给其他设备。但是，所述第二天线和所述第三天线是通过开关模块与所述UWB模块连接的，因此在同一时刻，所述第二天线和所述第三天线中只能有一个天线处于工作状态。例如，在第一时刻，所述开关模块选择与所述第二天线连接，所述UWB模块通过所述射频端口输入所述第二天线接收的UWB定位信号。在第二时刻，所述开关模块选择与所述第三天线连接，所述UWB模块通过所述射频端口输入所述第三天线接收的UWB定位信号。
在一些实施例中，与所述第一天线连接的射频端口为射频输入输出端口；与所述第二天线和所述第三天线连接的射频端口为射频输入端口。
本申请实施例中，通过UWB模块、开关模块、用于接收或发射UWB定位信号的第一至第三天线，其中：所述第一至所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；所述UWB模块，包括两个射频端口；所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理，如此，能够将平面测角能力的UWB模块拓展成三维的球面测角能力。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于UWB的定位电路，图2为本申请实施例基于UWB的定位电路的结构原理图二，如图2所示，所述电路包括：UWB模块201、开关模块202、用于接收或发射UWB定位信号的第一天线203、第二天线204和第三天线205、处理器206，其中：
所述第一天线203、所述第二天线204和所述第三天线205位于同一平面；且，所述第一天线203和所述第二天线204所在的直线，与所述第一天线203和所述第三天线205所在的直线互相垂直；
所述UWB模块201，包括两个射频端口；
所述第一天线203，与所述UWB模块201的一所述射频端口连接；
所述第二天线204和所述第三天线205，与所述UWB模块201的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块202交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块201进行处理；
本申请实施例中，所述开关模块可以为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的不动端与所述UWB模块连接，所述单刀双掷开关的动端选择与所述第二天线和所述第三天线中的一个天线连接，如此可以选择将所述第二天线或所述第三天线接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块。例如，在第一时刻所述单刀双掷开关的动端选择与所述第二天线连接，将所述第二天线接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块。在第二时刻所述单刀双掷开关的动端选择与所述第三天线连接，将所述第三天线接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块。
处理器206，通过数字接口与所述UWB模块201连接，用于执行所述UWB模块201对应的功能和协议。
本申请实施例中，所述处理器可以为电子设备本身就存在的处理器，这样，只需要通过数字接口将所述UWB模块与所述处理器进行连接，如此，不仅可以实现UWB模块对应的功能和协议，还能节约成本，同时还能不增加电子设备的体积。
本申请实施例中，通过所述第一至所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；所述UWB模块，包括两个射频端口；所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理；处理器，通过数字接口与所述UWB模块连接，用于执行所述UWB模块对应的功能和协议，如此，能够节约成本的前提下，将平面测角能力的UWB模块拓展成三维的球面测角能力。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于UWB的定位电路，所述电路包括：UWB模块、开关模块、用于接收或发射UWB定位信号的第一天线、第二天线和第三天线、处理器，其中：
所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；
所述UWB模块，包括两个射频端口；
所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；
所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理；
处理器，通过数字接口与所述UWB模块连接，用于执行所述UWB模块对应的功能和协议；
所述UWB模块，还用于通过特定的数字接口协议传输UWB定位数据。
本申请实施例中，定位电路的处理器通过数字接口与所述UWB模块连接，如此所述UWB模块还用于通过特定的数字接口协议传输UWB定位数据至所述处理器。即，所述处理器和所述UWB模块之间可以通过所述特定的数字接口协议进行数据传输。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于UWB的定位电路，所述电路包括：UWB模块、开关模块、用于接收或发射UWB定位信号的第一天线、第二天线和第三天线、处理器，其中：
所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；
所述UWB模块，包括两个射频端口；
所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；
所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理；
处理器，通过数字接口与所述UWB模块连接，用于执行所述UWB模块对应的功能和协议；
所述UWB模块，还用于通过特定的数字接口协议传输UWB定位数据；
蜂窝收发模块，通过蜂窝调制解调器与所述处理器连接，用于传输蜂窝数据；
WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网)连接收发模块，通过连接调制解调器与所述处理器连接，用于传输无线数据。
本申请实施例中，通过数字接口与所述UWB模块连接的处理器，可以和所述蜂窝收发模块、WLAN连接收发模块连接的处理器，是同一处理器。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于UWB的定位电路，所述电路包括：UWB模块、开关模块、用于接收或发射UWB定位信号的第一天线、第二天线和第三天线、处理器，其中：
所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；
所述UWB模块，包括两个射频端口；
所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；
所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理；
与所述第一天线连接的射频端口为射频输入输出端口；与所述第二天线和所述第三天线连接的射频端口为射频输入端口；
这里，所述第一天线连接的射频端口为射频输入输出端口，所述第一天线不仅可以用来接收其他设备发射的UWB定位信号，还能发射UWB定位信号给其他设备。所述开关模块连接的射频端口为射频输入端口，所述第二天线或所述第三天线主要用来接收其他设备发射的UWB定位信号。
处理器，通过数字接口与所述UWB模块连接，用于执行所述UWB模块对应的功能和协议；
所述UWB模块，还用于通过特定的数字接口协议传输UWB定位数据；
蜂窝收发模块，通过蜂窝调制解调器与所述处理器连接，用于传输蜂窝数据；
WLAN连接收发模块，通过连接调制解调器与所述处理器连接，用于传输无线数据。
本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的基于UWB的定位电路。
本申请实施例中，通过在电子设备上集成具有特定功能的UWB通信系统(由上述的基于UWB的定位电路实现)，实现了电子设备的测距和球面测角功能。
基于前述的实施例，本申请实施例提供一种基于UWB的定位方法，所述定位方法应用于上述的基于UWB的定位电路，图3为本申请实施例基于UWB的定位方法的实现流程示意图一，如图3所示，所述方法包括：
步骤S301、定位电路的UWB模块获取所述定位电路的第一天线接收到的第一UWB定位信号；
步骤S302、所述UWB模块控制所述定位电路的开关模块从所述定位电路的第二天线和第三天线中选择所述第二天线进行连接；
步骤S303、所述UWB模块获取所述第二天线接收到的第二UWB定位信号；
本申请实施例中，所述步骤S301、定位电路的UWB模块获取所述定位电路的第一天线接收到的第一UWB定位信号里，所述第一天线接收的第一UWB定位信号，是其他设备在第一时刻发射的UWB定位信号。所述步骤S303、所述UWB模块获取所述第二天线接收到的第二UWB定位信号里，所述第二天线接收的第二UWB定位信号，是同一个其他设备在所述第一时刻发射的UWB定位信号。也就是说，所述第一UWB定位信号和所述第二UWB定位信号是同一设备在同一时刻发射的UWB定位信号。
步骤S304、所述UWB模块根据所述第一UWB定位信号和所述第二UWB定位信号，确定第一待测面相对于所述定位电路的角度；其中，所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于UWB的定位方法，所述定位方法应用于上述的基于UWB的定位电路，图4为本申请实施例基于UWB的定位方法的实现流程示意图二，如图4所示，所述方法包括：
步骤S401、定位电路的UWB模块获取所述定位电路的第一天线接收到的第一UWB定位信号；
步骤S402、所述UWB模块控制所述定位电路的开关模块从所述定位电路的第二天线和第三天线中选择所述第二天线进行连接；
步骤S403、所述UWB模块获取所述第二天线接收到的第二UWB定位信号；
步骤S404、所述UWB模块根据所述第一UWB定位信号和所述第二UWB定位信号，确定第一待测面相对于所述定位电路的角度；其中，所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；
步骤S405、所述UWB模块获取所述第一天线接收到的第三UWB定位信号；
步骤S406、所述UWB模块控制所述定位电路的开关模块连接所述第三天线；
步骤S407、所述UWB模块获取所述第三天线接收到的第四UWB定位信号；
本申请实施例中，所述步骤S405、所述UWB模块获取所述第一天线接收到的第三UWB定位信号里，所述第一天线接收的第三UWB定位信号，是其他设备在第二时刻发射的UWB定位信号。所述步骤S407、所述UWB模块获取所述第三天线接收到的第四UWB定位信号里，所述第三天线接收的第四UWB定位信号，是同一个其他设备在所述第二时刻发射的UWB定位信号。也就是说，所述第三UWB定位信号和所述第四UWB定位信号是同一设备在同一时刻发射的UWB定位信号。
步骤S408、所述UWB模块根据所述第三UWB定位信号和所述第四UWB定位信号，确定第二待测面相对于所述定位电路的角度；其中，所述第一待测面与所述第二待测面互相正交。
在一些实施例中，所述第一UWB定位信号和所述第二UWB定位信号为同一信号源在同一时刻发射的信号，所述第三UWB定位信号和所述第四UWB定位信号为同一信号源在同一时刻发射的信号。
基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种基于UWB的定位方法，所述方法包括：
步骤S411、定位电路的UWB模块获取所述定位电路的第一天线接收到的第一UWB定位信号；
步骤S412、所述UWB模块控制所述定位电路的开关模块从所述定位电路的第二天线和第三天线中选择所述第二天线进行连接；
步骤S413、所述UWB模块获取所述第二天线接收到的第二UWB定位信号；
步骤S414、所述UWB模块根据所述第一UWB定位信号和所述第二UWB定位信号，确定第一待测面相对于所述定位电路的角度；其中，所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；
步骤S415、所述UWB模块获取所述第一天线接收到的第三UWB定位信号；
步骤S416、所述UWB模块控制所述定位电路的开关模块连接所述第三天线；
步骤S417、所述UWB模块获取所述第三天线接收到的第四UWB定位信号；
步骤S418、所述UWB模块根据所述第三UWB定位信号和所述第四UWB定位信号，确定第二待测面相对于所述定位电路的角度；其中，所述第一待测面与所述第二待测面互相正交。
步骤S419、所述UWB模块获取所述第一天线或所述第二天线或所述第二天线接收的UWB定位信号；
步骤S420、所述UWB模块利用所述UWB定位信号，确定发射所述UWB定位信号的设备与所述定位电路之间的距离。
本申请实施例中，不但能够实现三维测角，还能够通过所述UWB模块获取所述第一天线或所述第二天线或所述第二天线接收的UWB定位信号；所述UWB模块利用所述UWB定位信号，确定发射所述UWB定位信号的设备与所述定位电路之间的距离，来实现测距。
基于上述实施例，本申请实施例提供一种支持UWB三维测角的手机终端，所述支持UWB三维测角的手机终端，是将UWB模块集成进现有手机射频系统实现的。并且，所述支持UWB三维测角的手机终端，采用AP(Application Processor，电子运算处理器)作为所述UWB模块的控制器，执行所述UWB模块的功能和协议，因此可以节省一颗MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)。
本申请实施例中，对所述UWB模块设计特定的三天线系统，使其不仅支持UWB测距，还支持UWB三维(球面)测角功能。
图5A为本申请实施例支持UWB三维测角的终端的原理示意图，如图5A所示，所述终端至少包括蜂窝系统51、连接通信系统52、UWB通信系统53、处理器54、存储器55、触控和显示模块56和其他外设57。举例来说，所述蜂窝系统可以包括2G(2rd-Generation，第二代移动通信技术)数据网络系统、3G(3rd-Generation，第三代移动通信技术)数据网络系统、4G(4rd-Generation，第四代移动通信技术)数据网络系统或5G(5rd-Generation，第五代移动通信技术)数据网络系统等。所述连接通信系统可以包括WIFI网络系统、BT网络系统和WLAN网络系统等。
其中，所述蜂窝系统51中包括蜂窝收发模块511、蜂窝前端模块512和多个蜂窝天线513。所述连接通信系统52中包括WLAN连接收发模块521、连接前端模块522和多个WIFI天线523。所述UWB通信系统53中至少包括UWB模块531、SPDT 532(Single Pole DoubleThrow，单刀双掷开关)、第一UWB天线533、第二UWB天线534和第三UWB天线535。所述处理器54中至少包括蜂窝调制解调器541、连接调制解调器542和数字接口543。
所述蜂窝收发模块511与处理器54的蜂窝调制解调器541相连，之间传输IQ(In-Phase Quadrature，一种特定类型的传输信号)信号。所述WLAN连接收发模块521与处理器54的连接调制解调器542相连，之间传输IQ信号。所述UWB模块531与处理器54的数字接口543相连，之间通过特定的数字接口协议传输信号，比如UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)协议和SPI(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)协议等。
所述UWB模块531中有两个射频端口：RF1端口(射频端口1)和RF2端口(射频端口2)，其中，所述RF1端口为射频输入输出端口，所述RF2端口为射频输入端口。所述UWB模块531的RF1端口连接第一UWB天线533。所述UWB模块531的RF2端口通过SPDT 532连接所述第二UWB天线534和第三UWB天线535。
图5B为本申请实施例终端的不同天线的位置关系的示意图，如图5B所示，所述第一UWB天线533、所述第二UWB天线534和所述第三UWB天线535位于一个平面，且三者呈直角分布，所述第一UWB天线533位于中间。
在一些实施例中，图5A所示的终端还可以包括调整单元，所述调整单元，用于对所述第一UWB天线533、第二UWB天线534和第三UWB天线535的整体位置关系进行调整。只要保证在调整后，所述第一UWB天线533、第二UWB天线534和第三UWB天线535的相对位置关系满足以下条件即可：所述第一UWB天线533、所述第二UWB天线534和所述第三UWB天线535位于一个平面，且三者呈直角分布，所述第一UWB天线533位于中间。
图5C为本申请实施例调整后的终端天线的位置的示意图，如图5C所示，可以利用所述调整单元对天线的整体位置关系进行调整，例如，使用所述调整单元，将所述终端天线的整体位置向右旋转α度。也就是说，所述第一UWB天线533与所述第三UWB天线535所在直线，与水平线之间的角度，从图5B中的90度，变成了图5C中的(90-α)度。所述第一UWB天线533与所述第二UWB天线534所在的直线，与水平线之间的角度，从图5B中的0度，变成了图5C中的-α度。
UWB技术可以用来测角或者测距，图6为本申请实施例基于UWB技术测角的原理示意图，如图6所示，测角的时候需要两个设备，待测设备和测试设备。其中，进行UWB测角时，所述待测设备为WUB定位信号的发射方，所述测试设备为所述UWB定位信号的接收方。测试设备上设有特定间距为d的两个天线：天线A和天线B。所述测试设备可以测量出天线A和天线B接收到的从所述待测设备发射的UWB定位信号的相位，从而计算出相位差pdoa。进而通过所述相位差pdoa算出待测设备的天线距离测试设备的天线A和天线B的路径差p。根据p和d，通过(三角)函数关系计算出到达角度θ(即待测设备相对于测试设备的方位角)。
其中，理论上如果d为UWB载波信号的半波长，那么所述待测设备位于所述测试设备正前方时，位差pdoa为0°(度)。所述待测设备位于所述测试设备右侧(即θ＝90°)时，pdoa为180°。所述待测设备位于所述测试设备左侧(即θ＝-90°)时，pdoa为-180°。实际上由于多种硬件因素，不同的测试设备有不同的θ和pdoa的对应关系，需要进行校准，得出计算公式。在使用时，通过测量出pdoa，然后再计算出方位角θ。
图6所示的测角方法是基础的UWB测角原理，本申请实施例再提供一种基于上述UWB的定位电路或基于上述电子设备或基于上述支持UWB三维测角的手机终端的三维测角方法。需要说明的是，基于上述UWB的定位电路或基于上述电子设备或基于上述支持UWB三维测角的手机终端的三维测角方法可以有很多，本申请实施例只是描述了其中一种，并且对此并不做限制，只要是基于上述UWB的定位电路或基于上述电子设备或基于上述支持UWB三维测角的手机终端的三维测角方法，都在本申请的保护范围内。
所述手机终端的三维测角方法包括：当手机终端与其他手机终端或者标签在进行UWB通信交互时，本手机终端接收UWB数据包后的某时刻，UWB模块531的RF2端口与第二UWB天线534连接(具体的连接条件可以根据协议确定)，则UWB定位信号通过第一UWB天线533和第二UWB天线534接收至UWB模块531，由此可以测量参考面1的到达角度(所述参考面1位于其他手机或者标签上)。某时刻UWB模块531的RF2端口与第三UWB天线535连接，则信号通过第一UWB天线533和第三UWB天线535接收，可以测量参考面2的到达角度(所述参考面2也位于其他手机或者标签上)。其中，所述参考面1和所述参考面2构成正交的两个平面，从而测量出三维角度。
当然，用户在三维测角的过程中，可以根据实际需要，只测量参考面1的到达角度，或者只测量参考面2的到达角度，或者对参考面1和参考面2的到达角度都进行测量，本申请实施例对此并不做限制。
同时，在测角的过程中，还可以进行测距。图7为本申请实施例UWB天线接收信号的示意图，如图7所示，第一UWB天线533和第二UWB天线534都在接收待测设备在某一时刻发射的UWB定位信号，测角和测距使用的信号是融在一起的，可以是一个UWB定位信号，从中接收到的信息是一样的，只是从这个信息中去取什么进行计算的区别。当进行测角时，获取的是UWB定位信号中的第一信息71进行计算。当测距时，获取的是UWB定位信号的第二信息72进行计算。
本申请实施例在手机终端上新增UWB技术，提出UWB通信模块的方案，以及与终端处理器的接口。进而，本申请实施例将平面测角能力的UWB模块拓展成三维的球面测角能力。如此，能够终端上集成UWB通信系统，且可以实现UWB系统的测距和球面测角功能。
以上方法实施例的描述，与上述电路实施例的描述是类似的，具有同电路实施例相似的有益效果。对于本申请方法实施例中未披露的技术细节，请参照本申请电路实施例的描述而理解。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的电路和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于UWB的定位电路，其特征在于，所述电路包括：UWB模块、开关模块、用于接收或发射UWB定位信号的第一至第三天线，其中：
所述第一至所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直；
所述UWB模块，包括两个射频端口；
所述第一天线，与所述UWB模块的一所述射频端口连接；
所述第二天线和所述第三天线，与所述UWB模块的另一所述射频端口连接，通过所述开关模块交替地将接收到的UWB定位信号传输至所述UWB模块进行处理。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
处理器，通过数字接口与所述UWB模块连接，用于执行所述UWB模块对应的功能和协议。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述UWB模块，还用于通过特定的数字接口协议传输UWB定位数据。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
蜂窝收发模块，通过蜂窝调制解调器与所述处理器连接，用于传输蜂窝数据；
WLAN连接收发模块，通过连接调制解调器与所述处理器连接，用于传输无线数据。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电路，其特征在于，与所述第一天线连接的射频端口为射频输入输出端口；与所述第二天线和所述第三天线连接的射频端口为射频输入端口。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至6任一项所述的定位电路。
7.一种基于UWB的定位方法，其特征在于，所述方法包括：
定位电路的UWB模块获取所述定位电路的第一天线接收到的第一UWB定位信号；
所述UWB模块控制所述定位电路的开关模块从所述定位电路的第二天线和第三天线中选择所述第二天线进行连接；
所述UWB模块获取所述第二天线接收到的第二UWB定位信号；
所述UWB模块根据所述第一UWB定位信号和所述第二UWB定位信号，确定第一待测面相对于所述定位电路的角度；
其中，所述第一天线、所述第二天线和所述第三天线位于同一平面；且，所述第一天线和所述第二天线所在的直线，与所述第一天线和所述第三天线所在的直线互相垂直。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述UWB模块获取所述第一天线接收到的第三UWB定位信号；
所述UWB模块控制所述定位电路的开关模块连接所述第三天线；
所述UWB模块获取所述第三天线接收到的第四UWB定位信号；
所述UWB模块根据所述第三UWB定位信号和所述第四UWB定位信号，确定第二待测面相对于所述定位电路的角度；
其中，所述第一待测面与所述第二待测面互相正交。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一UWB定位信号和所述第二UWB定位信号为同一信号源在同一时刻发射的信号，所述第三UWB定位信号和所述第四UWB定位信号为同一信号源在同一时刻发射的信号。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述UWB模块获取所述第一天线或所述第二天线或所述第二天线接收的UWB定位信号；
所述UWB模块利用所述UWB定位信号，确定发射所述UWB定位信号的设备与所述定位电路之间的距离。
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