CN116346248A - Uwb天线的评估方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据处理领域，公开了一种UWB天线的评估方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：检测到评估请求时，获取评估请求携带的转台控制参数；根据转台控制参数控制3D转台；在完成3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，UWB天线固定于3D转台的载物区域；根据三路相位差参数生成UWB天线评估报告。本发明提高了UWB天线设计合理性的评估精度。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种UWB天线的评估方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
冲激脉冲具有很高的定位精度。采用UWB技术，很容易将定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。目前的UWB天线设计大量依赖于仿真计算输出结果。常规单探头暗室设计初衷仅为满足OTA标准要求，仅有一路射频线缆输出。常规多探头暗室探头间隔角度固定(常规15°，过采样5°)。UWB天线设计合理性的评估精度低。
发明内容
本发明的主要目的在于解决UWB天线设计的合理性评估精度低的技术问题。
本发明第一方面提供了一种UWB天线的评估方法，所述UWB天线的评估方法包括：
检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；
根据所述转台控制参数控制3D转台；
在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；
根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。
可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述根据所述转台控制参数控制3D转台的步骤包括：
根据所述转台控制参数控制所述3D转台的水平轴、控制所述3D转台的俯仰轴以及控制所述3D转台的步进。
可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述根据所述转台控制参数控制所述3D转台的水平轴、控制所述3D转台的俯仰轴以及控制所述3D转台的步进的步骤包括：
根据所述转台控制参数中的第一控制参数控制所述3D转台的垂直水平换向磁极以及根据所述转台控制参数中的第二控制参数控制所述3D转台的双轴电机分度盘，以控制所述3D转台的所述水平轴、控制所述3D转台的所述俯仰轴以及控制所述3D转台的所述步进。
可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述根据所述转台控制参数控制所述3D转台的水平轴、控制所述3D转台的俯仰轴以及控制所述3D转台的步进的步骤包括：
执行所述转台控制参数，以控制所述3D转台的水平轴为正负90°、控制所述3D转台的俯仰轴为正负90°以及控制所述3D转台的步进为1°。
可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告的步骤包括：
根据所述三路相位差参数计算所述UWB天线的PDOA结果以及所述UWB天线的AOA结果；
根据所述PDOA结果以及所述AOA结果生成所述UWB天线评估报告。
可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数的步骤包括：
在完成所述3D转台的控制时，通过连接所述UWB天线的三路射频线缆输出射频信号并读取所述矢量网络分析仪采集的所述UWB天线的所述三路相位差参数。
可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告的步骤之后，所述方法还包括：
输出所述UWB天线评估报告。
本发明第二方面提供了一种UWB天线的评估装置，包括：
检测模块，用于检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；
控制模块，用于根据所述转台控制参数控制3D转台；
读取模块，用于在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；
生成模块，用于根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。
本发明第三方面提供了一种UWB天线的评估设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述UWB天线的评估设备执行上述的UWB天线的评估方法。
本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的UWB天线的评估方法。
本发明实施例中，检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；根据所述转台控制参数控制3D转台；在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。由于UWB天线的评估设备使用了3D转台，可实现三路射频电缆的转动，启动三路射频电缆即可获取三路相位差参数，基于三路相位差参数可输出UWB天线的评估测试报告。在UWB天线需要3路输出时，解决了目前单探头测试暗室无法验证UWB天线所需参数的问题，解决了目前多探头测试暗室验证UWB天线角度精度问题。提高了UWB天线设计合理性的评估精度。
附图说明
图1为本发明实施例中UWB天线的评估方法的一个实施例示意图；
图2为本发明实施例中UWB天线的评估方法的实施例参考图；
图3为本发明实施例中UWB天线的评估装置的一个实施例示意图；
图4为本发明实施例中UWB天线的评估设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种UWB天线的评估方法、装置、设备及存储介质。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中UWB天线的评估方法的一个实施例包括：
101、检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；
具体的，用户可向UWB天线的评估设备输入转台控制参数，以发起评估请求。UWB天线的评估设备检测到评估请求时，解析该请求可得到转台控制参数。UWB实质上是以占空比很低的冲击脉冲作为信息载体的无载波扩谱技术，它是通过对具有很陡上升和下降时间的冲击脉冲进行直接调制。典型的UWB直接发射冲击脉冲串，不再具有传统的中频和射频的概念，此时发射的信号既可看成基带信号(依常规无线电而言)，也可看成射频信号(从发射信号的频谱分量考虑)。
102、根据所述转台控制参数控制3D转台；
具体的，根据所述转台控制参数控制所述3D转台的水平轴、控制所述3D转台的俯仰轴以及控制所述3D转台的步进。
可选的，3D转台由垂直水平换向磁极以及双轴电机分度盘获取。
可选的，根据所述转台控制参数中的第一控制参数控制所述3D转台的垂直水平换向磁极以及根据所述转台控制参数中的第二控制参数控制所述3D转台的双轴电机分度盘，以控制所述3D转台的所述水平轴、控制所述3D转台的所述俯仰轴以及控制所述3D转台的所述步进。
可选的，执行所述转台控制参数，以控制所述3D转台的水平轴为正负90°、控制所述3D转台的俯仰轴为正负90°以及控制所述3D转台的步进为1°。
103、在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；
可选的，本实施例UWB天线的评估设备包括以下：3D转台、连接放置于3D转台的载物区域的被测物的三路射频线缆、连接矢量网络分析仪的三路射频线缆，连接矢量网络分析仪的PC。其中，矢量网络分析仪器是一种电磁波能量的测试设备。它既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值，又能测相位，矢量网络分析仪能用史密斯圆图显示测试数据。
可选的，在完成所述3D转台的控制时，通过连接所述UWB天线的三路射频线缆输出射频信号并读取所述矢量网络分析仪采集的所述UWB天线的所述三路相位差参数。
104、根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。
可选的，输出所述UWB天线评估报告。
可选的，根据所述三路相位差参数自动化生成测试数据报告，将数据自动可视化处理。
可选的，在得到三路相位差参数的基础上，可根据自定义模板全自动化测试。可根据需求输出对应的测试报表。
可选的，UWB天线的评估设备包括ADB测试、E5071测试、PositioningController三个模块。可根据所述三路相位差参数以及ADB生成UWB天线评估报告。或者，可根据所述三路相位差参数进行E5071测试以生成UWB天线评估报告。
ADB的全名是Android调试桥，它充当调试桥。ADB是Android SDK中的工具，使用此工具，可以直接操作和管理Android模拟器或真实的Android设备。在本实施例表示使用了ADB的一种测试方式。
E5071专指测试软件配合使用矢量网络分析仪器的一种测试方式。不指仪器本身。
可选的，根据所述三路相位差参数计算所述UWB天线的PDOA结果以及所述UWB天线的AOA结果；根据所述PDOA结果以及所述AOA结果生成所述UWB天线评估报告。
PDOA英文全称是Phase-Difference-of-Arrival，常规叫法是信号到达相位差PDOA测距算法，或者说接收信号相位差PDOA定位算法。通过测量相位差求出信号往返的传播时间来计算往返距离。基于PDOA定位应用：无人机跟随，智能行李箱、UWB车钥匙、防丢标签等领域。UWB基站上放置两个相同且间隔d<λ/2的天线，UWB标签上的信号到达两个天线的相位差就在-180°到180°范围内。利用测得的相位差换算成距离差(P)，利用飞行时间得到距离r，最后得到坐标值。
AOA英文全称Angle-of-Arrival，是基于信号到达角度的定位算法，是一种典型的基于测距的定位算法，通过某些硬件设备感知发射节点信号的到达方向，计算接收节点和锚节点之间的相对方位或角度，然后再利用三角测量法或其他方式计算出未知节点的位置。基于信号到达角度(AOA)的定位算法是一种常见的无线传感器网络节点自定位算法，算法通信开销低，定位精度较高。
可选的，UWB测试流程可以包括：
1、设置3D转台步进；
2、选择测试类型，测试类型包括但不限于AOB或者E5071，其中，当测试为E5071时，设置读取网络分析仪具体频率测试的相位值。当测试为ADB时，设置读取手机具体的channel。
3、检测到开启测试的点击事件时，进行测试操作；
4、保留测试数据(三路相位差参数)；
5、选择保存测试数据；
6、根据测试数据输出测试报表(UWB天线评估报告)。
可选的，可在UWB天线的评估设备安装的app的Positioning Controller设置参数。
测试次数：设置自动测试中，测试一个角度得次数。
水平角度范围：自动化测试水平角度旋转最大范围(0-360)。
垂直角度范围：自动化测试垂直角度旋转最大范围(0-360)。
水平起始角度：自动化测试水平转台开始测量位置(0-180)。
垂直起始角度：自动化测试垂直转台开始测量位置(0-180)。
水平轴步进：自动化测试水平转台步进设置(0-90)。
垂直轴步进：自动化测试垂直转台步进设置(0-90)。
水平角度固定：自动化测试水平转台是否设置固定，如勾选则后面可输入角度位置，则上面设置角度范围，步进等设置则忽略。
垂直角度固定：自动化测试垂直转台是否设置固定，如勾选则后面可输入角度位置，则上面设置角度范围，步进等设置则忽略。
可选的，可在UWB天线的评估设备安装的app中设置自动化测试具体控制按钮集：
测试：开始自动化测试。
暂停：暂停自动化测试。
继续：暂停后可以继续自动化测试。
取消：取消已经开始的自动化测试。
保存数据：保存上一次完成的测试数据，输出报表。
保存参数：保存软件上一些设置的参数，比如水平轴步进，读取条数等参数。
可选的，可在UWB天线的评估设备安装的app中手动控制3D转台：
水平角度：设置3D转台要运动到的水平角度，点击运动后3D转台运动到设置的位置。
垂直角度：设置3D转台要运动到的垂直角度，点击运动后3D转台运动到设置的位置。
运动：3D转台自动运转到前面设置的具体位置，完成后弹窗提示运动到位。
水平角度：设置3D转台手动要运动到的角度，点击运动后3D转台运动到设置的位置。
设置原点：设置3D转台现在停止得位置为水平和垂直角度得位置为角度0。
可选的，可在UWB天线的评估设备安装的app中设置网分接口：设置矢量网络分析仪的物理接口。可在UWB天线的评估设备安装的app中选择测试类型：E5071或ADB。
本发明实施例中，检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；根据所述转台控制参数控制3D转台；在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。由于UWB天线的评估设备使用了3D转台，可实现三路射频电缆的转动，启动三路射频电缆即可获取三路相位差参数，基于三路相位差参数可输出UWB天线的评估测试报告。在UWB天线需要3路输出时，解决了目前单探头测试暗室无法验证UWB天线所需参数的问题，解决了目前多探头测试暗室验证UWB天线角度精度问题。提高了UWB天线设计合理性的评估精度。
上面对本发明实施例中UWB天线的评估方法进行了描述，下面对本发明实施例中UWB天线的评估装置进行描述，请参阅图3，本发明实施例中UWB天线的评估装置一个实施例包括：
检测模块301，用于检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；
控制模块302，用于根据所述转台控制参数控制3D转台；
读取模块303，用于在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；
生成模块304，用于根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。
可选的，控制模块302还可以具体用于：
根据所述转台控制参数控制所述3D转台的水平轴、控制所述3D转台的俯仰轴以及控制所述3D转台的步进。
可选的，控制模块302还可以具体用于：
根据所述转台控制参数中的第一控制参数控制所述3D转台的垂直水平换向磁极以及根据所述转台控制参数中的第二控制参数控制所述3D转台的双轴电机分度盘，以控制所述3D转台的所述水平轴、控制所述3D转台的所述俯仰轴以及控制所述3D转台的所述步进。
可选的，控制模块302还可以具体用于：
执行所述转台控制参数，以控制所述3D转台的水平轴为正负90°、控制所述3D转台的俯仰轴为正负90°以及控制所述3D转台的步进为1°。
可选的，生成模块304还可以具体用于：
根据所述三路相位差参数计算所述UWB天线的PDOA结果以及所述UWB天线的AOA结果；
根据所述PDOA结果以及所述AOA结果生成所述UWB天线评估报告。
可选的，读取模块303还可以具体用于：
在完成所述3D转台的控制时，通过连接所述UWB天线的三路射频线缆输出射频信号并读取所述矢量网络分析仪采集的所述UWB天线的所述三路相位差参数。
可选的，生成模块304还可以具体用于：
输出所述UWB天线评估报告。
本发明实施例中，检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；根据所述转台控制参数控制3D转台；在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。由于UWB天线的评估设备使用了3D转台，可实现三路射频电缆的转动，启动三路射频电缆即可获取三路相位差参数，基于三路相位差参数可输出UWB天线的评估测试报告。在UWB天线需要3路输出时，解决了目前单探头测试暗室无法验证UWB天线所需参数的问题，解决了目前多探头测试暗室验证UWB天线角度精度问题。提高了UWB天线设计合理性的评估精度。
上面图3从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的UWB天线的评估装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中UWB天线的评估设备进行详细描述。
图4是本发明实施例提供的一种UWB天线的评估设备的结构示意图，该UWB天线的评估设备500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)510(例如，一个或一个以上处理器)和存储器520，一个或一个以上存储应用程序533或数据532的存储介质530(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器520和存储介质530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质530的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对UWB天线的评估设备500中的一系列指令操作。更进一步地，处理器510可以设置为与存储介质530通信，在UWB天线的评估设备500上执行存储介质530中的一系列指令操作。
基于UWB天线的评估设备500还可以包括一个或一个以上电源540，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口560，和/或，一个或一个以上操作系统531，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图4示出的UWB天线的评估设备结构并不构成对基于UWB天线的评估设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述UWB天线的评估方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统或装置、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种UWB天线的评估方法，其特征在于，所述UWB天线的评估方法包括：
检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；
根据所述转台控制参数控制3D转台；
在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；
根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。
2.根据权利要求1所述的UWB天线的评估方法，其特征在于，所述根据所述转台控制参数控制3D转台的步骤包括：
根据所述转台控制参数控制所述3D转台的水平轴、控制所述3D转台的俯仰轴以及控制所述3D转台的步进。
3.根据权利要求2所述的UWB天线的评估方法，其特征在于，所述根据所述转台控制参数控制所述3D转台的水平轴、控制所述3D转台的俯仰轴以及控制所述3D转台的步进的步骤包括：
根据所述转台控制参数中的第一控制参数控制所述3D转台的垂直水平换向磁极以及根据所述转台控制参数中的第二控制参数控制所述3D转台的双轴电机分度盘，以控制所述3D转台的所述水平轴、控制所述3D转台的所述俯仰轴以及控制所述3D转台的所述步进。
4.根据权利要求2所述的UWB天线的评估方法，其特征在于，所述根据所述转台控制参数控制所述3D转台的水平轴、控制所述3D转台的俯仰轴以及控制所述3D转台的步进的步骤包括：
执行所述转台控制参数，以控制所述3D转台的水平轴为正负90°、控制所述3D转台的俯仰轴为正负90°以及控制所述3D转台的步进为1°。
5.根据权利要求1所述的UWB天线的评估方法，其特征在于，所述根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告的步骤包括：
根据所述三路相位差参数计算所述UWB天线的PDOA结果以及所述UWB天线的AOA结果；
根据所述PDOA结果以及所述AOA结果生成所述UWB天线评估报告。
6.根据权利要求1所述的UWB天线的评估方法，其特征在于，所述在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数的步骤包括：
在完成所述3D转台的控制时，通过连接所述UWB天线的三路射频线缆输出射频信号并读取所述矢量网络分析仪采集的所述UWB天线的所述三路相位差参数。
7.根据权利要求1所述的UWB天线的评估方法，其特征在于，所述根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告的步骤之后，所述方法还包括：
输出所述UWB天线评估报告。
8.一种UWB天线的评估装置，其特征在于，所述UWB天线的评估装置包括：
检测模块，用于检测到评估请求时，获取所述评估请求携带的转台控制参数；
控制模块，用于根据所述转台控制参数控制3D转台；
读取模块，用于在完成所述3D转台的控制时，读取矢量网络分析仪采集的UWB天线的三路相位差参数，所述UWB天线固定于所述3D转台的载物区域；
生成模块，用于根据所述三路相位差参数生成UWB天线评估报告。
9.一种UWB天线的评估设备，其特征在于，所述UWB天线的评估设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述UWB天线的评估设备执行如权利要求1-7中任一项所述的UWB天线的评估方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的UWB天线的评估方法。
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- 2023-03-22 CN CN202310316841.2A patent/CN116346248A/zh active Pending
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