TW201301790A - 無線位置偵測及／或追蹤裝置及相關方法 - Google Patents

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Abstract

無線偵測信標與在一第一頻率處發射且在一第二頻率處接收之一射頻(RF)訊問器一同使用。該無線偵測信標包含一基板、由該基板承載之一電源、由該基板承載之一天線總成，及由該基板承載且經組態由該電源供電以提供在一第三頻率處之一LO信號之一局部振盪器(LO)。一混頻器係由該基板承載且耦合至該天線總成及該LO。該混頻器經組態以基於混頻來自該RF訊問器之在該第一頻率處之一傳入信號與在該第三頻率處之該LO信號而產生至該天線總成之在該第二頻率處之一傳出信標信號。

Description

無線位置偵測及/或追蹤裝置及相關方法
本發明係關於無線通信領域，且更特定而言，係關於無線偵測與測距及相關方法。
判定一遠端無線信標之一位置及/或一距離可係有用的。更特定而言，使用信標來判定一物件或人(舉例而言，諸如一建築物內之一消防員)之一位置可係有用的。亦可部署信標以增強導航能力，諸如為港口內的船隻提供3D導航。
一遠端無線信標可用於判定遠端物件或人之位置中。一遠端信標通常接收來自一遠端發射機之一所發射信號且基於該所發射信號而處理並發射一返回信號。舉例而言，一典型位置信標之返回信號可提供時序資訊以有助於判定距離遠端裝置之一範圍。另一選擇係，一GPS判定之位置可包含於來自一習用導航信標之返回信號中。根據本發明，本文中所闡述之信標在不需要輸入信號之任何解碼之情形下藉由混頻傳入信號與局部振盪器信號產生返回信號。此組態提供可能的最低延時且最小化返回延遲。
頒予Moffatt等人且受讓予本申請案之受讓人(Harris Corporation of Melbourne,FL)且以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第2008/0070532號揭示主動判定一位於遠端之無線電發射機、接收器或無線電收發機之範圍(亦即，距離其之距離)。該方法包含監測RF接收器之RF發 射、在可由RF接收器接收之一RF頻率上產生一RF信號，及偵測回應於該RF信號之一或多個接收器RF發射之一變化。RF發射之變化包含接收器中之一或多個局部振盪器信號、其諧波或混頻積之振幅、相位或頻率中之一或多者之小改變。此等改變係由所發射RF信號對接收器之電路之影響導致。所發射RF信號可用以導致接收器中某些信號之一相位、頻率、振幅或相位、頻率或振幅之組合調變。此調變可由接收器設計之各種態樣導致，諸如在局部振盪器與接收器之其他組件之間存在之有意或無意耦合。
其他測距方法，舉例而言，一測距演算法，可用以計算兩個無線電收發機之間的一距離。一基本測距演算法可計算一所發射信號與一所接收信號之間在時域中之相關性。此相關性之一峰值可與往返時間延遲相關，通常在樣本中指定。若延遲係一樣本之某一分率，則該峰值在該相關性中可係模糊不清的。舉例而言，此可受雜訊及多路徑極大影響。一典型測距技術可包含一曲線擬合、鄰近者加權或嘗試解決延遲之其他技術。
頒予Hoffmann等人且受讓予本申請案之受讓人(Harris Corporation of Melbourne,FL)且以引用方式併入本文中之美國專利申請案第12/629,584號揭示用於主動判定一位於遠端之無線裝置之一精細範圍估計之一多載波波形。此多載波波形可用以改良時間解析度及範圍準確性。舉例而言，RF訊問器可經組態以產生作為一多載波正交分頻多工(OFDM)基礎波形之多載波基礎波形。多載波波形可使用 一功率放大器構造有約2.6 dB之一低峰值-平均值功率比用於有效發射，而不管子載波之數目如何。多載波波形可在第一RF頻率處被發射至遠端無線裝置，諸如一信標裝置。信號處理引擎亦可藉由至少判定返回波形之一頻道估計來處理頻域資料。舉例而言，頻道估計可基於所接收-所發射發聲者波形比之一數學反演。舉例而言，信號處理引擎亦可藉由至少解析頻域資料之一頻道估計中之頻率來處理頻域資料，且基於一奇異值分解(SVD)而解析頻道估計中之頻率。頻率偏移可自歸因於一行動RF訊問器、行動無線信標或二者之Doppler產生。頻率偏移亦可自無線信標處之LO頻率發生。RF訊問器亦可藉由至少減少頻道估計中之雜訊及移除頻率偏移來處理頻域資料。因此，多載波波形可用以獲得自RF訊問器至無線信標之一準確往返時間以便估計一準確距離，其稱為精細範圍解析度。
進一步，藉由在信標中併入多個接收器及/或發射天線，一多輸入/多輸出實施方案(MIMO)可用以提供空間分集及區別共存於相同頻率上之不同信標且用以改良位置準確性及/或資料容量。
存在對具有低成本且易製造以提供位置偵測及/或不利節點(亦即，尚未包含一無線電發射機、接收器或收發機之項目)之追蹤之一低複雜度信標之一持續需要。此一信標應係低大小、重量及功率(SWAP)。
鑒於前述背景，因此本發明之一目的係提供用於位置偵 測及/或追蹤之一相對簡單無線偵測信標。
根據本發明之此及其他目的、特徵及優點係藉由與在一第一頻率處發射且在一第二頻率處接收之一射頻(RF)訊問器一同使用之一無線偵測信標提供。該無線偵測信標包含一基板、由該基板承載之一電源、由該基板承載之一天線總成，及由該基板承載且經組態由該電源供電以提供在一第三頻率處之一LO信號之一局部振盪器(LO)。一混頻器係由該基板承載且耦合至該天線總成及該LO。該混頻器經組態以基於混頻來自該RF訊問器之在該第一頻率處之一傳入信號與在該第三頻率處之該LO信號而產生至該天線之在該第二頻率處之一傳出信標信號。
為了執行自所接收RF信號至IF之頻率轉換程序，超外差接收器共同地執行涉及兩個信號之一混頻操作。此等信號包含由局部振盪器產生之一信號及一傳入RF信號。此程序係在一混頻器或接收器之混頻級中執行。在混頻器內，局部振盪器信號與所接收RF信號互動以在等於兩個輸入頻率之總和及兩個輸入頻率之差的頻率處產生稱作混頻積之輸出。亦產生其他混頻積，其係總和與差積的整數倍，且振幅通常低於總和與差積。
混頻器可經組態以產生在第二頻率處之作為一混頻積信號之傳出信標信號，該第二頻率係由第一與該第三頻率之一總和界定且准許由RF訊問器進行範圍及方向找尋。混頻器亦可經組態以產生在由第一與第三頻率之差界定之一不同第二頻率處之作為一混頻積信號之傳出信號。混頻器亦 可經組態以產生作為一或多個混頻積信號之傳出信號，其作為第一與第三頻率之整數倍之總和及差積產生，且可與傳入RF信號及LO信號諧相關。
習用發射機應答器信標接收且解碼訊問波形，且然後產生返回至RF訊問器之一對應回應波形。根據本發明，信標可經組態以在無傳入信號之任何解碼之情形下藉由再輻射與LO信號混頻之傳入輸入信號產生傳出信標信號。
一輸入天線可經組態以接收傳入信號，且一輸出天線可經組態以發射傳出信標信號，其中混頻器耦合於其之間。此概念可擴展至包含多個輸入天線、輸出天線，及用於多輸入/多輸出(MIMO)操作之混頻器。濾波器可耦合於一或多個輸入天線與一或多個混頻器之間，及/或一或多個混頻器與一或多個輸出天線之間。可在信標處提供調變以干擾用於區分信標及/或編碼資訊之返回信號。經編碼資訊可包含信標識別編號、序列號、感測器資料或其他使用者資料。可調變正交碼用於區分信標，類似於CDMA中所使用之彼等。傳出信標信號之調變可藉由調變輸入信號、輸出信號或局部振盪器信號來執行。一振幅調變電路可耦合於LO與混頻器之間。一頻率調變電路可耦合至LO。由於瞬間角頻率係瞬間相位之衍生物，因此相位調變可視為頻率調變之一特殊情形，在該情形中載波頻率調變係由相位調變之時間衍生物給定。一AM電路及相位或頻率調變電路二者可合併以提供複數調變。另一選擇係，耦合至輸入、LO及輸出之一正交混頻器可用以複數調變一或多個 輸入信號以產生一或多個輸出信號。此等調變電路可包括一偽隨機雜訊(PN)產生器，諸如一線性回饋移位暫存器(LFSR)。可包含電路用於提供更精細之波形，直至完全複數調變，其可藉由使用由一實數或複數任意波形源驅動之一正交混頻器產生且施加於傳出信標信號上。此技術允許產生任意調變類型(舉例而言，AM、FM、PM、ASK、FSK、PSK、GMSK、QPSK、QAM、OFDM、DSSS、混沌等)作為傳出信標信號之部分。
在系統及方法態樣中，一射頻(RF)訊問器在一第一頻率處發射且在一第二頻率處接收，且基於在該第二頻率處之一所接收信標信號而執行無線偵測信標之範圍及方向找尋。根據本發明，此技術允許RF訊問器在不同頻率上同時發射及接收，以使得不需要對接收器之閘控。
現在，將在後文中參照展示本發明較佳實施例之附圖更全面地闡述本發明。然而，本發明可以眾多不同形式體現，且不應視為限於本文中所闡明之該等實施例。而是，提供此等實施例以使得本發明將係全面及完整的，且將本發明之範疇充分傳達給熟習此項技術者。通篇中相同之編號指代相同之元件。
現在將參照圖1至圖7闡述本發明之實施例。本發明之某些實施例提供與獲取關於一遠端信標之資訊相關之方法、系統及設備。此資訊可包含偵測一位於遠端之無線偵測信標之存在、判定一位於遠端之信標之一範圍及/或判定一 位於遠端之信標之方向。
現在參照圖1，將闡述包含一無線偵測信標100之一無線信標偵測系統10。信標100包含用於將入射於信標上之電磁波轉換至RF電子信號之一天線102。RF信號係自天線102傳遞至一混頻器或混頻電路104。一局部振盪器(LO)112用以產生一第二RF信號，本文中稱為LO信號。LO信號與來自天線102之RF信號在混頻裝置104中混頻以產生各種混頻積，其通常包含一總和及差頻率。總和頻率係所接收RF信號與LO信號之頻率之總和。差頻率係所接收RF信號與LO信號之頻率之間的差。
圖3中圖解說明此等各種信號之間的關係，其展示一RF信號306、一LO信號304以及一總和混頻積信號308及差混頻積信號309。在混頻器104內，局部振盪器信號與所接收RF信號互動以在等於兩個輸入頻率之總和及兩個輸入頻率之差的頻率處產生此等混頻積。
信標100係設計用於接收RF信號及再輻射與來自LO 112之LO信號混頻之此等RF信號至一輸出或發射天線114之目的。熟習此項技術者應瞭解，在某些情形中信標100可能夠共用用於輸入及輸出二者之一共同天線。舉例而言，如後文中所闡述，若此天線將提供可接受之接收及發射信號之效能則可使用一單個天線。在彼情形中，可使用一單個天線代替天線102及114。信標天線系統可印刷至基板101上以進一步減小SWAP。
熟習此項技術者應瞭解，信號之擴散可增加處理增益且 產生一低輪廓信號。低輪廓信號可允許信標100及偵測系統在未經許可之FCC頻帶中之操作。低複雜度設計(相對低大小、重量及功率)係為了低成本及易製造。由於不存在信號解碼或信標中所需之其他信號處理，因此此致使低功率。特定而言，一所發射RF信號用以致使一偵測器或訊問器分析與LO信號混頻之RF信號之一再輻射，其將在下文中更詳細地闡述。此再輻射可經偵測及用以識別信標，且然後進一步經分析以提供關於信標之有用資訊，諸如方向及範圍。
再次參照圖1，將闡述一訊問器，諸如一主動接收器偵測與測距系統(ARDRS)402，且該訊問器對於理解本發明係有用的。此一ARDRS在頒予Moffatt等人之美國公開專利申請案第2008/0070532號中進一步詳細闡述，且以全文引用方式併入本文中。該系統包含用於獲取與來自一信標100之RF發射相關之RF能量之一或多個天線403/404。舉例而言，天線404可包含能夠沿一所選方向聚焦天線增益之一定向天線系統。天線403/404可包含一個以上天線元件，該一個以上天線元件用於量測用於估計來自無線信標之一到達角(AoA)之天線元件之間的到達頻率差(FDOA)、到達時間差(TDOA)、相位差及/或振幅差用於方向找尋(DF)無線信標。舉例而言，來自天線404之RF能量傳遞至一RF接收器或接收裝置405，其可包含一解調器。RF接收器405可係一耙式接收器，如熟習此項技術者所瞭解。
RF接收器405能夠接收RF發射。熟習此項技術者應瞭 解，可期望獲得關於一或多個不同類型之信標100之資訊。因此，RF接收器405可具有涵蓋已知要與各種不同類型之信標100相關之RF發射之一調諧範圍。
根據本發明之一實施例，RF接收器405具有一相對窄接收器頻寬，其能夠被調諧至與已知RF發射相關之一或多個頻率。另一選擇係，接收器405可係提供顯著更大之一頻寬之一設計。具有一較寬頻寬設計，接收器405可提供在各種不同RF頻率處同時接收同時來自各種信標之一或多個RF發射之能力。如上文所論述，此等RF發射較佳係所發射RF訊問信號與來自信標100之一LO信號混頻之一積。
端視RF接收器405之組態，信號處理/解調器電路408經組態以處理一單個RF頻率上之一RF發射或同時處理存在於多個RF頻率上之複數個RF發射。信號處理引擎或信號處理/解調器電路408亦可包含至少一個解調器。可有利地將解調器選擇為能夠以表示與RF發射相關之一變化之一信號之形式提供一經解調輸出之一類型。舉例而言，一頻率調變(FM)鑑別器電路可用於此目的。FM鑑別器電路在此項技術中係眾所周知的且因此此處將不再詳細論述。
類似地，在408中一AM解調器可用以偵測RF發射之振幅之變化。類似地，一相位調變(PM)解調器可用以偵測RF發射之相位之變化。類似地，一正交解調器可用以偵測RF發射之量值及相位二者之變化。類似地，一解調器可有利地用以同時解調此等調變格式之任何組合或者其中之一或多者。一解調器可用以解碼一多載波經調變波形、估計RF 頻道、移除頻率偏移，及提供距離無線信標之一準確範圍估計。
ARDRS 402亦包含耦合至一RF發射機414之一發射機天線412。熟習此項技術者應瞭解，在某些情形中RF發射機414可能夠與RF接收器405共用一共同天線。舉例而言，如後文中所闡述，若此天線將提供可接受之接收及發射信號之效能則可使用一單個天線。在彼情形中，可使用一單個天線代替天線403/404及412，前提條件係提供適當隔離及雙工法或切換電路以將RF接收器405自RF發射機414發起之高功率信號隔離。藉由挑選正交RF頻率，發射及接收可在無干擾之情形下同時發生。另外，由於一信標100之一位置可係未知，因此在某些例項中可期望一接收器天線404具有不同於一發射天線412之天線增益型樣之一天線增益型樣。在此等情形中，使用單獨天線可係更有利。
RF發射機414可係能夠在可由信標100接收之一或多個頻率上發射RF信號之一習用設計。應理解，信標100可係一或多個不同類型。如此，不同信標100可具有不同操作頻率範圍。因此，發射機414有利地提供包含一或多個信標100可在其處接收信號之頻率之一發射頻率範圍。RF發射機414係由可包含一RF信號產生器之信號處理引擎408激發。RF信號產生器可包含一鎖相迴路(PLL)類型RF產生器以提供用於RF發射機之RF能量之一穩定源。PLL較佳在RF發射機414之範圍內之一可選擇頻率處產生RF能量，如熟習此項技術者所瞭解。
信號處理引擎408亦可包含一調變電路。調變電路可包含一相位調變器、一頻率調變器、一振幅調變器、匹配由信標100所正常接收之信號類型之一調變器，及有利地最大化一或多個發射之變化之一調變器中之一或多者。若使用多個類型之調變器，則可提供適當控制電路用於選擇性地操作一或多個調變器。熟習此項技術者應瞭解，同時單獨振幅調變及相位調變一信號之能力可複製任何及所有類型之調變。如本文中所闡述之調變電路、RF發射機414及天線412在此項技術中係普遍知道的，且因此將不再更詳細地闡述。實例波形可包含啁啾、偽隨機雜訊及/或多載波波形。舉例而言，額外波形可包含AM、FM、PM、ASK、FSK、PSK、GMSK、QPSK、QAM、OFDM、DSSS及混沌。
信號處理引擎408可係一ASIC、一微處理器、一狀態機、數位信號處理器或已經程式化而具有用於實施本文中所闡述之方法之一適當指令集之一通用電腦。信號處理引擎408可包含適用於儲存一程式指令集及/或資料之一或多個裝置。舉例而言，可提供一資料儲存器件用於此目的。舉例而言，此一資料儲存器件可包含RAM、ROM及一大容量資料儲存裝置，諸如一磁碟機。
信號處理引擎408經由一適當資料匯流排或控制線與ARDRS 402之組件中之一或多者通信。舉例而言，信號處理引擎408可傳遞命令及控制信號以控制由RF接收器405執行之任何功能且控制RF發射機414之輸出。複數個信號路 徑及相關組件可用以偵測係不同頻率或不同頻率子頻帶、不同調變類型或此等之任何組合之信號。
信號處理引擎提供方向找尋及測距以產生無線信標之地理定位。信號處理引擎可包含用於處理所接收信號之一匹配濾波器或相關器以提供用於無線信標偵測及地理定位之增大之處理增益。自相關器達成之處理增益允許要發射至信標及自信標接收之功率低得多的信號。此處理增益允許信標棄用一放大器，從而允許一較低SWAP信標。
信號處理引擎408亦與一使用者介面或圖形使用者介面418通信。使用者介面可駐存於ARDRS處理點處或可位於遠端且ARDRS可係遠端控制的。ARDRS可經組態作為用於訊問一或多個信標之一遠端獨立感測器，且可經組態用於收集及記錄信標遙測及感測器資料、位置及其他相關信標資訊。信號處理引擎可將一或多個遠端無線信標之DF及範圍資訊提供至使用者介面用於映射一或多個信標之位置。使用者介面418可將關於由ARDRS 402所偵測到的任何信標100之資訊傳遞至一使用者。舉例而言，使用者介面418可用以識別距離信標100之一距離或範圍(無論一信標100是否正接收來自ARDRS 402之一信號)及將由信標100接收之信號所需之最小發射功率。使用者介面可將路徑丟失及多路徑延遲擴展資訊提供至使用者用於分析RF傳播頻道。如所闡述，使用者介面418亦可為一使用者提供傳遞輸入命令以控制ARDRS 402之操作之能力。
更特定地參照圖2之實施例，信標200提供區分多個經部 署信標之信標識別能力之一項實例。信標包含多個選用組件。可預期將形成將不使用、使用某些或使用所有此等選用組件之多個信標變化形式。信標200亦包含耦合至混頻器204之輸入天線202，混頻器204用於混頻RF輸入信號與來自LO 212之LO信號用於再輻射至輸出天線214。輸入天線202及輸出天線214可個別地或共同地稱為一天線總成。信標200說明性地包含一選用輸入路徑濾波器206及一選用輸出路徑濾波器208，諸如一RF帶通濾波器(BPF)。此一BPF限制遞送至信標之後續組件之RF信號之範圍。信標100亦可包含一或多個選用RF放大裝置，諸如放大器210。
調變可在信標處發生以致使區分多個信標或將額外資料(諸如感測器資料、遙測等)外加至信標返回信號上。調變可在輸入信號、LO信號或輸出信號處發生用於干擾返回信號。一振幅調變電路216可耦合於LO 212與混頻器204之間。一頻率及/或相位調變電路218可耦合至LO 212。此等調變電路可包括一偽隨機雜訊(PN)產生器，諸如一線性回饋移位暫存器(LFSR)。亦可包含一額外混頻器220。
因此，已闡述用於位置偵測及/或追蹤之一相對簡單無線偵測信標100/200及相關系統10。無線偵測信標100/200與在一第一頻率處發射且在一第二頻率處接收之一射頻(RF)訊問器402一同使用。無線偵測信標100/200包含一基板101、由該基板承載之一電源(諸如一電池105)、由該基板承載之天線總成102/202、114/214，及由該基板承載且經組態由該電源供電以提供在一第三頻率處之一LO信號 之一局部振盪器(LO)112/212。一混頻器104/204係由基板101承載且耦合至該天線總成及LO 112/212。混頻器104/204經組態以基於混頻來自RF訊問器402之在該第一頻率處之一傳入信號與在該第三頻率處之該LO信號而產生至該天線總成之在該第二頻率處之一傳出信標信號。
混頻器104/204可經組態以產生在第二頻率處之作為一混頻積信號之傳出信標信號，該第二頻率係由第一與第三頻率(或其整數倍)之一差或總和界定且准許由RF訊問器402進行範圍及方向找尋。混頻器104/204可經組態以藉由再輻射與LO信號混頻之傳入信號而即刻產生傳出信標信號。根據本發明，信標將在不需要傳入信號之任何解碼之情形下產生輸出信號。
與信標100/200一同使用之主動接收器偵測與測距技術提供距離信標(目標)之範圍判定且由於寬頻信號而使用到達角(AoA)量測改良方向找尋。偽隨機雜訊(PN)調變及PN序列之對應相關性可提供用於偵測之處理增益及用於範圍估計之一時間延遲量測。如此，所揭示之實施例不像習用信標那樣在遠端信標處需要地理定位能力(例如，GPS)來提供範圍及方向判定。此等習用信標需要精確的時間同步化及昂貴的電力消耗GPS晶片。此外，此等習用信標通常包含需要功率放大器、更多電力消耗及限制操作壽命之信號之主動發射。進一步，此等習用信標在起始一回應信號之前解碼來自RF訊問器之信號且因此需要更多處理電路且招致比本發明更多之延時。
一方法態樣係關於用於使用一射頻(RF)訊問器402以在一第一頻率處發射且在一第二頻率處接收而對一信標100/200進行無線偵測之一方法。該方法包含提供無線偵測信標100/200，無線偵測信標100/200包含一基板101、一電源105、天線總成102/114、經組態以由該電源供電以提供在一第三頻率處之一LO信號之一局部振盪器(LO)112/212。一混頻器104/204係耦合至天線總成102/114及LO 112/212，且經組態以基於混頻來自RF訊問器402之在第一頻率處之一傳入信號與在第三頻率處之LO信號而產生至天線總成114/214之在第二頻率處之一傳出信標信號。該方法包含基於在第二頻率處之一所接收信標信號而藉助RF訊問器402執行無線偵測信標之範圍及方向找尋。使用多載波波形及對應信號處理在RF訊問器處提供用於準確範圍估計之精細時間解析度。因此，信標不需要高時間或頻率準確性，從而進一步降低信標成本及SWAP。
在此方法中，且如上文所闡述，混頻器104/204可產生在第二頻率處之作為一混頻積信號之傳出信標信號，該第二頻率係由第一與第三頻率(或其整數倍)之一差/總和界定且准許由RF訊問器進行範圍及方向找尋。傳出信標信號係來自信標之返回信號，其經由頻道自信標傳播至RF訊問器。混頻器104/204可在無傳入信號之任何解碼之情形下藉由再輻射與LO信號混頻之傳入信號產生傳出信標信號。該方法亦可包含提供LO信號之振幅調變及/或提供LO信號之相位/頻率調變用於區分多個返回以提供信標識 別。調變可在混頻器之前的信標輸入處於第一頻率處發生、在LO與混頻器之間於第三頻率處發生或在信標輸出處於第二頻率處發生以便干擾傳出信標信號。經調變位元序列可自一LFSR、其他數位源產生，或可由軟體或韌體產生以編碼資訊。LO信號亦可以一實數或複數任意波形來調變，且可使用一正交混頻器與所接收信號混頻。
現在參照圖4至圖7，現場測試如本文中所期望之一例示性無線信標偵測系統10。圖4係按照距離一信標之一距離隨著該距離在自200米至15米之階段中減小而繪製之週期性原始量測資料之一圖表，其中在每一階段處具有一停留。圖5係圖4之範圍圖表上之一對應量測誤差。針對每一停留週期計算自一平均值之一距離誤差。在信號處理引擎中之RF訊問器處量測該距離且提供至圖形使用者介面。圖6係隨著距離信標之距離自200米減小至15米(其對應於圖4中之資料點)而繪製之一對應品質度量。品質度量為使用者提供來自每一RF訊問回應之範圍準確性之一指示。品質度量係多個參數之一函數，包含信雜比。一較高品質度量表示較高範圍準確性之可能。圖7係協作信標之所量測距離對實際距離之一標準偏差圖表。所量測距離與實際距離之間的差係距離誤差。標準偏差係在每一停留處計算且相對於距離來繪製。注意，隨著距離變化標準偏差不存在顯著變化。
10‧‧‧無線信標偵測系統/例示性無線信標偵測系統/相關系統
100‧‧‧信標/無線偵測信標/相對簡單無線偵測信標
101‧‧‧基板
102‧‧‧天線/天線總成
104‧‧‧混頻器/混頻裝置/混頻電路
105‧‧‧電源/電池
112‧‧‧局部振盪器
114‧‧‧天線/天線總成/輸出或發射天線
200‧‧‧信標/無線偵測信標/相對簡單無線偵測信標
202‧‧‧輸入天線/天線總成
204‧‧‧混頻器
206‧‧‧選用輸入路徑濾波器
208‧‧‧選用輸出路徑濾波器
210‧‧‧放大器
212‧‧‧局部振盪器
214‧‧‧輸出天線/天線總成
216‧‧‧振幅調變電路
218‧‧‧頻率及/或相位調變電路
220‧‧‧額外混頻器
304‧‧‧局部振盪器信號
306‧‧‧射頻信號
308‧‧‧總和混頻積信號
309‧‧‧差混頻積信號
402‧‧‧射頻訊問器/主動接收器偵測與測距系統
403‧‧‧天線
404‧‧‧天線/接收器天線
405‧‧‧射頻接收器/接收器/射頻接收器或接收裝置
408‧‧‧信號處理引擎/信號處理/解調器電路
412‧‧‧天線/發射天線/發射機天線
414‧‧‧射頻發射機/發射機
418‧‧‧使用者介面/圖形使用者介面
DIFF‧‧‧差混頻積信號
LO‧‧‧局部振盪器信號
RF‧‧‧射頻信號
SUM‧‧‧總和混頻積信號
圖1係圖解說明根據本發明之一實施例之特徵包含一無 線偵測信標之一無線偵測系統之一示意性方塊圖。
圖2係圖解說明根據本發明之另一實施例之特徵一無線偵測信標之一示意性方塊圖。
圖3係用於理解與圖1中之無線偵測系統相關之各種信號之量值對頻率之一圖示。
圖4係使用圖1之無線偵測系統之一信標之一範圍圖表。
圖5係對應於圖4之圖表之一距離誤差圖表。
圖6係使用圖1之無線偵測系統之一信標之一品質度量圖表。
圖7係圖解說明使用圖1之無線偵測系統之協作信標之所量測距離對實際距離之標準偏差之一條形圖。
10‧‧‧無線信標偵測系統/例示性無線信標偵測系統/相關系統
100‧‧‧信標/無線偵測信標/相對簡單無線偵測信標
101‧‧‧基板
102‧‧‧天線/天線總成
104‧‧‧混頻器/混頻裝置/混頻電路
105‧‧‧電源/電池
112‧‧‧局部振盪器
114‧‧‧天線/天線總成/輸出或發射天線
402‧‧‧射頻訊問器/主動接收器偵測與測距系統
403‧‧‧天線
404‧‧‧天線/接收器天線
405‧‧‧射頻接收器/接收器/射頻接收器或接收裝置
408‧‧‧信號處理引擎/信號處理/解調器電路
412‧‧‧天線/發射天線/發射機天線
414‧‧‧射頻發射機/發射機
418‧‧‧使用者介面/圖形使用者介面

Claims (10)

  1. 一種無線偵測信標，其與在一第一頻率處發射且在一第二頻率處接收之一射頻(RF)訊問器一同使用，該無線偵測信標包括：一基板；一電源，其由該基板承載；一天線總成，其由該基板承載；一局部振盪器，其由該基板承載且經組態由該電源供電以提供在一第三頻率處之一局部振盪器信號；及一混頻器，其由該基板承載且其耦合至該天線總成及該局部振盪器，該混頻器經組態以基於混頻來自該RF訊問器之在該第一頻率處之一傳入信號與在該第三頻率處之該局部振盪器信號而產生至該天線總成之在該第二頻率處之一傳出信標信號。
  2. 如請求項1之無線偵測信標，其中該混頻器經組態以產生在該第二頻率處之作為一混頻積信號之該傳出信標信號，該第二頻率包括該第一頻率與該第三頻率之一差/總和且可操作由該RF訊問器進行範圍及方向找尋。
  3. 如請求項1之無線偵測信標，其中該混頻器經組態以在無該傳入信號之任何解碼之情形下藉由再輻射與該局部振盪器信號混頻之該傳入信號產生該傳出信標信號。
  4. 如請求項1之無線偵測信標，其中該一天線總成包括經組態以接收該傳入信號之一輸入天線，及經組態以發射該傳出信標信號之一輸出天線，該混頻器耦合於其之 間。
  5. 如請求項1之無線偵測信標，其進一步包括經組態以調變在該第二頻率處之該傳出信標信號之一振幅調變電路。
  6. 如請求項1之無線偵測信標，其進一步包括經組態以調變在該第二頻率處之該傳出信標信號之一頻率調變電路。
  7. 一種用於無線偵測之方法，其包括：使用一射頻(RF)訊問器以在一第一頻率處發射且在一第二頻率處接收；及提供一無線偵測信標，其包括一基板，一電源，其由該基板承載，一天線總成，其由該基板承載，一局部振盪器，其由該基板承載且經組態由該電源供電以提供在一第三頻率處之一局部振盪器信號，及一混頻器，其由該基板承載且耦合至該天線總成及該局部振盪器，該混頻器經組態以基於混頻來自該RF訊問器之在該第一頻率處之一傳入信號與在該第三頻率處之該局部振盪器信號而產生至該天線總成之在該第二頻率處之一傳出信標信號；在基於在該第二頻率處之一所接收信標信號而藉助該RF訊問器執行該無線偵測信標之範圍及方向找尋。
  8. 如請求項7之方法，其中該混頻器產生在該第二頻率處 之作為一混頻積信號之該傳出信標信號，該第二頻率係由該第一頻率與該第三頻率之一差/總和界定且准許由該RF訊問器進行範圍及方向找尋。
  9. 如請求項8之方法，其中該混頻器在無該傳入信號之任何解碼之情形下藉由再輻射與該局部振盪器信號混頻之該傳入信號產生該傳出信標信號。
  10. 如請求項7之方法，其中該天線總成包括接收該傳入信號之一輸入天線，及發射該傳出信標信號之一輸出天線。
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