DE102020202642A1 - Verfahren und System zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts, insbesondere im Inneren eines Gebäudes. Bei einem Verfahren zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts senden mindestens vier Sender zirkular polarisierte Signale und ein zu lokalisierender Empfänger empfängt die zirkular polarisierten Signale. Mindestens zwei und insbesondere alle Sender senden periodische Signale unterschiedlicher Frequenzen, wobei diese Frequenzen eng benachbart sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts, insbesondere im Inneren eines Gebäudes.
  • Zur Positionsbestimmung von Objekten ist eine Vielzahl an Verfahren bekannt, die zum großen Teil auf Sendung und Empfang elektromagnetischer Wellen durch Funk basieren. Diese sind häufig für die Bestimmung der Position von Gegenständen oder Personen im Freien geeignet. So sind etwa Verfahren bekannt, die aufgrund einer Laufzeit oder einer Laufzeitdifferenz eines Signals einen Abstand zwischen Sender und Empfänger ermitteln und auf diese Weise bei der Nutzung mehrerer Sender bzw. Empfänger eine Positionsbestimmung ermöglichen.
  • Bei der Positionsbestimmung im Inneren eines Gebäudes treten dagegen in wesentlich größerem Umfang Störsignale auf, die die beschriebenen Verfahren erschweren oder unmöglich machen. Durch Reflexion an Oberflächen und Wechselwirkung mit Gegenständen werden Signale vervielfältigt, abgeschwächt und verzögert. Statt eines einzigen Signals, welches entlang der direkten Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger übertragen wird, wird nun eine Vielzahl sich überlagernder Signalanteile empfangen, deren Interpretation schwierig bis unmöglich ist. Dies wird als Mehrwegeeinfluss oder Mehrkanalausbreitung bezeichnet. So ist beispielsweise aus der Druckschrift „Recommendation ITU-R P. 1238-5; Propagation data and prediction methods for the planning of indoor radiocommunication systems and radio local area networks in the frequency range 900 MHz to 100 GHz, 02/2007“ bekannt, dass in Innenräumen reflektierende Signale eine drahtlose Kommunikation stören können. Diese zusätzlichen Signale wirken im System wie zusätzliches Rauschen. Aufgrund seiner Ähnlichkeit mit dem gewünschten Empfangssignal, also dem auf dem direkten Pfad übertragenen Signal, kann dieses nicht ausgefiltert werden.
  • In herkömmlichen Positionierungssystemen werden üblicherweise Codemultiplexverfahren genutzt. Dieses Verfahren ermöglicht die gleichzeitige Übertragung verschiedener Nutzdatenströme auf einem gemeinsamen Frequenzbereich und nutzt sogenannte Spreizcodes zur Frequenzspreizung und zur Unterscheidung der verschiedenen Datenströme. Mit anderen Worten werden die Daten mit verschiedenen, aufeinander orthogonal liegenden Codes, voneinander getrennt. Durch die Frequenzaufweitung wird das genutzte Frequenzspektrum breiter, was einerseits Unterschiede in den Laufzeiten vergrößert, die beispielsweise durch Filter und Antennenkomponenten hervorgerufen werden. Andererseits weist der breitbandige Empfänger einen erhöhten Stromverbrauch auf.
  • Die DE 10 2016 012 101 A1 sowie die US 2019 018 72 37 A1 beschreiben ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Objekts, welches mit einer mobilen Station ausgestattet ist, und bei dem mindestens vier Referenzobjekte mit Basisstationen eingesetzt werden. Dieses ist für die Positionsbestimmung im Inneren von Gebäuden nutzbar, weist allerdings nicht unter allen Bedingungen eine zufriedenstellende Präzision auf.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren und System zur Positionsbestimmung zumindest eines Objekts zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts gemäß Anspruch 1 sowie durch das System zu Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Zur Lösung der Aufgabe dient ein Verfahren zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts, insbesondere im Inneren eines Gebäudes, bei dem mindestens vier Sender zirkular polarisierte Signale senden und ein zu lokalisierender Empfänger die zirkular polarisierten Signale empfängt. Mindestens zwei und insbesondere alle Sender senden periodische Signale unterschiedlicher Frequenzen, wobei diese Frequenzen eng benachbart sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine besonders präzise Positionsbestimmung.
  • Ein Signal umfasst eine elektromagnetische Welle. Das Signal kann eine elektromagnetische Welle sein und/oder ein Funksignal, also ein durch elektromagnetische Wellen ausgesandtes Zeichen oder eine entsprechende Zeichenfolge. Im letzteren Fall ist das zu übertragende Zeichen bzw. die Zeichenfolge auf eine als Trägersignal dienende elektromagnetische Welle aufmoduliert. Die elektromagnetische Welle ist insbesondere hochfrequent. Insbesondere handelt es sich bei den Signalen um periodische Signale, die kontinuierlich oder zeitabschnittsweise gesendet werden. Ein periodisches Signal ist ein Signal, das ein sich in regelmäßigen zeitlichen Abständen wiederholendes, also periodisches, Muster aufweist. Dies hat den Vorteil, dass die Sendesignale diskrete Fourier-Spektren mit schmalen, deutlich ausgebildeten Maxima aufweisen. Insbesondere senden alle Sender periodische Signale. Ein Sender wird auch als Messpunkt bezeichnet. Die Position des Messpunkts ist typischerweise bekannt. Insbesondere ist dieser Teil eines definierten Ortungssystems. Für eine exakte Positionsbestimmung sind mindestens vier Sender notwendig.
  • Zirkular polarisierte Signale sind Signale mit einer zirkular polarisierten elektrischen Feldkomponente. Insbesondere sind zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen gemeint, also elektromagnetische Wellen mit einer zirkular polarisierten elektrischen Feldkomponente. Bei zirkular polarisierten Signalen ändern sich im Gegensatz zur linearen Polarisation die Richtungen der magnetischen und der elektrischen Feldkomponente kontinuierlich über die Zeit sowie im Raum. Der Feldstärkevektor rotiert rechts- oder linksdrehend senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Zirkular polarisierte Signale können von zirkular polarisierten Antennen gesendet und/oder empfangen werden, beispielsweise von Wendelantennen. Auch eine Vorrichtung mit zwei um 90° versetzten und um 90° phasenverschoben gespeisten, linear polarisierten Antennen kann zirkular polarisierte Signale senden und/oder empfangen. Die Amplituden der beiden linearen Komponenten der gesendeten Signale sind dabei im Wesentlichen gleich groß, da anderenfalls eine elliptische Polarisation entsteht. Zirkular polarisierte Antennen sind nicht breitbandig und somit für das schmalbandige Verfahren unter Verwendung unterschiedlicher, eng benachbarter Frequenzen geeignet. Die Polarisationsdrehrichtung bei Sender und Empfänger sind typischerweise gleich, da anderenfalls erhebliche Dämpfungen des Signals auftreten würden.
  • Der Empfänger wird auch als Messobjekt bezeichnet. Die Position des Empfängers ist nicht bekannt und soll mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt werden. Dazu werden üblicherweise Laufzeiten bzw. Laufzeitdifferenzen der einzelnen Signale genutzt.
  • Der Empfänger empfängt die zirkular polarisierten Signale. Im Falle von Mehrwegeeinfluss, insbesondere im Inneren eines Gebäudes, empfängt er diese allerdings nicht unverändert, sondern in vervielfältigter, abgeschwächter und/oder verzögerter Form. Das empfangene Signal hat somit im Vergleich zu einem über den direkten Pfad übertragenen Signal eine verschobene Phase, Laufzeit und/oder eine veränderte Amplitude. Somit wird von jedem einzelnen Sender anstelle eines einzelnen Signals eine Vielzahl sich überlagernder Signalanteile empfangen.
  • Der Empfänger empfängt periodische Signale unterschiedlicher Frequenzen, die von den einzelnen Sendern gesendet worden sind. Der Empfänger empfängt die Signale, sodass sie ausgewertet werden können und auf der Basis der ausgewerteten Signale die Position des Empfängers bestimmt werden kann. Insbesondere wertet der Empfänger die Signale aus. Insbesondere bestimmt der Empfänger seine Position auf der Basis der ausgewerteten Signale.
  • Ein Objekt im Sinne der Erfindung meint einen Gegenstand, einen Menschen, ein Tier oder ein Teil davon. Positionsbestimmung meint die Ermittlung einer Information über die Position eines Objekts, insbesondere die Bestimmung der Position des Objekts in Bezug auf einen definierten Fixpunkt bzw. ein definiertes Ortungssystem. Dabei ist unerheblich, ob der eigentliche Vorgang der Positionsbestimmung am Ort des Objekts, am Ort eines Fixpunktes oder an anderer Stelle erfolgt. Insbesondere ist das Verfahren zur Positionsbestimmung eines im Inneren eines Gebäudes befindlichen Objekts eingerichtet. Dabei befindet sich der zu lokalisierende Empfänger im Inneren des Gebäudes. Insbesondere befindet sich auch zumindest ein Sender und typischerweise alle Sender im Inneren des Gebäudes.
  • Eng benachbarte Frequenzen ermöglichen kurze Messabstände sowie ein vergleichsweise kleines Spektrum. Somit sind Unterschiede im Laufzeitverhalten, etwa durch Filter und Antennenkomponenten, minimal und auch der Stromverbrauch des Empfängers ist aufgrund der kleinen Bandbreite gering. Die kurzen Messabstände und die gleichen Laufzeiten ermöglichen eine hoch aufgelöste und somit präzise Positionsbestimmung.
  • Rauschen, Störsignale und Reflexionen des Signals an Oberflächen beeinflussen das Signal bei der Kanalausbreitung zwischen Sender und Empfänger. Besonders kritisch sind durch Reflexionen hervorgerufene Einflüsse. Diese weisen dieselben Frequenzen auf wie das direkte Signal und können deshalb nicht herausgefiltert werden. Der Empfänger kann dann aus einer Vielzahl empfangener Signale nicht die richtigen auswählen und die Positionsbestimmung ist ungenau, fehlerhaft oder unmöglich.
  • Bei Reflexion eines zirkular polarisierten Signals an einer Oberfläche erfolgt zusätzlich zur Abschwächung des Signals und ggf. zu einer möglichen Veränderung des Signals hin zu einer elliptischen Polarisation typischerweise, je nach Beschaffenheit und Material der Oberfläche, eine Drehrichtungsumkehr. Mit anderen Worten erfolgt eine Phasendrehung um 180 Grad. Dieser Effekt ist frequenzunabhängig. Somit kann die oben beschriebene erhebliche Dämpfung aufgrund der unterschiedlichen Polarisationsdrehrichtungen von Sender und Empfänger genutzt werden, um reflektierte Signale unberücksichtigt zu lassen bzw. zu unterdrücken und auf diese Weise den Mehrwegeeinfluss zu minimeren. Insbesondere ist der Empfänger dazu eingerichtet, derartig gedämpfte Signale unberücksichtigt zu lassen. Dazu kann er beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass er lediglich Signale berücksichtigt, deren Amplitude über einem bestimmten Schwellenwert liegt. Im Falle einer erneuten Reflexion des bereits reflektierten Signals, beispielsweise an einer gegenüberliegenden Wand, wird durch erneute Drehrichtungsumkehr die ursprüngliche Drehrichtung wiederhergestellt. Allerdings ist die Abschwächung des Signals aufgrund der mehrmaligen Reflexion so hoch, dass dieser Signalanteil keine wesentliche Störung verursacht. Die zirkulare Polarisation ermöglicht es also, aufgrund der Drehrichtungsumkehr die reflektierten Signalanteile zu unterdrücken.
  • Bei der Verwendung unterschiedlicher, eng benachbarter Frequenzen treten Verzerrungen auf, die sich in einer Delle, auch als „ditch“ bezeichnet, in der Amplitude zu Beginn eines Wechsels der Amplitude zeigen. Mit anderen Worten zeigt sich nicht unmittelbar der gesamte Anstieg beispielsweise eines Rechtecksignals. Somit ist die Ankunftszeit (Time of Arrival, ToA) des Signals nicht exakt bestimmbar. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die abgeschwächten und/oder verzögerten Signalanteile den Empfang des Direktsignals überlagern, wobei die Dauer der Verzögerung unerheblich ist. Es hat sich gezeigt, dass sich diese Erscheinung überraschend durch die Nutzung zirkular polarisierter Signale verhindern lässt. Auf diese Weise lässt sich noch weiter die Präzision steigern.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, im Inneren eines Gebäudes oder Räumen die Position von Objekten mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Dies gilt auch für dicht bebaute Gebiete und unter der Erde, wo herkömmliche Verfahren aufgrund des Mehrwegeeinflusses eine Positionsbestimmung nicht oder nur wenig präzise erreichen. Die Positionsbestimmungen kann mit sehr hoher Messrate erfolgen.
  • Es ist kein Codemultiplexverfahren notwendig, üblicherweise als CDMA abgekürzt, da unterschiedliche Frequenzen genutzt werden. Somit können auch ohne Kanalunterteilung bzw. Frequenzaufweitung wie bei Nutzung eines CDMA mehrere Messpunkte gleichzeitig genutzt werden. Dies vereinfacht das Verfahren und ermöglicht präzisere Positionsbestimmungen.
  • In einer Ausgestaltung sendet eine erste Gruppe von Sendern Signale eng benachbarter, unterschiedlicher Frequenzen und eine zweite Gruppe von Sendern sendet Signale eng benachbarter, unterschiedlicher Frequenzen, wobei die Frequenzen der ersten Gruppe und die Frequenzen der zweiten Gruppe weit auseinanderliegen. In einer Ausgestaltung senden mindestens zwei Sender Signale, deren Frequenzen weit auseinanderliegen. Weit auseinanderliegende Signale haben eine Frequenzdifferenz, die größer ist als die Bandbreite der verwendeten Signale. Auf diese Weise sind verschiedene Sender leicht voneinander unterscheidbar.
  • In einer Ausführungsform liegen die eng benachbarten Frequenzen weniger als eine Bandbreite der gesendeten Signale auseinander. Die eng benachbarten Frequenzen liegen weniger als eine Bandbreite zumindest eines gesendeten Signals und insbesondere aller gesendeten Signale auseinander. Somit kann die Phase der Signale leichter für eine Verfeinerung der Positionsbestimmung herangezogen werden und der verfügbare Frequenzbereich wird effizient ausgenutzt.
  • In einer Ausgestaltung werden die Signale im 5,8 GHz-Frequenzband gesendet. Es werden Signale in vier unterschiedlichen Frequenzen gesendet. Diese weisen einen Abstand von jeweils 100 kHz auf. Die Frequenzen können auch als Trägerfrequenzen bezeichnet werden, auf die zu übertragende Signale aufmoduliert sind.
  • In einer Ausführungsform liegen die eng benachbarten Frequenzen weniger als die reziproke Periodendauer der gesendeten Signale auseinander. Die eng benachbarten Frequenzen liegen weniger als die reziproke Periodendauer zumindest eines gesendeten Signals und insbesondere aller gesendeten Signale auseinander. Mit anderen Worten ist die Modulationsfrequenz ein Mehrfaches des Abstands der Kanalfrequenzen. Besonders eng benachbarte Frequenzen ermöglichen besonders kurze Messabstände und ein besonders kleines Spektrum, sodass die Unterschiede im Laufzeitverhalten ebenso wie der Stromverbrauch besonders gering sind und eine besonders präzise Positionsbestimmung möglich ist.
  • Insbesondere verhalten sich die eng benachbarten Frequenzen gemäß der folgenden Formel: | f n − f m | mod   Δ f ≠ 0.
    Figure DE102020202642A1_0001
  • Dabei ist fn die Frequenz eines Senders einer beliebigen Basisstation, fm die Frequenz eines Senders einer beliebigen anderen Basisstation und Δf der Frequenzabstand zwischen den Maxima im Fourier-Spektrum der verwendeten Signale. Insbesondere sind die Periodendauern der Signale bzw. der periodischen Muster der Signale so gewählt, dass der Frequenzabstand Δf für die Sender der eng benachbarten Frequenzen gleich ist. Vorteilhaft werden zum Senden von Signalen, die auf eng benachbarten Frequenzen gesendet werden, Signale mit dem gleichen periodischen Muster gewählt, sodass der Vergleich von Signalen verschiedener Sender einfacher wird.
  • In einer Ausführungsform liegen die eng benachbarten Frequenzen weniger als ein Viertel, insbesondere ein Achtel, der reziproken Periodendauer der gesendeten Signale auseinander. Sie können genau ein Achtel oder weniger als ein Achtel der reziproken Periodendauer der gesendeten Signale auseinanderliegen. Ein derart eng benachbarter Bereich der unterschiedlichen Frequenzen ermöglicht eine besonders präzise Positionsbestimmung.
  • In einer Ausführungsform senden mindestens zwei und insbesondere alle Sender Signale im Frequenzbereich zwischen 3 GHz und 9 GHz, bevorzugt zwischen 4 GHz und 8 GHz, insbesondere zwischen 4,5 GHz und 7,5 GHz und beispielsweise zwischen 5,5 GHz und 6,5 GHz.
  • Diese Frequenzen ermöglichen besonders kleine Empfänger, die an Gegenständen befestigt werden können und/oder auf einfache Weise von Personen getragen werden können, deren Position bestimmt werden soll. Darüber hinaus erlauben sie eine präzise Positionsbestimmung. In einer Ausgestaltung senden die Sender im Bereich von 5,8 GHz.
  • In einer Ausführungsform senden mindestens zwei und insbesondere alle Sender die Signale in zueinander definierten Zeitabständen. Beispielsweise können die gesendeten Signale mit definierter Zeittaktung gepulst sein, wobei die Pulsdauer sowie der Abstand der Pulse frei wählbar sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform senden mindestens zwei und insbesondere alle Sender die Signale zumindest zeitabschnittsweise zeitgleich. Sie können die Signale auch in fest definierten Zeitabständen senden, die teilweise zeitgleich sein können.
  • Durch das zeitgleiche Senden und ggf. Empfangen der Signale kann eine noch präzisere Positionsbestimmung erfolgen, da zu jedem Zeitpunkt die ausgewerteten Signale aller Sender gleichzeitig verfügbar sind und somit die Messrate erhöht wird.
  • In einer Ausgestaltung senden mindestens zwei Sender jeweils zeitversetzte Signale. Diese können gleiche oder unterschiedliche Frequenzen haben.
  • Aus der Nutzung eng benachbarter Frequenzen resultiert eine Bandbegrenzung des gesamten Systems. Es hat sich gezeigt, dass diese es ermöglicht, den Vorteil der zirkular polarisierten Signale auszunutzen. Die Drehrichtungsumkehr aufgrund der zirkular polarisierten Signale ermöglicht ein Isolieren der benötigten Signale bzw. eine Unterdrückung der Reflexionen, aber bewirkt als solche zunächst keine Verbesserung der Präzision. Das Zusammenspiel der minimierten Laufzeitunterschiede durch das schmalbandige Verfahren sowie der Drehrichtungsumkehr erlaubt dagegen insgesamt eine Positionsbestimmung mit deutlich verbesserter Präzision.
  • Zur Lösung der Aufgabe dient weiterhin ein System zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts, insbesondere im Inneren eines Gebäudes. Dieses umfasst wenigstens vier Sender, die jeweils eine zirkular polarisierte Antenne aufweisen, und einen zu lokalisierenden Empfänger, der eine zirkular polarisierte Antenne aufweist. Mindestens zwei und insbesondere alle Sender sind zum Senden von periodischen Signalen unterschiedlicher Frequenzen eingerichtet, wobei die Frequenzen der jeweiligen Sender eng benachbart sind.
  • Eine zirkular polarisierte Antenne ist eine Antenne, die in der Lage ist, zirkular polarisierte Signale zu senden und/oder zu empfangen. Das Feld einer zirkular polarisierten Antenne rotiert kontinuierlich. Zirkular polarisierte Antennen (englisch: circularly polarized antennas) sind klein und kostengünstig und weisen eine kleine Bandbreite auf. Sie ermöglichen die oben beschriebene Unterdrückung von reflektierten Signalen. Im Gegensatz dazu würden breitbandige Signale zum Teil verzerrt empfangen werden und die Unterdrückung der reflektierten Signale wäre verringert.
  • Jeder der Sender und der Empfänger weist eine zirkular polarisierte Antenne auf. Die Sender umfassen die zirkular polarisierte Antenne zum Senden zirkular polarisierter Signale. Der Empfänger umfasst die zirkular polarisierte Antenne zum Empfangen zirkular polarisierter Signale. Die zirkular polarisierten Antennen der Sender sind zum Senden der periodischen Signale unterschiedlicher, eng benachbarter Frequenzen eingerichtet.
  • Es kann sich bei einer zirkular polarisierten Antenne beispielsweise um Wendel- oder Helixantennen, zirkular polarisierte Patchantennen, gekreuzte Dipole, Spiralantennen, Schlitzantennen, Antennen mit dielektrischem Resonator, zirkular polarisierte Patch-Arrays und/oder zirkular polarisierte Slot-Arrays handeln. Auch die Nutzung einer Vorrichtung umfassend zwei um 90° versetzte und um 90° phasenverschoben gespeiste, linear polarisierte Antennen ist möglich. Die Antennen der Sender und des Empfängers weisen die gleiche Polarisationsdrehrichtung auf.
  • Zirkular polarisierte Antennen sind insbesondere schmalbandige Antennen, die schmalbandige zirkular polarisierte Signale senden bzw. empfangen. Somit ergeben sich nahezu konstante Frequenzgänge und eine konstante Gruppenlaufzeit im gesamten Band. Es ist keine Kanalentzerrung notwendig.
  • In dem Fall, dass das System zur Positionsbestimmung eines Objekts in einem Innenraum eingerichtet ist, spricht man auch von einem „Indoor Positioning System“ oder IPS.
  • In einer Ausgestaltung weist der Empfänger Mittel zum Auswerten der empfangenen Signale auf. Insbesondere ist der Empfänger zur Bestimmung seiner Position auf der Basis der empfangenen Signale eingerichtet.
  • In einer Ausführungsform ist die zirkular polarisierte Antenne zumindest eines Senders und/oder des Empfängers auf einer Leiterplatte angeordnet bzw. in die Leiterplatte integriert. Sie ist beispielsweise mittig auf der Leiterplatte angeordnet. In diesem Fall kann sie besonders platzsparend angeordnet und kostengünstig hergestellt werden, insbesondere im Vergleich zur konventionellen Patchantenne. Dennoch weist sie aufgrund ihrer flachen Bauart hinsichtlich ihres Platzbedarfs sowie hinsichtlich der einfachen und kostengünstigen Herstellung wesentliche Vorteile der Patchantenne auf.
  • Insbesondere ist eine zirkular polarisierte Kreisring-Mikrostreifenantenne gemeint (englisch: circularly polarized annular-ring patch antenna).
  • In einer Ausführungsform umfasst zumindest eine zirkular polarisierte Antenne ein dielektrisches Material, insbesondere ein keramisches Material, sowie einen auf dem dielektrischen Material angeordneten ringförmigen Leiter. Im radial Inneren des ringförmigen Leiters ist ein von dem ringförmigen Leiter beabstandeter und auf dem dielektrischen Material angeordneter flächiger Leiter angeordnet.
  • Ein Leiter ist ein elektrisch leitender Gegenstand. Ein Leiter kann als Leiterbahn ausgestaltet sein, wie er üblicherweise auf Leiterplatten verwendet wird. Insbesondere hat ein Leiter gegenüber einer flächigen Erstreckung eine sehr geringe Höhe. Ein Leiter ist typischerweise aus einem Material hergestellt, das ein Metall und/oder eine Legierung umfasst. Insbesondere besteht er aus einem Metall oder einer Legierung. Ein Leiter kann Kupfer und/oder Silber umfassen bzw. daraus bestehen.
  • Der ringförmige Leiter weist insbesondere die Form eines Kreisrings auf. Er hat gegenüber seiner Ringbreite, also der Differenz des Außendurchmessers vom Innendurchmesser, eine sehr geringe Höhe. Beispielsweise weist er eine Ringbreite von 0,5 mm auf und die Höhe ist geringer als 0,05 mm.
  • Der flächige Leiter ist beispielsweise fächerförmig ausgestaltet und weist insbesondere die Form eines Viertelkreises auf. Er kann in derselben Ebene angeordnet sein wie der ringförmige Leiter. Typischerweise ist er parallel zu einer Leiterplatte angeordnet, auf welcher sich die zirkular polarisierte Antenne befindet. Er kann senkrecht zur mittleren Achse des kreiszylinderförmig ausgestalteten dielektrischen Materials angeordnet sein.
  • Das dielektrische Material ist insbesondere kreiszylinderförmig ausgestaltet und weist beispielsweise einen Durchmesser auf, der dem Außendurchmesser des ringförmigen Leiters entspricht. Das dielektrische Material ist insbesondere auf einer Leiterplatte angeordnet. Der ringförmige Leiter ist typischerweise in einer Ebene angeordnet, die parallel zur Ebene der Leiterplatte verläuft. Dabei definiert das dielektrische Material einen Abstand zwischen dem ringförmigen Leiter und der Leiterplatte.
  • Der ringförmige Leiter und der flächige Leiter sind auf dem dielektrischen Material angeordnet. Das bedeutet, dass sie an einer Oberfläche des dielektrischen Materials angeordnet sind und dieses insbesondere kontaktieren. Das dielektrische Material dient als elektrische Isolierung zwischen dem ringförmigen Leiter sowie dem flächigen Leiter und einer Streifenleitung zum Anschluss der zirkular polarisierten Antennen. Der ringförmige Leiter sowie der flächige Leiter können auf der dem dielektrischen Material abgewandten Seite freiliegen, also nicht von dem dielektrischen Material bedeckt sein.
  • Ein dielektrisches Material, auch als Dielektrikum bezeichnet, ist eine elektrisch schwach- oder nichtleitende Substanz, in dem vorhandene Ladungsträger nicht frei beweglich sind. Ein elektrisches Feld geht hingegen durch das dielektrische Material hindurch. Bei dem dielektrischen Material handelt es sich um einen Feststoff, typischerweise um ein keramisches Material. Ein keramisches Material ist anorganisch, nichtmetallisch, in Wasser schwer löslich und anteilig, insbesondere zu wenigstens 30 %, kristallin. Nichtmetallisch bedeutet, dass chemische Metalle nicht in metallischer, also elementarer Form vorliegen, sondern - falls vorhanden - beispielsweise als Oxide. Insbesondere sind keramische Materialien solche, die in einem Brennprozess oberhalb von 700 °C zu einem harten, dauerhaften Gegenstand gebrannt worden sind, wobei es beim Brennen insbesondere zu einer Sinterung kommt.
  • Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine reine zirkulare Polarisation unter Verwendung einer kleinen und kostengünstigen Antenne.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Empfänger für jeden Sender einen separaten Empfangsteil, der zum Empfangen der Signale des jeweiligen Senders eingerichtet ist.
  • Mit anderen Worten umfasst der Empfänger mehrere Empfangsteile zum Empfangen von Signalen, wobei jedem Sender ein Empfangsteil des Empfängers zugeordnet ist. Jeder Empfangsteil ist zum Empfangen von Signalen unterschiedlicher Frequenzen eingerichtet.
  • Ein Empfangsteil ist eine eigenständige Einheit zum Empfangen elektromagnetischer Signale. Die Eigenständigkeit bezieht sich auf den Empfang elektromagnetischer Signale. Dagegen kann beispielsweise die Stromversorgung oder die Weiterleitung empfangener und/oder ausgewerteter Signale mehrerer Empfangsteile durch jeweils eine gemeinsame Einrichtung realisiert sein. Jeder Empfangsteil ist zum Empfangen von Signalen unterschiedlicher Frequenzen eingerichtet, wobei zumindest einige der Frequenzen eng benachbart sind. Der Empfänger umfasst wenigstens vier Empfangsteile.
  • Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung auch anhand von Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1: eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer zirkular polarisierten Antenne;
    • 2: eine teilgeschnittene Draufsicht der zirkular polarisierten Antenne aus 1; und
    • 3: eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer zirkular polarisierten Antenne.
  • 1 zeigt eine zirkular polarisierte Antenne 1 als Teil eines Senders oder Empfängers eines erfindungsgemäßen Systems, die für Frequenzen zwischen 4 GHz und 8 GHz ausgelegt ist. Diese ist auf einer (nicht dargestellten) Leiterplatte angeordnet. Die zirkular polarisierte Antenne 1 umfasst eine Streifenleitung 5 (englisch: microstrip) aus Kupfer, die mittels Drucken und/oder Ätzen auf die Leiterplatte aufgebracht ist. Die Streifenleitung 5 weist eine Breite von 1 mm, eine Höhe von 35 µm und einen elektrischen Widerstand von 50 Ohm auf. Die Leiterplatte weist eine Höhe von 0,5 mm oder 0,6 mm auf und ist aus einem schwer entflammbaren und flammenhemmenden Verbundwerkstoff, insbesondere der Klasse FR-4, hergestellt.
  • Auf der Leiterplatte sowie auf einem vorderen, rechts dargestellten Bereich der Streifenleitung 5 befindet sich das dielektrische Material 2, welches die Form eines Kreiszylinders aufweist. Die von oben nach unten verlaufende Längsachse des kreiszylinderförmigen dielektrischen Materials 2 ist senkrecht zur Leiterplatte ausgerichtet. Der dielektrische Leiter 2 ist aus keramischem Material umfassend Al2O3 mit einer Höhe von 2,5 mm und einem Durchmesser von 6 mm oder 6,5 mm hergestellt. Er weist eine Permittivität von 30 auf.
  • Auf der Oberseite des dielektrischen Materials 2 ist der ringförmige Leiter 3 angeordnet, welcher aus einer Kupferschicht mit einer Höhe von 35 µm besteht. Er ist kreisringförmig ausgestaltet, wobei der äußere Durchmesser des Kreisrings dem Durchmesser des Kreiszylinders des dielektrischen Materials 2 entspricht.
  • In der Ebene des ringförmigen Leiters 3 und im radial Inneren des ringförmigen Leiters 3 ist der flächige Leiter 4 angeordnet. Er hat die Form eines Viertelkreises und ist ebenfalls als Kupferschicht mit einer Höhe von 35 µm ausgestaltet. Er ist bei axialer Blickrichtung so im von der Streifenleitung 5 abgewandten Bereich des dielektrischen Materials 2 angeordnet, dass sich sein rechtwinkliger Eckpunkt, der dem Mittelpunkt des zugehörigen Kreises entspräche, auf der Längsachse des kreiszylinderförmigen dielektrischen Materials 2 befindet. Die axiale Blickrichtung bezieht sich auf die Längsachse des dielektrischen Materials bzw. des ringförmigen Leiters. Diese Anordnung definiert die gewünschte Polarisationsdrehrichtung der zirkular polarisierten Antenne 1.
  • In einer anderen Ausführungsform kann der Durchmesser des dielektrischen Materials 2, welches ebenfalls kreiszylinderförmig ist, 10 mm betragen. Die Höhe des dielektrischen Materials 2 kann 3 mm betragen. Das dielektrische Material 2 kann eine Permittivität von 10 aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform kann das dielektrische Materials 2 eine Höhe von 2,3 mm und einen Durchmesser von 6,1 mm aufweisen.
  • 2 zeigt dieselbe zirkular polarisierte Antenne in einer teilgeschnittenen Draufsicht mit axialer Blickrichtung. Dargestellt sind der ringförmige Leiter 3, in dessen radial Innerem das dielektrische Material 2 sichtbar ist, der flächige Leiter 4 sowie der außerhalb des ringförmigen Leiters 3 befindliche Abschnitt der Streifenleitung 5. Der in der ungeschnittenen Draufsicht üblicherweise vom dielektrischen Material 2 verdeckte, innerhalb des ringförmigen Leiters 3 befindliche Abschnitt der Streifenleitung 5 ist in dieser teilgeschnittenen Darstellung in feinerer Schraffur dargestellt. Es ist somit ersichtlich, dass die Streifenleitung 5 unterhalb des dielektrischen Materials 2 weiter verläuft, in axialer Richtung betrachtet den ringförmigen Leiter 3 überragt und so weit erstreckt ist, dass das Ende der Streifenleitung 5 einen Abstand von ungefähr 0,5 mm vom flächigen Leiter 4 hat.
  • Der Kreisbogen des flächigen Leiters 4 ist parallel zum benachbarten Kreisbogen, der durch die Innenseite des ringförmigen Leiters 3 definiert ist. Mit anderen Worten sind die beiden Kreisbögen Parallelkurven. Damit ist gemeint, dass jeweils zwei auf einer radial verlaufenden Geraden befindlichen Punkte, von denen ein Punkt auf dem Kreisbogen des flächigen Leiters 4 liegt und der andere Punkt auf dem Kreisbogen der Innenseite des ringförmigen Leiters 3 liegt, denselben Abstand aufweisen. Der in radiale Richtung gemessene Abstand zwischen dem Kreisbogen des flächigen Leiters 4 und dem durch die Innenseite des ringförmigen Leiters 3 definierten Kreisbogen beträgt 0,5 mm.
  • 3 zeigt eine zirkular polarisierte Antenne 1, die dieselben Elemente aufweist wie die in den 1 und 2 gezeigte zirkular polarisierte Antenne 1. Der einzige Unterschied besteht in der Anordnung des flächigen Leiters 4 im radial Inneren des ringförmigen Leiters 3. Dieser ist bei axialer Blickrichtung achsensymmetrisch gespiegelt im Vergleich zu seiner Anordnung in der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform angeordnet. Die Achse, an der die Spiegelung erfolgt, ist die Längserstreckungsrichtung der Streifenleitung 5. Auf diese Weise ergibt sich eine entgegengesetzte Polarisationsdrehrichtung.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zirkular polarisierte Antenne
    2
    Dielektrisches Material
    3
    Ringförmiger Leiter
    4
    Flächiger Leiter
    5
    Streifenleitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016012101 A1 [0005]
    • US 20190187237 A1 [0005]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts, insbesondere im Inneren eines Gebäudes, bei dem mindestens vier Sender zirkular polarisierte Signale senden und ein zu lokalisierender Empfänger die zirkular polarisierten Signale empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei und insbesondere alle Sender periodische Signale unterschiedlicher Frequenzen senden, wobei diese Frequenzen eng benachbart sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eng benachbarten Frequenzen weniger als eine Bandbreite der gesendeten Signale auseinanderliegen.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eng benachbarten Frequenzen weniger als die reziproke Periodendauer der gesendeten Signale auseinanderliegen.
  4. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die eng benachbarten Frequenzen weniger als ein Viertel, insbesondere ein Achtel, der reziproken Periodendauer der gesendeten Signale auseinanderliegen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei und insbesondere alle Sender Signale im Frequenzbereich zwischen 3 GHz und 9 GHz, insbesondere zwischen 4,5 GHz und 7,5 GHz und beispielsweise zwischen 5,5 GHz und 6,5 GHz senden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei und insbesondere alle Sender die Signale in zueinander definierten Zeitabständen senden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei und insbesondere alle Sender die Signale zumindest zeitabschnittsweise zeitgleich senden.
  8. System zur Positionsbestimmung wenigstens eines Objekts, insbesondere im Inneren eines Gebäudes, umfassend mindestens vier Sender, die jeweils eine zirkular polarisierte Antenne (1) aufweisen, und einen zu lokalisierenden Empfänger, der eine zirkular polarisierte Antenne (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei und insbesondere alle Sender zum Senden von periodischen Signalen unterschiedlicher Frequenzen eingerichtet sind, wobei die Frequenzen der jeweiligen Sender eng benachbart sind.
  9. System zur Positionsbestimmung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zirkular polarisierte Antenne (1) zumindest eines Senders und/oder des Empfängers auf einer Leiterplatte angeordnet ist.
  10. System zur Positionsbestimmung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zirkular polarisierte Antenne (1) ein dielektrisches Material (2), insbesondere keramisches Material, sowie einen auf dem dielektrischen Material (2) angeordneten ringförmigen Leiter (3) umfasst, wobei im radial Inneren des ringförmigen Leiters (3) ein von dem ringförmigen Leiter (3) beabstandeter und auf dem dielektrischen Material (2) angeordneter flächiger Leiter (4) angeordnet ist.
  11. System zur Positionsbestimmung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger für jeden Sender einen separaten Empfangsteil umfasst, der zum Empfangen der Signale des jeweiligen Senders eingerichtet ist.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6154173A (en) 1999-03-24 2000-11-28 Trimble Navigation Limited Method and apparatus for processing multipath reflection effects in timing systems
WO2006015290A2 (en) 2004-07-30 2006-02-09 Novariant, Inc. Multiple frequency antenna structures and method for receiving navigation or ranging signals
US20180054006A1 (en) 2016-08-17 2018-02-22 Yan Wang Frequency diverse phased-array antenna
DE102016012101A1 (de) 2016-10-08 2018-04-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049278A (en) * 1997-03-24 2000-04-11 Northrop Grumman Corporation Monitor tag with patch antenna
EP2405281A1 (de) * 2010-07-09 2012-01-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position und Orientierung eines mobilen Senders

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6154173A (en) 1999-03-24 2000-11-28 Trimble Navigation Limited Method and apparatus for processing multipath reflection effects in timing systems
WO2006015290A2 (en) 2004-07-30 2006-02-09 Novariant, Inc. Multiple frequency antenna structures and method for receiving navigation or ranging signals
US20180054006A1 (en) 2016-08-17 2018-02-22 Yan Wang Frequency diverse phased-array antenna
DE102016012101A1 (de) 2016-10-08 2018-04-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung
US20190187237A1 (en) 2016-10-08 2019-06-20 Forschungszentrum Juelich Gmbh Method and device for position determination

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