Un novedoso método basado en TDoA para técnicas de localización combinadas en 3D utilizando una antena de haz conmutado con envoltura de fase de banda ultra ancha
Autores: Passafiume, Marco; Collodi, Giovanni; Ciervo, Edoardo; Cidronali, Alessandro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un novedoso método basado en TDoA para técnicas de localización combinadas en 3D utilizando una antena de haz conmutado con envoltura de fase de banda ultra ancha
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Método propuesto
Antena de matriz con problemas de envoltura de fase
Antena de Haz Conmutado
Enlace de radio
Elementos de matriz de antena
Reconstrucción de fase
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 48
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un enfoque novedoso basado en la Diferencia de Tiempo de Llegada adecuado para sistemas de posicionamiento de un solo ancla, implementado por una antena de matriz con problemas de envoltura de fase. Dado que esta última es una ocurrencia típica en antenas de haz conmutado grandes (SBA) que operan en el rango de microondas bajo. El método propuesto aprovecha el ancho de banda grande del enlace de radio establecido entre el ancla y el objetivo de posicionamiento, generando una relación de fase equivalente no ambigua entre los elementos de la matriz de antenas. La técnica se valida adoptando una antena SBA relativamente grande que opera en el ancho de banda de 4.75-6.25 GHz, capaz de posicionar un objetivo en un dominio 3D. Los datos experimentales, realizados en el ancho de banda de frecuencia de 4-7 GHz, muestran que al tratar adecuadamente con la limitación inherente de problemas de envoltura de fase, es posible obtener una mejora significativa en el ángulo de elevación con respecto a los métodos que no pueden manejar la reconstrucción de fase y, por lo tanto, operan en un contexto sin fase. Combinando errores de rango y ángulo, la función de distribución acumulada asociada muestra un error de 0.13 m en el 90% de los casos.
Descripción
Este documento presenta un enfoque novedoso basado en la Diferencia de Tiempo de Llegada adecuado para sistemas de posicionamiento de un solo ancla, implementado por una antena de matriz con problemas de envoltura de fase. Dado que esta última es una ocurrencia típica en antenas de haz conmutado grandes (SBA) que operan en el rango de microondas bajo. El método propuesto aprovecha el ancho de banda grande del enlace de radio establecido entre el ancla y el objetivo de posicionamiento, generando una relación de fase equivalente no ambigua entre los elementos de la matriz de antenas. La técnica se valida adoptando una antena SBA relativamente grande que opera en el ancho de banda de 4.75-6.25 GHz, capaz de posicionar un objetivo en un dominio 3D. Los datos experimentales, realizados en el ancho de banda de frecuencia de 4-7 GHz, muestran que al tratar adecuadamente con la limitación inherente de problemas de envoltura de fase, es posible obtener una mejora significativa en el ángulo de elevación con respecto a los métodos que no pueden manejar la reconstrucción de fase y, por lo tanto, operan en un contexto sin fase. Combinando errores de rango y ángulo, la función de distribución acumulada asociada muestra un error de 0.13 m en el 90% de los casos.