一种光载超宽带无线定位系统

摘要

本发明公开了一种光载超宽带无线定位系统，属于超宽带无线通信技术领域。本发明的定位系统中，超宽带传感器节点之间由光纤顺次连接，构成一个环形超宽带传感器网络，分布在探测区域中。通过精确控制各传感器节点之间的光纤长度来实现光时分复用，将不同传感器探测到的超宽带信号分开到超宽带信号源信号周期的不同时隙，来区分和识别各自传感器节点的信号。超宽带传感器节点接收到携带待测物位置信息的超宽带信号之后通过光纤传回中心处理单元进行定位信号处理。本发明能够在保证超宽带定位所具有的高定位精度的同时，有效降低传感器节点的软硬件复杂度，同时具有较低的传输损耗和较高的系统稳定性。

主权项

一种光载超宽带无线定位系统，包括分布设置于探测区域的一个超宽带信号源和包括n个超宽带传感器节点的超宽带传感器网络，以及与所述超宽带传感器网络信号连接的中心处理单元，n为大于1的自然数；所述n个超宽带传感器节点分别探测超宽带信号源所发射的超宽带直达波信号以及定位目标所反射的超宽带回波信号，中心处理单元根据n个超宽带传感器节点所探测的超宽带直达波及回波信号，利用TDOA定位方法确定定位目标的位置；其特征在于，所述超宽带传感器节点包括超宽带信号接收模块和与其电连接的电光调制器；所述超宽带传感器网络还包括第一三端口光环形器，该三端口环形器具有沿光传输方向依次分布的第一、第二、第三端口；所述n个超宽带传感器节点的电光调制器依次通过光纤首尾相连，第1个超宽带传感器节点的电光调制器的光输入端与第一三端口光环形器的第一端口连接，第n个超宽带传感器节点的电光调制器的光输出端与第一三端口光环形器的第三端口连接，从而构成一个环形光载超宽带传感器网络；该环形光载超宽带传感器网络中各段光纤的总长度小于等于c_F *t_RP，且其中一段光纤的长度大于其它各段光纤的长度，c_F为光在光纤中的传播速度，t_RP为所述超宽带信号源所发射超宽带信号的周期；所述中心处理单元包括光源、第二三端口光环形器、光电探测器、信号处理模块，第二三端口光环形器的第一、第二、第三端口分别与光源的光输出端、第一光环形器的第二端口、光电探测器的光输入端连接，光电探测器的输出端与信号处理模块的信号输入端连接；信号处理模块将光电探测器输出的信号与超宽带信号源所发射的信号进行互相关运算，然后根据互相关运算结果获得n个超宽带传感器节点的波达时间差，最后利用TDOA定位方法确定定位目标的位置。