CN113890636B - 一种定位装置及其uwb时延的校准系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种UWB时延的校准方法，校准系统包括：第一、第二、第三天线，UWB控制器，第一、第二、第三射频电路；依次与第一、第二、第三射频电路串联的第一、第二、第三可变电感；该方法包括：将x＝y＝z作为控制目标，配置一个或多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时完成校准；其中，x，y，z依次表示从第一天线到UWB控制器第一端口，从第二天线到UWB控制器第二端口，从第三天线到UWB控制器第三端口的电信号传输时长。应用本申请的方案，使得各个天线到UWB控制器的电信号传输时长一致，且有效地降低了设计难度。本申请还公开了一种定位装置及其UWB时延的校准系统，具有相应技术效果。

Description

一种定位装置及其UWB时延的校准系统和方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种定位装置及其UWB时延的校准系统和方法。

背景技术

近年来，UWB(Ultra Wide Band，超宽带)技术被越来越看重，支持UWB技术的产品也越来越多，但是，因为UWB技术本身的原因，使得采用UWB技术的产品对于射频电路以及天线的设计有着非常高的要求，支持2D定位的UWB产品需要两个接收天线，支持3D定位的UWB产品则需要三个接收天线，并且，每个接收天线到UWB控制芯片的电信号传输时延要严格相同，这也就意味着在进行电路设计时，每个接收天线到UWB控制芯片的射频电路要相同，PCB走线要完全等长，这对于目前越来越集成化、小型化的UWB产品是一个非常大的挑战。

综上所述，如何在保障各个接收天线到UWB控制芯片的电信号传输时长满足设计要求的前提下，有效地降低设计难度，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种定位装置及其UWB时延的校准系统和方法，以在保障各个接收天线到UWB控制芯片的电信号传输时长满足设计要求的前提下，有效地降低设计难度。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种UWB时延的校准方法，应用于UWB时延的校准系统中的UWB控制器中，所述UWB时延的校准系统包括：第一天线、第二天线、第三天线、所述UWB控制器、分别与所述UWB控制器和所述第一天线连接的第一射频电路、分别与所述UWB控制器和所述第二天线连接的第二射频电路、分别与所述UWB控制器和所述第三天线连接的第三射频电路、与所述第一射频电路串联的第一可变电感、与所述第二射频电路串联的第二可变电感、与所述第三射频电路串联的第三可变电感；

所述UWB时延的校准方法包括：

将x＝y＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感、所述第二可变电感以及所述第三可变电感中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准；

其中，所述x，所述y以及所述z依次表示从所述第一天线到所述UWB控制器的第一端口的电信号传输时长，从所述第二天线到所述UWB控制器的第二端口的电信号传输时长，以及从所述第三天线到所述UWB控制器的第三端口的电信号传输时长。

优选的，所述将x＝y＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感，所述第二可变电感以及所述第三可变电感中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准，包括：

将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z；

将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准。

优选的，所述将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z，包括：

将所述第一天线作为发射天线，并通过所述UWB控制器的第一端口发出第一校准信号；

计算出从所述UWB控制器的第一端口发出所述第一校准信号，到从所述UWB控制器的第二端口接收到所述第一校准信号的第一耗时T1，并且计算出从所述UWB控制器的第一端口发出所述第一校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第一校准信号的第二耗时T2；

判断T1-a/v是否大于T2-c/v；

如果是，则基于T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，将所述第三可变电感的电感值增大第一数值，以使T1-a/v＝T2-c/v；

如果否，则基于T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，将所述第二可变电感的电感值增大第二数值，以使T1-a/v＝T2-c/v；

其中，a表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速。

优选的，所述将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准，包括：

在确定出T1-a/v＝T2-c/v之后，将所述第二天线作为发射天线，并通过所述UWB控制器的第二端口发出第二校准信号；

计算出从所述UWB控制器的第二端口发出所述第二校准信号，到从所述UWB控制器的第一端口接收到所述第二校准信号的第三耗时T3，并且计算出从所述UWB控制器的第二端口发出所述第二校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第二校准信号的第四耗时T4；

判断T3-a/v是否大于T4-b/v；

如果是，则基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，将所述第一可变电感的电感值减小第三数值，以使T3-a/v＝T4-b/v，并且完成UWB时延的校准

如果否，则基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，将所述第一可变电感的电感值增大第四数值，以使T3-a/v＝T4-b/v，并且完成UWB时延的校准；

其中，a表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速，b表示的是所述第二天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离。

优选的，所述将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z，包括：

将所述第一天线作为发射天线，通过反馈的控制方式配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感中的电感值，直至T1-a/v＝T2-c/v；

所述将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准，包括：

将所述第二天线作为发射天线，通过反馈的控制方式配置所述第一可变电感的电感值，直至T3-a/v＝T4-b/v时，完成UWB时延的校准；

其中，T1表示的是从所述UWB控制器的第一端口发出所述第一校准信号，到从所述UWB控制器的第二端口接收到所述第一校准信号的第一耗时，T2表示的是从所述UWB控制器的第一端口发出所述第一校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第一校准信号的第二耗时，a表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速，b表示的是所述第二天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离。

优选的，所述第一射频电路，所述第二射频电路以及所述第三射频电路的电路结构保持一致。

优选的，当所述UWB控制器为3D定位类型的UWB控制器时，所述第一天线，所述第二天线以及所述第三天线均为工作天线；

或者，当所述UWB控制器为2D定位类型的UWB控制器时，所述第一天线，所述第二天线以及所述第三天线中的2个为工作天线，剩余1个为校准天线。

一种UWB时延的校准系统，包括：第一天线、第二天线、第三天线、UWB控制器、分别与所述UWB控制器和所述第一天线连接的第一射频电路、分别与所述UWB控制器和所述第二天线连接的第二射频电路、分别与所述UWB控制器和所述第三天线连接的第三射频电路、与所述第一射频电路串联的第一可变电感、与所述第二射频电路串联的第二可变电感、与所述第三射频电路串联的第三可变电感；

所述UWB控制器用于：

将x＝y＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感，所述第二可变电感以及所述第三可变电感中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准；

其中，所述x，所述y以及所述z依次表示从所述第一天线到所述UWB控制器的第一端口的电信号传输时长，从所述第二天线到所述UWB控制器的第二端口的电信号传输时长，以及从所述第三天线到所述UWB控制器的第三端口的电信号传输时长。

优选的，所述UWB控制器具体用于：

将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z；

将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准。

一种定位装置，包括上述所述的UWB时延的校准系统。

应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到电路中的电感会影响电信号的传输耗时，因此，分别在第一射频电路，第二射频电路以及第三射频电路上串联设置了第一可变电感，第二可变电感以及第三可变电感。本申请可以进行UWB时延的校准，具体的，UWB控制器是将x＝y＝z作为控制目标，校准的手段则是配置第一可变电感，第二可变电感以及第三可变电感中的一个或者多个可变电感的电感值，第一可变电感，第二可变电感以及第三可变电感分别会影响x，y，z的数值，因此，当x＝y＝z时，便可以完成UWB时延的校准。由于本申请的方案支持对于UWB时延的校准，因此，有效的降低了设计难度，即，即使各天线到UWB控制器的射频电路不完全一致，各自的PCB走线长度不完全一致，本申请的方案也可以通过校准，使得各个天线到UWB控制器30的电信号传输时长保持一致。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中UWB时延的校准系统的第一结构示意图；

图2为本发明中UWB时延的校准系统的第二结构示意图；

图3为本发明中UWB时延的校准系统的第三结构示意图；

图4为本发明中UWB时延的校准方法的一种实施流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种UWB时延的校准方法，有效的降低了设计难度，同时，也使得各个天线到UWB控制器的电信号传输时长保持一致。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的UWB时延的校准方法可以应用于UWB时延的校准系统中的UWB控制器30中，可参阅图1，为本发明中一种UWB时延的校准系统的结构示意图，该UWB时延的校准系统可以包括：第一天线11，第二天线12，第三天线13，UWB控制器30，分别与UWB控制器30和第一天线11连接的第一射频电路21，分别与UWB控制器30和第二天线12连接的第二射频电路22，分别与UWB控制器30和第三天线13连接的第三射频电路23；与第一射频电路21串联的第一可变电感L1，与第二射频电路22串联的第二可变电感L2，与第三射频电路23串联的第三可变电感L3；

UWB时延的校准方法包括：

将x＝y＝z作为控制目标，配置第一可变电感L1，第二可变电感L2以及第三可变电感L3中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准；

其中，x，y以及z依次表示从第一天线11到UWB控制器30的第一端口的电信号传输时长，从第二天线12到UWB控制器30的第二端口的电信号传输时长，以及从第三天线13到UWB控制器30的第三端口的电信号传输时长。

具体的，第一射频电路21，第二射频电路22，以及第三射频电路23的电路构成可以根据实际需要进行设定和调整，例如图2的场合中，第一射频电路21，第二射频电路22，以及第三射频电路23中均包括滤波电路和SPDT(Single Pole Double Throw，单刀双掷)开关。并且可以理解的是，在其他场合中，第一射频电路21，第二射频电路22，以及第三射频电路23中可以根据实际需要设置有其他部件。同样的，第一天线11，第二天线12以及第三天线13的具体结构可以根据需要进行设定。

在实际应用中，采用三天线3D定位的UWB产品，可以采用图2的实施方式。采用三天线3D定位时，需要设置有三个RX(Receive，接收)天线，并且其中的一个RX天线同时作为TX(Transport，发送)天线使用，例如图2中选取的是第一天线11。当然，其他实施方式中，可以选用第二天线12或者第三天线13作为TX天线使用。而由于UWB产品的TX/RX采用的是分时复用的模式，因此，图2的第一射频电路21中设置了1个SPDT开关，而UWB定位算法要求各个天线到UWB控制器30的电信号传输时长保持一致，因此，图2的实施方式中的第二射频电路22和第三射频电路23中也均设置了1个SPDT开关，当然，第二射频电路22和第三射频电路23中的SPDT开关不需要起到开关切换的功能。

并且需要指出的是，虽然本申请的方案可以实现UWB时延的校准，但考虑到当第一射频电路21，第二射频电路22，以及第三射频电路23的电路构成差异过大时，可以会出现时延差异超出了调节范围的情况，因此，在本发明的一种具体实施方式中，第一射频电路21，第二射频电路22以及第三射频电路23的电路结构保持一致，以尽量消除各个天线到UWB控制器30的电信号传输时长，这样通过本申请的方案实现微调即可。

本申请分别将第一可变电感L1，第二可变电感L2以及第三可变电感L3与第一射频电路21，第二射频电路22以及第三射频电路23串联连接，第一可变电感L1，第二可变电感L2以及第三可变电感L3的具体位置可以根据实际需要进行设定和调整，但可以理解的是，第一可变电感L1的电感值应当能够影响从第一天线11到UWB控制器30的第一端口的电信号传输时长x，相应的，第二可变电感L2的电感值应当能够影响从第二天线12到UWB控制器30的第二端口的电信号传输时长y，第三可变电感L3的电感值应当能够影响从第三天线13到UWB控制器30的第三端口的电信号传输时长z。也就是说，第一可变电感L1是串联设置在第一天线11与UWB控制器30的第一端口之间的主电路上，第二可变电感L2串联设置在第二天线12与UWB控制器30的第二端口之间的主电路上，第三可变电感L3串联设置在第三天线13与UWB控制器30的第三端口之间的主电路上。

例如图1的场合中，第一可变电感L1设置在第一射频电路21与UWB控制器30的第一端口之间，第二可变电感L2设置在第二射频电路22与第二天线12之间，第三可变电感L3设置在第三射频电路23与第三天线13之间，此外，例如其他场合中，也可以将任意可变电感设置在相应的射频电路内部，只要能够实现本申请的目的即可。

本申请可以由UWB控制器30来实现UWB时延的校准方法，具体的，

UWB控制器30可以触发校准流程，具体的触发机制可以根据需要进行设定，例如周期性地触发，又如每次开机时触发，又如由用户主动触发。

在触发了校准流程之后，UWB控制器30将x＝y＝z作为控制目标，实现校准的手段则是配置第一可变电感L1，第二可变电感L2以及第三可变电感L3中的一个或者多个可变电感的电感值。当x＝y＝z时，说明3个天线到UWB控制器30的相应端口的电信号传输时长是一致的，因此，便可以完成UWB时延的校准。

在本发明的一种具体实施方式中，将x＝y＝z作为控制目标，配置第一可变电感L1，第二可变电感L2以及第三可变电感L3中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准的操作，可参阅图4，可以具体包括以下步骤：

步骤S401：将y＝z作为控制目标，配置第二可变电感L2和/或第三可变电感L3的电感值，以使y＝z；

步骤S402：将x＝z作为控制目标，配置第一可变电感L1的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准。

该种实施方式中，考虑到在进行x，y，z这三个参数的调整时，可以先以其中的两个作为调整目标，即先将y＝z作为控制目标，y和z的数值分别受到第二可变电感L2的电感值以及第三可变电感L3的电感值的影响，因此，通过配置第二可变电感L2和/或第三可变电感L3的电感值，可以达到y＝z的目的，之后，在保证y＝z的前提下，再以x＝z作为控制目标，x的数值受到第一可变电感L1的电感值的影响，因此，配置第一可变电感L1的电感值，从而使x＝z。并且可以理解的是，当选取x，y，z这三个参数中的2个作为调整目标时，除了将y＝z作为控制目标之外，在其他实施方式中，也可以选择将y＝x，或者选择将x＝z作为控制目标，即支持第一天线、第二天线、第三天线之间的功能互换。

该种实施方式中，通过分步调节，可以方便地使得x＝y＝z，从而完成UWB时延的校准。

进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，步骤S401可以具体包括：

将第一天线11作为发射天线，并通过UWB控制器30的第一端口发出第一校准信号；

计算出从UWB控制器30的第一端口发出第一校准信号，到从UWB控制器30的第二端口接收到第一校准信号的第一耗时T1，并且计算出从UWB控制器30的第一端口发出第一校准信号，到从UWB控制器30的第三端口接收到第一校准信号的第二耗时T2；

判断T1-a/v是否大于T2-c/v；

如果是，则基于T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，将第三可变电感L3的电感值增大第一数值，以使T1-a/v＝T2-c/v；

如果否，则基于T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，将第二可变电感L2的电感值增大第二数值，以使T1-a/v＝T2-c/v；

其中，a表示的是第一天线11的信号馈点与第二天线12的信号馈点之间的距离，c表示的是第一天线11的信号馈点与第三天线13的信号馈点之间的距离，v表示的是光速。

该种实施方式中考虑到，通过配置第二可变电感L2和/或第三可变电感L3的电感值，可以达到y＝z的目的，但是x，y，z的取值均不容易直接测量，因此，该种实施方式中，将第一天线11作为发射天线，并通过UWB控制器30的第一端口发出第一校准信号，可参阅图3，由电路结构可知，T1＝x+a/v+y，T2＝x+c/v+z，因此，y＝T1-a/v-x，而z＝T2-c/v-x，也就是说，要使得y＝z，也就是使得T1-a/v＝T2-c/v。T1和T2可以测量得出，v为已知量，a，b，c在设计时便可以得知，即a，b，c也均为已知量，图3中，将第一天线11的信号馈点，第二天线12的信号馈点以及第三天线13的信号馈点依次标记为A，B，C。

当T1-a/v大于T2-c/v时，说明y大于z，因此，该种实施方式中，是将第三可变电感L3的电感值增大第一数值，来使得T1-a/v＝T2-c/v，即提高第三可变电感L3的电感值，使得z增大至与y相同。

第一数值的大小，取决于T1-a/v减T2-c/v之后所得到的具体数值，UWB控制器30可以根据预设的对应关系来确定出第一数值的大小。可以理解的是，该对应关系可以是工作人员通过理论分析，并且结合试验数据而得到的对应关系，通过该对应关系，可以按照T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，确定出第三可变电感L3需要增大的具体数值。同样的，当T1-a/v小于T2-c/v时，也是可以按照预设的对应关系确定出第二数值的具体取值，即确定出第二可变电感L2所需要在增大的具体数值，以使得T1-a/v＝T2-c/v。

当然，如果T1-a/v＝T2-c/v，便说明达到了y＝z的目的，无需再对第二可变电感L2和第三可变电感L3进行调整。

此外，在其他场合中，还可以有其他的调整方式，例如T1-a/v大于T2-c/v时，减小第二可变电感L2的电感值使得T1-a/v＝T2-c/v，而T1-a/v小于T2-c/v时，减小第三可变电感L3的电感值使得T1-a/v＝T2-c/v。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤S402可以具体包括：

在确定出T1-a/v＝T2-c/v之后，将第二天线12作为发射天线，并通过UWB控制器30的第二端口发出第二校准信号；

计算出从UWB控制器30的第二端口发出第二校准信号，到从UWB控制器30的第一端口接收到第二校准信号的第三耗时T3，并且计算出从UWB控制器30的第二端口发出第二校准信号，到从UWB控制器30的第三端口接收到第二校准信号的第四耗时T4；

判断T3-a/v是否大于T4-b/v；

如果是，则基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，将第一可变电感L1的电感值减小第三数值，以使T3-a/v＝T4-b/v，并且完成UWB时延的校准

如果否，则基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，将第一可变电感L1的电感值增大第四数值，以使T3-a/v＝T4-b/v，并且完成UWB时延的校准；

其中，b表示的是第二天线12的信号馈点与第三天线13的信号馈点之间的距离。

在实现了T1-a/v＝T2-c/v之后，该种实施方式中，是将第二天线12作为发射天线，即，将x＝z作为控制目标进行校准。当然，在实际应用中，具体将哪个天线设定为第一天线11，哪个天线设定为第二天线12，均可以根据需要进行设定和调整。

将第二天线12作为发射天线时，UWB控制器30会通过UWB控制器30的第二端口发出第二校准信号，从而可以从自身的第一端口以及第三端口接收到第二校准信号，分别得到第三耗时T3以及第四耗时T4。

由电路结构可知，T3＝x+a/v+y，T4＝z+b/v+y，因此，x＝T3-a/v-y，而z＝T4-b/v-y，也就是说，要使得x＝z，也就是使得T3-a/v＝T4-b/v。T3和T4可以测量得出，v，a，b，c均为已知量。

当T3-a/v大于T4-b/v时，说明x大于z，相应的，当T3-a/v小于T4-b/v时，说明x小于z，需要强调的是，由于已经令y＝z，因此，此时只会通过增大或者减小第一可变电感L1的电感值，来实现x＝z的目的，而不会再调整第三可变电感L3的电感值。

与上文描述的第一数值和第二数值同理，可以预先设定好对应关系，从而基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，得到第三数值和第四数值的具体取值。

在本发明的一种具体实施方式中，将y＝z作为控制目标，配置第二可变电感L2和/或第三可变电感L3的电感值，以使y＝z，可以具体包括：

将第一天线11作为发射天线，通过反馈的控制方式配置第二可变电感L2和/或第三可变电感L3中的电感值，直至T1-a/v＝T2-c/v；

将x＝z作为控制目标，配置第一可变电感L1的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准，包括：

将第二天线12作为发射天线，通过反馈的控制方式配置第一可变电感L1的电感值，直至T3-a/v＝T4-b/v时，完成UWB时延的校准；

其中，T1表示的是从UWB控制器30的第一端口发出第一校准信号，到从UWB控制器30的第二端口接收到第一校准信号的第一耗时，T2表示的是从UWB控制器30的第一端口发出第一校准信号，到从UWB控制器30的第三端口接收到第一校准信号的第二耗时，a表示的是第一天线11的信号馈点与第二天线12的信号馈点之间的距离，c表示的是第一天线11的信号馈点与第三天线13的信号馈点之间的距离，v表示的是光速，b表示的是第二天线12的信号馈点与第三天线13的信号馈点之间的距离。

在前述实施方式中，基于T1-a/v减T2-c/v之后所得到的具体数值，按照对应关系可以确定出第一数值或者第二数值的取值，优点是实现了快速的校准，但该对应关系需要预先耗费大量时间才能得到，即准备工作的工作量较大，并且实际的UWB产品不同，便需要重新调整该对应关系，进一步加大了工作人员的工作负担。

该种实施方式中，是通过反馈的控制方式实现调整，工作量较少。例如在使得y＝z时，将第一天线11作为发射天线，得到了T1和T2的数值之后，如果T1-a/v大于T2-c/v，说明y大于z，可以选择增大第三可变电感L3的电感值，例如增大一个固定数值，而如果是T1-a/v小于T2-c/v，说明z大于y，可以选择增大第二可变电感L2的电感值，例如也是增大一个固定数值。之后，可以返回执行将第一天线11作为发射天线的操作，得到新的T1和T2的数值，以此循环，直到T1-a/v＝T2-c/v。

同样的，将x＝z作为控制目标，也是通过反馈的控制方式配置第一可变电感L1的电感值，直至T3-a/v＝T4-b/v。通过反馈的控制方式灵活性较高，不需要进行大量的准备工作。此外，前述例子中，按照误差调整相应可变电感的电感值时，是选择固定数值的方式，在其他实施方式中，也可以按照误差的数值不同，相适应地选择可变电感的电感值的调整量，以在一定程度上降低方案所需的校准耗时。

在本发明的一种具体实施方式中，当UWB控制器30为3D定位类型的UWB控制器30时，第一天线11，第二天线12以及第三天线13均为工作天线；

当UWB控制器30为2D定位类型的UWB控制器30时，第一天线11，第二天线12以及第三天线13中的2个为工作天线，剩余1个为校准天线。

前文的实施方式中，是以UWB控制器30为3D定位类型的UWB控制器30进行了方案的介绍，即UWB时延的校准系统中的第一天线11，第二天线12以及第三天线13均为工作天线。

而对于2D定位类型的UWB控制器30而言，可能只有2个天线，为了同样能够实现本申请的方案，则需要额外设置一个校准用的天线，即第一天线11，第二天线12以及第三天线13中的2个为工作天线，剩余一个为校准天线，使得当UWB控制器30为2D定位类型的UWB控制器30时，也可以实现本申请的UWB时延的校准。

应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到电路中的电感会影响电信号的传输耗时，因此，分别在第一射频电路21，第二射频电路22以及第三射频电路23上串联设置了第一可变电感L1，第二可变电感L2以及第三可变电感L3。本申请可以进行UWB时延的校准，具体的，UWB控制器30是将x＝y＝z作为控制目标，校准的手段则是配置第一可变电感L1，第二可变电感L2以及第三可变电感L3中的一个或者多个可变电感的电感值，第一可变电感L1，第二可变电感L2以及第三可变电感L3分别会影响x，y，z的数值，因此，当x＝y＝z时，便可以完成UWB时延的校准。由于本申请的方案支持对于UWB时延的校准，因此，有效的降低了设计难度，即，即使各天线到UWB控制器30的射频电路不完全一致，各自的PCB走线长度不完全一致，本申请的方案也可以通过校准，使得各个天线到UWB控制器30的电信号传输时长保持一致。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种UWB时延的校准系统，可与上文相互对应参照。

该UWB时延的校准系统可以包括：第一天线，第二天线，第三天线，UWB控制器，分别与UWB控制器和第一天线连接的第一射频电路，分别与UWB控制器和第二天线连接的第二射频电路，分别与UWB控制器和第三天线连接的第三射频电路；与第一射频电路串联的第一可变电感，与第二射频电路串联的第二可变电感，与第三射频电路串联的第三可变电感；

UWB控制器用于：

将x＝y＝z作为控制目标，配置第一可变电感，第二可变电感以及第三可变电感中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准；

其中，x，y以及z依次表示从第一天线到UWB控制器的第一端口的电信号传输时长，从第二天线到UWB控制器的第二端口的电信号传输时长，以及从第三天线到UWB控制器的第三端口的电信号传输时长。

在本发明的一种具体实施方式中，UWB控制器具体用于：

将y＝z作为控制目标，配置第二可变电感和/或第三可变电感的电感值，以使y＝z；

将x＝z作为控制目标，配置第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准。

在本发明的一种具体实施方式中，UWB控制器将y＝z作为控制目标，配置第二可变电感和/或第三可变电感的电感值，以使y＝z，具体用于：

将第一天线作为发射天线，并通过UWB控制器的第一端口发出第一校准信号；

计算出从UWB控制器的第一端口发出第一校准信号，到从UWB控制器的第二端口接收到第一校准信号的第一耗时T1，并且计算出从UWB控制器的第一端口发出第一校准信号，到从UWB控制器的第三端口接收到第一校准信号的第二耗时T2；

判断T1-a/v是否大于T2-c/v；

如果是，则基于T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，将第三可变电感的电感值增大第一数值，以使T1-a/v＝T2-c/v；

如果否，则基于T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，将第二可变电感的电感值增大第二数值，以使T1-a/v＝T2-c/v；

其中，a表示的是第一天线的信号馈点与第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是第一天线的信号馈点与第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速。

在本发明的一种具体实施方式中，UWB控制器将x＝z作为控制目标，配置第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准，具体用于：

在确定出T1-a/v＝T2-c/v之后，将第二天线作为发射天线，并通过UWB控制器的第二端口发出第二校准信号；

计算出从UWB控制器的第二端口发出第二校准信号，到从UWB控制器的第一端口接收到第二校准信号的第三耗时T3，并且计算出从UWB控制器的第二端口发出第二校准信号，到从UWB控制器的第三端口接收到第二校准信号的第四耗时T4；

判断T3-a/v是否大于T4-b/v；

如果是，则基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，将第一可变电感的电感值减小第三数值，以使T3-a/v＝T4-b/v，并且完成UWB时延的校准

如果否，则基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，将第一可变电感的电感值增大第四数值，以使T3-a/v＝T4-b/v，并且完成UWB时延的校准；

其中，b表示的是第二天线的信号馈点与第三天线的信号馈点之间的距离。

在本发明的一种具体实施方式中，UWB控制器具体用于：

将第一天线作为发射天线，通过反馈的控制方式配置第二可变电感和/或第三可变电感中的电感值，直至T1-a/v＝T2-c/v；

将第二天线作为发射天线，通过反馈的控制方式配置第一可变电感的电感值，直至T3-a/v＝T4-b/v时，完成UWB时延的校准；

其中，T1表示的是从UWB控制器的第一端口发出第一校准信号，到从UWB控制器的第二端口接收到第一校准信号的第一耗时，T2表示的是从UWB控制器的第一端口发出第一校准信号，到从UWB控制器的第三端口接收到第一校准信号的第二耗时，a表示的是第一天线的信号馈点与第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是第一天线的信号馈点与第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速，b表示的是第二天线的信号馈点与第三天线的信号馈点之间的距离。

在本发明的一种具体实施方式中，第一射频电路，第二射频电路以及第三射频电路中包括的器件类型相同。

在本发明的一种具体实施方式中，当UWB控制器为3D定位类型的UWB控制器时，第一天线，第二天线以及第三天线均为工作天线；

当UWB控制器为2D定位类型的UWB控制器时，第一天线，第二天线以及第三天线中的2个为工作天线，剩余1个为校准天线。

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种定位装置，可以如上述任一实施例中的UWB时延的校准系统，该定位装置可以是独立的定位装置，也可以集成在其他产品中，例如手机、手表、手环等可穿戴设备，追踪器等等。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种UWB时延的校准方法，其特征在于，应用于UWB时延的校准系统中的UWB控制器中，所述UWB时延的校准系统包括：第一天线、第二天线、第三天线、所述UWB控制器、分别与所述UWB控制器和所述第一天线连接的第一射频电路、分别与所述UWB控制器和所述第二天线连接的第二射频电路、分别与所述UWB控制器和所述第三天线连接的第三射频电路、与所述第一射频电路串联的第一可变电感、与所述第二射频电路串联的第二可变电感、与所述第三射频电路串联的第三可变电感；

所述UWB时延的校准方法包括：

将x＝y＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感、所述第二可变电感以及所述第三可变电感中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准；

其中，所述x，所述y以及所述z依次表示从所述第一天线到所述UWB控制器的第一端口的电信号传输时长，从所述第二天线到所述UWB控制器的第二端口的电信号传输时长，以及从所述第三天线到所述UWB控制器的第三端口的电信号传输时长；

所述将x＝y＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感，所述第二可变电感以及所述第三可变电感中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准，包括：

将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z；

将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准；

所述将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z，包括：

将所述第一天线作为发射天线，通过反馈的控制方式配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感中的电感值，直至T1-a/v＝T2-c/v；

所述将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准，包括：

将所述第二天线作为发射天线，通过反馈的控制方式配置所述第一可变电感的电感值，直至T3-a/v＝T4-b/v时，完成UWB时延的校准；

其中，T1表示的是从所述UWB控制器的第一端口发出第一校准信号，到从所述UWB控制器的第二端口接收到所述第一校准信号的第一耗时，T2表示的是从所述UWB控制器的第一端口发出所述第一校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第一校准信号的第二耗时，a表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速，b表示的是所述第二天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离；

T3表示的是从所述UWB控制器的第二端口发出第二校准信号，到从所述UWB控制器的第一端口接收到所述第二校准信号的第三耗时；T4表示的是从所述UWB控制器的第二端口发出所述第二校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第二校准信号的第四耗时。

2.根据权利要求1所述的UWB时延的校准方法，其特征在于，所述将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z，包括：

将所述第一天线作为发射天线，并通过所述UWB控制器的第一端口发出第一校准信号；

计算出从所述UWB控制器的第一端口发出所述第一校准信号，到从所述UWB控制器的第二端口接收到所述第一校准信号的第一耗时T1，并且计算出从所述UWB控制器的第一端口发出所述第一校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第一校准信号的第二耗时T2；

判断T1-a/v是否大于T2-c/v；

如果是，则基于T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，将所述第三可变电感的电感值增大第一数值，以使T1-a/v＝T2-c/v；

如果否，则基于T1-a/v减T2-c/v所得到的差值，将所述第二可变电感的电感值增大第二数值，以使T1-a/v＝T2-c/v；

其中，a表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速。

3.根据权利要求1所述的UWB时延的校准方法，其特征在于，所述将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准，包括：

在确定出T1-a/v＝T2-c/v之后，将所述第二天线作为发射天线，并通过所述UWB控制器的第二端口发出第二校准信号；

计算出从所述UWB控制器的第二端口发出所述第二校准信号，到从所述UWB控制器的第一端口接收到所述第二校准信号的第三耗时T3，并且计算出从所述UWB控制器的第二端口发出所述第二校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第二校准信号的第四耗时T4；

判断T3-a/v是否大于T4-b/v；

如果是，则基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，将所述第一可变电感的电感值减小第三数值，以使T3-a/v＝T4-b/v，并且完成UWB时延的校准

如果否，则基于T3-a/v减T4-b/v所得到的差值，将所述第一可变电感的电感值增大第四数值，以使T3-a/v＝T4-b/v，并且完成UWB时延的校准；

其中，a表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速，b表示的是所述第二天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离。

4.根据权利要求1所述的UWB时延的校准方法，其特征在于，所述第一射频电路，所述第二射频电路以及所述第三射频电路的电路结构保持一致。

5.根据权利要求1至4任一项所述的UWB时延的校准方法，其特征在于，当所述UWB控制器为3D定位类型的UWB控制器时，所述第一天线，所述第二天线以及所述第三天线均为工作天线；

或者，当所述UWB控制器为2D定位类型的UWB控制器时，所述第一天线，所述第二天线以及所述第三天线中的2个为工作天线，剩余1个为校准天线。

6.一种UWB时延的校准系统，其特征在于，包括：第一天线、第二天线、第三天线、UWB控制器、分别与所述UWB控制器和所述第一天线连接的第一射频电路、分别与所述UWB控制器和所述第二天线连接的第二射频电路、分别与所述UWB控制器和所述第三天线连接的第三射频电路、与所述第一射频电路串联的第一可变电感、与所述第二射频电路串联的第二可变电感、与所述第三射频电路串联的第三可变电感；

所述UWB控制器用于：

将x＝y＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感，所述第二可变电感以及所述第三可变电感中的一个或者多个可变电感的电感值，直至x＝y＝z时，完成UWB时延的校准；

其中，所述x，所述y以及所述z依次表示从所述第一天线到所述UWB控制器的第一端口的电信号传输时长，从所述第二天线到所述UWB控制器的第二端口的电信号传输时长，以及从所述第三天线到所述UWB控制器的第三端口的电信号传输时长；

所述UWB控制器具体用于：

将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z；

将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准；

所述将y＝z作为控制目标，配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感的电感值，以使y＝z，包括：

将所述第一天线作为发射天线，通过反馈的控制方式配置所述第二可变电感和/或所述第三可变电感中的电感值，直至T1-a/v＝T2-c/v；

所述将x＝z作为控制目标，配置所述第一可变电感的电感值，以使x＝z，并且完成UWB时延的校准，包括：

将所述第二天线作为发射天线，通过反馈的控制方式配置所述第一可变电感的电感值，直至T3-a/v＝T4-b/v时，完成UWB时延的校准；

其中，T1表示的是从所述UWB控制器的第一端口发出第一校准信号，到从所述UWB控制器的第二端口接收到所述第一校准信号的第一耗时，T2表示的是从所述UWB控制器的第一端口发出所述第一校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第一校准信号的第二耗时，a表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第二天线的信号馈点之间的距离，c表示的是所述第一天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离，v表示的是光速，b表示的是所述第二天线的信号馈点与所述第三天线的信号馈点之间的距离；

T3表示的是从所述UWB控制器的第二端口发出第二校准信号，到从所述UWB控制器的第一端口接收到所述第二校准信号的第三耗时；T4表示的是从所述UWB控制器的第二端口发出所述第二校准信号，到从所述UWB控制器的第三端口接收到所述第二校准信号的第四耗时。

7.一种定位装置，其特征在于，包括如权利要求6所述的UWB时延的校准系统。