Angle of Arrival Accuracy Evaluation in Channel 9

兩根接收天線RX1、RX2的距離為d來自彼此。接收器軸線之間的距離天線陣列和發(fā)射機(jī)天線TX用D表示。天線陣列平面與天線面所成的角度直接路徑用 θ 表示，或者 TX-RX1 為 θ1，TXRX2 為 θ2，盡管如此，對(duì)于大于幾個(gè)波長(zhǎng)的距離λ，當(dāng)D

然后，三角函數(shù)和三角形的相似度可以是應(yīng)用于推導(dǎo)以下關(guān)系。一旦傳播波的波前到達(dá)第 一個(gè)接收天線，光速的波c 仍需經(jīng)過一定距離到達(dá)第二個(gè)天線d1 = dsin(θ)，由于速度是隨時(shí)間變化的距離，將會(huì)及時(shí)發(fā)生

在第 一組測(cè)量中，PDoA 精度為與入射角的關(guān)系被評(píng)估為AoA 估計(jì)的基礎(chǔ)。圖中紅色虛線所示圖4是基于表示相移的公式(2)的值處于最 佳狀態(tài)，不會(huì)因干擾而失真在信號(hào)路徑中。根據(jù)預(yù)期，偏差為當(dāng)角度為零時(shí)最 低，隨著角度的增大而升高角度。令人驚訝的是，PDoA 估計(jì)的不準(zhǔn)確性-30°角度時(shí)負(fù)半平面最 高，但在-45°時(shí)顯著降低。這種行為可能是由于由天線輻射方向圖不均勻或由反射波對(duì)主光束造成干擾。為了在圖的正半部分，可以看到這種行為僅適用于 20m 距離。然而，對(duì)于 45°，不準(zhǔn)確所有 TX 和 RX 間隔距離都會(huì)增加。最后，它可以可以看出，PDoA 估計(jì)精度隨著上升距離。對(duì)于小角度（-15° 至 15°）并不重要，但對(duì)于較大的角度，這種現(xiàn)象更為明顯。-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80-150

此外，由于 PDoA 在 AoA 估計(jì)中起著至關(guān)重要的作用，可以假設(shè)PDoA對(duì)AoA結(jié)果的準(zhǔn)確性的影響也是可以觀察到的。如圖5所示，實(shí)際測(cè)量驗(yàn)證了這一假設(shè)。尤其，紅色虛線表示 AoA 的預(yù)期值，而填充的藍(lán)色區(qū)域顯示了最 大和最 小掌握的迎角值，實(shí)線代表平均值。

測(cè)量結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了最初的想法隨著距離的增加，迎角估計(jì)精度下降接收器和發(fā)射器之間。這尤其明顯對(duì)于最 大和最小估計(jì)邊界，其中隨著設(shè)備距離的增加而顯著擴(kuò)展（30m 間隔時(shí)最明顯）。值得注意的是，準(zhǔn)確率對(duì)于 20m 距離，迎角估計(jì)值出人意料地更高與 5m 間隔相比。這可能是由較小的反射波對(duì)所得信號(hào)波形的貢獻(xiàn)。在5m距離的情況下，反射光束可能代表總振幅的重要部分。然而，對(duì)于20m的距離，這些射線的影響可以忽略不計(jì)。

然而，在平均值的情況下，這些不準(zhǔn)確性顯著減少，這意味著可以通過平均值提高迎角估計(jì)精度來自多次測(cè)量。

圖 6 總結(jié)了 AoA 測(cè)量的誤差水平軸上每個(gè)設(shè)定（預(yù)期）角度的垂直軸上的絕 對(duì)值。平均誤差趨勢(shì)與左半平面相比，分布更大右半平面，這與其他類似的作品一致。也進(jìn)一步驗(yàn)證了AoA估計(jì)精度與 5m 和 30 m 距離相比，20m 距離更高，但是僅適用于較小的角度（-15° 至 15°）。

CONCLUSION

隨著距離的增加，迎角估計(jì)的準(zhǔn)確性會(huì)下降，這與準(zhǔn)確率的假設(shè)是一致的受天線陣列電磁場(chǎng)影響較大參數(shù)而不是無線電芯片本身的功能。

因此，有了更好的天線陣列，迎角就會(huì)得到改善即使距離更遠(yuǎn)，也能達(dá)到預(yù)期的估計(jì)精度標(biāo)簽和錨點(diǎn)之間。

另外，從結(jié)果來看有和沒有外殼的測(cè)量，似乎所用外殼的設(shè)計(jì)有能力影響UWB 通道 9 較高頻率下的估計(jì)，因?yàn)樗?span style="box-sizing: border-box !important; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; overflow-wrap: break-word !important;">影響標(biāo)簽天線。