CN115734153A - 一种定位方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种定位方法、装置及系统，涉及射频识别技术领域，能够减少接收通道的数量，降低复杂度和成本。具体方案为：定位装置包括天线选择电路、接收处理电路，以及处理器，天线选择电路通过接收处理电路耦合至处理器，天线选择电路用于与包括M*N个天线单元的天线阵列耦合，天线选择电路用于在天线阵列中选择不同组合的天线单元，每种组合的天线单元包括L个天线单元；处理器，用于控制天线选择电路在天线阵列中选择一种组合的天线单元；接收处理电路，用于通过天线选择电路选择的L个天线单元接收来自标签的应答信号，并对该应答信号进行处理；处理器，还用于基于处理后的数据，定位标签的位置。

Description

一种定位方法、装置及系统

技术领域

本申请实施例涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种定位方法、装置及系统。

背景技术

射频识别(radio-frequency identification，RFID)技术是一种非接触自动识别技术，可以通过无线双向通信方式实现目标身份的识别及数据交换。RFID标签可以广泛应用于仓储、物流、门店等场景，用于资产盘点、识别及定位。如图1所示，在物流仓库中，RFID标签可以用于货物定位。

图2为一种RFID定位系统的结构示意图，如图2所示，交互端向收发一体阅读器发送标签的产品电子代码(electronic product code，EPC)信息，阅读器通过多个天线单元(比如，图2中的天线1至天线N)向RFID标签发送命令，与该EPC信息相同的RFID标签反射信号，阅读器通过多个接收通道接收该反射信号，并基于反射信号得到RFID标签的位置。即，图2所示的方案中收发一体阅读器是通过多个发送(transmit，TX)/接收(receive，RX)通道实现RFID标签的定位。图2中的接收通道数等于天线单元数，接收通道数和天线单元数越多，RFID标签的定位距离和定位精度等效果越好。

但是，由于图2中的阅读器的接收通道数与天线单元数相同，在天线单元的数量较多的情况下，将导致阅读器的接收通道数量较多，造成阅读器的复杂度较高，成本较大的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种定位方法、装置及系统，能够减少接收通道的数量，降低复杂度，成本较低。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种定位装置，该定位装置包括天线选择电路、接收处理电路，以及处理器，天线选择电路通过接收处理电路耦合至处理器；天线选择电路用于与天线阵列耦合，该天线阵列包括M*N个天线单元，M和N均为大于或等于1的整数，而且M和N不同时为1，该天线选择电路用于在天线阵列中选择不同组合的天线单元，每种组合的天线单元包括L个天线单元，L为小于M*N的正整数；处理器，用于向标签发送第一命令，该第一命令用于盘点或查询标签；处理器，还用于控制天线选择电路在天线阵列中选择一种组合的天线单元；接收处理电路，用于通过天线选择电路选择的L个天线单元接收来自标签的应答信号，并对该应答信号进行处理；处理器，还用于基于接收处理电路处理后的数据，定位标签的位置。

基于本方案，通过天线选择电路在M*N的天线阵列中选择L个天线单元，并基于选择的L个天线单元接收的应答信号可以定位标签的位置。该方案中接收通道的数量为L个，接收通道的数量小于天线阵列包括的天线单元的数量，相较于现有技术中接收通道数与天线单元数相同，能够显著的降低接收通道的数量，降低复杂度，成本较低。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述天线选择电路包括L个切换开关，每个切换开关的一端用于与天线阵列中的K个天线单元耦合，K为小于或等于M*N/L的正整数，每个切换开关的另一端与接收处理电路耦合；处理器，具体用于控制L个切换开关在天线阵列中选择L个天线单元。

基于本方案，通过L个切换开关在天线阵列中选择L个天线单元，能够减少定位装置接收通道的数量，降低复杂度和成本。可选的，每个切换开关可以实现K选一功能，该切换开关可以为一个K选一开关，也可以为由多个开关组成的能够实现K选一功能的开关。即每个切换开关的逻辑功能是实现K选一，该切换开关的物理形态可以为一个开关，也可以为多个开关。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述每个切换开关耦合的K个天线单元分别位于天线阵列的不同列，或者，每个切换开关耦合的K个天线单元分别位于天线阵列的不同行，或者，每个切换开关耦合的K个天线单元分别位于天线阵列的不同行且不同列。

基于本方案，由于每个切换开关耦合的K个天线单元分别位于天线阵列的不同列，或，不同行，或不同行列，从而使得L个切换开关选择的不同组合的天线单元获取到的数据信息更多，能够提高标签定位的准确性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述处理器，具体用于在标签发送一次应答信号的时间段内，每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合。该第一时长与标签发送应答信号的时长和天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量有关。

可选的，标签发送一次应答信号的时长可以为标签发送EPC帧的时长。处理器可以从发送确认ACK命令开始计时，在计时达到预设时长时，处理器确定标签开始发送EPC帧。处理器根据标签开始发送EPC帧的时间和标签发送EPC帧的时长，可以确定标签发送完EPC帧的时间。从标签开始发送EPC帧开始，处理器每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合，直至标签发送完该EPC帧。可选的，标签发送EPC帧的时长＝符号总数*每符号周期数/符号速率。

基于本方案，在标签发送一次EPC帧的时间段内，可以多次切换不同组合的天线单元，因此不同组合的天线单元的切换时间较短，定位速度较快，更适用于定位耗时敏感的场景。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述处理器，还用于发送多个查询命令，每发一次查询命令，控制天线选择电路切换一次天线单元组合；该查询命令用于查询标签。

基于本方案，处理器每发送一次query命令，切换一组天线单元，该切换方式相较于前一种实现方式中的切换方式(在标签上报一次EPC帧的时间段内多次切换不同组合的天线单元)而言，天线单元组合的切换时间较长，更适用于定位耗时不敏感的场景。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述处理器，还用于在满足预设条件时，停止切换天线单元组合；其中，该预设条件包括以下至少一个：定位一个标签时选择的天线单元组合的数量达到预设数量，该预设数量小于或等于天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量；或，切换的不同组合的天线单元已遍历完预设的多个天线单元组合。

基于本方案，处理器还可以在定位一个标签时选择的天线单元组合的数量达到预设数量或切换的不同组合的天线单元已遍历完预设的多个天线单元组合的情况下，停止切换天线单元组合，从而根据选择的不同组合的天线单元接收的应答信号，可以较为准确的定位标签的位置。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述接收处理电路包括L个子接收处理电路；上述处理器，具体用于：将该L个子接收处理电路中的每个子接收处理电路处理后的数据进行组合；对组合后的数据进行加权；基于加权后的数据，得到一种组合的天线单元对应的方向角；基于多种组合的天线单元对应的方向角，得到标签的位置。

基于本方案，在定位标签的位置时，通过对组合后的信号进行加权，能够实现方位滤波。而且通过对组合后的信号进行的加权处理，可以代替移相器，因此能够省去移相器这个物理器件，降低成本。

需要说明的是，本申请中对组合后的信号进行加权是指采用Q组多波束滤波码本对组合后的信号进行方位滤波处理。Q个波束方向对应Q组码本系数，可以用每组码本系数与组合后的信号相乘后进行合路得到采用该组码本系数加权后的数据。

可选的，对于标签而言，向标签发送命令的器件与接收来自标签的应答信号的器件可以为同一个器件，也可以为不同的器件。比如，如果是由中继器向标签发送命令，由阅读器接收标签的应答信号，那么对于标签而言，接收和发送分别是在两个器件中实现的，故接收和发送不共本振。再比如，如果是由阅读器向标签发送命令，也是由阅读器接收标签的应答信号，那么对于标签而言，接收和发送是在一个器件中实现的，故接收和发送可以共本振。在发送和接收不共本振的情况下，上述处理器可以通过组合加权的方式定位标签的位置。在发送和接收共本振的情况下，以不同组合的天线单元切换的时间间隔为ΔT为例，已知天线阵列中每个天线单元的位置，上述处理器可以通过在间隔ΔT的时间内，基于频率w，计算

然后，根据不同组合的天线单元采集的数据，计算

并根据公式

得到方向角θ。其中，d为天线阵列中任意相邻两行和任意相邻两列之间的间距，该间距d大于或等于λ/2。基于多种组合的天线单元对应的方向角，得到标签的位置。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述接收处理电路包括L个子接收处理电路，每个子接收处理电路包括混频器和模数转换器，该每个子接收处理电路中的混频器通过模数转换器与处理器耦合；混频器，用于对与该混频器对应的天线单元接收的应答信号进行下变频处理；模数转换器，用于将下变频后的应答信号转换为数字信号；处理器，具体用于基于模数转换器处理后的数据，定位标签的位置。

基于本方案，通过对每个接收通道接收的应答信号进行下变频和模数转换处理，从而可以将应答信号的频率降低，并将其转换为数字信号输入处理器，处理器基于接收的数字信号可以定位标签的位置。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述接收处理电路还包括本机振荡器和功分器，本机振荡器通过功分器分别与L个子接收处理电路中的混频器耦合；该本机振荡器，用于提供上变频或下变频所用的射频时钟；混频器，具体用于基于本机振荡器输出的射频时钟信号对与该混频器对应的天线单元接收的应答信号进行下变频处理。

基于本方案，通过本机振荡器提供射频时钟，混频器可以基于该射频时钟信号对应答信号进行下变频处理，实现频率的降低。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述天线选择电路到每个子接收处理电路中的混频器的射频线等长，上述功分器至每个子接收处理电路中的混频器的信号走线等长。

基于本方案，通过将天线选择电路到每个子接收处理电路中的混频器的射频线设置为等长，将功分器至每个子接收处理电路中的混频器的信号走线设置为等长，能够确保不同接收通道接收信号的相位是一致的，不仅能够减小计算量，而且能够提高标签的定位准确性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述定位装置还用于与第一天线耦合，该第一天线与天线阵列中的天线单元的工作频率不同，上述定位装置还包括第一发送电路；上述处理器，还用于通过第一发送电路以及第一天线向中继器发送第一命令，第一命令用于盘点或查询标签。

可选的，第一发送电路用于向其他设备发送信令，该第一发送电路与第一接收电路可以工作在不同模式。例如，第一发送电路与第一接收电路的工作频段可以不同，第一发送电路用于向中继器发送select命令、query命令或ACK命令。

基于本方案，定位装置可以通过第一天线向中继器发送第一命令，中继器向标签转发该第一命令，从而在标签为无源RFID标签时。可以实现由中继器向标签供电，不再由阅读器向标签供电，因此阅读器与标签之间的距离不再受限于10米级，可以达到百米级，能够提升无源RFID标签的定位距离。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述定位装置还包括第二发送电路，上述接收处理电路包括L个子接收处理电路，每个子接收处理电路还包括环行器，上述天线选择电路通过每个子接收处理电路中的环行器分别耦合至该子接收处理电路中的混频器以及第二发送电路，环行器用于实现收发合路；上述处理器，还用于通过第二发送电路、环行器和天线阵列发送第一命令；混频器，具体用于通过环行器对与该混频器对应的天线单元接收的应答信号进行下变频处理。

可选的，第二发送电路用于向其他设备发送信令，该第二发送电路与第一接收电路可以工作在不同模式。例如，第二发送电路与第一接收电路的工作频段可以不同，第二发送电路用于向标签发送select命令、query命令或ACK命令。

基于本方案，通过在每个子接收处理电路中设置环行器，能够实现收发合路，从而定位不仅可以通过天线选择电路接收信号，也可以通过天线选择电路发送命令。与现有技术中收发通道与天线单元的数量相同相比，本方案通过天线选择电路在天线阵列中选择L个天线单元，该L个天线单元分别对应L个收发通道，能够降低收发通道的数量，因此复杂度和成本较低。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述天线选择电路到每个子接收处理电路中的环行器的射频线等长，每个子接收处理电路中的环行器到混频器的射频线等长。

基于本方案，通过将天线选择电路到每个子接收处理电路中的环行器的射频线设置为等长，将每个子接收处理电路中的环行器到混频器的射频线设置为等长，能够确保不同接收通道接收信号的相位是一致的，不仅能够减小计算量，而且能够提高标签的定位准确性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述天线阵列中每个天线单元到天线选择电路的射频线等长。

基于本方案，通过将天线阵列中每个天线单元到天线选择电路的射频线设置为等长，能够确保不同接收通道接收信号的相位是一致的，不仅能够减小计算量，而且能够提高标签的定位准确性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述M*N个天线单元按照M行N列排布，天线阵列中任意相邻两行和任意相邻两列之间的间距相等。可选的，天线阵列中任意相邻两行和任意相邻两列之间的间距大于或等于0.5倍波长。

本申请实施例的第二方面，提供一种定位方法，该方法包括：在天线阵列中选择一种组合的天线单元，该天线阵列包括M*N个天线单元，M和N均为大于或等于1的整数，而且M和N不同时为1，每种组合的天线单元包括L个天线单元，L为小于M*N的正整数；基于选择的L个天线单元接收来自标签的应答信号；基于应答信号，定位标签的位置。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述方法还包括：在标签发送一次应答信号的时间段内，每隔第一时长切换一次天线单元组合。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述第一时长与标签发送应答信号的时长和天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量有关。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述方法还包括：发送多个查询命令，每发一次查询命令，切换一次天线单元组合；该查询命令用于查询标签。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述方法还包括：在满足预设条件时，停止切换天线单元组合；其中，该预设条件包括以下至少一个：选择的天线单元组合的数量达到预设数量，该预设数量小于或等于天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量；或，切换的不同组合天线单元已遍历完预设的多个天线单元组合。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述基于应答信号，定位标签的位置，包括：将组合的天线单元包括的L个天线单元接收的数据进行组合；对组合后的数据进行加权；基于加权后的数据，得到组合的天线单元对应的方向角；基于多种组合的天线单元对应的方向角，得到标签的位置。

上述第二方面以及第二方面的各种实现方式的效果描述可以参考第一方面相应效果的描述，在此不再赘述。

本申请实施例的第三方面，提供一种阅读器，该阅读器包括如上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的定位装置，以及所述天线阵列。

可选的，该阅读器还可以包括第一天线。

本申请实施例的第四方面，提供一种定位系统，该定位系统包括中继器、阅读器和标签，所述阅读器包括如上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的定位装置，以及所述天线阵列；所述阅读器，用于向所述中继器发送第一命令，所述第一命令用于盘点或查询所述标签；所述中继器，用于接收来自所述阅读器的所述第一命令，并向标签转发所述第一命令；所述标签，用于向所述阅读器发送应答信号。

可选的，所述第一命令包括选择select命令、查询query命令、或确认ACK命令中的至少一个。

本申请实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中具有计算机程序代码，当所述计算机程序代码在处理器上运行时，使得所述处理器执行如上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述的方法。

本申请实施例的第六方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序指令，所述程序指令被执行时，以实现如上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述的方法。

本申请实施例的第七方面，提供一种定位设备，所述定位设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述计算机程序，使得所述定位设备实现如上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述的方法。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种RFID标签的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种RFID定位系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种RFID定位系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种RFID定位系统的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种RFID定位系统的应用场景的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种定位装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种定位装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种定位装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种方位计算方法的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的又一种定位装置的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的又一种定位装置的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的又一种定位装置的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的一种定位方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c，或，a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。比如，本申请实施例中的第一发送电路中的“第一”和第二发送电路中的“第二”仅用于区分不同的发送电路。本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

需要说明的是，本申请中，“耦合”包括直接连接和间接连接。比如，a与b耦合，可以表示a与b直接连接，也可以表示a通过c与b连接。

需要说明的是，本申请中，天线阵列包括M*N个天线单元，该天线阵列中的天线单元与第一天线和第二天线可以为不同的天线，该天线单元、第一天线、第二天线可以分别用于实现不同的天线功能。

目前，RFID标签可以分为有源RFID标签、无源RFID标签和半有源RFID标签。其中，无源RFID标签内不含电池，通过采集无线能量(超高频(ultra high frequency，UHF)频段一般约860MHz～960MHz)给自身供电。例如，无源RFID标签的天线单元可以将接收到的电磁波能量转化成电能，激活无源RFID标签中的芯片，并将无源RFID标签芯片中的数据发送出来。阅读器通过天线单元与无源RFID标签进行无线通信，可以实现对无源RFID标签的标签识别码和内存数据的读出或写入操作。无源RFID标签因其体积小、成本低、寿命长等特点，广泛应用于仓储、物流、门店等场景，用于资产盘点、识别及定位。

阅读器一般分为固定式阅读器和移动式阅读器两种类型。其中，固定式阅读器的位置固定，通常可以安装在墙上。移动式阅读器例如可以为手持式RFID扫码枪。

如图2所示的一种定位系统，由于阅读器的接收通道数与天线单元数相同，在天线单元的数量较多的情况下，将导致阅读器的接收通道数量较多，造成阅读器的复杂度较高，成本较大的问题。而且图2中的天线1至天线N为双工天线，阅读器通过该N个天线向无源RFID标签发送命令，并通过该N个天线接收来自无源RFID标签的反射信号。在图2中的RFID标签为无源RFID标签的情况下，由于阅读器的发射功率有限，无源RFID标签采集阅读器发射的无线能量进行充电时，无源RFID标签与阅读器之间的距离只能达到10米级，无法达到百米级，导致定位距离有限。

图3为另一种定位系统的结构示意图，图3中的功率分配器和功率合成器可以由移相器实现，移相器与天线阵列共同实现相控阵天线的功能。利用相控阵天线辐射波束角度可调的特点，可以对搜索平面依次进行扫描，并通过统计不同天线区域内无源RFID标签出现的次数，推算出该无源RFID标签的位置。

由于图3中的天线阵列为双工天线，阅读器通过该天线阵列向无源RFID标签发送命令，并通过该天线阵列接收来自无源RFID标签的反射信号。在图3中的RFID标签为无源RFID标签的情况下，由于阅读器的发射功率有限，无源RFID标签采集阅读器发射的无线能量进行充电时，无源RFID标签与阅读器之间的距离只能达到为10米级，无法达到百米级，导致定位距离有限。另外，图3中的功率分配器和功率合成器是由移相器实现的，由于移相器是物理器件，成本较高，因此在定位系统中采用移相器将导致定位系统的成本较高。

为了解决在天线单元的数量较多的情况下，阅读器的接收通道数量较多，导致阅读器的复杂度较高的问题，以及无源RFID标签的定位距离有限仅能达到10米级，无法达到百米及的问题，以及采用移相器导致成本较高的问题。本申请实施例提供一种定位装置，该定位装置通过天线选择电路可以在天线阵列中选择不同组合的天线单元，能够减少接收通道的数量，降低复杂度，成本较低。而且通过中继器向标签供电，不再由阅读器向标签供电，因此阅读器与标签之间的距离不再受限于10米级，可以达到百米级。另外，在定位标签的位置时，通过对标签的应答信号进行加权，可以代替移相器，因此在定位标签的位置时省去了移相器，能够降低成本。

本申请实施例提供的定位装置在定位标签的位置时，该标签可以为无源RFID标签，也可以为有源RFID标签，本申请实施例对于标签的具体类型并不限定。由于有源RFID标签的工作频率与无源RFID标签的工作频率不同，因此定位装置在定位不同类型的标签时的电路结构会有所差异。

本申请实施例提供的定位装置可以应用于图4中的(a)所示的定位系统中。如图4中的(a)所示，该定位系统包括阅读器、中继器和标签。可选的，该定位系统还可以包括服务器。

图4中的(a)所示的定位系统中，下行链路(阅读器->中继器)可以通过有线或无线的方式通信，下面分别对定位系统中下行链路采用不同通信方式的工作过程进行介绍。

如图4中的(a)所示，阅读器包括定位装置，以及与该定位装置分别耦合的天线阵列和第一天线。该天线阵列可以包括M*N个天线单元，M和N均为大于或等于1的整数，而且M和N不同时为1。第一天线和天线阵列中的天线单元的工作频率不同。例如，第一天线可以为与天线阵列中的天线单元的工作频率不同的单根棒状天线。

在阅读器至中继器的下行链路采用无线通信时，阅读器采用无线频段通过第一天线向中继器发送用于盘点标签的选择select命令，以选定标签，该选择命令中携带标签的EPC信息，该标签的标识(identity，ID)可以从服务器获取。然后阅读器再采用无线频段通过第一天线向中继器下发查询query命令或确认ACK命令，以使得该标签上报应答信号。可选的，以如图4中的(a)所示的标签为无源RFID标签为例，阅读器至中继器的下行链路采用的无线频段可以为超高频UHF 840MHz～845MHz频段。

在阅读器至中继器的下行链路采用有线通信时，阅读器包括定位装置，以及与定位装置分别耦合的天线阵列和线缆，该线缆包括但不限于网线、串口线、光纤等物理线缆。

在阅读器至中继器的下行链路采用有线通信时，阅读器采用网线、串口线、光纤等线缆向中继器发送用于盘点标签的选择select命令，以选定标签，该选择命令中携带标签的EPC信息。然后阅读器再通过通过网线、串口线、光纤等线缆向中继器下发查询query命令或确认ACK命令，以使得该标签上报应答信号。

图4中的(a)所示的定位系统的上行链路(中继器->标签->阅读器)可以通过无线的方式通信。在中继器至标签至阅读器的上行链路采用无线通信时，若标签为无源RFID标签，独立部署的中继器负责向该无源RFID标签进行无线充电，并向该无源RFID标签转发符合协议标准的select命令、query命令和ACK命令。无源RFID标签负责接收空口信令，并将该无源RFID标签的EPC等信息通过背反射的方式调制发射到空口。阅读器中的定位装置通过M*N天线阵列接收空口的无线信号，并解调接收的信号，得到该无源RFID标签的位置，并向服务器发送其定位的结果。可选的，以如图4中的(a)所示的标签为无源RFID标签为例，中继器至标签至阅读器的上行链路采用的无线频段可以为超高频UHF 920.5MHz-924.5MHz频段。

可选的，中继器转发来自阅读器的query命令时，响应于该query命令，标签上报RN16帧。中继器转发来自阅读器的ACK命令时，响应于该ACK命令，标签上报EPC帧。

结合定位系统的上行链路和下行链路的工作过程可知，图4中的(a)所示的定位系统中阅读器通过第一天线或线缆向中继器发送命令，中继器向标签转发该命令，响应于中继器转发的命令，标签发送应答信号，阅读器通过天线阵列接收标签反射的信号。在标签为无源RFID标签时，图4中的(a)所示的定位系统中可以由中继器为无源RFID标签充电(单个中继器可覆盖约10米范围内的无源RFID标签)，不再由阅读器为无源RFID标签充电，因此无源RFID标签和阅读器之间的距离不再受限于10米级，可以达到百米级。如图4中的(a)所示，阅读器向中继器发送命令的下行链路的通信距离可以达到百米级。阅读器接收无源RFID标签的反射信号的上行链路的通信距离也可以达到百米级。中继器和无源RFID标签之间的距离约为10米级。

可选的，图4中的(a)所示的定位系统中，中继器可以移动部署，也可以固定部署。当中继器移动部署时，中继器可以通过电池供电。上述定位系统中，一个阅读器可以与一个中继器组网，也可以与多个中继器组网，本申请实施例对此并不限定。

例如，如图5所示，以一个阅读器与两个中继器组网为例。图5中的阅读器可以通过向中继器1发送select命令以选定无源RFID标签1，然后阅读器再向中继器下发查询query命令或确认ACK命令，中继器转发阅读器发送的命令，响应于中继器发送的命令，无源RFID标签1上报应答信号，阅读器基于该无源RFID标签1上报的应答信号，得到该无源RFID标签1的位置。图5中的阅读器也可以通过向中继器2发送select命令以选定无源RFID标签2，然后阅读器再向中继器下发查询query命令或确认ACK命令，中继器转发阅读器发送的命令，响应于中继器发送的命令，无源RFID标签2上报应答信号，阅读器基于该无源RFID标签2上报的应答信号，得到该无源RFID标签2的位置。

本申请实施例提供的定位装置也可以应用于图4中的(b)所示的定位系统中。如图4中的(b)所示，该定位系统包括阅读器和标签。可选的，该定位系统还可以包括服务器。

在图4中的(b)所示的标签为有源RFID标签时，由于有源RFID标签无需采集阅读器发射的无线能量进行充电，因此阅读器与有源RFID标签之间的距离不再受10米级限制。

在图4中的(b)所示的标签为无源RFID标签时，由阅读器向无源RFID标签供电，由于阅读器的发射功率有限，无源RFID标签采集阅读器发射的无线能量进行充电时，无源RFID标签与阅读器之间的距离有限。因此，在定位无源RFID标签的位置时，为了提升无源RFID标签的定位距离，可以采用图4中的(a)所示的定位系统。

可选的，如图4中的(b)所示，该定位系统还可以包括第二天线，该第二天线的工作频率与天线阵列中的天线单元的工作频率可以不同。阅读器可以通过第二天线向标签发送命令，并通过天线阵列中的天线单元接收来自标签的应答信号，从而使得阅读器的接收通道和发送通道分离。

可以理解的，上述图4中的(a)所示的系统架构与图4中的(b)所示的系统架构有所不同。在图4中的(a)所示的系统架构中，阅读器通过第一天线向中继器发送命令，中继器向标签转发该命令，阅读器通过天线阵列接收来自标签的应答信号。因此对于标签而言，是由中继器向标签发送命令，是由阅读器接收标签的应答信号，因此，接收和发送分别是在两个器件中实现的，故在图4中的(a)所示的系统中接收和发送不共本振。在图4中的(b)所示的系统架构中，阅读器通过天线阵列或第二天线向标签发送命令，并通过天线阵列接收来自标签的应答信号。对于标签而言，是由阅读器向标签发送命令，也是由阅读器接收标签的应答信号，因此，接收和发送是在一个器件中实现的，故在图4中的(b)所示的系统中接收和发送可以共本振。本申请实施例对于定位装置具体应用的系统和场景并不进行限定，图4仅是示例性说明。

本申请实施例提供一种定位装置，如图6所示，该定位装置包括天线选择电路、接收处理电路，以及处理器。天线选择电路通过接收处理电路耦合至处理器，天线选择电路用于与天线阵列耦合，天线阵列包括M*N个天线单元，天线选择电路用于在天线阵列中选择不同组合的天线单元，每种组合的天线单元包括L个天线单元，L为小于M*N的正整数。

天线阵列包括的M*N个天线单元按照M行N列排布，该天线阵列中任意相邻两行和任意相邻两列之间的间距相等。该间距大于或等于0.5倍波长。需要说明的是，由于定位装置定位有源RFID标签时的工作频率与定位无源RFID标签时的工作频率不同，因此波长也不同。故在定位不同类型的RFID标签时，上述间距可以不同。下述实施例以天线阵列中任意相邻两行和任意相邻两列之间的间距为0.5倍波长，该0.5倍波长为16.2cm为例进行说明，16.2cm为无源RFID标签的工作频率对应的半波长。

可选的，上述天线阵列中的多个天线单元可以为相同的天线单元(例如，M*N个天线单元均为圆极化天线)，任意相邻两个天线单元等间距排布，相邻两个天线单元的中心间距不小于其波长的二分之一。

天线阵列包括的天线单元的数量与定位识别的距离有关。天线阵列包括的天线单元数越多，定位距离越远。天线阵列包括的天线单元数越少，定位距离越近。例如，近距离定位时(比如，10米范围内)可采用2*2的天线阵列，远距离定位时(比如，百米范围内)可采用4*4的天线阵列。本申请实施例对于天线阵列包括的天线单元的数量并不限定，实际应用中可以根据定位距离的不同设置天线阵列包括的天线单元的数量。

例如，如图7所示，天线阵列包括16个天线单元，16个天线单元按4行4列排布，该16个天线单元可以为相同的天线单元，均采用圆极化天线。图7所示的天线阵列的面积约65cm*65cm，任意相邻两个天线单元之间的距离约16.2cm。

再例如，如图8所示，天线阵列包括8个天线单元，8个天线单元按2行4列排布，该8个天线单元可以为相同的天线单元，均采用圆极化天线。图8所示的天线阵列的面积约65cm×32.5cm，任意相邻两个天线单元之间的距离约16.2cm。

需要说明的是，上述M和N的数值可以相同，也可以不同。当M和N的数值不同时，M可以小于N，也可以大于N，本申请实施例对此并不限定。

如图6所示，天线选择电路包括L个切换开关，每个切换开关为K选一开关，每个切换开关的一端用于与天线阵列中的K个天线单元耦合，K为小于或等于M*N/L的正整数。每个切换开关的另一端与接收处理电路耦合，每个切换开关用于在该切换开关耦合的K个天线单元中选择一个天线单元。

可选的，每个切换开关耦合的K个天线单元分别位于天线阵列的不同列，或者，每个切换开关耦合的K个天线单元分别位于天线阵列的不同行，或者，每个切换开关耦合的K个天线单元分别位于天线阵列的不同行且不同列。

例如，如图7所示，以L、K、M、N均为4，每个切换开关耦合的4个天线单元分别位于天线阵列的不同行列为例。定位装置用于与4*4的天线阵列耦合，该4*4的天线阵列包括4行4列共16个天线单元。定位装置包括4个切换开关，分别为切换开关A至切换开关D。切换开关A用于与天线阵列中的4个天线单元A耦合，该4个天线单元A可以分别位于天线阵列的不同行和不同列，切换开关A用于从4个天线单元A中选择一个天线单元A。切换开关B用于与天线阵列中的4个天线单元B耦合，该4个天线单元B可以分别位于天线阵列的不同行和不同列，切换开关B用于从4个天线单元B中选择一个天线单元B。切换开关C用于与天线阵列中的4个天线单元C耦合，该4个天线单元C可以分别位于天线阵列的不同行和不同列，切换开关C用于从4个天线单元C中选择一个天线单元C。切换开关D用于与天线阵列中的4个天线单元D耦合，该4个天线单元D可以分别位于天线阵列的不同行和不同列，切换开关D用于从4个天线单元D中选择一个天线单元D。可以理解的，通过一个切换开关与位于不同行列的多个天线单元耦合，从而使得选择的不同组合的天线单元获取到的数据信息更多，能够提高标签定位的准确性。

可选的，上述每个切换开关可以实现K选一功能，该切换开关可以为一个K选一开关，也可以为由多个开关组成的能够实现K选一功能的开关。例如，以K为四为例，每个切换开关可以实现四选一功能，该切换开关可以为一个四选一开关，也可以为由两个二选一开关组成的能够实现四选一功能的开关。即每个切换开关的逻辑功能是实现K选一，该切换开关的物理形态可以为一个开关，也可以为多个开关。

本申请实施例对于L和K的具体数值并不限定，L和K可以相同，也可以不相同。当L和K不相同时，L可以大于K，也可以小于K，本申请实施例对此并不限定，图7以L、K、M、N均为4为例进行示例性示意。

可选的，上述天线阵列中每个天线单元到天线选择电路的射频线等长。以天线选择电路包括L个切换开关为例，天线阵列中的每个天线单元到与其耦合的切换开关的射频线的长度均相等。

例如，如图7所示，天线阵列中的4个天线单元A到切换开关A的射频线的距离均为a，天线阵列中的4个天线单元B到切换开关B的射频线的距离也均为a，天线阵列中的4个天线单元C到切换开关C的射频线的距离也均为a，天线阵列中的4个天线单元D到切换开关D的射频线的距离也均为a。

可以理解的，如果天线阵列中每个天线单元到天线选择电路的射频线不等长，那么不同天线单元接收信号的相位会发生变化，因此在定位标签的位置时需要将不同天线单元接收信号的相位调整为一致，如果不同天线单元的相位不一致，可能会造成定位的标签的位置不准确。因此，本申请实施例通过将天线阵列中每个天线单元到天线选择电路的射频线设置为等长，不仅能够减小计算量，而且能够提高标签的定位准确性。

处理器，用于向标签发送第一命令，该第一命令用于盘点或查询标签。

处理器，还用于控制天线选择电路在天线阵列中选择一种组合的天线单元。

接收处理电路，用于通过天线选择电路选择的L个天线单元接收来自标签的应答信号，并对该应答信号进行处理。

处理器，还用于基于接收处理电路处理后的数据，定位标签的位置。

在天线选择电路包括L个切换开关的情况下，上述处理器具体用于控制L个切换开关在天线阵列中选择一种组合的天线单元，该一种组合的天线单元包括L个天线单元。其中，每个切换开关用于从与其耦合的K个天线单元中选择一个天线单元。

例如，如图7所示，以L、K、M、N均为4为例。在同一时刻，天线选择电路可以控制切换开关A至切换开关D选择一种组合的天线单元，该一种组合的天线单元包括一个天线单元A、一个天线单元B、一个天线单元C和一个天线单元D。即在同一时刻，切换开关A在天线阵列的4个天线单元A中选择一个天线单元，切换开关B在天线阵列的4个天线单元B中选择一个天线单元，切换开关C在天线阵列的4个天线单元C中选择一个天线单元C，切换开关D在天线阵列的4个天线单元D中选择一个天线单元D，切换开关A至切换开关D选择的四个天线单元可以组成一个天线单元组合。

由于接收处理电路通过L个天线单元接收来自标签的应答信号，因此，本申请实施例中定位装置的接收通道数即为天线选择电路中切换开关的数量。在天线选择电路包括L个切换开关的情况下，接收处理电路可以通过该L个切换开关选择的L个天线单元接收来自标签的应答信号。即，本申请实施例中接收处理电路的接收通道数为L个，该接收通道数L小于天线阵列包括的天线单元的数量。

例如，如图7所示，以天线阵列包括16个天线单元，天线选择电路包括4个切换开关为例，定位装置包括4个接收通道，分别为RX1至RX4。很显然，定位装置的接收通道的数量4小于天线阵列中天线单元的数量16。与现有技术中接收通道数与天线单元数相同相比，本申请实施例提供的定位装置通过天线选择电路在M*N的天线阵列中选择L个天线单元接收数据，能够显著的降低接收通道的数量，降低复杂度，成本较低。

可选的，如图6至图8所示，接收处理电路可以包括本机振荡器(localoscillator，LO)、功分器，以及L个子接收处理电路，每个子接收处理电路包括混频器和模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)。本机振荡器通过功分器分别与L个子接收处理电路中的混频器耦合，每个子接收处理电路中的混频器通过模数转换器与处理器耦合。

本机振荡器，用于提供上变频或下变频所用的射频时钟。

混频器，用于基于本机振荡器输出的射频时钟信号对与该混频器对应的天线单元接收的应答信号进行下变频处理。

模数转换器，用于将下变频后的应答信号转换为数字信号。

处理器，具体基于模数转换器处理后的数据，定位标签的位置。

例如，如图7所示，每个子接收处理电路对应一个接收通道，该接收通道通过对应的切换开关选择的一个天线单元接收来自标签的应答信号。以接收通道接收的应答信号的频率为921MHz为例，每个子接收处理电路中的混频器通过将本机振荡器输出的射频时钟信号与该接收通道接收的应答信号进行下变频混频处理，混频器输出的信号的频率小于该接收通道接收的应答信号的频率(比如，混频器输出的信号的频率可以为几十MHz)。再通过该接收处理电路中的ADC对下变频后的信号进行模数转换。由处理器根据每个子接收处理电路中经ADC转换后的数据，定位标签的位置。

可选的，天线选择电路中每个切换开关到该切换开关对应的子接收处理电路中的混频器的射频线等长。例如，如图7所示，切换开关A至与其耦合的混频器的射频线的长度为b，切换开关B至与其耦合的混频器的射频线的长度也为b，切换开关C至与其耦合的混频器的射频线的长度也为b、切换开关D至与其耦合的混频器的射频线的长度也为b。可以理解的，如果每个切换开关至与该开关耦合的混频器的射频线不等长，那么不同混频器接收的应答信号的相位可能不同，因此在定位标签的位置时需要将不同混频器接收的应答信号的相位调整一致，如果不同混频器接收的应答信号的相位不一致，可能会造成定位的标签的位置不准确。因此，本申请实施例通过将天线选择电路中的每个切换开关到该切换开关对应的子接收处理电路中的混频器的射频线设置为等长，不仅能够减小计算量，而且能够提高标签的定位准确性。

可选的，上述功分器到每个子接收处理电路中的混频器的信号走线等长。

对于标签而言，向标签发送命令的器件与接收来自标签的应答信号的器件可以为同一个器件，也可以为不同的器件。当采用图4中的(a)所示的系统架构时，对于标签而言，是由中继器向标签发送命令，由阅读器接收标签的应答信号，因此，接收和发送分别是在两个器件中实现的，故接收和发送不共本振。当采用图4中的(b)所示的系统架构时，对于标签而言，是由阅读器向标签发送命令，也是由阅读器接收标签的应答信号，因此，接收和发送是在一个器件中实现的，故接收和发送可以共本振。根据接收和发送是否共本振，可以分为以下两种情况分别定位标签的位置。

第一种情况，在发送和接收不共本振的情况下，上述处理器可以通过以下四个步骤定位标签的位置：

步骤a、将L个子接收处理电路中每个子接收处理电路处理后的数据进行组合。

示例性的，如图7所示，L个接收通道接收应答信号后，可以分别通过每个子接收处理电路中的混频器和模数转换器对每个接收通道接收的应答信号进行处理，然后处理器再对L个子接收处理电路处理后的数据进行组合。

例如，基于处理器接收的L个接收通道的数据可以组合为L*1的向量，该向量可以表示为

其中，

分别为每种组合的天线单元包括的L个天线单元在t时刻接收应答信号的数据，A为天线单元接收信号的幅度，

分别表示每种组合的天线单元包括的L个天线单元的相位，w表示中频信号速率。

步骤b、对组合后的数据进行加权。

示例性的，在对组合后的数据进行加权时，可以使用Q个多波束滤波码本得到每种组合的天线单元对应的方向角。对当前组合的天线单元的某个固定波束方向角θ_i来说，其对应的码本为L*1向量，该码本可以表示为

为一组固定常数的系数，Q个波束方向对应Q组码本系数。使用码本滤波后的信号进行合路可以得到：

C_1*1(t)即为采用一组码本系数加权后的数据。

步骤c、基于加权后的数据，得到一种组合的天线单元对应的方向角。

示例性的，在对L个接收通道接收的信号进行组合加权后，可以根据组合加权后的数值，计算信号质量参数，并将信号质量参数的最大值对应的码本确定为该组合的天线单元对应的方向角θ。

例如，以信号质量参数为接收的信号强度指示(received signal strengthindication，RSSI)为例，根据组合加权后的信号，计算RSSI，RSSI(C)＝max(abs(C_1*1(t)))，在Q个码本对应的Q个RSSI值中，取RSSI最大值C_max＝max(RSSI(C))＝max(max(abs(C_1*1(t))))对应的码本代表对应方向角θ。设定待定位空间直角坐标系Z，以天线阵平面为xoy平面，一种组合的天线单元所发出的空间波束方向D_i，其测量估计的波束方向

本申请实施例对于信号质量参数的具体类型并不限定，在此以信号质量参数为RSSI为例进行说明。

可以理解的，在发送和接收不共本振的情况下，对于每种组合的天线单元，都可以通过上述步骤a至步骤c得到该组合的天线单元对应的方向角。

步骤d、基于多种组合的天线单元对应的方向角，得到标签的位置。

示例性的，以多种组合的天线单元的数量为R为例，处理器可以根据步骤a至步骤c得到每种组合的天线单元对应的方向角，该R种组合的天线单元分别对应R个方向的空间波束方向。由于不同组合的天线单元的原点不同，该R种组合的天线单元各自波束角的射线相交，将其波瓣相交的位置

可以得到标签的位置D三维坐标。该标签的位置可以用相对坐标系中的坐标位置表示。

下面结合图9对上述步骤a至步骤d的方位计算方法进行介绍。如图9所示，对于标签而言，如果向标签发送命令的器件与接收来自标签的应答信号的器件为同一个器件，即发送和接收共本振时，处理器对采样的L个接收通道接收的数据进行组合加权，并计算不同权重的RSSI，得到每种组合的天线单元对应的方向角。基于多种组合的天线单元对应的方向角，计算该多种组合的天线单元的交点，并将交点位置确定为标签的位置，输出标签的三维坐标位置。可以理解的，本申请实施例在定位标签的位置时，通过对组合后的信号进行加权，能够实现方位滤波。而且通过对组合后的信号进行的加权处理，可以代替移相器，因此能够省去移相器这个物理器件，降低成本。

第二种情况，在发送和接收共本振的情况下，以不同组合的天线单元切换的时间间隔为ΔT为例，已知天线阵列中每个天线单元的位置，上述处理器可以通过以下四个步骤定位标签的位置：

步骤e、在间隔ΔT的时间内，基于频率w，计算

步骤f、根据不同组合的天线单元采集的数据，计算

例如，可以通过

计算

其中

分别表示不同组合的天线单元的位置。

步骤g、根据公式

得到方向角θ。其中，d为天线阵列中任意相邻两行和任意相邻两列之间的间距，该间距d大于或等于λ/2。

步骤h、基于多种组合的天线单元对应的方向角，得到标签的位置。

可以理解的，步骤h的具体实现方式可以参考步骤d，在此不再赘述。

如图9所示，在本申请实施例中，处理器不仅可以用于定位标签的位置，还可以输出天线切换控制信号，该天线切换控制信号用于控制天线选择电路选择不同的组合的天线单元，实现不同天线单元组合的切换控制。处理器控制天线选择电路选择不同的组合的天线单元时，根据定位耗时敏感程度的不同，可以包括以下两种切换方式。

第一种切换方式：处理器在标签发送一次应答信号的时间段内，每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合。

上述标签发送一次应答信号的时长为标签发送一次EPC帧的时长。处理器可以在标签发送一次EPC帧的时间段内，每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合。

可选的，处理器可以从发送ACK命令开始计时，在计时达到预设时长时，处理器确定标签开始发送EPC帧。处理器根据标签开始发送EPC帧的时间和标签发送EPC帧的时长，可以确定标签发送完EPC帧的时间。从标签开始发送EPC帧开始，处理器每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合，直至标签发送完该EPC帧。该预设时长可以为经验值，该预设时长根据定位装置应用环境的不同会有所差异。也就是说，本申请实施例中处理器可以根据经验值预估标签开始发送EPC帧的时间，并在标签发送EPC帧的时间段内，每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合。

该切换方式适用于定位耗时敏感的场景，在该切换方式中上述定位装置可以依次发送select命令、query命令和ACK命令。当阅读器发送query命令时，响应于该query命令，标签上报RN16帧。当阅读器发送ACK命令时，响应于该ACK命令，标签上报EPC帧。该EPC帧为长帧，RN16帧为短帧，比如，EPC帧的数据量可以为128bit，RN16帧的数据量可以为16bit。在本切换方式中，响应于阅读器发送的ACK命令，在标签发送一次EPC帧的时间段内，处理器可以控制天线选择电路每隔第一时长切换一次天线单元组合。

可选的，上述第一时长与标签发送应答信号的时长和天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量有关。

示例性的，标签发送应答信号的时长即为标签发送EPC帧的时长。标签发送EPC帧的时长＝符号总数*每符号周期数/符号速率，根据协议定义，符号总数＝12×Trext+4+preamble+16+epclen+crc。其中，Trext为协议规定的query信令中的数值，可取1或0。preamble为导码，一般为6个固定符号长度。crc为校验码，一般为16个固定符号长度。每符号周期数可取1、2、4、8。

例如，在每符号周期数为8，当符号速率为40khz时，标签发送EPC帧的时长最长，以标签ID符号数EPC长度为96符号为例，符号总数可以为12+4+6+16+96+16＝150，因此标签发送EPC帧的时长为150×8/40＝30毫秒。再例如，在每符号周期数为1，当符号速率为640khz时，标签发送EPC帧的时长最短，以标签ID符号数EPC长度为96符号为例，标签发送EPC帧的时长为150×1/640＝0.234375毫秒。

示例性的，上述天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量与天线阵列中天线单元的数量有关。天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量即为天线阵列包括的所有天线单元中，总共可以组成的不同天线单元组合的数量。

如图7所示，以天线阵列包括4*4共16个天线单元，L为4为例，该天线阵列中任意4个天线单元可以组成一个天线单元组合，16个天线单元总共可以组合的方式包括

共256种，故天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量为256种。再例如，如图8所示，以天线阵列包括2*4共8个天线单元，L为4为例，该天线阵列中任意4个天线单元可以组成一个天线单元组合，8个天线单元总共可以组合的方式包括

共16种，故天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量为16种。

示例性的，以天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量为16，标签发送EPC帧的时长为0.234375毫秒为例，上述第一时长可以用ΔT表示，ΔT＝标签发送EPC帧的时长/天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量＝0.234375/16＝0.0146484375毫秒。即，处理器在标签发送一次EPC帧的时间段内，每隔0.0146484375毫秒控制天线选择电路切换一次天线单元组合。

可选的，处理器控制天线选择电路切换不同组合的天线单元时，可以根据预设规则控制天线选择电路切换不同组合的天线单元。该预设规则可以包括但不限于：处理器控制天线选择电路依次遍历天线阵列中所有组合的天线单元。处理器控制天线选择电路遍历预设的多个天线单元组合中的每种天线单元组合，该预设的多个天线单元组合的数量小于或等于天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量。

例如，以预设规则为处理器控制天线选择电路依次遍历天线阵列中的所有组合的天线单元为例，如图7所示，处理器可以控制天线选择电路依次选择第一行的天线单元A至天线单元D、第二行的天线单元A至天线单元D、第三行的天线单元A至天线单元D、第四行的天线单元A至天线单元D、第一列的天线单元A至天线单元D、第二列的天线单元A至天线单元D、第三列的天线单元A至天线单元D、第四列的天线单元A至天线单元D、左上角的天线单元A至天线单元D、右上角的天线单元A至天线单元D、左下角的天线单元A至天线单元D、右下角的天线单元A至天线单元D、中心的天线单元A至天线单元D等等共256种组合的天线单元。

可选的，由于标签发送EPC帧的时长有限，因此，在天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量较多的情况下，标签发送一次EPC帧的时间段内，可能只够切换一部分不同组合的天线单元。那么，阅读器可以再次发送ACK命令，响应于该ACK命令，标签再次上报EPC帧，处理器可以控制天线选择电路在标签再次上报EPC帧的时间段内，每隔第一时长控制天线选择电路在另一部分天线单元组合中切换一次天线单元组合。

在该切换方式中，上述应答信号携带在EPC帧中。

可以理解的，上述第一种切换方式中，响应于阅读器发送的ACK命令，标签上报EPC帧，在标签上报一次EPC帧的时间段内，处理器可以控制天线选择电路每隔ΔT切换一次天线单元组合。如果标签发送完该EPC帧时，仍有部分天线单元组合未切换完，那么阅读器会再次发送ACK命令，响应于该再次发送的ACK命令，标签再次上报EPC帧，在标签再次发送EPC帧的时间段内，处理器控制天线选择电路每隔ΔT在未切换的天线单元组合中切换一次天线单元组合。也就是说，该切换方式中，在标签上报一次EPC帧的时间段内可以多次切换不同组合的天线单元，因此不同组合的天线单元的切换时间较短，定位速度较快，更适用于定位耗时敏感的场景。

第二种切换方式：处理器，还用于发送多个查询命令，每发一次查询命令，控制天线选择电路切换一次天线单元组合。

上述查询命令为query命令。处理器每发送一次query命令，可以控制天线选择电路切换一次天线单元组合。

该切换方式适用于定位耗时不敏感的场景，在该切换方式中阅读器依次发送select命令和query命令。当阅读器发送query命令时，响应于该query命令，标签上报RN16帧。在该切换方式中，阅读器每发送一次query命令，处理器控制天线选择电路切换一次天线单元组合。响应于阅读器发送的query命令，标签上报RN16帧。

可选的，阅读器发送select命令，选定标签。然后阅读器每发送一次query命令，处理器控制天线选择电路切换一次天线单元组合。处理器可以根据预设规则控制天线选择电路切换不同组合的天线单元。该预设规则可以包括但不限于：处理器控制天线选择电路依次遍历天线阵列中所有组合的天线单元。或者，处理器控制天线选择电路遍历预设的多个天线单元组合中的每种天线单元组合，该预设的多个天线单元组合的数量小于或等于天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量。

例如，以天线阵列中共包括16种不同组合的天线单元为例，阅读器发送select命令，选定标签。然后阅读器每发送一次query命令，处理器控制天线选择电路选择一组天线单元。阅读器依次发送16次query命令，每发送一次query命令，处理器控制天线选择电路选择一组天线单元，总共可以控制天线选择电路选择16种不同组合的天线单元。可以理解的，阅读器发送的16次query命令，请求查询的是同一个标签。

再例如，以预设的多个天线单元组合为10个天线单元组合为例，阅读器发送select命令，选定标签。然后阅读器每发送一次query命令，处理器控制天线选择电路选择一组天线单元，该选择的一组天线单元为10个天线单元组合中的任一个组合。阅读器依次发送10次query命令，每发送一次query命令，处理器控制天线选择电路选择一组天线单元，总共可以控制天线选择电路选择10种不同组合的天线单元。

在该切换方式中，上述应答信号携带在RN16帧中。

可以理解的，上述第二种切换方式中每发送一次query命令，切换一组天线单元，该切换方式相较于第一种切换方式中在标签上报一次EPC帧的时间段内多次切换不同组合的天线单元而言，天线单元组合的切换时间较长，更适用于定位耗时不敏感的场景。上述第一种切换方式由于切换时间较短可以称为小循环切换，上述第二种切换方式由于切换时间较长可以称为大循环切换，两种不同的切换方式由于切换间隔时间的不同可以适用于不同的场景中。

需要说明的是，前述步骤d和步骤h中基于多种组合的天线单元对应的方向角，得到标签的位置时，根据定位耗时敏感程度的不同，该多种组合的天线单元可以通过上述第一种切换方式或第二种切换方式选择。

可选的，上述处理器，还用于在满足预设条件时，停止切换天线单元组合。预设条件包括以下至少一个：选择的天线单元组合的数量达到预设数量，该预设数量小于或等于天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量。或，切换的不同组合的天线单元已遍历完预设的多个天线单元组合。

可以理解的，本申请实施例通过处理器控制天线选择电路在天线阵列中切换不同组合的天线单元，不仅可以减少定位装置的接收通道数，降低复杂度和成本。还可以根据不同组合的天线单元接收的信号得到每种组合的天线单元对应的方向角，并基于多种组合的天线单元对应的方向角较为准确的得到标签的位置。

本申请实施例提供的上述定位装置可以应用于图4中的(a)所示的系统中，也可以应用于图4中的(b)所示的系统中，下面对不同系统中定位装置的结构和功能进行介绍。

如图6至图8所示，方位感知装置应用于图4中的(a)所示的系统中时，上述定位装置还用于与第一天线耦合，该第一天线与天线阵列中的天线单元的工作频率不同，该定位装置还包括第一发送电路。

处理器，具体用于通过第一发送电路以及第一天线向中继器发送第一命令，中继器用于转发第一命令。该第一命令用于盘点或查询标签。

可选的，第一发送电路用于向其他设备发送信令，该第一发送电路与第一接收电路可以工作在不同模式。例如，第一发送电路与第一接收电路的工作频段可以不同，第一发送电路用于向中继器发送第一命令。

根据处理器切换不同组合的天线单元的方式不同，第一命令包括的信令有所不同。当处理器在标签发送EPC帧的时间段内，每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合时，该第一命令包括select命令、query命令和ACK命令。当处理器发送多个查询命令，每发一次查询命令，处理器控制天线选择电路切换一次天线单元组合时，该第一命令包括select命令和query命令。

示例性的，以处理器根据前述第一种切换方式切换天线单元组合为例，结合图4中的(a)可知，定位装置可以通过第一天线依次向中继器发送select命令、query命令、ACK命令，中继器向标签转发阅读器发送的select命令、query命令、ACK命令，响应于中继器转发的命令，标签上报应答信号(EPC帧或RN16帧)。可选的，上述第一天线可以为单根棒状天线。

需要说明的是，在图4中的(a)所示的系统中，对于标签而言，是由中继器向标签发送命令，是由阅读器接收标签的应答信号，因此，接收和发送是在两个器件中实现的，故在图4中的(a)所示的系统中接收和发送不共本振，处理器可以采用前述步骤a至步骤d得到每种组合的天线单元对应的方向角。

如图10所示，方位感知装置应用于图4中的(b)所示的系统中时，每个子接收处理电路还可以包括环行器，定位装置还包括第二发送电路，天线选择电路通过每个子接收处理电路中的环行器分别耦合至该子接收处理电路中的混频器以及第二发送电路。该环行器用于实现收发合路。

处理器，还用于通过第二发送电路、环行器和天线阵列发送第一命令。

混频器，具体用于通过环行器对与该混频器对应的天线单元接收的应答信号进行下变频处理。

天线选择电路到每个子接收处理电路中的环行器的射频线等长。每个子接收处理电路中的环行器到混频器的射频线等长。

可选的，第二发送电路用于向其他设备发送信令，该第二发送电路与第一接收电路可以工作在不同模式。例如，第二发送电路与第一接收电路的工作频段可以不同，第二发送电路用于向标签发送第一命令。

可选的，如图10所示，第二发送电路包括L个子发送电路，每个子发送电路包括数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)和混频器，接收处理电路中的LO通过功分器分别与每个子发送电路中的混频器耦合。

例如，以处理器根据前述第一种切换方式切换天线单元组合为例，结合图4中的(b)和图10可知，定位装置可以通过环行器和天线阵列向标签发送select命令、query命令、ACK命令，并通过天线阵列和环行器接收来自标签的应答信号。即，在图4中的(b)所示的系统中，对于标签而言，是由阅读器向标签发送命令，也是由阅读器接收标签的应答信号，因此接收和发送是在一个器件中实现的。而且，结合图10可知，阅读器中的定位装置中接收通道(比如，图10中的RX1至RX4)与发射通道(比如，图10中的TX1至TX4)是基于同一个LO进行混频的，因此发送和接收共本振。故处理器可以采用前述步骤e至步骤h得到每种组合的天线单元对应的方向角。

结合图4中的(b)可知，阅读器中的定位装置可以直接向标签发送第一命令，因此在图4中的(b)所示的系统中，如果标签为无源RFID标签，可以通过阅读器向标签发射无线信号为标签充电。在图4中的(b)所示的标签为无源RFID标签的情况下，如果图10所示的定位装置中的接收通道为多个，可以通过固定一个通道一直发射信号，以保证处理器在切换不同组合的天线单元时，无源RFID标签不会断电，接收不会中断。但是，如果图10所示的定位装置中的接收通道为一个，那么在切换不同组合的天线单元的时候，会导致无源RFID标签接收不到无线信号，因此无源RFID标签无法发送信号，导致阅读器接收失败。

为了解决图10所示的定位装置在定位无源RFID标签的位置时，如果只有一个接收通道将导致接收失败的问题，本申请实施例还提供一种定位装置，如图11所示，该定位装置还用于与第二天线耦合。该第二天线与天线阵列中的天线单元的工作频率不同。

处理器，还用于通过第二发送电路和第二天线发送第一命令。

如图11所示，天线选择电路包括一个切换开关，该切换开关为M*N选一开关，该M*N选一开关的一端用于与天线阵列中的每个天线单元耦合，该M*N选一开关的另一端通过接收处理电路耦合至处理器。在图11所示的定位装置中，由于只有一个切换开关，因此只有一个接收通道。

图11所示的定位装置与图10所示的定位装置相比，由于图11所示的定位装置通过第二天线向标签发送第一命令，通过M*N选一开关切换不同组合的天线单元接收标签的应答信号，因此图11所示的定位装置的发送和接收使用的是不同的天线单元，收发通道不同。故图11所示的定位装置应用在图4中的(b)所示的系统中时，若标签为无源RFID标签，该无源RFID标签可以通过采集第二天线发射的无线能量进行充电，因此图11所示的定位装置切换不同的天线单元时，不会对发送造成影响，不会导致接收中断。

需要说明的是，图11所示的定位装置应用于图4中的(b)所示的系统中时，是由阅读器向标签发送命令，并由阅读器接收来自标签的命令，因此，接收和发送是在一个器件中实现的。而且，结合图11可知，阅读器中的定位装置中接收通道(比如，图11中的单RX)与发射通道(比如，图11中的单TX)是基于同一个LO进行混频的，因此发送和接收共本振。故处理器可以采用前述步骤e至步骤h得到每种组合的天线单元对应的方向角。

本申请实施例还提供一种定位装置，如图12所示，该定位装置的接收通道数等于天线阵列中的天线单元数，该定位装置包括接收处理电路和处理器。

示例性的，以接收处理电路包括4个子接收处理电路，天线阵列包括2*2个天线单元为例，如图12所示，每个子接收处理电路分别用于与天线阵列中的一个天线单元耦合。在本实施例中，由于天线单元的数量等于接收通道的数量，因此与图6至图8所示的定位装置相比，本实施例省去了天线选择电路，直接由4个子接收处理电路通过天线阵列中的响应天线单元接收来自标签的应答信号。

如图12所示，接收处理电路还包括本机振荡器和功分器，每个子接收处理电路包括混频器和模数转换器，每个子接收处理电路中的混频器通过模数转换器与处理器耦合。本机振荡器通过功分器分别与4个子接收处理电路中的混频器耦合。

混频器，用于基于本机振荡器输出的射频时钟信号对与该混频器对应的天线单元接收的应答信号进行下变频处理。

模数转换器，用于对下变频后的数据进行模数转换。

处理器，用于基于模数转换后的数据，得到一种组合的天线单元对应的方向角。并基于多种组合的天线单元对应的方向角，定位标签的位置。

关于上述混频器、模数转换器、处理器的具体功能可以参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。与前述实施例不同的是，本实施例中处理器不再发送切换控制信号切换不同组合的天线单元，接收处理电路直接通过天线阵列中的天线单元接收信号，并对4个接收通道接收的信号进行下变频和模数转换处理，处理器根据模数转换后的数据定位标签的位置。

需要说明的是，与前述实施例不同的是，由于图12所示的实施例中接收通道数与天线阵列中的天线单元数相同，因此，不需要通过切换开关对不同组合的天线单元进行切换。而是通过处理器将不同接收通道接收的应答信号进行组合，得到不同组合的天线单元，并计算每种组合的天线单元对应的方向角，根据多种组合的天线单元对应的方向角得到标签的位置。也就是说，本实施例可以通过软件算法将不同的天线单元进行组合得到多种组合的天线单元，以定位标签的位置。

可选的，图12所示的定位装置还可以包括第一发送电路，处理器通过第一发送电路和第一天线向中继器发送第一命令。

例如，图12所示的定位装置应用于图4中的(a)所示系统中时，结合图4中的(a)所示，图12所示的定位装置可以通过单根棒状天线向中继器发送select命令、query命令、或ACK命令，中继器向标签(图4中的(a)中的无源RFID标签)转发阅读器发送的命令，响应于中继器发送的命令，标签上报应答信号(EPC帧或RN16帧)。

本申请实施例还提供一种阅读器，如图6、图7、图8、图10、图11或图12所示，该阅读器包括上述定位装置以及天线阵列。可选的，该阅读器还可以包括上述第一天线或第二天线。

本申请实施例还提供一种定位系统，该定位系统包括中继器和阅读器，如图6、图7、图8、图10、图11或图12所示，该阅读器包括上述定位装置以及天线阵列。其中，阅读器，用于向中继器发送第一命令，该第一命令包括选择select命令、查询query命令、或确认ACK命令中的至少一个。中继器，用于接收来自阅读器的第一命令，并向标签转发第一命令。标签，用于向阅读器发送应答信号。可选的，该定位系统还包括标签。

可选的，根据处理器切换不同组合的天线单元的方式不同，第一命令包括的信令有所不同。当处理器在标签发送EPC帧的时间段内，每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合时，该第一命令包括select命令、query命令和ACK命令。当处理器发送多个查询命令，每发一次查询命令，处理器控制天线选择电路切换一次天线单元组合时，该第一命令包括select命令和query命令。

本申请实施例还提供一种定位方法，该方法可以由上述图6、图7、图8、图10、图11或图12所示的处理器执行，如图13所示，该方法包括以下步骤：

S1301、在天线阵列中选择一种组合的天线单元。

该天线阵列包括M*N个天线单元，M和N均为大于或等于1的整数，而且M和N不同时为1，每种组合的天线单元包括L个天线单元，L为小于M*N的正整数。

可选的，天线阵列包括的M*N个天线单元按照M行N列排布，该天线阵列中任意相邻两行和任意相邻两列之间的间距相等。该间距可以大于或等于0.5倍波长。

示例性的，处理器在天线阵列中选择一种组合的天线单元可以包括：处理器输出天线切换控制信号，该天线切换控制信号用于在天线阵列中选择一种组合的天线单元。天线选择电路根据处理器输出的天线切换控制信号可以在天线阵列中选择一种组合的天线单元。

S1302、基于选择的L个天线单元接收来自标签的应答信号。

该标签可以为多个标签中的任意一个标签。例如，阅读器发送select命令，该select命令中携带该标签的EPC信息，select命令可以从多个标签中选定该标签。

S1303、基于多种组合的天线单元接收的应答信号，定位标签的位置。

可选的，处理器基于应答信号定位标签的位置时，该应答信号可以为经图6、图7、图8、图10、图11或图12所示的接收处理电路处理后的数据。

可选的，对于标签而言，向标签发送命令的器件与接收来自标签的应答信号的器件可以为同一个器件，也可以为不同的器件。向标签发送命令的器件与接收来自标签的应答信号的器件为同一个器件时，接收和发送可以共本振。向标签发送命令的器件与接收来自标签的应答信号的器件为不同的器件时，接收和发送不共本振。因此，根据接收和发送是否共本振，可以分为以下两种情况定位标签的位置。

第一种情况，在发送和接收不共本振的情况下，上述步骤S1303可以通过前述步骤a至步骤d定位标签的位置。

需要说明的是，当图6、图7、图8、图12所示的定位装置应用于图4中的(a)所示的系统架构时，发送和接收不共本振，可以采用上述步骤a至步骤d的方位计算方法得到标签的位置。

第二种情况，在发送和接收共本振的情况下，以每隔ΔT切换一次天线单元组合为例，已知天线阵列中每个天线单元的位置，上述步骤S1303可以通过上述步骤e至步骤h定位标签的位置。

需要说明的是，当图10、图11所示的定位装置应用于图4中的(b)所示的系统架构时，发送和接收共本振，可以采用上述步骤e至步骤h的方位计算方法得到标签的位置。

可以理解的，关于步骤S1303中具体如何得到标签的位置可以参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。

可选的，上述步骤S1303中的多种组合的天线单元可以是通过S1304或S1305的方式切换得到的。

S1304、在标签发送一次应答信号的时间段内，每隔第一时长切换一次天线单元组合。

该第一时长与标签发送应答信号的时长和天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量有关。关于第一时长的具体计算方法以及天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量的相关描述可以参考前述实施例，再次不再赘述。

上述标签发送应答信号的时长即为标签发送EPC帧的时长。

可选的，由于标签发送EPC帧的时长有限，因此，在天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量较多的情况下，标签发送一次EPC帧的时间段内，可能只够切换一部分不同组合的天线单元。那么，阅读器可以再次发送ACK命令，响应于该ACK命令，标签再次上报EPC帧，在标签再次上报EPC帧的时间段内，处理器每隔第一时长在另一部分天线单元组合中切换一次天线单元组合。

在步骤S1304的实现方式中，在标签上报一次EPC帧的时间段内可以多次切换不同组合的天线单元，因此不同组合的天线单元的切换时间较短，定位速度较快，更适用于定位耗时敏感的场景。

本申请实施例对于上述步骤S1303与步骤S1304的先后执行顺序并不限定。例如，处理器可以每切换一种天线单元组合计算一次标签的位置，也可以切换多种天线单元组合计算一次标签的位置。图13以切换多种天线单元组合计算一次标签的位置为例进行示例性示意。

S1305、发送多个查询命令，每发一次查询命令，切换一次天线单元组合。

示例性的，阅读器发送select命令，选定标签。然后阅读器每发送一次query命令，处理器切换一次天线单元组合。处理器可以根据预设规则切换不同组合的天线单元。该预设规则可以包括但不限于：处理器依次遍历天线阵列中的每种天线单元组合。或者，处理器遍历预设的多个不同组合的天线单元中的每种天线单元组合，该预设的多个不同组合的天线单元的数量小于或等于天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量。

在步骤S1305的实现方式中，每发送一次query命令，切换一种天线单元组合，该实现方式相较于步骤S1304的实现方式中在标签上报一次EPC帧的时间段内多次切换不同组合的天线单元而言，天线单元组合的切换时间较长，更适用于定位耗时不敏感的场景。

本申请实施例对于上述步骤S1303与步骤S1305的先后执行顺序并不限定。例如，处理器可以每切换一种天线单元组合计算一次标签的位置，也可以切换多种天线单元组合计算一次标签的位置。图13以切换多种天线单元组合计算一次标签的位置为例进行示例性示意。

可选的，上述步骤S1304或S1305之后还可以包括步骤S1306。

S1306、在满足预设条件时，停止切换天线单元组合。

示例性的，预设条件包括以下至少一个：选择的天线单元组合的数量达到预设数量，该预设数量小于或等于天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量；或，切换的不同组合的天线单元已遍历完预设的多个天线单元组合。本申请实施例对于停止切换天线单元组合的预设条件并不限定，在此仅是示例性说明。

本申请实施例提供的定位方法，通过在天线阵列中选择不同组合的天线单元，能够减少接收通道的数量，降低复杂度，成本较低。而且在计算标签的位置时，通过对标签的应答信号进行加权，可以代替移相器，因此在定位标签的位置时省去了移相器，能够降低成本。

本申请实施例还提供一种定位设备，该定位设备包括处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行所述计算机程序，使得所述定位设备实现如图13所示的方法。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中具有计算机程序代码，当计算机程序代码在处理器上运行时，使得处理器执行如图13所示的方法。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序指令，该程序指令被执行时，以实现如图13所示的方法。

结合本申请公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable ROM，EPROM)、电可擦可编程只读存储器(electricallyEPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于核心网接口设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (29)

1.一种定位装置，其特征在于，所述定位装置包括天线选择电路、接收处理电路，以及处理器，所述天线选择电路通过所述接收处理电路耦合至所述处理器；所述天线选择电路用于与天线阵列耦合，所述天线阵列包括M*N个天线单元，所述M和所述N均为大于或等于1的整数，且所述M和所述N不同时为1，所述天线选择电路用于在所述天线阵列中选择不同组合的天线单元，每种组合的天线单元包括L个所述天线单元，所述L为小于或等于M*N的正整数；

所述处理器，用于控制所述天线选择电路在所述天线阵列中选择一种组合的天线单元；

所述接收处理电路，用于通过所述天线选择电路选择的L个所述天线单元接收来自标签的应答信号，并对该应答信号进行处理；

所述处理器，还用于基于所述接收处理电路处理后的数据，定位所述标签的位置。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述天线选择电路包括L个切换开关，每个所述切换开关的一端用于与所述天线阵列中的K个天线单元耦合，所述K为小于或等于M*N/L的正整数，每个所述切换开关的另一端与所述接收处理电路耦合；

所述处理器，具体用于控制所述L个切换开关在所述天线阵列中选择L个所述天线单元。

3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，每个所述切换开关耦合的所述K个天线单元分别位于所述天线阵列的不同列，或者，每个所述切换开关耦合的所述K个天线单元分别位于所述天线阵列的不同行，或者，每个所述切换开关耦合的所述K个天线单元分别位于所述天线阵列的不同行且不同列。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述处理器，具体用于在所述标签发送一次应答信号的时间段内，每隔第一时长控制天线选择电路切换一次天线单元组合。

5.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于，所述第一时长与所述标签发送所述应答信号的时长和所述天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量有关。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述处理器，还用于发送多个查询命令，每发一次所述查询命令，控制所述天线选择电路切换一次天线单元组合；所述查询命令用于查询所述标签。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述处理器，还用于在满足预设条件时，停止切换天线单元组合；

其中，所述预设条件包括以下至少一个：

选择的天线单元组合的数量达到预设数量，所述预设数量小于或等于所述天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量；或，

切换的不同组合的天线单元已遍历完预设的多个天线单元组合。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述接收处理电路包括L个子接收处理电路；所述处理器，具体用于：

将所述L个子接收处理电路中的每个所述子接收处理电路处理后的数据进行组合；

对组合后的数据进行加权；

基于加权后的数据，得到一种组合的天线单元对应的方向角；

基于多种组合的天线单元对应的方向角，定位所述标签的位置。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述接收处理电路包括L个子接收处理电路，每个子接收处理电路包括混频器和模数转换器，所述每个子接收处理电路中的所述混频器通过所述模数转换器与所述处理器耦合；

所述混频器，用于对与该混频器对应的所述天线单元接收的所述应答信号进行下变频处理；

所述模数转换器，用于将下变频后的所述应答信号转换为数字信号；

所述处理器，具体用于基于所述模数转换器处理后的数据，得到所述标签的位置。

10.根据权利要求9所述的定位装置，所述接收处理电路还包括本机振荡器和功分器，所述本机振荡器通过所述功分器分别与所述L个子接收处理电路中的混频器耦合；

所述本机振荡器，用于提供上变频或下变频所用的射频时钟；

所述混频器，具体用于基于所述本机振荡器输出的所述射频时钟信号对与该混频器对应的所述天线单元接收的所述应答信号进行下变频处理。

11.根据权利要求10所述的定位装置，其特征在于，所述天线选择电路到每个所述子接收处理电路中的所述混频器的射频线等长，所述功分器至每个所述子接收处理电路中的混频器的信号走线等长。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还用于与第一天线耦合，所述第一天线与所述天线单元的工作频率不同，所述定位装置还包括第一发送电路；

所述处理器，还用于通过所述第一发送电路以及所述第一天线向中继器发送第一命令，所述第一命令用于盘点或查询所述标签。

13.根据权利要求1-11中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括第二发送电路，所述接收处理电路包括L个子接收处理电路，每个子接收处理电路还包括环行器，所述天线选择电路通过所述每个子接收处理电路中的环行器分别耦合至该子接收处理电路中的混频器以及所述第二发送电路，所述环行器用于实现收发合路；

所述处理器，还用于通过所述第二发送电路、所述环行器和所述天线阵列发送第一命令；

所述混频器，具体用于通过所述环行器对与该混频器对应的所述天线单元接收的所述应答信号进行下变频处理。

14.根据权利要求13所述的定位装置，其特征在于，所述天线选择电路到每个子接收处理电路中的所述环行器的射频线等长，每个所述子接收处理电路中的所述环行器到所述混频器的射频线等长。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述天线阵列中每个所述天线单元到所述天线选择电路的射频线等长。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述M*N个天线单元按照M行N列排布，所述天线阵列中任意相邻两行和任意相邻两列之间的间距相等。

17.根据权利要求16所述的定位装置，其特征在于，所述间距大于或等于0.5倍波长。

18.一种定位方法，其特征在于，所述方法包括：

在天线阵列中选择一种组合的天线单元，所述天线阵列包括M*N个天线单元，所述M和所述N均为大于或等于1的整数，且所述M和所述N不同时为1，每种组合的天线单元包括L个所述天线单元，所述L为小于M*N的正整数；

基于选择的L个所述天线单元接收来自标签的应答信号；

基于所述应答信号，定位所述标签的位置。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述标签发送一次应答信号的时间段内，每隔第一时长切换一次天线单元组合。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一时长与所述标签发送所述应答信号的时长和所述天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量有关。

21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送多个查询命令，每发一次所述查询命令，切换一次天线单元组合；所述查询命令用于查询所述标签。

22.根据权利要求18-21中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在满足预设条件时，停止切换天线单元组合；

其中，所述预设条件包括以下至少一个：

选择的天线单元组合的数量达到预设数量，所述预设数量小于或等于所述天线阵列包括的不同组合的天线单元的数量；或，

切换的不同组合天线单元已遍历完预设的多个天线单元组合。

23.根据权利要求18-22中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述应答信号，定位所述标签的位置，包括：

将所述组合的天线单元包括的L个所述天线单元接收的数据进行组合；

对组合后的数据进行加权；

基于加权后的数据，得到所述组合的天线单元对应的方向角；

基于多种组合的天线单元对应的方向角，得到所述标签的位置。

24.一种阅读器，其特征在于，所述阅读器包括如权利要求1-17中任一项所述的定位装置，以及所述天线阵列。

25.一种定位系统，其特征在于，所述定位系统包括中继器、阅读器和标签，所述阅读器包括如权利要求1-17中任一项所述的定位装置，以及所述天线阵列；

所述阅读器，用于向所述中继器发送第一命令，所述第一命令用于盘点或查询所述标签；

所述中继器，用于接收来自所述阅读器的所述第一命令，并向所述标签转发所述第一命令；

所述标签，用于向所述阅读器发送所述应答信号。

26.根据权利要求24所述的定位系统，其特征在于，所述第一命令包括选择select命令、查询query命令、或确认ACK命令中的至少一个。

27.一种定位设备，其特征在于，所述定位设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述计算机程序，使得所述定位设备实现如权利要求18-23中任一项所述的方法。

28.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中具有计算机程序代码，其特征在于，当所述计算机程序代码在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求18-23中任一项所述的方法。

29.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括程序指令，所述程序指令被执行时，以实现如权利要求18-23中任一项所述的方法。

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